JP2004285135A - コンティニアスインクジェット用水性インキ - Google Patents
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Abstract
【課題】構成成分が加水分解することがなく、保存安定性に優れ、かつ金属部材の腐食を生じることがなく、しかも印刷物の耐水性にも優れたインクジェット用水性インキを提供する。
【解決手段】(a)分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマー、(b)水溶性光重合開始剤、(c)水溶性着色剤および(d)水性媒体を主成分とすることを特徴とするコンティニアスインクジェット用水性インキ。(a)成分としては、成分が分子中に少なくとも1つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーが好ましい。
【選択図】 なし
【解決手段】(a)分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマー、(b)水溶性光重合開始剤、(c)水溶性着色剤および(d)水性媒体を主成分とすることを特徴とするコンティニアスインクジェット用水性インキ。(a)成分としては、成分が分子中に少なくとも1つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーが好ましい。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット用水性インキに関わり、さらに詳しくは、本質的に、分子中にエステル結合をもたない水溶性成分および水性媒体からなる、光重合型のコンティニアスインクジェット用水性インキに関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録方式には、ピエゾ素子を用いたコンティニアスインクジェット方式とドロップオンデマンド方式があり、特に前者の方式は印刷速度が速い利点を有し、近年業務用途に広く採用されている。
一方、インクジェット用インクには、水性媒体を用いた水性インク、有機溶剤を用いた油性インク、加熱溶融させて印刷するソリッドインクがあり、今日では、環境上の問題、印刷操作上などの観点から、水性インクが推奨されている。
従来の水性インクは、水溶性染料を水性媒体に溶解したもので、有機溶剤を放出しない利点を有するが、印刷後の耐水性に劣っており、インキ吸収性のよいインキ受理層を設けた専用紙を用いない限り、十分な耐水性が得られないという欠点がある。
【0003】
また、印刷物の耐擦性、重ね印刷時のインキのにじみ防止等を改善するため、重合型水性インキが提案されており、例えば、水溶性の光硬化型樹脂プレポリマー、光重合開始剤、水溶性染料および水を含むインク(特許文献1参照。)、顔料、水溶性樹脂、紫外線照射等により固化する水溶性モノマー、光重合開始剤および水を含むインク(特許文献2参照。)や、非水溶性粘性マクロマー(例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート等)のエマルジョン、あるいは該エマルジョンと水溶性モノマーを含むインク(特許文献3、特許文献4参照。)等があり、これらのインキでは、印刷部分が紫外線照射等により硬化ないし固化しているため、耐水性もかなり改善されている。
【0004】
しかし、従来の重合型水性インキは、重合性成分がエステル結合を有するもの(特許文献1、特許文献3、特許文献4)、着色剤に顔料を必須とするもの(特許文献2)、あるいはエマルジョン型のもの(特許文献3、特許文献4)であり、何れにも様々の問題があった。
即ち、重合性成分がエステル結合を有する場合、保存中ないし印刷中に該エステル結合が加水分解してインキが酸性となり、その結果インクジェット記録装置に使用されている金属部材に腐食が発生したり、またアルカリ溶解性着色剤では溶解性が低下するため、凝集や粘度上昇を生じ、印刷品質が損なわれるおそれがある。また、顔料を着色剤とするインキやエマルジョン型インキの場合は、顔料やエマルジョンの良好な分散状態を維持して、所要の印刷品質を確保することが困難である。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−186725号公報
【特許文献2】
特開平7−224241号公報
【特許文献3】
特開平8−48922号公報
【特許文献4】
特開平10−219158号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、本質的に、分子中にエステル結合をもたない水溶性成分および水性媒体からなり、構成成分が加水分解することがなく、保存安定性に優れ、かつ金属部材の腐食を生じることがなく、しかも印刷物の耐水性にも優れた、光重合型のコンティニアスインクジェット用水性インキを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
(a)分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマー、(b)水溶性光重合開始剤、(c)水溶性着色剤および(d)水性媒体を主成分とすることを特徴とするコンティニアスインクジェット用水性インキ、
からなる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(a)成分
本発明における(a)成分は、分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマーからなる。
本発明でいう「光重合型モノマー」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の活性放射線により重合するモノマーを意味する。
【0009】
(a)成分の例としては、
N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、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,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミドまたはその4級化物、N−(2−ジエチルアミノエチル)アクリルアミドまたはその4級化物、N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミドまたはその4級化物、N−(2−ジメチルアミノエチル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N−(2−ジエチルアミノエチル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(2−ジエチルアミノエチル)アクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(2−ジメチルアミノエチル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(2−ジエチルアミノエチル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)メタクリルアミド、N−アクリロイルモルフォリン、N−メタクリロイルモルフォリン、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、N,N’−エチレンビスアクリルアミド、N,N’−エチレンビスメタクリルアミド等の分子中に少なくとも1つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマー;
【0010】
N,N−ジメチルビニルアミンまたはその4級化物、N,N−ジエチルビニルアミンまたはその4級化物、N,N−ジメチルアリルアミンまたはその4級化物、N,N−ジエチルアリルアミンまたはその4級化物、4−ビニルピリジンまたはその4級化物、4−アリルピリジンまたはその4級化物等の水溶性不飽和アミン類;
p−N,N−ジメチルアミノスチレンまたはその4級化物、p−N,N−ジエチルアミノスチレンまたはその4級化物、p−N,N−ジメチルアミノ−αーメチルスチレンまたはその4級化物、p−N,N−ジエチルアミノ−αーメチルスチレンまたはその4級化物等の水溶性アミノ基含有芳香族ビニル化合物
等を挙げることができる。
【0011】
これらの(a)成分のうち、分子中に少なくとも1つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーが好ましく、さらに好ましくはアクリルアミド誘導体であり、特に、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)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、N−アクリロイルモルフォリン、N,N’−メチレンビスアクリルアミド等が好ましい。
本発明において、(a)成分は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0012】
本発明の水性インキ中の(a)成分の含有率は、個々のモノマーの水への溶解度、モノマー混合物におけるモノマーの組み合わせなどによって変わるが、水性インキ全体の、好ましくは1〜50重量%、さらに好ましくは3〜30重量%、特に好ましくは5〜15重量%である。(a)成分の含有率が1重量%未満では、光重合型成分の量が少なく、印刷物の耐水性が不十分となるおそれがあり、一方50重量%を超える条件とするのは、モノマーの水への溶解度の面で、使用できるモノマーの種類が少なくなり、またモノマーの均一な溶解状態を維持することが困難となるおそれがある。
【0013】
(b)成分
本発明における(b)成分は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の活性放射線の照射により、前記(a)成分の重合を開始する活性種を生じる、水溶性光重合開始剤からなる。
【0014】
好ましい(b)成分の例としては、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名Irgacure2959、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、チオキサントンアンモニウム塩(商品名Quantacure QTX、シェル化学(株)製)、ベンゾフェノンアンモニウム塩(商品名Quantacure ABQ、シェル化学(株)製)等を挙げることができる。
本発明において、(b)成分は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0015】
本発明の水性インキ中の(b)成分の含有率は、好ましくは0.1〜10重量%、さらに好ましくは0.3〜5重量%、特に好ましくは0.5〜2重量%である。(b)成分の含有率が0.1重量%未満では、活性放射線の照射時に(a)成分の重合を完結させることが困難となり、印刷物の耐水性が不十分となるおそれがあり、一方10重量%を超えると、(a)成分の重合後に(b)成分が残存して、印刷品質が損なわれるおそれがある。
【0016】
(c)成分
本発明における(c)成分は、水溶性着色剤からなる。
好ましい(c)成分の例としては、C.I.ダイレクトブラック17、C.I.ダイレクトブラック19、C.I.ダイレクトブラック32、C.I.ダイレクトブラック38、C.I.ダイレクトブラック51、C.I.ダイレクトブラック146、C.I.ダイレクトブラック154;C.I.ダイレクトブルー87、C.I.ダイレクトブルー106、C.I.ダイレクトブルー168、C.I.ダイレクトブルー200、C.I.ダイレクトブルー202、C.I.ダイレクトブルー203、C.I.ダイレクトブルー237、C.I.アシッドブルー1、C.I.アシッドブルー7、C.I.アシッドブルー9、C.I.アシッドブルー15、C.I.アシッドブルー83、C.I.アシッドブルー90、C.I.アシッドブルー112;C.I.アシッドレッド18、C.I.アシッドレッド26、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド73、C.I.アシッドレッド87、C.I.アシッドレッド92、C.I.アシッドレッド94、C.I.アシッドレッド265;C.I.アシッドイエロー17、C.I.アシッドイエロー23、C.I.アシッドイエロー38、C.I.アシッドイエロー42、C.I.アシッドイエロー61、C.I.アシッドイエロー127等を挙げることができる。
本発明において、(c)成分は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができ、また(c)成分の色調は、印刷目的ないし印刷内容に応じて適宜選定することができる。
【0017】
本発明の水性インキ中の(c)成分の含有率は、好ましくは0.1〜20重量%、さらに好ましくは1.0〜10重量%、特に好ましくは2.0〜6重量%である。(c)成分の含有率が0.1重量%未満では、必要な印刷濃度を達成することが困難となるおそれがあり、一方20重量%を超えると、水性インキが高粘度になるとともに、活性放射線の照射による硬化が不足して印刷物の耐水性が不十分となるおそれがある。
【0018】
(d)水性媒体
本発明における(d)成分は、水を主体成分とする水性媒体からなる。
この水性媒体は、より具体的には、水単独あるいは水と親水性有機溶媒との混合物からなる
前記親水性有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、アセトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等を挙げることができる。
これらの親水性有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
水と親水性有機溶媒との混合物からなる水性媒体中の親水性有機溶媒の含有率は、通常、50〜98重量%、好ましくは70〜90重量%である。
【0019】
他の添加剤
本発明の水性インキには、必要に応じて、前記以外の種々の水溶性添加剤を配合することができる。
前記水溶性添加剤の例としては、水性インクの保存中や印刷中の望ましくない重合を防止する熱重合禁止剤(例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、メチルハイドロキノン、フェノチアジン、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアンモニウム塩、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩等)、湿潤剤(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類)、界面活性剤(消泡用、表面張力調整用等)、紫外線吸収剤、防腐・防かび剤等を挙げることができる。
【0020】
pH調整
本発明の水性インキは、水性インキの保存安定性をさらに向上させ、またインクジェット記録装置の腐食をささに効果的に防止するために、pHを中性ないしアルカリ性、好ましくは7.0〜12.0、さらに好ましくは7.5〜11.5に維持することが望ましい。
pH調整に使用される塩基性化合物の例としては、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水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;トリエタノールアミン、メチル・ジエタノールアミン、エチル・ジエタノールアミン、ジメチル・エタノールアミン、ジエチル・エタノールアミン、モルフォリン等の有機アミン類等を挙げることができる。
これらの塩基性化合物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
なお、前記特許文献2のインキでも、使用される水溶性樹脂の溶解性を向上させ、またインクジェット記録装置の腐食防止の観点からも、pHを7〜10に調整することが好ましいとされているが、該水溶性樹脂は実質上不飽和カルボン酸エステル単位を有する樹脂であり、またその実施例の水溶性モノマーも不飽和カルボン酸エステル構造を有しており、pHを前記範囲に調整しても、これらのエステル部分の加水分解を有効に抑制することは困難である。
【0021】
粘度調整
本発明の水性インキは、インクジェット用水性インキとしての特性上、粘度を、常温(25℃)で、5mPa・s以下、好ましくは2mPa・s以下に調整することが望ましい。
【0022】
【実施例】
以下、実施例により本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
実施例および比較例における「部」は、重量基準である。
実施例および比較例における評価は、次のようにして行った。
pH変化
調製直後の水性インキのpH(初期値)と70℃の環境下で3週間放置後の水性インキのpH(3週間後)を測定した。
金属腐食
インクジェット記録装置を8時間連続運転したのち、水性インキに接触する金属部材の表面を100倍光学顕微鏡で観察して、下記基準で評価した。
○:腐食なし
×:腐食あり
耐水性
インクジェット記録装置を用いて、水性インク専用紙(表2では、単に「専用紙」と表記)、コピー紙あるいはグロス紙に印刷し、印刷面にメタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)により、紫外線を2,000J/m2 の光量となるように照射し、その後印刷物を静水中に1分間浸漬して乾燥したのち、下記基準で評価した。
○:インキが水に流されない
×:インキが水に流される
【0023】
実施例1〜4および比較例1〜3
表1に示す各成分を混合して調製した各水性インキについて、評価を行なった。評価結果を表2に示す。
【0024】
【表1】
(*1) 1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ
−2−メチル−1−プロパン−1−オン
(*2) ジエチレングリコール
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】
本発明のコンティニアスインクジェット用水性インキは、水溶性光重合型モノマーが、分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する成分からなるため、構成成分が加水分解して酸性化することがなく、保存安定性に優れ、かつインクジェット記録装置の金属部材の腐食を有効に防止でき、しかも印刷物の耐水性にも優れており、高品質の印刷物を生産性よく提供することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット用水性インキに関わり、さらに詳しくは、本質的に、分子中にエステル結合をもたない水溶性成分および水性媒体からなる、光重合型のコンティニアスインクジェット用水性インキに関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録方式には、ピエゾ素子を用いたコンティニアスインクジェット方式とドロップオンデマンド方式があり、特に前者の方式は印刷速度が速い利点を有し、近年業務用途に広く採用されている。
一方、インクジェット用インクには、水性媒体を用いた水性インク、有機溶剤を用いた油性インク、加熱溶融させて印刷するソリッドインクがあり、今日では、環境上の問題、印刷操作上などの観点から、水性インクが推奨されている。
従来の水性インクは、水溶性染料を水性媒体に溶解したもので、有機溶剤を放出しない利点を有するが、印刷後の耐水性に劣っており、インキ吸収性のよいインキ受理層を設けた専用紙を用いない限り、十分な耐水性が得られないという欠点がある。
【0003】
また、印刷物の耐擦性、重ね印刷時のインキのにじみ防止等を改善するため、重合型水性インキが提案されており、例えば、水溶性の光硬化型樹脂プレポリマー、光重合開始剤、水溶性染料および水を含むインク(特許文献1参照。)、顔料、水溶性樹脂、紫外線照射等により固化する水溶性モノマー、光重合開始剤および水を含むインク(特許文献2参照。)や、非水溶性粘性マクロマー(例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート等)のエマルジョン、あるいは該エマルジョンと水溶性モノマーを含むインク(特許文献3、特許文献4参照。)等があり、これらのインキでは、印刷部分が紫外線照射等により硬化ないし固化しているため、耐水性もかなり改善されている。
【0004】
しかし、従来の重合型水性インキは、重合性成分がエステル結合を有するもの(特許文献1、特許文献3、特許文献4)、着色剤に顔料を必須とするもの(特許文献2)、あるいはエマルジョン型のもの(特許文献3、特許文献4)であり、何れにも様々の問題があった。
即ち、重合性成分がエステル結合を有する場合、保存中ないし印刷中に該エステル結合が加水分解してインキが酸性となり、その結果インクジェット記録装置に使用されている金属部材に腐食が発生したり、またアルカリ溶解性着色剤では溶解性が低下するため、凝集や粘度上昇を生じ、印刷品質が損なわれるおそれがある。また、顔料を着色剤とするインキやエマルジョン型インキの場合は、顔料やエマルジョンの良好な分散状態を維持して、所要の印刷品質を確保することが困難である。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−186725号公報
【特許文献2】
特開平7−224241号公報
【特許文献3】
特開平8−48922号公報
【特許文献4】
特開平10−219158号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、本質的に、分子中にエステル結合をもたない水溶性成分および水性媒体からなり、構成成分が加水分解することがなく、保存安定性に優れ、かつ金属部材の腐食を生じることがなく、しかも印刷物の耐水性にも優れた、光重合型のコンティニアスインクジェット用水性インキを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
(a)分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマー、(b)水溶性光重合開始剤、(c)水溶性着色剤および(d)水性媒体を主成分とすることを特徴とするコンティニアスインクジェット用水性インキ、
からなる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(a)成分
本発明における(a)成分は、分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマーからなる。
本発明でいう「光重合型モノマー」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の活性放射線により重合するモノマーを意味する。
【0009】
(a)成分の例としては、
N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、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,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミドまたはその4級化物、N−(2−ジエチルアミノエチル)アクリルアミドまたはその4級化物、N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミドまたはその4級化物、N−(2−ジメチルアミノエチル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N−(2−ジエチルアミノエチル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(2−ジエチルアミノエチル)アクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(2−ジメチルアミノエチル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(2−ジエチルアミノエチル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N,N−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミドまたはその4級化物、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)メタクリルアミド、N−アクリロイルモルフォリン、N−メタクリロイルモルフォリン、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、N,N’−エチレンビスアクリルアミド、N,N’−エチレンビスメタクリルアミド等の分子中に少なくとも1つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマー;
【0010】
N,N−ジメチルビニルアミンまたはその4級化物、N,N−ジエチルビニルアミンまたはその4級化物、N,N−ジメチルアリルアミンまたはその4級化物、N,N−ジエチルアリルアミンまたはその4級化物、4−ビニルピリジンまたはその4級化物、4−アリルピリジンまたはその4級化物等の水溶性不飽和アミン類;
p−N,N−ジメチルアミノスチレンまたはその4級化物、p−N,N−ジエチルアミノスチレンまたはその4級化物、p−N,N−ジメチルアミノ−αーメチルスチレンまたはその4級化物、p−N,N−ジエチルアミノ−αーメチルスチレンまたはその4級化物等の水溶性アミノ基含有芳香族ビニル化合物
等を挙げることができる。
【0011】
これらの(a)成分のうち、分子中に少なくとも1つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーが好ましく、さらに好ましくはアクリルアミド誘導体であり、特に、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)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、N−アクリロイルモルフォリン、N,N’−メチレンビスアクリルアミド等が好ましい。
本発明において、(a)成分は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0012】
本発明の水性インキ中の(a)成分の含有率は、個々のモノマーの水への溶解度、モノマー混合物におけるモノマーの組み合わせなどによって変わるが、水性インキ全体の、好ましくは1〜50重量%、さらに好ましくは3〜30重量%、特に好ましくは5〜15重量%である。(a)成分の含有率が1重量%未満では、光重合型成分の量が少なく、印刷物の耐水性が不十分となるおそれがあり、一方50重量%を超える条件とするのは、モノマーの水への溶解度の面で、使用できるモノマーの種類が少なくなり、またモノマーの均一な溶解状態を維持することが困難となるおそれがある。
【0013】
(b)成分
本発明における(b)成分は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の活性放射線の照射により、前記(a)成分の重合を開始する活性種を生じる、水溶性光重合開始剤からなる。
【0014】
好ましい(b)成分の例としては、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名Irgacure2959、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、チオキサントンアンモニウム塩(商品名Quantacure QTX、シェル化学(株)製)、ベンゾフェノンアンモニウム塩(商品名Quantacure ABQ、シェル化学(株)製)等を挙げることができる。
本発明において、(b)成分は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0015】
本発明の水性インキ中の(b)成分の含有率は、好ましくは0.1〜10重量%、さらに好ましくは0.3〜5重量%、特に好ましくは0.5〜2重量%である。(b)成分の含有率が0.1重量%未満では、活性放射線の照射時に(a)成分の重合を完結させることが困難となり、印刷物の耐水性が不十分となるおそれがあり、一方10重量%を超えると、(a)成分の重合後に(b)成分が残存して、印刷品質が損なわれるおそれがある。
【0016】
(c)成分
本発明における(c)成分は、水溶性着色剤からなる。
好ましい(c)成分の例としては、C.I.ダイレクトブラック17、C.I.ダイレクトブラック19、C.I.ダイレクトブラック32、C.I.ダイレクトブラック38、C.I.ダイレクトブラック51、C.I.ダイレクトブラック146、C.I.ダイレクトブラック154;C.I.ダイレクトブルー87、C.I.ダイレクトブルー106、C.I.ダイレクトブルー168、C.I.ダイレクトブルー200、C.I.ダイレクトブルー202、C.I.ダイレクトブルー203、C.I.ダイレクトブルー237、C.I.アシッドブルー1、C.I.アシッドブルー7、C.I.アシッドブルー9、C.I.アシッドブルー15、C.I.アシッドブルー83、C.I.アシッドブルー90、C.I.アシッドブルー112;C.I.アシッドレッド18、C.I.アシッドレッド26、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド73、C.I.アシッドレッド87、C.I.アシッドレッド92、C.I.アシッドレッド94、C.I.アシッドレッド265;C.I.アシッドイエロー17、C.I.アシッドイエロー23、C.I.アシッドイエロー38、C.I.アシッドイエロー42、C.I.アシッドイエロー61、C.I.アシッドイエロー127等を挙げることができる。
本発明において、(c)成分は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができ、また(c)成分の色調は、印刷目的ないし印刷内容に応じて適宜選定することができる。
【0017】
本発明の水性インキ中の(c)成分の含有率は、好ましくは0.1〜20重量%、さらに好ましくは1.0〜10重量%、特に好ましくは2.0〜6重量%である。(c)成分の含有率が0.1重量%未満では、必要な印刷濃度を達成することが困難となるおそれがあり、一方20重量%を超えると、水性インキが高粘度になるとともに、活性放射線の照射による硬化が不足して印刷物の耐水性が不十分となるおそれがある。
【0018】
(d)水性媒体
本発明における(d)成分は、水を主体成分とする水性媒体からなる。
この水性媒体は、より具体的には、水単独あるいは水と親水性有機溶媒との混合物からなる
前記親水性有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、アセトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等を挙げることができる。
これらの親水性有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
水と親水性有機溶媒との混合物からなる水性媒体中の親水性有機溶媒の含有率は、通常、50〜98重量%、好ましくは70〜90重量%である。
【0019】
他の添加剤
本発明の水性インキには、必要に応じて、前記以外の種々の水溶性添加剤を配合することができる。
前記水溶性添加剤の例としては、水性インクの保存中や印刷中の望ましくない重合を防止する熱重合禁止剤(例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、メチルハイドロキノン、フェノチアジン、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアンモニウム塩、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩等)、湿潤剤(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類)、界面活性剤(消泡用、表面張力調整用等)、紫外線吸収剤、防腐・防かび剤等を挙げることができる。
【0020】
pH調整
本発明の水性インキは、水性インキの保存安定性をさらに向上させ、またインクジェット記録装置の腐食をささに効果的に防止するために、pHを中性ないしアルカリ性、好ましくは7.0〜12.0、さらに好ましくは7.5〜11.5に維持することが望ましい。
pH調整に使用される塩基性化合物の例としては、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水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;トリエタノールアミン、メチル・ジエタノールアミン、エチル・ジエタノールアミン、ジメチル・エタノールアミン、ジエチル・エタノールアミン、モルフォリン等の有機アミン類等を挙げることができる。
これらの塩基性化合物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
なお、前記特許文献2のインキでも、使用される水溶性樹脂の溶解性を向上させ、またインクジェット記録装置の腐食防止の観点からも、pHを7〜10に調整することが好ましいとされているが、該水溶性樹脂は実質上不飽和カルボン酸エステル単位を有する樹脂であり、またその実施例の水溶性モノマーも不飽和カルボン酸エステル構造を有しており、pHを前記範囲に調整しても、これらのエステル部分の加水分解を有効に抑制することは困難である。
【0021】
粘度調整
本発明の水性インキは、インクジェット用水性インキとしての特性上、粘度を、常温(25℃)で、5mPa・s以下、好ましくは2mPa・s以下に調整することが望ましい。
【0022】
【実施例】
以下、実施例により本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
実施例および比較例における「部」は、重量基準である。
実施例および比較例における評価は、次のようにして行った。
pH変化
調製直後の水性インキのpH(初期値)と70℃の環境下で3週間放置後の水性インキのpH(3週間後)を測定した。
金属腐食
インクジェット記録装置を8時間連続運転したのち、水性インキに接触する金属部材の表面を100倍光学顕微鏡で観察して、下記基準で評価した。
○:腐食なし
×:腐食あり
耐水性
インクジェット記録装置を用いて、水性インク専用紙(表2では、単に「専用紙」と表記)、コピー紙あるいはグロス紙に印刷し、印刷面にメタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)により、紫外線を2,000J/m2 の光量となるように照射し、その後印刷物を静水中に1分間浸漬して乾燥したのち、下記基準で評価した。
○:インキが水に流されない
×:インキが水に流される
【0023】
実施例1〜4および比較例1〜3
表1に示す各成分を混合して調製した各水性インキについて、評価を行なった。評価結果を表2に示す。
【0024】
【表1】
(*1) 1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ
−2−メチル−1−プロパン−1−オン
(*2) ジエチレングリコール
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】
本発明のコンティニアスインクジェット用水性インキは、水溶性光重合型モノマーが、分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する成分からなるため、構成成分が加水分解して酸性化することがなく、保存安定性に優れ、かつインクジェット記録装置の金属部材の腐食を有効に防止でき、しかも印刷物の耐水性にも優れており、高品質の印刷物を生産性よく提供することができる。
Claims (5)
- (a)分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマー、(b)水溶性光重合開始剤、(c)水溶性着色剤および(d)水性媒体を主成分とすることを特徴とするコンティニアスインクジェット用水性インキ。
- (a)成分が分子中に少なくとも1つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーからなり、かつ該(a)成分の含有率が1〜50重量%である請求項1に記載のコンティニアスインクジェット用水性インキ。
- (b)成分の含有率が0.1〜10重量%である請求項1または請求項2に記載のコンティニアスインクジェット用水性インキ。
- (c)成分が水溶性染料からなり、かつ該(c)成分の含有率が0.1〜20重量%である請求項1〜3の何れかに記載のコンティニアスインクジェット用水性インキ。
- 系のpHが7.0〜12.0である請求項1〜4の何れかに記載のコンティニアスインクジェット用水性インキ。
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2003
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