JP2021155751A - 非水系インクジェットインク組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
態様又は適用例として実現することができる。
本発明に係る非水系インクジェットインク組成物の一態様は、
顔料としてC.I.ピグメントオレンジ43と、
溶剤として下記一般式(1)で表される化合物の1種以上と、
を含み、
インク組成物中に含まれる水の含有量が0.1質量%以上2質量%以下であることを特徴とする。
R1O−(R2O)m−R3 ・・・・・(1)
(一般式(1)中、R1及びR3は、それぞれ独立して、水素又は炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。ただし、R1及びR3の少なくとも何れかは、炭素数1以上4以下のアルキル基である。R2は、炭素数2又は3のアルキレン基を表す。mは2〜3の整数を表す。)
適用例1の非水系インクジェットインク組成物において、
インク組成物中に含まれる前記顔料の含有量が、1質量%以上6質量%以下であることができる。
適用例1または適用例2の非水系インクジェットインク組成物において、
インク組成物中に含まれる前記一般式(1)で表される化合物の合計含有量が、10質量%以上90質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、
前記一般式(1)で表される化合物のうち引火点が70℃以下の化合物を含み、インク組成物中に含まれる当該化合物の合計含有量が50質量%以上であることができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、
前記溶剤として環状エステルの1種以上をさらに含み、インク組成物中に含まれる当該環状エステルの合計含有量が5質量%以上40質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、
さらに、塩化ビニル樹脂を含むことができる。
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の非水系インクジェットインク組成物において、
前記水の含有量が、0.1質量%以上1質量%以下であることができる。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、溶剤と、顔料と、を含み、インク組成物中に含まれる水の含有量が0.1質量%以上2質量%以下であることを特徴とする。本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、揮発性の溶剤(主に有機溶剤)を主成分とし、記録媒体上に付着させた後、加熱あるいは常温により溶剤を乾燥させて固形分を定着させて記録を行うインクである。したがって、放射線(光)を照射して硬化させる光硬化型インクとは異なるインクである。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、溶剤として下記一般式(1)で表される化合物を1種以上含む。
R1O−(R2O)m−R3 ・・・・・(1)
(一般式(1)中、R1及びR3は、それぞれ独立して、水素又は炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。ただし、R1及びR3の少なくとも何れかは、炭素数1以上4以下のアルキル基である。R2は、炭素数2又は3のアルキレン基を表す。mは2〜3の整数を表す。)
グリコールジメチルエーテル(113℃)(「TriEGdME」と略記することがある。)、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(64℃)(「DEGMEE」と略記することがある。)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(70.8℃)(「DEGDEE」と略記することがある。)、ジエチレングリコールジブチルエーテル(122℃)(「DEGdBE」と略記することがある。)、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル(94℃)(「DEGBME」と略記することがある。)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(65℃)、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。なお、上記例示における括弧内の数値は、引火点を示す。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、環状エステル(環状ラクトン)を含有することが好ましい。非水系インクジェットインク組成物は、環状エステルが含有されることにより、記録媒体の記録面(例えば塩化ビニル系樹脂を含む記録面)の一部を溶解して記録媒体の内部に非水系インクジェットインク組成物を浸透させることができる。このように記録媒体の内部にインクが浸透することで、記録媒体上に記録した画像の耐擦性(摩擦堅牢性)を向上させることができる。換言すると、環状エステルは、塩化ビニル系樹脂との親和性が高いため、非水系インクジェットインク組成物の成分を記録面に浸潤させやすい(食い付かせやすい)。環状エステルがこのような作用を有する結果、これを配合した非水系インクジェットインク組成物が、屋外環境等の厳しい条件下であっても、耐擦性に優れた画像を形成できるものと考えられる。
当該分子内で、該ヒドロキシル基と該カルボキシル基とが脱水縮合した構造を有する化合物である。環状エステルは、炭素原子を2個以上、酸素原子を1個含む複素環を有し、当該複素環を形成する酸素原子に隣接してカルボニル基が配置された構造を有し、ラクトンと総称される化合物である。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、溶剤として、上記一般式(1)で表される化合物や環状エステルの他に、以下のような化合物を用いることができる。
成物の全質量に対して、0.05質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上30質量%以下であることがさらに好ましい。(多価)アルコール類の含有量が上記範囲内にあることで、インクの濡れ性、浸透性、乾燥性が良好となり、良好な印刷濃度(発色性)を備えた画像が得られる場合がある。また、(多価)アルコール類の含有量が上記範囲内にあることで、インクの粘度を適正にすることができ、ノズルの目詰まり等の発生を低減できる場合がある。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、顔料として、C.I.ピグメントオレンジ43(PO43)を含む。
粒子の粒子径を所定の粒子径となるように調整するようにフィルターの孔径(メッシュの大きさ)を適宜選択してもよい。もっとも、フィルターろ過は、顔料分散体の調製段階で行ってもよいが、インクを調製する段階で行ってもよいし、顔料分散体及びインクの調製時のそれぞれの段階で行ってもよい。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、水を0.1質量%以上2質量%以下含有する。本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物を製造する際、溶剤に微量な水分が含まれており、又は製造中に溶剤が大気中の水分を吸湿することにより、非水系インクジェットインク組成物には約3質量%程度の水が混入してしまうことが多い。そのため、本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物の水の含有量を0.1質量%以上2質量%以下とするためには、使用する各溶剤を脱水剤により脱水する工程を得たものを用いるか、又は得られた非水系インクジェットインク組成物に回収可能な脱水剤を添加して水分量を調整する必要がある。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、さらに塩化ビニル系樹脂、ア
クリル系樹脂、界面活性剤、分散剤等、以下に説明する成分を含んでもよい。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物に使用し得る塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニル及び酢酸ビニルに由来する構成単位を含む共重合体(以下、「塩酢ビ共重合体」ともいう。)が挙げられる。塩酢ビ共重合体は、前記一般式(1)で表される化合物に溶解させることができる。その結果、前記一般式(1)で表される化合物に溶解した塩酢ビ共重合体により、塩化ビニル系樹脂を含有する記録媒体の表面にインクを強固に定着させることができる。
有量は、例えば0.05質量%以上6質量%以下、好ましくは0.5質量%以上4質量%以下とすることができる。塩化ビニル系樹脂の含有量が前記範囲であると、前記一般式(1)で表される化合物中に溶解した塩化ビニル系樹脂によって、塩化ビニル系記録媒体に対して優れた定着性が得られる。塩化ビニル系樹脂としては上記の塩酢ビ共重合体以外にも、少なくとも塩化ビニルに由来する構成単位を含む樹脂であれば使用できる。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物には、前記塩化ビニル系樹脂の他に、画像のインク塗膜の密着性を向上させる観点から、アクリル系樹脂を添加してもよい。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物には、前記有機溶媒の他に、表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を向上させる観点から、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、または非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレン誘導体を添加してもよい。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、顔料の分散安定性を向上させる観点から、通常のインク組成物において用いられる任意の分散剤を用いることができる。このような分散剤の具体例としては、ヒノアクトKF1−M、T−6000、T−7000、T−8000、T−8350P、T−8000E(いずれも武生ファインケミカル株式会社製)等のポリエステル系高分子化合物、Solsperse20000、24000、32000、32500、33500、34000、35200、37500(いずれもLUBRIZOL社製「ソルスパース」)、Disperbyk−161、162、163、164、166、180、190、191、192(いずれもビックケミー・ジャパン社製)、フローレンDOPA−17、22、33、G−700(いずれも共栄社化学株式会社製)、アジスパーPB821、PB711(いずれも味の素株式会社製)、LP4010、LP4050、LP4055、POLYMER400、401、402、403、450、451、453(いずれもEFKAケミカルズ社製)等が挙げられる。
本実施の形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、上記の成分の他にも、塩化
ビニル系樹脂及びアクリル系樹脂以外の樹脂、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)等のキレート化剤、防腐剤・防かび剤、及び防錆剤など、所定の性能を付与するための物質を含有することができる。
本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、上記一般式(1)で表される化合物を含む非水系インク組成物であることにより、塩化ビニル系記録媒体などのフィルムメディアに記録した時の画質が優れるため、屋外で展示するサイン用途などに特に好適となる。塩化ビニル系記録媒体としては、塩化ビニル系樹脂を含有するものであれば特に限定されない。塩化ビニル系樹脂を含有する記録媒体としては、硬質もしくは軟質の塩化ビニル系フィルムまたはシート等が挙げられる。本実施形態に係る非水系インクジェットインク組成物は、塩化ビニル系樹脂基材における無処理表面への画像の記録を可能ならしめるものであり、従来の受容層を有する記録媒体のごとく、高価な記録媒体の使用を不要とする優れた効果を有するが、インク受容層により表面処理された基材であっても適用できることは言うまでもない。
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさらに説明するが、本発明は以下の例によってなんら限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
2.1.1.顔料の製造
500mLの容器にイオン交換水120mL、塩酸18g、酢酸6.8g、ポリオキシアルキレンアルキルアミン2gを投入して、混合、撹拌した。次に、2,5−ジクロロアニリン16gを投入した後、氷を加えて液温を約5℃に調節し、亜硝酸ナトリウム6gを投入して容器内の液温を10℃以下に保持しつつ、30分間撹拌してジアゾ化液を得た。
上記で得られた顔料及び、分散剤としてソルスパース37500(ルーブリゾール社製)を用い、当該顔料100質量部に対して100〜400質量部の範囲で分散剤の添加量を変えて顔料を分散させて分散液を調製した。分散媒としては、各インク組成例ごとに溶剤として最も含有量の多い溶剤を分散媒として用い顔料分散液とした。
上記で調製された顔料分散液を用いて、表1〜表2に示す材料組成にて顔料種及び溶剤種の異なるインク組成物を調製した。各インク組成物は、表中に示す材料を容器中に入れ、マグネチックスターラーにて2時間混合撹拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターにて濾過してゴミや粗大粒子等の不純物を除去することにより調製した。なお、表1〜表2中の組成欄の数値は、質量%を示す。
2.2.1.耐候性の評価
インクジェットプリンター(セイコーエプソン株式会社製、型式「SC−S70650」)を用いて、実施例及び比較例の各インク組成物を、塩ビバナーシート(3M社製、型番IJ51(ポリ塩化ビニル))上に、記録解像度720×720dpiでベタ印刷を行い、記録物を得た。得られた記録物をキセノンウェザーメーター(スガ試験機株式会社製)のチャンバー内に投入し、「光照射40分間」→「光照射+水降雨20分間」→「光照射60分間」→「水降雨60分間」のサイクル試験を行った。キセノンウェザーメーターの実施条件については、以下の通りである。このサイクル試験を4週間連続して行い、4週間後にその記録物を取り出した。取り出した各記録物について、グレタグ濃度計(グレタグマクベス社製)を用いてOD値を測定し、OD値残存率(%)を求め、下記基準に基づき判定した。
<判定基準>
○:OD値残存率が90%以上。
△:OD値残存率が81%以上90%未満。
×:OD値残存率が81%未満。
<キセノンウェザーメーターの実施条件>
温湿度 :40℃50%RH
照射強度:300〜400nm、60W/m2
(1)凝集ムラの評価
インクジェットプリンター(セイコーエプソン株式会社製、型式「SC−S70650」)を用いて、実施例及び比較例の各インク組成物を塩ビバナーシート(3M社製、型番IJ51(ポリ塩化ビニル))上に100%濃度で記録解像度720×720dpiのベタ印刷をして、25℃65%RH(相対湿度)の環境下にて60分間乾燥させた。その後、この評価用サンプルを室温(25℃)に戻した後、評価用サンプルの記録面における顔料の凝集ムラを目視にて観察することで、凝集ムラの評価を行った。判定基準は以下の通りである。
<判定基準>
○:凝集ムラが認められない。
△:若干の凝集ムラが認められる。
×:凝集ムラが目立つ。
上記<凝集ムラの評価>で得られた評価用サンプルにつき、光度計MULTI Gloss 268(コニカミノルタ社製)を用いて、記録面の20°反射の光沢度を測定した。判定基準は以下の通りである。
<判定基準>
○:50以上。
△:30以上50未満。
×:30未満。
凝集ムラ及び光沢性の評価から総合的に判断して印刷画質の評価を行った。判定基準は以下の通りである。
<判定基準>
○:凝集ムラの評価及び光沢性の評価の両方が○である。
△:凝集ムラの評価及び光沢性の評価に×がなく、何れかが△である。
×:凝集ムラの評価及び光沢性の評価の何れかが×である。
インクジェットプリンター(セイコーエプソン株式会社製、型式「SC−S70650」)を用いて、実施例及び比較例の各インク組成物を塩ビバナーシート(3M社製、型番IJ51(ポリ塩化ビニル))上に100%濃度で記録解像度720×720dpiのベタ印刷をして、25℃65%RH(相対湿度)の環境下にて60分間乾燥させた。その後、この評価用サンプルを室温(25℃)に戻した後、JIS K5701(ISO 11628)に準じて、学振式摩擦堅牢度試験機(テスター産業株式会社製、製品名「AB−301」)を用いて耐擦性の評価を行った。具体的には、評価用サンプルの記録面に綿布を載せ、荷重500gで20回往復させて擦り、擦った後の評価用サンプルの記録面の剥離状態を目視にて観察した。判定基準は以下の通りである。
<判定基準>
○:綿布に汚れがない。記録面に傷がない。
△:綿布に記録物の付着がある。記録面に傷がほとんどない。
×:綿布に記録物の付着がある。記録面に傷がある。
実施例及び比較例の各インク組成物をポリプロピレンフィルム(厚さ100μm)で構成されたインクパックに700mL充填をして封をして、70℃で1週間放置した後のインク物性(粘度及び体積平均粒子径)の変動幅を測定した。ポリプロピレンフィルムで封をしていても、フィルムを水分が通過してインク組成物中の水分量が若干上昇する場合がある。
体積平均粒子径の測定は、インク化した検体をジエチレングリコールジエチルエーテルにて1000ppmに希釈し、レーザー回折・散乱測定装置(日機装株式会社製、装置名「マイクロトラックUPA250」)を用いて20℃の環境下で、体積平均粒子径(メディアン径D50)の値を読み取ることにより測定した。
粘度の測定は、粘度計(アントンパール社製、装置名「MCR300」)にて20℃、シェアレート200/sでのインクの粘度を測定した。
保存安定性の判定基準は以下の通りである。
<判定基準>
◎:粘度もしくは体積平均粒子径の変動幅の大きい方が2%未満。
○:粘度もしくは体積平均粒子径の変動幅の大きい方が2%以上6%未満。
△:粘度もしくは体積平均粒子径の変動幅の大きい方が6%以上11%未満。
×:粘度もしくは体積平均粒子径の変動幅の大きい方が11%以上。
実施例及び比較例に係るインク組成、評価結果を表1〜表2に示す。
<顔料>
・PO43:C.I.ピグメントオレンジ43
・PO64:C.I.ピグメントオレンジ64
<環状エステル>
・γ−ブチロラクトン:商品名、関東化学株式会社製)
・σ−バレロラクトン:商品名、キシダ化学株式会社製)
<溶剤>
・DEGMEE:ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、商品名「ハイソルブEDM」、東邦化学工業株式会社製、引火点64℃)
・DEGdME:ジエチレングリコールジメチルエーテル、商品名「ジエチレングリコールジメチルエーテル」、東京化成工業株式会社製、引火点56℃)
・DEGDEE:ジエチレングリコールジエチルエーテル、商品名「ジエチレングリコールジエチルエーテル」、東京化成工業株式会社製、引火点71℃)
・DEGBME:ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、商品名「ハイソルブBD
M」、東邦化学工業株式会社製、引火点94℃)
・TetraEGdME:テトラエチレングリコールジメチルエーテル、商品名「テトラエチレングリコールジメチルエーテル」、東京化成工業株式会社製、引火点141℃)
・TetraEGmBE:テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、商品名「ブチセノール40」、KHネオケム株式会社製、引火点177℃)
・エクアミドM100:商品名、出光興産株式会社製、アミド系溶剤
<分散剤>
・ソルスパース37500:商品名、ルーブリゾール社製、ポリエステルポリアミド樹脂<界面活性剤>
・BYK340:商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製、シリコン系界面活性剤
<定着樹脂>
・ソルバインCL:商品名、日信化学工業株式会社製、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体
Claims (7)
- 顔料としてC.I.ピグメントオレンジ43と、
溶剤として下記一般式(1)で表される化合物の1種以上と、
を含み、
インク組成物中に含まれる水の含有量が0.1質量%以上2質量%以下である、非水系インクジェットインク組成物。
R1O−(R2O)m−R3 ・・・・・(1)
(一般式(1)中、R1及びR3は、それぞれ独立して、水素又は炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。ただし、R1及びR3の少なくとも何れかは、炭素数1以上4以下のアルキル基である。R2は、炭素数2又は3のアルキレン基を表す。mは2〜3の整数を表す。) - インク組成物中に含まれる前記顔料の含有量が、1質量%以上6質量%以下である、請求項1に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- インク組成物中に含まれる前記一般式(1)で表される化合物の合計含有量が、10質量%以上90質量%以下である、請求項1または請求項2に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- 前記一般式(1)で表される化合物のうち引火点が70℃以下の化合物を含み、インク組成物中に含まれる当該化合物の合計含有量が50質量%以上である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- 前記溶剤として環状エステルの1種以上をさらに含み、インク組成物中に含まれる当該環状エステルの合計含有量が5質量%以上40質量%以下である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- さらに、塩化ビニル樹脂を含む、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の非水系インクジェットインク組成物。
- 前記水の含有量が、0.1質量%以上1質量%以下である、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の非水系インクジェットインク組成物。
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