JP2018204012A - インクジェット用水性インキ、及び印刷物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記定着樹脂が、AブロックとBブロックとからなるA−Bブロック重合体であり、
前記Aブロックはアニオン性官能基を有する構造単位(P−1)を含み、
前記Aブロックおよび前記Bブロックは、それぞれ独立に、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、およびスチレン−(メタ)アクリル系重合体から選択される1種からなるブロックであり、
前記Aブロックに含まれる構造単位の含有量が、前記A−Bブロック重合体に含まれる構造単位の全モル量に対して5〜25モル%であり、
前記Aブロックに含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の含有量が、前記A−Bブロック重合体に含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して85モル%以上であり、
前記A−Bブロック重合体の酸価が5〜80mgKOH/gである、インクジェット用水性インキに関する。
(A−Bブロック重合体)
本実施形態のインクジェット用水性インキで用いる定着樹脂は、AブロックとBブロックとからなり、アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)を含む、A−Bブロック重合体を含む。前記Aブロック及び前記Bブロックは、それぞれ、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、スチレン−(メタ)アクリル系重合体から選択される1種である。また、前記Aブロックに含まれる構造単位のモル量は、前記A−Bブロック重合体に含まれる構造単位の全モル量に対して5〜25モル%であり、前記Aブロックに含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)のモル量は、前記A−Bブロック重合体に含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して85モル%以上である。更に、前記A−Bブロック重合体の酸価は5〜80mgKOH/gである。アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の大部分を有するAブロックは親水性が強く、Bブロックは疎水性が強い。
アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)を構成する単量体としては、従来公知の単量体を任意に使用できる。特に、カチオン性官能基を有さず、アニオン性官能基のみを有する単量体を選択することが好ましい。またアニオン性官能基として、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが例示でき、中でも、デキャップ性や吐出安定性が向上する点から、カルボキシル基を選択することが好ましい。
前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)以外の構造単位(以下、「その他の構造単位」ともいう)を構成する単量体も、従来公知のものから任意に選択できる。その他の構造単位は、大部分がBブロックに含まれる。そのため、前記Bブロックの疎水性を好適なものとする観点から、前記その他の構造単位を構成する単量体は、カチオン性官能基やアニオン性官能基を含まないことが好ましい。
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、アラキル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、リグノセリル(メタ)アクリレート、セロトイル(メタ)アクリレート、モンタニル(メタ)アクリレート、メリッシル(メタ)アクリレート、ドトリアコンタノイル(メタ)アクリレート、テトラトリアコンタノイル(メタ)アクリレート、ヘキサトリアコンタノイル(メタ)アクリレート等のアルキル基含有(メタ)アクリル系単量体;
(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(ポリ)ブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(ポリ)(エチレングリコール−プロピレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノメチルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノブチルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノオクチルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノベンジルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノフェニルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノデシルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノドデシルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノヘキサデシルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノオクタデシルエーテル等のアルキレンオキサイド鎖含有(メタ)アクリル系単量体;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香環含有(メタ)アクリル系単量体;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリル系単量体;
ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、ジイソブテニルベンゼン等の多官能性スチレン系単量体;
ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の多官能性(メタ)アクリル系単量体;等が挙げられる。なお「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」から選ばれる少なくとも1種を表す。
1/Tg = Σ(Wn/Tgn)
上記の通り、Aブロックは、アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)を、A−Bブロック重合体に含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して85モル%以上含有し、親水性を有する。なお、Aブロックの親水性とBブロックの疎水性とを明確に区別化し、インキ液滴界面への配向機能を好適に発現させる観点から、Aブロックに含まれる、アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)のモル量は、A−Bブロック重合体に含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して90モル%以上であることがより好ましく、95モル%以上であることが更に好ましい。
A−Bブロック重合体に含まれるBブロックは、アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の含有量が、前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して15モル%以下であり、疎水性を有する。なおAブロックの親水性とBブロックの疎水性とを明確に区別化し、インキ液滴界面への配向機能を好適に発現させる観点から、Bブロックに含まれる、アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)のモル量は、A−Bブロック重合体に含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して10モル%以下であることがより好ましく、5モル%以下であることが更に好ましい。なお、Bブロックに含まれる、アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)のモル量は、前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して0モル%であってもよい。また後述のように、アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)のモル量が0モル%、すなわち、前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)を実質的に含まないことが好ましい。
本実施形態のインクジェット用水性インキは、A−Bブロック重合体の他に、定着樹脂として、従来公知の樹脂を含んでもよい。
本実施形態のインクジェット用水性インキは、有機溶剤を含む。前記有機溶剤として、従来公知の化合物を自由に選択・使用できる。中でも、Fedor法によるSP値が10.0〜13.5(cal/cm3)1/2である有機溶剤(以下、「低SP値溶剤」ともいう)を選択することが好ましい。上記の通り、A−Bブロック重合体は、インキ中で、AブロックがBブロックを覆うように存在していると考えられる。一方で、低SP値溶剤は前記Aブロックとの親和性が高い。その結果、半乾燥状態のインキに対する再溶解性が良化し、吐出安定性に優れたインキを得ることができる。
(SP値)=(ΣEcoh/ΣV)1/2
1,2−プロパンジオール(SP値13.5、沸点188℃)、1,2−ブタンジオール(SP値12.7、沸点194℃)、2−メチルペンタン−2,4−ジオール(SP値12.7、沸点197℃)、1,2−ペンタンジオール(SP値12.2、沸点210℃)、2−メチル−1,3−プロパンジオール(SP値12.9、沸点214℃)、1,2−ヘキサンジオール(SP値11.8、沸点223℃)、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール(SP値13.3、沸点226℃)、1,2−ヘプタンジオール(SP値11.5、沸点227℃)、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール(SP値12.8、沸点230℃)、ジプロピレングリコール(SP値13.3、沸点230℃)、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(SP値12.4、沸点244℃)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール(SP値13.4、沸点249℃)、トリプロピレングリコール(SP値12.1、沸点273℃) 、テトラエチレングリコール(SP値12.8、沸点328℃)、等のジオール系溶剤;
エチレングリコールモノメチルエーテル(SP値12.0、沸点125℃)、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(SP値11.0、沸点142℃)、エチレングリコールモノアリルエーテル(SP値11.4、沸点159℃)、エチレングリコールモノイソブチルエーテル(SP値10.7、沸点161℃)、エチレングリコールモノブチルエーテル(SP値10.8、沸点171℃);ジエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値11.2、沸点194℃)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(SP値10.9、沸点196℃)、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル(SP値10.6、沸点207℃)、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル(SP値10.4、沸点220℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値10.5、沸点231℃)、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(SP値10.2、沸点259℃)、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル(SP値11.5、沸点302℃);トリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値10.7、沸点249℃)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値10.3、沸点271℃)、等のエチレングリコールモノエーテル系溶剤;
プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値10.9、沸点121℃)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(SP値10.5、沸点150℃)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値10.4、沸点187℃)、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値10.1、沸点242℃)、等のプロピレングリコールモノエーテル系溶剤;
2−ピロリドン(SP値12.6、沸点245℃)、N−メチルピロリドン(SP値10.1、沸点202℃)、等のピロリドン系溶剤;等が挙げられる。ただし上記記載のSP値の単位は、いずれも(cal/cm3)1/2であり、沸点は1気圧下における値である。また上記の通り、これら溶剤の中でも、1気圧下における沸点が150〜230℃であるものが特に好適に選択される。
本実施形態のインクジェット用水性インキで使用できる顔料を以下に例示する。なお以下に例示する顔料は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
長期間のインキの安定性を維持するため、上記顔料はインキ中に分散して使用する。顔料の分散方法としては、酸化処理や樹脂被覆等により顔料を表面改質し、分散剤なしで分散させる方法や、界面活性剤や樹脂を分散剤として用いる方法がある。より安定なインキとするためには、分散剤を使用して顔料を分散させることが好ましく、分散剤として樹脂(以下、顔料分散樹脂と記載する)を用いることが特に好ましい。顔料分散樹脂を構成する単量体組成や分子量を調整することで、顔料吸着特性、電化反発特性、立体反発特性等を容易に制御でき、その結果、微細な顔料に対する分散安定性、吐出安定性、印刷物の光沢性や鮮明性を向上できるためである。
一実施形態において、界面活性剤をインキに配合することも可能である。界面活性剤を使用することで高い濡れ広がり性を発揮し、白抜けのない、画像品質に優れる印刷物を得ることができる。
一実施形態において、インキに含まれる水は、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イオン水)を使用するのが好ましい。インキ全量に対する水の含有量は20重量%以上90重量%以下の範囲が好ましく、35重量%以上85重量%以下の範囲がより好ましく、50重量%以上80重量%以下の範囲が更に好ましい。
一実施形態において、インクジェットインキには、上記の成分の他に、必要に応じてpH調整剤を添加することができる。pH調整能を有する材料は、任意に選択することができる。塩基性化させる場合は、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、2−アミノ−2−メチルプロパノール、等のアルカノールアミン;アンモニア;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩などを使用することができる。また、酸性化させる場合は塩酸、硫酸、酢酸、クエン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、リン酸、ホウ酸、フマル酸、マロン酸、アスコルビン酸、グルタミン酸などを使用することができる。上記のpH調整剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記したような成分からなる本実施形態のインキの調製方法としては、下記のような方法が挙げられるが、本実施形態のインキの調製方法は、これらに限定されるものではない。
顔料と、水と、必要に応じて顔料分散剤(例えば顔料分散樹脂)とを混合・撹拌(プレミキシング工程)したのち、必要に応じて後述の分散手段を用いて分散処理を行う(分散工程)。また必要に応じて、フィルタ等を用いた濾過処理、及び/または、遠心分離処理を行い、顔料分散液を得る。なお、一実施形態において、定着樹脂の少なくとも一部を、上記プレミキシング工程、及び/または、分散工程の際に添加してもよい。
次に、前記顔料分散液に、バインダー樹脂、有機溶剤、水、及び、上記で挙げた添加剤成分を適宜加え、よく撹拌する。その後、必要に応じて濾過処理を行うことで、本実施形態のインキとすることができる。
本実施形態のインキは、25℃における粘度が1〜20mPa・sであることが好ましい。この範囲であればインクジェットヘッドからの良好な吐出性を保つことが容易となる。より好ましくは2〜15mPa・sであり、更に好ましくは3〜12mPa・sである。なお前記粘度は、東機産業社製のE型粘度計であるTVE−20Lを用い、25℃、回転数50rpmという条件で測定できる。
本実施形態のインクジェット用水性インキは、単色で使用してもよいが、用途に合わせて複数の色を組み合わせたインキセットとして使用することもできる。色の組み合わせは特に限定されないが、一実施形態として、シアン、マゼンタ、及びイエローの3色を使用することでフルカラーの画像を得ることができる。また、上記インキセットにブラックインキを追加することによって、黒色感を向上させ、文字等の視認性を向上させることができる。更に、上記インキセットに対して、オレンジ、及びグリーン等の特色を追加することによって、色再現性を向上させることも可能である。更に、白色以外の印刷媒体に対して印刷を行う場合には、ホワイトインキを併用することによって、容易に鮮明な画像を得ることができる。
一般に、インクジェットインキを印刷する方法として、インクジェットヘッドのノズルからインキを吐出させ、印刷基材上にインキ液滴を付着させる方法が用いられる。前記インクジェットヘッドが搭載され、印刷に利用されるインクジェットプリンターは、印刷様式によって大きく2種類に分類される。一方は、ヘッドがインキを吐出しながら印刷基材上を往復する「シャトルスキャンタイプ」であり、もう一方は、インキを吐出するヘッドの位置が固定され、印刷基材が前記ヘッドの下部を通過する際にインキを吐出する「ラインパスタイプ」である。
本実施形態のインクジェット用水性インキを用いることができる印刷基材は特に限定されるものではなく、当技術分野で代表的な公知の印刷媒体を使用することができる。例えば、上質紙、コート紙、アート紙、キャスト紙、合成紙、及びインクジェット専用紙等の紙基材;ポポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン、ポリスチレン、発砲スチロール、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート等のプラスチック基材;ガラス基材;布帛基材等が挙げられる。これら印刷基材の表面は、滑らかであっても、凹凸が形成されたものであってもよい。また、透明、半透明、及び不透明のいずれであってもよい。更に、印刷媒体の形状も特に限定されることなく、例えば、フィルム状、シート状、板状の基材が例示できる。なお上記印刷基材として、2種以上の印刷媒体を互いに貼り合わせたものを使用してもよい。更に印字面の反対側に、剥離シート等で表面を保護した粘着層等の機能層を設けてもよいし、印字後に、印字面に粘着層等の機能層を設けてもよい。
一実施形態において、インクジェット用水性インキを、プラスチック基材に印刷した印刷物は、必要に応じて、印刷面をコーティング処理することができる。前記コーティング処理の具体例として、コーティング用組成物の塗工・印刷;ドライラミネート法、無溶剤ラミネート法、押出しラミネート法、ホットメルトラミネートなどによるラミネーションなどが挙げられ、いずれを選択してもよいし、両者を組み合わせても良い。
また一実施形態において、前処理液によってインキ凝集層が形成された印刷基材に対して、インクジェット用水性インキを印刷する方法も好適に選択される。前記「インキ凝集層」とは、インキ中の顔料や定着樹脂といった固体成分を強制的に凝集させることができる層であり、インキ液滴間の滲みを防止し、印刷基材によらず、画像品質を特段に向上できる。
式(7):
(多価金属イオンの含有量)(重量%)=WC×MM/MC
混合容器に、顔料としてLIONOGEN BLUE FG−7358G(トーヨーカラー社製C.I.Pigment Blue 15:3)を20部、顔料分散樹脂として水溶性スチレンアクリル樹脂(スチレン:アクリル酸:ベヘニルメタクリレート=35:30:35(重量比)のランダム重合体、重量平均分子量:16,000、酸価:250mgKOH/g)の水性化溶液(不揮発分20%)を15部、及び水を65部、それぞれ投入したのち、ディスパーで十分に混合することで、予備分散処理を行った。なお、前記水溶性スチレンアクリル樹脂の水性化溶液は、特開2012−188581号明細書、製造例2記載の方法を利用して調製した。
次いで、予備分散処理を行った混合物について、直径0.5mmのジルコニアビーズ1800gを充填した(充填率80%)容積0.6Lのダイノーミルを用いて、本分散処理を行った。本分散処理ののち、混合物と等量の水を加えることで、顔料濃度が10%になるように調整し、シアン顔料分散液1とした。
顔料をFASTOGEN Super Magenta RTS(DIC社製C.I.Pigment Red 122)に変えた以外は、シアン顔料分散液1と同様の方法で、マゼンタ顔料分散液1(顔料濃度10%)を得た。
顔料をLIONOL YELLOW TT−1405G(C.I.PigmentYellow14、トーヨーカラー社製)に変えた以外は、シアン顔料分散液1と同様の方法で、イエロー顔料分散液1(顔料濃度10%)を得た。
顔料をPrinteX85(カーボンブラック、オリオンエンジニアドカーボンズ社製)に変えた以外は、シアン顔料分散液1と同様の方法で、ブラック顔料分散液1(顔料濃度10%)を得た。
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌器を備えた反応容器に、トルエンを20部;重合性モノマーとして、メタクリル酸を7.5部と、メチルメタクリレートを7.5部;重合開始剤として、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを0.9部;2−(ドデシルチオカルボノチオイルチオ)−イソ酪酸を3.6部;それぞれ投入した。反応容器内を窒素ガスで置換したのち、75℃に昇温し、3時間にわたって重合反応を行うことで、メタクリル酸とメチルメタクリレートとからなる共重合体(Aブロック)を得た。
なお、窒素ガスで置換する前の反応容器中の混合液と、重合反応後の混合液とを、ガスクロマトグラフィー質量分析計で分析し、原料として使用した、メタクリル酸やメチルメタクリレートに由来する検出ピークを比較した。その結果、重合反応後の混合液では、メタクリル酸やメチルメタクリレートに由来するピークがほとんど観察されなかった。この結果から、投入した重合性モノマーのほぼ全てが重合したと考えられる。また、東ソー社製HLC−8120GPCを用いて測定した、上記Aブロックの重量平均分子量は約1,500、分子量分布幅は1.4であった。更に、Aブロックを構成する単量体の構成から算出した酸価は315.4mgKOH/g、上記式(1)を用いて算出したガラス転移温度は117.1℃であった。
なお、上記Aブロックの場合と同様に、ガスクロマトグラフィー質量分析計で重合性モノマーに由来する検出ピークの比較を行った。その結果、投入したメチルメタクリレートやブチルメタクリレートのほぼ全てが重合し、Bブロックが形成されていると考えられることが確認された。また、Bブロックを構成する単量体の構成から算出した酸価は0mgKOH/g、上記式(1)を用いて算出したガラス転移温度は75.3℃であった。
重合性モノマーの種類と量、及び、ジメチルアミノエタノールの量を、表1〜3記載の条件に変更する以外は、上記定着樹脂1の場合と同様にして、定着樹脂2〜50の水混合液(固形分30%)を得た。なお表1〜3には、定着樹脂1の場合と同様にして測定・算出した、Aブロック、Bブロック、及び、A−Bブロック重合体の、酸価、ガラス転移温度、数平均分子量を記載した。また、ガスクロマトグラフィー質量分析計による分析の結果、いずれの樹脂においても、投入した重合性モノマーのほぼ全てが重合したと考えられることが確認された。
(アニオン性官能基を有する構造単位(P−1))
AA: アクリル酸
MAA: メタクリル酸
AOES: アクリロイルオキシエチルコハク酸
MOES: メタクリロイルオキシエチルコハク酸
MOEP: メタクリロイルオキシエチルフタル酸
MOEPh: メタクリロイルオキシエチルホスホン酸
(炭素数8未満のアルキル基を有する構造単位)
MMA: メチルメタクリレート
BMA: ブチルメタクリレート
(炭素数8〜30のアルキル基を有する構造単位(P−2))
2EHMA: 2−エチルヘキシルメタクリレート
LA: ラウリルアクリレート
LMA: ラウリルメタクリレート
STMA: ステアリルメタクリレート
VMA: ベヘニルメタクリレート
(芳香環を有する構造単位(P−3))
St: スチレン
BzMA: ベンジルメタクリレート
PEA: フェノキシエチルメタクリレート
(エチレンオキサイド基を有する構造単位)
PEGMA: メトキシポリエチレングリコール#400メタクリレート
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌器を備えた反応容器に、ブタノール93.4部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を110℃に加熱し、重合性モノマーとしてメタクリル酸7.5部、メチルメタクリレート67.5部、ブチルメタクリレート25.0部と、重合開始剤としてV−601(和光純薬製)9部との混合物を2時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、更に110℃で3時間反応させた後、V−601(和光純薬製)0.9部を添加し、更に110℃で1時間反応を続けた。
更に、上記反応系を常温まで冷却した後、ジメチルアミノエタノールを9.3部添加して中和した後、水を100部添加して水性化した。次いで、得られた溶液を、100℃以上に加熱し、ブタノールを水と共沸させてブタノールを留去したのち、固形分が30%になるように調整することで、定着樹脂51の水性化溶液(固形分30%)を得た。なお、東ソー社製HLC−8120GPCを用いて測定した、上記定着樹脂51の重量平均分子量は約11,000、分子量分布幅は2.1であった。また、上記定着樹脂51を構成する単量体の構成から算出した酸価は48.6mgKOH/g、上記式(1)を用いて算出したガラス転移温度は81.0℃であった。
シアン顔料分散液1を40.0部、定着樹脂1の水性化溶液(固形分30%)を25.0部(固形分換算で5.0部)、1,2−プロパンジオールを25.0部、1,2−ヘキサンジオールを5.0部、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを5.0部、TEGOWET280を2.0部、混合容器にそれぞれ投入したのち、全体で100部になるように水を加えた。これら混合物をディスパーで十分に均一になるまで撹拌したのち、得られた混合物を、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過し、ヘッドつまりの原因となる粗大粒子を除去することによって、インキ1Cを得た。
また、上記シアン顔料分散液1に代えて、マゼンタ顔料分散液1、イエロー顔料分散液1、ブラック顔料分散液1を用いた以外は、上記インキ1Cの場合と同様にして、インキ1M、1Y、1Kを得た。
材料の種類や量を、表4〜8記載の条件に変更する以外は、上記インキ1Cの場合と同様にして、インキ2〜81(それぞれC、M、Y、Kの4色)を製造した。
(定着樹脂)
JDX6500:ジョンクリルJDX6500(アクリル水溶性樹脂の水溶液、BA SF社製、固形分29.5%、酸価74mgKOH/g、Tg65 ℃)
J734: ジョンクリル734(アクリルエマルジョン、BASF社製、固形 分42%、酸価87mgKOH/g、Tg30℃)
AQ515: AQUACER515(ポリエチレンワックスエマルジョン、BY K社製、固形分35%)
NZ1004: ハードレンNZ−1004(非塩素化ポリオレフィンエマルジョン 、東洋紡社製、固形分30%、酸価28mgKOH/g)
(低SP値溶剤)
MB: 3−メトキシ−1−ブタノール
1,2PD: 1,2−プロパンジオール
1,2BD: 1,2−ブタンジオール
1,2HexD: 1,2−ヘキサンジオール
3Me1,5PenD:3−メチル−1,5−ペンタンジオール
TPG: トリプロピレングリコール
iPDG: ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル
BDG: ジエチレングリコールモノブチルエーテル
MPG: プロピレングリコールモノメチルエーテル
(その他の溶剤)
1,3BD: 1,3−ブタンジオール
DEG: ジエチレングリコール
Gly: グリセリン
(界面活性剤)
Tegowet280: 上記一般式(3)で表されるシロキサン系界面活性剤 、エボニックジャパン社製
BYK−333: 上記一般式(5)で表されるシロキサン系界面活性剤 、BYK社製
Tegoglide440: 上記一般式(5)で表されるシロキサン系界面活性剤 、エボニックジャパン社製
サーフィノール104: 上記一般式(6)で表されるアセチレンジオール系界 面活性剤、日信化学工業社製
サーフィノールDF110D:上記一般式(6)で表されるアセチレンジオール系界 面活性剤、日信化学工業社製
サーフィノール440: 上記一般式(6)には該当しないアセチレンジオール 系界面活性剤、日信化学工業社製
作製したインキ1〜81を用いて以下の評価を行った。なお、評価結果を表9〜12に示す。
京セラ社製ヘッド(KJ4B−QAモデル、設計解像度600×600dpi)を4個、印刷基材の搬送方向に並べて設置したインクジェット吐出装置を準備し、マゼンタインキ1M〜81Mを充填した。インキを充填したのち、ノズルチェックパターンを印刷した(ドロップボリューム:5pL)。全ノズルからインキが正確に吐出していることを確認した後、所定の時間インクジェット吐出装置を待機させ、再度ノズルチェックパターンを印刷した。このノズルチェックパターンを用いてノズル抜けの有無を確認することで、デキャップ性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、A〜C評価を実用可能領域とした。
A:3時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかった
B:2時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかったが、3時間待機させ た後に印刷すると、ノズル抜けが1本以上発生していた
C:1時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかったが、2時間待機させ た後に印刷すると、ノズル抜けが1本以上発生していた
D:1時間待機させた後に印刷しても、ノズル抜けが見られた
評価1で使用したインクジェット吐出装置にインキを充填したのち、ノズルチェックパターンを印刷した(ドロップボリューム:5pL)。全ノズルからインキが正確に吐出していることを確認した後、25℃の環境下で、印字率100%のベタ画像の印刷を所定時間続けたのち、再度ノズルチェックパターンを印刷した。このノズルチェックパターンを用いてノズル抜けの有無を確認することで、吐出安定性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA〜C評価を実用可能領域とした。
AA:3時間印刷し続けた後のノズルチェックパターンでもノズル抜けが全くなかっ た
A:2時間印刷し続けた後のノズルチェックパターンではノズル抜けが全くなかった が、3時間印刷し続けた後のノズルチェックパターンでノズル抜けが見られた
B:1時間印刷し続けた後のノズルチェックパターンではノズル抜けが全くなかった が、2時間印刷し続けた後のノズルチェックパターンでノズル抜けが見られた
C:30分間印刷し続けた後のノズルチェックパターンではノズル抜けが全くなかっ たが、1時間印刷し続けた後のノズルチェックパターンでノズル抜けが見られた
D:30分間印刷し続けた後のノズルチェックパターンでノズル抜けが見られた
評価1で使用したインクジェット吐出装置に、上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインキを充填した。また、印刷基材として王子製紙社製OKトップコート+(コート紙、坪量104.7g/m2)を準備した。
前記印刷基材を一定速度で搬送し、前記ヘッドの下部を通過させた。その際、周波数を20kHz、印刷解像度を600×600dpiとし、ドロップボリュームを変えて各ヘッドからインキを吐出させ、5cm×5cmの印字率100%ベタパッチが色ごとに隣接した画像を印刷した。印刷後、印刷物を70℃のエアオーブンに速やかに投入し、3分間乾燥させることで、ベタパッチ印刷物を得た。得られたベタパッチ印刷物における白抜け度合を、ルーペ及び目視で確認することで、印刷物の白抜けの評価を行った。なお上記ドロップボリュームは、10pLまたは12pLの2種類とした。
評価基準は下記のとおりであり、AA〜C評価を実用可能領域とした。なお表9〜12には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:ドロップボリューム10pLの印刷物にて、ルーペ及び目視で白抜けが見られ なかった
A:ドロップボリューム10pLの印刷物では、ルーペでは白抜けが見られたが、目 視では白抜けが見られなかった。またドロップボリューム12pLの印刷物では 、ルーペ及び目視で白抜けが見られなかった
B:ドロップボリューム10pLの印刷物では、目視でも白抜けが見られたが、ドロ ップボリューム12pLの印刷物では、ルーペ及び目視で白抜けが見られなかっ た
C:ドロップボリューム12pLの印刷物では、ルーペでは白抜けが見られたが、目 視では白抜けが見られなかった
D:ドロップボリューム12pLの印刷物にて、目視でも白抜けが見られた
京セラ社製ヘッド(KJ4B−QAモデル、設計解像度600×600dpi)を2個、印刷基材の搬送方向に並べて設置したインクジェット吐出装置を準備し、上流側から、シアンインキとイエローインキとを充填した。また、印刷基材として王子製紙社製OKトップコート+(コート紙、坪量104.7g/m2)を準備した。
前記印刷基材を一定速度で搬送し、前記ヘッドの下部を通過させた。その際、周波数を20kHz、印刷解像度を600×600dpi、ドロップボリュームを5pLとし、上記各インキをそれぞれ同一の印字率で重ね印刷した、5cm×5cmの2次色パッチを印刷した。印刷後、70℃エアオーブンに速やかに投入し、3分間乾燥させることで、2次色パッチ印刷物を得た。印字率ごとに、混色滲みの有無を目視で確認することで、印刷物の混色滲みの評価を行った。なお上記2次色パッチの印字率は、50%(印字率25%同士を重ね印刷)、100%(印字率50%同士を重ね印刷)、150%(印字率75%同士を重ね印刷)、及び、200%(印字率100%同士を重ね印刷)の4種類とした。
評価基準は下記のとおりであり、AA〜C評価を実用可能領域とした。
AA:印字率200%の2次色パッチでも、混色滲みが見られなかった
A:印字率150%の2次色パッチでは混色滲みが見られなかったが、印字率200 %の2次色パッチでは混色滲みが見られた
B:印字率100%の2次色パッチでは混色滲みが見られなかったが、印字率150 %の2次色パッチでは混色滲みが見られた
C:印字率50%の2次色パッチでは混色滲みが見られなかったが、印字率100% の2次色パッチでは混色滲みが見られた
D:印字率50%の2次色パッチでも、混色滲みが見られた
評価3で作成したベタパッチ印刷物を用い、印刷物のベタパッチ部分を、水に浸した綿棒で擦った時の状態を目視で観察することで、耐水性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、A〜C評価を実用可能領域とした。なお表9〜12には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
A:水を浸した綿棒で15回擦っても、印刷物の剥がれや、綿棒へのインキの付着が 起こらなかった
B:水を浸した綿棒で10回擦っても、印刷物の剥がれや、綿棒へのインキの付着が 起こらなかったが、15回擦ると、印刷物の剥がれや、綿棒へのインキの付着が 見られた
C:水を浸した綿棒で5回擦っても、印刷物の剥がれや、綿棒へのインキの付着が起 こらなかったが、10回擦ると、印刷物の剥がれや、綿棒へのインキの付着が見 られた
D:水を浸した綿棒で5回強く擦ると、印刷物の剥がれや、綿棒へのインキの付着が 見られた
評価3で作成したベタパッチ印刷物を用い、印刷物のベタパッチ部分を指で強く擦った時の状態を目視で観察することで、耐擦過性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA〜C評価を実用可能領域とした。なお表9〜12には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:指で30回強く擦っても、印刷物の剥がれや、基材の露出が起こらなかった
A:指で20回強く擦っても、印刷物の剥がれや、基材の露出が起こらなかったが、 30回擦ると、印刷物の剥がれや、基材の露出が見られた
B:指で15回強く擦っても、印刷物の剥がれや、基材の露出が起こらなかったが、 20回擦ると、印刷物の剥がれや、基材の露出が見られた
C:指で10回強く擦っても、印刷物の剥がれや、基材の露出が起こらなかったが、 15回擦ると、印刷物の剥がれや、基材の露出が見られた
D:指で10回強く擦ると、印刷物の剥がれや、基材の露出が見られた
インキ1〜81の各色について、マイクロトラック・ベル社製のナノトラックUPA−EX150を用いて、体積平均粒子径(D50)を測定した。このインキを密閉容器に入れ、70℃の恒温機に保存し、2週間経時促進させた後、再度上記装置を用いて粘度を測定し、経時前後でのインキの体積平均粒子径の変化を算出することで、インキの保存安定性を評価した。基準は下記のとおりであり、A〜C評価が実用可能領域である。なお表9〜12には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
A:体積平均粒子径の変化率が±10%未満であった
B:体積平均粒子径の変化率が±10%以上±20%未満であった
C:体積平均粒子径の変化率が±20%以上±30%未満であった
D:1週間保存後の粘度変化率が±30%以上であった
前記定着樹脂が、AブロックとBブロックとからなるA−Bブロック重合体であり、
前記Aブロックはアニオン性官能基を有する構造単位(P−1)を含み、
前記Aブロックおよび前記Bブロックは、それぞれ独立に、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、およびスチレン−(メタ)アクリル系重合体から選択される1種からなるブロックであり、
前記Aブロックに含まれる構造単位の含有量が、前記A−Bブロック重合体に含まれる構造単位の全モル量に対して5〜25モル%であり、
前記Aブロックに含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の含有量が、前記A−Bブロック重合体に含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して85モル%以上であり、
前記Aブロックに含まれる、前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の含有量が、前記Aブロックに含まれる全構造単位に対して、40〜80重量%であり、
前記A−Bブロック重合体の酸価が5〜80mgKOH/gである、インクジェット用水性インキ(ただし、前記Bブロックのガラス転移温度(TgB)が、70〜110℃である場合を除く)に関する。
Claims (10)
- 顔料、定着樹脂、有機溶剤、及び、水を含有するインクジェット用水性インキであって、
前記定着樹脂が、AブロックとBブロックとからなるA−Bブロック重合体であり、
前記Aブロックはアニオン性官能基を有する構造単位(P−1)を含み、
前記Aブロックおよび前記Bブロックは、それぞれ独立に、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、およびスチレン−(メタ)アクリル系重合体から選択される1種からなるブロックであり、
前記Aブロックに含まれる構造単位の含有量が、前記A−Bブロック重合体に含まれる構造単位の全モル量に対して5〜25モル%であり、
前記Aブロックに含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の含有量が、前記A−Bブロック重合体に含まれる前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の全モル量に対して85モル%以上であり、
前記A−Bブロック重合体の酸価が5〜80mgKOH/gである、インクジェット用水性インキ。 - 前記Aブロックに含まれる、前記アニオン性官能基を有する構造単位(P−1)の含有量が、前記Aブロックに含まれる全構造単位に対して、40〜80重量%である、請求項1記載のインクジェット用水性インキ。
- 前記Bブロックのガラス転移温度(TgB)が、70〜110℃である、請求項1または2に記載のインクジェット用水性インキ。
- 前記Bブロックが、炭素数8〜30のアルキル基を有する構造単位(P−2)及び/または芳香環を有する構造単位(P−3)を含む、請求項1〜3いずれかに記載のインクジェット用水性インキ。
- 前記Bブロックが、前記炭素数8〜30のアルキル基を有する構造単位(P−2)として、炭素数10〜30のアルキル基を有する構造単位を含む、請求項4記載のインクジェット用水性インキ。
- 前記Bブロックが、前記芳香環を有する構造単位(P−3)として、スチレン系構造単位を含む、請求項4または5記載のインクジェット用水性インキ。
- 前記有機溶剤が、グリコールエーテル及び/または炭素数3以上の1,2−アルカンジオールを含む、請求項1〜6いずれかに記載のインクジェット用水性インキ。
- 更に界面活性剤を含み、前記界面活性剤が、ポリシロキサン系界面活性剤を含む、請求項1〜7いずれかに記載のインクジェット用水性インキ。
- 請求項1〜8いずれかに記載のインクジェット用水性インキを、基材上に印刷する印刷物の製造方法。
- 請求項9記載の印刷物の製造方法で製造された印刷物。
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