JP2013166813A - 非水系インクジェットインク - Google Patents

Abstract

【課題】非水系インクジェットインクをクリアファイルの変形抑制とトナーの溶解性低減を同時に実現することができ、吐出性も確保することが可能なものとする。
【解決手段】少なくとも着色剤と有機溶剤とを含む非水系インクジェットインクであって、有機溶剤が炭素数２５以上のピバリン酸エステルと下記式で表されるエチレングリコールエーテル（下記式中、Ｒは炭素数４〜６のアルキル基、ｎは１または２の整数を表すである）とを含むものとする。

【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録システムの使用に適した非水系インクジェットインクに関するものである。

インクジェット記録方式は、流動性の高いインクジェットインクを微細なヘッドノズルからインク粒子として噴射し、上記ノズルに対向して置かれた印刷用紙に画像を記録するものであり、低騒音で高速印字が可能であること、特に近年、用紙搬送方向に対して垂直方向にインクジェットヘッドを複数配置したライン型が高速化の観点から急速に普及している。

インクジェット記録システムに使用されるインクを溶剤の側面から見ると、水系タイプインクと非水系インクタイプに分けられる。揮発性溶剤を主体とする溶剤系インクや不揮発性溶剤を主体とするオイル系インクのような、溶媒に水を使用しない非水系インクは機上安定性（間欠吐出性、長時間放置後の吐出回復性など）がよい、印刷用紙がカールしない、インクの浸透乾燥時間が短い、などの利点を有し広く用いられている。

非水系インクにおいては、極性差の離れた複数の溶剤を用いてインク溶剤を構成することで性能向上が可能であることが知られている。例えば、特許文献１では極性溶剤と非極性溶剤から構成することで異物発生や保存安定性が向上できることが記載されている。

一方で、一般に非水系インクはインクを構成する溶剤が起因となって他の物質を変質させることが知られている。例えば、石油系溶剤などの低極性溶剤を含むインクで印刷された印刷物を、ポリプロピレンが主成分のクリアファイルで挟んでおくと、低極性溶剤が原因でクリアファイルが変形、波打ってしまうことが知られている。このような問題に対し、特許文献２では、非水系溶剤として、多価アルコールと分岐鎖脂肪族カルボン酸とのジエステル以上のエステル、または分岐鎖脂肪族アルコールと多価脂肪族カルボン酸とのジエステル以上のエステルを用いることにより、クリアファイルの波打ちの問題が生じないインクを実現している。

また、極性溶剤が多く含まれるインクで印刷された印刷物とスチレン-アクリル共重合体タイプのトナーを使用した電子写真方式で印刷した印刷物を重ねて置いておくと、極性溶剤がトナーを溶解してしまい、互いの印刷物が貼りついてしまうことが知られている。このような問題に対し、特許文献３では、インクの溶剤の７０〜３０重量％を極性溶剤から構成し、この極性溶剤の２０重量％以上を特定の極性溶剤とすることにより、優れた機上安定性と、トナー溶解性の低減が可能であることが記載されている。

特開２００６−８３３１２号公報 特開２００９−２７５２１１号公報 特開２００７−１２６５６４号公報

クリアファイルの変形はその主成分のポリプロピレンが石油系溶剤などの低極性溶剤に侵されることによって起こると考えられる。一方で、トナーの溶解はトナーに対して相溶性のよい極性溶剤が作用して起こると考えられる。このため、クリアファイルの変形抑制に対しては極性溶剤を使用することが求められ、トナーの溶解性低減のためには低極性溶剤が求められるため、クリアファイルの変形抑制とトナーの溶解性低減を同時に実現することは困難である。分子量が大きな溶剤や粘度の高い溶剤を用いれば、クリアファイル変形とトナー溶解性の２つの問題を解決することができる可能性はあるが、そうとするとインクジェットでは吐出することができなくなる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、クリアファイルの変形抑制とトナーの溶解性低減を同時に実現することが可能であって、インクジェットインクとしての吐出性を確保することが可能な非水系インクジェットインクを提供することを目的とするものである。

本発明の非水系インクジェットインクは、少なくとも着色剤と有機溶剤とを含む非水系インクジェットインクであって、前記有機溶剤が炭素数２５以上のピバリン酸エステルと下記式で表されるエチレングリコールエーテル（下記式中、Ｒは炭素数４〜６のアルキル基、ｎは１または２の整数を表す）とを含むことを特徴とするものである。

前記ピバリン酸エステルと前記エチレングリコールエーテルとは４０：６０〜６０：４０の質量比であることが好ましい。

本発明の非水系インクジェットインクは、炭素数２５以上のピバリン酸エステルと上記式で表される特定のエチレングリコールエーテルとを含むので、インクジェットインクとしての吐出性を確保しながら、クリアファイルの変形を抑制することが可能であるとともに、トナーの溶解性を低減することができる。

本発明の非水系インクジェットインク（以下、単にインクともいう）は、少なくとも着色剤と有機溶剤とを含むインクであって、有機溶剤が炭素数２５以上のピバリン酸エステル（以下、単にピバリン酸エステルともいう）と下記式（下記式中、Ｒは炭素数４〜６のアルキル基、ｎは１または２の整数を表すである）で表されるエチレングリコールエーテル（以下、特定のエチレングリコールエーテルともいう）とを含むことを特徴とする。

ピバリン酸エステル全体の炭素数は２５以上であり、３０以下であることが好ましい。炭素数が２５未満の場合、トナー溶解の抑制効果が低くなる。一方、炭素数が３０以上になると、粘度が高くなるため、インクジェットインクとしての吐出性が低下するため好ましくない。

炭素数２５以上のピバリン酸エステルとしては、ピバリン酸２−オクチルドデシル、ピバリン酸２−オクチルトリドデシル、ピバリン酸２−オクチルテトラデシル、ピバリン酸２−ノニルドデシル、ピバリン酸２−ヘキシルテトラドデシル、ピバリン酸エイコシル、ピバリン酸ヘンイコシル、ピバリン酸ドコシル、ピバリン酸トリコシル、ピバリン酸テトラコシル、ピバリン酸ペンタコシル等が挙げられる。

特定のエチレングリコールエーテルは、上記式で表されるものであり、Ｒとしては、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基を挙げることができ、具体的には、ｎ＝１としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル等を、ｎ＝２としてはジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル等を挙げることができる。

上記式において、Ｒの炭素数が３以下、あるいはｎが３以上になるとクリアファイルの変形を抑制することが難しくなる。一方、炭素数が７以上の場合や、上記式において、エチレン基の両側がＲで置換されている場合には、粘度が高くなるため、インクジェットインクとしての吐出性が低下する。

本発明における溶剤の構成は、一見すると、トナー溶解の低減に寄与するピバリン酸エステルと、クリアファイルの変形抑制に働く特定のエチレングリコールエーテルを組み合わせることで、クリアファイルの変形抑制とトナーの溶解性低減を同時に実現できたものであるかのように思われるが、トナーの溶解性低減に寄与する溶剤と、クリアファイルの変形抑制に働く溶剤を組み合わせたからといって、必ずしもクリアファイルの変形抑制とトナーの溶解性低減を同時に実現することはできない。トナーの溶解性低減に寄与する溶剤とクリアファイルの変形抑制に働く溶剤は、前者が低極性溶剤、後者が極性溶剤である場合が多く、これらは混合するとその挙動が変化したり、あるいは相互に影響し合って溶剤の性質が変化するからである。

例えば、実施例に示しているが、パルミチン酸イソオクチル（炭素数２４）はトナーの溶解性低減に寄与する溶剤であり、ジエチレングチコールモノエチルエーテルはクリアファイルの変形抑制に寄与する溶剤であるが、これらの溶剤を組み合わせた場合には、トナーの溶解性を低減することはできず、クリアファイルの変形も抑制することはできない。この原因はジエチレングチコールモノエチルエーテルによりパルミチン酸イソオクチルが分解されて、そこから生じた成分によってトナーが溶解されたものと推測している。

本発明のインクの有機溶剤に含まれるピバリン酸エステルと特定のエチレングリコールエーテルは、ピバリン酸が分岐の炭化水素構造を持つため極性溶剤の影響を受けにくく、結果、互いがもつトナーの溶解性低減効果とクリアファイルの変形抑制効果を相殺することがなく、その２つの効果を発揮することが可能であるとともに、インクジェットインクとしての吐出性を確保することができる。

ピバリン酸エステルと特定のエチレングリコールエーテルは、４０：６０〜６０：４０の質量比であることが好ましい。この範囲とすることにより、クリアファイルの変形がより抑制されるとともに、トナーの溶解性をより低減することができる。

ピバリン酸エステルと特定のエチレングリコールエーテルとを合わせた含有量は、含まれる他の有機溶剤の種類にもよるが、インクの全溶剤に対して５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、さらには９０質量％以上であることが望ましい。

ピバリン酸エステルと特定のエチレングリコールエーテル以外に用いることができる溶剤としては、例えばエステル系溶剤としてはラウリン酸メチル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸ヘキシル、ミスチリン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソステアリル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル等が挙げられる。また、エーテル系溶剤としてはシクロヘキシルビニルエーテル、ベンジルメチルエーテル、ジベンジルエーテルなど芳香族エーテルやジブチルエーテルやジエチレンブリコールジブチルエーテル等が挙げられる。アルコール系溶剤としてはイソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコールなどの高級アルコールが挙げられる。また、ナフテン系、パラフィン系、イソパラフィン系等の石油系炭化水素溶剤も用いることができる。

本発明のインクに用いられる着色剤は、顔料であっても染料であってもよい。顔料としては、従来公知の無機顔料および有機顔料を用いることができる。例えば、三菱化学製カーボンブラックＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ２２０、ＭＡ６００ａ、＃４０、＃４４が好ましく挙げられる。また、黒色以外の顔料では例えば大日本インキ製 ＳＹＭＵＬＥＲ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｃａｒｍｉｎｅ ６Ｂ、ＳＹＭＵＬＥＲ Ｒｅｄ、ＦＡＳＴＯＧＥＮ Ｓｕｐｅｒ Ｍａｇｅｎｔａ、ＳＹＭＵＬＥＲ Ｆａｓｔ Ｙｅｌｌｏｗ、ＦＡＳＴＯＧＥＮ Ｂｌｕｅ ４ＲＯ−２、ＦＡＳＴＯＧＥＮ Ｇｒｅｅｎ、ＦＡＳＴＯＧＥＮ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｏｌｅｔ等が好ましく挙げられる。これらの顔料は、単独で用いてもよいし、適宜組み合わせて使用することも可能である。顔料は、インク全量に対して０．０１〜２０質量％の範囲で含有されることが好ましい。

着色剤として顔料を用いる場合には、インク中における顔料の分散を良好にするために、顔料分散剤を添加することが好ましい。本発明で使用できる顔料分散剤としては、顔料を溶剤中に安定して分散させるものであれば特に限定されないが、例えば、日本ルーブリゾール製ソルスパース５０００、ソルスパース１３９４０、ソルスパース１１２００、ソルスパース２１０００、ソルスパース２８０００等を好ましく挙げることができる。

本発明のインクに用いられる染料としては従来公知の染料を用いることができ、例えば、オリエント化学製ｖａＬｉｆａｓｔ Ｂｌａｃｋ ３８１０、ｅｌｉｘａ Ｂｌａｃｋ８４６、ＯＩＬ ＢＬＡＣＫ ＨＢＢ、ＯＩＬ ＢＬＡＣＫ Ｎｏ.５等が好ましく挙げられる。また黒色以外の染料ではＯＩＬ ＢＬＵＥ ２Ｎ、ｅｌｉｘａ Ｏｒａｎｇｅ−２４０、ＶＡＬＩＦＡＳＴ ＢＬＵＥ １６０３ 、ｅｌｉｘａ Ｇｒｅｅｎ−５０２、ＶＡＬＩＦＡＳＴ ＯＲＡＮＧＥ １２０１、ＯＩＬ ＧＲＥＥＮ ５３０、ｅｌｉｘａ Ｇｒｅｅｎ−５４０、ＯＩＬ ＹＥＬＬＯＷ ＧＧ−Ｓ、ｅｌｉｘａ Ｙｅｌｌｏｗ−１２９、ＶＡＬＩＦＡＳＴ ＹＥＬＬＯＷ １１０１等が好ましく挙げられる。これらの染料は、単独で用いてもよいし、適宜組み合わせて使用することも可能である。

上記各成分に加えて、本発明のインクには慣用の添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、界面活性剤、例えばアニオン性、カチオン性、両性、もしくはノニオン性の界面活性剤、酸化防止剤、例えばジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピル、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、及びノルジヒドログアヤレチック酸等、が挙げられる。

本発明のインクの粘度は、インクジェット記録システムの吐出ヘッドのノズル径や吐出環境等によってその適性範囲は異なるが、一般に、２３℃において２〜３０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、５〜１５ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。ここで粘度は、２３℃において０．１Ｐａ／ｓの速度で剪断応力を０Ｐａから増加させたときの１０Ｐａにおける値を表す。

本発明のインクは、例えばビーズミル等の公知の分散機に全成分を一括又は分割して投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等の公知のろ過機を通すことにより調製できる。
以下に本発明の非水系インクジェットインクを実施例によりさらに詳細に説明する。

（インクの調製）
下記表１および２に示す配合（表１および２に示す数値は質量部である）で原材料をプレミックスした後、滞留時間約１２分間で分散させて実施例および比較例のインクを調製した。

なお、表１および２の溶剤に続く数値は各溶剤のα値である。α値とは、tanα＝（無機性値／有機性値）で与えられるαの値である。ここで、「有機性値」及び「無機性値」は、藤田穆により提案された「有機概念図」において用いられている概念に基づくものであり、有機化合物をその炭素領域の共有結合連鎖に起因する「有機性」と置換基（官能基）に存在する静電性の影響による「無機性」との２因子に分けてそれぞれを数値化したものであり、個々の化合物の構造等から求められる値である。一般に、α値が低い溶剤はトナーの溶解性低減に寄与する溶剤であり、α値が高い溶剤はクリアファイルの変形抑制に働く溶剤である。

（評価）
（トナー溶解）
Ｃａｎｏｎ社製 Ｓａｔｅｒａ ＬＢＰ９１００Ｃを使用し、理想用紙薄口に対しベタ印字を行ったトナーの印字物を作製した。印字されたベタの上に実施例および比較例のインク１０μＬを垂らし、その上に理想用紙薄口を重ねた。この上にＰＥＴフィルムを乗せ、さらに重しをのせ、この状態で、２３℃環境で３日間放置し、放置後の用紙へのトナーの貼りつき度合いを調べ、以下の基準で評価した。
◎：トナー貼り付きほぼなし
○：かすかにトナー貼り付く
△：ややトナーが貼り付く
×：トナー貼り付きが多い

（クリアファイル変形）
ＳＶビン（２０ｍＬ）の中に実施例および比較例のインク６ｍＬを入れ、ここに主成分がポリプロピレンであるクリアファイルを１ｃｍ×１０ｃｍの短冊状に切り取って入れ、完全に浸漬させた。蓋をし、密閉した状態で５０℃環境に３日間放置し、放置前後でのクリアファイルの膨張率を計算し、以下の基準で評価した。
◎：変形率 １．５％未満
○：変形率 １．５％以上１．７％未満
△：変形率 １．７％以上２％未満
×：変形率 ２％以上
各インクの処方と評価の結果を表１および２に示す。

表１に示すように、本発明のインクはピバリン酸エステルと特定のエチレングリコールエーテルを溶剤に含むので、クリアファイルの変形が抑制されるとともに、トナーの溶解性を低減することができていることがわかる。実施例１〜４と実施例６〜９の比較から、ピバリン酸エステルと特定のエチレングリコールエーテルの質量比は、４０：６０〜６０：４０の質量比であることがより好ましいことがわかる。なお、実施例５はクリアファイル変形や、トナーの溶解性を促進させる溶剤であるジオキサンを含むものであるため、他の実施例に比べればクリアファイル変形抑制効果、トナー溶解の低減効果が若干低くなったものの、ピバリン酸エステルと特定のエチレングリコールエーテルにより、ジオキサンのクリアファイル変形促進、トナーの溶解性促進が封じ込められていることがわかる。

一方、表２に示すように、比較例４で用いた炭素数が２２のピバリン酸イソステアリルでは、特定のエチレングリコールエーテルを用いたにもかかわらず、トナー溶解の低減効果が低くなったばかりか、クリアファイルの変形の抑制効果も得られなかった。また、トナーの溶解性低減に寄与する溶剤であるパルミチン酸イソオクチルを用いた比較例２および３はトナー溶解の低減効果が低くなり、比較例３にあっては特定のエチレングリコールエーテルを用いたにもかかわらず、クリアファイルの変形の抑制効果は得られなかった。これは、パルミチン酸イソオクチルのパルミチン酸が直鎖の炭化水素構造であるために極性溶剤の影響を受けやすいためであると考えられる。

比較例１、５〜１０はピバリン酸２−オクチドデシルとエーテル系溶剤または石油系溶剤を組み合わせたものであり、比較例１で用いたジプリピレングリコールモノメチルエーテル、比較例１０で用いたジエチレングリコールモノエチルエーテル比較例８で用いたジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートはクリアファイル変形抑制の効果がある溶剤であるにもかかわらず、ピバリン酸２−オクチドデシルのトナー溶解の低減効果を相殺している。比較例６、７および９のエーテル系溶剤にあっては、本来これらの溶剤が持つクリアファイル変形抑制の効果が失われていることがわかる。このことからも、単にトナーの溶解性低減に寄与する溶剤と、クリアファイルの変形抑制に働く溶剤を組み合わせても、クリアファイルの変形抑制とトナーの溶解性低減の２つの効果が得られないことがわかる。

以上のように、本発明の非水系インクジェットインクは、炭素数２５以上のピバリン酸エステルと特定のエチレングリコールエーテルとを含むことにより、インクジェットインクとしての吐出性を確保しながら、クリアファイルの変形を抑制することが可能であるとともに、トナーの溶解性を低減することができた。

Claims (2)

1. 少なくとも着色剤と有機溶剤とを含む非水系インクジェットインクであって、前記有機溶剤が炭素数２５以上のピバリン酸エステルと下記式で表されるエチレングリコールエーテル（下記式中、Ｒは炭素数４〜６のアルキル基、ｎは１または２の整数を表す）とを含むことを特徴とする非水系インクジェットインク。
   

   
2. 前記ピバリン酸エステルと前記エチレングリコールエーテルとが４０：６０〜６０：４０の質量比であることを特徴とする請求項１記載の非水系インクジェットインク。