JP2004075983A

JP2004075983A - Pigment ink composition

Info

Publication number: JP2004075983A
Application number: JP2003160221A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Furuya; 古谷　隆博; Nagayuki Takao; 鷹尾　長幸
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP3718509B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pigment ink composition having a small dispersion particle diameter of the pigment, having excellent water resistance, capable of being printed on plain paper without causing cockling, not causing a problem of rubbing of a printed matter, when a recording medium subjected to cation treatment is printed with the composition to form the printed matter, and therefore having excellent rubbing-off resistance. <P>SOLUTION: This pigment ink composition contains a pigment, an acid group-containing resin, and an organic solvent having a boiling point of ≥ 150°C, wherein the organic solvent is contained in an amount of 50-95 wt% based on the total amount of the ink composition. The composition exhibits the excellent rubbing-off resistance so as not to cause rubbing-off of a coating, when a rubbing-off test of the coating is conducted in such a manner that the recording medium subjected to the cation treatment is coated with the composition by using a #04 bar-coater (made by Toyo Seiki Co., Ltd.) and dried to form the coating thereon, and then the coating is rubbed by a cloth on which a weight of 50 g is laid. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔料、樹脂および有機溶剤を含有する顔料インク組成物、とくに、インクジェットプリンター用の顔料インク組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、圧力、熱、電界などを駆動源として液状のインクをノズルから記録媒体に向けて吐出させ、印刷するものである。このようなインクジェット記録方式は、ランニングコストが低く、高画質化が可能なことより、近年、オフィス用のみならず民生用としても急速に普及している。
【０００３】
インクジェット記録用のインクとしては、水溶性染料を水性媒体に溶解した水性染料インクが、着色力が大きい、ヘッドオリフィスでの目詰まりが少ないなどの理由により、使用されてきている。しかしながら、この水性染料インクは、耐水性、耐候性が十分でないという問題を抱えている。
【０００４】
近年、Ａ−Ｏサイズにも対応できる大型のインクジェットプリンターが開発され、屋外用ポスターなどの屋外用途での使用環境が増え、また、デジタルカメラの普及により、長期間保存する用途も増加している。このような背景のもと、耐水性、耐候性にすぐれた顔料インクの開発が盛んに行われている。
【０００５】
しかし、溶媒に水および水性溶剤を用いた水性顔料インクは、普通紙に印刷した場合、コックリング（乾燥後に波打ち）が起こるため、ポスター用などには不適切である。また、溶剤に脂肪族炭化水素やアルコールを用いた油性顔料インク（特許文献１〜３参照）は、コックリングは少ないものの、カチオン処理を施した記録媒体（一般的には光沢紙など）に印刷した場合に、印刷物が擦れやすいという問題があり、たとえば、連続して印刷する場合、２枚目以降の印刷物がその前の印刷物に数秒間重なったり、印刷後の印刷物に手で触れたりしたときに、印刷物が容易に擦れるという問題を抱えている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３８５３３号公報（第３〜４頁）
【特許文献２】
特開２００１−２２０５２７号公報（第４〜５頁）
【特許文献３】
特開２００１−３２９１９３号公報（第３〜４頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の事情に照らし、顔料の分散粒径が小さく、かつ耐水性にすぐれ、また普通紙に対しコックリングなく印刷可能であるとともに、カチオン処理を施した記録媒体に対して印刷したときの印刷物の擦れの問題のない、耐擦れ性にすぐれた顔料インク組成物、とくにインクジェットプリンター用の顔料インク組成物を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、顔料インク組成物において、特定の樹脂を含むとともに、特定の有機溶剤を特定量含む構成とすることにより、顔料の分散粒径が小さく、かつ耐水性にすぐれ、また普通紙に対しコックリングなく印刷可能であるとともに、カチオン処理を施した記録媒体に印刷したときの印刷物の擦れの問題のない、すぐれた耐擦れ性が得られることがわかった。
【０００９】
本発明は、このような知見をもとにして、完成されたものである。
すなわち、本発明は、顔料、酸性基を有する樹脂および沸点１５０℃以上の有機溶剤を含有する顔料インク組成物であって、上記の有機溶剤がインク組成物全体の５０〜９５重量％を占めることを特徴とする顔料インク組成物に係るものである。このような顔料インク組成物によると、たとえば、塗膜摺動試験として、カチオン処理を施した記録媒体に＃０４バーコーター（東洋精機製）で塗布し乾燥した塗膜を５０ｇの分銅をのせた布で摺動させたときに、上記塗膜の擦れがみられないという、すぐれた耐擦れ性を発揮する。
【００１０】
上記の塗膜摺動試験は、具体的には、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の環境下、カチオン処理を施した記録媒体に、顔料インク組成物を＃０４バーコーター（東洋精機製）を用いて塗布し、１０分間乾燥して塗膜を形成し、この塗膜を５０ｇの分銅（接触面積３．１ｃｍ^２）をのせた布で３秒間隔で１０回摺動させたときに、塗膜に擦れがあるかどうかを評価するものである。
【００１１】
ここで、カチオン処理を施した記録媒体には、水性染料インクジェットプリンター用の光沢紙があり、その市販品としては、日立マクセル、エプソン、キャノン、コニカなどの各社の光沢紙が挙げられる。
また、この記録媒体にインク組成物を＃０４バーコーターで塗布する際には、その塗布厚さを５〜１０μｍとするのがよく、また塗布後１０分間乾燥したのちの塗膜厚さを０．０９〜１．８μｍとするのがよい。
さらに、この塗膜上に摺動させる布としては、アズワン社製ベンコットン、テクニクルー、キムワイプ、キムワイパー、ケムドライ、キムテック、キムテックス、キムタオルや、絹、木綿などの天然繊維、ポリエステルなどの化学繊維などの公知の各種の布を用いることができる。
【００１２】
本発明の顔料インク組成物は、上記の塗膜摺動試験に耐えれる、つまりこの試験で塗膜の擦れがみられない、すぐれた耐擦れ性を示すため、これをカチオン処理を施した記録媒体にインクジェットプリンターで印刷した場合に、印刷物の耐擦れ性を大幅に改善でき、たとえば、連続して印刷する場合に、２枚目以降の印刷物がその前の印刷物に数秒間重なったり、印刷後の印刷物に手で触れたりしても、従来のような印刷物が擦れるという問題を回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において、顔料には、無機顔料、有機顔料、染料などが用いられる。
無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリポン、酸化鉄、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブデートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、マイカなどが挙げられる。
【００１４】
有機顔料としては、アゾ系、アゾメチン系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリン系、イソインドリノン系顔料などが挙げられる。
染料としては、アゾ系、アントラキノン系、インジゴ系、フタロシアニン系、カルボニル系、キノンイミン系、メチン系、キノリン系、ニトロ系などが挙げられ、これらの中でも、分散染料がとくに好ましい。
【００１５】
これら顔料の量は、インク組成物全体の０．１〜２０重量％を占めるのが望ましい。顔料の量がインク組成物全体の０．１重量％未満となると、インクとしての特性を十分に発現させにくくなり、２０重量％を超えると、分散安定性や印刷物の耐擦れ性などに好結果が得られにくい。
【００１６】
本発明において、酸性基を有する樹脂には、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基などの酸性基を有する、アクリル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、エポキシ系、アミノ系樹脂などの広範囲の樹脂が含まれ、単独でも２種以上を混合して用いてもよい。合成やグラフト化のしやすさ、極性基の導入のしやすさから、アクリル系樹脂が好ましい。また、本発明では、この酸性基を有する樹脂を、顔料の分散剤として、または分散剤以外の添加樹脂として、用いるが、その際、一般的な分散剤や添加樹脂と併用してもよい。
【００１７】
この酸性基を有する樹脂は、顔料の分散粒径や耐水性に加えて、カチオン処理を施した記録媒体に印刷したときの印刷物の耐擦れ性に好結果を与えるものである。水性染料インクジェットプリンター用の光沢紙では、アニオン性染料の定着性や耐水性を高めるため、インク受容層がカチオン性に設計され、たとえばカチオン性樹脂やカチオン性のアルミナフィラーなどが用いられている。酸性基を有しアニオン性である樹脂を使用すると、上記のカチオン性インク受容層に対する接着性が高められ、印刷物の耐擦れ性が向上する。
【００１８】
本発明において、このような酸性基を有する樹脂は、その酸価が１０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあるのが好ましく、１５〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあるのがより好ましく、３０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあるのが最も好ましい。酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、前記の効果を十分に発現できず、また３００ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、前記の効果が飽和するとともに、インク組成物の粘度が高くなる場合がある。
【００１９】
また、この酸性基を有する樹脂は、重量平均分子量が１×１０^４〜３×１０^５の範囲、とくに２×１０^４〜１×１０^５の範囲にあるのが好ましい。１×１０^４未満では、分子量が小さすぎて十分な強度の印刷物を形成できない場合があり、３×１０^５を超えると、インク粘度が高くなる傾向がある。さらに、分子量分布が１．５〜１０の範囲、とくに２〜５の範囲にあるのが好ましい。適度な分子量分布を持つことで、広い使用環境下で十分な耐擦れ性を発揮できる。
なお、この明細書において、酸性基を有する樹脂に関する重量平均分子量は、ゲルパーミネーションクロマトグラフィーによりポリスチレン換算分子量として求められる値を意味するものである。
【００２０】
本発明において、このような酸性基を有する樹脂は、エーテル結合を含む樹脂であるのが好ましい。エーテル結合を含むことにより、カチオン性処理を施した記録媒体との親和性が良くなり、耐擦れ性がより向上する。また、疎水基を含む水不溶性の樹脂であるのが好ましい。疎水基を含み水不溶性であることにより、印刷物の耐水性がより向上する。さらに、水酸基やアミノ基などの極性基を含む樹脂であるのが好ましい。上記のような極性基を含むことにより、有機溶剤あるいは被印刷物である紙への親和性が高められる。
【００２１】
本発明において、上記の樹脂は、たとえば、酸性基を有するモノマー（以下、アニオン性モノマーという）と、エーテル結合を有するモノマーと、疎水基を有するモノマーと、さらに必要により極性基を有するモノマーなどを、常法により共重合させることにより、容易に合成できる。また、このようなモノマー構成とされた共重合樹脂を市販品として入手することもできる。
【００２２】
アニオン性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、フマール酸、アクリロイルオキシエチルフタレート、アクリロイルオキシサクシネート、２−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、２−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−アクリロイルオキシエチルフタル酸などのカルボキシル基を有するモノマー、アクリル酸２−スルホン酸エチル、メタクリル酸２−スルホン酸エチル、ブチルアクリルアミドスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー、メタクリル酸２−ホスホン酸エチル、アクリル酸２−ホスホン酸エチルなどのホスホン酸基を有するモノマーなどがあり、中でも、カルボキシル基を有するモノマーが好ましい。
【００２３】
エーテル結合を有するモノマーには、ポリエーテル系マクロモノマーとして知られる日本油脂社製の「ＰＭＥ−２００」、「ＰＭＥ−４００」、「ＰＭＥ−１０００」、「ＡＭＥ−４００」、「ＰＰ−５００」、「ＰＰ−８００」、「ＰＰ−１０００」、「ＰＥ−３５０」など、新中村化学社製の「ＡＭＰ−１０Ｇ」、「ＡＭＰ−６０Ｇ」などが好ましく用いられる。
【００２４】
疎水基を有するモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸セチル、メタクリル酸セチル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、メタクリル酸ベヘニルなどの（メタ）アクリル酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレンなどのスチレン系モノマー、イタコン酸ベンジルなどのイタコン酸エステル、マレイン酸ジメチルなどのマレイン酸エステル、フマール酸ジメチルなどのフマール酸エステル、酢酸ビニルなどが挙げられる。
【００２５】
極性基を有するモノマーとしては、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピルなどの水酸基を有するモノマー、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノプロピルなどの第１級アミノ基を有するモノマー、アクリル酸メチルアミノエチル、アクリル酸メチルアミノプロピル、アクリル酸エチルアミノエチル、アクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸メチルアミノエチル、メタクリル酸メチルアミノプロピル、メタクリル酸エチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピルなどの第２級アミノ基を有するモノマー、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸ジエチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジエチルアミノプロピルなどの第３級アミノ基を有するモノマー、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミドなどのアミド基を有するモノマー、アクリロイルモルホリン、ビニルピロリドン、ビニルピリジンなどの環状構造のモノマーなどが挙げられる。
【００２６】
本発明において、上記の酸性基を有する樹脂は、インク組成物全体の０．５〜３０重量％を占めるのが望ましく、１〜２０重量％を占めるのがより望ましく、１．５〜１０重量％を占めるのが最も望ましい。０．５重量％未満では、この樹脂に基づく前記の効果が得られにくく、また３０重量％を超えると、その効果が飽和するとともに、インク組成物の粘度が高くなりやすい。
【００２７】
また、この酸性基を有する樹脂は、顔料に対し、１０〜３００重量％とするのが好ましく、２０〜２００重量％とするのがより好ましく、さらに５０〜１５０重量％とするのが最も好ましい。１０重量％未満では、顔料の割合が高すぎて、十分な定着性が得られにくく、３００重量％を超えると、その効果が飽和するとともに、インク組成物の粘度が高くなりやすい。
【００２８】
本発明において、有機溶剤には、沸点１５０℃以上の有機溶剤が用いられる。沸点が１５０℃未満の有機溶剤では、インク組成物がインクジェットプリンター用のヘッドで乾き、ヘッド目詰まりを引き起こしやすい。この沸点１５０℃以上の有機溶剤は、極性溶剤であるのが好ましく、エーテル系溶剤が最も好ましい。エーテル系溶剤は極性が高いため、本発明のカチオン処理を施した記録媒体との親和性が良く、耐擦れ性を飛躍的に向上させることができる。
【００２９】
エーテル系溶剤としては、（ポリ）アルキレングリコールのモノアルキルエーテルモノアルキルエステル化合物またはジアルキルエステル化合物が好ましい。これらの化合物としては、エチレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、エチレングリコールジアルキルエステル、ジエチレングリコールジアルキルエステル、トリエチレングリコールジアルキルエステル、プロピレングリコールジアルキルエステル、ジプロピレングリコールジアルキルエステル、トリプロピレングリコールジアルキルエステルなどが挙げられる。これらの化合物の中から、その１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３０】
具体的には、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノエチルエステル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノブチルエステル、ジエチレングリコールジメチルエステル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステル、トリエチレングリコールジメチルエステル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルなどが挙げられる。
【００３１】
これらの化合物は、分子内に極性基（エステル基、エーテル基）と疎水基（アルキル基）を併せ持っており、あらゆる記録媒体に対しすぐれた定着性と耐水性を示す。この両特性は、上記極性基の数と疎水基の炭素数で容易に調整できる。上記極性基は普通紙に印字した際のコックリングの防止にも寄与する。
【００３２】
本発明において、沸点１５０℃以上の有機溶剤は、インク組成物全体の５０〜９５重量％、とくに好ましくは６０〜９０重量％を占める割合で用いられる。過少となっても過多となっても、本発明の効果が得られにくい。沸点１５０℃以上の有機溶剤とともに、他の一般的な脂肪族炭化水素などの有機溶剤を併用することもできるが、両者の合計量が上記範囲内となるようにするのがよい。また、有機溶剤の量の選択により、インク組成物中の固形分濃度が０．５〜２０重量％、とくに１．５〜１５重量％となるようにするのが好ましい。
【００３３】
本発明においては、上記の顔料、酸性基を有する樹脂および沸点１５０℃以上の有機溶剤を必須成分とし、必要により、界面活性剤、樹脂、表面調整剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、電荷付与剤、殺菌剤、防腐剤、電荷調整剤、湿潤剤、皮はり防止剤、香料、防臭剤、消臭剤、脱臭剤、顔料誘導体など、公知の一般的な添加剤を使用することができる。
【００３４】
本発明の顔料インク組成物は、上記の各成分を、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、攪拌槽型ミルなどの媒体攪拌ミル、ディスパーなどの簡単な分散機により、よく撹拌混合し、分散させることにより、調製することができる。
【００３５】
このように調製される本発明の顔料インク組成物、とくにインクジェットプリンター用の顔料インク組成物は、２０℃における表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、とくに好ましくは２７ｍＮ／ｍ以上であるのがよい。また、粘度が２〜３０ｃｐ、とくに好ましくは３〜１５ｃｐであるのがよい。表面張力および粘度が上記の範囲外となると、安定に印刷できないことがある。
また、顔料の平均分散粒径としては、０．０１〜０．５μｍ、とくに好ましくは０．１５〜０．３μｍ、さらに好ましくは０．０６〜０．２μｍであるのがよい。０．０１μｍ未満となると、インク組成物の分散性が不安定となりやすく、０．５μｍを超えると、ヘッドを詰まらせやすくなる。
【００３６】
本発明の顔料インク組成物は、インクジェット印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、感熱転写印刷方式などのあらゆる印刷方式のインクとして、使用することできる。しかし、これら種々の印刷方式の中でも、とくにインクジェット印刷に適用する、つまりインクジェットプリンター用インクとして使用すると、前記した本発明の効果がより良く発現できるので、望ましい。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例、比較例および参考例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下において、「部」とあるのは「重量部」を意味する。
【００３８】
実施例１
１００ｃｃのプラスチック製ビンに、銅フタロシアニンブルー顔料（大日本インキ化学工業社製の「ファストゲンブルーＧＮＰＳ」）４部、分散剤Ａ〔スチレン／メタクリル酸／アクリル酸ブチル／メタクリル酸ブチル／ポリエーテル系マクロモノマー（日本油脂社製の「ＰＭＥ４００」）（重量比：２０／１０／３０／３０／１０）の共重合体、酸価６５ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量６．０×１０^４、分子量分布３．２〕４部、有機溶剤として沸点２４７℃のジエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステル１２部、直径３ｍｍのジルコニアビーズ１００部を計り取り、ペイントシェーカー（東洋精機社製）で２時間分散した。この分散後、ジエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルで希釈し、顔料濃度が５重量％、分散剤Ａの濃度が５重量％である顔料インク組成物Ａを調製した。
【００３９】
実施例２
分散剤Ａを、分散剤Ｂ〔スチレン／アクリル酸／アクリル酸ブチル／メタクリル酸ブチル／「ＰＭＥ４００」（重量比：２０／１０／３０／３０／１０）の共重合体、酸価７７ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量５．４×１０^４、分子量分布３．０〕４部に変更した以外は、実施例１と同様にして、顔料濃度が５重量％、分散剤Ｂの濃度が５重量％である顔料インク組成物Ｂを調製した。
【００４０】
実施例３
分散剤Ａを、分散剤Ｃ〔スチレン／２−アクリロイルオキシエチルコハク酸／アクリル酸ブチル／メタクリル酸ブチル／「ＰＭＥ４００」（重量比：２０／１０／３０／３０／１０）の共重合体、酸価２４ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量６．５×１０^４、分子量分布３．３〕４部に変更した以外は、実施例１と同様にして、顔料濃度が５重量％、分散剤Ｃの濃度が５重量％である顔料インク組成物Ｃを調製した。
【００４１】
実施例４
分散剤Ａに代えて、分散剤Ｄ〔メタクリル酸ラウリル／メタクリル酸／アクリル酸ブチル／メタクリル酸ブチル／「ＰＭＥ４００」（重量比：２０／１０／３０／３０／１０）の共重合体、酸価６５ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量６．７×１０^４、分子量分布３．５〕４部を使用した以外は、実施例１と同様にして、顔料濃度が５重量％、分散剤Ｄの濃度が５重量％である顔料インク組成物Ｄを調製した。
【００４２】
実施例５
ジエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、沸点２７０℃のトリエチレングリコールジメチルエステルを使用した以外は、実施例１と同様にして、顔料濃度が５重量％、分散剤Ａの濃度が５重量％である顔料インク組成物Ｅを調製した。
【００４３】
比較例１
分散剤Ａを、分散剤Ｅ（アビシア製の「ソルスパー１３９４０」、ポリエステル系樹脂、酸価８ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量７．３×１０^３、分子量分布１．２）４部に変更し、かつジエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルを、流動パラフィン（松本石油研究所製の「モレスコホワイトＰ−７０」）に変更した以外は、実施例１と同様にして、顔料濃度が５重量％、分散剤Ｅの濃度が５重量％である顔料インク組成物Ｆを調製した。
【００４４】
比較例２
分散剤Ａを、分散剤Ｆ〔スチレン／アクリル酸ブチル／メタクリル酸ブチル／「ＰＭＥ４００」（重量比：２０／４０／３０／１０）の共重合体、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量６．３×１０^４、分子量分布３．２〕４部に変更した以外は、実施例１と同様にして、顔料濃度が５重量％、分散剤Ｆの濃度が５重量％である顔料インク組成物Ｇを調製した。
【００４５】
参考例１
分散剤Ａを、分散剤Ｇ〔スチレン／メタクリル酸／アクリル酸ブチル／メタクリル酸ブチル／「ＰＭＥ４００」（重量比：２０／１０／３０／３０／１０）の共重合体、酸価６５ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量４．０×１０^３、分子量分布１．４〕４部に変更した以外は、実施例１と同様にして、顔料濃度が５重量％、分散剤Ｇの濃度が５重量％である顔料インク組成物Ｈを調製した。
【００４６】
参考例２
分散剤Ａの添加量を４部から０．３２部に変更した以外は、実施例１と同様にして、顔料濃度が５重量％、分散剤Ａの濃度が０．４重量％である顔料インク組成物Ｉを調製した。
【００４７】
上記の実施例１〜５の顔料インク組成物Ａ〜Ｅ、比較例１，２の顔料インク組成物Ｆ，Ｇおよび参考例１，２の顔料インク組成物Ｈ，Ｉについて、下記の方法にて、顔料の平均分散粒径を測定し、また塗膜摺動試験を行い、さらに耐水性、コックリングおよび耐擦れ性を評価した。これらの結果は、表１に示されるとおりであった。
【００４８】
＜平均分散粒径＞
顔料インク組成物の平均分散粒径を、レーザードップラー方式の粒度分布計（コールター社製の「Ｎ４ＰＬＵＳ」）で測定した。
【００４９】
＜塗膜摺動試験＞
顔料インク組成物を、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の環境下で、光沢紙（日立マクセル社製の「スーパーフォト光沢紙」）上に、＃０４バーコーター（東洋精機社製）を用いて塗布し、１０分間乾燥した塗膜を、５０ｇの分銅（接触面積３．１ｃｍ^２）をのせた布（アズワン社製の「ベンコットン」）で３秒間隔で１０回摺動させて、塗膜の擦れを目視にて観察した。塗膜に擦れのないものを○、擦れのあるものを×、と評価した。
【００５０】
＜耐水性＞
顔料インク組成物を、＃０４ワイヤーバー（東洋精機社製）を用いて、普通紙（ＸＥＲＯＸ社）上に塗布したのち、イオン交換水に１時間浸漬した。この浸漬で、にじみのないものを○、あるものを×、と評価した。
【００５１】
＜コックリング＞
上記インク組成物を、＃０４ワイヤーバー（東洋精機社製）を用いて、普通紙（ＸＥＲＯＸ社）上に塗布し、乾燥したのちに、コックリング（波打ち）のないものを○、あるものを×、と評価した。
【００５２】
＜耐擦れ性＞
顔料インク組成物を、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の環境下で、インクジェットプリンタ（ＥＰＳＯＮ社製の「ＭＪ−５１０Ｃ」）を用いて、光沢紙（日立マクセル社製の「スーパーフォト光沢紙」）に５部連続して、階調テストパターン（１００、８０，６０，４０，２０）を印刷した。
印刷物の排出および重ねにより、印刷物の擦れのないものを○、擦れのあるものを×、と評価した。擦れの有無は、目視観察により確認した。
【００５３】

【００５４】
上記の表１の結果から明らかなように、本発明の実施例１〜５の顔料インク組成物Ａ〜Ｅは、平均分散粒径が小さく、塗膜摺動試験で擦れがなく、塗膜剥離を全く生じないものであり、耐水性にすぐれ、普通紙に印字してもコックリングがなく、しかも光沢紙に印刷したときの耐擦れ性にもすぐれており、すべての特性を満足するものであることがわかる。
【００５５】
これに対し、従来の分散剤および有機溶剤を使用した比較例１の顔料インク組成物Ｆは、平均分散粒径がやや大きくなり、また塗膜摺動試験で擦れがみられ、塗膜剥離を生じており、光沢紙に印刷したときの耐擦れ性に劣っていた。また、分散剤として酸性基を持たない樹脂を使用した比較例２の顔料インク組成物Ｇにおいても、上記とほぼ同じ結果であった。
なお、分散剤として酸性基を有する樹脂を使用した場合でも、上記樹脂の分子量が低すぎる参考例１の顔料インク組成物Ｈや、上記樹脂の添加量が少なすぎる参考例２の顔料インク組成物Ｉでは、平均分散粒径が大きくなり、また塗膜摺動試験で擦れがみられ、塗膜剥離を生じており、光沢紙に印刷したときの耐擦れ性に劣ってくることも明らかである。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の構成を採用することにより、顔料の分散粒径が小さく、かつ耐水性にすぐれ、また普通紙に対しコックリングなく印刷可能であるとともに、カチオン処理を施した記録媒体に対して印刷したときの印刷物の擦れの問題のない、耐擦れ性にすぐれた顔料インク組成物、とくにインクジェットプリンター用の顔料インク組成物を提供することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pigment ink composition containing a pigment, a resin, and an organic solvent, particularly to a pigment ink composition for an ink jet printer.
[0002]
[Prior art]
In the ink jet recording method, a liquid ink is ejected from a nozzle toward a recording medium by using pressure, heat, an electric field, or the like as a driving source, and printing is performed. In recent years, such an ink jet recording method has rapidly spread not only for office use but also for consumer use because of low running cost and high image quality.
[0003]
As an ink for ink jet recording, an aqueous dye ink obtained by dissolving a water-soluble dye in an aqueous medium has been used because of its high coloring power and little clogging at a head orifice. However, this aqueous dye ink has a problem that water resistance and weather resistance are not sufficient.
[0004]
In recent years, large-sized inkjet printers that can handle AO sizes have been developed, the use environment for outdoor applications such as outdoor posters has increased, and the use of digital cameras has been increasing for long-term storage. . Against this background, pigment inks having excellent water resistance and weather resistance have been actively developed.
[0005]
However, an aqueous pigment ink using water and an aqueous solvent as a solvent is not suitable for posters and the like because cockling (waving after drying) occurs when printing on plain paper. In addition, oil-based pigment inks using aliphatic hydrocarbons or alcohols as solvents (see Patent Documents 1 to 3) have little cockling, but are printed on a recording medium (generally glossy paper or the like) subjected to cation treatment. There is a problem that the printed matter is easily rubbed, for example, when printing continuously, when the second and subsequent printed matter overlaps the preceding printed matter for several seconds or touches the printed matter by hand In addition, there is a problem that printed matter is easily rubbed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-38533 (pages 3 and 4)
[Patent Document 2]
JP-A-2001-220527 (pages 4 to 5)
[Patent Document 3]
JP 2001-329193 A (pages 3 and 4)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the light of the above circumstances, the present invention has a small dispersed particle size of the pigment, has excellent water resistance, can be printed on plain paper without cockling, and has been printed on a recording medium subjected to cation treatment. It is an object of the present invention to provide a pigment ink composition excellent in rubbing resistance, especially a pigment ink composition for an ink jet printer, which does not have a problem of rubbing of printed matter at the time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have a pigment ink composition containing a specific resin and a specific organic solvent in a specific amount, so that the pigment has a small dispersed particle size, excellent water resistance, and plain paper. However, it was found that printing was possible without cockling, and excellent rubbing resistance was obtained without causing a problem of rubbing of printed matter when printing on a recording medium subjected to cation treatment.
[0009]
The present invention has been completed based on such findings.
That is, the present invention is a pigment ink composition containing a pigment, a resin having an acidic group, and an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher, wherein the organic solvent occupies 50 to 95% by weight of the entire ink composition. The present invention relates to a pigment ink composition characterized by the following. According to such a pigment ink composition, for example, as a coating film sliding test, a coating film dried and coated with a # 04 bar coater (manufactured by Toyo Seiki) on a cation-treated recording medium was loaded with a 50 g weight. When slid with a cloth, the coating film exhibits excellent rubbing resistance such that rubbing of the coating film is not observed.
[0010]
Specifically, the coating film sliding test described above is conducted by applying a pigment ink composition to a # 04 bar coater (Toyo Seiki Co., Ltd.) on a cation-treated recording medium under an environment of a temperature of 20 to 25 ° C. and a humidity of 40 to 60%. Co., Ltd.) and dried for 10 minutes to form a coating film, and this coating film was coated with a 50 g weight (a contact area of 3.1 cm). ² This is to evaluate whether or not the coating film is rubbed when slid 10 times at intervals of 3 seconds with the cloth on which is placed.
[0011]
Here, the recording medium that has been subjected to the cation treatment includes glossy paper for an aqueous dye ink jet printer, and commercially available products include glossy papers of companies such as Hitachi Maxell, Epson, Canon, and Konica.
When the ink composition is applied to this recording medium with a # 04 bar coater, the coating thickness is preferably 5 to 10 μm, and the coating thickness after drying for 10 minutes after application is 0 μm. It is preferable that the thickness be 0.09 to 1.8 μm.
Further, as a cloth to be slid on the coating film, As One Corporation's Ben Cotton, Technicl, Kimwipe, Kimwiper, Chemdry, Kimtech, Kimtex, Kimtowel, natural fibers such as silk and cotton, and chemical fibers such as polyester Various known cloths can be used.
[0012]
The pigment ink composition of the present invention withstands the above-mentioned coating film sliding test, that is, the coating film is not rubbed in this test, and exhibits excellent rubbing resistance. When printing on a medium with an inkjet printer, the rub resistance of the printed matter can be significantly improved.For example, when printing continuously, the second and subsequent printed matter overlaps the previous printed matter for several seconds, or after printing, Even if the printed matter is touched by hand, it is possible to avoid the problem that the printed matter is rubbed as in the related art.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, inorganic pigments, organic pigments, dyes, and the like are used as the pigment.
As inorganic pigments, carbon black, titanium oxide, zinc oxide, zinc oxide, tripon, iron oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, kaolinite, montmorillonite, talc, barium sulfate, calcium carbonate, silica, alumina, cadmium red, red iron oxide, Molybdenum red, chrome vermillion, molybdate orange, graphite, chrome yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, titanium yellow, chromium oxide, pyridian, cobalt green, titanium cobalt green, cobalt chrome green, ultramarine, ultramarine blue, navy blue , Cobalt blue, cerulean blue, manganese violet, cobalt violet, mica and the like.
[0014]
Examples of the organic pigment include azo, azomethine, polyazo, phthalocyanine, quinacridone, anthraquinone, indigo, thioindigo, quinophthalone, benzimidazolone, isoindoline, and isoindolinone pigments. Can be
Examples of the dye include azo, anthraquinone, indigo, phthalocyanine, carbonyl, quinone imine, methine, quinoline, and nitro dyes. Among these, disperse dyes are particularly preferred.
[0015]
The amount of these pigments desirably accounts for 0.1 to 20% by weight of the entire ink composition. When the amount of the pigment is less than 0.1% by weight of the whole ink composition, it is difficult to sufficiently exhibit the properties as an ink, and when the amount exceeds 20% by weight, the dispersion stability and the abrasion resistance of the printed matter are good. Is difficult to obtain.
[0016]
In the present invention, the resin having an acidic group includes a wide range of resins such as an acrylic resin, a polyester resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, and an amino resin having an acid group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphonic acid group. They may be included alone or in combination of two or more. Acrylic resins are preferred because of the ease of synthesis and grafting and the ease of introducing polar groups. In the present invention, the resin having an acidic group is used as a dispersant for the pigment or as an additional resin other than the dispersant. In this case, the resin may be used in combination with a general dispersant or an additional resin.
[0017]
The resin having an acidic group gives good results on the scratch resistance of the printed matter when printed on a recording medium that has been subjected to cationic treatment, in addition to the dispersed particle size and water resistance of the pigment. In a glossy paper for an aqueous dye inkjet printer, the ink receiving layer is designed to be cationic in order to enhance the fixability and water resistance of the anionic dye, and for example, a cationic resin or a cationic alumina filler is used. When an anionic resin having an acidic group is used, the adhesiveness to the cationic ink receiving layer is improved, and the rub resistance of the printed matter is improved.
[0018]
In the present invention, the resin having such an acidic group preferably has an acid value in the range of 10 to 300 mgKOH / g, more preferably 15 to 200 mgKOH / g, and more preferably 30 to 150 mgKOH / g. Is most preferably within the range. If the acid value is less than 10 mgKOH / g, the above effects cannot be sufficiently exhibited. If the acid value exceeds 300 mgKOH / g, the above effects may be saturated and the viscosity of the ink composition may increase.
[0019]
The resin having an acidic group has a weight average molecular weight of 1 × 10 ⁴ ~ 3 × 10 ⁵ Range, especially 2 × 10 ⁴ ~ 1 × 10 ⁵ Is preferably in the range. 1 × 10 ⁴ If it is less than 3, the molecular weight is too small to be able to form a printed matter having sufficient strength, so that 3 × 10 ⁵ If it exceeds, the ink viscosity tends to increase. Further, the molecular weight distribution is preferably in the range of 1.5 to 10, particularly preferably in the range of 2 to 5. By having an appropriate molecular weight distribution, sufficient rub resistance can be exhibited in a wide use environment.
In this specification, the weight average molecular weight of a resin having an acidic group means a value determined as a polystyrene-equivalent molecular weight by gel permeation chromatography.
[0020]
In the present invention, such a resin having an acidic group is preferably a resin containing an ether bond. By containing an ether bond, the affinity with the recording medium subjected to the cationic treatment is improved, and the rubbing resistance is further improved. Further, a water-insoluble resin containing a hydrophobic group is preferable. By containing a hydrophobic group and being insoluble in water, the water resistance of the printed matter is further improved. Further, a resin containing a polar group such as a hydroxyl group or an amino group is preferable. By containing the polar group as described above, the affinity for an organic solvent or paper as a printing material can be enhanced.
[0021]
In the present invention, the above-mentioned resin includes, for example, a monomer having an acidic group (hereinafter, referred to as an anionic monomer), a monomer having an ether bond, a monomer having a hydrophobic group, and, if necessary, a monomer having a polar group. It can be easily synthesized by copolymerization according to a conventional method. Further, a copolymer resin having such a monomer structure can be obtained as a commercial product.
[0022]
Examples of the anionic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, ethacrylic acid, propylacrylic acid, isopropylacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, acryloyloxyethyl phthalate, acryloyloxysuccinate, and 2-methacryloyloxyethylsuccinic acid. A monomer having a carboxyl group such as, 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-acryloyloxyethyl succinic acid, 2-acryloyloxyethyl phthalic acid, ethyl acrylate 2-ethyl sulfonate, methacrylic acid 2-ethyl sulfonate, There are monomers having a sulfonic acid group such as butyl acrylamide sulfonic acid, and monomers having a phosphonic acid group such as ethyl methacrylate 2-ethyl phosphonate and ethyl 2-phosphonate. Also, a monomer having a carboxyl group is preferable.
[0023]
Examples of the monomer having an ether bond include “PME-200”, “PME-400”, “PME-1000”, “AME-400”, and “PP-500” manufactured by NOF Corporation, which is known as a polyether-based macromonomer. , "PP-800", "PP-1000", "PE-350" and the like, "AMP-10G" and "AMP-60G" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. are preferably used.
[0024]
Examples of the monomer having a hydrophobic group include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, benzyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Isopropyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, tridecyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, octyl acrylate, Octyl methacrylate, lauryl acrylate, lauryl methacrylate, cetyl acrylate, cetyl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, behenyl acrylate, behenyl methacrylate, etc. (Meth) acrylic acid esters, styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, and other styrene monomers; itaconic acid esters such as benzyl itaconate; Maleic acid esters such as dimethyl acid, fumaric acid esters such as dimethyl fumarate, and vinyl acetate.
[0025]
Examples of the monomer having a polar group include monomers having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, aminoethyl acrylate, aminopropyl acrylate, methacrylic acid Monomers having a primary amino group such as aminoethyl and aminopropyl methacrylate, methylaminoethyl acrylate, methylaminopropyl acrylate, ethylaminoethyl acrylate, ethylaminopropyl acrylate, methylaminoethyl methacrylate, methacrylic acid Monomer having a secondary amino group such as methylaminopropyl, ethylaminoethyl methacrylate and ethylaminopropyl methacrylate; dimethylaminoethyl acrylate; Monomers having a tertiary amino group such as aminoaminoethyl, dimethylaminopropyl acrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl methacrylate, diethylaminopropyl methacrylate, acrylamide, methacrylamide, Examples include monomers having an amide group such as dimethylacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, isopropylacrylamide, and diethylacrylamide, and monomers having a cyclic structure such as acryloylmorpholine, vinylpyrrolidone, and vinylpyridine.
[0026]
In the present invention, the resin having an acidic group preferably accounts for 0.5 to 30% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, and more preferably 1.5 to 10% by weight of the whole ink composition. Is most desirable. If the amount is less than 0.5% by weight, the above-mentioned effects based on the resin are difficult to be obtained. If the amount exceeds 30% by weight, the effects are saturated and the viscosity of the ink composition tends to increase.
[0027]
The content of the resin having an acidic group is preferably 10 to 300% by weight, more preferably 20 to 200% by weight, and most preferably 50 to 150% by weight, based on the pigment. If it is less than 10% by weight, the pigment content is too high to obtain sufficient fixability, and if it exceeds 300% by weight, the effect is saturated and the viscosity of the ink composition tends to increase.
[0028]
In the present invention, an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher is used as the organic solvent. With an organic solvent having a boiling point of less than 150 ° C., the ink composition dries with a head for an ink jet printer and head clogging is likely to occur. The organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher is preferably a polar solvent, and most preferably an ether solvent. Since the ether-based solvent has a high polarity, it has a good affinity with the recording medium subjected to the cation treatment of the present invention, and can dramatically improve the rubbing resistance.
[0029]
As the ether solvent, a monoalkyl ether monoalkyl ester compound or a dialkyl ester compound of (poly) alkylene glycol is preferable. These compounds include ethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, diethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, triethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, propylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, and dipropylene glycol monoalkyl ether monoalkyl. Examples include esters, tripropylene glycol monoalkyl ether monoalkyl esters, ethylene glycol dialkyl esters, diethylene glycol dialkyl esters, triethylene glycol dialkyl esters, propylene glycol dialkyl esters, dipropylene glycol dialkyl esters, and tripropylene glycol dialkyl esters. One of these compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
[0030]
Specifically, diethylene glycol monoethyl ether monomethyl ester, diethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester, dipropylene glycol monoethyl ether monomethyl ester, diethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester, diethylene glycol monoethyl ether monoethyl ester, diethylene glycol monoethyl ether monobutyl ester, diethylene glycol Dimethyl ester, triethylene glycol monoethyl ether monomethyl ester, triethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester, triethylene glycol dimethyl ester, tetraethylene glycol monoethyl ether monomethyl ester, tetraethylene glycol monobutyl ether Such as methyl esters.
[0031]
These compounds have both a polar group (ester group and ether group) and a hydrophobic group (alkyl group) in the molecule, and exhibit excellent fixability and water resistance to all recording media. Both characteristics can be easily adjusted by the number of the polar groups and the number of carbon atoms of the hydrophobic group. The polar group also contributes to preventing cockling when printing on plain paper.
[0032]
In the present invention, the organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher is used in a proportion occupying 50 to 95% by weight, particularly preferably 60 to 90% by weight of the whole ink composition. Even if the amount is too small or too large, the effect of the present invention is hardly obtained. An organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher can be used in combination with other general organic solvents such as aliphatic hydrocarbons, but the total amount of both is preferably within the above range. Further, it is preferable that the solid content concentration in the ink composition is adjusted to 0.5 to 20% by weight, particularly 1.5 to 15% by weight by selecting the amount of the organic solvent.
[0033]
In the present invention, the above pigment, a resin having an acidic group and an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or more are essential components, and, if necessary, a surfactant, a resin, a surface conditioner, a leveling agent, a defoaming agent, and an antioxidant. Well-known general additives such as a pH adjuster, a charge imparting agent, a bactericide, a preservative, a charge adjuster, a wetting agent, an anti-peeling agent, a fragrance, a deodorant, a deodorant, a deodorant, and a pigment derivative. Can be used.
[0034]
The pigment ink composition of the present invention can be prepared by converting each of the above components into a ball mill, a centrifugal mill, a container driving medium mill such as a planetary ball mill, a high-speed rotation mill such as a sand mill, a medium stirring mill such as a stirred tank mill, a disperser, It can be prepared by sufficiently stirring, mixing and dispersing with a suitable dispersing machine.
[0035]
The pigment ink composition of the present invention thus prepared, particularly a pigment ink composition for an ink jet printer, preferably has a surface tension at 20 ° C. of 25 mN / m or more, particularly preferably 27 mN / m or more. The viscosity is preferably 2 to 30 cp, particularly preferably 3 to 15 cp. If the surface tension and the viscosity are out of the above ranges, stable printing may not be performed.
The average dispersed particle diameter of the pigment is preferably 0.01 to 0.5 μm, particularly preferably 0.15 to 0.3 μm, and more preferably 0.06 to 0.2 μm. If the thickness is less than 0.01 μm, the dispersibility of the ink composition tends to be unstable, and if it exceeds 0.5 μm, the head tends to be clogged.
[0036]
The pigment ink composition of the present invention can be used as an ink for any printing method such as inkjet printing, offset printing, gravure printing, and thermal transfer printing. However, among these various printing methods, it is preferable to apply the method to ink-jet printing, that is, to use the ink as an ink for an ink-jet printer, because the effects of the present invention described above can be better exhibited.
[0037]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, Comparative Examples, and Reference Examples. In the following, “parts” means “parts by weight”.
[0038]
Example 1
In a 100 cc plastic bottle, 4 parts of copper phthalocyanine blue pigment ("Fastgen Blue GNPS" manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) and dispersant A [styrene / methacrylic acid / butyl acrylate / butyl methacrylate / polyether system] Copolymer of macromonomer (“PME400” manufactured by NOF Corporation) (weight ratio: 20/10/30/30/10), acid value 65 mgKOH / g, weight average molecular weight 6.0 × 10 ⁴ 4], 12 parts of diethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester having a boiling point of 247 ° C. as an organic solvent, and 100 parts of zirconia beads having a diameter of 3 mm were weighed and dispersed with a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) for 2 hours. After this dispersion, the mixture was diluted with diethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester to prepare a pigment ink composition A having a pigment concentration of 5% by weight and a dispersant A concentration of 5% by weight.
[0039]
Example 2
Dispersant A was prepared by using a dispersant B [styrene / acrylic acid / butyl acrylate / butyl methacrylate / “PME400” (weight ratio: 20/10/30/30/10) copolymer, acid value 77 mgKOH / g, Weight average molecular weight 5.4 × 10 ⁴ , Molecular weight distribution 3.0] A pigment ink composition B having a pigment concentration of 5% by weight and a dispersant B concentration of 5% by weight was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition was changed to 4 parts.
[0040]
Example 3
Dispersant A was mixed with dispersant C [styrene / 2-acryloyloxyethyl succinic acid / butyl acrylate / butyl methacrylate / "PME400" (weight ratio: 20/10/30/30/10); Value 24 mgKOH / g, weight average molecular weight 6.5 × 10 ⁴ , Molecular weight distribution 3.3] A pigment ink composition C having a pigment concentration of 5% by weight and a dispersant C concentration of 5% by weight was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition was changed to 4 parts.
[0041]
Example 4
Instead of dispersant A, a copolymer of dispersant D [lauryl methacrylate / methacrylic acid / butyl acrylate / butyl methacrylate / "PME400" (weight ratio: 20/10/30/30/10), acid value 65 mgKOH / g, weight average molecular weight 6.7 × 10 ⁴ , Molecular weight distribution 3.5] A pigment ink composition D having a pigment concentration of 5% by weight and a dispersant D concentration of 5% by weight was prepared in the same manner as in Example 1, except that 4 parts were used.
[0042]
Example 5
Except that triethylene glycol dimethyl ester having a boiling point of 270 ° C. was used instead of diethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester, the pigment concentration was 5% by weight and the concentration of dispersant A was 5% by weight in the same manner as in Example 1. A pigment ink composition E was prepared.
[0043]
Comparative Example 1
Dispersant A was mixed with dispersant E (“Solspar 13940” manufactured by Avicia, polyester resin, acid value 8 mgKOH / g, weight average molecular weight 7.3 × 10 ³ , Molecular weight distribution 1.2) Same as Example 1 except that 4 parts were changed, and diethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester was changed to liquid paraffin (“MORESCO WHITE P-70” manufactured by Matsumoto Petroleum Institute). Thus, a pigment ink composition F having a pigment concentration of 5% by weight and a dispersant E concentration of 5% by weight was prepared.
[0044]
Comparative Example 2
Dispersant A was used as dispersant F [styrene / butyl acrylate / butyl methacrylate / "PME400" (weight ratio: 20/40/30/10) copolymer, acid value 0 mgKOH / g, weight average molecular weight 6. 3 × 10 ⁴ , Molecular weight distribution 3.2] A pigment ink composition G having a pigment concentration of 5% by weight and a dispersant F concentration of 5% by weight was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition was changed to 4 parts.
[0045]
Reference Example 1
Dispersant A was used as dispersant G [styrene / methacrylic acid / butyl acrylate / butyl methacrylate / "PME400" (weight ratio: 20/10/30/30/10) copolymer, acid value 65 mgKOH / g, Weight average molecular weight 4.0 × 10 ³ Molecular weight distribution 1.4] A pigment ink composition H having a pigment concentration of 5% by weight and a dispersant G concentration of 5% by weight was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 4 parts.
[0046]
Reference Example 2
Pigment ink having a pigment concentration of 5% by weight and a dispersant A concentration of 0.4% by weight in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of the dispersant A was changed from 4 parts to 0.32 parts. Composition I was prepared.
[0047]
The pigment ink compositions A to E of Examples 1 to 5, the pigment ink compositions F and G of Comparative Examples 1 and 2, and the pigment ink compositions H and I of Reference Examples 1 and 2 were obtained by the following method. The average dispersion particle size of the pigment was measured, and a coating film sliding test was performed, and the water resistance, cockling, and rub resistance were evaluated. These results were as shown in Table 1.
[0048]
<Average dispersed particle size>
The average dispersed particle size of the pigment ink composition was measured with a laser Doppler type particle size distribution meter (“N4PLUS” manufactured by Coulter Inc.).
[0049]
<Coating film sliding test>
A pigment ink composition was coated on a glossy paper ("Super Photo Glossy Paper" manufactured by Hitachi Maxell) under an environment of a temperature of 20 to 25 ° C and a humidity of 40 to 60% on a # 04 bar coater (manufactured by Toyo Seiki) And dried for 10 minutes using a 50 g weight (with a contact area of 3.1 cm). ² ) Was slid 10 times at intervals of 3 seconds with a cloth (“Ben Cotton” manufactured by AS ONE Corporation), and the rubbing of the coating film was visually observed. Those that did not rub the coating film were evaluated as ○, and those that rubbed were evaluated as x.
[0050]
<Water resistance>
The pigment ink composition was applied on plain paper (XEROX) using a # 04 wire bar (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), and then immersed in ion-exchanged water for 1 hour. In this immersion, those without bleeding were evaluated as ○, and those with bleeding were evaluated as x.
[0051]
<Cock ring>
The ink composition was coated on plain paper (XEROX) using a # 04 wire bar (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) and dried. X, was evaluated.
[0052]
<Scratch resistance>
Using an inkjet printer ("MJ-510C" manufactured by EPSON), a glossy paper ("Super Photo" manufactured by Hitachi Maxell, Inc.) was applied to the pigment ink composition under an environment of a temperature of 20 to 25 [deg.] C. and a humidity of 40 to 60%. Five copies of the tone test pattern (100, 80, 60, 40, 20) were printed continuously on glossy paper.
As a result of discharge and overlapping of the printed matter, those without rubbing of the printed matter were evaluated as ○, and those with rubbing were evaluated as x. The presence or absence of rubbing was confirmed by visual observation.
[0053]

[0054]
As is clear from the results in Table 1 above, the pigment ink compositions A to E of Examples 1 to 5 of the present invention have a small average dispersed particle size, do not rub in the coating film sliding test, and peel off the coating film. It is excellent in water resistance, has no cockling even when printed on plain paper, and has excellent rub resistance when printed on glossy paper, and satisfies all characteristics. You can see that there is.
[0055]
On the other hand, the pigment ink composition F of Comparative Example 1 using a conventional dispersant and an organic solvent has a slightly larger average dispersed particle size, and is rubbed in a coating film sliding test, and the coating film is peeled off. This was inferior in rub resistance when printed on glossy paper. Further, the pigment ink composition G of Comparative Example 2 using a resin having no acidic group as the dispersant had almost the same results as described above.
In addition, even when a resin having an acidic group is used as the dispersant, the pigment ink composition H of Reference Example 1 in which the molecular weight of the resin is too low or the pigment ink composition of Reference Example 2 in which the addition amount of the resin is too small In the case of I, the average dispersed particle size was large, and rubbing was observed in the coating film sliding test, the coating film was peeled off, and it was also clear that the rubbing resistance when printed on glossy paper was poor. .
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【The invention's effect】
As described above, by adopting the configuration of the present invention, the pigment dispersion particle size is small, excellent in water resistance, can be printed on plain paper without cockling, and a cation-treated recording medium The present invention can provide a pigment ink composition excellent in rubbing resistance, particularly a pigment ink composition for an ink jet printer, which has no problem of rubbing of a printed matter when printing is performed.

Claims

A pigment ink composition comprising a pigment, a resin having an acidic group, and an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher, wherein the organic solvent occupies 50 to 95% by weight of the whole ink composition. Composition.

The pigment ink composition according to claim 1, wherein the pigment occupies 0.1 to 20% by weight of the whole ink composition, and the resin having an acidic group occupies 0.5 to 30% by weight of the whole ink composition.

The pigment ink composition according to claim 1, wherein the resin having an acidic group has an acid value in a range of 10 to 300 mgKOH / g.

The pigment ink composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin having an acidic group has a weight average molecular weight in a range of 1 x 10 ^{4 to} 3 x 10 ⁵ and a molecular weight distribution in a range of 1.5 to 10. .

The pigment ink composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin having an acidic group is a resin containing an ether bond.

The pigment ink composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin having an acidic group is a water-insoluble resin containing a hydrophobic group.

The pigment ink composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin having an acidic group is an acrylic resin.

The pigment ink composition according to claim 1, wherein the organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher is a polar solvent.

The pigment ink composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the organic solvent having a boiling point of 150 ° C or higher is an ether solvent.

The pigment ink composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the organic solvent having a boiling point of 150 ° C or higher is a monoalkyl ether monoalkyl ester compound or a dialkyl ester compound of (poly) alkylene glycol.

Organic solvents having a boiling point of 150 ° C. or higher include ethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, diethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, triethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, propylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, and dipropylene glycol monoalkyl. Ether monoalkyl ester, tripropylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, ethylene glycol dialkyl ester, diethylene glycol dialkyl ester, triethylene glycol dialkyl ester, propylene glycol dialkyl ester, dipropylene glycol dialkyl ester, tripropylene glycol dialkyl ester One or pigment ink composition according to claim 1 consisting of a mixture thereof also.

The pigment ink composition according to any one of claims 1 to 11, wherein the pigment ink composition has a surface tension at 20 ° C of 25 mN / m or more, a viscosity of 2 to 30 cp, and an average dispersed particle size of the pigment of 0.01 to 0.5 µm.