JP2005132907A - インクジェット記録用油性インク - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェット記録用油性インクにおいて、従来のインク溶媒の代わりに、環境負荷が少なく、インクの滲みや薄紙に対するインクの裏抜けがなく、画像再現性が優れた高濃度の印字物が得られる、植物由来の成分を溶媒とするインクを提供することである。
【解決手段】 バインダー成分と着色剤と溶媒とを含有するインクジェット記録用油性インクにおいて、上記溶媒が、植物油由来の脂肪酸エステルからなることを特徴とするインクジェット記録用油性インク。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット記録用油性インク（以下単に「インク」という）に関し、詳しくは、従来のインクの溶媒の代わりに、植物油由来の特定の溶媒を使用することにより、環境負荷が少なく、インクの滲みや薄紙に対するインクの裏抜けがない画像再現性が優れた高濃度の印字物が得られるインクに関する。

従来、インクジェットインクとしては、一般に、水系の溶媒からなる水系インクと非水系の溶媒からなる非水系インクがある。しかしながら、水系インクは、該インクを使用して通常の印字条件にて紙面に印字した場合に、印字物にインクの滲みや紙のしわが発生しやすい。また、非水系インクは、インク溶媒として、通常、石油系溶剤、アルコール系溶剤、グリコール系溶剤などの有機溶剤が使用されており、該非水系インクを使用して紙面に印字した場合には、十分な印字濃度を有する印字物が得られず、一方、印字濃度を高くするようにインク中の着色剤の濃度を調製すると、とくに、薄紙などの紙面に印字した場合、印字裏面にインク抜けが発生しやすい。

また、上記の石油系溶剤の内で、とくに、芳香族成分を含む芳香族系溶剤は、印刷作業環境や大気汚染などの環境負荷があるとして、近年環境問題からその代替え溶剤が要望されている。このために、揮発蒸気の臭気が極めて少なく、また、印刷作業環境や大気汚染などの環境負荷が少ない非芳香族系の脂肪族炭化水素系溶剤を使用したインクジェットインク（特許文献１）が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示のインクでは、前述のように、十分な印字濃度を有する印字物が得られず、また、印字濃度を高くした場合には、印字面の反対側にインク抜けが発生するなどの問題があり、十分な品質の印字物が得られない。

特開２００３−４９０９６公報

したがって、本発明の目的は、インクジェット記録用油性インクにおいて、従来のインク溶媒の代わりに、環境負荷が少なく、インクの滲みや薄紙に対するインクの裏抜けがなく、画像再現性が優れた高濃度の印字物が得られる、植物由来の成分を溶媒とするインクを提供することである。

上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、バインダー成分と着色剤と溶媒とを含有するインクにおいて、上記溶媒が、植物油由来の脂肪酸エステルからなることを特徴とするインクを提供する。

本発明者は、前記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、上記のインクが従来の高沸点溶媒を主体としたインクに比べて、環境負荷が少なく、インクの滲みや薄紙に対するインクの裏抜けがなく、画像再現性が優れた高濃度の印字物が得られるインクであることを見出した。

本発明によれば、従来のインクにおける高沸点溶媒を植物由来の特定の溶媒に置き換えて使用することにより、インクの滲みや薄紙に対するインクの裏抜けがなく、画像再現性が優れた高濃度の印字物が得られ、かつ、従来の高沸点溶媒を主体としたインクに比べて、印字時の作業環境や使用済みインクの廃棄などの環境負荷が少ないインクが提供される。

次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明を主として特徴づける溶媒は、植物油由来である脂肪酸エステルであり、これらの脂肪酸エステルとしては、植物油脂を加水分解して得られる脂肪酸を公知の方法でアルコールでエステル化して得られる脂肪酸エステル（ａ）と、植物油脂を適当なアルコールを用いてエステル交換（アルコリシス化）して得られる脂肪酸エステル（ｂ）が挙げられ、これらの脂肪酸エステルは常温で液状であれば何れも本発明において使用できる。

前記脂肪酸エステル（ａ）としては、下記一般式（１）で表わされる脂肪酸エステルからなることが好ましい。
Ｒ₁−ＣＯＯ−Ｒ₂ （１）
（式中のＲ₁は炭素数５〜２３の直鎖または分岐鎖を有する飽和または不飽和のアルキル基を示し、Ｒ₂は炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖を有するアルキル基を示す）。

上記の脂肪酸エステル（ａ）は、大豆油、ココナッツ油、ヤシ油、菜種油、パーム油、パーム核油、桐油、アマニ油、ごま油、コーン油、ヒマワリ油、サフラワー油およびこれらの硬化油などの植物油脂を、公知の方法で加水分解などによって得られる脂肪酸を、公知の方法で適当なアルコールによりエステル化して得られる。上記の脂肪酸エステル（ａ）としては、例えば、カプリル酸、パルミチン酸、ラウリン酸、オレイン酸またはミリスチン酸のそれぞれのメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、２−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチルエステルが挙げられ、これらの中でもカプリル酸２−エチルヘキシル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸プロピル、オレイン酸ブチルおよびオレイン酸２−エチルヘキシルおよびそれらの混合物が好ましい。

また、前記の脂肪酸エステル（ｂ）は、前記の植物油脂を公知の方法でアルコールによりエステル交換して得られるものが挙げられ、例えば、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、パーム核油脂肪酸、菜種油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ココナッツ脂肪酸などの植物油脂肪酸のメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、２−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルエステルなど、好ましくは大豆油脂肪酸エステル、ココナッツ脂肪酸エステル、ヤシ油脂肪酸エステル、菜種油脂肪酸エステルから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。具体的には、大豆油脂肪酸２−エチルヘキシルおよびココナッツ脂肪酸２−エチルヘキシルなどが挙げられる。

また、本発明では、前記の脂肪酸エステルからなる溶剤に、さらに半乾性油および／または不乾性油からなる植物油を含有することができる。半乾性油としては、例えば、大豆油、菜種油、綿実油、ごま油、コーン油など、また、不乾性油としては、例えば、ヒマシ油、落花生油、オリーブ油などが挙げられ、好ましくは半乾性油の菜種油が挙げられる。なお、エノ油、アマニ油、キリ油、サフラワー油などの乾性油を含むインクは、経時変化を伴い、インクジェットプリンターのノズル部にインク詰まりが発生するため好ましくない。

本発明に使用する溶媒は、前記脂肪酸エステル（ａ）の単独、前記脂肪酸エステル（ｂ）の単独、前記脂肪酸エステル（ａ）と前記脂肪酸エステル（ｂ）との混合物の何れでもよいが、前記脂肪酸エステル（ａ）は単一化合物であり、前記脂肪酸エステル（ｂ）は種々の脂肪酸エステルの混合物であるので、物性が一定している前者の脂肪酸エステル（ａ）を使用する方が好ましい。また、前記植物油（Ａ）に前記脂肪酸エステル（Ｂ）を加える場合には、Ａ／Ｂ＝０〜３０／１００（質量比）であることが好ましい。上記の植物油の配合割合が上記上限を超える場合には、得られるインクにてベタ印刷や細線印刷をした場合に、十分にインクの滲みを防止し、高濃度を有する印刷物が得られない。また、本発明に使用する前記の溶媒の好ましい配合量は、全インク中において７０〜９８質量％を占める量である。その配合割合が低い場合には、印字に適したインク粘度２〜４０ｍＰａ・ｓ（２５℃）が得にくい。また、好ましい溶媒の粘度は２５℃において１．５〜１５ｍＰａ・ｓである。

本発明で使用するバインダー成分は、前記の溶媒に相溶する天然樹脂あるいは合成樹脂などの樹脂（１）や分散剤（２）を使用することができる。樹脂（１）としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、セルロース系樹脂、塩酢ビ系樹脂、酢ビ系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、石油樹脂、ロジン変性アルキッド樹脂、炭化水素樹脂、酸変性炭化水素樹脂、アルキッド樹脂、ギルソナイト樹脂、ロジン変性フェノール樹脂およびロジン変性樹脂などが挙げられる。また、分散剤（２）としては、例えば、主鎖が、ポリエステル系、ポリアクリル系、ポリウレタン系、ポリアミン系、ポリカプロラクトン系、長鎖アルキルポリアミノアマイドおよびポリイソシアネート系化合物などからなっており、側鎖としてアミノ基、カルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシル基などの極性基を有する分散剤などが挙げられる。

また、本発明のインクに使用する着色剤としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、紺青、群青、弁柄、亜鉛華、炭酸カルシウムなどの無機顔料、ベンジジンエロー、ハンザエロー、トルイジンレッドなどの不溶性アゾ顔料、パーマネントレッド２Ｂ、ピグメントスカーレット、リトールレッドなどの溶性アゾ顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどのフタロシアニン系、キナクリドンレッドなどのキナクリドン系、ピランスロンオレンジ、ピランスロンレッドなどのピランスロン系、キノフタロンエローなどのキノフタロン系、チオインジゴ系、アンスラキノン系、ジオキサジン系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、ジケトピロロピロール系などの有機顔料が使用される。着色剤は耐候性の観点からは顔料であることが好ましい。

また、本発明のインクでは、必要に応じて可塑剤、界面活性剤、ワックス、帯電防止剤、粘度調整剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を本発明の目的を妨げない範囲において添加して使用することができる。

本発明のインクの調製は、例えば、１例として、前記の溶媒中に前記のバインダー成分と着色剤を添加して１．２ｍｍのジルコニアビーズで１時間均一に混練分散した後、さらに、０．３ｍｍのジルコニアビーズで３時間均一に混練分散してベースインク（１）を調整する。本発明のインクは、ベースインク（１）単独でも使用することができるが、必要に応じて、前記の溶媒中にさらにバインダー成分を均一に溶解分散した溶液（２）を調整しておき、ベースインク（１）に、溶液（２）を混合して調製することができる。なお、本発明の好ましいインク粘度は２〜４０ｍＰａ・ｓ（２５℃）である。

次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。文中「部」または「％」とあるのはとくに断りのない限り質量基準である。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

［実施例１〜８］
下記のバインダー成分（ａ）、着色剤（ｂ）および溶媒（ｃ）を使用して、表１のように配合して、インク粘度が２〜４０ｍＰａ・ｓ（２５℃）になるように均一に混練分散して本発明のインクＹ１〜Ｙ８を調製した。インクの調製は、まず、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）成分を配合して１．２ｍｍのジルコニアビーズで１時間均一に混練分散した後、さらに、０．３ｍｍのジルコニアビーズで３時間均一に混練分散して調製し、次に（ｃ）成分に均一に溶解分散されたバインダー成分を添加して調製した。

なお、表１におけるバインダー成分（ａ）、着色剤（ｂ）および溶媒（ｃ）は下記の通りである。
・バインダー成分（ａ）：ａ１＝ポリエステル系分散剤（アビシア（株）製、ソルスパース２８０００）、ａ２＝石油樹脂（日本石油化学（株）製、ネオポリマー１３０Ｓ）、ａ３＝ロジン系樹脂（荒川化学工業（株）製、マルキードＮＯ．３４）
・着色剤（ｂ）：三菱化学（株）製、カーボンブラックＭＡ−８
・溶媒（ｃ）：ｃ１＝カプリル酸２−エチルヘキシル、ｃ２＝ラウリン酸プロピル、ｃ３＝ラウリン酸メチル、ｃ４＝大豆油脂肪酸２−エチルヘキシル、ｃ５＝ココナッツ脂肪酸２−エチルヘキシル、ｃ６＝菜種油

比較例１〜３
［比較例１］
実施例４における溶媒のカプリル酸２−エチルヘキシルを脂肪族炭化水素系高沸点溶剤（日石三菱（株）製、ＡＦ−５号ソルベント）に替える以外は実施例４と同様にして比較例１のインクＳ１を調製した。

［比較例２〜３］
実施例４における溶媒のカプリル酸２−エチルヘキシルをエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートおよびトリプロピレングリコールモノメチルエーテルの各々に替える以外は、実施例４と同様にして比較例２および３のインクＳ２〜Ｓ３を調製した。

上記で得られた各々のインクを使用して、インクジェットプリンターにて３００ｄｐｉの条件にて日本製紙（株）製の上質紙（５５ｇ／ｍ²）に印字し、印字後の印字物の印字品質、インクの裏抜けおよび印字物の濃度に関して下記の測定方法により評価した。評価結果を表２に示す。

（印字品質）
上記の印刷物のベタ印刷および細線印刷部の印刷原稿再現性を目視にて評価する。
○：印刷物にインクの滲み発生が認められず、印刷原稿再現性が良好である。
△：印刷物にインクの滲み発生がわずかに認められ、印刷原稿再現性は実用範囲である。
×：印刷物にかなりインクの滲み発生が認められ、印刷原稿再現性が不良である。

（インクの裏抜け）
上記の印字物の印刷面の裏側におけるインクの裏抜け状態を目視にて評価した。
○：インクの裏抜けが全く認められない。
△：インクの裏抜けがわずかに認められ、裏面への再印字には支障ない。
×：インクの裏抜けがかなり認められ、裏面への再印字不可能。

（印字物の濃度）
上記のベタ印刷物の濃度をマクベス濃度計を使用してその反射濃度を測定した。

本発明のインクによれば、印字時においてインクの滲みや薄紙に対するインクの裏抜けがない画像再現性に優れた高濃度の印字物が得られ、また、該インクは溶媒に伴う環境負荷が少ないインクとして有効に使用することができる。

Claims (10)

1. バインダー成分と着色剤と溶媒とを含有するインクジェット記録用油性インクにおいて、上記溶媒が、植物油由来の脂肪酸エステルからなることを特徴とするインクジェット記録用油性インク。
2. 前記脂肪酸エステルが、下記一般式（１）で表わされる脂肪酸エステルである請求項１に記載のインク。
   Ｒ₁−ＣＯＯ−Ｒ₂ （１）
   （式中のＲ₁は炭素数５〜２３の直鎖または分岐鎖を有する飽和または不飽和のアルキル基を示し、Ｒ₂は炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖を有するアルキル基を示す）。
3. 前記脂肪酸エステルが、カプリル酸２−エチルヘキシル、ラウリン酸プロピル、ラウリン酸メチル、オレイン酸ブチルおよびオレイン酸２−エチルヘキシルから選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のインク。
4. 前記脂肪酸エステルが、植物油脂をアルコールによりエステル交換した脂肪酸エステルである請求項１に記載のインク。
5. 前記植物油脂が、大豆油脂、菜種油脂、ヤシ油脂およびココナッツ油脂の群から選ばれる少なくとも１種である請求項４に記載のインク。
6. さらに半乾性油および／または不乾性油からなる植物油を含有する請求項１に記載のインク。
7. 前記植物油（Ａ）と前記脂肪酸エステル（Ｂ）との配合割合がＡ／Ｂ＝０〜３０／１００（質量比）である請求項６に記載のインク。
8. 前記溶媒が、全インク中において７０〜９８質量％を占める請求項１に記載のインク。
9. 前記溶媒の粘度が、２５℃において１．５〜１５ｍＰａ・ｓである請求項１に記載のインク。
10. 着色剤が顔料である請求項１〜９のいずれか１項に記載のインク。