JP6113571B2 - 非水性インクジェット用インキ組成物およびそれを用いて得られる印刷物 - Google Patents
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Description
従来、看板広告を製作する方法として、ロゴの場合は着色シートを文字の形に切り抜いて貼り付けたり、写真調とする場合には各種印刷機を利用したりすることが一般的であった。そのために、製作に多くの時間と手間を要し、また、印刷機等の大掛かりな設備が必要になる等の問題があった。
そこで、鮮明な画像の看板をより簡単に製作するために、パーソナルコンピュータ上で創作したデザインを直接基材に印刷できるインクジェット方式を利用することが試みられている。
それに加えて、最近では、印刷幅が2,000mm以上の超ワイドフォーマットのインクジェットプリンターが登場し、これまで貼り合わせで対応してきた大判の印刷物が、一挙に印刷可能となるなど、ますます簡単に看板広告の製作ができるようになっている。
一般に、看板広告に用いられるポリマーシートとしては、ターポリンと呼ばれるポリマーシートがよく利用される。ターポリンはポリエステルやポリアミドを芯材として、表裏にポリ塩化ビニルやエチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体を積層した複合シートである。
このため、非水性インクジェット用インキ組成物に対して、有機溶剤としてアルキレングリコールモノエーテルモノエステルと環状エステルを利用すること(例えば、特許文献1参照)、バインダー樹脂としてビニル系重合体、有機溶剤として環境に優しいポリアルキレングリコールジアルキルエーテルを特定量含有する有機溶剤を使用すること(例えば、特許文献2参照)が公知である。
また、金属顔料やその他の色材を含有するインクジェット用インキ組成物が、有機溶剤としてアルキレングリコールジアルキルエーテルを含有し、またアセチレングリコール系界面活性剤を含有し得ること(例えば、特許文献3〜5参照)も公知である。
しかし、近年、印字速度の高速化が要求されるようになってきており、従来の非水性インクジェット用インキ組成物(特に環境に優しい有機溶剤を使用した非水性インクジェット用インキ組成物)で印字した場合、ベタ部の埋まり(以下、ベタ埋まりと記載する)が十分でないという問題が生じていた。
また、水性インクジェット用インキ組成物には、サーフィノール等のアセチレングリコール系界面活性剤を添加させることは周知ではあるものの、そのような界面活性剤はインキ組成物が水性であることにより必要とされるものである。
(1)塩化ビニル系重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体およびエチレン−酢酸ビニル系共重合体よりなる群から選択される少なくとも1種のビニル系重合体をバインダー樹脂とし、顔料、顔料分散剤、有機溶剤としてアルキレングリコールジアルキルエーテルを含有してなる非水性インクジェット用インキ組成物であって、さらに、下記一般式で表わされるアセチレングリコール及びそのアルキレンオキサイド付加物を非水性インクジェット用インキ組成物中に0.1〜10質量%含有する非水性インクジェット用インキ組成物。
〔式中、R1〜R4は炭素数1〜4のアルキル基、pは2または3、0≦q+r≦10〕
(2)アルキレングリコール及びそのジアルキルエーテルが、ポリエチレングリコールジアルキルエーテルである上記(1)に記載の非水性インクジェット用インキ組成物。
(3)更に、有機溶剤として環状エステル化合物、(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテル及び(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステルから選ばれる少なくも1種を非水性インクジェット用インキ組成物中に環状エステル化合物と(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルと(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステルの合計量で1〜20質量%含有する上記(1)又は(2)に記載の非水性インクジェット用インキ組成物。
(4)非吸収性基材用である(1)〜(3)のいずれかに記載の非水性インクジェット用インキ組成物。
(5)少なくとも表面層が塩化ビニル系重合体またはエチレン−酢酸ビニル系共重合体からなる基材に、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の非水性インクジェット用インキ組成物を印刷して得られる印刷物。
本発明の非水性インクジェット用インキ組成物は、上記のように特定のバインダー樹脂、顔料、顔料分散剤、特定のアセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物、及び特定の有機溶剤を含有するものである。
これにより、ベタ埋まりが十分であるから白抜けが生じることがなく、ベタ付きも良好であって、インクジェットのノズルからの吐出安定性が良好であるという効果を発揮することができる。
本発明の非水性インクジェット用インキ組成物を構成するバインダー樹脂としては、塩化ビニル系重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体およびエチレン−酢酸ビニル系共重合体よりなる群から選択される少なくとも1種のビニル系重合体が使用される。
塩化ビニル系重合体としては、塩化ビニルのホモポリマー(ポリ塩化ビニル)や、塩化ビニルとその他の少量の共重合可能な単量体(例えば、酢酸ビニル、エチレン、塩化ビニリデンなど)との共重合体が挙げられる。
塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、エチレン−酢酸ビニル系共重合体としては、この種のインキで通常使用されているものを特に制限なく使用できる。
バインダー樹脂の分子量としては、溶剤に対する溶解性、得られるインキ組成物の粘度、吐出安定性等の観点から、重量平均分子量で2千〜10万程度が好ましい。特に表面層が塩化ビニル系重合体(特にポリ塩化ビニル)またはエチレン−酢酸ビニル系共重合体からなる基材に印刷する場合は、バインダー樹脂として塩化ビニル系重合体(特にポリ塩化ビニル)が好ましい。
なお、性能が低下しない範囲内で、上記バインダー樹脂以外の樹脂、例えば、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、石油樹脂、クマロンインデン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、ブチラール樹脂、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂等を併用することも可能である。
次に、本発明の非水性インクジェット用インキ組成物を構成する顔料としては、従来から非水性型インクジェット用インキ組成物に使用されている公知の無機顔料や有機顔料等を使用することができる。
従来公知の無機顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリポン、酸化鉄、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブデートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、マイカ等が例示できる。
有機顔料としては、アゾ系、アゾメチン系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリン系、イソインドリノン系等の有機顔料が挙げられ、具体的な例をカラーインデックスで示すと、ピグメントブラック7、ピグメントブルー15、15:1、15:3、15:4、15:6、60、ピグメントグリーン7、36、ピグメントレッド9、48、49、52、53、57、97、122、149、168、177、178、179、206、207、209、242、254、255、ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、ピグメントイエロー12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、94、95、109、110、117、120、125、128、137、138、139、147、148、150、151、154、155、166、168、180、185、ピグメントオレンジ36、43、51、55、59、61、71、74等が挙げられる。
これら顔料は、1種もしくは2種以上を混合して用いることができ、その使用量は、非水性インクジェット用インキ組成物全量に対して1〜10質量%であり、より好ましくは2〜7質量%である。顔料の使用量が1質量%より少ないと着色力が充分でない傾向があり、一方10質量%より多くなると粘度が上昇し、インクの流動性が低下する傾向がある。
次に、本発明の非水性インクジェット用インキ組成物を構成する顔料分散剤としては、イオン性または非イオン性の低分子の界面活性剤や、アニオン性、カチオン性またはノニオン性の高分子化合物等が使用できる。
中でも上記の高分子化合物であるものが好ましく、例えば、特開2004−083872号公報、再公表WO2003/076527号公報、再公表WO2004/000950号公報に記載されているカルボジイミド系化合物、味の素(株)製のアジスパー、ルーブリゾール社製のSOLSPERSE、ビックケミー社製のDISPERBYK、エフカアディティブズ社製のエフカ等が好ましい。これら顔料分散剤は1種または2種以上を混合して使用できる。
なお、上記顔料分散剤は、顔料の種類、使用する有機溶剤の種類に応じて適宜選択して使用する。
本発明の非水性インクジェット用インキ組成物を構成する有機溶剤としては、常温常圧下で液体のアルキレングリコールジアルキルエーテルから選択される少なくとも1種を使用する。
アルキレングリコールジアルキルエーテルは、(ポリ)エチレングリコールジアルキルエーテル及び/又は(ポリ)プロピレングリコールジアルキルエーテルであるが、主として使用する有機溶剤は、乾燥性等より、(ポリ)エチレングリコールジアルキルエーテルが好ましい。
(ポリ)エチレングリコールジアルキルエーテルとしては、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ジメチルエーテル、エチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、等が例示できる。
(ポリ)プロピレングリコールジアルキルエーテルとしては、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等が例示できる。
環状エステル化合物としては、具体的に、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−カプリロラクトン、γ−ラウロラクトン、γ−ラクトン、δ−バレロラクトンなどのδ−ラクトンおよびε−カプロラクトン、ε−ラクトン等の環状エステル化合物、プロピレンカーボネート等の環状炭酸エステル化合物が挙げられる。上記環状エステル化合物の内で、とくに好ましくはγ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネートが挙げられる。
(ポリ)ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。上記(ポリ)ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの内で、とくに好ましくはジプロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。
(ポリ)ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステルとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテートが挙げられる。上記(ポリ)ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステルの内で、とくに好ましくはジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが挙げられる。
本発明の非水性インクジェット用インキ組成物中において、環状エステル化合物、(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテル及び(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステルから選ばれる少なくとも1種は、環状エステル化合物と(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルの合計量で1〜20質量%となるように含有させることが好ましい。その含有量が20質量%を超える場合は、乾燥性が低下する傾向があり、一方、1質量%未満である場合は、画像品質の向上が見られないことがある。
これらの有機溶剤の好ましい組合せとしては、ベタ埋まり、その他の画像品質、印字物の乾燥性等の点より、(ポリ)アルキレングリコールジアルキルエーテルと環状エステル化合物、(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテル及び(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステルから選ばれる少なくとも1種との組み合わせ、より好ましくは、ジエチレングリコールジアルキルエーテルとトリエチレングリコールジアルキルエーテルとγ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートから選ばれる少なくとも1種との組合せが挙げられる。
また、有機溶剤の総量は、全インク中において80〜98質量%を占める量であることが好ましい。上記総量が98質量%を超える場合には、得られるインクの印字適性が低下し、一方、総量が80質量%未満の場合にはインクの粘度上昇を誘引し、ノズルからのインクの吐出性が低下する傾向があるので好ましくない。
式中、R1〜R4は炭素数1〜4のアルキル基、0≦q+r≦10を表わしている。好ましい上記一般式の化合物は、R1およびR2 が同一で炭素原子数1〜5の分岐を有してもよい低級アルキル基であり、好ましくは炭素原子数2〜4の低級アルキル基、特に好ましくはイソブチル基である。R3およびR4が同一で炭素原子数1〜5の低級アルキル基であり、好ましくはメチル基である。q+rは0以上10以下で、好ましくは0以上5以下である。
q+rが10を超える場合には、ベタ埋まりが充分でない傾向となる。
このようなアセチレングリコール及びそのアルキレンオキサイド付加物の例として、具体的には、オルフィンE1004、E1010(日信化学社製)、サーフィノール104シリーズ、420、440、465(エアプロダクツ社製)等が例示できる。
これらアセチレングリコール及びそのアルキレンオキサイド付加物は、1種もしくは2種以上を混合して用いることができ、その使用量は、非水性インクジェット用インキ組成物全量に対して0.1〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.1〜1質量%である。アセチレングリコール及びそのアルキレンオキサイド付加物の使用量が0.1質量%より少ないとベタ埋まりが充分でない傾向があり、一方10質量%より多くなると耐擦性の低下、ベタ付きの発生をおこす傾向がある。
さらに、本発明の非水性インクジェット用インキ組成物には、必要に応じて、可塑剤、表面調整剤、紫外線防止剤、光安定化剤、酸化防止剤等の、非水性インクジェット用インキ組成物に添加することが可能な種々の添加剤を使用することができる。
次に、これらの材料を用いて本発明の非水性インクジェット用インキ組成物を製造する方法について説明する。
本発明の非水性インクジェット用インキ組成物は、例えば、湿式サーキュレーションミル、ビーズミル、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、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー(マイクロフルイダイザー、ナノマイザー、アルティマイザー、ジーナスPY、DeBEE2000等)、パールミル等の分散機を使用して分散混合し、非水性インクジェット用インキ組成物の粘度が2〜10mPa・sとなるように調整することによって得ることができる。
本発明の非水性インクジェット用インキ組成物中における全有機溶剤の含有量は、インキ組成物全量から、バインダー樹脂、顔料、顔料分散剤、アセチレングリコール及びそのアルキレンオキサイド付加物、必要により使用するその他の添加剤の合計量を差し引いた量であるが、インキ粘度が前記範囲内になるように適宜変更するのが好ましい。
このようにして得られた本発明の非水性インクジェット用インキ組成物を用いて、少なくとも表面層が塩化ビニル系重合体またはエチレン−酢酸ビニル系共重合体からなる基材に、インクジェット用プリンターにより印刷して印刷物を得ることができる。
本発明の非水性インクジェット用インキ組成物は、吐出安定性に優れており、非水性インクジェット用インキ組成物が使用される周知の用途に使用することができるが、なかでも非吸収性材料からなる基材の表面層に対して使用する場合に適している。非吸収性材料としては金属、樹脂、セラミック等があるが、中でも樹脂を基材とする表面層に対して使用すること、さらに、該樹脂として塩化ビニル系重合体またはエチレン−酢酸ビニル系共重合体からなる表面層を対象にして使用することが、ベタ埋まり、ベタ付き等の印刷性等の点において好ましい。
(実施例1〜18および比較例1〜3)
<ブラックベースインキ(非水性インクジェット用ベース墨インキ)の製造>
顔料分散剤(ソルスパース39000)10部をジエチレングリコールジエチルエーテル65部に溶解し、これに顔料としてカーボンブラックMA−70(三菱化学(株)製)25部を攪拌混合した後、ビーズミルを用いて練肉し、非水性インクジェット用ベースインキを得た。
<シアンベースインキ(非水性インクジェット用ベースシアンインキの製造)>
顔料分散剤(PB81)10部をジエチレングリコールジエチルエーテル65部に溶解し、これに顔料としてC.I.PB15:4(GLBO、BASF社製)25部を攪拌混合した後、ビーズミルを用いて練肉し、非水性インクジェット用ベースインキを得た。
表1の配合(各材料の配合比率は質量%である)に従い、各材料を攪拌混合して実施例1〜18および比較例1〜3の非水性インクジェット用インキ組成物を得た。
市販のインクジェットプリンターに実施例1〜18および比較例1〜3の非水性インクジェット用インキ組成物を装填し、ポリ塩化ビニルシート(商品名:カプジェット グロスバーナー、フィルムルックス社製)に高速印字モードにて印字し、実施例1〜18および比較例1〜3の印刷物を得た。
実施例1〜18および比較例1〜3の非水性インクジェット用インキ組成物、印刷物について、下記の特性を評価した。下記評価において、A、Bが実用レベルで、C、Dは製品としての使用に差し支えるレベルである。
(粘度)
実施例1〜18、比較例1〜3の各非水性インクジェット用インキ組成物の25℃における粘度を粘度計(東機産業(株)製RE100L型)を用いて測定した。
(ベタ埋まり)
実施例1〜18、比較例1〜3の各非水性インクジェット用インキ組成物を用いてポリ塩化ビニルシート(商品名:カプジェット グロスバーナー、フィルムルックス社製)に高速印字モードでベタ印刷を行い、ベタ部の埋まりについて、画像に白抜けがあるかどうか、つまりベタ埋まりが良好かについて目視にて評価した。
評価基準
A:白抜けがない
B:白抜けが少しある
C:白抜けが多い
(印字物の表面状態)
実施例1〜18、比較例1〜3の各非水性インクジェット用インキ組成物を用いてポリ塩化ビニルシート(商品名:カプジェット グロスバーナー、フィルムルックス社製)に高速印字モードでベタ印刷を行い、印字物を乾燥させた後の表面状態を指触し、下記評価基準により判定した。
A:印字物表面にベタ付きがないもの
D:印字物表面にベタ付きがあるもの
(吐出安定性)
実施例1〜18、比較例1〜3の各非水性インクジェット用インキ組成物を用いてポリ塩化ビニルシート(商品名:カプジェット グロスバーナー、フィルムルックス社製)に印刷を行い、印刷されない部分が発生する枚数で評価した。
評価基準
A:印刷されない部分が71枚目以降に発生するか、印刷されない部分が100枚目ま では発生しない。
B:印刷されない部分が51枚目〜71枚目で発生する。
C:印刷されない部分が31枚目〜50枚目で発生する。
D:印刷されない部分が30枚目までに発生する。
(サーフィノール104)
オルフィンE1004 m+n=3.5
サーフィノール465 m+n=10
サーフィノール485 m+n=30
これに対して、アセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物を含有させない比較例1、及びアセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物として、q+rが30であるサーフィノール485を使用した比較例3によると、ベタ付き、吐出安定性は良好であったが、ベタ埋まり(白抜け)は白抜けが多く良好な結果とはならなかった。また比較例2のように、アセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物を11質量%と本発明の範囲を超えて含有させた場合には、ベタ埋まり(白抜け)と吐出安定性は良好であったが、印字表面がベタ付くためにベタ付きは不良であった。
このような結果によると、本発明は、特定の組成の非水性インクジェット用インキ組成物に特定のアセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物を含有させることにより、特にビニル系重合体等からなる被印刷物に対して良好に印刷を行うことができるという効果を発揮できる。
Claims (5)
- 塩化ビニル系重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体およびエチレン−酢酸ビニル系共重合体よりなる群から選択される少なくとも1種のビニル系重合体をバインダー樹脂とし、顔料、顔料分散剤、及び有機溶剤としてアルキレングリコールジアルキルエーテルを含有してなる非水性インクジェット用インキ組成物であって、さらに、下記一般式で表わされるアセチレングリコール及びそのアルキレンオキサイド付加物を非水性インクジェット用インキ組成物中に0.1〜10質量%含有する非水性インクジェット用インキ組成物。
〔式中、R1〜R4は炭素数1〜4のアルキル基、pは2または3、0≦q+r≦10〕 - アルキレングリコールジアルキルエーテルが、ポリエチレングリコールジアルキルエーテルである請求項1記載の非水性インクジェット用インキ組成物。
- 更に、有機溶剤として環状エステル化合物、(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテル及び(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステルから選ばれる少なくも1種を非水性インクジェット用インキ組成物中に環状エステル化合物と(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルと(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステルの合計量で1〜20質量%含有する請求項1又は2記載の非水性インクジェット用インキ組成物。
- 非吸収性基材用である請求項1〜3のいずれかに記載の非水性インクジェット用インキ組成物。
- 少なくとも表面層が塩化ビニル系重合体またはエチレン−酢酸ビニル系共重合体からなる基材に、請求項1〜4のいずれかに記載の非水性インクジェット用インキ組成物を印刷して得られる印刷物。
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