JP2017019967A - 着色樹脂粒子分散体及びインクジェットインク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】色材及び固体樹脂を含む着色樹脂粒子と、塩基性分散剤と、非水系溶剤とを含み、スクワレン、α−オレフィンオリゴマー、エチレン−α−オレフィンオリゴマー、ポリイソブテン、及びこれらの水素添加物から選ばれる1種以上をさらに含む、着色樹脂粒子分散体及びインクジェットインクである。
【選択図】なし
Description
印刷用インクの色材としては、大別して染料と顔料がある。染料を用いる場合、発色が良いといった利点がある。また、染料は、顔料に比べ耐摩耗性、特に耐擦過性に優れるという利点がある。しかし、染料自体の耐水性及び耐マーカー性が低いという問題がある。一方、顔料は、画像濃度が高い、耐候性に優れるという利点があるが、染料に比べ耐摩耗性、特に耐擦過性が低いという問題がある。
特許文献1及び特許文献2には、有機溶媒Aと、有機溶媒Aとほとんど相溶性がない有機溶媒Bとを使用して、有機溶媒Bと樹脂とを含む分散相及び有機溶媒Aを含む連続相からなる分散液とした後、分散液から減圧又は加熱により有機溶媒Bを除去することで、有機溶媒A中に高分子粒子が分散した高分子粒子分散物を製造することが提案されている。
しかしながら、これらの高分子粒子分散物を用いて印刷用インキを調整した場合に、用紙等へ印刷された画像の耐摩耗性、耐水性及び耐マーカー性について、上記文献では検討されていない。単に樹脂を添加したのみでは、画像の耐摩耗性を十分に得ることは難しい。また、印刷画像の十分な発色性を得るための色材量を配合した場合、高分子粒子分散物の粘度が上昇して分散物の調整が難しくなるという問題がある。
特許文献3では、連続相に塩基性分散剤を用い、分散相に酸性分散剤を用いることで、樹脂の種類によらず、油中油型エマルションを優れた乳化安定性で調整することができ、耐水性とともに耐マーカー性及び耐擦過性に優れる着色樹脂粒子分散体を提供することが開示されている。
油中油型エマルションの調整で各種溶剤を用いた場合でも、乳化安定性を十分に得て、得られる樹脂粒子の粒子径を小さくし貯蔵安定性を高めることが求められている。
本発明の一目的としては、耐摩耗性に優れるとともに、小粒径で貯蔵安定性に優れた着色樹脂粒子分散体及びインクジェットインクを提供することである。
(1)色材及び固体樹脂を含む着色樹脂粒子と、塩基性分散剤と、非水系溶剤とを含み、スクワレン、α−オレフィンオリゴマー、エチレン−α−オレフィンオリゴマー、ポリイソブテン、及びこれらの水素添加物から選ばれる1種以上をさらに含む、着色樹脂粒子分散体。
(2)前記固体樹脂は、硝酸エステル化樹脂、アルコキシメチル化ポリアミド樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、及びスチレン(メタ)アクリル系樹脂から選ばれる1種以上を含む、(1)に記載の着色樹脂粒子分散体。
(3)前記着色樹脂粒子は、酸性基を有する液体有機化合物をさらに含む、(1)または(2)に記載の着色樹脂粒子分散体。
(4)前記酸性基を有する液体有機化合物の酸性基はリン酸基を含む、(1)から(3)のいずれかに記載の着色樹脂粒子分散体。
(5)前記非水系溶剤は、脂肪酸エステル系溶剤及び石油系炭化水素溶剤のうち1種以上を含む、(1)から(4)のいずれかに記載の着色樹脂粒子分散体。
(6)前記着色樹脂粒子が顔料誘導体をさらに含む、(1)から(5)のいずれかに記載の着色樹脂粒子分散体。
(7)(1)から(6)のいずれかに記載の着色樹脂粒子分散体を含む、インクジェットインク。
これによれば、耐摩耗性に優れるとともに、小粒径で貯蔵安定性に優れた着色樹脂粒子分散体及びインクジェット用非水系インクを得ることができる。
本実施形態による着色樹脂粒子分散体では、分岐炭化水素溶剤(A)が含まれることで、小粒径の着色樹脂粒子を得て、貯蔵安定性に優れる分散体を得ることができる。
具体例を挙げて説明すると、油中油型エマルションの調整工程において、連続相に塩基性分散剤及び非水系溶剤Aが分岐炭化水素溶剤(A)とともに含まれ、分散相に色材、固体樹脂及び非水系溶剤Bが含まれる。
この際に、連続相の非水系溶剤Aと分散相の非水系溶剤Bとの相溶性が高いと、エマルション液滴の形成が不安定になって、乳化安定性が低下することがある。本実施形態によれば、連続相にさらに分岐炭化水素溶剤(A)を含ませることで、連続相の溶媒と分散相の溶媒との相溶性を低下させて、エマルション液滴をより微細化して形成することができる。さらに、エマルションの乳化安定性を良好に維持して、小粒径の着色樹脂粒子を得ることができる。また、得られる着色樹脂粒子分散体の貯蔵安定性を良好に維持することができる。
例えば、分散相の非水系溶剤Bに色材及び固体樹脂を溶解させるために極性溶剤を用いる場合において、連続相の非水系溶剤Aにエステル系溶剤等の比較的極性が高い溶剤を用いても、分岐炭化水素溶剤(A)を連続相に添加することで、非水系溶剤Bと非水系溶剤Aとの相溶性を低下させることができる。そして、連続相の非水系溶剤Aをそのまま分散体の溶剤として用いることができるため、エステル系溶剤等を用いて小粒径で貯蔵安定性に優れた分散体を得ることができる。
特に、インクジェットインクにおいて、インクジェット吐出に適した小粒径の着色樹脂粒子を得ることができる。
環境負荷低減の要望に対して、分散体の非水系溶剤を、枯渇資源である石油系溶剤を生産資源である植物油由来の溶剤に代替する場合や、揮発性有機溶剤等のVOC成分を低減する場合においても、小粒径で貯蔵安定性に優れた着色樹脂粒子分散体を得ることができる。
本実施形態による着色樹脂粒子としては、色材及び固体樹脂を含む。
さらに、着色樹脂粒子には、酸性基を有する液体有機化合物(以下、単に「酸性化合物」と称することがある。)が含まれてもよい。
この着色樹脂粒子は、色材と固体樹脂と選択的に酸性化合物とが均一に混合されて、粒子形状となっていることが好ましい。
固体樹脂としては、室温(23℃)で固体状の樹脂であることが好ましい。
固体樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、粒子形状を安定化するために、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは40℃以上である。固体樹脂のガラス転移温度は、制限されないが、150℃以下であることが好ましく、より好ましくは120℃以下である。
また、固体樹脂の溶融温度(Tm)としては、粒子形状を安定化させるために、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは、40℃以上である。固体樹脂の溶融温度は、制限されないが、250℃以下であることが好ましく、より好ましくは200℃以下である。
ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC法により、標準ポリスチレン換算により求めることができる。以下同じである。
Hansenの溶解性パラメーターは、Hildebrandによって導入された溶解性パラメーターを分散項δd、極性項δp、水素結合項δhの3成分に分割し、3次元空間で表したものである。分散項は、分散力による効果、極性項は、双極子間力による効果、水素結合項は、水素結合力の効果を示す。より詳細には、POLYMER HANDBOOK.FOURTH EDITION.(Editors.J.BRANDRUP,E.H.IMMERGUT,andE.A.GRULKE.)等に説明されている。
固体樹脂の具体例としては、アルキルフェノール樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン(メタ)アクリル系樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド樹脂、ケトン樹脂、ロジン樹脂、酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、リン酸エステル化樹脂、硝酸エステル化樹脂、アルコキシ基含有樹脂、ポリシルセスキオキサン、メトキシシルセスキオキサン、エトキシシルセスキオキサン、これらの樹脂の誘導体等を挙げることができる。
これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、(メタ)アクリル系樹脂は、メタクリル樹脂及び/またはアクリル樹脂を意味し、メタクリル単位とアクリル単位とをそれぞれ単独で有する重合体とともに、メタクリル単位とアクリル単位とをともに有する共重合体を意味する。スチレン(メタ)アクリル系樹脂も同じである。
けん化度は、0〜60であることが好ましく、より好ましくは1〜50である。
重合度は、10〜1000であることが好ましく、より好ましくは20〜500である。
ポリビニルアセタール樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂等を好ましく用いることができる。
硝酸エステル化樹脂としては、セルロースの硝酸エステルであるニトロセルロース等を挙げることができる。
また、スチレン単位を有する(メタ)アクリル系樹脂は、スチレン(メタ)アクリル系樹脂として好ましく用いることができる。この場合、スチレン単位と(メタ)アクリル単位の比率(モル比)は0:10から7:3であることが好ましい。
ポリアミド樹脂をアルコキシメチル化することで、アルコール溶剤への溶解性を高めることができる。そのため、樹脂粒子の製造工程において、色材及び樹脂分を溶剤中に、より均一に安定して混合することができる。
アルコキシメチル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基等を挙げることができる。
ポリアミド樹脂の市販品としては、例えば、株式会社T&K TOKA社製のトーマイドシリーズ、PAシリーズ、株式会社鉛市製ファインレジンシリーズ「FR−101」、「FR−104」、「FR−105」、「FR−301」等;ナガセケムテックス株式会社製のトレジンシリーズ「トレジンF-30K」、「トレジンEF-30T」等が挙げられる。
一方、固体樹脂の配合量は、着色樹脂粒子全体に対し、70質量%以下であることが好ましい。
着色樹脂粒子に含まれる色材としては、顔料及び染料のいずれであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。詳細については後述する。
色材は、着色樹脂粒子全体に対して、呈色性及び成分の均一性の観点から、0.1〜50質量%で配合されることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%である。
着色樹脂粒子には、酸性基を有する液体有機化合物(酸性化合物)が含まれてもよい。ここで、酸性基を有する液体有機化合物としては、23℃で液体状であり酸性基を有する有機化合物である。
また、固体樹脂に、酸価が低く耐水性が高い樹脂を用いる場合、耐摩耗性が低下することがあるが、この固体樹脂とともに酸性化合物を添加することで、耐水性とともに耐摩耗性を向上させることができる。
また、酸性化合物は、着色樹脂粒子分散体の製造工程において、油中油型エマルションの安定性を維持するために配合することができる。
オリゴマーまたはポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリエーテル系樹脂等を、単独で、または併用して用いることができる。また、これらの樹脂を構成するモノマーまたはオリゴマーの共重合体を用いてもよい。
また、酸性基としては、オリゴマーまたはポリマーをリン酸エステル化して導入されていてもよい。この場合、水酸基の位置及び割合に応じてリン酸基が導入される。オリゴマーまたはポリマーの両末端に水酸基を有する場合、オリゴマーまたはポリマーの両末端にリン酸基が導入されて、合計2個のリン酸基を有する。
酸性化合物がオリゴマーまたはポリマーである場合は、重量平均分子量が500〜10000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。
ここで、酸価は、不揮発分1g中の全酸性成分を中和するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
「CM294P」は、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロック共重合体のリン酸エステル化合物であり、共重合体の両末端にリン酸基を有する。
「ARUFON UC3510」は、アクリル酸エステルとアクリル酸の共重合体であり、カルボキシ基を複数有する。
「キレストPH210」は、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸であり、2個のホスホン酸基を有する低分子量化合物である。
着色樹脂粒子には、顔料誘導体が含まれていることが好ましい。
顔料誘導体としては、顔料骨格に極性官能基が導入されたものを用いることができる。
本実施形態では、着色樹脂粒子に顔料誘導体が含まれることで、より小粒径の着色樹脂粒子を得ることができる。着色樹脂粒子を作製する際に、色材及び固体樹脂とともに顔料誘導体を混合することで、微粒子化の際に粒子径をより小さくすることができる。色材としては顔料を用いて顔料誘導体と併用することで、より効果を得ることができる。
具体的には、銅フタロシアニンブルーに、アルキルアミノメチル基等を導入した塩基性フタロシアニン顔料誘導体、スルホン酸基、その金属塩及びアルキルアミン塩等を導入した酸性フタロシアニン顔料誘導体、フタルイミド基等を導入した中性銅フタロシアニン顔料誘導体、両末端ベンゼン環の片側だけに官能基が導入された非対称型ジスアゾイエロー顔料誘導体、脂肪族アミンと反応させたSchiff塩基型ジスアゾイエロー顔料誘導体等が挙げられる。
また、キナクリドン顔料誘導体、アントラキノン顔料誘導体等の縮合多環顔料誘導体は、フタロシアニン顔料誘導体と同様の官能基を導入したものを好ましく挙げることができる。
これらは単独で、または組み合わせて使用することができる。
着色樹脂粒子中の配合量としては、顔料誘導体は、0.1〜10.0質量%であることが好ましく、1.0〜5.0質量%であることがより好ましい。
ここで、着色樹脂粒子の平均粒子径は、動的散乱方式による体積基準の平均粒子径であり、例えば、株式会社堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置「LB−500」等を用いて測定することができる。以下同じである。
本実施形態による着色樹脂粒子分散体は、上記した着色樹脂粒子とともに、非水系溶剤及び塩基性分散剤を含む。非水系溶剤及び塩基性分散剤については、後述の着色樹脂粒子分散体の製造方法で説明する通りである。非水系溶剤としては、着色樹脂粒子を分散可能である溶剤であることが好ましい。塩基性分散剤としては、非水系溶剤中で着色樹脂粒子を分散させるために配合される。また、塩基性分散剤は、後述する着色樹脂粒子の製造工程において、エマルションの調整のために配合されることもある。
本実施形態による着色樹脂粒子分散体は、スクワレン、α−オレフィンオリゴマー、エチレン−α−オレフィンオリゴマー、ポリイソブテン、及びこれらの水素添加物から選ばれる少なくとも1種以上(分岐炭化水素溶剤(A))をさらに含む。
着色樹脂粒子分散体に分岐炭化水素溶剤(A)が含まれることで、着色樹脂粒子の粒子径を小さくすることができ、貯蔵安定性を高めることができる。また、耐擦過性や耐水性等の着色樹脂粒子の特性を維持しながら、粒子径及び貯蔵安定性を改善することができる。
着色樹脂粒子分散体の製造工程において、油中油型エマルションの連続相に、分岐炭化水素溶剤(A)を添加することで、乳化物をより安定して調整することができる。これによって、得られる着色樹脂粒子の粒子径をより小さくするとともに、貯蔵安定性を改善することができる。
これによって、高炭素数ながらも分岐鎖を有することから流動性のある溶剤を提供することができる。このような溶剤を着色粒子分散体に含ませることで、上記した効果を得ることができる。
スクワランとしては、サメ肝油由来スクワラン等の動物性スクワラン、オリーブ油スクワラン、シュガースクワラン等の植物性スクワランをいずれも用いることができる。
スクワレン及びその水素添加物は、室温(23℃)で液体状であるため、好ましく用いることができる。
α−オレフィンオリゴマーは、室温(23℃)で液体であることが好ましい。
α−オレフィンオリゴマーは、α−オレフィンの3〜6量体であることが好ましい。
α−オレフィンとしては、炭素数4〜12の直鎖α−オレフィンを用いることができる。例えば、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン等を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
エチレン−α−オレフィンオリゴマーは、室温(23℃)で液体であることが好ましい。
α−オレフィンは、上記したα−オレフィンオリゴマーと同じものを用いることができる。
エチレン−α−オレフィンオリゴマーとしては、例えば、エチレンプロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体等を挙げることができる。
チレン−α−オレフィンオリゴマーの市販品例としては、三井化学株式会社製「ルーカントHC−40」、「ルーカントHC−100」等を用いることができる。
ポリイソブテンは、室温(23℃)で液体であることが好ましい。
ポリイソブテンの市販品例としては、日油株式会社製「パールリーム18」、「パールリーム24」、「パールリーム46」等を用いることができる。
一方、着色樹脂粒子は分散体全体に対し50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下である。これによって、着色樹脂粒子の分散安定性、すなわち着色樹脂粒子分散体の貯蔵安定性を高めることができる。
以下、本実施形態による着色樹脂粒子分散体の製造方法の一例について説明する。なお、本実施形態による着色樹脂粒子分散体は、以下の製造方法で製造されたものに限定されない。
油中油型エマルションを安定して作製するために、塩基性分散剤及び分岐炭化水素溶剤(A)は、溶剤Bよりも溶剤Aに対する溶解度が高いことが好ましい。また、着色樹脂粒子の形状を安定させるために、色材、固体樹脂、及び酸性化合物はそれぞれ溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いことが好ましい。
連続相としては、溶剤Aと塩基性分散剤と分岐炭化水素溶剤(A)とを含む。
脂肪族炭化水素溶剤及び脂環式炭化水素溶剤としては、パラフィン系、イソパラフィン系、ナフテン系等の非水系溶剤を挙げることができ、市販品としては、0号ソルベントL、0号ソルベントM、0号ソルベントH、カクタスノルマルパラフィンN−10、カクタスノルマルパラフィンN−11、カクタスノルマルパラフィンN−12、カクタスノルマルパラフィンN−13、カクタスノルマルパラフィンN−14、カクタスノルマルパラフィンN−15H、カクタスノルマルパラフィンYHNP、カクタスノルマルパラフィンSHNP、アイソゾール300、アイソゾール400、テクリーンN−16、テクリーンN−20、テクリーンN−22、AFソルベント4号、AFソルベント5号、AFソルベント6号、AFソルベント7号、ナフテゾール160、ナフテゾール200、ナフテゾール220(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製);アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、エクソールD40、エクソールD60、エクソールD80、エクソールD95、エクソールD110、エクソールD130(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)等を好ましく挙げることができる。
芳香族炭化水素溶剤としては、グレードアルケンL、グレードアルケン200P(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製)、ソルベッソ100、ソルベッソ150、ソルベッソ200、ソルベッソ200ND(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)等を好ましく挙げることができる。
石油系炭化水素溶剤の蒸留初留点は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがいっそう好ましい。蒸留初留点はJIS K0066「化学製品の蒸留試験方法」に従って測定することができる。
例えば、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソデシル、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、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ヘキシル、パルミチン酸イソオクチル、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、オレイン酸ヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソブチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ヘキシル、ステアリン酸イソオクチル、イソステアリン酸イソプロピル、ピバリン酸2−オクチルデシル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル等の1分子中の炭素数が13以上、好ましくは16〜30の脂肪酸エステル系溶剤;
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、イソエイコシルアルコール、デシルテトラデカノール等の1分子中の炭素数が6以上、好ましくは12〜20の高級アルコール系溶剤;
ラウリン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、イソステアリン酸等の1分子中の炭素数が12以上、好ましくは14〜20の高級脂肪酸系溶剤等が挙げられる。
脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等の極性有機溶剤の沸点は、150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることがさらに好ましい。なお、沸点が250℃以上の非水系溶剤には、沸点を示さない非水系溶剤も含まれる。
環境負荷の観点からは、溶剤Aとして、パルミチン酸2−エチルヘキシル、オレイン酸メチル等の植物油脂肪酸エステルを主成分として用いることが好ましい。この場合、溶剤A全体に対して、植物油脂肪酸エステルは好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上である。溶剤Aは、そのまま分散体の非水系溶剤として用いることができる。
本実施形態では、溶剤Aとして、脂肪酸エステル系溶剤とともに非極性有機溶剤を併用することができる。非極性有機溶剤としては、ナフテン系、パラフィン系、イソパラフィン系等を好ましく用いることができる。
日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース13940(ポリエステルアミン系)、17000、18000(脂肪酸アミン系)、11200、22000、24000、28000」(いずれも商品名)、
ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPERBYK116、2096、2163」(いずれも商品名)、
花王株式会社製「アセタミン24、86(アルキルアミン塩系)」(いずれも商品名)、
楠本化成株式会社製「ディスパロンKS−860、KS−873N4(高分子ポリエステルのアミン塩)」(いずれも商品名)等を挙げることができる。
ここで、塩基価は、不揮発分1gに含まれる全塩基性成分を中和するのに必要な塩酸と当量の水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
溶剤Bの除去後の塩基性分散剤の含有量としては、着色樹脂粒子の分散性の観点から、着色樹脂粒子分散体全体に対し0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。
分岐炭化水素溶剤(A)としては、溶剤Bよりも溶剤Aに対する溶解度が高いことが好ましい。
連続相中の分岐炭化水素溶剤(A)は、連続相全体に対し、30質量%以下であることが好ましく、より好ましくは25質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下である。
溶剤Bの除去後の分岐炭化水素溶剤(A)の含有量としては、着色樹脂粒子分散体全体に対し、3質量%以上であることが好ましく、より好ましくは5質量%以上である。これによって、着色樹脂粒子を小粒子径化して、貯蔵安定性を高めることができる。
溶剤Bの除去後の分岐炭化水素溶剤(A)の含有量としては、着色樹脂粒子分散体全体に対し、50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下である。これによって、乳化安定性に優れた油中油型エマルションを調整して、分散体の貯蔵安定性を高めることができる。
分散相としては、溶剤Bと色材と固体樹脂と選択的に酸性化合物とを含む。また、色材が顔料の場合、顔料分散剤をさらに含んでもよい。
これらは単独で、または複数種を組み合わせて使用することができる。
これらは単独で用いられるほか、複数種を組み合わせて使用してもよい。
アニオン性分散剤として使用可能な酸性化合物として、市販されているものとしては、例えば、ビックケミー・ジャパン社製「DISPERBYK102、108、110、111、180」(いずれも商品名)、巴工業社製「TEGODispers655」、EFKA社製「Efka6230」等を挙げることができる。これらはいずれも溶剤Bに対する溶解性が良好である。
カチオン性分散剤として、市販されているものとしては、例えば、ルーブリゾール社製「ソルスパース71000」、ビックケミー・ジャパン社製「DISPERBYK2155、9077」等を用いることができる。これらはいずれも溶剤Bに対する溶解性が良好である。
BASF社製「オラゾールシリーズ」のオラゾールブラックRLI、ブルーGN、ピンク5BLG、イエロー2RLN等;
保土谷化学工業株式会社製「AizenSpilonシリーズ」のアイゼンスピロンBlackBH、RLH、アイゼンスピロンVioletRH、アイゼンスピロンRedCBH、BEH、アイゼンスピロンYellowGRH、アイゼンSPTBlue26、アイゼンSPTBlue121、アイゼンSBNYellow510等を用いることができる。
溶剤Bの除去後、色材の含有量としては、染料及び顔料の総量として、着色樹脂粒子分散体全体に対し、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%であり、一層好ましくは2〜20質量%である。これによって、着色樹脂粒子の呈色を適正にして、形状を安定化することができる。
この固体樹脂は、油中油型エマルションによって着色樹脂粒子を製造する場合は、溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いものであることが好ましい。
溶剤B除去後の着色樹脂粒子分散体全量に対する固体樹脂の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、着色樹脂粒子の呈色を適正にして、形状を安定化することができる。
酸性化合物は、特に制限されないが、溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いことが好ましい。酸性化合物の溶剤Bに対する溶解度は23℃で1g/100g以上であることが好ましく、より好ましくは2g/100g以上である。また、酸性化合物の溶剤Aに対する溶解度は23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、酸性化合物は、油中油型エマルションの配合割合において、溶剤Bに実質的に全て溶解し、溶剤Aに実質的に溶解しないものである。
溶剤B除去後の着色樹脂粒子分散体全量に対する酸性化合物の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、耐摩耗性をより高めることができる。
溶剤B除去後の着色樹脂粒子分散体全量に対する顔料誘導体の含有量は、0.03〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%である。これによって、着色樹脂粒子に顔料誘導体が含まれることで、より小粒径の着色樹脂粒子を得ることができる。
着色樹脂粒子分散体の調整方法としては、特に限定されず、上記した連続相に上記した分散相を分散させて油中油型エマルションを作製し、この油中油型エマルションから、分散相中の非水系溶剤Bを除去することで調整することができる。
着色樹脂粒子の平均粒子径は、連続相に配合される塩基性分散剤の量、または、分散相に配合される不揮発分の量等を調整することで制御することができる。酸性化合物を配合することで、着色樹脂粒子の平均粒子径をより小さく制御することが可能である。
本実施形態によるインクとしては、上記した着色樹脂粒子分散体を含むインクである。このインクは、インクジェット印刷、オフセット印刷、孔版印刷、グラビア印刷、電子写真方式印刷等の印刷インク全般として用いることができる。特に、着色樹脂粒子分散体の貯蔵安定性が良好であるため、インクジェットインクとして用いることが好ましい。
表1及び表2に、溶剤B除去前の実施例及び比較例の油中油型エマルションの処方を示す。各表において、分散剤に揮発分が含まれる場合は、分散剤の全体量とともに不揮発分量をカッコ内に併せて示す(後述する表3及び表4も同じである)。
得られたエマルションを、エバポレーターで減圧しながら、分散相中の溶剤Bを除去して、着色樹脂粒子分散体を得た。溶剤Bの除去率は、ほぼ100質量%であった。この着色粒子分散体をそのままインクとして用いた。
実施例6及び7では、分散相に酸性化合物を添加しなかった。
比較例1〜4では、分散相に分岐炭化水素溶剤(A)を添加しなかった。
(連続相)
「溶剤A」
脂肪酸エステル系溶剤:パルミチン酸イソオクチル、日光ケミカルズ株式会社製「NIKKOL IOP」。
ナフテン系溶剤:JX日鉱日石エネルギー株式会社製「AFソルベント6号」。
アイソパーM:イソパラフィン系炭化水素系溶剤、東燃ゼネラル石油株式会社製「アイソパーM」。
「塩基性分散剤」
塩基性分散剤:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース11200」、不揮発分50%、塩基価37mgKOH/g。
「分岐炭化水素溶剤(A)」
スクワラン:日光ケミカルズ株式会社製「NIKKOL シュガースクワラン」、化合物名:2,6,10,15,23−ヘキサメチルテ−2,6,10,14,18,22−トラコサヘキサエン、分子式:C30H50、分子量410.73。
スクワレン:和光純薬工業株式会社製。
α−オレフィンオリゴマー:日光ケミカルズ株式会社製「NIKKOL シンセラン4SP」、化合物名:1−Dodecene,polymer with 1−decene and 1−octene,hydrogenated。
水添ポリイソブテン:日油株式会社製「パールリーム24」。
「酸性化合物」
酸性化合物:2個のリン酸基を有する液体有機化合物(共重合体の両末端にリン酸基を有するリン酸エステル化合物)、ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPER BYK111」、酸価129mgKOH/g、不揮発分95.0%。
「固体樹脂」
ニトロセルロース:NobelNC社製「DLX5−8」。
スチレンアクリルポリマー:東亞合成株式会社製「ARUFON UF5041」、(Mw)15500。
メトキシメチル化ナイロン:メトキシメチル化率30%、(Mw)20,000、株式会社鉛市製「FR101」。
「色材」
黒色顔料:カーボンブラック、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製「モーガルL」。
黒色染料:オリヱント化学工業株式会社製「Varifast Black3810」。
「顔料誘導体」
顔料誘導体:フタロシアニン顔料誘導体、日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース5000」。
「溶剤B」
メタノール:炭素数1のアルコール系溶剤、和光純薬工業株式会社製。
上記Mwは、重量平均分子量を示す。
分岐炭化水素溶剤(A)は、表1に示す連続相の配合割合で溶剤Aに溶解し、溶剤Bに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
色材及び顔料誘導体は、それぞれ、表1に示す分散相の配合割合で溶剤Bに分散し、溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
固体樹脂は、それぞれ、表1に示す分散相の配合割合で溶剤Bに溶解し、溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であり、水に対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
酸性化合物は、表1に示す分散相の配合割合で溶剤Bに溶解し、溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
上記した各インクを用いて、以下の各評価を行った。結果を各表に併せて示す。
上記したインクの調整方法において、油注油型エマルションの調整状態、及び溶剤実施例B除去後の着色樹脂粒子分散体の状態を観察し、以下の基準で評価した。
A:油中油型エマルション調整で乳化物を得ることができ、油中油型エマルションから溶剤Bを除去した後に沈殿物が少ない。
B:油中油型エマルション調整で乳化物を得ることができるが、油中油型エマルションから溶剤Bを除去した後に沈殿物が多い。
C:油中油型エマルション調整で乳化物を調製することができない。
上記した各インクについて、インク中に分散している着色樹脂粒子の体積基準の平均粒子径を動的光散乱式粒径分布測定装置「LB―500」(株式会社堀場製作所製)を用いて測定した。測定結果から、以下の基準で評価した。
AA:平均粒子径が150nm未満
A:平均粒子径が150nm以上200nm未満
B:平均粒子径が200nm以上300nm未満
C:平均粒子径が300nm以上
まず、調整直後のインクの粘度を測定した。
次に、インクを10mlのスクリュ−バイアル瓶に入れて、70℃で1週間放置した。その後、インクをサンプリングし、目視評価及びインク粘度測定を行った。
粘度は、レオメーターARG2(ティ−・エイ・インスツルメント社製)を用いて、コーン角度2°、直径40mmで、室温(23℃)で測定した。
1週間放置前後のインク粘度から、次式により粘度変化率を求めた。
粘度変化率(%)=100−{放置後のインク粘度(mPa・s)/調製直後のインク粘度(mPa・s)}×100
1週間放置後のインクの目視評価及びインク粘度変化率の結果から、以下の基準で貯蔵安定性を評価した。
A:インクの分離、顔料の凝集沈降物は観察されず、インク粘度変化率が±5%以内である。
B:インクの分離、顔料の凝集沈降物は観察されず、インク粘度変化率が±5%以上10%未満である。
C:インクの分離、顔料の凝集沈降物が観察される、もしくはインク粘度変化率が±10%以上である。
上記した耐擦過性と同様にして印刷物を得た。印刷後24時間放置後、印刷物のベタ画像部分に0.5mlの水を垂らして、そのにじみ具合を目視で観察して、耐水性を次の基準で評価した。
A:印刷画像部分がにじまないレベル。
B:印刷画像部分が若干にじむが実際の使用上問題ないレベル。
C:印刷画像部分がにじみ実際の使用上問題あるレベル。
上記した各インクをライン式インクジェットプリンター「オルフィスX9050」(理想科学工業株式会社製)に装填し、上質コート紙「オーロラコート」(日本製紙株式会社製)に、ベタ画像を印刷して、印刷物を得た。印刷は、解像度300×300dpiにて、1ドット当りのインク量が42plの吐出条件で行った。なお、「オルフィスX9050」は、ライン型インクジェットヘッドを使用し、主走査方向(ノズルが並んでいる方向)に直交する副走査方向に用紙を搬送して印刷を行うシステムである。
印刷後24時間放置後に、印刷物のベタ画像部分を指で強く5回擦った時の状態を目視で観察し、耐擦過性を次の基準で評価した。
A:画像のはがれがほとんど確認されないレベル。
B:画像のはがれが確認されるが実際の使用上問題ないレベル。
C:画像のはがれが顕著であり実際の使用上問題あるレベル。
各実施例を通して、本発明に係る液体有機化合物を用いることで、各種インクの処方をとおして、乳化性、平均粒子径、貯蔵安定性、耐擦過性及び耐水性が良好になることがわかった。
実施形態2及び5では、溶剤Aに脂肪酸エステル系溶剤を単独で用いているが、小粒子径で貯蔵安定性も良好であった。
実施例5では、分散相に顔料誘導体を添加したものであり、平均粒子径をより小さくすることができた。
実施例6及び7では、分散相に酸性化合物を用いなかったものであるが、他の実施例と同様の結果を得ることができた。
比較例2では、脂肪酸エステル系溶剤を用いており、油中油型エマルション調整時に乳化物を得ることができなかった。脂肪酸エステル系溶剤を用いる場合は、本発明に係る液体有機化合物と組み合わせることが特に重要であることがわかった。比較例2では、インクを得ることができなかったため、乳化性以外の評価はしていない。
Claims (7)
- 色材及び固体樹脂を含む着色樹脂粒子と、塩基性分散剤と、非水系溶剤とを含み、スクワレン、α−オレフィンオリゴマー、エチレン−α−オレフィンオリゴマー、ポリイソブテン、及びこれらの水素添加物から選ばれる1種以上をさらに含む、着色樹脂粒子分散体。
- 前記固体樹脂は、硝酸エステル化樹脂、アルコキシメチル化ポリアミド樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、及びスチレン(メタ)アクリル系樹脂から選ばれる1種以上を含む、請求項1に記載の着色樹脂粒子分散体。
- 前記着色樹脂粒子は、酸性基を有する液体有機化合物をさらに含む、請求項1または2に記載の着色樹脂粒子分散体。
- 前記酸性基を有する液体有機化合物の酸性基はリン酸基を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の着色樹脂粒子分散体。
- 前記非水系溶剤は、脂肪酸エステル系溶剤及び石油系炭化水素溶剤のうち1種以上を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の着色樹脂粒子分散体。
- 前記着色樹脂粒子が顔料誘導体をさらに含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の着色樹脂粒子分散体。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の着色樹脂粒子分散体を含む、インクジェットインク。
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