JP6235290B2 - 非水系顔料インク - Google Patents
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Description
(1)顔料と、非水系溶剤と、顔料誘導体と、アミノ基を有する水溶性樹脂とを少なくとも含むことを特徴とする非水系顔料インク。
本発明の非水系顔料インクは、顔料と、非水系溶剤と、顔料誘導体と、アミノ基を有する水溶性樹脂とを少なくとも含むことを特徴としている。
本発明の非水系顔料インクにおいては、ノズルプレート面の撥インク性、特にクリーニング機構によるノズルプレート面の撥インク性の低下を防止するため、顔料誘導体を添加し、かつ印刷後の顔料誘導体による滲みや裏抜けを防止するため、アミノ基を有する水溶性樹脂を添加したものである。すなわち、プリントヘッドのノズルプレート面に対する撥インク性の維持と、顔料誘導体の滲みや裏抜けの防止との両立を図ったものである。
以下に本発明の非水系顔料インクの各成分について詳述する。
本発明の非水系顔料インクは何色であってもよく、したがって顔料としては、たとえば、アゾ系、フタロシアニン系、染料系、縮合多環系、ニトロ系、ニトロソ系等の有機顔料(ブリリアントカーミン6B、レーキレッドC、ウォッチングレッド、ジスアゾイエロー、ハンザイエロー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アルカリブルー、アニリンブラック等);コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、鉛、チタン、バナジウム、マンガン、ニッケル等の金属類、金属酸化物および硫化物、ならびに黄土、群青、紺青等の無機顔料、ファーネスカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック類を用いることができる。これらの顔料は、いずれか1種が単独で用いられるほか、2種以上が組み合わせて使用されてもよい。
本発明の非水系顔料インクは、顔料誘導体を含有する。ここで、顔料誘導体は、顔料の骨格に置換基を導入した化合物である。インク中では、顔料誘導体の顔料の骨格がインク中の顔料表面に吸着し、顔料誘導体の置換基部分がインク中の溶媒に配向することで、インク中で顔料を分散させる作用を有する。
また、顔料誘導体としてはアミノ基と結合し得る置換基を有するものを用いると、顔料誘導体の置換基と、後述するアミノ基を有する水溶性樹脂のアミノ基とが結合することで、後述するように、顔料誘導体が非水系溶剤とともに溶出するのが阻止され、滲みや裏抜けが抑えられるものと推察されることから好ましい。上記のような置換基としては、アミノ基と酸塩基反応するもの(カルボキシル基、スルホン酸基など)や、アミノ基と極性基相互作用が働くもの(カルボニル基、スルホニル基など)などが挙げられる。
上記の通り、非水系顔料インクに顔料誘導体を添加することで、撥インク性を良好に維持することができるが、印刷後において顔料誘導体による滲みや裏抜けが発生することがある。例えば、顔料誘導体としてフタロシアニン誘導体を使用した場合、印刷した後、フタロシアニン誘導体に起因する青色の滲みや裏抜けが発生することがある。これは、フタロシアニン誘導体が非水系溶剤と一緒に溶け出したことで、滲みや裏抜けを発生させたものと推察される。そこで、本発明においては、アミノ基を有する水溶性樹脂を添加し、顔料誘導体による滲みや裏抜けの防止を図ったものである。すなわち、顔料誘導体の置換基と、アミノ基を有する水溶性樹脂のアミノ基とが結合することで、顔料誘導体が非水系溶剤とともに溶出するのが阻止され、滲みや裏抜けが抑えられるものと推察される。例えば、顔料誘導体としてフタロシアニン誘導体を使用した場合、フタロシアニン誘導体の酸性基と、アミノ基を有する水溶性樹脂とが結合することで、顔料誘導体が非水系溶剤に溶出するようなことはなくなり、滲みや裏抜けを防止することができる。
ビニル化合物としては、アクリロニトリル、塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル、酢酸ビニル等を好ましく挙げることができる。
本発明の非水系顔料インクにおいては、顔料の分散を良好にするために、顔料分散剤を添加することが好ましい。本発明で使用できる顔料分散剤としては、顔料を溶剤中に安定して分散させるものであれば特に限定されないが、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、高分子共重合物、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好適に使用され、そのうち、高分子分散剤を使用するのが好ましい。
四つ口フラスコに、AFソルベント6号(ナフテン系溶剤;JX日鉱日石エネルギー(株)製)を仕込み、窒素ガスを通気しながら撹拌し、110℃まで昇温する。次いで、温度を110℃に保ちながら、表1に示す組成の各単量体混合物とAFソルベント6号、パーブチルO(t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート;日油(株)製)の混合物を3時間かけて滴下する。その後、110℃に保ちながら1時間後、2時間後に、パーブチルOを添加する。さらに110℃で1時間熟成を行い、AFソルベント6号で希釈して、不揮発分50%の無色透明の樹脂溶液が得られる。
以上のようにして得られるアクリル樹脂Aにおいて、アミンと反応できる官能基は、GMAのグリシジル基、AAEMのβ−ジケトン基である。
本発明の非水系顔料インクは、非水系溶剤を含有する。非水系溶剤としては、非極性有機溶剤及び極性有機溶剤の何れも使用できる。これらは、単独で使用してもよく、単一の相を形成する限り、2種以上を組み合わせて使用することもできる。非極性有機溶剤としては、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素溶剤、芳香族炭化水素溶剤等の石油系炭化水素溶剤を好ましく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、ナフテゾールL、ナフテゾールM、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、アイソゾール300、アイソゾール400、AFソルベント4号、AFソルベント5号、AFソルベント6号、及びAFソルベント7号(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製);アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、エクソールD40、エクソールD80、エクソールD100、エクソールD130、及びエクソールD140(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)。芳香族炭化水素溶剤としては、グレードアルケンL、グレードアルケン200P(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製)、ソルベッソ200(東燃ゼネラル石油株式会社製)等が挙げられる。
ただし、高級アルコールは顔料誘導体との親和性が高いため、溶剤が印刷用紙に浸透する際に顔料誘導体を引き込みやすく、顔料誘導体滲みを助長しやすい。本発明では、アミノ基を有する水溶性樹脂を併用することで、高級アルコール溶剤を使用してもそのような弊害が生じることなく撥インク性を向上することができる。
<インクの調製>
各実施例・比較例において、表2に示す成分、割合でプレミックスして調合液を調製した。得られた調合液をダイノーミル((株)シンマルエンタープライゼス社製)で分散した。得られた混合物を3.0μmのメンブランフィルターで濾過して、各実施例・比較例の非水系顔料インクを得た。なお、表2中の各成分の配合量は質量%で示す。また、表2において、「PEI」は、ポリエチレンイミンを示す。
カーボンブラック1:エボニックデグサジャパン(株)製、Special Black 350
カーボンブラック2:旭カーボン(株)製、SUNBLACK X25
グラフトPN:日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース11200、脂肪族系溶剤中固形分50質量%(表2には仕込量(ソルスパース11200全量(固形分+溶剤))で示した。)
アクリル樹脂:既述のアクリル樹脂A、固形分50%
シナジスト1: 日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース12000
シナジスト2:日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース5000
シナジスト3:ビックケミージャパン(株)製、BYK−SYNERGIST2100
PEI:(株)日本触媒製、エポミン SP−003(固形分100%、Mw300)
オレイン酸メチル:花王(株)製、エキセパールM−OL
オレイルアルコール:高級アルコール工業(株)製、オレイルアルコールVP
上記のようにして得られた各実施例・比較例の非水系顔料インクに対して以下の評価を行った。
インクジェットプリンタ「オルフィスHC5500」(理想科学工業(株)製)に、各実施例・比較例の非水系顔料インクを投入した。次いで、クリーニングメンテナンス動作を3000回行い、ノズルプレート面の撥インク性を以下の評価基準に従い評価した。
(評価基準)
◎:3000回行っても撥インク性を維持した。
○:3000回行っても大部分が撥インク性を維持した。
×:3000回行ったところ半分以上撥インク性を失った部分があった。
上記1と同様に、各実施例・比較例の非水系顔料インクを投入したインクジェットプリンタ「オルフィスHC5500」を用い、300dpi、30plで普通紙に印刷し、印字物を一日放置した時の印刷面における顔料誘導体の滲みの有無を目視観察し、以下の評価基準に従い評価した。
◎:滲みなし
○:若干の滲みあり
×:滲みがはっきり確認できる
上記2と同様にして得た印刷物を一日放置した時の裏面における顔料誘導体の滲みを目視観察し、以下の評価基準に従い評価した。
◎:滲みなし
○:若干の滲みあり
×:滲みがはっきり確認できる
これに対して、PEIを添加しなかった点のみにおいてそれぞれ実施例1〜4と異なる比較例1〜3、5は、撥インク性の維持を図ることはできたが顔料誘導体の滲みが見られた。また、顔料誘導体を添加しなかった点のみにおいてそれぞれ実施例1〜3、4、5と異なる比較例4、6、7は、撥インク性の維持を図ることができなかった。
以上の比較より、ノズルプレート面に対する撥インク性の維持と、顔料誘導体の滲みの防止との両立を図るには、顔料誘導体とアミノ基を有する水溶性樹脂との併用が必要であることが分かる。
Claims (2)
- 顔料と、非水系溶剤と、顔料誘導体と、アミノ基を有する水溶性樹脂とを少なくとも含み、
前記アミノ基を有する水溶性樹脂が、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン、及びそれらの誘導体からなる群から選択される少なくとも1種を含む、
非水系顔料インク。 - 前記顔料誘導体と前記アミノ基を有する水溶性樹脂との質量比が、1:0.15〜1:15であることを特徴とする請求項1に記載の非水系顔料インク。
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