JP2019064064A - 油性インクジェットインク - Google Patents

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Abstract

【課題】印刷物の裏抜け抑制が可能で、かつ、細字の鮮鋭性を向上できる印刷物の製造方法を提供する。【解決手段】2種以上のインクをインクジェット法で記録媒体に向けて吐出し画像を形成する印刷物の製造方法であって、前記2種以上のインクは、第1の色材及び非水系溶剤を含み、インクの表面張力が27.0mN/m未満である第1の油性インクジェットインク、及び、第2の色材及び非水系溶剤を含み、インクの表面張力が27.0mN/m以上である第2の油性インクジェットインクを含み、前記第1の油性インクジェットインクを1液滴当たりの吐出量が20pl以上で記録媒体に向けて吐出し前記第1の油性インクジェットインクからなるドットを形成した後、前記第2の油性インクジェットインクを1液滴当たりの吐出量が20pl未満で前記第1の油性インクジェットインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出する工程を含む、印刷物の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、油性インクジェットインクに関する。
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ノズルから液滴として噴射し、ノズルに対向して置かれた記録媒体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から、近年急速に普及している。このようなインクジェット記録方式に用いられるインクとして、水を主溶媒として含有する水性インク、重合性モノマーを主成分として高い含有量で含有する紫外線硬化型インク(UVインク)、ワックスを主成分として高い含有量で含有するホットメルトインク(固体インク)とともに、非水系溶剤を主溶媒として含有する、いわゆる非水系インクが知られている。非水系インクは、主溶媒が揮発性有機溶剤であるソルベントインク(溶剤系インク)と、主溶媒が低揮発性あるいは不揮発性の有機溶剤である油性インク(オイル系インク)に分類できる。ソルベントインクは主に有機溶剤の蒸発によって記録媒体上で乾燥するのに対して、油性インクは記録媒体への浸透が主となって乾燥する。
油性インクは、色材が記録媒体内部まで浸透しやすいため、印刷濃度が低くなりやすい。
特許文献1は、印刷物の裏抜けを抑制して印刷濃度を高め、かつ、貯蔵安定性にも優れた非水系顔料インクを提供すべく、特定の構造を有する、顔料分散能を有する非水系樹脂分散微粒子を含む非水系顔料インクを提案している。
特開2010−1452号公報
ベタ画像の印刷濃度を高めることができても、鮮鋭な細字が得られない場合もある。
本発明の一目的は、印刷物の裏抜けを抑制することが可能であり、かつ、細字の鮮鋭性を向上することができる、印刷物の製造方法を提供することである。
本発明の実施形態により、2種以上のインクをインクジェット法で記録媒体に向けて吐出し画像を形成する印刷物の製造方法であって、前記2種以上のインクは、第1の色材及び非水系溶剤を含み、インクの表面張力が27.0mN/m未満である第1の油性インクジェットインク、及び、第2の色材及び非水系溶剤を含み、インクの表面張力が27.0mN/m以上である第2の油性インクジェットインクを含み、前記第1の油性インクジェットインクを1液滴当たりの吐出量が20pl以上で記録媒体に向けて吐出し前記第1の油性インクジェットインクからなるドットを形成した後、前記第2の油性インクジェットインクを1液滴当たりの吐出量が20pl未満で前記第1の油性インクジェットインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出する工程を含む印刷物の製造方法が提供される。
本発明の実施形態によれば、印刷物の裏抜けを抑制することが可能であり、かつ、細字の鮮鋭性を向上することができる、印刷物の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態が本発明を限定することはない。
以下、油性インクジェットインクを、単に「インク」と称することがある。また、第1の油性インクジェットインクを「第1のインク」と称することがあり、第2の油性インクジェットインクを「第2のインク」と称することがある。
一実施形態による印刷物の製造方法は、2種以上のインクをインクジェット法で記録媒体に向けて吐出し画像を形成する印刷物の製造方法であって、2種以上のインクは、第1の色材及び非水系溶剤を含み、インクの表面張力が27.0mN/m未満である第1の油性インクジェットインク、及び、第2の色材及び非水系溶剤を含み、インクの表面張力が27.0mN/m以上である第2の油性インクジェットインクを含み、第1の油性インクジェットインクを1液滴当たりの吐出量が20pl以上で記録媒体に向けて吐出し第1の油性インクジェットインクからなるドットを形成した後、第2の油性インクジェットインクを1液滴当たりの吐出量が20pl未満で第1の油性インクジェットインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出する工程を含む、印刷物の製造方法である。
この印刷物の製造方法によれば、印刷物の裏抜けを抑制することが可能であり、かつ、細字の鮮鋭性を向上することができる。
特定の理論に拘束されるものではないが、この理由は、下記のように推察される。
表面張力が27.0mN/m未満の第1のインクは、表面張力が低いため、記録媒体に着弾するとすぐに濡れ広がる傾向がある。このため、記録媒体へ色材が定着するのが早く、溶剤とともに色材が滲むのを防ぐため細字の鮮鋭性が良い。また、色材がドット内に均一に分布することができ、これにより、記録媒体内部への色材の浸透が抑制されて、裏抜けを抑制することができる。第2のインクの1液滴当たりの吐出量が20pl未満であることも、裏抜けを抑制しやすくする。一方、第1のインクの表面張力が高いと、記録媒体に着弾してから濡れ広がるまでに時間がかかる。このため、色材が溶剤とともに滲むので細字の鮮鋭性が悪くなる傾向がある。さらに、第1のインクの吐出量が多いと浸透する割合が多く、裏抜けが悪くなる傾向がある。
また、第1のインクのドットと第2のインクのドットとが重なると、ドットの色材の密度が大きくなり、細字の鮮鋭性を向上することができると考えられる。一方、インクのドットの重なりは、インクの濡れ広がりや、インクの着弾位置精度にも影響を受けると考えられる。第1のインクを記録媒体上に向けて吐出し第1のインクからなるドットを形成した後、第2のインクを第1のインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出する場合、下記のように、インクの表面張力及び吐出量を所定のものとするとき、第1のインクのドットと第2のインクのドットとを重ねやすい。
第1のインクの1液滴当たりの吐出量を20pl以上とすると、液滴サイズが比較的大きいことから、気流の影響を受けにくく、これにより、第1のインクの着弾位置精度を高めることができる。また、第1のインクは、上述の通り表面張力が広く濡れ広がりやすい。一方、後から吐出する第2のインクは、1液滴当たりの吐出量が20pl未満であり、液滴サイズが小さいことから、気流の影響を受けやすく、着弾位置精度が低い傾向がある。しかし、先に吐出した第1のインクが形成するドットが濡れ拡がっていることから、第2のインクの着弾位置精度が多少低くても、第2のインクのドットは第1のインクのドットと重なりやすい。また、第2のインクの表面張力は27.0mN/m以上であるため、第2のインクの液滴は過度に小さくなりにくく、これにより、第2のインクの液滴が気流の影響を過度に受けて着弾位置精度が過度に低下することを避けやすい。このようにして、第1のインクのドットと第2のインクのドットとを重ねやすくすることができると考えられる。また、第2のインクは、記録媒体内部への浸透過程を経て、第1のインクよりも記録媒体の下層に位置するため、吐出量が多いと裏抜けが悪くなる傾向がある。
第1のインクについて説明する。
第1のインクは、第1の色材及び非水系溶剤を含むことが好ましい。
第1のインクは、第1の色材として顔料、染料、またはこれらの組み合わせを含むことができる。
顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環式顔料、染付レーキ顔料等の有機顔料;及び、カーボンブラック、金属酸化物等の無機顔料を用いることができる。アゾ顔料としては、溶性アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料及び縮合アゾ顔料等が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、金属フタロシアニン顔料及び無金属フタロシアニン顔料等が挙げられる。多環式顔料としては、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、アンスラキノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料及びジケトピロロピロール(DPP)等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの顔料は単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第1のインクは、例えば、色材としてカーボンブラックを含んでよい。
顔料の分散形態は、顔料を非油溶性樹脂で被覆したいわゆるカプセル顔料や着色樹脂粒子、及びそれらを顔料分散剤で分散させた分散体であってもよいが、顔料表面に官能基を化学結合させたいわゆる自己分散顔料の分散体や、顔料分散剤を顔料表面に直接吸着させて分散させた分散体であることが好ましい。
顔料の平均粒子径としては、吐出安定性と保存安定性の観点から、300nm以下であることが好ましく、より好ましくは200nm以下であり、さらに好ましくは150nm以下である。
顔料は、インク全量に対し、通常0.01〜20質量%であり、印刷濃度とインク粘度の観点から、1〜15質量%であることが好ましく、5〜10質量%であることが一層好ましい。
インク中で顔料を安定して分散させるために、顔料とともに顔料分散剤を用いることができる。
顔料分散剤としては、例えば、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、ビニルピロリドンと長鎖アルケンとの共重合体、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリエステルポリアミン等が好ましく用いられる。
顔料分散剤の市販品例としては、例えば、アイ・エス・ピー・ジャパン株式会社製「アンタロンV216(ビニルピロリドン・ヘキサデセン共重合体)、V220(ビニルピロリドン・エイコセン共重合体)」(いずれも商品名);
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)、16000、17000、18000(脂肪酸アミン系)、11200、24000、28000」(いずれも商品名);
BASFジャパン株式会社製「エフカ400、401、402、403、450、451、453(変性ポリアクリレート)、46、47、48、49、4010、4055(変性ポリウレタン)」(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(ポリエステルのアミン塩)」(いずれも商品名);
第一工業製薬株式会社製「ディスコール202、206、OA−202、OA−600(多鎖型高分子非イオン系)」(いずれも商品名);
ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPERBYK2155、9077」(いずれも商品名);
クローダジャパン株式会社製「HypermerKD2、KD3、KD11、KD12」(いずれも商品名)等が挙げられる。
顔料分散剤は、上記顔料を十分にインク中に分散可能な量であれば足り、適宜設定できる。例えば、質量比で、顔料1に対し顔料分散剤を0.1〜5で配合することができ、好ましくは0.1〜1である。また、顔料分散剤は、インク全量に対し、0.01〜10質量%で配合することができ、好ましくは0.01〜5質量%である。
油性インクには、顔料分散剤を含む樹脂成分は、インク全量に対し10質量%以下で配合することができ、より好ましくは7質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。これによって、インク粘度の上昇を防止し、吐出性能をより改善することができる。
染料としては、当該技術分野で一般に用いられているものを任意に使用することができる。油性インクでは、染料は、インクの非水系溶剤に親和性を示すことで、貯蔵安定性がより良好となるため、油溶性染料を用いることが好ましい。
油溶性染料としては、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノンイミン染料、キサンテン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料、金属フタロシアニン染料等を挙げることができる。これらは単独で、または複数種を組み合わせて使用してもよい。
染料は、インク全量に対し、通常0.01〜20質量%であり、印刷濃度とインク粘度の観点から、1〜15質量%であることが好ましく、5〜10質量%であることが一層好ましい。
第1のインクは、非水系溶剤を含むことが好ましい。非水系溶剤としては、非極性有機溶剤及び極性有機溶剤のいずれも使用できる。なお、本実施形態において、非水系溶剤には、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合しない非水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。
第1のインクに含まれる非水系溶剤は特に限定されないが、第1のインクは、第1のインクの表面張力を27.0mN/m未満とすることができる非水系溶剤を含むことが好ましい。この観点から、第1のインクの非水系溶剤は、例えば、シリコーンオイルを含むことが好ましい。
シリコーンオイルは、1分子中にケイ素原子及び炭素原子をし、23℃において液体状の化合物である。
シリコーンオイルとしては、シリル基を有する化合物、シリルオキシ基を有する化合物、シロキサン結合を有する化合物等を用いることができ、特にポリシロキサン化合物を好ましく用いることができる。
シリコーンオイルとしては、例えば、鎖状シリコーンオイル、環状シリコーンオイル、変性シリコーンオイル等を用いることができる。
鎖状シリコーンオイルは、ケイ素数が2〜30の鎖状ポリシロキサンであることが好ましく、2〜20がより好ましく、3〜10が一層好ましい。鎖状シリコーンオイルとしては、例えば、テトラデカメチルヘキサシロキサン、ヘキサデカメチルヘプタシロキサン等の直鎖ジメチルシリコーンオイル、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、テトラキス(トリメチルシロキシ)シラン等の分岐ジメチルシリコーンオイルが挙げられる。
環状シリコーンオイルとしては、ケイ素数が5〜9の環状ポリシロキサンであることが好ましく、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、ヘキサデカメチルシクロオクタシロキサン、オクタデカメチルシクロノナシロキサン等の環状ジメチルシリコーンオイルを好ましく用いることができる。
変性シリコーンオイルとしては、鎖状又は環状のジメチルシリコーンオイルの一部のケイ素原子に各種有機基を導入したシリコーンオイルを用いることができる。変性シリコーンオイルとしては、すべてのケイ素原子が炭素原子またはシロキサン結合の酸素原子のいずれかとのみ結合していることが好ましい。変性シリコーンオイルとしては、非反応性シリコーンオイルであることが好ましい。変性シリコーンオイルとしては、その構成原子がケイ素原子、炭素原子、酸素原子、水素原子のみからなることが好ましい。
変性シリコーンオイルとしては、例えば、鎖状又は環状のジメチルシリコーンオイルに含まれる、少なくとも1つのメチル基が、アルキル基、カルボン酸エステル結合含有基、芳香環含有基、及びエーテル結合含有基からなる群から選択される1種以上によって置換された化合物を用いることができる。
また、変性シリコーンオイルとしては、例えば、鎖状又は環状のジメチルシリコーンオイルに含まれる、少なくとも1つのケイ素原子にアルキレン基を介してさらに別の鎖状又は環状のジメチルシリコーンオイルのケイ素原子が結合する化合物を用いることができる。この場合、アルキレン基を介して結合する鎖状又は環状のジメチルシリコーンオイルに含まれる、少なくとも1つのメチル基は、アルキル基、カルボン酸エステル結合含有基、芳香環含有基、及びエーテル結合含有基からなる群から選択される1種以上によって置換されていてもよい。
変性シリコーンオイルとしては、例えば、アルキル変性シリコーンオイル、フェニル変性シリコーンオイルやアラルキル変性シリコーンオイル等のアリール変性シリコーンオイル、カルボン酸エステル変性シリコーンオイル、アルキレン変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル等が挙げられる。
変性シリコーンオイルとしては、ケイ素数が2〜20であることが好ましく、2〜10がより好ましく、2〜6がさらに好ましく、3〜6が一層好ましい。
アルキル変性シリコーンオイルとしては、例えば、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、テトラデシル基、エイコシル基等の炭素数2〜20のアルキル基を、1分子中に1個、又は2個以上有するシリコーンオイルが挙げられる。
アリール変性シリコーンオイルとしては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、トリメチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等、又はこれらの少なくとも1個の水素原子がアルキル基に置換された官能基等を、1分子中に1個、又は2個以上有するシリコーンオイルが挙げられる。
フェニル変性シリコーンオイルとしては、例えば、ジフェニルジメチコン、トリメチルシロキシフェニルジメチコン、フェニルトリメチコン、ジフェニルシロキシフェニルトリメチコン、トリメチルペンタフェニルトリシロキサン、1,1,1,5,5,5−ヘキサメチル−3−フェニル−3−(トリメチルシリルオキシ)トリシロキサン等のメチルフェニルシリコーン等が挙げられる。
カルボン酸エステル変性シリコーンオイルとしては、例えば、炭素数1〜20のアルキル基を有するアルキルカルボニルオキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基を有するアルコキシカルボニル基等を、1分子中に1個、又は2個以上有するシリコーンオイルが挙げられる。
変性シリコーンオイルの一例には、1分子中のケイ素数が2〜6であり、ケイ素原子に炭素原子が直接結合し、炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基を有し、1分子中の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基に含まれる炭素数及び酸素数の合計が4〜20であるシリコーンオイルが含まれる。以下、このシリコーンオイルを変性シリコーンオイルSとも記す。
変性シリコーンオイルSは、炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基として、下記の(A)〜(D)からなる群から選択される1種以上を有することができる。
(A)炭素数4以上のアルキル基。
(B)炭素数及び酸素数の合計が4以上であるカルボン酸エステル結合含有基。
(C)炭素数6以上の芳香環含有基。
(D)炭素数4以上のアルキレン基。
例えば、変性シリコーンオイルSとして、下記の(A)〜(D)からなる群から選択される1種以上を用いることができる。
(A)主鎖のシロキサン結合と、炭素数4以上のアルキル基とを有する化合物。以下、アルキル変性シリコーンオイルSとも記す。
(B)主鎖のシロキサン結合と、炭素数及び酸素数の合計が4以上であるカルボン酸エステル結合含有基とを有する化合物。以下、エステル変性シリコーンオイルSとも記す。
(C)主鎖のシロキサン結合と、炭素数が6以上である芳香環含有基とを有する化合物。以下、アリール変性シリコーンオイルSとも記す。
(D)炭素数が4以上であるアルキレン基の両端の炭素原子のうち、一方の炭素原子にシロキサン結合が結合し、他方の炭素原子にシリル基又はシロキサン結合が結合する化合物。以下、アルキレン変性シリコーンオイルSとも記す。
変性シリコーンオイルSは、1分子中の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基に含まれる炭素数及び酸素数の合計が4以上であることが好ましく、より好ましくは8以上であり、さらに好ましくは10以上である。
変性シリコーンオイルSは、1分子中の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基に含まれる炭素数及び酸素数の合計が20以下であることが好ましく、より好ましくは16以下であり、さらに好ましくは12以下である。
変性シリコーンオイルSの1分子中に炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基が2個以上含まれる場合は、1分子中の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基の炭素数及び酸素数の合計は、2個以上の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基の炭素数及び酸素数の合計である。
変性シリコーンオイルSは、1分子中の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基に含まれる炭素数及び酸素数の合計が4〜12であることが好ましい。
また、変性シリコーンオイルSは、1分子中の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基に含まれる炭素数及び酸素数の合計が8〜20であることが好ましい。
変性シリコーンオイルSの一例には、下記一般式(X)で表される化合物であるシリコーンオイルが含まれる。
Figure 2019064064
一般式(X)において、Rは、酸素原子、又はケイ素原子に炭素結合が直接結合する2価の有機基であり、Rは、それぞれ独立的に、ケイ素原子に炭素結合が直接結合する1価の有機基であり、m及びnは、それぞれ独立的に、0〜4の整数であり、pは、それぞれ独立的に、0〜2の整数であり、1分子中のケイ素数が2〜6であり、R及びRのうち少なくとも1個は、炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基であり、1分子中の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基に含まれる酸素数及び炭素数の合計が4〜20である。
一般式(X)において、Rは、酸素原子、又は炭素数及び酸素数の合計が4以上である2価の有機基であり、Rは、それぞれ独立的に、メチル基、又は炭素数及び酸素数の合計が4以上である1価の有機基であることが好ましい。
好ましくは、一般式(X)において、Rは、酸素原子、又は炭素数4以上のアルキレン基であり、Rは、それぞれ独立的に、メチル基、炭素数4以上のアルキル基、炭素数及び酸素数の合計が4以上であるカルボン酸エステル結合含有基、又は炭素数6以上の芳香環含有基であり、R及びRのうち少なくとも1個は、炭素数4以上のアルキレン基、炭素数4以上のアルキル基、炭素数及び酸素数の合計が4以上であるカルボン酸エステル結合含有基、及び炭素数6以上の芳香環含有基からなる群から選択され、1分子中の炭素数4以上のアルキレン基、炭素数4以上のアルキル基、炭素数及び酸素数の合計が4以上であるカルボン酸エステル結合含有基、及び炭素数6以上の芳香環含有基に含まれる酸素数及び炭素数の合計が4〜20である。
変性シリコーンオイルSの他の例には、下記一般式(X−1)で表される化合物であるシリコーンオイルが含まれる。
Figure 2019064064
一般式(X−1)において、Rは、それぞれ独立的に、ケイ素原子に炭素原子が直接結合する1価の有機基であり、nは、0〜4の整数であり、pは、それぞれ独立的に、0又は1であり、1分子中のケイ素数が2〜6であり、Rのうち少なくとも1個は、炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基であり、1分子中の炭素数及び酸素数の合計が4以上である有機基に含まれる酸素数及び炭素数の合計が4〜20である。
一般式(X−1)において、Rは、それぞれ独立的に、メチル基、又は炭素数及び酸素数の合計が4以上である1価の有機基であることが好ましい。
(A)アルキル変性シリコーンオイルS
変性シリコーンオイルSの一実施形態としては、2〜6個のケイ素原子と、炭素数4以上のアルキル基とを有する化合物であり、好ましくは、主鎖のシロキサン結合と、主鎖のケイ素原子に炭素原子が直接結合し、炭素数4以上のアルキル基とを有する化合物(アルキル変性シリコーンオイルS)である。
アルキル変性シリコーンオイルSの主鎖のシロキサン結合は、ケイ素数が2〜6であることが好ましく、3〜5であることがより好ましく、3であることがさらに好ましい。例えば、主鎖のシロキサン結合がトリシロキサン(ケイ素数が3)であることが好ましい。
主鎖のシロキサン結合からトリメチルシリルオキシ基等の分岐鎖が側鎖として分岐していてもよい。
炭素数4以上のアルキル基は、主鎖のシロキサン結合の一方端又は両端のケイ素原子に結合してもよく、側鎖として結合していてもよく、一方端又は両端とともに側鎖に導入されていてもよい。
アルキル変性シリコーンSオイルの一例は、以下の(1)〜(4)の通りである。
(1)主鎖のシロキサン結合の一方端に炭素数4以上のアルキル基を有する。
(2)主鎖のシロキサン結合の両端にそれぞれ炭素数4以上のアルキル基を有する。
(3)主鎖のシロキサン結合に側鎖として1個の炭素数4以上のアルキル基を有する。
(4)主鎖のシロキサン結合に側鎖として2個以上の炭素数4以上のアルキル基を有する。
炭素数4以上のアルキル基は、直鎖または分岐鎖を有してもよく、鎖状または脂環式であってもよい。炭素数4以上のアルキル基は、炭素数4〜20であることが好ましい。
アルキル基の炭素数は4以上が好ましく、より好ましくは8以上、さらに好ましくは10以上である。
アルキル基の炭素数は20以下が好ましく、より好ましくは16以下、さらに好ましくは12以下である。
炭素数4以上のアルキル基は、例えば、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、テトラデシル基、エイコシル基等を挙げることができる。
好ましくは、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基であり、より好ましくはデシル基、ドデシル基である。
アルキル変性シリコーンオイルSで、1分子中の炭素数4以上のアルキル基の炭素数の合計は4以上であることが好ましく、より好ましくは8以上であり、さらに好ましくは10以上である。
アルキル変性シリコーンオイルSで、1分子中の炭素数4以上のアルキル基の炭素数の合計は20以下であることが好ましく、より好ましくは16以下であり、さらに好ましくは12以下である。
アルキル変性シリコーンオイルS1分子中に炭素数4以上のアルキル基が2個以上含まれる場合は、1分子中の炭素数4以上のアルキル基の炭素数の合計は、2個以上の炭素数4以上のアルキル基の炭素数の合計である。
アルキル変性シリコーンオイルSの一例には、下記一般式(A1)で表される化合物が含まれる。
Figure 2019064064
一般式(A1)において、Rは、それぞれ独立的に、メチル基、又は炭素数4以上のアルキル基であり、nは、0〜4の整数であり、pは、それぞれ独立的に、0又は1であり、1分子中のケイ素数が2〜6であり、Rのうち少なくとも1個は、炭素数4以上のアルキル基であり、1分子中の炭素数4以上のアルキル基に含まれる炭素数の合計が4〜20である。
アルキル変性シリコーンオイルSは、主鎖のケイ素数が3であることが好ましく、例えば、下記一般式(A2)で表されるトリシロキサン化合物を用いることができる。
Figure 2019064064
一般式(A2)において、RA1は、メチル基、又は炭素数4以上のアルキル基であり、RA2は、メチル基、炭素数4以上のアルキル基、又はトリメチルシリルオキシ基であり、RA1及びRA2の少なくとも1個は炭素数4以上のアルキル基であり、RA1及びRA2はそれぞれ互いに同一であってもよく、一部又は全部が異なっていてもよく、1分子中のケイ素数が2〜6である。
アルキル変性シリコーンオイルSには、例えば、下記一般式(1)で表される化合物を用いることができる。
Figure 2019064064
一般式(1)中、Rは、炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖を有するアルキル基であり、m及びnは、それぞれ独立的に0〜2の整数であり、m+n≦2である。
一般式(1)において、Rは、炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖を有するアルキル基である。Rで表されるアルキル基の炭素数は4以上が好ましく、より好ましくは8以上、さらに好ましくは10以上である。
また、Rで表されるアルキル基の炭素数は20以下が好ましく、より好ましくは16以下、さらに好ましくは12以下である。
一般式(1)において、Rで表されるアルキル基は、例えば、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、エイコシル基等を挙げることができる。
好ましくは、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基であり、より好ましくはデシル基、ドデシル基である。
一般式(1)で表される化合物は、m及びnがそれぞれ0である下記化合物であることが好ましい。Rは上記した通りである。
Figure 2019064064
上記したアルキル変性シリコーンオイルSは、これに限定されないが、以下の方法によって製造することができる。
例えば、シロキサン原料と、炭素数4以上のアルケンとを、有機溶媒中で反応させることで、アルキル変性シリコーンオイルを得ることができる。シロキサン原料とアルケンとは、モル比で1:1〜1:1.5で反応させることが好ましい。シロキサン骨格に2箇所以上のアルキル基を導入する場合は、シロキサン原料の反応性基とアルケンとがモル比で1:1〜1:1.5となるように反応させることが好ましい。また、反応に際し、0価白金のオレフィン錯体、0価白金のビニルシロキサン錯体、2価白金のオレフィン錯体ハロゲン化物、塩化白金酸等の白金触媒等の触媒を好ましく用いることができる。
例えば、一般式(1)においてRが水素原子であるシロキサン原料と、炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖を有するアルケンとを、有機溶媒中で反応させることで、一般式(1)で表される化合物を得ることができる。
シロキサン原料としては、例えば、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン、1,1,1,3,3,5,7,7,7−ノナメチルテトラシロキサン、1,1,1,3,3,5,7,7,9,9,9−ウンデカメチルペンタシロキサン、ペンタメチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルテトラシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9−デカメチルペンタシロキサン、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン、1,1,1,5,5,5−ヘキサメチル−3−(トリメチルシリルオキシ)トリシロキサン、1,1,1,5,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン、1,1,1,3,5,7,7,7−オクタメチルテトラシロキサン、1,1,3,5,5−ペンタメチル−3−(ジメチルシリルオキシ)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11−ドデカメチルヘキサシロキサン、1,1,1,5,5,5−ヘキサメチル−3−(トリメチルシリルオキシ)トリシロキサン等を用いることができる。
アルケンとしては、例えば、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、2−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン、1−ヘキサデセン、1−エイコセン等を用いることができる。
また、アルケンの他にも、ビニルシクロヘキサン等のエチレン性不飽和2重結合を有する脂環式炭化水素基を用いることができる。
(B)エステル変性シリコーンオイルS
変性シリコーンオイルSの一実施形態としては、2〜6個のケイ素原子と、炭素数及び酸素数の合計が4以上であるカルボン酸エステル結合含有基とを有する化合物であり、好ましくは、主鎖のシロキサン結合と、主鎖のケイ素原子に炭素原子が直接結合し、炭素数及び酸素数の合計が4以上であるカルボン酸エステル結合含有基(エステル変性シリコーンオイルS)である。
エステル変性シリコーンオイルSの主鎖のシロキサン結合は、ケイ素数が2〜6であることが好ましく、2〜5であることがより好ましく、3〜5であることがさらに好ましい。例えば、主鎖のシロキサン結合がトリシロキサン(ケイ素数が3)であることが好ましい。
主鎖のシロキサン結合からトリメチルシリルオキシ基等の分岐鎖が側鎖として分岐していてもよい。
カルボン酸エステル結合含有基は、主鎖のシロキサン結合の一方端又は両端のケイ素原子に結合してもよく、側鎖として結合していてもよく、一方端又は両端とともに側鎖に導入されていてもよい。
カルボン酸エステル結合含有基は、主鎖のシロキサン結合のケイ素原子にアルキレン基を介してカルボン酸エステル結合が結合する−RBb−O−(CO)−RBaで表される基、または、−RBb−(CO)−O−RBaで表される基を好ましく用いることができる。
ここで、RBaは、炭素数1以上の直鎖または分岐鎖を有してもよく、鎖状または脂環式のアルキル基であることが好ましい。また、RBbは、炭素数1以上の直鎖又は分岐鎖を有してもよく、鎖状または脂環式のアルキレン基であることが好ましい。主鎖のシロキサン結合のケイ素原子とカルボン酸エステル結合を結ぶアルキレン基は、炭素数2以上であることがより好ましい。
カルボン酸エステル結合含有基の炭素数及び酸素数の合計は、エステル結合(−O−(CO)−)の1個の炭素原子と2個の酸素原子と、アルキル基(RBa)の炭素数と、アルキレン基(RBb)の炭素数との合計になる。
カルボン酸エステル結合含有基の炭素数及び酸素数の合計は、4〜20であることが好ましい。
カルボン酸エステル結合含有基の炭素数及び酸素数の合計は4以上が好ましく、より好ましくは8以上、さらに好ましくは10以上である。
カルボン酸エステル結合含有基の炭素数及び酸素数の合計は20以下が好ましく、より好ましくは16以下、さらに好ましくは12以下である。
カルボン酸エステル結合含有基において、アルキル基(RBa)は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基等を挙げることができる。
好ましくは、ペンチル基、ヘプチル基、ノニル基、トリデシル基であり、より好ましくはヘプチル基、ノニル基である。
カルボン酸エステル結合含有基において、アルキレン基(RBb)は、炭素数1〜8の直鎖アルキレン基であることが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、イソオクチレン基等を挙げることができる。好ましくは、エチレン基である。
エステル変性シリコーンオイルS1分子中に炭素数及び酸素数の合計が4以上のカルボン酸エステル結合含有基が2個以上含まれる場合は、1分子中のカルボン酸エステル結合含有基の炭素数及び酸素数の合計は、2個以上のカルボン酸エステル結合含有基の炭素数及び酸素数の合計である。
エステル変性シリコーンオイルSには、上記一般式(X−1)において、Rは、それぞれ独立的に、メチル基、又はケイ素原子に炭素原子が直接結合し、炭素数及び酸素数の合計が4以上であるカルボン酸エステル結合含有基であり、nは、0〜4の整数であり、pは、それぞれ独立的に、0又は1であり、1分子中のケイ素数が2〜6であり、Rのうち少なくとも1個は、上記カルボン酸エステル結合含有基であり、1分子中の上記カルボン酸エステル結合含有基に含まれる酸素数及び炭素数の合計が4〜20である化合物を好ましく用いることができる。
上記したエステル変性シリコーンオイルSは、これに限定されないが、以下の方法によって製造することができる。
例えば、シロキサン原料と、炭素数及び酸素数の合計が4以上の脂肪酸ビニルまたは脂肪酸アリル化合物とを、有機溶媒中で反応させることで、エステル変性シリコーンオイルSを得ることができる。シロキサン原料と脂肪酸ビニルまたは脂肪酸アリル化合物とは、シロキサン原料の反応性基と脂肪酸ビニルまたは脂肪酸アリル化合物とがモル比で1:1〜1:1.5で反応させることが好ましい。また、反応に際し、0価白金のオレフィン錯体、0価白金のビニルシロキサン錯体、2価白金のオレフィン錯体ハロゲン化物、塩化白金酸等の白金触媒等の触媒を好ましく用いることができる。
シロキサン原料は、上記したアルキル変性シリコーンオイルSと共通する化合物を用いることができる。
脂肪酸ビニルとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソブタン酸ビニル、ペンタン酸ビニル、ピバル酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、ヘプタン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、オクタン酸ビニル、イソオクタン酸ビニル、ノナン酸ビニル、デカン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、エイコサン酸ビニル等を用いることができる。
脂肪酸アリルとしては、例えばヘキサン酸アリル等を用いることができる。
(C)アリール変性シリコーンオイルS
変性シリコーンオイルSの一実施形態としては、2〜6個のケイ素原子と、炭素数の合計が6以上である芳香環含有基とを有する化合物であり、好ましくは、主鎖のシロキサン結合と、主鎖のケイ素原子に炭素原子が直接結合し、炭素数の合計が6以上である芳香環含有基(アリール変性シリコーンオイルS)である。
アリール変性シリコーンオイルSの主鎖のシロキサン結合は、ケイ素数が2〜6であることが好ましく、3〜5であることがより好ましく、3であることがさらに好ましい。例えば、主鎖のシロキサン結合がトリシロキサン(ケイ素数が3)であることが好ましい。
主鎖のシロキサン結合からトリメチルシリルオキシ基等の分岐鎖が側鎖として分岐していてもよい。
芳香環含有基は、主鎖のシロキサン結合の一方端又は両端のケイ素原子に結合してもよく、側鎖として結合していてもよく、一方端又は両端とともに側鎖に導入されていてもよい。
芳香環含有基は、主鎖のシロキサン結合のケイ素原子に芳香環が直接結合する−RCaで表される基、または、主鎖のシロキサン結合のケイ素原子にアルキレン基を介して芳香環が結合する−RCb−RCaで表される基を好ましく用いることができる。
ここで、RCaは、炭素数6以上の芳香環であることが好ましい。また、RCbは、炭素数1以上の直鎖又は分岐鎖を有してもよく、鎖状または脂環式のアルキレン基であることが好ましい。
芳香環含有基が、主鎖のシロキサン結合のケイ素原子に芳香環が直接結合する−RCaで表される基である場合、主鎖のシロキサン結合からトリメチルシリルオキシ基等の分岐鎖が側鎖として分岐していることが好ましい。芳香環含有基は、主鎖のシロキサン結合のケイ素原子にアルキレン基を介して芳香環が結合する−RCb−RCaで表される基であることがより好ましい。
芳香環含有基の炭素数は、芳香環(RCa)の炭素数と、任意のアルキレン基(RCb)の炭素数との合計になる。
芳香環含有基の炭素数は、6〜20であることが好ましい。
芳香環含有基の炭素数は6以上が好ましく、より好ましくは8以上、さらに好ましくは10以上である。
芳香環含有基の炭素数は20以下が好ましく、より好ましくは16以下、さらに好ましくは12以下である。
芳香環含有基において、芳香環部分(RCa)は、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、トリメチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等、又はこれらの少なくとも1個の水素原子がアルキル基に置換された官能基を挙げることができる。
芳香環含有基には、1個、又は2個以上の芳香環が含まれてもよいが、1分子中の炭素数6以上の芳香環含有基の炭素数が6〜20であることが好ましい。
芳香環含有基において、任意のアルキレン基(RCb)は、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖を有してもよいアルキレン基であることが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、イソオクチレン基等を挙げることができる。
好ましくは、プロピレン基、メチルエチレン基、エチレン基である。
アリール変性シリコーンオイルSで、1分子中の炭素数6以上の芳香環含有基の炭素数の合計は6以上であることが好ましく、より好ましくは8以上であり、さらに好ましくは10以上である。
アリール変性シリコーンオイルSで、1分子中の炭素数6以上の芳香環含有基の炭素数の合計は20以下であることが好ましく、より好ましくは16以下であり、さらに好ましくは12以下である。
アリール変性シリコーンオイルS1分子中に炭素数6以上の芳香環含有基が2個以上含まれる場合は、1分子中の炭素数6以上の芳香環含有基の炭素数の合計は、2個以上の炭素数6以上の芳香環含有基の炭素数の合計である。
アリール変性シリコーンSには、上記一般式(X−1)において、Rは、それぞれ独立的に、メチル基、又はケイ素原子に炭素原子が直接結合し、炭素数が6以上である芳香環結合含有基であり、nは、0〜4の整数であり、pは、それぞれ独立的に、0又は1であり、1分子中のケイ素数が2〜6であり、Rのうち少なくとも1個は、上記芳香環結合含有基であり、1分子中の上記芳香環結合含有基に含まれる炭素数の合計が6〜20である化合物を好ましく用いることができる。
上記したアリール変性シリコーンオイルSは、これに限定されないが、以下の方法によって製造することができる。
例えば、シロキサン原料と、炭素数6〜20の炭素2重結合を有するアリール化合物とを、有機溶媒中で反応させることで、アリール変性シリコーンオイルSを得ることができる。シロキサン原料とアリール化合物とは、シロキサン原料の反応性基とアリール化合物の炭素2重結合とがモル比で1:1〜1:1.5で反応させることが好ましい。また、反応に際し、0価白金のオレフィン錯体、0価白金のビニルシロキサン錯体、2価白金のオレフィン錯体ハロゲン化物、塩化白金酸等の白金触媒等の触媒を好ましく用いることができる。
シロキサン原料は、上記したアルキル変性シリコーンオイルSと共通する化合物を用いることができる。
炭素2重結合を有するアリール化合物としては、例えば、スチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、アリルベンゼン、1−アリルナフタレン、4−フェニル−1−ブテン、2,4−ジフェニル−4−メチル1−1ペンテン、1−ビニルナフタレン、α−メチルスチレン、2−メチル−1−フェニルプロペン、1,1−ジフェニルエチレン、トリフェニルエチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、シス−β−メチルスチレン、トランス−β−メチルスチレン等を用いることができる。
(D)アルキレン変性シリコーンオイルS
変性シリコーンオイルSの一実施形態としては、2〜6個のケイ素原子と、炭素数4以上のアルキレン基とを有する化合物であり、好ましくは、炭素数が4以上であるアルキレン基の両端の炭素原子のうち、一方の炭素原子にシロキサン結合が結合し、他方の炭素原子にシリル基又はシロキサン結合が結合する化合物(アルキレン変性シリコーンオイルS)である。
この化合物をインクの溶剤として用いることで、印刷物をクリアファイルで保管する際に、クリアファイルの変形を防止することができる。
アルキレン変性シリコーンオイルSにおいて、ケイ素数が2〜6であることが好ましく、3〜5であることがより好ましく、4であることがさらに好ましい。
アルキレン変性シリコーンオイルSにおいて、アルキレン基の一方端側のシリル基又はシロキサン結合のケイ素数は1〜5であることが好ましく、1〜4であることが好ましく、2〜3であることがさらに好ましい。
アルキレン基の一方端側でケイ素数が3以上のシロキサン結合を有する場合では、主鎖のシロキサン結合からトリメチルシリルオキシ基等の分岐鎖が側鎖として分岐していてもよい。
炭素数4以上のアルキレン基は、直鎖または分岐鎖を有してもよく、鎖状または脂環式であってもよい。炭素数4以上のアルキレン基は、炭素数4〜20であることが好ましい。
アルキレン基の炭素数は4以上が好ましく、より好ましくは8以上である。
アルキレン基の炭素数は20以下が好ましく、より好ましくは12以下、さらに好ましくは10以下である。
炭素数4以上のアルキレン基は、例えば、n−ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、イソオクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、ヘキサデシレン基、エイコシレン基等を挙げることができる。好ましくは、オクチレン基、デシレン基、ドデシレン基であり、より好ましくは、オクチレン基、デシレン基である。
アルキレン変性シリコーンSには、上記一般式(X)において、Rは、炭素数が4以上であるアルキレン基であり、Rは、メチル基であり、m及びnは、それぞれ独立的に、0〜4の整数であり、pは、それぞれ独立的に、0〜2の整数であり、1分子中のケイ素数が2〜6である化合物を好ましく用いることができる。
上記したアルキレン変性シリコーンオイルSは、これに限定されないが、以下の方法によって製造することができる。
例えば、シロキサン原料と、炭素数4〜20のジエン化合物とを、有機溶媒中で反応させることで、アルキレン変性シリコーンオイルSを得ることができる。シロキサン原料とジエン化合物とは、モル比で2:1〜3:1で反応させることが好ましい。また、反応に際し、0価白金のオレフィン錯体、0価白金のビニルシロキサン錯体、2価白金のオレフィン錯体ハロゲン化物、塩化白金酸等の白金触媒等の触媒を好ましく用いることができる。
シロキサン原料は、上記したアルキル変性シリコーンオイルSと共通する化合物を用いることができる。
ジエン化合物としては、例えば、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、1,11−ドデカジエン、1,10−ウンデカジエン、1,13−テトラデカジエン、ヘキサデカジエン、エイコサジエン等を用いることができる。
シリコーンオイルとしては、例えば、信越化学工業株式会社製「KF−96L−2CS」、「KF−96L−5CS」、「KF−56A」;東レ・ダウコーニング株式会社製「DC246Fluid」、「DC345Fluid」、「FZ−3196」、「SS−3408」;東京化成工業株式会社製「1,1,1,5,5,5−ヘキサメチル−3−フェニル−3−(トリメチルシリルオキシ)トリシロキサン」、「デカメチルシクロペンタシロキサン」、「ドデカメチルシクロヘキサシロキサン」等の市販品を用いてもよい。
シリコーンオイルは、1種を単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。
第1のインクがシリコーンオイルを含む場合、第1のインク中のシリコーンオイルの量は、第1のインク中の非水系溶剤全量に対し、15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上がさらに好ましい。第1のインク中のシリコーンオイルの量は、第1のインク中の非水系溶剤全量に対し、例えば、100質量%であってよく、100質量%以下であってよい。
第1のインクがシリコーンオイルを含む場合、第1のインク全量に対する第1のインク中のシリコーンオイルの量は、非水系溶剤全体の使用量に応じて異なるが、例えば、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、20質量%以上がさらに好ましく、25質量%以上がさらに好ましい。第1のインク全量に対する第1のインク中のシリコーンオイルの量は、例えば、90質量%以下であってよい。
シリコーン系溶剤以外の非水系溶剤について説明する。
非極性有機溶剤としては、例えば、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素溶剤、芳香族炭化水素溶剤等の石油系炭化水素溶剤を好ましく挙げることができる。
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る。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JXTG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(いずれもエクソンモービル社製);モレスコホワイトP−40、モレスコホワイトP−60、モレスコホワイトP−70、モレスコホワイトP−80、モレスコホワイトP−100、モレスコホワイトP−120、モレスコホワイトP−150、モレスコホワイトP−200、モレスコホワイトP−260、モレスコホワイトP−350P(いずれも株式会社MORESCO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JXTG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(いずれもエクソンモービル社製)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。
極性有機溶剤としては、脂肪酸エステル系溶剤等のエステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等を好ましく挙げることができる。
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、イソノナン酸イソトリデシル、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、ジエチルヘキサン酸ネオペンチルグリコール等の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;
デカノール、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。
エステル系溶剤としては、脂肪酸エステル系溶剤以外のエステル系溶剤としては、例えば、リン酸トリフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチル等が挙げられる。
極性有機溶剤としては、さらに、グリコールエーテル系溶剤、アミン系溶剤、アリルエーテル系溶剤等も挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、トリ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ブチルエーテル、エチレングリコールモノtert−ブチルエーテル、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tert−ブチルエーテル等が挙げられる。
アミン系溶剤としては、エタノールアミン、モルフォリン、オクチルアミン等が挙げられる。
アリルエーテル系溶剤としては、グリセリンモノアリルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル等が挙げられる。
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。
第1のインクにおいて、これらの非水系溶剤は、1種を単独で使用してもよく、単一の相を形成する限り2種以上を組み合わせて使用することもできる。
第1のインクにおいて、石油系炭化水素溶剤、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、グリコールエーテル系溶剤、アミン系溶剤、アリルエーテル系溶剤の量は、特に限定されないが、第1のインクに含まれる非水系溶剤全量に対し、85質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、75質量%以下がさらに好ましい。
第1のインク全量に対する第1のインク中の非水系溶剤の量は、例えば、40質量%以上が好ましく、60質量%以上が好ましく、80質量%以上が好ましい。 第1のインク全量に対する第1のインク中の非水系溶剤の量は、例えば、95質量%以下であってよい。
上記各成分に加えて、第1のインクには、本発明の効果を損なわない限り、各種添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、ノズルの目詰まり防止剤、酸化防止剤、導電率調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、酸素吸収剤等を適宜添加することができる。これらの種類は、特に限定されることはなく、当該分野で使用されているものを用いることができる。
第1のインクは、色材及び非水系溶剤を含む各成分を混合することで作製することができる。
好ましくは、各成分を一括ないし分割して混合及び撹拌してインクを作製することができる。具体的には、ビーズミル等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ろ過機を通すことにより調製できる。
第1のインクの表面張力は、裏抜けの抑制及び細字の鮮鋭性の向上の観点から、27.0mN/m未満であることが好ましい。
第1のインクの表面張力は、細字の鮮鋭性のさらなる向上の観点から、26.0mN/m以下がより好ましく、26.0mN/m未満がさらに好ましく、25.0mN/m以下がさらに好ましい。第1のインクの表面張力は、細字の鮮鋭性のさらなる向上の観点から、19.0mN/m以上が好ましく、20.0mN/m以上がより好ましく、22.0mN/m以上がさらに好ましい。例えば、第1のインクの表面張力は、19.0mN/m以上26.0mN/m以下がより好ましく、22.0mN/m以上26.0mN/m以下がさらに好ましい。
インクの表面張力は、バブルプレッシャー法(最大泡圧法)に従って求めることができる。例えば、SITA Process Solutions社製「SITA Messtechnik GmbH science line t60」を用いて表面張力を測定することができる。
第1のインクの23℃における粘度は、インクジェット用途の場合、5〜30mPa・sが好ましく、5〜15mPa・sがより好ましく、約10mPa・s程度がさらに好ましい。
第1のインクの色は特に限定されないが、ブラックインクが好ましい。
第2のインクについて説明する。
第2のインクは、第2の色材及び非水系溶剤を含むことが好ましい。
第2のインクは、第2の色材として顔料、染料、またはこれらの組み合わせを含むことができる。顔料、染料としては、第1の色材として挙げたものを例示することができるが、なかでも色顔料が好ましく、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン顔料が好ましい。顔料の好ましい分散形態、平均粒子径及び含有量、及び染料の好ましい含有量は第1のインクと同様である。また、第2のインクが顔料を含むとき、例えば、顔料分散剤を加えることができる。顔料分散剤としては、第1のインクにおいて挙げたものを例示することができ、その好ましい含有量は第1のインクと同様である。
第2のインクは、非水系溶剤を含むことが好ましい。
第2のインクに含まれる非水系溶剤は、特に限定されない。例えば、第1のインクの非水系溶剤において挙げたものを挙げることができる。第2のインクにおいて、非水系溶剤は、1種を単独で使用してもよく、単一の相を形成する限り2種以上を組み合わせて使用することもできる。
第2のインクは、第2のインクの表面張力を27.0mN/m以上とすることができるような非水系溶剤を含むことが好ましい。
第2のインクは、脂肪酸エステル系溶剤等のエステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、石油系炭化水素溶剤、高級脂肪酸系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、アミン系溶剤及びアリルエーテル系溶剤からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、石油系炭化水素溶剤、高級脂肪酸系溶剤及びグリコールエーテル系溶剤からなる群から選択される1種以上を含むことがより好ましい。
第2のインクが脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、石油系炭化水素溶剤、高級脂肪酸系溶剤及びグリコールエーテル系溶剤からなる群から選択される1種以上を含む場合、第2のインク中のそれらの量は、第2のインク中の非水系溶剤全量に対し、40質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上がさらに好ましく、70質量%以上がさらに好ましく、例えば、100質量%、又は、100質量%以下であってよい。
第2のインクが脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、石油系炭化水素溶剤、高級脂肪酸系溶剤及びグリコールエーテル系溶剤からなる群から選択される1種以上を含む場合、第2のインク全量に対するそれらの量は、非水系溶剤全体の使用量に応じて異なるが、例えば、40質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上がさらに好ましく、70質量%以上がさらに好ましく、例えば、95質量%以下であってよい。
第2のインクは、例えば、シリコーンオイルを含んでもよいが、第2のインクのシリコーンオイルの量は、第2のインクに含まれる非水系溶剤全量に対し、70質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましく、例えば、0質量%であってよい。
第2のインク全量に対する第2のインク中の非水系溶剤の量は、例えば、40質量%以上が好ましく、60質量%以上が好ましく、80質量%以上が好ましい。第2のインク全量に対する第2のインク中の非水系溶剤の量は、例えば、95質量%以下であってよい。
第2のインクには、本発明の効果を損なわない限り、各種添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、第1のインクにおいて挙げられたものが挙げられる。
第2のインクは、第1のインクにおいて説明した製造方法で製造することができる。また、第2のインクの粘度の好ましい範囲は、第1のインクと同様である。
第2のインクの表面張力は、細字の鮮鋭性の観点から、27.0mN/m以上が好ましい。第2のインクの表面張力は、27.5mN/m以上がより好ましい。第2のインクの表面張力は、例えば、40mN/m未満であってよい。
第2のインクの色は特に限定されないが、シアンインク、イエローインク、又は、マゼンタインクが好ましい。
本実施形態の印刷物の製造方法は、第1のインク及び第2のインクを含む2種以上のインクをインクジェット法で記録媒体に向けて吐出し画像を形成する印刷物の製造方法であって、第1のインクを1液滴当たりの吐出量が20pl以上で記録媒体に向けて吐出し第1の油性インクジェットインクからなるドットを形成した後、第2のインクを1液滴当たりの吐出量が20pl未満で第1のインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出する工程(以下、工程Aという場合もある)を含む。
インクジェット法としては、特に限定されず、ピエゾ方式、静電方式、サーマル方式など、いずれの方式のものであってもよいが、ピエゾ方式であることが好ましい。インクジェット記録装置を用いる場合は、デジタル信号に基づいてインクジェットヘッドから本実施形態によるインクを吐出させ、吐出されたインク液滴を記録媒体に付着させるようにすることが好ましい。
工程Aでは、第1のインクを1液滴当たりの吐出量が20pl以上で記録媒体に向けて吐出し、第2のインクを、1液滴当たりの吐出量が20pl未満で、第1のインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出する。
第1のインクの1液滴当たりの吐出量は、細字の鮮鋭性の向上の観点から、20pl以上であることが好ましい。第1のインクの1液滴当たりの吐出量は、22pl以上がより好ましい。第1のインクの1液滴当たりの吐出量は、例えば、50pl以下であってよい。
第2のインクの1液滴当たりの吐出量は、裏抜けの抑制及び細字の鮮鋭さの観点から、20pl未満であることが好ましい。第2のインクの1液滴当たりの吐出量は、18pl以下がより好ましい。第2のインクの1液滴当たりの吐出量は、1pl以上が好ましく、5pl以上がより好ましい。
第1のインクの1液滴当たりの吐出量と第2のインクの1液滴当たりの吐出量との合計は、解像度及び形成する画像等によっても異なるが、例えば、24pl以上が好ましく、28pl以上がより好ましく、30pl以上がさらに好ましい。
例えば、解像度300dpi×300dpiで、ベタ画像を形成する場合には、第1のインクの1液滴当たりの吐出量と第2のインクの1液滴当たりの吐出量との合計は、30pl以上が好ましい。一方、例えば、解像度が300dpi×300dpiで、サイズの小さい6ポイント程度の細字を形成する場合には、第1のインクの1液滴当たりの吐出量と第2のインクの1液滴当たりの吐出量との合計は、24pl以上が好ましく、28pl以上がさらに好ましい。
第1のインクの1液滴当たりの吐出量と第2のインクの1液滴当たりの吐出量との合計は、裏抜けのさらなる抑制及び細字の鮮鋭性さらなる向上の観点から、60pl以下が好ましく、54pl以下がさらに好ましい。
第1のインクの1液滴当たりの吐出量に対する第2のインクの1液滴当たりの吐出量の比は、例えば、0.05以上が好ましく、0.10以上がより好ましく、0.15以上がさらに好ましい。第1のインクの1液滴当たりの吐出量に対する第2のインクの1液滴当たりの吐出量の比は、例えば、0.90以下が好ましく、0.80以下がより好ましい。
工程Aでは、第1のインクを記録媒体に向けて吐出し、第2のインクを、第1のインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出することが好ましい。ここで、「ドットが重なる」とは、少なくともドットの一部が重なることを意味する。
第2のインクを、第1のインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出する方法としては、例えば、ラインヘッドを用いたインクジェットの場合、第1のインクを吐出した後、記録媒体が動く速度に合わせて第2のインクを吐出することにより、第1のインクの液滴の着弾位置と第2のインクの液滴の着弾位置とを同じにするようにインクを吐出する方法等が挙げられる。
第1のインクの色と第2のインクの色の組合せは、とくに限定されない。例えば、第1のインクがブラックインクであり、第2のインクが、シアンインク、イエローインク、又は、マゼンタインクであってもよい。
本実施形態の製造方法では、2種以上のインクをインクジェット法で記録媒体に向けて吐出して画像を形成するが、第1のインク及び第2のインクを所定の条件で吐出することに加え、さらに他のインクを用いてもよい。
本実施形態において、記録媒体は、特に限定されるものではなく、普通紙、コート紙、特殊紙等の印刷用紙、布、無機質シート、フィルム、OHPシート等、これらを基材として裏面に粘着層を設けた粘着シート等を用いることができる。これらの中でも、インクの浸透性の観点から、普通紙、コート紙等の印刷用紙を好ましく用いることができる。
ここで、普通紙とは、通常の紙の上にインクの受容層やフィルム層等が形成されていない紙である。普通紙の一例としては、上質紙、中質紙、PPC用紙、更紙、再生紙等を挙げることができる。普通紙は、数μm〜数十μmの太さの紙繊維が数十から数百μmの空隙を形成しているため、インクが浸透しやすい紙となっている。
また、コート紙としては、マット紙、光沢紙、半光沢紙等のインクジェット用コート紙や、いわゆる塗工印刷用紙を好ましく用いることができる。ここで、塗工印刷用紙とは、従来から凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等で使用されている印刷用紙であって、上質紙や中質紙の表面にクレーや炭酸カルシウム等の無機顔料と、澱粉等のバインダーを含む塗料により塗工層を設けた印刷用紙である。塗工印刷用紙は、塗料の塗工量や塗工方法により、微塗工紙、上質軽量コート紙、中質軽量コート紙、上質コート紙、中質コート紙、アート紙、キャストコート紙等に分類される。
<インクの調製>
インクの処方を表2及び3に示す。
各表に示す配合量にしたがって、顔料、顔料分散剤、及び各表に示す各種溶剤を混合し、ビーズミル「ダイノーミルKDL−A」(株式会社シンマルエンタープライゼス製)により滞留時間15分間の条件で、十分に顔料を分散した。続いて、メンブレンフィルターで粗大粒子を除去し、インクを得た。
表2及び3において、各成分について示す数値の単位は「質量%」である。
用いた材料は、以下の通りである。
1.顔料
MA8:三菱ケミカル株式会社製「MA8」(カーボンブラック)
LA5380:DIC株式会社製「FASTGEN Blue LA5380」(銅フタロシアニンブルー、シアン顔料)
トナーマゼンタE:クラリアントジャパン株式会社製「トナーマゼンタE」(ジメチルキナクリドン、マゼンタ顔料)
エローNo.43:大日精化株式会社製「エローNo.43」(モノアゾイエロー、イエロー顔料)
2.顔料分散剤
S18000:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース18000」(脂肪酸アミン系分散剤、有効成分100質量%)
3.非水系溶剤
SS−3408:東レダウコーニング株式会社製「SS−3408」(カプリリルメチコン)(アルキル変性シリコーンオイル)
溶剤A:下記で合成(アルキル変性シリコーンオイル)
溶剤B:下記で合成(アルキル変性シリコーンオイル)
KF−96L−5cs:信越化学工業株式会社製「KF−96L−5cs」(ジメチルポリシロキサン)(鎖状シリコーンオイル)
DC345 Fluid:東レダウコーニング株式会社製「DC345 Fluid」(環状シリコーンオイル)
KAK NDO:高級アルコール工業株式会社製「KAK NDO」(ジエチルヘキサン酸ネオペンチルグリコール)(脂肪酸エステル系溶剤)
エクソールD130:エクソンモービル社製「エクソールD130」(石油系炭化水素溶剤)
デカノール:東京化成工業株式会社製(高級アルコール系溶剤)
トリエチレングリコールモノブチルエーテル:東京化成工業株式会社製(グリコールエーテル系溶剤)
表2及び3に示す各インク及び各溶剤の表面張力は、SITA Process Solutions社製の「SITA Messtechnik GmbH science line t60」を用いて、23℃、0.05Hzの測定条件で求めた。
<溶剤A及び溶剤Bの合成>
四つ口フラスコに、ヘキサンを50質量部、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンを10質量部、1−テトラデセンを8.3質量部で仕込んだ。これに、白金触媒(シグマアルドリッチ社製「1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン白金錯体」)を0.02質量部滴下し、室温にて2〜3時間撹拌した。その後、減圧蒸留により反応溶媒(ヘキサン)、未反応原料を留去し目的物「溶剤A(テトラデシルメチコン)」を得た。
シロキサン原料及び反応性化合物を表1に示す処方で配合した他は、上記と同様にして、「溶剤B」を合成した。
溶剤Aの合成では、シロキサン化合物と、反応性化合物とのモル比が1:1.1となるように配合した。溶剤Bの合成では、シロキサン原料と、反応性化合物とのモル比が1:2.2となるように配合した。
表1に記載の、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン及び反応性化合物は、東京化成工業株式会社より入手することができる。
Figure 2019064064
Figure 2019064064
Figure 2019064064

<評価>
上記で調製したインクを用い、下記の評価を行った。
(1)細字の鮮鋭さ
各実施例及び比較例について、ライン式インクジェットプリンタ「オルフィスFW5230」(理想科学工業株式会社製)に表4〜7に記載のインクを装填し、表4〜7に記載の順で、1番目のインク及び2番目のインクを、この順で、1番目のインクの液滴の着弾位置と2番目のインクの液滴の着弾位置とを同じにするように吐出し、普通紙「理想用紙薄口」(理想科学工業株式会社製)に、細字を印刷して、印刷物を得た。解像度及び各インクのドット当たりの吐出量は、表に示す通りである。得られた印刷物を室温一日放置後、細字(6ポイント)の鮮鋭さを目視で観察し、下記の評価基準で評価した。結果を表4〜7に示す。
S:細字がシャープに見え判読が容易
A:細字の判読が可能
B:細字のにじみがあるが判読が可能
C:細字がぼやけて見え判読が困難
(2)ベタ画像の裏抜け
各実施例及び比較例について、「(1)細字の鮮鋭さ」と同様にライン式インクジェットプリンタ「オルフィスFW5230」(理想科学工業株式会社製)に、表4〜7に記載のインクを装填し、表4〜7に記載の順で、1番目のインク及び2番目のインクを、この順で、1番目のインクの液滴着弾位置と2番目のインクの液滴の着弾位置とを同じにするように吐出し、普通紙「理想用紙薄口」(理想科学工業株式会社製)に、ベタ画像を印刷して、印刷物を得た。得られた印刷物を室温一日放置後、印刷物の非印刷面(裏面)の印刷濃度(裏OD値)を、Xrite exact(ビデオジェット・エックスライト社製)により測定し、以下の評価基準で評価した。結果を表4〜7に示す。
S:裏面OD値が0.20以下
A:裏面OD値が0.20以上、0.30未満
B:裏面OD値が0.30以上
Figure 2019064064
Figure 2019064064
Figure 2019064064
Figure 2019064064
表に示す通り、実施例1〜30では、細字の鮮鋭さ、及び、ベタ画像の裏抜けのいずれにおいても優れた結果が示された。
これに対して、2番目のインクの表面張力が低い比較例1は、第2のインクの着弾位置精度が低いため細字の鮮鋭さが悪い。1番目のインクの表面張力が高く2番目のインクの表面張力が低い比較例2と、1番目のインクの表面張力が高い比較例3は、第1のインクがにじむため細字の鮮鋭さが悪い。1番目のインクの1液滴当たりの吐出量が少ない比較例4と、1番目のインクの1液滴当たりの吐出量が少なく2番目のインクの1液滴当たりの吐出量が多い比較例5は、第1のインクの吐出量が少ないので細字の鮮鋭さが悪い。2番目のインクの1液滴当たりの吐出量が多い比較例6では、第2のインクの吐出量が多く滲み、浸透しやすいので、細字の鮮鋭さ及びベタ画像の裏抜けの結果が悪い。

Claims (6)

  1. 2種以上のインクをインクジェット法で記録媒体に向けて吐出し画像を形成する印刷物の製造方法であって、
    前記2種以上のインクは、
    第1の色材及び非水系溶剤を含み、インクの表面張力が27.0mN/m未満である第1の油性インクジェットインク、及び、
    第2の色材及び非水系溶剤を含み、インクの表面張力が27.0mN/m以上である第2の油性インクジェットインクを含み、
    前記第1の油性インクジェットインクを1液滴当たりの吐出量が20pl以上で記録媒体に向けて吐出し前記第1の油性インクジェットインクからなるドットを形成した後、前記第2の油性インクジェットインクを1液滴当たりの吐出量が20pl未満で前記第1の油性インクジェットインクからなるドットに重なるように記録媒体に向けて吐出する工程を含む、
    印刷物の製造方法。
  2. 前記第1の油性インクジェットインクの表面張力が22.0mN/m以上26.0mN/m以下である、請求項1に記載の印刷物の製造方法。
  3. 前記第1の油性インクジェットインクの1液滴当たりの吐出量と前記第2の油性インクジェットインクの1液滴当たりの吐出量との合計が60pl以下である、請求項1又は2に記載の印刷物の製造方法。
  4. 前記第1の油性インクジェットインクの非水系溶剤は、シリコーンオイルを非水系溶剤全量に対して15質量%以上含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  5. 前記第2の油性インクジェットインクの非水系溶剤は、脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、石油系炭化水素溶剤、高級脂肪酸系溶剤及びグリコールエーテル系溶剤からなる群から選択される1種以上を、非水系溶剤全量に対して15質量%以上含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  6. 第1の油性インクジェットインクは、ブラックインクであり、
    第2の油性インクジェットインクは、シアンインク、イエローインク、又は、マゼンタインクである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
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