JP2022130047A - 白インク組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】再分散が容易であって、せいぜい弱い力で数十回振るか、全く振らなくても再分散可能な白インクを得ること。【解決手段】酸化チタン顔料をインク組成物中5.0~20.0質量%、スチレン、ステアリルアクリレート及び又はラウリルアクリレート、アクリル酸を構成単位とし、重量平均分子量が10,000以上で、酸価が100mgKOH/g以上であり、ガラス転移温度が50℃以上であるアルカリ可溶性樹脂の固形分を、インク組成物中の顔料100質量部に対して3.0~60.0質量部、界面活性剤、を含有する、白インク組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、白インク組成物に関する。
特許文献1及び2に記載のように、白インク組成物にスチレンアクリル系樹脂や各種の分散剤を配合させることは公知であるが、特に酸化チタン顔料が沈殿したときの沈殿物の性状までを検討するものではない。
一般にインク組成物は、特に酸化チタンを含有する場合において、経時により沈降を生じ沈殿を生じやすい。加えて、沈降したインク組成物を振とうしても、容易に再分散することが困難であり、強い力で何百回も降らないと再分散することが困難である。
そのため、再分散が容易であって、せいぜい弱い力で数十回振るか、全く振らなくても再分散可能な白インクを得ることが望まれていた。
そのため、再分散が容易であって、せいぜい弱い力で数十回振るか、全く振らなくても再分散可能な白インクを得ることが望まれていた。
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意研究した結果、特定の組成とすることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。
1.酸化チタン顔料をインク組成物中5.0~20.0質量%、
スチレン、ステアリルアクリレート及び又はラウリルアクリレート、アクリル酸を構成単位とし、重量平均分子量が10,000以上で、酸価が100mgKOH/g以上であり、ガラス転移温度が50℃以上であるアルカリ可溶性樹脂の固形分を、インク組成物中の顔料100質量部に対して3.0~60.0質量部、
界面活性剤、
を含有する、
白インク組成物。
2.アルカリ可溶性樹脂の固形分が、インク組成物中の顔料100質量部に対して10.0~30.0質量部である1に記載の白インク組成物。
すなわち、本発明は以下の通りである。
1.酸化チタン顔料をインク組成物中5.0~20.0質量%、
スチレン、ステアリルアクリレート及び又はラウリルアクリレート、アクリル酸を構成単位とし、重量平均分子量が10,000以上で、酸価が100mgKOH/g以上であり、ガラス転移温度が50℃以上であるアルカリ可溶性樹脂の固形分を、インク組成物中の顔料100質量部に対して3.0~60.0質量部、
界面活性剤、
を含有する、
白インク組成物。
2.アルカリ可溶性樹脂の固形分が、インク組成物中の顔料100質量部に対して10.0~30.0質量部である1に記載の白インク組成物。
本発明により、酸化チタンを着色顔料として含有した白インク組成物において、一旦沈殿した顔料を容易に再分散できるという効果を有する。
本発明の白インク組成物は好ましくは水性白インク組成物であり、それについて以下に順に説明する。
まず、本発明中のガラス転移温度及び重量平均分子量は以下のように定義される。
<ガラス転移温度>
本発明における樹脂のガラス転移温度は、樹脂がアクリル系共重合体樹脂の場合、下記のWoodの式により求めた理論ガラス転移温度である。
Woodの式:1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3+・・・・・+Wx/Tgx
[式中、Tg1~Tgxは樹脂を構成する単量体1、2、3・・・xのそれぞれの単独重合体のガラス転移温度、W1~Wxは単量体1、2、3・・・xのそれぞれの重合分率、Tgは理論ガラス転移温度を表す。ただし、Woodの式におけるガラス転移温度は絶対温度である。]
まず、本発明中のガラス転移温度及び重量平均分子量は以下のように定義される。
<ガラス転移温度>
本発明における樹脂のガラス転移温度は、樹脂がアクリル系共重合体樹脂の場合、下記のWoodの式により求めた理論ガラス転移温度である。
Woodの式:1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3+・・・・・+Wx/Tgx
[式中、Tg1~Tgxは樹脂を構成する単量体1、2、3・・・xのそれぞれの単独重合体のガラス転移温度、W1~Wxは単量体1、2、3・・・xのそれぞれの重合分率、Tgは理論ガラス転移温度を表す。ただし、Woodの式におけるガラス転移温度は絶対温度である。]
樹脂のガラス転移温度は、樹脂がアクリル系共重合体樹脂以外の場合、熱分析により求めた理論ガラス転移温度である。熱分析の方法としては、JIS K7121(プラスチックの転移温度測定方法)に準じ、一例として、パーキンエルマー社Pyris1 DSCを用いて、昇温速度20℃/分、窒素ガス流速20ミリリットル/分の条件下でガラス転移温度を測定することができる。
<重量平均分子量>
本発明における樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によって測定することができる。一例として、GPC装置としてWater2690(ウォーターズ社)、カラムとしてPLgel、5μ、MIXED-D(Polymer Laboratories社)を使用して、展開溶媒としてテトラヒドロフラン、カラム温度25℃、流速1ミリリットル/分、RI検出器、試料注入濃度10ミリグラム/ミリリットル、注入量100マイクロリットルの条件下、クロマトグラフィーを行ない、ポリスチレン換算の重量平均分子量として求める。
本発明における樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によって測定することができる。一例として、GPC装置としてWater2690(ウォーターズ社)、カラムとしてPLgel、5μ、MIXED-D(Polymer Laboratories社)を使用して、展開溶媒としてテトラヒドロフラン、カラム温度25℃、流速1ミリリットル/分、RI検出器、試料注入濃度10ミリグラム/ミリリットル、注入量100マイクロリットルの条件下、クロマトグラフィーを行ない、ポリスチレン換算の重量平均分子量として求める。
<酸化チタン顔料>
本発明においては、酸化チタン顔料をインク組成物中5.0~20.0質量%含有する。
又は、酸化チタン顔料は、本発明の白インク組成物の固形分(顔料と樹脂分の合計)中50.0質量%以上が好ましく、55.0質量%以上がより好ましく、60.0質量%以上がさらに好ましい。また、98.0質量%以下であり、90.0質量%以下が好ましく、80.0質量%以下がより好ましい。
本発明にて使用できる酸化チタン顔料としては公知のものを使用できる。
表面処理をしない酸化チタンでも良く、表面をシリカ、アルミナ、ジルコニア、有機ケイ素化合物等から選ばれた1種以上で処理してなる酸化チタン顔料でも良い。そして酸化チタン顔料の平均粒子径は0.15~0.30μmであることが好ましい。なお、シリカ、アルミナ、及び有機化合物で処理された酸化チタン顔料が好ましい。
表面処理酸化チタンとしては、R-960(シリカ被覆酸化チタン顔料)(デュポン社)、CR-50,R-630、R-680(アルミナ被覆酸化チタン顔料)、R-780、R-850、R-550(アルミナとシリカ被覆酸化チタン顔料)、CR-50-2、PF-736、R-980(アルミナと有機物による被覆酸化チタン顔料)CR-57、CR-Super70(アルミナ、ジルコニアと有機物による被覆酸化チタン顔料)等が挙げられる。
本発明においては、酸化チタン顔料をインク組成物中5.0~20.0質量%含有する。
又は、酸化チタン顔料は、本発明の白インク組成物の固形分(顔料と樹脂分の合計)中50.0質量%以上が好ましく、55.0質量%以上がより好ましく、60.0質量%以上がさらに好ましい。また、98.0質量%以下であり、90.0質量%以下が好ましく、80.0質量%以下がより好ましい。
本発明にて使用できる酸化チタン顔料としては公知のものを使用できる。
表面処理をしない酸化チタンでも良く、表面をシリカ、アルミナ、ジルコニア、有機ケイ素化合物等から選ばれた1種以上で処理してなる酸化チタン顔料でも良い。そして酸化チタン顔料の平均粒子径は0.15~0.30μmであることが好ましい。なお、シリカ、アルミナ、及び有機化合物で処理された酸化チタン顔料が好ましい。
表面処理酸化チタンとしては、R-960(シリカ被覆酸化チタン顔料)(デュポン社)、CR-50,R-630、R-680(アルミナ被覆酸化チタン顔料)、R-780、R-850、R-550(アルミナとシリカ被覆酸化チタン顔料)、CR-50-2、PF-736、R-980(アルミナと有機物による被覆酸化チタン顔料)CR-57、CR-Super70(アルミナ、ジルコニアと有機物による被覆酸化チタン顔料)等が挙げられる。
<シリカ、アルミナ、及び有機化合物で処理された酸化チタン顔料>
本発明にて使用できるシリカ、アルミナ、及び有機化合物で処理された酸化チタン顔料としては公知のものを使用できる。また使用しなくてもよい。特に顔料中のシリカ、アルミナ及び有機物の量は、酸化チタン顔料中の酸化チタン含有量が90.0~98.0質量%の範囲になることが好ましく、この酸化チタン顔料の平均粒子径は0.15~0.30μmであることが好ましい。
このような酸化チタン顔料として、PF-690、PF-691、PF-711、PC-3、CR-80、CR-90、CR-90-2、CR-93(石原産業社)等を使用できる。
なお、平均粒子径はコールターカウンター法により測定した値である。
本発明にて使用できるシリカ、アルミナ、及び有機化合物で処理された酸化チタン顔料としては公知のものを使用できる。また使用しなくてもよい。特に顔料中のシリカ、アルミナ及び有機物の量は、酸化チタン顔料中の酸化チタン含有量が90.0~98.0質量%の範囲になることが好ましく、この酸化チタン顔料の平均粒子径は0.15~0.30μmであることが好ましい。
このような酸化チタン顔料として、PF-690、PF-691、PF-711、PC-3、CR-80、CR-90、CR-90-2、CR-93(石原産業社)等を使用できる。
なお、平均粒子径はコールターカウンター法により測定した値である。
<アルカリ可溶性樹脂>
本発明中のアルカリ可溶性樹脂として、スチレン、ステアリルアクリレート及び又はラウリルアクリレート、アクリル酸を構成単位とした樹脂を特定のアルカリ可溶性樹脂として採用できる。
このような特定のアルカリ可溶性樹脂としては重量平均分子量が10,000以上である。さらに13,000以上が好ましく、50,000以下が好ましく、40,000以下がより好ましく、30,000以下がさらに好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の固形分を白インク組成物中の顔料の質量に対して、3.0~60.0質量%とすることができ、4.0質量%以上がより好ましく、10.0質量%以上がさらに好ましく、45.0質量%以下がより好ましく、30.0質量%以下がさらに好ましい。
この特定のアルカリ可溶性樹脂を使用する場合には、水分散性樹脂やその他のアルカリ可溶性樹脂を併用してもよい。
本発明中のアルカリ可溶性樹脂として、スチレン、ステアリルアクリレート及び又はラウリルアクリレート、アクリル酸を構成単位とした樹脂を特定のアルカリ可溶性樹脂として採用できる。
このような特定のアルカリ可溶性樹脂としては重量平均分子量が10,000以上である。さらに13,000以上が好ましく、50,000以下が好ましく、40,000以下がより好ましく、30,000以下がさらに好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の固形分を白インク組成物中の顔料の質量に対して、3.0~60.0質量%とすることができ、4.0質量%以上がより好ましく、10.0質量%以上がさらに好ましく、45.0質量%以下がより好ましく、30.0質量%以下がさらに好ましい。
この特定のアルカリ可溶性樹脂を使用する場合には、水分散性樹脂やその他のアルカリ可溶性樹脂を併用してもよい。
アルカリ可溶性樹脂は、構成する単量体の質量比で、好ましくはスチレン/ステアリルアクリレート及び又はラウリルアクリレート/アクリル酸=20~80/5~25/15~30である。
前記アルカリ可溶性樹脂は、当該樹脂を適度に架橋して、顔料の凝集を抑制させる観点から、2官能以上の架橋剤を使用してもよい。
前記アルカリ可溶性樹脂は、当該樹脂を適度に架橋して、顔料の凝集を抑制させる観点から、2官能以上の架橋剤を使用してもよい。
前記2官能以上の架橋剤は、アルカリ架橋性樹脂が有する官能基と反応するために、分子内に2つ以上の反応性官能基を有するものであればよい。当該反応性官能基としては、例えば、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基、アミノ基、アジリジン基などが挙げられる。前記2官能以上の架橋剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記アルカリ可溶性樹脂の酸価は100mgKOH/g以上であり、水性媒体への溶解性を高める観点から、125mgKOH/g以上が好ましく、150mgKOH/g以上がより好ましい。また、前記アルカリ可溶性樹脂の酸価は、印刷物の耐水性を向上させる観点から、300mgKOH/g以下が好ましく、250mgKOH/g以下がより好ましい。なお、前記酸価は、アルカリ可溶性樹脂を合成するために用いる単量体の組成に基づいて、アルカリ可溶性樹脂1gを中和するのに理論上要する水酸化カリウムのmg数を算術的に求めた理論酸価である。
前記アルカリ可溶性樹脂のガラス転移温度は、50℃以上であり、60℃以上が好ましく、70℃以上がさらに好ましい。前記アルカリ可溶性樹脂のガラス転移温度は、印刷物の耐折り曲げ性を向上させる観点から、100℃以下が好ましく、90℃以下がより好ましく80℃以下がさらに好ましい。
(水分散性樹脂)
本発明の白インク組成物に水分散性樹脂を含有できる。水分散性樹脂として、スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、ポリウレタン系樹脂エマルジョン及びポリオレフィン系樹脂エマルジョンから選ばれた1種以上を併用してもよく、併用しなくても良い。
その他の水分散性樹脂を併用する場合の白インク組成物中の水分散性樹脂の固形分の割合は、10.0質量%以下が好ましく、8.0質量%以下がより好ましい。
本発明の白インク組成物に水分散性樹脂を含有できる。水分散性樹脂として、スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、ポリウレタン系樹脂エマルジョン及びポリオレフィン系樹脂エマルジョンから選ばれた1種以上を併用してもよく、併用しなくても良い。
その他の水分散性樹脂を併用する場合の白インク組成物中の水分散性樹脂の固形分の割合は、10.0質量%以下が好ましく、8.0質量%以下がより好ましい。
スチレンアクリル系樹脂エマルジョンは、スチレンアクリル系樹脂が水に分散したエマルジョンであり、乳化重合、分散重合、懸濁重合、粉砕又は溶液/バルク重合、その後の後乳化により製造できる。この方法及び安定化剤についての詳しい情報は、“Emulsion Polymerization and Emulsion Polymer”(P.A.Lovell,M.S.El-Aasser,John Wiley & Sons Ltd.,England、1977年、引用することにより本明細書に包含する)に記載されている。
スチレンアクリル系樹脂エマルジョンの市販品としては、M6963、酸価10mgKOH/g未満、ジャパンコーティングレジン社)J-450,J-734,J-7600,J-352,J-390,J-7100,J-741,J-74J,J-511,J-840,J-775,HRC‐1645,HPD-71,PDX-6102B,JDX-5050(スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、BASF社)、UC-3900(スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、東亜合成社)AP4710(アクリルーシリコン系樹脂エマルジョン、昭和高分子社)、SF460,SF460S,SF420SF110,SF300,SF361(ポリウレタン系樹脂エマルジョン、日本ユニカー社)、W-6020,W-5025,W-5661,W-6010(ポリウレタン系樹脂エマルジョン、三井化学社)などが挙げられる。
スチレンアクリル系樹脂エマルジョンの市販品としては、M6963、酸価10mgKOH/g未満、ジャパンコーティングレジン社)J-450,J-734,J-7600,J-352,J-390,J-7100,J-741,J-74J,J-511,J-840,J-775,HRC‐1645,HPD-71,PDX-6102B,JDX-5050(スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、BASF社)、UC-3900(スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、東亜合成社)AP4710(アクリルーシリコン系樹脂エマルジョン、昭和高分子社)、SF460,SF460S,SF420SF110,SF300,SF361(ポリウレタン系樹脂エマルジョン、日本ユニカー社)、W-6020,W-5025,W-5661,W-6010(ポリウレタン系樹脂エマルジョン、三井化学社)などが挙げられる。
前記ポリウレタン系樹脂エマルジョンは、ポリウレタン樹脂が水に分散したエマルジョンであり、アニオン性、カチオン性、ノニオン性のいずれも使用できるが、アニオン性、ノニオン性が好ましい。また、前記ポリウレタン樹脂としては、例えば、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリエステル・ポリエーテル系ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂などが挙げられる。前記ポリウレタン系樹脂エマルジョンは単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
前記ポリウレタン系樹脂エマルジョンの市販品としては、例えば、「スーパーフレックス210」(第一工業製薬社、アニオン性ポリエステル系ポリウレタン樹脂)、「スーパーフレックス130」(第一工業製薬社、アニオン性ポリエーテル系ポリウレタン樹脂)、「スーパーフレックス500M」(第一工業製薬(株)製、ノニオン性ポリエステル系ポリウレタン樹脂)、「スーパーフレックス460」(第一工業製薬社、アニオン性ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂)、「インプラニールDLP1380」(住化コベストロウレタン社、アニオン性ポリエステル系ポリウレタン樹脂)、「バイボンド PU407」(住化コベストロウレタン社、アニオン性/非イオン性ポリエステル系ポリウレタン樹脂)、スーパーフレックス420NS (第一工業製薬社、アニオン性ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂)などが挙げられる。
前記ポリオレフィン系樹脂エマルジョンは、ポリオレフィン系樹脂が水に分散したエマルジョンである。前記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂、ならびにエチレン、プロピレン、およびブチレンのうち2種以上を共重合させたポリオレフィン樹脂などが挙げられる。また、前記ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン鎖に対して、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アクリロイル基、その他の高分子鎖を導入した変性ポリオレフィン樹脂;ポリオレフィン鎖の一部を酸化処理した酸化ポリオレフィン樹脂;一部をハロゲンで処理したハロゲン化ポリオレフィン樹脂などであってもよい。前記ポリオレフィン系樹脂エマルジョンは単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
前記ポリオレフィン系樹脂エマルジョンの市販品としては、例えば、「ケミパールS100」(三井化学社、ポリエチレン系樹脂エマルジョン)、「ケミパールXEP800H」(三井化学社、ポリプロピレン系樹脂エマルジョン)、「アローベースTC-4010」(ユニチカ社、ポリプロピレン系樹脂エマルジョン)などが挙げられる。
本発明の樹脂エマルジョンには、前記スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、前記ポリウレタン系樹脂エマルジョンおよび前記ポリオレフィン系樹脂エマルジョン以外の、白インク組成物に使用される公知の樹脂エマルジョン(その他の樹脂エマルジョン)を、本発明の効果を損なわない範囲で含むことができる。当該その他の樹脂エマルジョンとしては、例えば、アクリル系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、ポリ塩化ビニル系樹脂エマルジョンなどが挙げられる。
水分散性樹脂の全固形分中、前記スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、前記ポリウレタン系樹脂エマルジョンおよび/またはポリオレフィン系樹脂エマルジョンの固形分濃度は、耐擦過性などの塗膜耐性を向上させる観点から、70.0質量%以上が好ましく、80.0質量%以上がより好ましく、90.0質量%以上がさらに好ましく、95.0質量%以上が最も好ましい。
<その他の水溶性樹脂(アルカリ可溶性樹脂)>
その他の水溶性樹脂(アルカリ可溶性樹脂)としては、例えば、アクリル系共重合樹脂、マレイン酸系共重合樹脂、縮重合反応によって得られるポリエステル樹脂、およびポリウレタン樹脂などが挙げられる。この様なアルカリ可溶性樹脂を合成するための材料については、例えば、特開2000-94825号公報に開示されており、該公報に記載されている材料を使用して得られるアクリル系共重合樹脂、マレイン酸系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが利用可能である。さらには、これら以外のその他の材料を用いて得られた樹脂も利用可能である。前記アルカリ可溶性樹脂は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
なお水溶性樹脂として、アルカリ可溶性ではない水溶性樹脂も場合により採用できる。
その他の水溶性樹脂(アルカリ可溶性樹脂)としては、例えば、アクリル系共重合樹脂、マレイン酸系共重合樹脂、縮重合反応によって得られるポリエステル樹脂、およびポリウレタン樹脂などが挙げられる。この様なアルカリ可溶性樹脂を合成するための材料については、例えば、特開2000-94825号公報に開示されており、該公報に記載されている材料を使用して得られるアクリル系共重合樹脂、マレイン酸系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが利用可能である。さらには、これら以外のその他の材料を用いて得られた樹脂も利用可能である。前記アルカリ可溶性樹脂は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
なお水溶性樹脂として、アルカリ可溶性ではない水溶性樹脂も場合により採用できる。
その他のアルカリ可溶性樹脂の含有量は、前記顔料100質量部に対して、顔料の分散性を高める観点から、1.0質量部以上でもよく、5.0質量部以上であることが好ましい。その他のアルカリ可溶性樹脂の含有量は、前記顔料100質量部に対して、水性インクジェット用組成物の粘度を低下させる観点から、100質量部以下であることが好ましく、80質量部以下であることがより好ましく、60質量部以下であることがさらに好ましい。
アクリル系共重合樹脂としては、例えば、アニオン性基含有単量体と共重合可能な他の単量体の混合物を通常のラジカル発生剤(例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ターシャリブチルパーオキシベンゾエート、アゾビスイソブチロニトリルなど)の存在下、溶媒中で重合して得られるものが使用できる。
アニオン性基含有単量体としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基よりなる群から選ばれる少なくとも1種のアニオン性基を有する単量体が挙げられ、これらの中でも、カルボキシル基を有する単量体が特に好ましい。
前記カルボキシル基を有する単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2-カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸、無水フマル酸、マレイン酸ハーフエステルなどが挙げられる。また、前記スルホン酸基を有する単量体としては、例えば、スルホエチルメタクリレートなどが挙げられる。また、前記ホスホン酸基を有する単量体としては、例えば、ホスホノエチルメタクリレートなどが挙げられる。
前記アニオン基含有単量体と共重合可能な他の単量体としては、顔料との吸着性を向上させる観点から、疎水性基含有単量体を含むことが好ましい。
前記疎水性基含有単量体としては、例えば、長鎖アルキル基を有する単量体として、(メタ)アクリル酸などのラジカル重合性不飽和カルボン酸の炭素数が8以上のアルキルエステル類(例えば、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシステアリル(メタ)アクリレートなど)、炭素数が8以上のアルキルビニルエーテル類(例えば、ドデシルビニルエーテルなど)、炭素数が8以上の脂肪酸のビニルエステル類(例えば、ビニル2-エチルヘキサノエート、ビニルラウレート、ビニルステアレートなど);脂環族炭化水素基を有する単量体として、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなど;芳香族炭化水素基を有する単量体として、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエンなどのスチレン系単量体などが挙げられる。前記疎水性基含有単量は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記アニオン性基含有単量体と共重合可能な他の単量体としては、水性媒体中でアルカリ可溶性樹脂の凝集を抑制する観点から、親水性基含有単量体を含むことができる。
前記親水性基含有単量体としては、例えば、(ポリ)オキシアルキレン鎖を有する単量体として、メトキシポリエチレングリコール、メトキシポリエチレンポリプロピレングリコール、エトキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレンポリプロピレングリコール、プロポキシポリエチレングリコール、プロポキシポリエチレンポリプロピレングリコールなどの片末端アルキル封鎖(ポリ)アルキレングリコールと(メタ)アクリル酸などのラジカル重合性不飽和カルボン酸とのエステル化物や、(メタ)アクリル酸などのラジカル重合性不飽和カルボン酸へのエチレンオキシド付加物および/またはプロピレンオキシド付加物など;塩基性基含有単量体として、例えば、1-ビニル-2-ピロリドン、1-ビニル-3-ピロリドンなどのビニルピロリドン類、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、5-メチル-2-ビニルピリジン、5-エチル-2-ビニルピリジンなどのビニルピリジン類、1-ビニルイミダゾール、1-ビニル-2-メチルイミダゾールなどのビニルイミダゾール類、3-ビニルピペリジン、N-メチル-3-ビニルピペリジンなどのビニルビペリジン類、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、(メタ)アクリル酸第3ブチルアミノエチル、(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシ(メタ)アクリルアミド、N-エトキシ(メタ)アクリルアミド、N-ジメチルアクリルアミド、N-プロピルアクリルアミドなどの(メタ)アクリル酸の含窒素誘導体類など;水酸基を有する単量体として、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル類など;エポキシ基を有する単量体として、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。前記親水性基含有単量体は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記疎水性基含有単量体、および親水性基含有単量体以外の共重合可能な他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシルなどの(メタ)アクリル酸の炭素数が8未満のアルキルエステル類などが挙げられる。前記疎水性基含有単量体、および親水性基含有単量体以外の共重合可能な他の単量体は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
<界面活性剤>
本発明の界面活性剤は、アルキルスルホン酸塩および/またはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩を含む。
本発明の界面活性剤は、アルキルスルホン酸塩および/またはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩を含む。
前記アルキルスルホン酸塩は、高級アルコール硫酸エステル塩で、一般式(1):R1SO3M(式(1)中、R1は炭素数6以上18以下の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、またはアルケニル基であり、Mはカチオンである。)で表される化合物である。前記式(1)中、Mとしては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属イオン、アンモニウムイオンなどなどが挙げられる。前記アルキルスルホン酸塩としては、例えば、ラウリル硫酸塩、ラテムルPS(花王社)、サンノールLM-1130(ライオン社)、サンデッドLNM(三洋化成社)などが挙げられる。前記アルキルスルホン酸塩は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩は、一般式(2):R2O(AO)mSO3M(式(2)中、R2は炭素数6以上18以下の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、またはアルケニル基であり、AOは炭素数2以上4以下の直鎖または分岐鎖のオキシアルキレン基であり、mはAOの平均付加モル数であり、Mはカチオンである。)で表される化合物である。前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩としては、サンデッドEN(三洋化成社)、サンノールLMT-1430(ライオン社)、アデカホープYES-25(ADEKA社)などが挙げられる。例えば、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
本発明の界面活性剤には、前記アルキルスルホン酸塩および/またはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩以外の白インク組成物に使用される公知の界面活性剤(その他の界面活性剤)を、本発明の効果を損なわない範囲で含むことができる。前記その他の界面活性剤としては、例えば、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤、ベタイン界面活性剤が挙げられる。前記その他の界面活性剤の具体例としては、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤などが挙げられる。前記その他の界面活性剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
シリコーン系界面活性剤としては、BYK-347、BYK-377、BYK-3455(ビックケミー・ジャパン社)等などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、F-410、F-444、F-553(以上、DIC社)、FS-65、FS-34、FS-35、FS-31、FS-30(以上、デュポン社)などがあげられる。
アセチレン系界面活性剤としては、例えば、サーフィノール104E、サーフィノール104H、サーフィノール104A、サーフィノール104BC、サーフィノール104DPM、サーフィノール104PA、サーフィノール104PG-50、サーフィノール420、サーフィノール440、サーフィノール465、ダイノール607、ダイノール609、オルフィンE1004、オルフィンE1010、オルフィンE1020、オルフィンPD-001、オルフィンPD-002W、オルフィンPD-004、オルフィンPD-005、オルフィンEXP.4001、オルフィンEXP.4200、オルフィンEXP.4123、オルフィンEXP.4300(日信化学工業社)等の商品名で市販されているものから選ばれる1種又は2種以上があげられる。
<水溶性溶剤>
本発明の水溶性溶剤は、白インク組成物に使用される公知の水溶性溶剤が特に制限なく使用でき、例えば、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、窒素含有化合物類、ケトン類、エーテル類、エステル類などが挙げられる。前記水溶性溶剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
本発明の水溶性溶剤は、白インク組成物に使用される公知の水溶性溶剤が特に制限なく使用でき、例えば、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、窒素含有化合物類、ケトン類、エーテル類、エステル類などが挙げられる。前記水溶性溶剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
前記モノアルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールなどが挙げられる。
前記多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオールなどが挙げられる。
前記多価アルコールの低級アルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、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イソブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピ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メチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテルなどが挙げられる。
前記窒素含有化合物としては、例えば、ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドンなどが挙げられる。
前記ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。
前記エーテル類としては、例えば、イソプロピルエーテル、n-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4-ジオキサンなどが挙げられる。
前記エステル類としては、例えば、プロピレンカルボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、酪酸エチル、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート;ε-カプロラクトン、ε-カプロラクタムなどの環状エステルなどが挙げられる。
前記水溶性溶剤は、インクジェットノズル内でのインク組成物の乾燥抑制、および基材上でのインク層(皮膜)の形成のしやすさの観点から、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、および窒素含有化合物類からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、プロピレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、およびジエチレングリコールモノブチルエーテル、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールからなる群より選ばれる少なくとも1種類を含むことがより好ましい。
<水>
本発明の水は、後述する顔料分散液中に含有する水性媒体としての水、前記樹脂エマルジョン中に含有する水、および本発明の白インク組成物の濃度調製のために加える水、などを含むものである。前記水としては、例えば、イオン交換水、純水、蒸留水、工業用水などが挙げられる。前記水は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
本発明の水は、後述する顔料分散液中に含有する水性媒体としての水、前記樹脂エマルジョン中に含有する水、および本発明の白インク組成物の濃度調製のために加える水、などを含むものである。前記水としては、例えば、イオン交換水、純水、蒸留水、工業用水などが挙げられる。前記水は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
本発明の白インク組成物中の前記水(各成分に含有する水を含む)の割合は、塗膜乾燥性を向上させる観点から、40.0質量%以上が好ましく、50.0質量%以上がより好ましく、そして、吐出安定性を向上させる観点から、70.0質量%以下が好ましく、60.0質量%以下がより好ましい。
<塩基性化合物>
本発明の白インク組成物には、アルカリ可溶性樹脂を溶解させる観点から、塩基性化合物を含むことが好ましい。前記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基性化合物;アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、モノエタノールアミン、N、N-ジメチルエタノールアミン、N、N-ジエチルエタノールアミン、N、N-ジブチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリンなどの有機塩基性化合物などが挙げられる。前記塩基性化合物は単独で、または2種以上を組み合わせて使用ができる。
本発明の白インク組成物には、アルカリ可溶性樹脂を溶解させる観点から、塩基性化合物を含むことが好ましい。前記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基性化合物;アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、モノエタノールアミン、N、N-ジメチルエタノールアミン、N、N-ジエチルエタノールアミン、N、N-ジブチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリンなどの有機塩基性化合物などが挙げられる。前記塩基性化合物は単独で、または2種以上を組み合わせて使用ができる。
本発明の白インク組成物中の前記塩基性化合物の割合は、前記アルカリ可溶性樹脂を媒体中に溶解させる量であればよいが、通常、アルカリ可溶性樹脂の分散安定性を高める観点から、0.05質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、そして、印刷物の耐水性を高める観点から、1.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましい。
本発明の白インク組成物には、さらに、目的に応じて公知の樹脂、顔料分散剤、防黴剤、防錆剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、保存性向上剤、消泡剤、pH調整剤などの添加剤を添加ができる。但し、白インク組成物の顔料沈殿防止のために、樹脂の粒子を配合しても良く、しなくても良い。
<白インク組成物の調製方法>
本発明の白インク組成物を調製(製造)する方法としては、特に限定されず、上記の成分を順番に、あるいは同時に添加して、混合すればよい。
中でも、例えば、(1)前記塩基性化合物の存在下にアルカリ可溶性樹脂を水に溶解した水性樹脂ワニス、顔料、必要に応じて顔料分散剤などを混合した後、各種分散機、例えばボールミル、アトライター、ロールミル、サンドミル、アジテーターミルなどを利用して顔料分散液(インクベース)を調製する。次いで、さらに残りの材料を添加して、白インク組成物を調製する方法がある。
また(2)上記の方法で顔料を分散した後、酸析法や再公表特許WO2005/116147号公報に記載のイオン交換手段などにより、顔料表面にアルカリ可溶性樹脂を析出させた樹脂被覆顔料を得る。次いで得られた樹脂被覆顔料を塩基性化合物で中和し、各種分散機(高速撹拌装置など)を用いて水に再分散し、さらに残りの材料を添加して、白インク組成物を調製する方法などが挙げられる。
本発明の白インク組成物を調製(製造)する方法としては、特に限定されず、上記の成分を順番に、あるいは同時に添加して、混合すればよい。
中でも、例えば、(1)前記塩基性化合物の存在下にアルカリ可溶性樹脂を水に溶解した水性樹脂ワニス、顔料、必要に応じて顔料分散剤などを混合した後、各種分散機、例えばボールミル、アトライター、ロールミル、サンドミル、アジテーターミルなどを利用して顔料分散液(インクベース)を調製する。次いで、さらに残りの材料を添加して、白インク組成物を調製する方法がある。
また(2)上記の方法で顔料を分散した後、酸析法や再公表特許WO2005/116147号公報に記載のイオン交換手段などにより、顔料表面にアルカリ可溶性樹脂を析出させた樹脂被覆顔料を得る。次いで得られた樹脂被覆顔料を塩基性化合物で中和し、各種分散機(高速撹拌装置など)を用いて水に再分散し、さらに残りの材料を添加して、白インク組成物を調製する方法などが挙げられる。
本発明の白インク組成物は、製造後の初期粘度が2.0~15.0mPa・s、好ましくは3.0~12.0mPa・sの範囲である。粘度は、例えば、E型粘度計(商品名「RE100L型粘度計」、東機産業社)により測定できる。
<プライマー組成物>
本発明の白インク組成物により印刷を行うに際し、被印刷物表面に予めプライマー組成物による印刷層や塗布層を設けておくこともできる。そのプライマー組成物は、前記白インク組成物の凝集を促進させる凝集促進剤を含むことができる。そのようなプライマー組成物としては、例えば、特開2009-190379号公報記載の無色インク組成物、特許6424266号公報記載のプライマーインク組成物、特開2017-88646号公報記載のプライマーインクなどが適用できる。
本発明の白インク組成物により印刷を行うに際し、被印刷物表面に予めプライマー組成物による印刷層や塗布層を設けておくこともできる。そのプライマー組成物は、前記白インク組成物の凝集を促進させる凝集促進剤を含むことができる。そのようなプライマー組成物としては、例えば、特開2009-190379号公報記載の無色インク組成物、特許6424266号公報記載のプライマーインク組成物、特開2017-88646号公報記載のプライマーインクなどが適用できる。
前記凝集促進剤としては、例えば、水溶性多価金属塩、有機酸、カチオンポリマーなどが挙げられる。前記凝集促進剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
前記水溶性多価金属塩としては、例えば、Ca、Mgなどのアルカリ土類金属の解離性塩が挙げられる。前記水溶性多価金属塩としては、具体的に、硝酸カルシウム、CaCl2、Ca(OH)2、(CH3COO)2Ca、MgCl2、Mg(OH)2、(CH3COO)2Mg、(HCOO)2Ca、MgSO4などが挙げられ、これらの中でも、カルシウム塩が好ましく、硝酸カルシウム、CaCl2、Ca(OH)2、(CH3COO)2Ca、(HCOO)2Caが好ましい。
前記有機酸としては、例えば、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、酢酸、プロピオン酸、フマル酸などが挙げられる。
前記カチオンポリマーとしては、例えば、第1級~第3級アミノ基を有するポリマー、第4級アンモニウム塩基を有するポリマーなどが挙げられる。前記カチオンポリマーとしては、具体的に、第1級~第3級アミノ基およびその塩、第4級アンモニウム塩基を有する単量体(カチオンモノマー)の単独重合体や、該カチオン性モノマーと他のモノマー(以下、「非カチオンモノマー」という。)との共重合体または縮重合体が挙げられる。前記カチオンポリマーは、水溶性ポリマーや水分散性ラテックス粒子のいずれの形態でも使用できる。
前記凝集促進剤の含有量は、通常、印刷物の鮮明性および耐滲み性を向上させる観点から、プライマー組成物中、1.0質量%以上が好ましく、そして、印刷物の耐水性を向上させる観点から、プライマー組成物中、15.0質量%以下が好ましく、10.0質量%以下がより好ましい。
プライマー組成物は、プライマーの耐摩性・密着性を向上させる観点から、樹脂エマルジョンを含むことができる。樹脂エマルジョンは、凝集促進剤の存在下でも安定性が良好なものが好ましく、単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
前記樹脂エマルジョンとしては、例えば、アクリル系樹脂エマルジョン、ポリエステル
系樹脂エマルジョン、ポリウレタン系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、ポリ塩化ビニル系樹脂エマルジョン、ポリブタジエン系樹脂エマルジョン、ポリオレフィン系樹脂エマルジョンなどが挙げられる。これらの中でも、アクリル系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、ポリオレフィン系樹脂エマルジョンが好ましい。
系樹脂エマルジョン、ポリウレタン系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、ポリ塩化ビニル系樹脂エマルジョン、ポリブタジエン系樹脂エマルジョン、ポリオレフィン系樹脂エマルジョンなどが挙げられる。これらの中でも、アクリル系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、ポリオレフィン系樹脂エマルジョンが好ましい。
前記アクリル系樹脂エマルジョンとしては、例えば、アクリル樹脂エマルジョン、スチレン-アクリル系樹脂エマルジョン、アクリル-酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、アクリル-塩化ビニル系樹脂エマルジョン、アクリル-シリコーン系樹脂エマルジョン、アクリル-コロイダルシリカ系樹脂エマルジョンなどが挙げられ、これらの中でも、スチレン-アクリル系樹脂エマルジョンが好ましい。また、前記アクリル系樹脂エマルジョンに含まれる樹脂のガラス転移温度は、ガラス転移温度が0℃以下であるものが好ましい。
前記ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョンは、被記録媒体との密着性が良好である点から、前記ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョンに含まれる樹脂のガラス転移温度は、0℃以上50℃以下であるものが好ましい。
前記ポリオレフィン系樹脂エマルジョンとしては、ポリオレフィン樹脂を塩素化し、エマルジョン化した塩素化ポリオレフィン系樹脂エマルジョンが好ましい。塩素化ポリオレフィン系樹脂エマルジョンとしては、例えば、塩素化ポリプロピレン樹脂エマルジョン、塩素化ポリエチレン樹脂エマルジョンなどが挙げられ、塩素化度は5~30%が好ましい。
前記樹脂エマルジョンの樹脂固形分の含有量は、通常、基材への密着性を向上させる観点から、プライマー組成物中、0.5質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく、そして、保存安定性を向上させる観点から、プライマー組成物中、10.0質量%以下が好ましく、5.0質量%以下がより好ましい。
プライマー組成物は、被印刷物の基材表面との相互作用によりプライマーと基材との密着性が向上することから、ヒドラジド化合物を含むことができる。前記ヒドラジド化合物としては、ジヒドラジド化合物であることが好ましく、例えば、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジドなどが挙げられる。
前記ヒドラジド化合物の含有量は、通常、プライマー組成物中、0.2質量%以上5.0質量%以下程度である。
プライマー組成物は、基材上でのレベリング性向上の観点から、界面活性剤を含むことができる。当該界面活性剤としては、上述した白インク組成物に配合できる前記界面活性剤と同様のものが配合できる。
プライマー組成物は、上記した成分以外に、必要に応じて任意成分が配合されてもよい。任意成分としては、水溶性有機溶剤や、各種添加剤が例示される。添加剤としては、保存性向上剤、消泡剤などが挙げられる。
前記水溶性有機溶剤としては、例えば、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、ケトン類、エーテル類、エステル類、窒素含有化合物類などが挙げられる。なお、得られるプライマー層の乾燥性の点から、水溶性有機溶剤は、使用しないことが好ましい。
前記保存性向上剤としては、ヒンダートアミン、紫外線吸収剤、酸化防止剤などが挙げられる。前記ヒンダートアミンとしては、例えば、N-CH3タイプ、N-Hタイプ、N-ORタイプなどが挙げられる。前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが挙げられる。前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤などが挙げられる。
前記消泡剤としては、例えば、シリコーン系消泡剤、プルロニック(登録商標)系消泡剤などが挙げられる。
<プライマー組成物の製造>
前記プライマー組成物は、水に、前記凝集促進剤、必要に応じて、前記樹脂エマルジョン、前記ヒドラジド化合物、前記界面活性剤、前記水溶性有機溶剤、各種添加剤を加え、ディスパーなどで撹拌混合することにより製造できる。
前記プライマー組成物は、水に、前記凝集促進剤、必要に応じて、前記樹脂エマルジョン、前記ヒドラジド化合物、前記界面活性剤、前記水溶性有機溶剤、各種添加剤を加え、ディスパーなどで撹拌混合することにより製造できる。
<印刷物>
印刷物とするには、前記白インク組成物と、必要により、前記プライマー組成物を有するインクセットを印刷して得られる。具体的には、前記プライマー組成物を、基材に塗工・乾燥してプライマー層を形成した後、前記白インク組成物を当該プライマー層にインクジェット印刷機を用いて印刷する画像形成方法により得られる。前記プライマー組成物の塗工方法は、ブレードコータ、エアーナイフコータ、ロールコータ、バーコータ、グラビアコータ、ロッドブレードコータ、リップコータ、カーテンコータ、ダイコータ、インクジェットなどの各種塗工装置を用いた塗工方法が挙げられる。
印刷物とするには、前記白インク組成物と、必要により、前記プライマー組成物を有するインクセットを印刷して得られる。具体的には、前記プライマー組成物を、基材に塗工・乾燥してプライマー層を形成した後、前記白インク組成物を当該プライマー層にインクジェット印刷機を用いて印刷する画像形成方法により得られる。前記プライマー組成物の塗工方法は、ブレードコータ、エアーナイフコータ、ロールコータ、バーコータ、グラビアコータ、ロッドブレードコータ、リップコータ、カーテンコータ、ダイコータ、インクジェットなどの各種塗工装置を用いた塗工方法が挙げられる。
前記インクジェットによる印刷方法は、従来公知の条件が適宜採用できるが、例えば、前記プライマー組成物(または前記及び白インク組成物)をインクカートリッジに収容し、該インクカートリッジをシングルパス方式などのインクジェット記録装置に装着して、ノズルから基材(またはプライマー層)へ噴射することによりインクジェット印刷をする方法が挙げられる。
前記基材としては、例えば、アート紙、インクジェット専用紙、インクジェット光沢紙などのコート紙、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリ塩化ビニルシートのようなプラスチック系基材などの非吸収性印刷媒体;普通紙、オフセット紙などの未コート紙;綿などの布帛などが挙げられ、これらの中でも、プライマー層の密着性が良好な観点から、非吸収性印刷媒体が好ましく、プラスチック系基材がより好ましい。
(実施例)
<顔料>
CR-90-2(商品名「CR-90-2」、シリカとアルミナと有機物で処理された酸化チタン、平均粒子径0.25μm、DBP給油量20ml/100g、石原産業社)
<添加剤>
サーフィノール465(日信化学工業社)、アセチレンジオール系界面活性剤
<顔料>
CR-90-2(商品名「CR-90-2」、シリカとアルミナと有機物で処理された酸化チタン、平均粒子径0.25μm、DBP給油量20ml/100g、石原産業社)
<添加剤>
サーフィノール465(日信化学工業社)、アセチレンジオール系界面活性剤
<水性樹脂ワニス>
表1に示すアルカリ可溶性樹脂であるスチレン/ステアリルアクリレート/アクリル酸、あるいは、スチレン/ラウリルアクリレート/アクリル酸共重合体20質量部を、水酸化カリウム2.5質量部と水77.5質量部との混合溶液に溶解させて、固形分20%の水性樹脂ワニスA~Kを得た。
表1に示すアルカリ可溶性樹脂であるスチレン/ステアリルアクリレート/アクリル酸、あるいは、スチレン/ラウリルアクリレート/アクリル酸共重合体20質量部を、水酸化カリウム2.5質量部と水77.5質量部との混合溶液に溶解させて、固形分20%の水性樹脂ワニスA~Kを得た。
<顔料分散液の調製>
上記水性樹脂ワニスA~Kの40.0質量部に水20.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の40.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液A~F,I~Mを得た。このとき、上記水性樹脂ワニスA~Fそれぞれを用いて顔料分散液A~Fとし、上記水性樹脂ワニスGを用いて顔料分散液I、上記水性樹脂ワニスHを用いて顔料分散液J、上記水性樹脂ワニスIを用いて顔料分散液K、上記水性樹脂ワニスJを用いて顔料分散液L、上記水性樹脂ワニスKを用いて顔料分散液Mとした。
また、上記水性樹脂ワニスAの10.0質量部に水50.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の40.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液Gを得た。
また、上記水性樹脂ワニスAの50.0質量部に水30.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の20.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液Hを得た。
また、上記水性樹脂ワニスAの2.0質量部に水58.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の40.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液Oを得た。
また、上記水性樹脂ワニスAの70.0質量部に水10.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の20.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液Pを得た。
上記水性樹脂ワニスA~Kの40.0質量部に水20.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の40.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液A~F,I~Mを得た。このとき、上記水性樹脂ワニスA~Fそれぞれを用いて顔料分散液A~Fとし、上記水性樹脂ワニスGを用いて顔料分散液I、上記水性樹脂ワニスHを用いて顔料分散液J、上記水性樹脂ワニスIを用いて顔料分散液K、上記水性樹脂ワニスJを用いて顔料分散液L、上記水性樹脂ワニスKを用いて顔料分散液Mとした。
また、上記水性樹脂ワニスAの10.0質量部に水50.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の40.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液Gを得た。
また、上記水性樹脂ワニスAの50.0質量部に水30.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の20.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液Hを得た。
また、上記水性樹脂ワニスAの2.0質量部に水58.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の40.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液Oを得た。
また、上記水性樹脂ワニスAの70.0質量部に水10.0質量部を加え混合し、顔料分散用樹脂ワニスを調製した。このワニスに、更にCR-90-2の20.0質量部を加え、撹拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、顔料分散液Pを得た。
<白インク組成物の調製>
表2に記載する含有量となるように混合して各白インク組成物を調製した。
例えば実施例1は、顔料分散液Aと水性樹脂ワニスAを混合して、対顔料のワニス中の樹脂の配合量は20.0質量%となるように配合したものを25質量部、および水溶性溶媒、界面活性剤、水を加えて、100質量部にしたものを白インク組成物としたものである。
表2に記載する含有量となるように混合して各白インク組成物を調製した。
例えば実施例1は、顔料分散液Aと水性樹脂ワニスAを混合して、対顔料のワニス中の樹脂の配合量は20.0質量%となるように配合したものを25質量部、および水溶性溶媒、界面活性剤、水を加えて、100質量部にしたものを白インク組成物としたものである。
<プライマー組成物の調製>
酢酸カルシウムの2.0質量部、サ-フィノ-ル465の0.5質量部、及び水の97.5質量部を撹拌混合して、プライマー組成物を得た。
酢酸カルシウムの2.0質量部、サ-フィノ-ル465の0.5質量部、及び水の97.5質量部を撹拌混合して、プライマー組成物を得た。
<白インク組成物の沈降物の柔らかさ評価および再分散性評価>
沈降物の硬さの評価は上記で製造した白インク組成物を800mL作製し、1Lサンプル瓶に充填し、室温で1ヵ月間静置した。1ヵ月後インク組成物の外観を観察すると底部に酸化チタンが沈降しており、スパチュラを用いて底部を掻いて沈降物の柔らかさを評価した。また、再分散性の評価は、ディスパーを使用して400rpmの回転数で10分間の条件でインク組成物を撹拌し、沈降物が再分散しているかどうかを目視で観察した。
沈降物の硬さの評価は上記で製造した白インク組成物を800mL作製し、1Lサンプル瓶に充填し、室温で1ヵ月間静置した。1ヵ月後インク組成物の外観を観察すると底部に酸化チタンが沈降しており、スパチュラを用いて底部を掻いて沈降物の柔らかさを評価した。また、再分散性の評価は、ディスパーを使用して400rpmの回転数で10分間の条件でインク組成物を撹拌し、沈降物が再分散しているかどうかを目視で観察した。
[沈降物の柔らかさの評価基準]
○:沈降物が柔らかく粘り気はなく、スパチュラで掻いたときに抵抗が無い
△:沈降物の硬さが中間で、粘り気はなく、スパチュラで掻いたときに少し抵抗がある
×:沈降物が硬く粘り気があり、スパチュラで掻くと大きな抵抗があり、沈降物に突き刺さる
○:沈降物が柔らかく粘り気はなく、スパチュラで掻いたときに抵抗が無い
△:沈降物の硬さが中間で、粘り気はなく、スパチュラで掻いたときに少し抵抗がある
×:沈降物が硬く粘り気があり、スパチュラで掻くと大きな抵抗があり、沈降物に突き刺さる
[再分散性の評価基準]
○:再分散する
△:大部分は再分散するが、沈降物がやや残る
×:沈降物に変化なし
○:再分散する
△:大部分は再分散するが、沈降物がやや残る
×:沈降物に変化なし
<インク組成物の吐出性評価>
エプソン社ヘッドを搭載した評価用プリンターのカートリッジに白インク組成物を詰めて、遮蔽紙に印字を行い、印刷物の画質を評価した。
[吐出性の評価基準]
○:印字の乱れがなく、安定して吐出できるもの
△:多少印字の乱れがあるものの、吐出できるもの
×:印字の乱れがあり、安定して吐出できないもの
エプソン社ヘッドを搭載した評価用プリンターのカートリッジに白インク組成物を詰めて、遮蔽紙に印字を行い、印刷物の画質を評価した。
[吐出性の評価基準]
○:印字の乱れがなく、安定して吐出できるもの
△:多少印字の乱れがあるものの、吐出できるもの
×:印字の乱れがあり、安定して吐出できないもの
<画質評価>
遮蔽紙に丸協技研製#4のワイヤーバーでプライマー組成物を塗布し、評価用遮蔽紙を用意した。エプソン社プリンターPX105を用いて、前記評価用遮蔽紙に実施例1~10及び比較例1~9の白インク組成物を、約0.3mmの幅で細線状に印刷した。インク組成物の滲みによる細線の太りを目視観察して、印刷部の画質を評価した。
[画質の評価基準]
〇:滲みがなく、細線が直線であり、そのままの太さで印刷されているもの
△:細線が直線であり、部分的な太りがみられるが、2倍以上の太りは観察されないもの
×:細線が直線でない、あるいは全体的に2倍以上の太りが観察されるもの
遮蔽紙に丸協技研製#4のワイヤーバーでプライマー組成物を塗布し、評価用遮蔽紙を用意した。エプソン社プリンターPX105を用いて、前記評価用遮蔽紙に実施例1~10及び比較例1~9の白インク組成物を、約0.3mmの幅で細線状に印刷した。インク組成物の滲みによる細線の太りを目視観察して、印刷部の画質を評価した。
[画質の評価基準]
〇:滲みがなく、細線が直線であり、そのままの太さで印刷されているもの
△:細線が直線であり、部分的な太りがみられるが、2倍以上の太りは観察されないもの
×:細線が直線でない、あるいは全体的に2倍以上の太りが観察されるもの
<インク組成物の貯蔵安定性評価>
白インク組成物をガラス瓶に充填し、60℃で4週間静置した後、水性顔料型インクジェット用インク組成物の粘度を測定した。
[貯蔵安定性の評価基準]
○:初期粘度からの変化率が10%未満のもの
△:初期粘度からの変化率が10%以上、20%未満のもの
×:初期粘度からの変化率が20%以上のもの
白インク組成物をガラス瓶に充填し、60℃で4週間静置した後、水性顔料型インクジェット用インク組成物の粘度を測定した。
[貯蔵安定性の評価基準]
○:初期粘度からの変化率が10%未満のもの
△:初期粘度からの変化率が10%以上、20%未満のもの
×:初期粘度からの変化率が20%以上のもの
本発明に沿った例である実施例1~10によれば、インク組成物の沈降物は柔らかく、再分散性、吐出性に優れ、印刷後の画質、貯蔵安定性にも優れていた。
しかしながら、水分散性樹脂のガラス転移温度が低い比較例1及び2によれば、特に再分散性に劣っていた。水分散性樹脂の重量平均分子量が低い比較例3によれば、特に貯蔵安定性に劣っていた。水分散性樹脂の酸価が低い比較例4によれば、特に画質に劣っていた。水分散性樹脂の重量平均分子量及び酸価が低い比較例5によれば、特に画質と貯蔵安定性に劣っていた。インク組成物中の水分散性樹脂の含有量が少ない比較例6によれば、特に画質と貯蔵安定性に劣っていた。インク組成物中の水分散性樹脂の含有量が多すぎる比較例7によれば、特に吐出性、画質と貯蔵安定性に劣っていた。顔料の濃度が低い比較例8によれば、特に画質に劣っていた。逆に顔料の濃度が高い比較例9によれば、特に吐出性、画質と貯蔵安定性に劣っていた。
しかしながら、水分散性樹脂のガラス転移温度が低い比較例1及び2によれば、特に再分散性に劣っていた。水分散性樹脂の重量平均分子量が低い比較例3によれば、特に貯蔵安定性に劣っていた。水分散性樹脂の酸価が低い比較例4によれば、特に画質に劣っていた。水分散性樹脂の重量平均分子量及び酸価が低い比較例5によれば、特に画質と貯蔵安定性に劣っていた。インク組成物中の水分散性樹脂の含有量が少ない比較例6によれば、特に画質と貯蔵安定性に劣っていた。インク組成物中の水分散性樹脂の含有量が多すぎる比較例7によれば、特に吐出性、画質と貯蔵安定性に劣っていた。顔料の濃度が低い比較例8によれば、特に画質に劣っていた。逆に顔料の濃度が高い比較例9によれば、特に吐出性、画質と貯蔵安定性に劣っていた。
Claims (2)
- 酸化チタン顔料をインク組成物中5.0~20.0質量%、
スチレン、ステアリルアクリレート及び又はラウリルアクリレート、アクリル酸を構成単位とし、重量平均分子量が10,000以上で、酸価が100mgKOH/g以上であり、ガラス転移温度が50℃以上であるアルカリ可溶性樹脂の固形分を、インク組成物中の顔料100質量部に対して3.0~60.0質量部、
界面活性剤、
を含有する、
白インク組成物。 - アルカリ可溶性樹脂の固形分が、インク組成物中の顔料100質量部に対して10.0~30.0質量部である請求項1に記載の白インク組成物。
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