JP5266614B2 - 分散液の製造方法及び分散液を有するインクジェットインク - Google Patents

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Description

本発明は、分散液の製造方法及び分散液を有するインクジェットインクに関する。
近年、インクジェット記録方式は簡便・安価に画像を作成出来るため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。特に微細なドットを出射、制御する記録装置や、色再現域、耐久性、出射適性等を改善したインク及びインクの吸収性、色材の発色性、表面光沢などを飛躍的に向上させた専用紙を用い、銀塩写真に匹敵する画質を得ることも可能となっている。今日のインクジェット記録方式の画質向上は、記録装置、インク、専用紙の全てが揃って初めて達成されている。
しかしながら、専用紙を必要とするインクジェットシステムは、記録媒体が制限されること、記録媒体のコストアップが問題となる。そこで、専用紙と異なる被転写媒体へインクジェット方式により記録する試みが多数なされている。具体的には、室温で固形のワックスインクを用いる相変化インクジェット方式、速乾性の有機溶剤を主体としたインクを用いるソルベント系インクジェット方式や、記録後紫外線(UV)などの活性光線により架橋させるUVインクジェット方式などである。
例えば、紫外線硬化型インクとしては、特許文献1、2に記載されているアクリル系組成物を中心としたラジカル重合型紫外線硬化型インクと、特許文献3に記載されているカチオン重合型紫外線硬化型インクがある。ラジカル重合型紫外線硬化型インクは、その重合メカニズム上、酸素が介在した環境では酸素阻害作用を受けるため硬化性が落ちる問題がある。一方、カチオン重合性紫外線硬化型インクは、酸素阻害作用を受けることはないが、重合反応の性質上暗反応が進み易く、保存による粘度上昇に問題があった。
また、インクジェット記録方式に用いられる色材としては、形成される画像の堅牢性の観点から、主に顔料を分散したインクが用いられることが多い。
一般に、顔料分散において、安定した分散特性を達成するには、顔料と分散剤をいかに
吸着させるかが大きな課題であり、分散溶媒が極性であれば非極性な相互作用、非極性であれば極性な相互作用が用いられる。
例えば溶剤系の顔料分散においては、酸塩基概念を用いることが提唱されている。すなわち、顔料が酸性であれば塩基性分散剤、顔料が塩基性であれば酸性分散剤を用いる。
しかしながら、重合性化合物を分散溶媒とする紫外線硬化型インクは、溶剤系でありながら重合性基由来の極性基が存在するため、特に顔料と分散剤の吸着が難しい系であり、従来技術だけでは安定な紫外線硬化型インクを得ることができなかった。特に吐出安定性が厳しく、サテライトの多発と、それにより記録媒体に到達せず浮遊するミストの問題があった。
即ち、インクジェット記録ヘッドから吐出されたインク滴は、インク柱の先端部分から分離して飛翔するメインインク滴と、このメインインク滴に付随して飛翔するサテライトインク滴とに分かれる。そして、このサテライトインク滴は、メインインク滴よりも飛翔速度が遅く、インク量も少ない。サテライトインク滴が記録紙まで到達できなかった場合には、インクミストとして浮遊してしまう虞もある。このインクミストが筐体内や記録ヘッドのノズルプレート等に付着すると、インク滴の飛行曲がりの原因となったり、装置内の汚染の原因となるので、装置の信頼性が損なわれてしまう。
例えば、特許文献4にはカチオン重合性紫外線硬化型インクにおいて、光開始剤(=光酸発生剤)が入ったインクを加熱エージングすることにより、前述の保存による粘度上昇の変動を抑える技術が紹介されているが、この技術だけでは、安定した分散特性を達成することができずサテライト及びミストの問題は解決できない。むしろ光開始剤(=光酸発生剤)が入ったインクを加熱エージングすることによって分散が不安定となり凝集が発生し、出射性は不安定となりインクジェットインクとしては致命的な問題であった。
また、特許文献5には水性媒体のインクジェットインクにおいて、顔料分散液を加熱処理することが紹介されているが、前述のように重合性化合物を分散溶媒とする紫外線硬化型インクとは全く違う系であり、また目的もインクにより形成した画像の耐光性の向上に有り、やはりこれらの従来技術だけでは前記サテライトおよびミストの問題の無い安定な紫外線硬化型インクを得ることができなかった。
特開平6−200204号公報(請求項、実施例) 特表2000−504778号公報(請求項、実施例) 特開2002−188025号公報(第2〜第7頁、実施例) 特開2005−60498号公報(請求項、一般記載) 特開2003−26972号公報(請求項、一般記載)
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は保存分散安定性及び吐出安定性に優れる紫外線硬化型インクジェット記録用インク及びその製造方法を提供することにある。
本発明の上記課題は、以下の手段により解決された。
1.少なくとも有機顔料、高分子分散剤、重合性化合物、及び光開始剤を含有する活性光線硬化型インクジェット記録用インクにおいて、該有機顔料、高分子分散剤及び重合性化合物のそれぞれの少なくとも一部が、少なくともこれら3種の添加剤を含有する分散液(但し、光開始剤を含有しない。)として調製され、かつ40〜80℃の温度範囲で6時間以上加熱エージング処理を施されたことを特徴とする活性光線硬化型インクジェット記録用インク。
2.前記有機顔料の、前記活性光線硬化型インクジェット記録用インク中での、体積平均粒径が0.09〜0.15μmであることを特徴とする前記1に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インク。
3.前記分散液が、重合性化合物として、少なくともオキセタン環を有する化合物、エポキシ化合物、及びビニルエーテル化合物のうちのいずれかの化合物を含有することを特徴とする前記1または2に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インク。
4.前記活性光線硬化型インクジェットインクが、光開始剤として、オニウム塩を含有し、かつ該インク中の該オニウム塩の含有量が5質量%以下であることを特徴とする前記1〜3のいずれか一項に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インク。
5.前記活性光線硬化型インクジェットインクが、高分子分散剤を、有機顔料の総質量の20%以上60%以下の範囲の含有量(質量%)で含有することを特徴とする前記1〜4のいずれか一項に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インク。
6.前記分散液が、有機顔料として、少なくとも表面処理されたC.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 185、C.I.Pigment Red 202、及びC.I.Pigment Violet 19のいずれかのマゼンタ色用顔料を含有することを特徴とする前記1〜5のいずれか一項に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インク。
7.前記分散液が、有機顔料として、少なくとも表面処理されたC.I.Pigment Yellow 138、C.I.Pigment Yellow 120、C.I.Pigment Yellow 150、C.I.Pigment Yellow 151、及びC.I.Pigment Yellow 180のいずれかのイエロー色用顔料を含有することを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インク。
8.記分散液が、有機顔料として、少なくとも表面処理されたC.I Pigment Blue−15:3、及びC.I Pigment Blue−15:4のいずれかのシアン色用顔料を含有することを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インク。
9.前記項1〜8のいずれか一項に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクを製造することを特徴とする活性光線硬化型インクジェット記録用インクの製造方法。
本発明により、インクの保存温度による平均粒径変動差が小さく保存分散安定性に優れ、かつ保存温度に拘わらず吐出安定性にも優れている紫外線硬化型インクジェット記録用インク及びその製造方法を提供することができる。
以下、本発明及び構成要素等について詳細に説明する。
(活性光線硬化型インクジェット記録用インク)
本発明の活性光線硬化型インクジェット記録用インクインクとは、当該インクに活性光線を照射したときに、照射された光によって、インク組成物が重合反応を開始し、硬化するインクをいう。ここで、活性光線とは、波長180〜500nmの紫外線乃至可視光線をいい、その光源としては、例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、水銀−キセノンランプ、エキシマーランプ、ショートアーク灯、ヘリウム・カドミニウムレーザー、アルゴンレーザー、エキシマーレーザー、太陽光が挙げられる。
なお、本発明のインクをインクジェット方式の記録方法において用いた場合には、本発明のインクが被記録媒体上に吐出(噴射)し、着弾した後に、照射された活性光線によって、インク組成物が重合反応を開始して当該組成物が硬化し印字媒体に固着する。
本発明の活性光線硬化型インクジェット記録用インクは、少なくとも有機顔料、高分子分散剤、重合性化合物、及び光開始剤を含有する活性光線硬化型インクジェット記録用インクにおいて、該有機顔料、高分子分散剤及び重合性化合物のそれぞれの少なくとも一部が、少なくともこれら3種の添加剤を含有する分散液(但し、光開始剤を含有しない。)として調製され、かつ40〜80℃の温度範囲で6時間以上加熱エージング処理を施されたことを特徴とする。
活性光線硬化型インクにおいては、重合性基由来の極性基が存在するために顔料と分散剤との吸着が難しいことは知られているが、本発明者は、インク調製に用いる有機顔料分散物を加熱エージング処理にすることにより、インク保存後のサテライト及びミストの問題の無い、非常に出射安定な活性光線硬化型インクジェットインクが得られることを見出した。
上記加熱エージング処理の温度(℃)は、40〜70℃が好ましく、50〜70度であることがさらに好ましい。該加熱処理の時間は、12時間〜5日間行われることが好ましく、12時間〜3日間行うことがさらに好ましい。この間、液は静置しておいてもよいし、撹拌してもよい。40℃より低い温度で行った場合は効果が不十分で、80℃を超えると重合性化合物の反応が進みインクが増粘する恐れが有る。
以下、本発明の活性光線硬化型インクの組成物等について説明する。
(有機顔料)
本発明に用いられる活性光線硬化型インクは、各種公知の有機顔料を含有することができる。特に、酸性処理・塩基性処理などの表面処理された有機顔料を用いることが更なる出射安定性向上の点で好ましい。
本発明において好ましく用いることのできる有機顔料としては、活性光線硬化型マゼンタインク用には、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 185、C.I.Pigment Red 202、C.I.Pigment Violet 19、活性光線硬化型イエロータインク用には、C.I.Pigment Yellow 138、C.I.Pigment Yellow 120、C.I.Pigment Yellow 150、C.I.Pigment Yellow 151、C.I.Pigment Yellow 180、活性光線硬化型シアンインクには、C.I Pigment Blue−15:3、C.I Pigment Blue−15:4等が挙げられる。
上記顔料の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。
また、顔料の分散を行う際に、本発明においては高分子分散剤を用いる。高分子分散剤としては、酸価と塩基価を両方持ち、かつ、酸価が塩基価より大きいものを用いることがより安定な分散特性を得られ好ましく、例えば、味の素ファインテクノ社のPBシリーズ、川研ファインケミカルのヒノアクトシリーズ、が挙げられる。これらの高分子分散剤は、有機顔料100質量%に対し、20〜60質量%添加することが好ましい。更に好ましくは有機顔料100質量%に対し、35〜60質量%添加することが好ましい。20質量%未満の場合、分散剤量が不十分で安定な顔料分散物が得られず、60質量%を超えると余剰で遊離した分散剤が出射性を不安定にし、特にサテライトの劣化が著しい。分散媒体は、重合性化合物を用いて行う。また本発明でいう酸価あるいは塩基価は、電位差滴定により求めることができ、例えば、色材協会誌61,[12]692−698(1988)に記載の方法で測定することができる。顔料や分散剤を複数用いる場合は、その質量平均として表示することができる。
顔料の分散は、インク中の顔料粒子の体積平均粒径を0.09〜0.15μmとするように行うことが好ましく、有機顔料・高分子分散剤・分散媒体の選定、及び、分散条件・ろ過条件の設定により調整する。この粒径管理によって、サテライト及びミストの発生を更に抑制し、インク保存後の出射安定性を高いレベルで維持することができる。
本発明に係るインクにおいては、色材濃度としては、インク全体の0.5質量%乃至10質量%であることが好ましい。0.5質量%未満であると発色の効果が期待できず、10質量%を超えるとサテライト及びミストの発生が顕著になり使えない。
(重合性化合物)
本発明のインクに含有される重合性化合物とは、活性光線による重合開始剤の反応生成物を契機として重合し得る化合物である。本発明の重合性化合物としては、あらゆる公知のオキセタン環を有する化合物・エポキシ化合物・ビニルエーテル化合物、などのカチオン重合性化合物が出射安定性の点から好ましく用いられる。
例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892、同2001−40068、同2001−55507、同2001−310938、同2001−310937、同2001−220526等に例示されているエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。
また、本発明のインクにおいては、更なる保存安定性の向上のために、光重合性化合物として脂環式エポキシ化合物と併用して、オキセタン環を有する化合物、ビニルエーテル化合物を含有することがより好ましい。
〔エポキシ化合物〕
エポキシ化合物には、以下の芳香族エポキシド、脂環式エポキシド及び脂肪族エポキシド等が挙げられる。
芳香族エポキシドとして好ましいものは、少なくとも1個の芳香族核を有する多価フェノールあるいはそのアルキレンオキシド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジ又はポリグリシジルエーテルであり、例えばビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキシド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキシド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、並びにノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここでアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド及びプロピレンオキシド等が挙げられる。
脂環式エポキシドとしては、少なくとも1個のシクロへキセン又はシクロペンテン等のシクロアルカン環を有する化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによって得られる、シクロヘキセンオキシド又はシクロペンテンオキシド含有化合物が好ましい。
脂肪族エポキシドの好ましいものとしては、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキシド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル等があり、その代表例としては、エチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル又は1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリンあるいはそのアルキレンオキシド付加体のジ又はトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールあるいはそのアルキレンオキシド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールあるいはそのアルキレンオキシド付加体のジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここでアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド及びプロピレンオキシド等が挙げられる。
これらのエポキシドの内、速硬化性を考慮すると、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドが好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。本発明では、上記エポキシドの1種を単独で使用してもよいが、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
また、本発明においてはAMES及び感作性などの安全性の観点から、オキシラン基を有するエポキシ化合物として、エポキシ化脂肪酸エステル、エポキシ化脂肪酸グリセライドの少なくとも一方を含有することが好ましい。
エポキシ化脂肪酸エステル、エポキシ化脂肪酸グリセライドは、脂肪酸エステル、脂肪酸グリセライドにエポキシ基を導入したものであれば、特に制限はなく用いられる。
エポキシ化脂肪酸エステルとしては、オレイン酸エステルをエポキシ化して製造されたもので、エポキシステアリン酸メチル、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸オクチル等が用いられる。また、エポキシ化脂肪酸グリセライドは、同様に、大豆油、アマニ油、ヒマシ油等をエポキシ化して製造されたもので、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化ヒマシ油等が用いられる。
〔オキセタン化合物〕
本発明で用いることのできるオキセタン化合物としては、特開2001−220526、同2001−310937に紹介されているような公知のあらゆるオキセタン化合物を使用できる。
また、オキセタン環を1個含有する単官能オキセタン化合物とオキセタン環を2個以上含有する多官能オキセタン化合物とを併用することが、硬化後の膜強度と記録材料への密着性を向上させる上で好ましい。ただし、オキセタン環を5個以上有する化合物を使用すると、インク組成物の粘度が高くなるため、取扱いが困難になったり、またインク組成物のガラス転移温度が高くなるため、得られる硬化物の粘着性が十分でなくなってしまう。本発明で使用するオキセタン環を有する化合物は、オキセタン環を1〜4個有する化合物が好ましい。
〔ビニルエーテル化合物〕
本発明で用いることのできるビニルエーテル化合物としては、例えばエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、i−プロペニルエーテル−O−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
これらのビニルエーテル化合物の内、硬化性、密着性、表面硬度を考慮すると、ジ又はトリビニルエーテル化合物が好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。本発明では、上記ビニルエーテル化合物の1種を単独で使用してもよいが、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
(光開始剤)
本発明の光開始剤としては、例えば「UV・EB硬化技術の応用と市場」(シーエムシー出版、田畑米穂監修/ラドテック研究会編集)などに掲載されているあらゆる公知のオニウム塩が好ましく用いられる。例えば、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のB(C654 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、CF3SO3 -塩を挙げることができる。オニウム塩の含有量としてはインク組成物の全質量に対して5質量%以下であることが好ましい。5質量%を超えると、顔料と分散剤の吸着を妨げる原因となり、保存後に顔料凝集が発生し出射不良を引き起こすことがある。
また本発明の開始剤としては、オニウム塩の中でも、スルホニウム塩が保存安定性の観点でより好ましく用いられる。
〔スルホニウム化合物〕
本発明に係る光開始剤としては、スルホニウム化合物、特に、スルホニウム塩が好ましく用いられる。これらの内で、特に、トリアリールスルホニウム塩が、保存安定性が良好であり、かつ、重合性化合物への溶解性が良好であるため、その添加量を容易に増やすことができ、重合性化合物の残留を抑えることができるため好ましい。
これらトリアリールスルホニウム塩タイプの光開始剤として、特に下記一般式〔S1〕〜〔S4〕で与えられるトリアリールスルホニウム塩化合物が溶解性、感度のほか保存安定性にも優れ、好ましい。
Figure 0005266614
前記一般式〔S1〕〜〔S4〕において、R1〜R17はそれぞれ水素原子、または置換基を表し、R1〜R3が同時に水素原子を表すことがなく、R4〜R7が同時に水素原子を表すことがなく、R8〜R11が同時に水素原子を表すことがなく、R12〜R17が同時に水素原子を表すことはない。X-はアニオンを表す。
1〜R17で表される置換基としては、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロピル基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基等のアルコキシ基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、デシルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンゾイルオキシ基等のカルボニル基、フェニルチオ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基等を挙げることができる。
-は、アニオンを表し、例えば、F-、Cl-、Br-、I-等のハロゲン原子、B(C654 -、R18COO-、R19SO3 -、SbF6 -、AsF6 -、PF6 -、BF4 -等のアニオンを挙げることができる。ただし、R18およびR19は、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基等で置換されていもよいアルキル基もしくはフェニル基を表す。この中でも、安全性の観点から、B(C654 -、PF6 -が好ましい。
上記化合物は、THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN Vol.71 No.11,1998年、有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版(1993年)、に記載の光酸発生剤と同様、公知の方法にて容易に合成することができる。
本発明においては、前記一般式〔S1〕〜〔S4〕で表されるスルホニウム塩が、下記式〔S5〕〜〔S13〕から選ばれるスルホニウム塩の少なくとも1種であることが、特に好ましい。X-はアニオンを表し、前述と同様である。
Figure 0005266614
例示化合物としては、前記式〔S5〕〜〔S13〕のXがPF6の他に、下記の化合物が挙げられる。
Figure 0005266614
Figure 0005266614
(その他各種添加剤等)
本発明の活性光線硬化型インクには、上記説明した以外に様々な添加剤を用いることができる。例えば、界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調製するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加することができる。
また、保存安定性を改良する目的で、公知のあらゆる塩基性化合物を用いることができるが、代表的なものとして、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アルカリ土類金属化合物、アミンなどの塩基性有機化合物などがあげられる。また、ラジカル重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
本発明のインクにおいては、25℃における粘度が7〜50mPa・sであることが、硬化環境(温度・湿度)に関係なく吐出が安定し、良好な硬化性を得るために好ましい。
本発明で用いることのできる記録材料としては、通常の非コート紙、コート紙などの他、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸収性のプラスチックおよびそのフィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルム、PEフィルム、TACフィルムを挙げることができる。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ABS、ポリアセタール、PVA、ゴム類などが使用できる。また、金属類や、ガラス類にも適用可能である。これらの記録材料の中でも、特に熱でシュリンク可能な、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルムへ画像を形成する場合に本発明の構成は、有効となる。これらの基材は、インクの硬化収縮、硬化反応時の発熱などにより、フィルムのカール、変形が生じやすいばかりでなく、インク膜が基材の収縮に追従し難い。
これら、各種プラスチックフィルムの表面エネルギーは大きく異なり、記録材料によってインク着弾後のドット径が変わってしまうことが、従来から問題となっていた。本発明の構成では、表面エネルギーの低いOPPフィルム、OPSフィルムや表面エネルギーの比較的大きいPETまでを含む、表面エネルギーが35〜60mN/mの広範囲の記録材料に良好な高精細な画像を形成できる。
本発明において、包装の費用や生産コスト等の記録材料のコスト、プリントの作製効率、各種のサイズのプリントに対応できる等の点で、長尺(ウェブ)な記録材料を使用する方が有利である。
以下に本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらの例に限定されるものではない。
本発明の実施態様には、下記の表面処理済み顔料を用いた。顔料表面の酸価・塩基価は下記の通りである。
顔料1:PigmentViolet19(クラリアント社製、Hostaperm Red E5B02)(酸価3.7mgKOH/g アミン価4.2mgKOH/g)
顔料2:Pigment Red 122(大日精化社製CFR321、塩基価6.1mg/g、酸価4.1mg/g)
顔料3:Pigment Violet19(大日精化社製CFR338−3、塩基価5.8mg/g、酸価4.0mg/g)
顔料4:Pigment Yellow 151(ランクセス社製E4GN−GT、塩基価9.1mg/g、酸価6.4mg/g)
顔料5:Pigment Yellow 180(大日精化社製CFY313−2、塩基価4.9mg/g、酸価3.0mg/g)
顔料6:Pigment Blue 15:4(大日精化社製ブルーNo.32、塩基価7.8mg/g、酸価1.9mg/g)
〈顔料の塩基価の測定〉
顔料に0.01モル/L過塩素酸メチルブチルケトン溶液を加え、超音波分散を行った
。その後、遠心分離により上澄み液を0.01モル/Lカリウムメトキシド−メチルイソ
ブチルケトン/メタノール(4:1)溶液で電位差滴定を行い、顔料による過塩素酸減少
量をKOHmg/g換算したものをアミン価とした。電位差滴定は平沼産業株式会社製自
動滴定装置COM−1500を用いて測定した。
〈顔料の酸価の測定〉
顔料に0.01モル/Lテトラブチルアンモニウムヒドロキシド−メチルブチルケトン
溶液を加え、超音波分散を行った。その後、遠心分離により上澄み液を0.01モル/L
過塩素酸メチルイソブチルケトン溶液で電位差滴定を行い、顔料による0.01モル/L
テトラブチルアンモニウムヒドロキシド減少量をKOHmg/g換算したものを酸価とし
た。電位差滴定は平沼産業株式会社製自動滴定装置COM−1500を用いて測定した。
〈分散剤の塩基価の測定〉
分散剤をメチルイソブチルケトンに溶解し、0.01N過塩素酸メチルイソブチルケトン溶液で電位差滴定を行い、KOHmg/g換算したものをアミン価とした。電位差滴定は平沼産業株式会社製自動滴定装置COM−1500を用いて測定した。
〈分散剤の酸価の測定〉
分散剤をメチルイソブチルケトンに溶解し、0.01Nカリウムメトキシド−メチルイソブチルケトン/メタノール(4:1)溶液で電位差滴定を行い、KOHmg/g換算したものを酸価とした。電位差滴定は平沼産業株式会社製自動滴定装置COM−1500を用いて測定した。
〈有機顔料分散液の調製A〉
以下の組成、条件で有機顔料分散物を作製した。
以下の化合物をステンレスビーカーに入れ、65℃ホットプレート上で加熱しながら1時間加熱撹拌溶解。
ソルスパーズ32000(アビシア株式会社製分散剤)(酸価24.8mg/g アミン価27.1mg/g) 8部
テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能) 72部
室温まで冷却した後これに顔料1を20部加えて、直径1mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて4時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Aとした。(高分子分散剤の含有量は、顔料質量の40.0%)
〈有機顔料分散液の調製B〉
以下の組成、条件で有機顔料分散物を作製した。
以下の化合物をステンレスビーカーに入れ、65℃ホットプレート上で加熱しながら1時間加熱撹拌溶解。
PB822(味の素ファインテクノ社製分散剤)(酸価18.5mg/g アミン価15.9mg/g) 9部
OXT221(東亜合成社製オキセタン化合物) 71部
室温まで冷却した後これに顔料2を20部加えて、直径1mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて6時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Bとした。(高分子分散剤の含有量は、顔料質量の45.0%)
〈有機顔料分散液の調製C〉
以下の組成、条件で有機顔料分散物を作製した。
以下の化合物をステンレスビーカーに入れ、65℃ホットプレート上で加熱しながら1時間加熱撹拌溶解。
ED−251(楠本化成株式会社製分散剤)(酸価19mg/g アミン価13.4mg/g) 10部
テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能) 70部
室温まで冷却した後これに顔料3を20部加えて、直径1mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて8時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Cとした。(高分子分散剤の含有量は、顔料質量の50.0%)
〈有機顔料分散液の調製D〉
以下の組成、条件で有機顔料分散物を作製した。
以下の化合物をステンレスビーカーに入れ、65℃ホットプレート上で加熱しながら1時間加熱撹拌溶解。
PB824(味の素ファインテクノ社製分散剤)(酸価32.5mgKOH/g アミン価19.1mgKOH/g) 12部
セロキサイド3000(ダイセル化学社製エポキシ化合物) 68部
室温まで冷却した後これに顔料4を20部加えて、直径1mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて6時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Dとした。(高分子分散剤の含有量は、顔料質量の60.0%)
〈有機顔料分散液の調製E〉
以下の組成、条件で有機顔料分散物を作製した。
以下の化合物をステンレスビーカーに入れ撹拌。
Disperbyk161(ビックケミー社製製分散剤)(酸価4.4mg/g アミン価10.9mg/g) 7部
OXT221 73部
これに顔料5を20部加えて、直径1mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて6時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Eとした。(高分子分散剤の含有量は、顔料質量の35.0%)
〈有機顔料分散液の調製F〉
以下の組成、条件で有機顔料分散物を作製した。
以下の化合物をステンレスビーカーに入れ撹拌。
T−6000(川研ファインケミカル社製分散剤)(酸価36.0mg/g アミン価12.4mg/g) 6部
DVE−3(アイエスピー・ジャパン) 74部
これに顔料6を20部加えて、直径1mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて6時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Fとした。
これら有機顔料分散液を、ポリエチレン容器に充填率90%で密閉し、表1〜9に記載の条件で加熱エージングを行った。比較として、加熱エージングを行わない有機顔料分散液も用いた。(高分子分散剤の含有量は、顔料質量の30.0%)
《インク組成物の調製》
〔インク組成〕
前記有機顔料分散液A〜Fを用いて、表1〜9記載のインク組成、でインク1〜9を作製した。
Figure 0005266614
Figure 0005266614
Figure 0005266614
Figure 0005266614
Figure 0005266614
Figure 0005266614
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Figure 0005266614
Figure 0005266614
Figure 0005266614
作製したインクは、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過を行った。
その後、ガラス容器に充填率90%で密閉し、各インク組成物を25℃と60℃で2週間保存した後、下記評価を行った。
〔保存分散安定性の評価〕
25℃と60℃保存したインクの平均粒径を測定した。
平均粒径は、Malvern Instruments Ltd製Zetasizer
Nanoシリーズにて測定した体積平均粒径値である。
○:25℃保存品と60℃保存品の粒径差が10%以内
△:25℃保存品と60℃保存品の粒径差が20%以内(ぎりぎり使えるレベル)
×:25℃保存品と60℃保存品の粒径差が30%超
〔吐出安定性の評価〕
25℃と60℃保存したインクを、55℃に加熱し、256ノズルのザール(Xaar)社製インクジェットプリンタの記録ヘッドから4plサイズの液滴を速度6m/sになるように電圧調整してヘッドを駆動させて吐出した。そのときの主滴のノズルからの距離1mmにおけるサテライトの数を測定した。測定はストロボ同期を用い、10発目(cycle)の液滴を観測した。サテライトの個数は、4個までがぎりぎり使えるレベルで、5個以上になるとミスト汚れの問題が厳しく使えない。
また、各記録ヘッドのノズルからの吐出状態を目視観察し、下記の基準に従って吐出安定性の評価を行った。
○:30分連続出射しても、ノズル欠が発生しない
△:30分連続出射でノズル欠がはじないが、わずかにインク曲がりが発生する(ぎりぎり使えるレベル)
×:30分連続出射で、数カ所以上のノズルでノズル欠が発生する
上記評価結果を表10にまとめて示す。
Figure 0005266614
表10から明らかなように、本発明のインクは保存温度による平均粒径変動差が小さく保存分散安定性に優れ、かつ保存温度に拘わらず吐出安定性にも優れていることが分かる。

Claims (10)

  1. 有機顔料、高分子分散剤、重合性化合物を含有し、光開始剤を含有しない分散液を、40〜80℃の温度範囲で6時間以上加熱する工程を有する分散液の製造方法。
  2. 前記分散液が、重合性化合物として、少なくともオキセタン環を有する化合物、エポキシ化合物、及びビニルエーテル化合物のうちのいずれかの化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の分散液の製造方法。
  3. 前記分散液が、高分子分散剤を、有機顔料の総質量の20%以上60%以下の範囲の含有量(質量%)で含有することを特徴とする請求項1または2に記載の分散液の製造方法。
  4. 前記分散液が、表面処理されたC.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 185、C.I.Pigment Red 202、及びC.I.Pigment Violet 19のいずれかの有機顔料を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の分散液の製造方法。
  5. 前記分散液が、表面処理されたC.I.Pigment Yellow 138、C.I.Pigment Yellow 120、C.I.Pigment Yellow 150、C.I.Pigment Yellow 151、及びC.I.Pigment Yellow 180のいずれかの有機顔料を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の分散液の製造方法。
  6. 記分散液が、表面処理されたC.I Pigment Blue−15:3、及びC.I Pigment Blue−15:4のいずれかの有機顔料を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の分散液の製造方法。
  7. 請求項1〜のいずれか1項に記載の方法によって製造された分散を有するインクジェットインク。
  8. 前記有機顔料の体積平均粒径が0.09〜0.15μmであることを特徴とする請求項に記載のインクジェットインク。
  9. 前記インクジェットインクが、光開始剤を含有することを特徴とする請求項7または8に記載のインクジェットインク。
  10. 前記光開始剤オニウム塩であり、かつ前記光開始剤の前記インクジェットインク中における含有量が、5質量%以下であることを特徴とする請求項に記載のインクジェットインク。
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