JP5537209B2 - 油性インクジェットインク - Google Patents

Description

本発明は、油性インクジェットインク、詳細には画像形成後（印刷後）の印刷物から不快なアルコール臭が発生することのない油性インクジェットインクに関するものである。

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ヘッドノズルからインク粒子として噴射し、上記ノズルに対向して置かれた印刷紙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、非水溶性溶剤に顔料を微分散させたいわゆる油性インクジェットインクが種々提案されている。

例えば、本発明者らは特許文献１において、顔料をエステル溶剤、高級アルコール溶剤、炭化水素溶剤等の非極性溶剤に分散させたインクを提案している。このインクは機上安定性に優れるとともに、ＰＰＣ複写機やレーザープリンターで印刷された印刷面と重ね合わせた場合でも貼り付かない印字面を得ることができるという利点を有するものである。

ところで、インクジェット印刷に伴い、臭気が問題となる場合がある。例えば、ＵＶインク中の残留モノマーによるもの（特許文献２）、印刷媒体が塩化ビニルである非水系インクに含まれる溶媒に因るもの（特許文献３）がある。しかし、一般に使用される油性インクに関しては、これまでの所、臭気の問題が報告された例はない。

特開２００７−１２６５６４号公報 特開２００３−１５９７９１号公報 特開２００８−２７４０３４号公報

ところが、最近、上記のような臭気の原因となるような特定の物質を含有していない通常の油性インクを用いたインクジェットについても、画像形成後の印刷物から不快臭がするという問題が発生した。本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、紙中には、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム等のカルシウム化合物が含まれているが、これらのうち、水に抽出され易く高いｐＨを示す水酸化カルシウムが臭気の問題を起こす原因となっていることがわかった。つまり、臭気の問題は一般のインクに広く使用されているエステル溶剤、例えばイソノナン酸イソノニル、パルミチン酸イソオクチル等のエステル溶剤に対して、印刷紙中の水酸化カルシウムが触媒として働いてエステル溶剤の加水分解が促進され、不快臭を有するアルコールを発生するためであることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は画像形成後の印刷物から不快なアルコール臭が発生することのない油性インクジェットインクを提供することを目的とするものである。

本発明の油性インクジェットインクは、少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなる油性インクジェットインクにおいて、前記溶剤が脂肪酸エステルと下記一般式（式中、ｍは６〜２２の整数、ｎは１または２である。以下、この記載は省略する。）で表わされる酸性リン酸エステルを含むことを特徴とするものである。

前記酸性リン酸エステルの含有量はインク全量に対して０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることがより好ましい。

本発明の油性インクジェットインクは、少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなる油性インクジェットインクにおいて、溶剤が脂肪酸エステルと下記一般式で表わされる酸性リン酸エステルを含むものであり、酸性リン酸エステルによって脂肪酸エステルの加水分解が抑制されるため、印刷紙中に水酸化カルシウムが含まれている場合であっても、画像形成後の印刷物から不快なアルコール臭が発生することを抑制することができ、インクジェット適性を兼ね備えたものとすることができる。

本発明の油性インクジェットインク（以下、単にインクという）は、少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなるインクにおいて、溶剤が脂肪酸エステルと下記一般式で表わされる酸性リン酸エステルを含むことを特徴とするものである。

上記式中、ｍは６〜２２の整数、ｎは１または２である。ｍが６未満であると、油性インクに使用する溶剤との溶解性が低くなり、加水分解を抑制する効果を得ることが困難となる。一方で、ｍが２２を超えると、粘度が高くなるためにインクジェット適性を得ることが困難となる。

ｎが１の酸性リン酸エステルとしては、モノヘキシルホスフェート、モノヘプシルホスフェート、モノオクチルホスフェート、モノイソオクチルホスフェート、モノノニルホスフェート、モノデシルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、モノラウリルホスフェート、モノミリスチルホスフェート、モノパルミチルホスフェート、モノステアリルホスフェート、モノイソステアリルホスフェート、モノアラキジルホスフェート、モノベヘニルホスフェートが挙げられる。

ｎが２の酸性リン酸エステルとしては、ジヘキシルホスフェート、ジヘプシルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソオクチルホスフェート、ジノニルホスフェート、ジデシルホスフェート、ジイソデシルホスフェート、ジラウリルホスフェート、ジミリスチルホスフェート、ジパルミチルホスフェート、ジステアリルホスフェート、ジイソステアリルホスフェート、ジアラキジルホスフェート、ジベヘニルホスフェートが挙げられる。

上記酸性リン酸エステルは単独で、あるいは２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。上記酸性リン酸エステルの中でもとりわけ、モノイソオクチルホスフェートとジイソオクチルホスフェートの組合せ、モノイソデシルホスフェートとジイソデシルホスフェートの組合せがより好ましい。

上記酸性リン酸エステルの含有量はインク全量中に０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることがより好ましい。含有する脂肪酸エステルの種類や含有量、インクに含まれるその他の成分によっても異なるが、０．１質量％未満では脂肪酸エステルの加水分解抑制が十分でないため臭気抑制の効果が得られにくい。一方、インクに含まれる脂肪酸エステルの含有量の上限を考えた場合、酸性リン酸エステルの含有量が２０質量％もあれば臭気抑制の効果は得られるが、２０質量％を超えると、粘度が高くなるためにインクジェット適性を得ることが困難となる。

本発明のインクには、例えばアルキルアミン等のアミン化合物のような塩基性化合物は含有しないことが好ましい。本発明のインクは、酸性リン酸エステルによって脂肪酸エステルの加水分解を抑制することで臭気の発生を抑制するものであるが、塩基性化合物が存在すると塩基性化合物と酸性リン酸エステルとが中和塩を形成し、加水分解を抑制する効果が低下することになる。

脂肪酸エステル溶剤としては、例えば、ラウリン酸エチル、イソノナン酸イソノニル、ラウリル酸イソプロピル、ラウリル酸イソオクチル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸ヘキシル、パルミチン酸イソプロピル、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、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸イソオクチル、リノール酸イソブチル、イソステアリン酸イソプロピル、大豆油イソブチル、トール油イソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジイソプロピル、モノカプリン酸プロピレングリコール、クエン酸トリエチルヘキシル、トリ２−エチルヘキサン酸グリセリル等が挙げられる。

本発明のインクは、上記一般式で表わされる酸性リン酸エステル溶剤や脂肪酸エステル溶剤以外に顔料、分散剤、その他の溶剤、必要に応じて各種添加剤等を含有することができる。
本発明で使用される顔料としては特に限定されず、従来公知の無機顔料および有機顔料を使用することができる。例えば、無機顔料としては、酸化チタン、ベンガラ、コバルトブルー、群青、紺青、カーボンブラック、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、硫酸バリウム、タルク、シリカ等が挙げられる。有機顔料としては、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、縮合多環顔料、銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。これらの顔料は、単独で用いてもよいし、適宜組み合わせて使用することも可能である。顔料の添加量は、インク全量に対して０．５〜２０質量％が好ましい。

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、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、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエステルポリアミン、ステアリルアミンアセテート等が挙げられる。

これらのうち、高分子系分散剤が好ましく使用され、例えば、以下の商品名で販売されているものが挙げられる：ソルスパース５０００（フタロシアニンアンモニウム塩系）、１１２００（ポリアミド系）、１３９４０(ポリエステルアミン系)、１７０００、１８０００（脂肪酸アミン系）、２２０００、２４０００、及び２８０００（いずれも日本ルーブリゾール社製）；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、及び４０５５（変性ポリウレタン）（いずれもＥｆｋａ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社製）；デモールＰ、ＥＰ、ポイズ５２０、５２１、５３０、及びホモゲノールＬ−１８（ポリカルボン酸型高分子界面活性剤）（いずれも花王（株）製）；ディスパロンＫＳ−８６０、ＫＳ−８７３Ｎ４（高分子ポリエステルのアミン塩）（いずれも楠本化成社製）；ディスコール２０２、２０６、ＯＡ−２０２、及びＯＡ−６００（多鎖型高分子非イオン系）（いずれも第一工業製薬（株）製）；ＡＮＴＡＲＯＮ Ｖ２１６（ビニルピロリドン−ヘキサデセンコポリマー）（アイエスピー・ジャパン（株）製）。なかでも、ポリアミド系及びビニルピロリドン−ヘキサデセンコポリマーがより好ましい。分散剤の含有量は、上記顔料を十分にインク中に分散可能な量であればよく、通常、１〜７質量％程度である。

インクの溶剤としては、上記一般式で表わされる酸性リン酸エステル溶剤や脂肪酸エステル溶剤の他に非極性有機溶剤、極性有機溶剤、又はこれらの混合物を含でいてよく、特に非極性溶剤を併用することが好ましい。非極性溶剤を併用することにより、臭気発生の抑制がより効果的になるうえ、吐出性能を良好なものとすることができる。溶剤全量に対する非極性溶剤と極性溶剤の含有量は、２０〜８０質量％の非極性溶剤と８０〜２０質量％の極性溶剤であることが好ましく、より好ましくは、３０〜６０質量％の非極性溶剤と７０〜４０質量％の極性溶剤、さらには、３５〜６０質量％の非極性溶剤と６５〜４０質量％の極性溶剤であることが好ましい。

非極性有機溶剤の例としては、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素溶剤等を挙げることができる。脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素系溶剤としては、パラフィン系、イソパラフィン系、ナフテン系の溶剤が挙げられる。例えば、以下の商品名で販売されているものが挙げられる。テクリーンＮ−１６、テクリーンＮ−２０、テクリーンＮ−２２、日石ナフテゾールＬ、日石ナフテゾールＭ、日石ナフテゾールＨ、０号ソルベントＬ、０号ソルベントＭ、０号ソルベントＨ、日石アイソゾール３００、日石アイソゾール４００、ＡＦ−４、ＡＦ−５、ＡＦ−６、及びＡＦ−７（いずれも新日本石油（株）製）；Ｉｓｏｐａｒ（アイソパー）Ｇ、ＩｓｏｐａｒＨ、ＩｓｏｐａｒＬ、ＩｓｏｐａｒＭ、ＥｘｘｏｌＤ４０、ＥｘｘｏｌＤ８０、ＥｘｘｏｌＤ１００、ＥｘｘｏｌＤ１３０、及びＥｘｘｏｌＤ１４０（いずれもＥｘｘｏｎ社製）。芳香族炭化水素溶剤としては、新日本石油（株）製の日石クリーンソルＧ（アルキルベンゼン）、Ｅｘｘｏｎ社製のソルベッソ２００等が挙げられる。これらのうち、ナフテン系溶剤、ＡＦ−４、ＡＦ−５、ＡＦ−６、及びＡＦ−７（商品名）が多用される。

極性有機溶剤としては、上記一般式で表わされる酸性リン酸エステルや脂肪酸エステル溶剤以外に、アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤、エーテル系溶剤を用いることができる。アルコール系溶剤としては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；高級脂肪酸系溶剤としてはイソノナン酸、イソミリスチン酸、ヘキサデカン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、イソステアリン酸；エーテル系溶剤としてはジエチル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、プロピ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ジブチルエーテルが挙げられる。

上記各成分に加えて、本発明のインクには慣用の添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、界面活性剤、例えばアニオン性、カチオン性、両性、もしくはノニオン性の界面活性剤、酸化防止剤、例えばジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピル、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、及びノルジヒドログアヤレチック酸等、が挙げられる。

本発明のインクは、例えばビーズミル等の公知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公知のろ過機を通すことにより調製できる。具体的には、予め溶剤の一部と顔料及び分散剤の全量を均一に混合させた混合液を調製して分散機にて分散させた後、この分散液に残りの成分を添加してろ過機を通すことにより調製することができる。
以下に本発明の油性インクジェットインクの実施例を示す。

（インクの調製）
下記表１に示す配合（表１に示す数値は質量部である）で原材料をプレミックスした後、ビーズミルにて約１０分間分散させて実施例１〜７、比較例１および２のインクを調製した。なお、表１においてＡＰ１０は大八化学工業社製のイソデシルアシッドフォスフェート（モノイソデシルホスフェートとジイソデシルホスフェートとからなる酸性リン酸エステル）、ＡＰ８は大八化学工業社製の２−エチルヘキシルアシッドフォスフェート（モノイソオクチルホスフェートとジイソオクチルホスフェートとからなる酸性リン酸エステル）である。

（評価）
（臭気）
インクジェットプリンター「オルフィスＸ９０５０」（商品名：理想科学工業社製）に実施例１〜７、比較例１および２の各インクを導入し、普通紙（商品名：ＣＯＰＹ＆ＬＡＺＥＲ、Ａｐｒｉｌ Ｐａｐｅｒ社製）にベタ画像を２０枚印刷し、これを重ねて２日間室温で保管し、印刷物の１０枚目の臭気を３人のパネルにより臭いを嗅いでもらい、下記基準によって官能評価した。
○：不快な臭気がしない
△：わずかに臭気がある
×：不快な臭気がある

（インクジェット適性）
インクジェットプリンター「オルフィスＸ９０５０」に実施例１〜７、比較例１および２の各インクを導入し、３０℃環境で６ヶ月保存し、Ｘ９０５０の機能にあるストロングクリーニングを１回実施したのち、Ａ３ベタを５０枚印字し印字物を観察し吐出不良数を数えた（白線の本数）。この５０枚印字を２００回繰り返し（合計１００００枚印字）下記基準によって吐出性能を評価した。
○：吐出不良ノズル数５本以下／１００００枚
△：吐出不良ノズル数６〜１９本／１００００枚
×：吐出不良ノズル数２０本以上／１００００枚
各インクの処方と評価の結果を表１に示す。

表に示すように本発明の一般式で表わされる酸性リン酸エステルを用いた実施例１〜７では印刷後２日が経過しても臭気は認められず、インクジェット適性も実用上満足できるレベルであった。実施例４は酸性リン酸エステルの含有量が低いためにほんのわずかに臭気は認められたものの許容範囲内であった。実施例７はインクジェット適性評価で若干の吐出不良が確認されたものの許容範囲内であった。一方で、酸性リン酸エステルを含有していない比較例１ではインクジェット適性は実用上満足できるレベルであったが、臭気が顕著となった。

酸性リン酸エステルに変えて酸性物質であるオレイン酸を添加した比較例２では臭気は認められなかったものの、インクジェット適性は際立って悪くなった。このことから、臭気抑制とインクジェット適性を兼ね備えたインクジェットインクとするためには、単に脂肪酸エステルの加水分解を抑制することができると推測される酸性溶剤を添加するということでは足りず、本発明における酸性リン酸エステルが際立って有効であることが看取される。

Claims (2)

1. 少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなる油性インクジェットインクにおいて、前記溶剤が脂肪酸エステルと下記一般式（式中、ｍは６〜２２の整数、ｎは１または２である）で表わされる酸性リン酸エステルを含むことを特徴とする油性インクジェットインク。
   

   
2. 前記酸性リン酸エステルの含有量がインク全量に対して０．５〜１０質量％であることを特徴とする請求項１記載の油性インクジェットインク。