JP6510918B2 - 着色樹脂粒子分散体、その製造方法及びインクジェットインク - Google Patents
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Description
印刷用インクの色材としては、大別して染料と顔料がある。染料を用いる場合、発色が良いといった利点がある。また、染料は、顔料に比べ耐摩耗性、特に耐擦過性に優れるという利点がある。しかし、染料自体の耐水性及び耐マーカー性が低いという問題がある。一方、顔料は、画像濃度が高い、耐候性に優れるという利点があるが、染料に比べ耐摩耗性、特に耐擦過性が低いという問題がある。
特許文献1及び特許文献2には、有機溶媒Aと、有機溶媒Aとほとんど相溶性がない有機溶媒Bとを使用して、有機溶媒Bと樹脂とを含む分散相及び有機溶媒Aを含む連続相からなる分散液とした後、分散液から減圧又は加熱により有機溶媒Bを除去することで、有機溶媒A中に高分子粒子が分散した高分子粒子分散物を製造することが提案されている。
しかしながら、これらの高分子粒子分散物を用いて印刷用インキを調整した場合に、用紙等へ印刷された画像の耐摩耗性について、上記文献では検討されていない。単に樹脂を添加したのみでは、画像の耐摩耗性を十分に得ることは難しい。また、印刷画像の十分な発色性を得るための色材量を配合した場合、高分子粒子分散物の粘度が上昇して分散物の調整が難しくなるという問題がある。
特許文献3では、連続相に塩基性分散剤を用い、分散相に酸性分散剤を用いることで、樹脂の種類によらず、油中油型エマルションを優れた乳化安定性で調整することができ、耐水性とともに耐マーカー性及び耐擦過性に優れる着色樹脂粒子分散体を提供することが開示されている。
特許文献4には、無極性分散媒体に油溶性界面活性剤を添加することが提案されている。
本発明の一目的としては、耐擦過性とともに耐アルコール性に優れ、画像濃度が高い印刷物が得られる着色樹脂粒子分散体及びインクジェットインクを提供することである。
(1)着色樹脂粒子、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含み、前記着色樹脂粒子は、色材、熱可塑性固体樹脂、及び酸性基を有する液体有機化合物を含み、前記熱可塑性固体樹脂は、ハンセン溶解度パラメーターにおける極性項δp及び水素結合項δhがδp=2.5〜11.0、かつδh=5.0〜12.0である、着色樹脂粒子分散体。
(2)前記酸性基を有する液体有機化合物の酸性基は、リン酸基を含む、(1)に記載の着色樹脂粒子分散体。
(3)着色樹脂粒子、酸性分散剤、及び非水系溶剤を含み、前記着色樹脂粒子は、色材、熱可塑性固体樹脂、及び塩基性基を有する液体有機化合物を含み、前記熱可塑性固体樹脂は、ハンセン溶解度パラメーターにおける極性項δp及び水素結合項δhがδp=2.5〜11.0、かつδh=5.0〜12.0である、着色樹脂粒子分散体。
(4)前記非水系溶剤は、ハンセン溶解度パラメーターが14〜18MPa 1/2 であり、分散項δdが12〜20、極性項δpが0〜4、水素結合項δhが0〜4である、(1)から(3)のいずれかに記載の着色樹脂粒子分散体。
(5)前記着色樹脂粒子は可塑剤をさらに含む、(1)から(4)のいずれかに記載の着色樹脂粒子分散体。
(7)酸性分散剤、及び非水系溶剤を含む連続相と、色材、前記非水系溶剤に対する溶解度が3g/100g以下である熱可塑性固体樹脂、及び塩基性基を有する液体有機化合物を含む分散相とを溶融状態で分散し樹脂エマルションを作製し、前記樹脂エマルションを冷却する、着色樹脂粒子分散体の製造方法。
(8)前記熱可塑性固体樹脂は、ハンセン溶解度パラメーターにおける極性項δp及び水素結合項δhがδp=2.5〜11.0、かつδh=5.0〜12.0である、(6)又は(7)に記載の着色樹脂粒子分散体の製造方法。
(9)(1)から(5)のいずれかに記載の着色樹脂粒子分散体を含む、インクジェットインク。
本発明の一実施形態による着色樹脂粒子分散体(以下、単に「分散体」という場合がある)は、着色樹脂粒子、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含み、着色樹脂粒子は、色材、熱可塑性固体樹脂、及び酸性基を有する液体有機化合物を含み、熱可塑性固体樹脂は、ハンセン溶解度パラメーターにおける極性項δp及び水素結合項δhがδp=2.5〜11.0、かつδh=5.0〜12.0であることを特徴とする。
以下、酸性基を有する液体有機化合物を単に「酸性化合物」と称することがある。また、上記した溶解特性を有する熱可塑性固体樹脂を単に「熱可塑性固体樹脂A」と称することがある。
本実施形態によれば、耐擦過性に優れるとともに、着色樹脂粒子に耐アルコール性に優れる熱可塑性固体樹脂を用いて、耐アルコール性に優れる印刷物を提供することができる。
本実施形態では、着色樹脂粒子に色材とともに酸性化合物が含まれることで、耐擦過性を高めることができる。また、酸性化合物によって、着色樹脂粒子の成分が均一に配合されるため、着色樹脂粒子の粒子径をより小さくして、インクを低粘度化するとともに、印刷物の画像濃度を高めることができる。
また、着色樹脂粒子に、耐水性を有する熱可塑性固体樹脂を用いることで、印刷物の耐水性を高めることができる。
さらに、本実施形態では、着色樹脂粒子を構成する熱可塑性固体樹脂が、上記した溶解特性を有することで、耐アルコール性に優れる印刷物を提供することができる。
また、熱可塑性固体樹脂を用いて熱溶融によって着色樹脂粒子を得る方法では、着色樹脂粒子の成分を均一に配合することが難しく、また、着色樹脂粒子の粒子径が大きくなって、インクが高粘度化し、印刷物の画像濃度が低下することがあるという問題がある。
本実施形態では、着色樹脂粒子に、所定の溶解特性を有する熱可塑性固体樹脂とともに酸性化合物を用いることで、上記した問題を解決することができる。
特に、インクジェットインクにおいて、インクジェット吐出に適した小粒径で低粘度の着色樹脂粒子分散体を得ることができる。
本実施形態による着色樹脂粒子としては、色材、熱可塑性固体樹脂A、及び酸性基を有する液体有機化合物(酸性化合物)を含む。
この着色樹脂粒子は、色材と熱可塑性固体樹脂Aと酸性化合物とが均一に混合されて、球状の粒子形状となっていることが好ましい。
熱可塑性固体樹脂Aとしては、室温(23℃)で固体状の樹脂であることが好ましい。
熱可塑性固体樹脂Aのガラス転移温度(Tg)としては、粒子形状を安定化するために、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは40℃以上である。熱可塑性固体樹脂Aのガラス転移温度は、制限されないが、150℃以下であることが好ましく、より好ましくは120℃以下である。
また、熱可塑性固体樹脂Aの溶融温度(Tm)としては、粒子形状を安定化させるために、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは、40℃以上である。熱可塑性固体樹脂Aの溶融温度は、制限されないが、250℃以下であることが好ましく、より好ましくは200℃以下である。
ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC法により、標準ポリスチレン換算により求めることができる。以下同じである。
熱可塑性固体樹脂Aの極性項δpは、11.0以下であることが好ましく、より好ましくは10.5以下であり、さらに好ましくは10.0以下である。これによって、熱可塑性固体樹脂Aに耐アルコール性が高い樹脂を用いることができ、印刷物の耐アルコール性を高めることができる。また、熱可塑性固体樹脂Aの水素結合項δpが11.0以下であることで、耐水性を高めることができ、印刷物の耐水性もともに高めることができる。
熱可塑性固体樹脂Aの極性項δpは、2.5以上であることが好ましく、より好ましくは3.0以上であり、さらに好ましくは3.5以上である。これによって、分散体の溶媒である非水系溶剤に対して、着色樹脂粒子の溶解性を低下させて、着色樹脂粒子が非水系溶剤に溶解することを防ぐことができる。樹脂分が溶解すると、インク粘度が上昇することがあり、また、粒子が膨潤して粒子径が大きくなることがある。さらに、樹脂分の溶解は、画像濃度の低下や裏抜けの悪化、定着性の低下等、塗膜の性能を低下させることがある。
熱可塑性固体樹脂Aの水素結合項δhは、5.0以上であることが好ましく、より好ましくは5.5以上であり、さらに好ましくは6.0以上である。これによって、分散体の溶媒である非水系溶剤に対して、着色樹脂粒子の溶解性を低下させて、着色樹脂粒子が非水系溶剤に溶解することを防ぐことができる。樹脂分が溶解すると、インク粘度が上昇することがあり、また、粒子が膨潤して粒子径が大きくなることがある。さらに、樹脂分の溶解は、画像濃度の低下や裏抜けの悪化、定着性の低下等、塗膜の性能を低下させることがある。
熱可塑性固体樹脂Aのハンセン溶解度パラメーター(HSP値)は、18.5MPa 1/2 以上であることが好ましく、より好ましくは19.0MPa 1/2 以上であり、さらに好ましくは19.5MPa 1/2 以上である。
HSP値が上記した範囲であることで、熱可塑性固体樹脂Aとともに酸性化合物及び色材を均一に配合して、着色樹脂粒子を構成することができる。これによって、印刷物の耐擦過性及び画像濃度に優れるとともに、小粒径で低粘度の着色樹脂粒子分散体を得ることができる。
熱可塑性固体樹脂Aの分散項δdは、20.0以下であることが好ましく、より好ましくは19.5以下であり、さらに好ましくは18.5以下である。
δdが上記した範囲であることで、小粒径で低粘度の着色樹脂粒子分散体を得ることができる。
ハンセン溶解度パラメーターは、Hildebrandによって導入されたハンセン溶解度パラメーターを分散項δd、極性項δp、水素結合項δhの3成分に分割し、3次元空間で表したものである。分散項は、分散力による効果、極性項は、双極子間力による効果、水素結合項は、水素結合力の効果を示す。より詳細には、POLYMER HANDBOOK.FOURTH EDITION.(Editors.J.BRANDRUP,E.H.IMMERGUT,andE.A.GRULKE.)等に説明されている。
まず、分散項δd、極性項δp、水素結合項δhが既知である表1に示す溶剤に対して対象物(熱可塑性固体樹脂A等)の溶解性(10質量%)を調査する。次いで、対象物が溶解する溶剤の範囲に相当する分散項δd、極性項δp、水素結合項δhの範囲(最小値と最大値)を求め、その中間の値(3次元ハンセン溶解度パラメーターの範囲の中心の値)をその対象物の3次元ハンセン溶解度パラメーターとする。つまり、良溶媒が内側、貧溶媒が外側にくる最大の直方体を考えて、その直方体の中心を対象物のハンセン溶解度パラメーター(HSP値)と定める。
極性項δp=(δpmax−δpmin)/2
水素結合項δh=(δhmax−δhmin)/2
HSP2=δd2+δp2+δh2
熱可塑性固体樹脂Aの具体例としては、スチレン(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、
ポリビニルアルコール(PVA)、スチレンマレイン酸樹脂、
アルキルフェノール樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド樹脂、ケトン樹脂、ロジン樹脂、酢酸ビニル、リン酸エステル化樹脂、硝酸エステル化樹脂、アルコキシ基含有樹脂、
これらの樹脂の誘導体等を挙げることができる。
これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、スチレン単位を有する(メタ)アクリル系樹脂は、スチレン(メタ)アクリル系樹脂として好ましく用いることができる。この場合、スチレン単位と(メタ)アクリル単位の比率(モル比)は0:10から7:3であることが好ましい。
ポリエステル樹脂は、熱可塑性のもので、2価または3価以上のアルコール成分とカルボン酸などの酸成分との重縮合により得られるものであることが好ましい。好ましいアルコール成分は、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物や低級アルキルジオールなどが挙げられる。好ましい酸性分は、テレフタル酸や低級アルキルまたはアルケンジカルボン酸などが挙げられる。
ポリエステル樹脂の市販品としては、日本合成化学工業株式会社製「ポリエスターHP−325」;三洋化成工業株式会社製「M−301」、「M−302」等を挙げることができる。
スチレン樹脂の市販品としては、三洋化成工業株式会社製「ハイマーST−95」、YSレジンSX100(ヤスハラケミカル株式会社)等を挙げることができる。
熱可塑性ポリウレタン系樹脂の市販例としては、日本ルーブリゾール株式会社製「ESTANE5702、5703、5715等の5700シリーズ、Pearlstickシリーズ」等を挙げることができる。
硝酸エステル化樹脂としては、セルロースの硝酸エステルであるニトロセルロース等を挙げることができる。
一方、熱可塑性固体樹脂Aの配合量は、着色樹脂粒子全体に対し、70質量%以下であることが好ましく、より好ましくは60質量%以下であり、さらに好ましくは50質量%以下である。
着色樹脂粒子には、酸性基を有する液体有機化合物(酸性化合物)が含まれる。ここで、酸性基を有する液体有機化合物としては、23℃で液体状であり酸性基を有する有機化合物である。
また、酸性化合物を添加することで、着色樹脂粒子を小粒子径化して、分散体を低粘度にすることができる。
また、熱可塑性固体樹脂Aに、耐アルコール性が高い樹脂を用いる場合、耐摩耗性が低下することがあるが、この熱可塑性固体樹脂Aとともに酸性化合物を添加することで、耐アルコール性とともに耐摩耗性を向上させることができる。
例えば、酸性化合物を溶解可能な溶媒に酸性化合物を溶解させる際に、酸性化合物を0.5質量%溶解させたときのORP値に比べて、酸性化合物を5.0質量%溶解させたときのORP値が高い値を示すものであることが好ましい。
オリゴマーまたはポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリエーテル系樹脂等を、単独で、または併用して用いることができる。また、これらの樹脂を構成するモノマーまたはオリゴマーの共重合体を用いてもよい。
また、酸性基としては、オリゴマーまたはポリマーをリン酸エステル化して導入されていてもよい。この場合、水酸基の位置及び割合に応じてリン酸基が導入される。オリゴマーまたはポリマーの両末端に水酸基を有する場合、オリゴマーまたはポリマーの両末端にリン酸基が導入されて、合計2個のリン酸基を有する。
酸性化合物がオリゴマーまたはポリマーである場合は、重量平均分子量が500〜10000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。
ここで、酸価は、不揮発分1g中の全酸性成分を中和するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
「DISPERBYK111」は、エチレングリコールとポリカプロラクトンのブロック共重合体のリン酸エステル化合物であり、共重合体の両末端にリン酸基を有する。
着色樹脂粒子に含まれる色材としては、顔料及び染料のいずれであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。詳細については後述する。
色材は、着色樹脂粒子全体に対して、呈色性及び成分の均一性の観点から、0.1〜50質量%で配合されることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%である。
着色樹脂粒子は、可塑剤をさらに含むことができる。可塑剤としては液体状の有機化合物であって、酸性基及び塩基性基を有していないことが好ましい。特に、可塑剤として酸性基を有さない液体状の有機化合物を好ましく用いることができる。
可塑剤は、熱可塑性固体樹脂Aの軟化領域を下げ可塑性を付与し、着色樹脂粒子の熱可塑性固体樹脂A及び色材を混合する際に、可塑剤が配合されていることで、上記した熱可塑性固体樹脂Aと色材とをより均一に混合することができる。これによって、着色樹脂粒子の各成分をより均一にすることができる。結果として、着色樹脂粒子の粒子径を小粒子径化して、分散体粘度を低下させ、さらに印刷物の耐擦過性に寄与することができる。
低分子化合物としては、例えば、アルコール類、エステル類、エーテル類等を用いることができる。
低級多価アルコールの炭素数としては、4〜6であることが好ましい。
低級多価アルコールの具体例としては、1,5ペンタンジオール、1,6ヘキサンジオール、3メチル1,5ペンタンジオール等のジオール類を挙げることができる。
高級多価アルコールの炭素数としては、10〜250であることが好ましい。
高級多価アルコールの具体例としては、ヒマシ油ポリオール等のポリオール類を挙げることができる。
低分子エステルの炭素数としては、8〜30であることが好ましい。
低分子エステルの具体例としては、フタル酸ジイソノニル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジイソノニル等を挙げることができる。
高分子化合物の重量平均分子量としては、300〜8000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。これによって、着色樹脂粒子の形状の安定性と可塑性をバランス良く与えることができる。
ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸ジエチレングリコール(AA−DEG)、アジピン酸ネオペンチルグリコール(AA−NPG)、アジピン酸トリメチロールプロパン/ジエチレングリコール(AA−TMP/DEG)等を挙げることができる。
エポキシ樹脂の市販品としては、jER807、825、828(三菱化学株式会社製)、EPICLON830、840(DIC株式会社製)、アデカレジンEP−4000、4100、EP−4901(株式会社ADEKA製)等を用いることができる。
上記した可塑剤の配合量は、着色樹脂粒子全体に対し、5質量%〜40質量%であることが好ましい。
耐アルコール性の観点から、δpが2.5〜11かつδhが5〜11以外の樹脂は、着色樹脂粒子全体に対して30質量%以下であることが好ましく、実質的に配合されないことがより好ましい。
ここで、着色樹脂粒子の平均粒子径は、動的散乱方式による体積基準の平均粒子径であり、例えば、株式会社堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置「LB−500」等を用いて測定することができる。以下同じである。
本実施形態による着色樹脂粒子分散体は、上記した着色樹脂粒子とともに、非水系溶剤及び塩基性分散剤を含む。非水系溶剤及び塩基性分散剤については、後述の着色樹脂粒子分散体の製造方法で説明する通りである。非水系溶剤としては、着色樹脂粒子を分散可能である溶剤であることが好ましい。塩基性分散剤としては、非水系溶剤中で着色樹脂粒子を分散させるために配合される。
一方、着色樹脂粒子は分散体全体に対し50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下である。これによって、分散性及び保存安定性を高めることができる。
以下、本実施形態による着色樹脂粒子分散体の製造方法の一例について説明する。なお、本実施形態による着色樹脂粒子分散体は、以下の製造方法で製造されたものに限定されない。
融解乳化冷却法を用いることで、上記した各成分を用いて、平均粒子径が小さく、かつ、粒子径分布が狭い着色樹脂粒子を調整することが可能であり、また、粘度が低い着色樹脂粒子分散体を調整することが可能である。これによって、特に、インクジェット吐出に適するインクを得ることができ、さらに、耐擦過性に優れるインクジェットインクを得ることできる。
また、融解乳化冷却法によれば、分散相に非極性溶剤を用いないため、非極性溶剤を除去するような工程を不要とすることができる。
樹脂エマルションを安定して作製するために、塩基性分散剤は、熱可塑性固体樹脂Aよりも非水系溶剤に対する溶解度が高いことが好ましい。また、着色樹脂粒子の形状を安定させるために、色材及び酸性化合物はそれぞれ非水系溶剤よりも熱可塑性固体樹脂Aに対する溶解度が高いことが好ましい。
連続相としては、非水系溶剤と塩基性分散剤とを含む。
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いずれも使用できる。これらは、単独で使用してもよく、組み合わせて使用することもできる。なお、本発明において、非水系溶剤としては、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合しない非水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。
脂肪族炭化水素溶剤及び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、ナフテン系等の非水系溶剤を挙げることができ、市販品としては、0号ソルベントL、0号ソルベントM、0号ソルベントH、カクタスノルマルパラフィンN−10、カクタスノルマルパラフィンN−11、カクタスノルマルパラフィンN−12、カクタスノルマルパラフィンN−13、カクタスノルマルパラフィンN−14、カクタスノルマルパラフィンN−15H、カクタスノルマルパラフィンYHNP、カクタスノルマルパラフィンSHNP、アイソゾール300、アイソゾール400、テクリーンN−16、テクリーンN−20、テクリーンN−22、AFソルベント4号、AFソルベント5号、AFソルベント6号、AFソルベント7号、ナフテゾール160、ナフテゾール200、ナフテゾール220(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D60、エクソールD80、エクソールD95、エクソールD110、エクソールD130(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)等を好ましく挙げることができる。
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100、ソルベッソ150、ソルベッソ200、ソルベッソ200ND(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)等を好ましく挙げることができる。
石油系炭化水素溶剤の蒸留初留点は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがいっそう好ましい。蒸留初留点はJIS K0066「化学製品の蒸留試験方法」に従って測定することができる。
例えば、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソデシル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸ヘキシル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ヘキシル、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、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソブチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ヘキシル、ステアリン酸イソオクチル、イソステアリン酸イソプロピル、ピバリン酸2−オクチルデシル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル等の1分子中の炭素数が13以上、好ましくは16〜30の脂肪酸エステル系溶剤;
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、イソエイコシルアルコール、デシルテトラデカノール等の1分子中の炭素数が6以上、好ましくは12〜20の高級アルコール系溶剤;
ラウリン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、イソステアリン酸等の1分子中の炭素数が12以上、好ましくは14〜20の高級脂肪酸系溶剤等が挙げられる。
脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等の極性有機溶剤の沸点は、150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることがさらに好ましい。なお、沸点が250℃以上の非水系溶剤には、沸点を示さない非水系溶剤も含まれる。
例えば、塩基性分散剤を溶解可能な溶媒に塩基性分散剤を溶解させる際に、塩基性分散剤を0.5質量%溶解させたときのORP値に比べて、塩基性分散剤を5.0質量%溶解させたときのORP値が低い値を示すものであることが好ましい。
また、塩基性分散剤をドデカンに5.0質量%溶解させたときのORP値は、0mV以下であることが好ましい。
日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース13940(ポリエステルアミン系)、17000、18000(脂肪酸アミン系)、11200、22000、24000、28000」(いずれも商品名)、
ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPERBYK116、2096、2163」(いずれも商品名)、
花王株式会社製「アセタミン24、86(アルキルアミン塩系)」(いずれも商品名)、
楠本化成株式会社製「ディスパロンKS−860、KS−873N4(高分子ポリエステルのアミン塩)」(いずれも商品名)等を挙げることができる。
ここで、塩基価は、不揮発分1gに含まれる全塩基性成分を中和するのに必要な塩酸と当量の水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
塩基性分散剤として、塩基性基を有する(メタ)アクリルブロックポリマーを用いることで、着色樹脂粒子分散体の粘度を低く抑えることが可能となり、また、着色樹脂粒子の平均粒子径を小さくすることができる。これによって、特に、インクジェット吐出に適するインクを得ることができる。
これによって、アルキル基部分が溶剤親和性を示し、アミノ基部分が着色樹脂粒子親和性を示すため、着色樹脂粒子の分散性を高めることができる。また、樹脂エマルション作製時の乳化安定性を高めることもできる。ブロックポリマーであるため、アルキル基部分が局在化して、アルキル基部分が溶剤側に配向しやすくなり、溶剤親和性をより高めることができる。
これらの炭素数12以上のアルキル基は、第1ブロックに単独で、または2種以上組み合わせて含まれてもよい。
炭素数18以下の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の鎖状炭化水素基、シクロヘキシル基、フェニル基等の環状炭化水素基を挙げることができる。炭素数8以下のアルカノール基としては、エタノール基、イソプロパノール基等を挙げることができる。
好ましくは、アミノ基は、一般式−N(HOR)2(Rは2価の炭化水素基)で示されるジアルカノールアミノ基である。
1級アミノ基;
メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、フェニルアミノ基等の2級アミノ基;
ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジニル基等の3級アミノ基等を挙げることができる。
また、モノメチルエタノールアミノ基、ジエタノールアミノ基、ジイソプロパノールアミノ基等のアルカノールアミノ基等を挙げることができる。
これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
一方、第2ブロックの全単位に対しアミノ基を有する単位は好ましくは95モル%以下であることが好ましく、さらに好ましくは70モル%以下である。これによって、塩基性基を有する(メタ)アクリルブロックポリマーの着色樹脂粒子への配向性を適正にして、着色樹脂粒子の適当な分散性を得ることができる。
非水系溶剤、特に非極性溶剤への溶解性の観点からもA−ABブロック共重合体またはA−B−Aブロック共重合体であることが好ましい。
RAFT重合は、重合開始剤と可逆的付加開裂型連鎖移動剤(RAFT剤)を用いることを特徴とし、ラジカル重合にリビング性を与えることのできる方法である。RAFT剤としては、ジチオエステルやジチオカルバメート、トリチオカルボナート、キサンタート等のチオカルボニルチオ化合物を用いることができる。市販品としては、例えば、4−シアノ−4−(フェニルカルボノチオイルチオ)ペンタノン酸(アルドリッチ社製「722995」)、2−シアノ−2−プロピルドデシルトリチオカルボナート(アルドリッチ社製「723037」)等を好ましく用いることができる。
塩基性分散剤の含有量としては、着色樹脂粒子の分散性の観点から、着色樹脂粒子分散体全体に対し0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。
分散相としては、色材と熱可塑性固体樹脂Aと酸性化合物とを含む。
熱可塑性固体樹脂Aの詳細については、上記した通りである。
この熱可塑性固体樹脂Aは、連続相の非水系溶剤に対する溶解度が23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、熱可塑性固体樹脂Aは、樹脂エマルションの配合割合において、非水系溶剤に実質的に溶解しないものである。
着色樹脂粒子分散体全量に対する熱可塑性固体樹脂Aの含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、熱可塑性固体樹脂Aへ色材及び酸性化合物を均一に配合するとともに、粒子形状を安定化することができる。
酸性化合物は、熱可塑性固体樹脂Aに対する溶解度が23℃で1g/100g以上であることが好ましく、より好ましくは2g/100g以上である。酸性化合物は、連続相の非水系溶剤に対する溶解度が23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、酸性化合物は、樹脂エマルションの配合割合において、熱可塑性固体樹脂Aに実質的に全て溶解し、非水系溶剤に実質的に溶解しないものである。
着色樹脂粒子分散体全量に対する酸性化合物の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、印刷物の耐摩耗性をより高めることができ、また、着色樹脂粒子を小粒子径化し、分散体を低粘度化することができる。
色材は、連続相の非水系溶剤に対する溶解度が23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、樹脂エマルションの配合割合において、連続相の非水系溶剤に色材が実質的に溶解しないように、色材が選択される。
これらは単独で用いられるほか、複数種を組み合わせて使用してもよい。
アニオン性分散剤として使用可能な酸性化合物として、市販されているものとしては、例えば、ビックケミー・ジャパン社製「DISPERBYK102、108、110、111、180」(いずれも商品名)、巴工業社製「TEGODispers655」、EFKA社製「Efka6230」等を挙げることができる。これらはいずれも溶剤に対する溶解性が良好である。
カチオン性分散剤として、市販されているものとしては、例えば、ルーブリゾール社製「ソルスパース71000」、ビックケミー・ジャパン社製「DISPERBYK2155、9077」等を用いることができる。これらはいずれも溶剤に対する溶解性が良好である。
ここで、染料は、熱可塑性固体樹脂Aに対する溶解度が23℃で0.5g/100g以上であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以上である。さらに好ましくは、樹脂エマルションの配合割合において、熱可塑性固体樹脂Aに染料が実質的に全て溶解するように、染料が選択される。
BASF社製「オラゾールシリーズ」のオラゾールブラックRLI、ブルーGN;
保土谷化学工業株式会社製「AizenSpilonシリーズ」のアイゼンスピロンBlackBH、RLH、アイゼンスピロンVioletRH、アイゼンスピロンRedCBH、BEH、アイゼンスピロンYellowGRH、アイゼンSPTBlue26、アイゼンSPTBlue121、アイゼンSBNYellow510等を用いることができる。
色材の含有量としては、染料及び顔料の総量として、着色樹脂粒子分散体全体に対し、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%であり、一層好ましくは2〜20質量%である。これによって、着色樹脂粒子の呈色を適正にして、形状を安定化することができる。
可塑剤は、熱可塑性固体樹脂Aに対する溶解度が23℃で3g/100g以上であることが好ましく、より好ましくは10g/100g以上であり、さらに好ましくは20g/100g以上である。また、可塑剤は、連続相の非水系溶剤に対する溶解度が23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、可塑剤は、樹脂エマルションの配合割合において、熱可塑性固体樹脂Aに実質的に全て溶解し、連続相の非水系溶剤に実質的に溶解しないものである。
可塑剤の含有量としては、着色樹脂粒子分散体全量に対し、1質量%〜20質量%である。
着色樹脂粒子分散体の調整方法としては、特に限定されず、上記した連続相に上記した分散相を溶融分散させて樹脂エマルションを作製し、この樹脂エマルションを冷却して調整することができる。
その後、加熱した状態で連続相に分散相を滴下しながら混合及び撹拌することで、連続相に分散相を分散させて樹脂エマルションを得ることができる。この樹脂エマルションを冷却することで、熱可塑性固体樹脂Aが色材及び酸性化合物を包含した状態で固形化して着色樹脂粒子分散体を得ることができる。
連続相と分散相の混合及び撹拌は、超音波ホモジナイザー、ビーズミル、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー等の湿式分散機を用いて行うことができる。
着色樹脂粒子の平均粒子径は、連続相に配合される塩基性分散剤の量、または、分散相に配合される不揮発分の量等を調整することで制御することができる。酸性化合物を配合することで、着色樹脂粒子の平均粒子径をより小さく制御することが可能である。
本発明の他の実施形態による着色樹脂粒子分散体(以下、単に「分散体」という場合がある)は、着色樹脂粒子、酸性分散剤、及び非水系溶剤を含み、着色樹脂粒子は、色材、熱可塑性固体樹脂、及び塩基性基を有する液体有機化合物を含み、熱可塑性固体樹脂Aは、ハンセン溶解度パラメーターにおける極性項δp及び水素結合項δhがδp=2.5〜11.0、かつδh=5.0〜12.0であることを特徴とする。
以下、塩基性基を有する液体有機化合物を単に「塩基性化合物」と称することがある。また、上記した溶解特性を有する熱可塑性固体樹脂を単に「熱可塑性固体樹脂A」と称することがある。
本実施形態によれば、耐擦過性に優れるとともに、着色樹脂粒子に耐アルコール性に優れる熱可塑性固体樹脂を用いて、耐アルコール性に優れる印刷物を提供することができる。
本実施形態では、着色樹脂粒子に色材とともに塩基性化合物が含まれることで、耐擦過性を高めることができる。また、塩基性化合物によって、着色樹脂粒子の成分が均一に配合されるため、着色樹脂粒子の粒子径をより小さくして、インクを低粘度化するとともに、印刷物の画像濃度を高めることができる。
また、着色樹脂粒子に、耐水性を有する熱可塑性固体樹脂を用いることで、印刷物の耐水性を高めることができる。
さらに、本実施形態では、着色樹脂粒子を構成する熱可塑性固体樹脂が、上記した溶解特性を有することで、耐アルコール性に優れる印刷物を提供することができる。
以下、上記した第1の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
本実施形態による着色樹脂粒子としては、色材、熱可塑性固体樹脂A、及び塩基性基を有する液体有機化合物(塩基性化合物)を含む。
本実施形態による着色樹脂粒子は、塩基性化合物を用いる以外は、上記した第1の実施形態と共通する。
着色樹脂粒子には、塩基性基を有する液体有機化合物(塩基性化合物)が含まれる。ここで、塩基性基を有する液体有機化合物としては、23℃で液体状であり塩基性基を有する有機化合物である。
また、塩基性化合物を添加することで、着色樹脂粒子を小粒子径化して、分散体を低粘度にすることができる。
また、熱可塑性固体樹脂Aに、耐アルコール性が高い樹脂を用いる場合、耐摩耗性が低下することがあるが、この熱可塑性固体樹脂Aとともに塩基性化合物を添加することで、耐アルコール性とともに耐摩耗性を向上させることができる。
塩基性化合物としては、1分子中に塩基性基を2個以上有する液体有機化合物であることが好ましい。
オリゴマーまたはポリマーとしては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエチレンイミン等を、単独で、または併用して用いることができる。また、これらの樹脂を構成するモノマーまたはオリゴマーの共重合体を用いてもよい。
また、塩基性基としては、オリゴマーまたはポリマーのアルキルアンモニウム塩やアミン塩等として導入されていてもよい。
塩基性化合物がオリゴマーまたはポリマーである場合は、重量平均分子量が500〜10000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。
ここで、塩基価は、不揮発分1gに含まれる全塩基性成分を中和するのに必要な塩酸と当量の水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
日本ルーブルゾール株式会社製「ソルスパース71000」(ポリエチレンイミン系化合物、塩基価77mgKOH/g)、「ソルスパース20000」(塩基価32mgKOH/g);
ビックケミー・ジャパン株式会社製「DYSPERBYK109」(塩基価140mgKOH/g)、「DYSPERBYK116」(塩基価65mgKOH/g)、「DYSPERBYK2155」(塩基価48mgKOH/g)、「DYSPERBYK9077」(塩基価48mgKOH/g)等を用いることができる。
着色樹脂粒子の平均粒子径は、上記した第1の実施形態と同様の範囲であることが好ましい。
以下、本実施形態による着色樹脂粒子分散体の製造方法の一例について説明する。
融解乳化冷却法を用いた着色樹脂粒子分散体は、非水系溶剤と酸性分散剤とを含む連続相に、色材と熱可塑性固体樹脂Aと塩基性化合物とを含む分散相を加熱溶融した状態で分散させて樹脂エマルションを作製した後、この樹脂エマルションを冷却し得ることができる。
本実施形態による着色樹脂粒子分散体は、分散相に塩基性化合物が配合されるとともに、連続相に酸性分散剤が配合される以外は、特に説明のない限り、上記した第1の実施形態と同様に製造することができる。
連続相の酸性分散剤は、酸性基を有する分散剤である。酸性分散剤としては、熱可塑性固体樹脂Aよりも非水系溶剤に対する溶解度が高いことが好ましい。
オリゴマーまたはポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリエーテル系樹脂等を、単独で、または併用して用いることができる。また、これらの樹脂を構成するモノマーまたはオリゴマーの共重合体を用いてもよい。
また、酸性基としては、オリゴマーまたはポリマーをリン酸エステル化して導入されていてもよい。
酸性分散剤がオリゴマーまたはポリマーである場合は、重量平均分子量が500〜10000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。
日本ルーブルゾール株式会社製「ソルスパース3000」(12―ヒドロキシステアリン酸の6量体、酸価32mgKOH/g)、「ソルスパース21000」(酸価72mgKOH/g)、「ソルスパース36000」(酸価45mgKOH/g)、「ソルスパース41000」(酸価50mgKOH/g);
ビックケミー・ジャパン株式会社製「DYSPERBYK2096」(酸価40mgKOH/g)等を挙げることができる。
分散相の塩基性化合物の詳細については、上記した通りである。
塩基性化合物は、熱可塑性固体樹脂Aに対する溶解度が23℃で1g/100g以上であることが好ましく、より好ましくは2g/100g以上である。塩基性化合物は、連続相の非水系溶剤に対する溶解度が23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、塩基性化合物は、樹脂エマルションの配合割合において、熱可塑性固体樹脂Aに実質的に全て溶解し、非水系溶剤に実質的に溶解しないものである。
着色樹脂粒子分散体全量に対する塩基性化合物の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、印刷物の耐摩耗性をより高めることができ、また、着色樹脂粒子を小粒子径化し、分散体を低粘度化することができる。
着色樹脂粒子分散体の調整方法としては、上記した第1の実施形態と同様にして調整することができる。
本発明の一実施形態による着色樹脂粒子分散体の製造方法としては、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含む連続相と、色材、非水系溶剤に対する溶解度が3g/100g以下である熱可塑性固体樹脂、酸性基を有する液体有機化合物を含む分散相とを溶融状態で分散し樹脂エマルションを作製し、樹脂エマルションを冷却することを特徴とする。
本発明の他の実施形態による着色樹脂粒子分散体の製造方法としては、酸性分散剤、及び非水系溶剤を含む連続相と、色材、非水系溶剤に対する溶解度が3g/100g以下である熱可塑性固体樹脂、塩基性基を有する液体有機化合物を含む分散相とを溶融状態で分散し樹脂エマルションを作製し、樹脂エマルションを冷却することを特徴とする。
非水系溶剤に対する溶解度が3g/100g以下である熱可塑性固体樹脂としては、上記した熱可塑性固体樹脂Aを用いることができるが、さらに熱可塑性固体樹脂A以外の樹脂を用いることもできる。
熱可塑性固体樹脂A以外の樹脂としては、上記した熱可塑性固体樹脂Aで説明した樹脂のなかから、熱可塑性固体樹脂Aの上記した溶解特性の範囲以外の樹脂を用いることができる。さらに、熱可塑性固体樹脂A以外の樹脂としては、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセタール、ポリシルセスキオキサン、メトキシシルセスキオキサン、エトキシシルセスキオキサン等を用いることができる。
熱可塑性固体樹脂としては、ハンセン溶解度パラメーター(HSP値)が22〜27MPa 1/2 であることが好ましい。また、熱可塑性固体樹脂は、分散項δdが13〜20、極性項δpが5〜12、水素結合項δhが10〜20であることが好ましい。この範囲とすることで、インクジェットインクとしてのインクが用紙に塗布される際に、着色樹脂粒子と非水系溶剤を速やかに分離させ、耐摩耗性をより向上することができる。
本実施形態によれば、耐アルコール性及び耐水性が十分に得られない樹脂を用いる場合でも、耐擦過性とともに画像濃度に優れる印刷物を得ることができる。また、着色樹脂粒子を小粒径化して、分散体を低粘度化することができる。これは、分散相に酸性化合物または塩基性化合物が含まれことで、着色樹脂粒子の成分を均一化するとともに粒子径を小さくすることができるためである。
また、本実施形態によれば、上記した熱可塑性固体樹脂Aを用いることで、耐アルコール性及び耐水性に優れる印刷物を提供することができる。
また、本実施形態による製造方法では、分散相に低極性溶剤を用いないため、低極性溶剤を除去するような工程を不要とすることができる。
本実施形態によるインクとしては、上記した着色樹脂粒子分散体を含むインクである。このインクは、インクジェット印刷、オフセット印刷、孔版印刷、グラビア印刷、電子写真方式印刷等の印刷インク全般として用いることができる。特に、分散安定性が良好であるため、インクジェットインクとして用いることが好ましい。
表2及び表3に、インク処方及び評価結果を示す。各表において、分散剤に揮発分が含まれる場合は、分散剤の全体量とともに不揮発分量をカッコ内に併せて示す。
(1)二本ロールミルを用いて熱可塑性固体樹脂中に色材を混合・混練(熱溶融、せん断、均一分散)し固形チップを作製した。
(2)非水系溶剤及び塩基性分散剤を混合して連続相を調整した。
(3)上記(2)の連続相に、上記(1)の固形チップと酸性化合物を添加しマグネティックスターラーで撹拌した。
(4)マグネティックスターラーで撹拌した状態で、上記(3)の調合液をホットプレートで150℃に加熱し、固形チップを溶融状態とした。次いで、超音波ホモジナイザー「Ultrasonic processor VC−750」(ソニックス社製)で10分間超音波を照射し樹脂エマルションを得た。
(5)樹脂エマルションを冷却し、得られた着色樹脂粒子分散体をそのままインクとした。
(連続相)
非水系溶剤:イソパラフィン系炭化水素、東燃ゼネラル石油株式会社製「アイソパーM」、50%留出点234℃。
塩基性分散剤:アミン変性メタクリルブロックポリマー、不揮発分40%、製造例により作製した。
酸性分散剤:日本ルーブルゾール株式会社製「ソルスパース3000」、不揮発分100%。
(分散相)
酸性化合物:2個のリン酸基を有する液体有機化合物(共重合体の両末端にリン酸基を有するリン酸エステル化合物)、ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPER BYK111」、酸価129mgKOH/g、不揮発分95.0%。
塩基性化合物:第2級アミノ基(イミノ基)を有する液体有機化合物、日本ルーブルゾール株式会社製「ソルスパース71000」、塩基価77mgKOH/g、不揮発分100%。
両性化合物:ビックケミー・ジャパン株式会社製「BYK180」、不揮発分81.0%。
可塑剤「アクリル樹脂」:東亞合成株式会社製「UP1080」、Tg−61℃、Mw6000。
可塑剤「エポキシ樹脂」:三菱化学株式会社製「jER828」、Mw370、常温液状。
黒顔料:カーボンブラック、PigmentBlack7。
青色染料「ValifastBlue1621」:造塩染料、オリヱント化学工業株式会社製「ValifastBlue1621」。
青色染料「ValifastBlue1605」:金属フタロシアニン系染料、オリヱント化学工業株式会社製「ValifastBlue1605」。
上記Mwは、重量平均分子量である。
酸性化合物、塩基性化合物、両性化合物、可塑剤及び色材は、それぞれ非水系溶剤に対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
溶剤A「アイソパーM」:16(δd=16、δp=0、δh=0)
酸性化合物:22〜27(δd=12〜20、δp=5〜12、δh=10〜20)の範囲内であった。
塩基性化合物:22〜27(δd=12〜20、δp=5〜12、δh=10〜20)の範囲内であった。
両性化合物:22〜27(δd=12〜20、δp=5〜12、δh=10〜20)の範囲内であった。
塩基性分散剤、塩基性化合物:ドデカンに0.5質量%溶解させたときのORP値に比べて、5.0質量%溶解させたときのORP値が低く、ドデカンに5.0質量%溶解させたときのORP値は0以下であった。
酸性化合物、酸性分散剤:メタノールに0.5質量%溶解させたときのORP値に比べて、5.0質量%溶解させたときのORP値が高く、メタノールに5.0質量%溶解させたときのORP値は200以上であった。
両性化合物:メタノールに5質量%溶解させたときのORP値は0以上、200mV未満であった。
以下、実施例で用いた塩基性分散剤であるアミン変性メタクリルブロックポリマーの製造方法について説明する。
表5に、塩基性分散剤調整用のメタクリルポリマーの配合及び物性を併せて示す。
表6に、メタクリルブロックポリマーの配合及び物性を併せて示す。
ポリマーPAの反応後、表6に示す第2段階の配合にしたがって、ポリマーPAに、ドデシルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、AIBN、アイソパーMを加えた。同様に脱気及び不活性ガス置換を行い、90℃で24時間かけて加熱及び撹拌した。得られたポリマーPA−ABの溶液の不揮発分は40質量%であった。反応後のポリマーポリマーPA−ABの重量平均分子量は35000であった。なお、表中のポリマーPAの配合量は溶液全体の値で示す。
ブロックA:ブロックBのモル比率は、第1段階で用いたモノマーの全モルと第2段階で用いたモノマーの全モル量との比率から求めた。
ブロックAに対するモノマーAの割合は、第1段階で用いたモノマーの全モル数に対するモノマーAのモル数の割合である。ブロックBに対するモノマーBの割合は、第2段階で用いたモノマーの全モル数に対するモノマーBのモル数の割合である。
表7に、アミン変性メタクリルブロックポリマーの配合及び物性を示す。
メタクリルブロックポリマーPA−ABの反応後、表7に示す配合にしたがって、ナスフラスコに、不揮発分40%のメタクリルブロックポリマーPA−AB、ジエタノールアミンを加え、110℃で3時間加熱撹拌して、不揮発分40%のアミン変性メタクリルブロックポリマーAmPA−ABを得た。
得られたアミン変性メタクリルブロックポリマーAmPA−ABの重量平均分子量は、メタクリルブロックポリマーPA−ABと同様である。
表7において、モノマーBに対するジエタノールアミンのモル比率は、配合した量からポリマーBに対するジエタノールアミンのモル比率から求めた。
ドデシルメタクリレート:分子量254、アルキル基の炭素数12、和光純薬工業株式会社製。
ベヘニルメタクリレート:分子量380、アルキル基の炭素数22、日本油脂株式会社製「ブレンマーVMA−70」。
グリシジルメタクリレート:分子量142、和光純薬工業株式会社製。
上記した各インクを用いて、以下の各評価を行った。結果を各表に併せて示す。
(耐擦過性)
上記した各インクをライン式インクジェットプリンター「オルフィスX9050」(理想科学工業株式会社製)に装填し、上質コート紙「オーロラコート」(日本製紙株式会社製)に、ベタ画像を印刷して、印刷物を得た。印刷は、解像度300×300dpiにて、1ドット当りのインク量が42plの吐出条件で行った。なお、「オルフィスX9050」は、ライン型インクジェットヘッドを使用し、主走査方向(ノズルが並んでいる方向)に直交する副走査方向に用紙を搬送して印刷を行うシステムである。
印刷後24時間放置後に、印刷物のベタ画像部分を指で強く5回擦った時の状態を目視で観察し、耐擦過性を次の基準で評価した。
A:画像のはがれがほとんど確認されないレベル。
B:画像のはがれが確認されるが実際の使用上問題ないレベル。
C:画像のはがれが顕著であり実際の使用上問題あるレベル。
上記した耐擦過性と同様にして印刷物を得た。印刷後24時間放置後、印刷物のベタ画像部分に0.5mlの水を垂らして、そのにじみ具合を目視で観察して、耐水性を次の基準で評価した。
A:印刷画像部分がにじまないレベル。
B:印刷画像部分が若干にじむが実際の使用上問題ないレベル。
C:印刷画像部分がにじみ実際の使用上問題あるレベル。
上記した耐擦過性と同様にして印刷物を得た。印刷後24時間放置後、印刷物のベタ画像部分に0.5mlのエタノール70%水溶液を垂らして、10秒後に指で擦過した。印刷物の状態を目視で観察して、耐アルコール性を次の基準で評価した。
A:画像のはがれがほとんど確認されないレベル。
B:画像のはがれが確認されるが実際の使用上問題ないレベル。
C:画像のはがれが顕著であり実際の使用上問題あるレベル。
上記した耐擦過性と同様にして印刷物を得た。印刷後24時間放置後の印刷物の濃度を目視にて観察して、画像濃度を次の基準で評価した。
A:画像が均一かつ、十分な濃度が得られている。
B:画像は均一であるが、濃度が薄い。
C:画像が不均一かつ濃度が薄い。
上記した各インクについて、インク中に分散している着色樹脂粒子の体積基準の平均粒子径を動的光散乱式粒径分布測定装置「LB―500」(株式会社堀場製作所製)を用いて測定した。測定結果から、以下の基準で評価した。
AA:平均粒子径が150nm以下。
A:平均粒子径が150nm超過200nm以下。
B:平均粒子径が200nm超過300nm以下。
C:平均粒子径が300nm超過。
インク粘度は、23℃において0.1Pa/sの速度で剪断応力を0Paから増加させたときの10Paにおける粘度を、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製レオメータAR−G2(コーン角度2°、直径40mm)を用いて測定し、次の基準で評価した。
A:インク粘度が8〜13mPa・s。
B:インク粘度が13超過〜15mPa・s。
C:インク粘度が15mPa・s超過。
各実施例では、本発明の要件を満たす樹脂を用いており、耐擦過性及び耐水性とともに耐アルコール性に優れる印刷物を得ることができた。
実施例1〜8では、着色樹脂粒子に酸性化合物が配合されており、耐擦過性及び画像濃度がさらに改善されるとともに、粒子径がより小さく、インク粘度をより低くすることができた。
実施例7及び8では、着色樹脂粒子に可塑剤が配合されており、粒子径をさらに小さくすることができた。
実施例9及び10では、着色樹脂粒子にそれぞれ塩基性化合物及び両性化合物が配合されており、十分な結果を得ることができた。
比較例4及び5では、本発明の要件を満たす樹脂を用いているが、酸性化合物が配合されない場合では、十分な結果が得られなかった。
比較例3では、樹脂の石油樹脂が非水系溶剤に溶解してしまい、インク粘度が高くなり、粒子径も大きくなった。また、耐擦過性及び画像濃度も低下した。
これより、本実施例の方法を用いることで、耐擦過性とともに画像濃度に優れる印刷物を得ることができることがわかる。
参考例1〜5で用いた熱可塑性固体樹脂はエタノールに溶解性を示すため、印刷物の耐アルコール性も低下した。
参考例4では、樹脂のポリビニルピロリドンが耐アルコール性とともに耐水性も低いため、印刷物の耐アルコール性及び耐水性が低下した。
Claims (9)
- 着色樹脂粒子、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含み、前記着色樹脂粒子は、色材、熱可塑性固体樹脂、及び酸性基を有する液体有機化合物を含み、前記熱可塑性固体樹脂は、ハンセン溶解度パラメーターにおける極性項δp及び水素結合項δhがδp=2.5〜11.0、かつδh=5.0〜12.0である、着色樹脂粒子分散体。
- 前記酸性基を有する液体有機化合物の酸性基は、リン酸基を含む、請求項1に記載の着色樹脂粒子分散体。
- 着色樹脂粒子、酸性分散剤、及び非水系溶剤を含み、前記着色樹脂粒子は、色材、熱可塑性固体樹脂、及び塩基性基を有する液体有機化合物を含み、前記熱可塑性固体樹脂は、ハンセン溶解度パラメーターにおける極性項δp及び水素結合項δhがδp=2.5〜11.0、かつδh=5.0〜12.0である、着色樹脂粒子分散体。
- 前記非水系溶剤は、ハンセン溶解度パラメーターが14〜18MPa 1/2 であり、分散項δdが12〜20、極性項δpが0〜4、水素結合項δhが0〜4である、請求項1から3のいずれか1項に記載の着色樹脂粒子分散体。
- 前記着色樹脂粒子は可塑剤をさらに含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の着色樹脂粒子分散体。
- 塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含む連続相と、色材、前記非水系溶剤に対する溶解度が3g/100g以下である熱可塑性固体樹脂、及び酸性基を有する液体有機化合物を含む分散相とを溶融状態で分散し樹脂エマルションを作製し、前記樹脂エマルションを冷却する、着色樹脂粒子分散体の製造方法。
- 酸性分散剤、及び非水系溶剤を含む連続相と、色材、前記非水系溶剤に対する溶解度が3g/100g以下である熱可塑性固体樹脂、及び塩基性基を有する液体有機化合物を含む分散相とを溶融状態で分散し樹脂エマルションを作製し、前記樹脂エマルションを冷却する、着色樹脂粒子分散体の製造方法。
- 前記熱可塑性固体樹脂は、ハンセン溶解度パラメーターにおける極性項δp及び水素結合項δhがδp=2.5〜11.0、かつδh=5.0〜12.0である、請求項6または7に記載の着色樹脂粒子分散体の製造方法。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の着色樹脂粒子分散体を含む、インクジェットインク。
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