JP2004231870A - 油性インキ組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属に対する電池作用による金属の腐蝕を起こしにくく、樹脂を溶解した油性インキ組成物の経時的な増粘や顔料の沈降などを抑制し、筆記具やインキジェットプリンタに使用した際に、長期にわたって初期のインキ吐出性能を維持できる油性インキ組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも着色剤と、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体と、この３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体に可溶な樹脂とを含む油性インキ組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】少なくとも着色剤と、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体と、この３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体に可溶な樹脂とを含む油性インキ組成物。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙はもとより、樹脂製のシート、布、不職布、樹脂板、表面コート紙、金属面、ガラス、皮革、陶器、木材、ゴム、塗装面、焼き付け塗装面等に印字、描画及び筆記が可能な油性インキ組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来油性インキ組成物に、インキ組成物の記録面への定着性や流動性、顔料など固形物の分散性を得るために樹脂を配合したものが知られている。例えば、特開平１１−３３５６０９号公報に記載の発明では、乳酸エステルを使用したインキに塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体を溶解しており（特許文献１参照）、また、特開２０００−３２７９６１公報に記載の発明には、アルコールや酢酸エステルを使用したインキに塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体を溶解している（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３３５６０９号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２７９６１公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような樹脂を溶解した油性インキ組成物では、経時的にインキ組成物の粘度が増加することがあった。例えば、有機溶剤の揮発による固形分率の増加や、溶解している樹脂が水素結合などの弱い相互作用によって結合し構造粘性を形成することや、顔料の経時的な凝集沈降などがその原因として考えられる。
【０００５】
また、筆記具やプリンタなどの構造によって、ボールペンチップやインキジェットプリンタヘッドなど、インキ組成物と接触する部分に金属を使用しているものでは、電池作用による金属の腐食が発生することがあり、これがインキ組成物の粘性や筆記具やプリンタなどの吐出性能に悪影響を及ぼすことがあった。特に、インキジェットプリンタは、高熱により気泡を形成、成長させることにより生じる圧力を利用してインキを吐出させるバブルジェット方式や、圧電素子（ピエゾ素子）に記録信号（電圧）を与えることによって、振動圧力を発生させ、インキを加圧してノズルからインキを吐出させる圧電加圧方式等のオンデマンド方式が知られているが、そのヘッド部分に電荷が発生することから、腐食作用が起こり易いものであった。
【０００６】
本発明は、油性インキ組成物が経時的に増粘し難く、筆記具やインキジェットプリンタに使用した際にも長期にわたって初期のインキ吐出性能を維持できる油性インキ組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、少なくとも着色剤と、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体と、この３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体に可溶な樹脂とを含む油性インキ組成物を要旨とするものである。
【０００８】
以下、本発明について説明する。
着色剤としては、染料及び／または顔料が特に限定無く使用できる。
着色剤として染料を用いる場合は、従来公知の染料を使用することが出来、具体例として、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同７１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー４、同２６、同４４、同５０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同４、同２３、同３１、同３７、同３９、同７５、同８０、同８１、同８３、同２２５、同２２６、同２２７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同１５、同４１、同７１、同８６、同８７、同１０６、同１０８、同１９９等の直接染料や、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同２４、同２６、同３１、同５２、同１０７、同１０９、同１１０、同１１９、同１５４、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、同７、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３８、同４２、同４９、同６１、同７２、同７８、同１１０、同１２７、同１３５、同１４１、同１４２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８、同９、同１４、同１８、同２６、同２７、同３５、同３７、同５１、同５２、同５７、同８２、同８３、同８７、同９２、同９４、同１１１、同１２９、同１３１、同１３８、同１８６、同２４９、同２５４、同２６５、同２７６、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１５、同１７、同４９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同４０、同４１、同４３、同６２、同７８、同８３、同９０、同９３、同１００、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同１５８、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３、同９、同１６、同２５、同２７、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ５６等の酸性染料、Ｃ．Ｉ．フードイエロー３等の食用染料、マラカイトグリーン（Ｃ．Ｉ．４２０００）、ビクトリアブルーＦＢ（Ｃ．Ｉ．４４０４５）、メチルバイオレットＦＮ（Ｃ．Ｉ．４２５３５）、ローダミンＦ４Ｇ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、ローダミン６ＧＣＰ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）等の塩基性染料等が挙げられる。これらは、１種もしくは２種以上混合して用いることが出来、その使用量は、インキ組成物全量に対して２〜１５重量％使用でき、好ましくは、５〜１０重量％である。
【０００９】
また、着色剤として有機顔料を用いる場合は、従来公知の有機顔料を使用することが出来、具体例として、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＲＥＤ２、同３、同５、同１７、同２２、同３８、同４１、同４８：２、同４８：３、同４９、同５０：１、同５３：１、同５７：１、同５８：２、同６０、同６３：１、同６３：２、同６４：１、同８８、同１１２、同１２２、同１２３、同１４４、同１４６、同１４９、同１６６、同１６８、同１７０、同１７６、同１７７、同１７８、同１７９、同１８０、同１８５、同１９０、同１９４、同２０２、同２０６、同２０７、同２０９、同２１６、同２４５、同２５４、同２５５、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＯＲＡＮＧＥ ５、同１０、同１３、同１６、同３６、同４０、同４３、同６１、同６４、同７１、同７３、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＶＩＯＬＥＴ １９、同２３、同３１、同３３、同３６、同３７、同３８、同５０、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＢＬＵＥ ２、同１５、同１５：１、同１５：２、同１５：３、同１５：４、同１５：５、同１６、同１７、同２２、同２５、同６０、同６６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＢＲＯＷＮ ２３、同２５、同２６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＹＥＬＬＯＷ １、同３、同１２、同１３、同２４、同８３、同９３、同９４、同９５、同９７、同９９、同１０８、同１０９、同１１０、同１１７、同１２０、同１２８、同１３９、同１４７、同１５１、同１５３、同１６６、同１６７、同１７３、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＧＲＥＥＮ ７、同１０、同３６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＢＬＡＣＫ ７等の有機顔料等が挙げられる。これらの有機顔料は１種又は２種以上混合して使用することができ、その使用量は、インキ組成物全量に対して１〜１０重量％使用でき、好ましくは２〜６重量％である。顔料の粒子径は、平均粒子径で０．０２〜０．２０μｍが好ましい。
【００１０】
また、着色剤として無機顔料を用いる場合は、従来公知の無機顔料を使用することが出来、具体例として、ファーネストブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、黒色酸化鉄、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、群青、紺青、コバルトブルー、チタンイエロー、ターコイズ、モリブデートオレンジ、酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。特に、酸化チタンは、隠蔽性を付与するものであり、ルチル型とアナターゼ型のいずれも使用可能であり、市販品の一例を挙げると、堺化学工業（株）製のタイトーンＳＲ−１、同Ｒ−６５０、同Ｒ−３Ｌ、同Ｒ−７Ｅ、同Ｒ−５Ｎ、同Ａ−１１０、同Ａ−１５０、石原産業（株）製のタイペークＲ−５８０、同Ｒ−５６０、同Ｒ−９３０、同Ａ−１００、同Ａ−２２０、同ＣＲ−５８、チタン工業（株）製のクロノスＫＲ−３１０、同ＫＲ−３８０、同ＫＲ３８０Ｎ、同ＫＲ−４８０、同ＫＡ−１０、同ＫＡ−２０、同ＫＡ−３０、デュポンジャパンリミテッド製のタイピュアＲ−９００、同Ｒ−９３１、テイカ（株）製のチタニックスＪＲ−３００、同ＪＲ−６００Ａ、同ＪＲ７０１、同ＪＲ−８００、同ＪＲ−８０１、独国、バイエル社製のバイエルチタンＲ−ＦＤ−１、同Ｒ−ＦＢ−３、同Ｒ−Ｄ等が挙げられる。
これらの酸化チタンは、１種又は２種以上混合して使用することができ、その使用量は、インキ組成物全量に対して５〜３０重量％使用でき、好ましくは、１０〜２０重量％である。
酸化チタンの粒子径は、平均粒子径で０．３〜０．８μｍであることが好ましい。測定方法は、遠心沈降型粒度分布測定装置やレーザー型粒度分布測定装置等があるが、今回は後者を採用した。
【００１１】
以上の顔料の分散効率を上げるため、上記顔料を樹脂に担時させたものを使用しても良い。一例を挙げると、マイクロリスＹｅｌｌｏｗ３Ｇ−Ｋ、同Ｙｅｌｌｏｗ４Ｇ−Ｋ、同Ｙｅｌｌｏｗ３Ｒ−Ｋ、同ＳｃａｒｌｅｔＲ−Ｋ、同ＤＰＰ Ｒｅｄ Ｂ−Ｋ、同Ｍａｇｅｎｔａ５Ｂ−Ｋ、同Ｖｉｏｌｅｔ Ｂ−Ｋ、同ＢｌｕｅＡ３Ｒ−Ｋ、同Ｂｌｕｅ４Ｇ−Ｋ、同ＧｒｅｅｎＧ−Ｋ、同ＢｌａｃｋＣ−Ｋ、同ＷｈｉｔｅＲ−Ｋ（塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂に担時させた顔料、チバスペシャルティ ケミカルズ（株）製）、ＩＫイエロー、ＩＫレッド、ＩＫブルー、ＩＫグリーン、ＩＫブラック（塩化ビニル・酢酸ビニル樹脂に担時させた顔料、富士色素（株）製）等が挙げられる。特に、上記のような樹脂に担時させた顔料を用いる場合、インキ中の樹脂と同じものを用いることによってより分散を安定にさせることができる。
その他の顔料として、蛍光顔料、パール顔料、蓄光顔料、金属顔料、複合金属顔料、金属酸化物顔料等を使用しても良い。尚、上記染料、有機顔料、無機顔料、樹脂に担時させた願料は混合して使用することもできる。
【００１２】
樹脂は、印字面、描画面の定着性や強度を向上及び分散剤及び分散安定剤として使用され、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体に可溶なものを採用する。その具体例としては、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、スチレン・アクリル樹脂、酢酸ビニル・アクリル樹脂、ウレタン・アクリル樹脂、シリコーン・アクリル樹脂、その他アクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢ビ樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、キシレン樹脂、ロジン変性キシレン樹脂、エステルガム、ケトン樹脂、ニトロセルロース、フェノール樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ロジンのグリセリンエステル等が挙げられる。これらの樹脂は、１種又は２種以上混合して使用することができ、その使用量は、インキ組成物全量に対して１〜１０重量％使用でき、好ましくは、１〜５重量％である。上記の樹脂の中でも好ましくは、構造内に少なくとも塩化ビニル単位部分及び酢酸ビニル単位部分を含む共重合樹脂で、具体例を挙げると、エスレックＣ（塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、積水化学工業（株）製）、エスレックＡ（塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合樹脂、積水化学工業（株）製）、エスレックＭ（塩化ビニル・酢酸ビニル・マレイン酸共重合樹脂、積水化学工業（株）製）、ＵＣＡＲ ＳｏｌｕｔｉｏｎＶｉｎｙｌ Ｒｅｓｉｎ ＶＹＨＨ（塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、ダウ・ケミカル日本（株）製）、ＵＣＡＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｖｉｎｙｌ Ｒｅｓｉｎ ＶＡＧＨ（塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合樹脂、ダウ・ケミカル日本（株）製）、ＵＣＡＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ＶｉｎｙｌＲｅｓｉｎ ＶＭＣＨ、（塩化ビニル・酢酸ビニル・マレイン酸共重合樹脂、ダウ・ケミカル日本（株）製）等が挙げられる。
【００１３】
３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体は、有機顔料及び酸化チタンの分散溶媒として使用される。インキジェットプリンタに使用されるに際しては、顔料沈降による目詰まりを抑え、且つ印字、描画面の乾燥性が良好で、染料及び／または顔料の分散安定性にも寄与しており、特に経時粘度変化が少ない。その使用量は、インキ組成物全量に対して、５〜９５％重量％使用でき、好ましくは１５〜７０重量％である。また、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体は、その他の有機溶剤１種又は２種以上と混合して使用でき、樹脂の溶解性の向上、印字、描画面の乾燥性向上、レベリング性の向上、インキの粘度、他の物性の調整等で、非極性有機溶剤や極性有機溶剤を併用しても良い。
【００１４】
インキの導電率は、１μＳ／ｃｍ以下であることが好ましく、オンデマンド方式用とした場合は、吐出の際に圧電素子（ピエゾ素子）に電圧がかかり負荷がかかるため、インキの導電率が低い方が電圧素子に対して負荷が掛かりにくいため長期的な吐出安定性が良好となる。導電率が１μＳ／ｃｍより大きくなると初期吐出は良くても長期的に吐出が安定しなくなり、数ヶ月後には吐出しなくなってしまう。インキの導電率を測定する測定器としては、
（株）堀場製作所製ＤＳ―７の導電率測定機を用いて確認した。
【００１５】
インキの粘度は、６〜１８ｍＰａ・ｓであることが好ましく、特にインキジェット記録用とした場合には、インキを飛翔させるノズルの内径がたいへん小さいために、インキの粘度が１８ｍＰａ・ｓを越えると吐出が不安定になったり、吐出不能になることがある。逆にインキの粘度が６ｍＰａ・ｓ未満になると吐出されたインキが飛び散ってしまい、印字面、描画面の鮮明さが欠けてしまう。特に、被印字面が非吸収面である場合には顕著であった。
【００１６】
上記した成分の他に、従来使用されている各種添加剤を用いることができる。例えば、隠蔽力を向上させるためにシリカ粉、珪酸アルミニウム、炭酸カルシウムなどの体質顔料を併用しても良い。又、更に分散性を向上するために分散剤や沈降防止、粘度調整のために増粘剤、印字面、描画面の硬さを調整するために可塑剤、塗布性能を良好にならしめるためにフロー向上剤やレベリング剤を適宜添加することができる。
【００１７】
本発明のインキ組成物は、上記各成分をダイノーミル、ボールミル、アトライター、サンドグラインダー、ターボミキサー、ラボミキサー、ホモミキサー等の分散機を使用して分散混合することによって得られる。
【００１８】
【作用】
３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及びその誘導体は、沸点が１８８℃と高く、また、導電率が低いことから溶解した樹脂同士の電気的な相互作用を誘導しにくいものと推察され、金属に対する電池作用をも起こしにくいものであるため、樹脂を溶解した油性インキ組成物の経時的な増粘や顔料の沈降などを抑制し、筆記具やインキジェットプリンタのインキ組成物の吐出を安定に保つことができる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
上記各成分をホモミキサーで５時間、溶解・分散処理して、粘度８．５ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率０．１μＳ／ｃｍの赤色インキ組成物を得た。
【００２０】
実施例２
上記各成分をホモミキサーで５時間、溶解・分散処理して粘度１１．６ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率０．３μＳ／ｃｍの黄色インキ組成物を得た。
【００２１】
実施例３
上記各成分をホモミキサーで５時間、溶解・分散処理して粘度１１．５ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率０．２μＳ／ｃｍの青色インキ組成物を得た。
【００２２】
実施例４
上記各成分をホモミキサーで５時間、溶解・分散処理して粘度１３．２ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率０．７μＳ／ｃｍの黒色インキ組成物を得た。
【００２３】
実施例５
予め乳酸ブチルを除いた溶剤にデンカブチラール２０００Ｌを溶解し、更に分散剤を混ぜ、ボールミル７２時間分散処理した後、乳酸ブチルを混ぜ、ボールミルで３０分、分散処理し、粘度１４．３ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率０．８μＳ／ｃｍの黒色インキ組成物を得た。
【００２４】
実施例６
上記各成分をボールミルにて２４時間分散処理して、粘度１３．３ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率０．４μＳ／ｃｍの白色インキ組成物を得た。
【００２５】
実施例７
上記各成分を実施例６と同様になして粘度１２．３ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率０．３μＳ／ｃｍの白色インキ組成物を得た。
【００２６】
実施例８
上記各成分を実施例６と同様になして粘度１２．４ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率０．５μＳ／ｃｍの白色インキ組成物を得た。
【００２７】
比較例１
実施例１において、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート９３重量部の代わりに、乳酸ブチル８３．５重量部とＮ−メチル−２ピロリドン１０重量部を用いた他は、実施例１と同様になして、粘度１３．３ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率３．０μＳ／ｃｍの赤色インキ組成物を得た。
【００２８】
比較例２
実施例１において、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート９３．５重量部の代わりに、プロピレングリコールモノメチルエーテル３０重量部とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５３．５重量部とＮ−メチル−２ピロリドン１０重量部を用いた他は、実施例１と同様になして、粘度１０．６ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率３．９μＳ／ｃｍの赤色インキ組成物を得た。
【００２９】
比較例３
実施例２において、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテートの代わりに、乳酸ブチルを用いた他は、実施例２と同様になして、粘度１９．１ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率１．３μＳ／ｃｍの黄色インキ組成物を得た。
【００３０】
比較例４
実施例２において３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテートを除いてＵＣＡＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｖｉｎｙｌ Ｒｅｓｉｎ ＶＹＨＨを３重量部、３−メトキシ−３メチル−１−ブタノール５３重量部に変更し、他は、実施例２と同様になして、粘度２４．５ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率１．９μＳ／ｃｍの黄色インキ組成物を得た。
【００３１】
比較例５
実施例６においてキョーワード７００を除いて、ＵＣＡＲ ＳｏｌｕｔｉｏｎＶｉｎｙｌ Ｒｅｓｉｎ ＶＹＨＨを２重量部に変更し、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテートを除いて、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを５８重量とＮ−メチル−２ピロリドン５重量部に変更し、他は、実施例６と同様になして、粘度８．５ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率１．２μＳ／ｃｍの白色インキ組成物を得た。
【００３２】
以上、実施例１〜８、比較例１〜５で得られた油性インキ組成物について、分散安定性試験、初期吐出安定性試験及び経時吐出安定性試験を行った。結果を表１に示す。
【００３３】
分散安定性試験
各インキ組成物をバイアル瓶に高さ５ｃｍまで入れ、キャップを締めて常温（２０℃）で放置し、１ヶ月後にキャップをはずし、静かにバイアル瓶を傾けインキを流し出し、バイアル瓶を傾けた状態で３０秒間放置後、元に戻しバイアルビンの底に沈降・堆積物があるか確認する。
【００３４】
初期吐出安定性試験
インキジェットプリンタ（ＡＤＰＩＣＴＯ Ｉ、ぺんてる株式会社製、オンデマンドタイプ）で、有色インキ組成物は、白色樹脂（塩化ビニル）シートに、白色インキ組成物は、黒色樹脂（塩化ビニル）シートにアルファベット文字（Ａ〜Ｚ、１ｃｍ×１ｃｍの大きさ）を５００文字と縦２．５ｃｍ横１８０ｃｍのベタ塗り描画し、目視で印字描画状態を観察した。
【００３５】
経時吐出性安定性試験
インキジェットプリンタ（ＡＤＰＩＣＴＯ Ｉ、ぺんてる株式会社製、オンデマンドタイプ）で有色インキ組成物は、白色樹脂シート（塩化ビニル）に、白色インキ組成物は、黒色樹脂シート（塩化ビニル）に毎日アルファベット文字（Ａ〜Ｚ、１ｃｍ×１ｃｍ）を５００文字と縦２．５ｃｍ横１８０ｃｍのベタ描画し、３０日後の印字描画物を目視で観察した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のインキ組成物は、分散安定性に優れ、特に、オンデマンド方式のインキジェットプリンタに長い時間使用した時、顔料の凝集、沈降によるノズルの目詰まりがなく、また、経時的なインキの増粘がなく、経時吐出安定性に優れるインキ組成物である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙はもとより、樹脂製のシート、布、不職布、樹脂板、表面コート紙、金属面、ガラス、皮革、陶器、木材、ゴム、塗装面、焼き付け塗装面等に印字、描画及び筆記が可能な油性インキ組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来油性インキ組成物に、インキ組成物の記録面への定着性や流動性、顔料など固形物の分散性を得るために樹脂を配合したものが知られている。例えば、特開平１１−３３５６０９号公報に記載の発明では、乳酸エステルを使用したインキに塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体を溶解しており（特許文献１参照）、また、特開２０００−３２７９６１公報に記載の発明には、アルコールや酢酸エステルを使用したインキに塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体を溶解している（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３３５６０９号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２７９６１公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような樹脂を溶解した油性インキ組成物では、経時的にインキ組成物の粘度が増加することがあった。例えば、有機溶剤の揮発による固形分率の増加や、溶解している樹脂が水素結合などの弱い相互作用によって結合し構造粘性を形成することや、顔料の経時的な凝集沈降などがその原因として考えられる。
【０００５】
また、筆記具やプリンタなどの構造によって、ボールペンチップやインキジェットプリンタヘッドなど、インキ組成物と接触する部分に金属を使用しているものでは、電池作用による金属の腐食が発生することがあり、これがインキ組成物の粘性や筆記具やプリンタなどの吐出性能に悪影響を及ぼすことがあった。特に、インキジェットプリンタは、高熱により気泡を形成、成長させることにより生じる圧力を利用してインキを吐出させるバブルジェット方式や、圧電素子（ピエゾ素子）に記録信号（電圧）を与えることによって、振動圧力を発生させ、インキを加圧してノズルからインキを吐出させる圧電加圧方式等のオンデマンド方式が知られているが、そのヘッド部分に電荷が発生することから、腐食作用が起こり易いものであった。
【０００６】
本発明は、油性インキ組成物が経時的に増粘し難く、筆記具やインキジェットプリンタに使用した際にも長期にわたって初期のインキ吐出性能を維持できる油性インキ組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、少なくとも着色剤と、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体と、この３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体に可溶な樹脂とを含む油性インキ組成物を要旨とするものである。
【０００８】
以下、本発明について説明する。
着色剤としては、染料及び／または顔料が特に限定無く使用できる。
着色剤として染料を用いる場合は、従来公知の染料を使用することが出来、具体例として、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同７１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー４、同２６、同４４、同５０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同４、同２３、同３１、同３７、同３９、同７５、同８０、同８１、同８３、同２２５、同２２６、同２２７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同１５、同４１、同７１、同８６、同８７、同１０６、同１０８、同１９９等の直接染料や、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同２４、同２６、同３１、同５２、同１０７、同１０９、同１１０、同１１９、同１５４、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、同７、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３８、同４２、同４９、同６１、同７２、同７８、同１１０、同１２７、同１３５、同１４１、同１４２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８、同９、同１４、同１８、同２６、同２７、同３５、同３７、同５１、同５２、同５７、同８２、同８３、同８７、同９２、同９４、同１１１、同１２９、同１３１、同１３８、同１８６、同２４９、同２５４、同２６５、同２７６、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１５、同１７、同４９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同４０、同４１、同４３、同６２、同７８、同８３、同９０、同９３、同１００、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同１５８、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３、同９、同１６、同２５、同２７、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ５６等の酸性染料、Ｃ．Ｉ．フードイエロー３等の食用染料、マラカイトグリーン（Ｃ．Ｉ．４２０００）、ビクトリアブルーＦＢ（Ｃ．Ｉ．４４０４５）、メチルバイオレットＦＮ（Ｃ．Ｉ．４２５３５）、ローダミンＦ４Ｇ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、ローダミン６ＧＣＰ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）等の塩基性染料等が挙げられる。これらは、１種もしくは２種以上混合して用いることが出来、その使用量は、インキ組成物全量に対して２〜１５重量％使用でき、好ましくは、５〜１０重量％である。
【０００９】
また、着色剤として有機顔料を用いる場合は、従来公知の有機顔料を使用することが出来、具体例として、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＲＥＤ２、同３、同５、同１７、同２２、同３８、同４１、同４８：２、同４８：３、同４９、同５０：１、同５３：１、同５７：１、同５８：２、同６０、同６３：１、同６３：２、同６４：１、同８８、同１１２、同１２２、同１２３、同１４４、同１４６、同１４９、同１６６、同１６８、同１７０、同１７６、同１７７、同１７８、同１７９、同１８０、同１８５、同１９０、同１９４、同２０２、同２０６、同２０７、同２０９、同２１６、同２４５、同２５４、同２５５、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＯＲＡＮＧＥ ５、同１０、同１３、同１６、同３６、同４０、同４３、同６１、同６４、同７１、同７３、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＶＩＯＬＥＴ １９、同２３、同３１、同３３、同３６、同３７、同３８、同５０、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＢＬＵＥ ２、同１５、同１５：１、同１５：２、同１５：３、同１５：４、同１５：５、同１６、同１７、同２２、同２５、同６０、同６６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＢＲＯＷＮ ２３、同２５、同２６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＹＥＬＬＯＷ １、同３、同１２、同１３、同２４、同８３、同９３、同９４、同９５、同９７、同９９、同１０８、同１０９、同１１０、同１１７、同１２０、同１２８、同１３９、同１４７、同１５１、同１５３、同１６６、同１６７、同１７３、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＧＲＥＥＮ ７、同１０、同３６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ ＢＬＡＣＫ ７等の有機顔料等が挙げられる。これらの有機顔料は１種又は２種以上混合して使用することができ、その使用量は、インキ組成物全量に対して１〜１０重量％使用でき、好ましくは２〜６重量％である。顔料の粒子径は、平均粒子径で０．０２〜０．２０μｍが好ましい。
【００１０】
また、着色剤として無機顔料を用いる場合は、従来公知の無機顔料を使用することが出来、具体例として、ファーネストブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、黒色酸化鉄、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、群青、紺青、コバルトブルー、チタンイエロー、ターコイズ、モリブデートオレンジ、酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。特に、酸化チタンは、隠蔽性を付与するものであり、ルチル型とアナターゼ型のいずれも使用可能であり、市販品の一例を挙げると、堺化学工業（株）製のタイトーンＳＲ−１、同Ｒ−６５０、同Ｒ−３Ｌ、同Ｒ−７Ｅ、同Ｒ−５Ｎ、同Ａ−１１０、同Ａ−１５０、石原産業（株）製のタイペークＲ−５８０、同Ｒ−５６０、同Ｒ−９３０、同Ａ−１００、同Ａ−２２０、同ＣＲ−５８、チタン工業（株）製のクロノスＫＲ−３１０、同ＫＲ−３８０、同ＫＲ３８０Ｎ、同ＫＲ−４８０、同ＫＡ−１０、同ＫＡ−２０、同ＫＡ−３０、デュポンジャパンリミテッド製のタイピュアＲ−９００、同Ｒ−９３１、テイカ（株）製のチタニックスＪＲ−３００、同ＪＲ−６００Ａ、同ＪＲ７０１、同ＪＲ−８００、同ＪＲ−８０１、独国、バイエル社製のバイエルチタンＲ−ＦＤ−１、同Ｒ−ＦＢ−３、同Ｒ−Ｄ等が挙げられる。
これらの酸化チタンは、１種又は２種以上混合して使用することができ、その使用量は、インキ組成物全量に対して５〜３０重量％使用でき、好ましくは、１０〜２０重量％である。
酸化チタンの粒子径は、平均粒子径で０．３〜０．８μｍであることが好ましい。測定方法は、遠心沈降型粒度分布測定装置やレーザー型粒度分布測定装置等があるが、今回は後者を採用した。
【００１１】
以上の顔料の分散効率を上げるため、上記顔料を樹脂に担時させたものを使用しても良い。一例を挙げると、マイクロリスＹｅｌｌｏｗ３Ｇ−Ｋ、同Ｙｅｌｌｏｗ４Ｇ−Ｋ、同Ｙｅｌｌｏｗ３Ｒ−Ｋ、同ＳｃａｒｌｅｔＲ−Ｋ、同ＤＰＰ Ｒｅｄ Ｂ−Ｋ、同Ｍａｇｅｎｔａ５Ｂ−Ｋ、同Ｖｉｏｌｅｔ Ｂ−Ｋ、同ＢｌｕｅＡ３Ｒ−Ｋ、同Ｂｌｕｅ４Ｇ−Ｋ、同ＧｒｅｅｎＧ−Ｋ、同ＢｌａｃｋＣ−Ｋ、同ＷｈｉｔｅＲ−Ｋ（塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂に担時させた顔料、チバスペシャルティ ケミカルズ（株）製）、ＩＫイエロー、ＩＫレッド、ＩＫブルー、ＩＫグリーン、ＩＫブラック（塩化ビニル・酢酸ビニル樹脂に担時させた顔料、富士色素（株）製）等が挙げられる。特に、上記のような樹脂に担時させた顔料を用いる場合、インキ中の樹脂と同じものを用いることによってより分散を安定にさせることができる。
その他の顔料として、蛍光顔料、パール顔料、蓄光顔料、金属顔料、複合金属顔料、金属酸化物顔料等を使用しても良い。尚、上記染料、有機顔料、無機顔料、樹脂に担時させた願料は混合して使用することもできる。
【００１２】
樹脂は、印字面、描画面の定着性や強度を向上及び分散剤及び分散安定剤として使用され、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体に可溶なものを採用する。その具体例としては、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、スチレン・アクリル樹脂、酢酸ビニル・アクリル樹脂、ウレタン・アクリル樹脂、シリコーン・アクリル樹脂、その他アクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢ビ樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、キシレン樹脂、ロジン変性キシレン樹脂、エステルガム、ケトン樹脂、ニトロセルロース、フェノール樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ロジンのグリセリンエステル等が挙げられる。これらの樹脂は、１種又は２種以上混合して使用することができ、その使用量は、インキ組成物全量に対して１〜１０重量％使用でき、好ましくは、１〜５重量％である。上記の樹脂の中でも好ましくは、構造内に少なくとも塩化ビニル単位部分及び酢酸ビニル単位部分を含む共重合樹脂で、具体例を挙げると、エスレックＣ（塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、積水化学工業（株）製）、エスレックＡ（塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合樹脂、積水化学工業（株）製）、エスレックＭ（塩化ビニル・酢酸ビニル・マレイン酸共重合樹脂、積水化学工業（株）製）、ＵＣＡＲ ＳｏｌｕｔｉｏｎＶｉｎｙｌ Ｒｅｓｉｎ ＶＹＨＨ（塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、ダウ・ケミカル日本（株）製）、ＵＣＡＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｖｉｎｙｌ Ｒｅｓｉｎ ＶＡＧＨ（塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合樹脂、ダウ・ケミカル日本（株）製）、ＵＣＡＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ＶｉｎｙｌＲｅｓｉｎ ＶＭＣＨ、（塩化ビニル・酢酸ビニル・マレイン酸共重合樹脂、ダウ・ケミカル日本（株）製）等が挙げられる。
【００１３】
３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体は、有機顔料及び酸化チタンの分散溶媒として使用される。インキジェットプリンタに使用されるに際しては、顔料沈降による目詰まりを抑え、且つ印字、描画面の乾燥性が良好で、染料及び／または顔料の分散安定性にも寄与しており、特に経時粘度変化が少ない。その使用量は、インキ組成物全量に対して、５〜９５％重量％使用でき、好ましくは１５〜７０重量％である。また、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体は、その他の有機溶剤１種又は２種以上と混合して使用でき、樹脂の溶解性の向上、印字、描画面の乾燥性向上、レベリング性の向上、インキの粘度、他の物性の調整等で、非極性有機溶剤や極性有機溶剤を併用しても良い。
【００１４】
インキの導電率は、１μＳ／ｃｍ以下であることが好ましく、オンデマンド方式用とした場合は、吐出の際に圧電素子（ピエゾ素子）に電圧がかかり負荷がかかるため、インキの導電率が低い方が電圧素子に対して負荷が掛かりにくいため長期的な吐出安定性が良好となる。導電率が１μＳ／ｃｍより大きくなると初期吐出は良くても長期的に吐出が安定しなくなり、数ヶ月後には吐出しなくなってしまう。インキの導電率を測定する測定器としては、
（株）堀場製作所製ＤＳ―７の導電率測定機を用いて確認した。
【００１５】
インキの粘度は、６〜１８ｍＰａ・ｓであることが好ましく、特にインキジェット記録用とした場合には、インキを飛翔させるノズルの内径がたいへん小さいために、インキの粘度が１８ｍＰａ・ｓを越えると吐出が不安定になったり、吐出不能になることがある。逆にインキの粘度が６ｍＰａ・ｓ未満になると吐出されたインキが飛び散ってしまい、印字面、描画面の鮮明さが欠けてしまう。特に、被印字面が非吸収面である場合には顕著であった。
【００１６】
上記した成分の他に、従来使用されている各種添加剤を用いることができる。例えば、隠蔽力を向上させるためにシリカ粉、珪酸アルミニウム、炭酸カルシウムなどの体質顔料を併用しても良い。又、更に分散性を向上するために分散剤や沈降防止、粘度調整のために増粘剤、印字面、描画面の硬さを調整するために可塑剤、塗布性能を良好にならしめるためにフロー向上剤やレベリング剤を適宜添加することができる。
【００１７】
本発明のインキ組成物は、上記各成分をダイノーミル、ボールミル、アトライター、サンドグラインダー、ターボミキサー、ラボミキサー、ホモミキサー等の分散機を使用して分散混合することによって得られる。
【００１８】
【作用】
３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及びその誘導体は、沸点が１８８℃と高く、また、導電率が低いことから溶解した樹脂同士の電気的な相互作用を誘導しにくいものと推察され、金属に対する電池作用をも起こしにくいものであるため、樹脂を溶解した油性インキ組成物の経時的な増粘や顔料の沈降などを抑制し、筆記具やインキジェットプリンタのインキ組成物の吐出を安定に保つことができる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
【００２０】
実施例２
【００２１】
実施例３
【００２２】
実施例４
【００２３】
実施例５
【００２４】
実施例６
【００２５】
実施例７
【００２６】
実施例８
【００２７】
比較例１
実施例１において、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート９３重量部の代わりに、乳酸ブチル８３．５重量部とＮ−メチル−２ピロリドン１０重量部を用いた他は、実施例１と同様になして、粘度１３．３ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率３．０μＳ／ｃｍの赤色インキ組成物を得た。
【００２８】
比較例２
実施例１において、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート９３．５重量部の代わりに、プロピレングリコールモノメチルエーテル３０重量部とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５３．５重量部とＮ−メチル−２ピロリドン１０重量部を用いた他は、実施例１と同様になして、粘度１０．６ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率３．９μＳ／ｃｍの赤色インキ組成物を得た。
【００２９】
比較例３
実施例２において、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテートの代わりに、乳酸ブチルを用いた他は、実施例２と同様になして、粘度１９．１ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率１．３μＳ／ｃｍの黄色インキ組成物を得た。
【００３０】
比較例４
実施例２において３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテートを除いてＵＣＡＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｖｉｎｙｌ Ｒｅｓｉｎ ＶＹＨＨを３重量部、３−メトキシ−３メチル−１−ブタノール５３重量部に変更し、他は、実施例２と同様になして、粘度２４．５ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率１．９μＳ／ｃｍの黄色インキ組成物を得た。
【００３１】
比較例５
実施例６においてキョーワード７００を除いて、ＵＣＡＲ ＳｏｌｕｔｉｏｎＶｉｎｙｌ Ｒｅｓｉｎ ＶＹＨＨを２重量部に変更し、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテートを除いて、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを５８重量とＮ−メチル−２ピロリドン５重量部に変更し、他は、実施例６と同様になして、粘度８．５ｍＰａ・ｓ（２５℃）で導電率１．２μＳ／ｃｍの白色インキ組成物を得た。
【００３２】
以上、実施例１〜８、比較例１〜５で得られた油性インキ組成物について、分散安定性試験、初期吐出安定性試験及び経時吐出安定性試験を行った。結果を表１に示す。
【００３３】
分散安定性試験
各インキ組成物をバイアル瓶に高さ５ｃｍまで入れ、キャップを締めて常温（２０℃）で放置し、１ヶ月後にキャップをはずし、静かにバイアル瓶を傾けインキを流し出し、バイアル瓶を傾けた状態で３０秒間放置後、元に戻しバイアルビンの底に沈降・堆積物があるか確認する。
【００３４】
初期吐出安定性試験
インキジェットプリンタ（ＡＤＰＩＣＴＯ Ｉ、ぺんてる株式会社製、オンデマンドタイプ）で、有色インキ組成物は、白色樹脂（塩化ビニル）シートに、白色インキ組成物は、黒色樹脂（塩化ビニル）シートにアルファベット文字（Ａ〜Ｚ、１ｃｍ×１ｃｍの大きさ）を５００文字と縦２．５ｃｍ横１８０ｃｍのベタ塗り描画し、目視で印字描画状態を観察した。
【００３５】
経時吐出性安定性試験
インキジェットプリンタ（ＡＤＰＩＣＴＯ Ｉ、ぺんてる株式会社製、オンデマンドタイプ）で有色インキ組成物は、白色樹脂シート（塩化ビニル）に、白色インキ組成物は、黒色樹脂シート（塩化ビニル）に毎日アルファベット文字（Ａ〜Ｚ、１ｃｍ×１ｃｍ）を５００文字と縦２．５ｃｍ横１８０ｃｍのベタ描画し、３０日後の印字描画物を目視で観察した。
【００３６】
【表１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のインキ組成物は、分散安定性に優れ、特に、オンデマンド方式のインキジェットプリンタに長い時間使用した時、顔料の凝集、沈降によるノズルの目詰まりがなく、また、経時的なインキの増粘がなく、経時吐出安定性に優れるインキ組成物である。
Claims (7)
- 少なくとも着色剤と、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体と、この３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体に可溶な樹脂とを含む油性インキ組成物。
- 前記樹脂がその構造内に少なくとも塩化ビニル単位部分及び酢酸ビニル単位部分を含む共重合樹脂を少なくとも含む請求項１に記載の油性インキ組成物。
- 前記着色剤が有機顔料を樹脂に担時させたものを含む請求項１または請求項２に記載の油性インキ組成物。
- 前記有機顔料を担時する樹脂が、前記３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート及び／またはその誘導体に可溶な樹脂である請求項３に記載の油性インキ組成物。
- 前記インキ組成物が、インキジェットプリンター用のインキである請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の油性インキ組成物。
- インキの導電率が１μＳ／ｃｍ以下である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の油性インキ組成物。
- 粘度が６〜１８ｍＰａ・ｓである請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の油性インキ組成物。
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