JP2013173902A - Ink composition for inkjet recording - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェット記録に用いるインク組成物に関する。
本発明は特にインクジェット方式による高速のデジタル印刷に適した、高濃度で、インクの定着が速く、解像度の高い画像を提供するインク組成物に関する。The present invention relates to an ink composition used for ink jet recording.
The present invention relates to an ink composition that is suitable for high-speed digital printing by an inkjet method and provides an image with high density, fast ink fixing, and high resolution.
インクジェット記録技術は、オフィス或いは家庭用のデスクトッププリンターのみならず、大版広告媒体への印刷やチラシ、請求書、ラベル、カードなどの商業印刷、更には、液晶ディスプレイ用のカラーフィルター、液晶の配向膜、有機ＥＬディスプレイ太陽電池などの産業用エレクトロニクスへの分野への応用範囲が広がっている。
インクジェット記録で使用されるインクはその応用分野によって水性インク、油性インク、有機溶剤タイプのインク、或いはＵＶ硬化型インクなどが知られている。
本発明のインクジェット記録用インク組成物は特に紙への商業印刷に適した水性インクに関するものである。Inkjet recording technology is used not only for office or home desktop printers, but also for printing on large advertising media, commercial printing such as flyers, invoices, labels, cards, etc., color filters for liquid crystal displays, and orientation of liquid crystals The range of application to the field of industrial electronics such as films and organic EL display solar cells is expanding.
As inks used in inkjet recording, water-based inks, oil-based inks, organic solvent type inks, UV curable inks, and the like are known depending on the application field.
The ink composition for ink jet recording of the present invention relates to an aqueous ink particularly suitable for commercial printing on paper.
商業印刷に適したインクとしては、競合技術である電子写真技術やオフセット印刷物に劣らぬ高画質と耐久性が要求される。そのために特別な高画質と耐久性の両立を目的として、工夫をこらしたインクジェットインクが知られている。
例えば、特許文献１は融点が９０℃以下の化合物に着色剤と可塑剤を混合してなる固体インクを使う方法が開示されている。
このインクは常温で固体のため、電子写真技術のトナー画像と同等な高解像度で、水ににじむことのない画像が得られる。一方でインクを加熱して液化した状態でインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出させなければならない。そのためプリンターのスイッチをオンの状態にしてもインクが加熱されて液化するまで待たないと印刷をスタートすることが出来ないという欠点がある。
特許文献２には、ポリアリルアミンを含有する色の無いインクとアニオン系の染料インクと紙の上で反応させる方法が開示されている。
カチオン系ポリマーとアニオン系染料が紙の上で化学反応を起こして、水に不溶のキレート化合物を生成させることにより、耐水性がよく、にじみの少ない画像が得られる。この方法の欠点はＹＭＣＢのカラーインク用プリントヘッドのほかにカチオンポリマー用のプリントヘッドが必要となり、その分コストアップとなる。更にインクの水分が通常の２倍となるので、紙のコックリング等が起き易いという欠点を有する。
特許文献３には画像を形成する紙の表面に、インク中の染料または顔料から成る着色剤の分散性または溶解性を低下せしめる化合物を前処理液として、あらかじめ付与した後、インクを吐出して記録する方法が開示されている。この方法によれば特許文献２に示した例と同様に耐水性が良く、にじみの少ない画像が得られる反面、紙などの被記録材の表面にあらかじめ前処理液を塗布する工程が必要で煩雑と成る。特許文献２及び３に示した例はいずれもインク乾燥のため大型の熱風乾燥装置を必要とする。
特許文献４は顔料、顔料分散材および溶剤を主要構成成分とする非水系インクが開示されている。このインクはほぼ完璧な耐水性を有する反面、紙などへの被記録材によく浸透し、通常のコピー用紙等へ印刷すると裏抜けを起こし、表面の画像濃度が低いという欠点がある。そのため裏抜けを起こしにくい。特別に設計された被記録材を必要としている。
特許文献５は、染料又は自己分散顔料からなる着色剤と、特定の湿潤剤、浸透剤、水からなる水性インクが開示されている。このインクは各種印刷用紙にたいする乾燥性は、従来のインクに較べて、優れているが、インクが紙に浸透してしまうため、裏抜けしやすく、表面の画像濃度が低下するという欠点がある。
特許文献６は、表面にＵＶ又は電子線で硬化する硬化性材料と，シリカなどの無機粒子が付着した吸水性樹脂粒子とを含有するインクの硬化性溶液をコーターで紙に塗工後、その上にインクを吐出して記録した後、ＵＶ又は電子線を照射して硬化させる方法が開示されている。
この方法によれば、記録紙の表面は、紙の種類に依存せず一定のインク硬化性を有する表面となり硬化によって、インクの画像濃度が高く、にじみが少なく、耐水性に優れた画像が得られる特徴がある。
一方この方法は、インクで記録する前に、硬化組成物をあらかじめコーターなどで塗工する必要があり、更には記録後にＵＶ等の照射が必要となり工程が煩雑である。
For example, Patent Document 1 discloses a method of using a solid ink obtained by mixing a colorant and a plasticizer with a compound having a melting point of 90 ° C. or less.
Since this ink is solid at room temperature, an image that does not bleed into water can be obtained with a high resolution equivalent to that of a toner image of electrophotographic technology. On the other hand, the ink must be ejected from the nozzles of the inkjet head while the ink is heated and liquefied. Therefore, even if the printer is turned on, there is a drawback that printing cannot be started unless the ink is heated and liquefied.
Patent Document 2 discloses a method in which a colorless ink containing polyallylamine and an anionic dye ink are reacted on paper.
A cationic polymer and an anionic dye cause a chemical reaction on paper to form a chelate compound that is insoluble in water, whereby an image with good water resistance and less blur is obtained. The disadvantage of this method is that, in addition to the YMCB color ink printhead, a cationic polymer printhead is required, which increases the cost. Furthermore, since the water content of the ink is twice that of normal, there is a drawback that paper cockling is likely to occur.
In Patent Document 3, a compound that lowers the dispersibility or solubility of a colorant composed of a dye or pigment in ink is applied as a pretreatment liquid to the surface of paper on which an image is formed, and then the ink is ejected. A method of recording is disclosed. According to this method, as in the example shown in Patent Document 2, an image having good water resistance and less blurring can be obtained, but a process for applying a pretreatment liquid to the surface of a recording material such as paper is necessary and complicated. It becomes. The examples shown in Patent Documents 2 and 3 both require a large hot air drying device for ink drying.
Patent Document 4 discloses a non-aqueous ink mainly composed of a pigment, a pigment dispersion material, and a solvent. Although this ink has almost perfect water resistance, it has a drawback that it penetrates well into a recording material on paper or the like and causes back-through when printed on ordinary copy paper or the like, resulting in low surface image density. For this reason, it is difficult to get through. A specially designed recording material is required.
Patent Document 5 discloses a water-based ink composed of a colorant composed of a dye or a self-dispersing pigment, a specific wetting agent, a penetrating agent and water. This ink is superior to conventional inks in drying properties for various printing papers. However, since the ink penetrates into the paper, there is a drawback in that the ink tends to pass through and the surface image density is lowered.
In Patent Document 6, a curable solution of ink containing a curable material that is cured by UV or electron beam on the surface and water-absorbing resin particles to which inorganic particles such as silica are attached is coated on paper with a coater, A method is disclosed in which ink is ejected and recorded, and then cured by irradiation with UV or electron beams.
According to this method, the surface of the recording paper becomes a surface having a certain ink curability regardless of the type of paper, and by curing, an image having high ink image density, less blurring, and excellent water resistance can be obtained. There is a feature that is.
On the other hand, this method requires the coating of the cured composition with a coater or the like before recording with ink, and further requires irradiation with UV or the like after recording, and the process is complicated.
特許文献１，２，３，４，５，６をはじめとする従来のインクジェットインク及びその記録方法いずれも一長一短があり、オフセット印刷用紙、コピー用紙など市場で広く使用されている被記録材すなわち広範な紙の種類に対して、簡単な工程で、画像の濃度が高く、にじみが無く、完全な耐水性および耐摩擦性および耐マーカー性（マーカー等でなぞっても色のにじみの無い性質）を有し、高速で乾燥するインクは知られていない。
最近、インクジェットによるデジタル印刷への要求が高まっており、すでに数機種の高速印刷装置が実用化されている。請求書の印刷などの場合、あらかじめ請求項目などはオフセット印刷で印刷されており、数字の部分だけがインクジェットで印刷されることが多い。ここで使われる紙は従来のオフセット印刷用紙であるのでインクジェットに水系インクを使用すると高速で定着させることが出来ない。このため、多くの場合、熱風の乾燥或いは加熱された定着ローラーの使用が必須となり、装置の大型化及びエネルギー消費の非効率化をまねく欠点がある。
インクジェットによるデジタル印刷に適したインクを提供する本発明は市場で使用されているオフセット印刷用紙、グラビヤ印刷用紙、電子写真印刷用紙、あるいはインクジェット印刷用紙に対して、特に熱源を用いる定着方式を使用せず、常温で高速にインクを定着することが出来、高画質で耐水性、耐摩擦性及び耐マーカー性の良い画像を提供することを目的とする。更には長期間にわたって沈殿やインク粘度の上昇などを起こさず、安定した吐出が可能なインク組成物を提供することを目的とする。Conventional ink-jet inks and their recording methods including Patent Documents 1, 2, 3, 4, 5, and 6 have advantages and disadvantages, and are widely used in recording materials such as offset printing papers and copy papers. For simple paper types, the image density is high, there is no smearing, and there is complete water resistance, friction resistance, and marker resistance (the property of no color smearing with a marker). No ink is known that dries at high speed.
Recently, there has been an increasing demand for digital printing by ink jet, and several types of high-speed printing apparatuses have already been put into practical use. In the case of invoice printing or the like, the invoice items and the like are printed in advance by offset printing, and only the numeric part is often printed by inkjet. Since the paper used here is a conventional offset printing paper, if water-based ink is used for inkjet, it cannot be fixed at high speed. For this reason, in many cases, it is indispensable to use hot air drying or a heated fixing roller, and there are disadvantages that lead to an increase in size of the apparatus and inefficiency in energy consumption.
The present invention that provides ink suitable for digital printing by inkjet uses a fixing method that uses a heat source particularly for offset printing paper, gravure printing paper, electrophotographic printing paper, or inkjet printing paper used in the market. An object of the present invention is to provide an image that can fix ink at high speed at room temperature, and has high image quality, water resistance, friction resistance, and marker resistance. It is another object of the present invention to provide an ink composition capable of stable ejection without causing precipitation or an increase in ink viscosity over a long period of time.
本発明によれば、（１）シリカゾル及び／またはアルミナゾルと，（２）水に分散又は溶解した染料又は顔料からなる着色剤と，（３）アクリレート系共重合体からなる水に分散又は可溶な合成高分子と（４）水と（５）沸点が１８０℃（７６０ｍｍＨｇ）以上の水又はアルコールと混和性のある有機溶剤と、を必須成分とするインクジェットインク組成物であることを特徴とする。
本発明の第一の必須成分は、シリカゾル又はアルミナゾルである。それぞれ単独で用いても良いし、併用しても良い。シリカゾルは、無水珪酸の超微粒子をコロイド溶液として、水または有機溶剤に分散せしめたものが各種市販されている。本発明に使用するシリカゾルは水に分散されたもの及び有機溶剤に分散されたもののいずれも使用可能であるが、比較的粘性の低い有機溶剤分散タイプが特に好ましく用いられる。
アルミナゾルは、アルミナ水和物（ベーマイト）コロイド微粒子が、塩素、酢酸、硝酸などの陰イオンを安定剤として水中に分散したものが市販されている。シリカゾルもアルミナゾルも水およびアルコールなどの各種有機溶剤との相溶性が良く、任意の比率で安定に混和することが出来る。
シリカゾルまたはアルミナゾルの存在により、水または有機溶媒に溶けた着色剤の紙への裏抜けが改善され、紙の表面に多くの色材が残り、画像濃度の高い画像が得られる。
市販品の一例として、スノーテックスＩＰＡ−ＳＴ，スノーテックスＥＧ−ＳＴ，スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ，アルミナゾル１００、アルミナゾル２００、アルミナゾル５２０（以上日産化学工業社）が挙げられる。
本発明に用いられる第二の必須成分は、水に分散又は溶解する着色剤であり、一般の顔料、自己分散型顔料、水溶性染料がこれに該当する。
本発明に用いられる顔料としては、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、キナクリドンマゼンタ、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１２８、ピグメントイエロー１３８、などのアゾ系或いは複素環式系の顔料など広く一般に使用されている顔料を用いることが出来る。
一般の顔料は、各種分散剤とともに、ビーズミルなどの分散機と混練し、遠心分離などの手段により粗大粒子を濾過することにより安定な分散液を得ることができる。
またインクジェット用に調整された水溶性染料、自己分散型顔料は特に好適に使用することが出来る。
水溶性染料、及び自己分散型顔料の親水基としてはカルボン酸またはスルホン酸のナトリウム塩、カリウム塩のほかに特にアンモニウム塩、リチウム塩、アミン塩が好ましく用いられる。
これらの着色剤はインクジェット用色材として広く市販されている。 ここに挙げた着色剤は水に分散または可溶な市販の染料及び自己分散型顔料の１例であり、これだけに限定されるものではない。これらの着色剤の好ましい含有量は全体の１〜１２重量％である。
本発明のインクジェット用インク組成物においては、上記の顔料、水溶性の染料、自己分散型顔料、をそれぞれ単独で用いることが出来る。またそれぞれを併用することにより、色調が鮮明で画像濃度が高く、耐光性が優れ、目詰まりしにくいインクを処方することが出来る。
インクジェット用の染料、自己分散型顔料の具体例としては
ＰＲＯ−ＪＥＴ Ｆａｓｔ Ｂｌａｃｋ １，ＰＲＯ−ＪＥＴ Ｆａｓｔ Ｂｌａｃｋ ２，ＰＲＯ−ＪＥＴ Ｙｅｌｌｏｗ １，ＰＲＯ−ＪＥＴ Ｍａｇｅｎｔａ １，ＰＲＯ−ＪＥＴ Ｆａｓｔ Ｃｙａｎ ２，，ＰＲＯ−ＪＥＴ Ｆａｓｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２，ＰＲＯ−ＪＥＴ Ｆａｓｔ Ｍａｇｅｎｔａ ２，（以上富士フィルム）
Ｗａｔｅｒ Ｙｅｌｌｏｗ １，Ｗａｔｅｒ Ｐｉｎｋ ２５，Ｗａｔｅｒ Ｂｌｕｅ ３，Ｗａｔｅｒ Ｂｌｕｅ ９，Ｗａｔｅｒ Ｂｌａｃｋ １９１−Ｌ，Ｗａｔｅｒ ＢｌａｃｋＲ４５５，Ｗａｔｅｒ Ｂｌａｃｋ Ｒ−５１０，Ｂｏｎｊｅｔ Ｂｌａｃｋ ８９１−Ｌ，，Ｂｏｎｊｅｔ Ｂｌａｃｋ ＣＷ−１，Ｂｏｎｊｅｔ Ｙｅｌｌｏｗ １６１−Ｌ，Ｂｏｎｊｅｔ Ｍａｇｅｎｔａ ＸＸＸ，，Ｂｏｎｊｅｔ Ｃｙａｎ ＸＸＸ （以上オリエント化学工業株式会社）、Ｆｏｏｄ Ｂｌａｃｋ ２（Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｃｏｌｏｌｉｆｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ），Ａｑｕａ Ｂｌａｃｋ １６２，Ａｑｕａ Ｂｌａｃｋ ００１（東海カーボン株式会社）
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ４００，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ４５０Ｃ，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ４６５Ｍ，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ４７０Ｙ，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ４８０Ｖ，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２７０Ｙ，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ ３００，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３５２Ｋ，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ５５４Ｂ，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２７０Ｙ，ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−３５０Ｃ（以上Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、
Ｂｌａｃｋ ＳＤＰ−１００，ＢｌａｃｋＳＤＰ１０００，ＢｌａｃｋＳＤＰ−２０００，Ｓｍａｒｔ Ｍａｇｅｎｔａ ３１２２ＢＡ，Ｓｍａｒｔ ３０００ Ｙｅｌｌｏｗ，Ｓｍａｒｔ ３０００ Ｃｙａｎ（以上ＳＥＮＳＩＥＮＴ社）などが挙げられる 。
ここに挙げた着色剤は水に分散または可溶な市販の顔料、染料及び自己分散型顔料の１例であり、これだけに限定されるものではない。これらの着色剤の好ましい含有量は全体の１〜１２重量％である。
本発明の第３の必須成分は、アクリレート系共重合体からなる水に分散又は可溶な合成高分子化合物である。この高分子化合物は製紙業界において紙の表面サイズ剤として広く使用されているものが好適に使用できる。
具体的には（１）アクリル酸あるいはメタアクリル酸と（２）スチレン、マレイン酸、各種アクリルエステル、メタアクリルエステルから選ばれるモノマーとの共重合体のアルカリ金属塩があげられる。
アルカリ金属としては、カリウム、ナトリウム、アンモニウム、リチウムが挙げられる。
アクリレート、メタアクリレートの具体例としては、メチル、エチル、ブチル、オクチル、ヒドロキシエチル、ジメチルアミノエチル、グリシジル、などのエステルが挙げられる。
本発明の第１の必須成分であるシリカゾル、アルミナゾルと併用することにより、画質の向上とインクの長期安定化に大きな相乗効果を発揮することができる。アクリレート系市販品の一例としては、星光ＰＭＣ株式会社製ＳＳ２５６９，ＳＳ２０７２，ＳＳ２７００，ＤＫ６８１０，Ｔ−ＤＫ２０４，ＤＫ６８５０，ＤＫ６８５２，ＤＫ６８５４，ＤＫ６８０４、荒川化学工業株式会社製ポリマロン１３５０Ｍ，１３５４Ｍ，１３８３，Ｅ−１００，Ｅ１０９，ハリマ化成株式会社製ハーサイズＬＸ−３００などが挙げられる。
この合成高分子化合物の好ましい含有量は、インク中１〜１０ｗｔ％である。
本発明の第４の必須成分は水である。不純物を含まないイオン交換水や蒸留水が好ましく用いられる。
本発明の第５の必須成分は沸点が１８０℃以上の水またはアルコールと混和性のある有機溶剤である。
好ましい溶剤成分として、アルコール類、グリコール類、エステル類、アミン類、ケトン類、ラクトンが類から選ばれ、極性パラメーターが４０〜５５ｋｃａｌ／ｍｏｌの範囲にある溶剤が好ましく用いられる。
具体的にはジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、ブチルカルビトール、ジアセトンアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、１．３ジメチルイミダゾリジノン、トリエタノールアミン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ガンマブチロラクトン、酢酸プロピル、乳酸エチルなどが挙げられる。
本発明は必要により低沸点のエチルアルコール、イソプロピルアルコール、などの水溶性溶剤を用いることできる。
本発明の別の好ましい成分として、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのカルボン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、スルホコハク酸塩から選ばれる界面活性剤が挙げられる。各酸の塩の成分としてはナトリウム、リチウム、アンモニウム、トリエタノールアミンが挙げられる。これらの界面活性剤の存在により、インクの長期保存安定性が、さらに改善される。
市販品の一例としては、フォスファノールＭＬ−２００，ＭＬ−２２０，Ｒｂ−４１０，ＲＬ−３１０，ＲＳ−６１０，アルスコープＮＳ−２３０，ＴＨ−３３０，Ｎ−３３５Ｔ，Ａ−２２５Ｂ（三洋化成製）などが挙げられる。
本発明の別の好ましい成分として、ビスヒドロキシエチルスルホンが挙げられる。この成分は、シリカゾルおよびアルミナゾルのインク中での分散安定性の向上に顕著な効果があり、インクジェットヘッドから、インクを長時間安定的に吐出させるのに有効な成分である。市販品の一例としてはＢＨＥＳ−５０（明成化学製）が挙げられる。
さらに本発明のインクの好ましい成分として２，４，７，９テトラメチル−５−デシン４．７ジオールの酸化エチレン付加体が挙げられる。この成分は、印刷用紙に対するインクの定着、浸透を早める効果がある。
本発明のインク組成物を使用すれば熱源を用いた特別の乾燥装置がなくても、一般の印刷用紙に対して高速で濃度、解像度の高い印刷を行うことができる。市販品の一例としてはサーフィノール１０４Ｈ，サーフィノール１０４Ｅ、（日信化学工業製）、アセチレノールＥ−１３Ｔ，アセチレノールＥ−４０（川研ファインケミカル製）などが挙げられる。
本発明においてその他の好ましい成分は、水またはアルコールに可溶な高分子化合物であり、その溶解度パラメーターが９〜１４の範囲にあるものが特に適している。
具体的には酢酸セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、などのセルロース類、ポリヒドロキシエチルアクリレート及びその共重合体、ポリアクリロニトリル、ポロジメチルアミノエチルアクリレート及びその共重合体、ポリエステル、ナイロンなどのポリアミド類、マレイン酸レジン、ポリビニルアセテート及びその共重合体、ポリビニルブチラール、等のポリマーが挙げられる。
これらの高分子化合物の最も好ましい含有量は全体の０．１〜５重量％である。
これらの高分子化合物の添加により、印刷物の摩擦堅牢度に効果がある。
本発明においてその他の好ましい成分は、高分子分散剤である。特に着色剤として、顔料を使用する場合、その分散安定性の向上に効果がある。
特に好ましい高分子分散剤の一例としてＳＯＬＳＰＥＲＳＥ１２０００，ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２００００，ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２７０００ ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４３０００，ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４４０００，ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ４６０００，，ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ５４０００（以上Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社）。好ましい添加量は、自己分散顔料の３〜１０重量パーセントである。
本発明のインク組成物は上記の必須成分のほかに、各種、界面活性剤、ＰＨ調整剤、防腐剤、消泡剤等の助剤を添加することが出来る。According to the present invention, (1) silica sol and / or alumina sol, (2) a colorant composed of a dye or pigment dispersed or dissolved in water, and (3) dispersed or soluble in water composed of an acrylate copolymer. An ink-jet ink composition comprising essential synthetic polymer, (4) water, and (5) an organic solvent miscible with water or alcohol having a boiling point of 180 ° C. (760 mmHg) or higher. .
The first essential component of the present invention is silica sol or alumina sol. Each may be used alone or in combination. There are various types of silica sols in which ultrafine particles of silicic anhydride are dispersed in water or an organic solvent as a colloidal solution. The silica sol used in the present invention can be either dispersed in water or dispersed in an organic solvent, but an organic solvent dispersed type having a relatively low viscosity is particularly preferably used.
Alumina sol is commercially available in which alumina hydrate (boehmite) colloidal fine particles are dispersed in water using anions such as chlorine, acetic acid and nitric acid as stabilizers. Both silica sol and alumina sol have good compatibility with various organic solvents such as water and alcohol, and can be stably mixed at an arbitrary ratio.
The presence of the silica sol or the alumina sol improves the penetration of the colorant dissolved in water or an organic solvent into the paper, so that a large amount of coloring material remains on the surface of the paper and an image having a high image density is obtained.
As an example of a commercial item, SNOWTEX IPA-ST, SNOWTEX EG-ST, SNOWTEX NPC-ST, Alumina sol 100, Alumina sol 200, Alumina sol 520 (Nissan Chemical Industry Co., Ltd.) are mentioned.
The second essential component used in the present invention is a colorant that is dispersed or dissolved in water, and examples thereof include general pigments, self-dispersing pigments, and water-soluble dyes.
Examples of the pigment used in the present invention include widely used pigments such as azo or heterocyclic pigments such as carbon black, phthalocyanine blue, quinacridone magenta, pigment yellow 151, pigment yellow 128, and pigment yellow 138. Can be used.
A general pigment can be kneaded with a dispersing machine such as a bead mill together with various dispersants, and a coarse dispersion can be obtained by filtering coarse particles by means such as centrifugation.
In addition, water-soluble dyes and self-dispersing pigments prepared for inkjet can be particularly preferably used.
As the hydrophilic group of the water-soluble dye and the self-dispersing pigment, an ammonium salt, a lithium salt, or an amine salt is preferably used in addition to the sodium salt or potassium salt of carboxylic acid or sulfonic acid.
These colorants are widely marketed as ink-jet colorants. The colorants listed here are examples of commercially available dyes and self-dispersing pigments that are dispersed or soluble in water, but are not limited thereto. The preferred content of these colorants is 1 to 12% by weight of the total.
In the inkjet ink composition of the present invention, the above-mentioned pigment, water-soluble dye, and self-dispersing pigment can be used alone. Further, by using each of them together, it is possible to formulate an ink that has a clear color tone, high image density, excellent light resistance, and is not easily clogged.
Specific examples of ink-jet dyes and self-dispersing pigments include PRO-JET Fast Black 1, PRO-JET Fast Black 2, PRO-JET Yellow 1, PRO-JET Magenta 1, PRO-JET Fast Cyan 2, and PRO-. JET Fast Yellow 2, PRO-JET Fast Magenta 2, (Fuji Film)
Water Yellow 1, Water Pin 25, Water Blue 3, Water Blue 9, Water Black 191-L, Water Black R455, Water Black R-510, Bonjet Black 891-L, Bonjet Black CW-1L Bonjet Magenta XXX, Bonjet Cyan XXX (Orient Chemical Industry Co., Ltd.), Food Black 2 (Hangzhou Coloric Chemicals Co., Ltd.), Aqua Black 162, Aqua Black Sea Co., Ltd.
CAB-O-JET400, CAB-O-JET450C, CAB-O-JET465M, CAB-O-JET470Y, CAB-O-JET480V, CAB-O-JET270Y, CAB-O-JET300, CAB-O-JET352K, CAB -O-JET554B, CAB-O-JET270Y, CAB-O-JET-350C (above Cabot Corporation),
Black SDP-100, Black SDP 1000, Black SDP-2000, Smart Magenta 3122BA, Smart 3000 Yellow, Smart 3000 Cyan (hereinafter referred to as SENSIENT).
The colorants listed here are examples of commercially available pigments, dyes and self-dispersing pigments that are dispersed or soluble in water, and are not limited thereto. The preferred content of these colorants is 1 to 12% by weight of the total.
The third essential component of the present invention is a synthetic polymer compound that is dispersed or soluble in water and made of an acrylate copolymer. As this polymer compound, those widely used as a paper surface sizing agent in the papermaking industry can be suitably used.
Specific examples include alkali metal salts of copolymers of (1) acrylic acid or methacrylic acid and (2) monomers selected from styrene, maleic acid, various acrylic esters, and methacrylic esters.
Examples of the alkali metal include potassium, sodium, ammonium, and lithium.
Specific examples of acrylate and methacrylate include esters such as methyl, ethyl, butyl, octyl, hydroxyethyl, dimethylaminoethyl, and glycidyl.
When used in combination with the silica sol and alumina sol which are the first essential components of the present invention, a great synergistic effect can be exhibited in improving the image quality and stabilizing the ink for a long period of time. Examples of acrylate-based commercial products include SS2569, SS2072, SS2700, DK6810, T-DK204, DK6850, DK6852, DK6854, DK6804, manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., Polymaron 1350M, 1354M, 1383, E-100, manufactured by Arakawa Chemical Industries , E109, Harima Kasei Co., Ltd. Hersize LX-300, and the like.
A preferable content of the synthetic polymer compound is 1 to 10 wt% in the ink.
The fourth essential component of the present invention is water. Ion exchange water or distilled water containing no impurities is preferably used.
The fifth essential component of the present invention is an organic solvent miscible with water or alcohol having a boiling point of 180 ° C. or higher.
As a preferred solvent component, alcohols, glycols, esters, amines, ketones and lactones are selected from the group, and a solvent having a polar parameter in the range of 40 to 55 kcal / mol is preferably used.
Specifically, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, glycerin, butyl carbitol, diacetone alcohol, N-methylpyrrolidone, 1.3 dimethylimidazolidinone, triethanolamine, Examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, gamma butyrolactone, propyl acetate, and ethyl lactate.
In the present invention, a water-soluble solvent such as ethyl alcohol or isopropyl alcohol having a low boiling point can be used if necessary.
Another preferred component of the present invention is a surfactant selected from carboxylates, sulfates, phosphates, and sulfosuccinates of polyoxyethylene alkyl ethers. Examples of the component of each acid salt include sodium, lithium, ammonium, and triethanolamine. The presence of these surfactants further improves the long-term storage stability of the ink.
Examples of commercially available products include phosphanol ML-200, ML-220, Rb-410, RL-310, RS-610, ALSCOPE NS-230, TH-330, N-335T, A-225B (Sanyo Chemical Industries, Ltd.) Manufactured).
Another preferred component of the present invention includes bishydroxyethyl sulfone. This component has a remarkable effect in improving the dispersion stability in silica sol and alumina sol inks, and is an effective component for stably ejecting ink from an inkjet head for a long time. An example of a commercially available product is BHES-50 (manufactured by Meisei Chemical).
Further, a preferred component of the ink of the present invention is an ethylene oxide adduct of 2,4,7,9 tetramethyl-5-decyne 4.7 diol. This component has an effect of accelerating the fixing and penetration of the ink on the printing paper.
If the ink composition of the present invention is used, printing with high density and high resolution can be performed on general printing paper at high speed without a special drying device using a heat source. Examples of commercially available products include Surfynol 104H, Surfynol 104E (manufactured by Nissin Chemical Industry), acetylenol E-13T, acetylenol E-40 (manufactured by Kawaken Fine Chemical), and the like.
In the present invention, other preferred components are polymer compounds that are soluble in water or alcohol, and those having a solubility parameter in the range of 9 to 14 are particularly suitable.
Specifically, celluloses such as cellulose acetate and hydroxyethyl cellulose, polyhydroxyethyl acrylate and copolymers thereof, polyacrylonitrile, polydimethylaminoethyl acrylate and copolymers thereof, polyamides such as polyester and nylon, resin maleate , Polymers such as polyvinyl acetate and copolymers thereof, and polyvinyl butyral.
The most preferable content of these polymer compounds is 0.1 to 5% by weight of the whole.
Addition of these polymer compounds has an effect on the friction fastness of the printed matter.
In the present invention, another preferred component is a polymer dispersant. In particular, when a pigment is used as a colorant, it is effective in improving its dispersion stability.
Examples of particularly preferred polymer dispersants include SOLPERSE 12000, SOLPERSE 20000, SOLPERSE 27000 SOLPERSE 43000, SOLPERSE 44000, SOLPERSE 46000, SOLPERSE 54000 (hereinafter Lubrizol). A preferred addition amount is 3 to 10 weight percent of the self-dispersing pigment.
In addition to the above essential components, the ink composition of the present invention may contain various kinds of surfactants, pH adjusters, preservatives, antifoaming agents and the like.
本発明によれば
（１）本発明のインクによって記録された画像はマーカーペンや指でこすっても汚れを生じない。
（２）市場で使用されている広範な紙種に対応し、高画質と高速定着を実現する。
（３）インク乾燥、定着のための熱源を必要としない。
などの長所が期待できる。According to the present invention, (1) an image recorded with the ink of the present invention does not stain even when rubbed with a marker pen or a finger.
(2) Realize high image quality and high-speed fixing for a wide range of paper types used in the market.
(3) A heat source for ink drying and fixing is not required.
We can expect advantages such as.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
実施例１
カーボンブラックＭＡ−１００（三菱化学製）１５ｇｒ、高分子分散剤Ｓｏｌｓｕｐｅｒｓｅ１２０００（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製）１０ｇｒ、酢酸プロピル２ｇｒ，イオン交換水７３ｇｒをアジテータミルＬＭＺ（アシザワファインテック社製）を用いて、２０００ｒｐｍで１時間混練を行った。この混練液を遠心分離機を用いて３０００ｒｐｍで５分間処理し粗大粒子を除いて、黒色分散液を得た。
得られた黒色分散液 ４０ｇｒ
シリカゾルＥＧ−ＳＴ（日産化学製） １０ｇｒ
アクリレート系コポリマーＳＥ−２５６９（星光ＰＭＣ製） １０ｇｒ
界面活性剤アルスコープＡ−２２５Ｂ（三洋化成製） ０．５ｇｒ
サーフィノール４４０（日進化学工業製） ０．５ｇｒ
ビスヒドロキシエチルスルホンＢＨＥＳ−５０（明成化学製） ２．０ｇｒ
プロピレングリコール １０ｇｒ
トリエチレングリコールモノメチルエーテル １５ｇｒ
エタノール ５ｇｒ
イオン交換水 ７ｇｒ
上記の材料を秤量してビーカーに入れ、よく攪拌して均一な溶液を調整した。
得られたインクをポアサイズ１ミクロンのメンブランフィルターを用いて加圧ろ過を行い、黒色のインク組成物を得た。
インクジェット吐出装置として株式会社トライテック社製のＰａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｊｅｔを用いた。
プリントヘッドはコニカミノルタ製ＫＭ５１２を用いた。各種の記録用紙にテストパターンを印刷し、画像の濃度及び耐マーカー性を測定評価した。当該耐マーカー性は印刷の１分後にぺんてる社製イエロー蛍光ペンＨａｎｄｙ Ｌｉｎｅｓでこすり、汚れ具合を評価した。光学濃度は１００％のベタ印刷部をマクベス反射濃度計ＲＤ−９１８を用いて測定した。いずれの場合も高い画像濃度と優れた耐マーカー性（注１）を示した。
Carbon black MA-100 (manufactured by Mitsubishi Chemical) 15 gr, polymer dispersant Solsuperse 12000 (manufactured by Lubrizol) 10 gr, propyl acetate 2 gr, and ion-exchanged water 73 gr at 1 at 2000 rpm using an agitator mill LMZ (manufactured by Ashizawa Finetech). Time kneading was performed. This kneaded liquid was treated at 3000 rpm for 5 minutes using a centrifugal separator to remove coarse particles, thereby obtaining a black dispersion liquid.
The resulting black dispersion 40 gr
Silica sol EG-ST (Nissan Chemical) 10gr
Acrylate copolymer SE-2569 (manufactured by Starlight PMC) 10gr
Surfactant ALSCOPE A-225B (manufactured by Sanyo Chemical) 0.5gr
Surfynol 440 (manufactured by Nisshin Chemical Industry) 0.5gr
Bishydroxyethyl sulfone BHES-50 (manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd.) 2.0 gr
Propylene glycol 10gr
Triethylene glycol monomethyl ether 15gr
Ethanol 5gr
Ion exchange water 7gr
The above materials were weighed into a beaker and stirred well to prepare a uniform solution.
The obtained ink was subjected to pressure filtration using a membrane filter having a pore size of 1 micron to obtain a black ink composition.
A Patterning Jet manufactured by Tritech Co., Ltd. was used as an inkjet discharge device.
The print head used was Konica Minolta KM512. Test patterns were printed on various recording papers, and the image density and marker resistance were measured and evaluated. The marker resistance was evaluated by rubbing with a yellow fluorescent pen Handy Lines manufactured by Pentel Co., Ltd. 1 minute after printing. The optical density was measured using a Macbeth reflection densitometer RD-918 on a 100% solid printed part. In all cases, high image density and excellent marker resistance (Note 1) were exhibited.
比較例１〜２
比較例として以下に示す組成で実施例１と同様な方法でインク組成物を調整した。
実施例１と同様の
インクジェット吐出装置を用いて各種の記録紙に印刷。同様な方法で画像濃度と耐マーカー性を評価した。結果を以下の表に示した。
比較例▲１▼
実施例１の黒色分散液 ４０ｇｒ
シリカゾルＥＧ−ＳＴ １０ｇｒ
アルスコープＡ−２２５Ｂ ０．５ｇｒ
サーフィノール４４０ ０．５ｇｒ
ヒドロキシエチルスルホンＢＨＥＳ−５０ ２．０ｇｒ
プロピレングリコール １５ｇｒ
トリエチレングリコールモノメチルエーテル ２０ｇｒ
エタノール ５ｇｒ
イオン交換水 ７ｇｒ
比較例▲２▼
実施例１の黒色分散液 ４０ｇｒ
アクリレートコポリマーＳＥ−２５６９ １５ｇｒ
アルスコープＡ−２２５Ｂ ０．５ｇｒ
サーフィノール４４０ ０．５ｇｒ
ヒドロキシエチルスルホンＢＨＥＳ−５０ ２．０ｇｒ
プロピレングリコール １５ｇｒ
トリエチレングリコールモノメチルエーテル １５ｇｒ
エタノール ５ｇｒ
イオン交換水 ７ｇｒ
As a comparative example, an ink composition was prepared in the same manner as in Example 1 with the following composition.
Printing on various recording papers using the same inkjet apparatus as in Example 1. Image density and marker resistance were evaluated in the same manner. The results are shown in the following table.
Comparative example (1)
Black dispersion 40gr of Example 1
Silica sol EG-ST 10gr
ALSCOPE A-225B 0.5gr
Surfynol 440 0.5gr
Hydroxyethylsulfone BHES-50 2.0gr
Propylene glycol 15gr
20 g of triethylene glycol monomethyl ether
Ethanol 5gr
Ion exchange water 7gr
Comparative example (2)
Black dispersion 40gr of Example 1
Acrylate copolymer SE-2569 15gr
ALSCOPE A-225B 0.5gr
Surfynol 440 0.5gr
Hydroxyethylsulfone BHES-50 2.0gr
Propylene glycol 15gr
Triethylene glycol monomethyl ether 15gr
Ethanol 5gr
Ion exchange water 7gr
実施例２〜５
実施例２〜５として以下に示す組成で実施例１と同様な方法でインク組成物を調整し、同様に各種記録紙に印刷し、実施例１と同様に画像濃度と耐マーカー性を評価した。以下に組成と評価結果を示すいずれも優れた画像濃度を示した。インクジェット吐出装置はトライテック社のＯｎｅ Ｐａｓｓ Ｊｅｔを用いた。
プリントヘッドは京セラ社製を使用し、６００ＤＰＩで印刷した。Examples 2-5
As Examples 2 to 5, ink compositions were prepared in the same manner as in Example 1 with the compositions shown below, printed on various recording papers in the same manner, and image density and marker resistance were evaluated in the same manner as in Example 1. . The composition and evaluation results below all showed excellent image density. One Pass Jet manufactured by Tritech Co., Ltd. was used as the inkjet discharge apparatus.
A print head manufactured by Kyocera Corporation was used, and printing was performed at 600 DPI.
実施例２
イソプロピルアルコール （１５ｇｒ）
１．６−ヘキサンジオール （１０ｇｒ）
トリエチレングリコール （１０ｇｒ）
シリカゾル（スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ：日産化学製） （２０ｇｒ）
ビスヒドロキシエチルスルホン（ＢＨＥＳ−５０：明成化学工業製） （５ｇｒ）
２．４．７．９テトラメチ−５−デシン４．７ジオールの酸化エチレン付加体
（アセチレノールＥ−４０：川研ファインケミカル製） （０．４ｇｒ）
アクリレート系コポリマーポリマロン１３５０Ｍ（（荒川化学製） （６ｇｒ）
アルスコープＡ−２２５Ｂ（三洋化成製） （０．１ｇｒ）
Ｗａｔｅｒ Ｂｌａｃｋ １９１−Ｌ（オリエント化学工業社製） （０．５ｇｒ）
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ ３５２Ｋ（Ｃａｂｏｔ製） （６ｇｒ）
イオン交換水 （２７ｇｒ）Example 2
Isopropyl alcohol (15gr)
1.6-hexanediol (10gr)
Triethylene glycol (10gr)
Silica sol (Snowtex NPC-ST: Nissan Chemical) (20gr)
Bishydroxyethyl sulfone (BHES-50: manufactured by Meisei Chemical Industry) (5gr)
2.4.7.9 Ethylene oxide adduct of tetramethyl-5-decyne 4.7 diol (acetylenol E-40: manufactured by Kawaken Fine Chemicals) (0.4gr)
Acrylate copolymer polymaron 1350M (Arakawa Chemical) (6gr)
ALSCOPE A-225B (manufactured by Sanyo Chemical) (0.1gr)
Water Black 191-L (Orient Chemical Co., Ltd.) (0.5gr)
CAB-O-JET 352K (Cabot) (6gr)
Ion exchange water (27gr)
実施例３
エチルアルコール （５ｇｒ）
１，６−ヘキサンジオール （１５ｇｒ）
ジメチルイミダゾリジノン （５ｇｒ）
酢酸プロピル （３ｇｒ）
アルミナゾルー５２０（日産化学製） （２０ｇｒ）
アクリレート系コポリマー、ハーサイズＬＸ−３００（ハリマ化成製）（５ｇｒ）
イオン交換水 （３７ｇｒ）
パオゲンレジン（第一工業製薬社製） （２ｇｒ）
２．４．７．９テトラメチル−５−デシン４．７ジオール（アセチレノールＥ−４０）（０．５ｇｒ）
ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２７０００（ＬＵＢＲＩＺＯＬ社製） （０．４ｇｒ）
アルスコープＮ−３３５Ｔ（三洋化成製） （０．１ｇｒ）
ＰＲＯ−ＪＥＴ Ｆａｓｔ Ｍａｇｅｎｔａ １（富士フィルム社製）（１ｇｒ）
Ｓｍａｒｔ Ｍａｇｅｎｔａ３１２２ＢＡ（ＳＥＮＳＩＥＮＴ社） （６ｇｒ）Example 3
Ethyl alcohol (5gr)
1,6-hexanediol (15gr)
Dimethylimidazolidinone (5gr)
Propyl acetate (3gr)
Alumina sol-520 (Nissan Chemical) (20gr)
Acrylate copolymer, Hersize LX-300 (manufactured by Harima Chemicals) (5gr)
Ion exchange water (37gr)
Paogen resin (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) (2gr)
2.4.7.9 Tetramethyl-5-decyne 4.7 diol (acetylenol E-40) (0.5 gr)
SOLPERSE 27000 (manufactured by LUBRIZOL) (0.4gr)
ALSCOPE N-335T (manufactured by Sanyo Kasei) (0.1gr)
PRO-JET Fast Magenta 1 (Fuji Film Co., Ltd.) (1gr)
Smart Magenta 3122BA (SENSIENT) (6gr)
実施例４
イソプロピルアルコール （５ｇｒ）
１，６−ヘキサンジオール （５ｇｒ）
トリエチレングリコールモノブチルエーテル （１２ｇｒ）
酢酸イソプロピル （３ｇｒ）
シリカゾルＥＧ−ＳＴ （１５ｇｒ）
イオン交換水 （３５ｇｒ）
ガンマブチロラクトン （１５ｇｒ）
アクリレート系コポリマー、ＳＳ−２０７２（星光ＰＭＣ製） （６ｇｒ）
アセチレノールＥ−４０ （０．５ｇｒ）
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ４５０Ｃ（Ｃａｂｏｔ 社製） （６ｇｒ）Example 4
Isopropyl alcohol (5gr)
1,6-hexanediol (5gr)
Triethylene glycol monobutyl ether (12gr)
Isopropyl acetate (3gr)
Silica sol EG-ST (15gr)
Ion exchange water (35gr)
Gamma butyrolactone (15gr)
Acrylate copolymer, SS-2072 (manufactured by Starlight PMC) (6gr)
Acetylenol E-40 (0.5gr)
CAB-O-JET450C (manufactured by Cabot) (6gr)
実施例５
エチルアルコール （５ｇｒ）
ガンマブチロラクトン （３ｇｒ）
１，６−ヘキサンジオール （１０ｇｒ）
ジエチレングリコールモノブチルエーテル （３ｇｒ）
トリエタノールアミン （２ｇｒ）
シリカゾルＮＰＣ−ＳＴ （１５ｇｒ）
アルミナゾル２００ （５ｇｒ）
アクリレート系コポリマー、ポリマロンＥ−１００（荒川化学製） （５ｇｒ）
イオン交換水 （４４ｇｒ）
アセチレノールＥ−４０（川研ファインケミカル社） （０．２ｇｒ）
ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ１２０００（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製） （０．３ｇｒ）
フォスファノールＭＬ−２２０（三洋化成製） （０．５ｇｒ）
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２７０Ｙ（ ＣＡＢＯＴ社製） （７ｇｒ）
Ethyl alcohol (5gr)
Gamma butyrolactone (3gr)
1,6-hexanediol (10gr)
Diethylene glycol monobutyl ether (3gr)
Triethanolamine (2gr)
Silica sol NPC-ST (15gr)
Alumina sol 200 (5gr)
Acrylate copolymer, Polymeron E-100 (Arakawa Chemical) (5gr)
Ion exchange water (44gr)
Acetylenol E-40 (Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) (0.2gr)
SOLPERSE 12000 (manufactured by Lubrizol) (0.3 gr)
Phosphanol ML-220 (manufactured by Sanyo Chemical) (0.5gr)
CAB-O-JET270Y (manufactured by CABOT) (7gr)
実施例２〜５に示したイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色のインク組成物を用いて、実施例１と同様のトライテック社製Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｊｅｔを用いて４色インクを同時搭載し、財団法人日本規格協会発行の高精細カラーディジタル標準画像データＩＳＯＩＪＩＳ−ＳＣＩＦサンプル画像Ｎ５Ａを各種記録紙に印刷したところ、いずれも画像のにじみの無い、鮮明な画像が得られた。
印刷１分後に指でこすって、耐摩擦性を評価した結果を以下に示す。
The result of evaluating the friction resistance by rubbing with a finger 1 minute after printing is shown below.
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