JP5010956B2 - ポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物 - Google Patents

Description

本発明は、ポリオレフィン樹脂シートに対して、密着性が良好で、かつ吐出安定性も良好なコンティニュアス型インクジェットインク組成物に関する。

近年、インクジェットプリンターは、文字や画像の出力機器として、家庭用、オフィス用および産業用として広く利用されている。

このようなインクジェットプリンターによる印刷は、ノズルからインクを噴射し、被記録媒体に付着する方式で行われ、オンデマンド方式、コンティニュアス方式等の各種方式のものが実用化されている。

ここで、コンティニュアス方式とは、インク液滴を連続的に飛翔させ、電気的な力で飛翔進路を偏向させることにより、記録画像形成に必要なインク液滴のみを被記録媒体に着弾させ、残りのインク液滴を回収して繰り返し利用することを特徴としたインクジェット記録方式である。一方、オンデマンド方式とは、記録画像形成に必要なインク液滴のみを間欠的に飛翔させて、そのまま被記録媒体に着弾させることを特徴としたインクジェット記録方式である。

この様な原理上の違いから、コンティニュアス方式の記録装置は、インクを加圧下でノズルから直接噴射または超音波により小液滴として飛翔させる装置の他にも、飛翔進路を偏向させるための、インク液滴を帯電および偏向させる電極が必要となり、オンデマンド方式の記録装置と比較して、構成は複雑で大掛かりとなるが、常にインク液滴を飛翔させておくと、タイミングを計って飛翔させるよりも応答性に優れるために、より高速での記録が可能となり、また、乾燥の速いインクを用いても、吐出信頼性が高いという特徴を有するものである。

そこで、このコンティニュアス方式の記録装置は、大量の被記録媒体があり、長時間にわたって記録を行う産業分野で主として使用されるようになってきている。

そして、近年、特に産業分野として屋外に設置や掲示されるポスター等の用途での需要が増加している。

この様なポスター等が屋外に設置される場合、風雨に十分に耐えられる基材とインクが必要となる。そこで、強靭なポリ塩化ビニル等の樹脂シートを基材として、水にぬれても色落ちやにじみのない油性顔料型のインク組成物が印字されているものが使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

しかし、最近では環境問題から、ポリ塩化ビニル樹脂シートから再生ポリエチレン樹脂シート等のポリオレフィン樹脂シートに基材の変更が検討されるようになっている。

しかし、極性のより低い材料であるポリオレフィン樹脂シートを基材とした場合、従来からポリ塩化ビニル等の極性材料の樹脂シートに使用されている油性顔料型インクジェットインク組成物で印字した場合は、十分な密着性が得られないという問題を有している。

特開平１０−２０４３４６号公報 特開２００７−０２３２６５号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、基材として再生ポリエチレン樹脂シート等のポリオレフィン樹脂シートを用いた場合に、密着性が優れ、かつ吐出安定性が良好なコンティニュアス型インクジェットインク組成物を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、前記課題を解決すべく研究した結果、結着樹脂として塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体と水酸基を有するケトン樹脂とを特定の比率で含有させることにより、ポリオレフィン樹脂シートへの密着性を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、（１）少なくとも、着色剤、結着樹脂、有機溶剤を含有するポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物であって、前記結着樹脂として塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体と水酸基を有するケトン樹脂を含み、かつ、その含有比率が質量比率として前記塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体／水酸基を有するケトン樹脂＝７５／２５〜２５／７５の範囲であるポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物に関する。

また、本発明は、（２）上記ポリオレフィン樹脂シートが、再生ポリエチレン樹脂シートであることを特徴とする上記（１）項に記載のポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物に関する。

本発明のインク組成物は、結着樹脂として塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体と水酸基を有するケトン樹脂とを特定の比率で含有することにより、ポリエチレン樹脂シート、ポリオレフィン樹脂シート、再生ポリエチレン樹脂シート等のポリオレフィン系樹脂の基材に対して良好な密着性を有するものであり、さらに吐出適性も優れたコンティニュアス型インクジェットインク組成物である。

以下に、本発明をさらに詳しく説明する。

本発明のポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物（以下、単にインク組成物と記載することもある）で利用される着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２２、２３、２７、２９、３４、４３、４７、１２３、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、２１、３２、６１、７９、８０、８１、８２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８、３５、８３、８４、１００、１０９、１１８、１１９、１２１、１２２、１６０、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、５５、７０等の油溶性含金属染料、アゾ系顔料、ジオキサジン顔料、キナクリドン顔料、ニトロ系顔料、フタロシアニン顔料、各種染料のレーキ等の有機顔料、カーボンブラック、酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。ただし、本発明に使用し得る着色剤は、これらに限定されるものではない。これら着色剤は単独でまたは２種以上を混合して使用できる。

これら着色剤のインキ組成物中の含有量は、０．１〜１５質量％の範囲が好ましい。該着色剤の含有量が０．１質量％未満では、色濃度が低下し、一方１５質量％を超えるとインク粘度や流動性の面から使用が困難となる。

また、上記着色剤として有機顔料や無機顔料等の顔料を使用する場合は、顔料を分散させるために、顔料分散剤を併用して使用する。

この様な顔料分散剤としては、印刷技術分野で使用されているものが使用できるが、その中でも高分子分散剤を使用することが好ましく、カルボジイミド系分散剤、ポリエステルアミン系分散剤、脂肪酸アミン系分散剤、変性ポリアクリレート系分散剤、変性ポリウレタン系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、多鎖型高分子非イオン系分散剤、高分子イオン活性剤等が挙げることができ、これら顔料分散剤は単独でまたは２種以上を混合して使用できる。但し、本発明に使用し得る顔料分散剤は、これらに限定されるものではない。

顔料分散性を良好に維持するのに有効な範囲の顔料分散剤の使用量は、使用する全顔料１００質量部に対して、通常１〜２００質量部、好ましくは１〜６０質量部である。

さらに、上記着色剤として顔料を使用する場合は、吐出安定性が良好となるようにインク組成物中に導電性付与剤を添加することが好ましい。導電性付与剤としては、従来から使用されているものが使用でき、具体的には、無機塩類、アミンの塩酸塩類、アニオンが有機アニオンである第４級アンモニウム塩、トリアリルスルホニウム塩およびその誘導体等を挙げることができる。

次に本発明のインク組成物で利用される結着樹脂は、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体と水酸基を有するケトン樹脂を主成分とするものである。

塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体としては、従来から油性インクジェットインク組成物に使用されているものが使用できる。好ましくは、数平均分子量が、１０，０００〜５０，０００、塩化ビニルと酢酸ビニルの共重合比（質量比）が塩化ビニル：酢酸ビニル＝８０：２０〜９５：５のものである。具体例としては、ダウケミカル社製のＶＹＨＤ、ＶＹＨＨ、ＶＭＣＡ等、日信化学（株）製のソルバインＣ、ソルバインＣＬ、ソルバインＣＨ、ソルバインＣＬＣ等が挙げられる。

水酸基を有するケトン樹脂としては、後述する有機溶剤に溶解するものであれば特に限定されるものではなく、公知の水酸基を有するケトン樹脂が使用できる。例えば、（１）アセトフェノン等の芳香族系ケトン化合物、（２）シクロヘキサノンやトリメチルシクロヘキサノン等の脂環族系ケトン化合物といったケトン基含有化合物と、ホルムアルデヒド等のアルデヒド化合物とを反応させて得られたケトン樹脂を水素添加して得られる水酸基を含有するケトン樹脂、（４）イソシアネート化合物と反応可能な置換基を有するケトン樹脂にイソホロンジイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物を反応させて得られる水酸基を含有するウレタン変性ケトン樹脂等が挙げられる。本発明で使用できる水酸基を含有するケトン樹脂の具体例としては、例えばデグサ社製のＳＫ、ＰＺＺ−１２０１等が挙げられる。これらの水酸基を有するケトン樹脂は、単独で用いてもよく、また、２種類以上組み合わせて用いてもよい。

本発明のインク組成物における前記塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体と水酸基を含有するケトン樹脂との含有比率（質量比）は７５／２５〜２５／７５であるのが好ましく、より好ましくは７０：３０〜３０：７０である。塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体の含有率が前記範囲を超えると、ポリオレフィン樹脂シートとの密着性が低下する傾向があり、一方前記範囲未満では得られる印刷物の光沢（発色）が低下する傾向がある。水酸基を含有するケトン樹脂の含有率が前記範囲を超えると、ポリオレフィン樹脂シートとの密着性が低下する傾向があると共に、印刷物の光沢（発色）が低下する傾向があり、一方ケトン樹脂の含有率が前記範囲未満では、ポリオレフィン樹脂シートとの密着性が低下する傾向がある。

また、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体とケトン樹脂の合計含有量はインク組成物おいて４〜１５質量％であるのが好ましい。該樹脂の合計含有量が４質量％未満では、ポリオレフィン樹脂シートとの密着性が悪くなり、一方１５質量％を超えると粘度が上昇しノズルから吐出しづらくなる。

次に本発明のインク組成物で利用される溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、アミルアルコール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、ジアセトンアルコール等の１価のアルコール類、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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート等のアルキレングリコールモノアセテート類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等の２価のアルコール類、乳酸メチル、乳酸ブチル等の乳酸アルキルエステル類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等が例示できる。これら溶剤は単独または２種以上を混合して使用できる。

さらに本発明のインク組成物には、必要に応じて、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、防錆剤、消泡剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素含有界面活性剤、その他の界面活性剤等の添加剤を加えることもできる。

以上の各種材料から、本発明のポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物を調製するには、着色剤（着色剤として顔料を使用する場合は、さらに顔料分散剤、導電性付与剤を添加）、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂、水酸基を有するケトン樹脂、溶剤、必要に応じて各種添加剤を密閉容器中に入れ、攪拌し均一に混合ないし溶解し、その後、メンブランフィルターで濾過する方法等が利用できる。

そして、得られるポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェット記録用インク組成物の粘度は、吐出適性等の点から２５℃で２．０〜５．０ｍＰａ・ｓ程度であるのが好ましい。

本発明のインク組成物は、ポリエチレン樹脂シート、ポリオレフィン樹脂シート、再生ポリエチレン樹脂シート等の基材に印字でき、これらポリオレフィン系の基材に対して良好な密着性を有するものであり、さらに吐出適性も優れたポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物である。

以下、実施例でもって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特にことわりのない限り、「部」、「％」はそれぞれ「質量部」、「質量％」をそれぞれ表す。

実施例１〜６および比較例１〜３
＜ベースインキ＞
高分子分散剤としてＰＢ８２１（味の素（株）製、ポリエステルアミン系分散剤）の８質量部をメチルエチルケトン７２質量部に溶解し、これに顔料として、カーボンブラックＭＡ−７（三菱化学（株）製）２０質量部を加え攪拌混合した後、ビーズミルを用いて練肉し、ベースインキを得た。

＜ポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物の調製＞
表１に示す組成物（各成分の配合量は組成物全量（１００質量％）に対する質量％である）を密閉容器中で、攪拌し均一に混合ないし溶解し、１０μｍのメンブランフィルターで濾過して、実施例１〜６および比較例１〜３のインクジェット記録用インク組成物を得た。

表１における略称名は次の材料を意味する。
ＳＫ：水酸基を含有するケトン樹脂〔デグサ社製、アセトフェノンとホルムアルデヒドから得られるケトン樹脂に水素添加したもの、水酸基価：約３２５ｍｇＫＯＨ／ｇ〔ＤＩＮ５３２４０修正、ＡＳＴＭ Ｅ２２２−６７修正（Ｆｒｅｓｅｎｌｕｓ、Ｚ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．（１９８５）３２０、６８３）〕〕
ＰＺＺ−１２０１：水酸基を含有するケトン樹脂（デグサ社製、ＳＫをウレタン化したもの）
ＶＹＨＤ：塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（ダウケミカルズ社製、数平均分子量：
２２，０００、塩化ビニル／酢酸ビニル＝８６／１４（質量比））
ＢＹＫ３３３：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン（ビックケミー社製）
導電性付与剤：ＵＡＣＵＲＥ１５９０（ダイセル・サイテック社製）

＜性能評価＞
実施例１〜６、比較例１〜３のポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物の粘度、吐出安定性、密着性、発色性を以下の方法により測定した。

［粘度］
東京計器（株）製ＥＬＤ型粘度計を用い、測定温度２５℃、測定回転数１００ｒｐｍにて測定した。

［吐出安定性］
コンティニュアス方式インクジェットプリンター（ドミノ社製Ａ３００）を用い、再生ポリエチレン樹脂シートに対して室温下で１００時間連続印刷した。
Ａ：連続運転中、文字がきれいに印字される
Ｂ：連続運転中、文字が印字されるが判読しがたい
Ｃ：文字が全く印字されない

［密着性］
住友スリーエム（株）製スコッチテープ（製品番号：ＢＫ−２４、スコッチ：登録商標）を用い、剥離テストを行った。
Ａ：剥離がないもの
Ｂ：パターンの一部に剥離が発生するもの
Ｃ：パターンの多くに剥離があるもの

［発色性］
日本電子工業(株)製変角光沢計ＶＧＳ−３００Ａを用い、６０度で光沢を測定した。
Ａ：光沢値が４０以上のもの
Ｂ：光沢値が２０以上４０未満のもの
Ｃ：光沢値が２０未満のもの

Claims (2)

1. 少なくとも、着色剤、結着樹脂、有機溶剤を含有するポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物であって、前記結着樹脂として塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体と水酸基を有するケトン樹脂を含み、かつ、その含有比率が質量比率として前記塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体／水酸基を有するケトン樹脂＝７５／２５〜２５／７５の範囲であることを特徴とするポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物。
2. 前記ポリオレフィン樹脂シートが、再生ポリエチレン樹脂シートであることを特徴とする請求項１記載のポリオレフィン樹脂シート用コンティニュアス型インクジェットインク組成物。