JP7031035B1 - 非水性インク組成物、それを用いた記録方法及び記録物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記有機溶剤は、下記有機溶剤(a)と下記有機溶剤(b)と、を含有する
非水性インク組成物。
有機溶剤(a):グリコールエーテルジアルキル
有機溶剤(b):アルキルアミド系溶剤(b1)、環状アミド系溶剤(b2)、及び6員環以上のラクトン系溶剤(b3)からなる群より選択される少なくとも1つ
(1)に記載の非水性インク組成物。
前記式(1)中のR1がメチル基又はエチル基であり、前記式(1)中のR3がエチル基であるか、及び/又は前記式(1)中のR1及びR3がメチル基であってR2がプロピレン基である(13)に記載の非水性インク組成物。
記録物の製造方法。
本実施の形態に係る非水性インク組成物は、有機溶剤を含有する非水性インク組成物であって、有機溶剤としてグリコールエーテルジアルキル(有機溶剤(a))と、アルキルアミド系溶剤(b1)、環状アミド系溶剤(b2)、及び6員環以上のラクトン系溶剤(b3)からなる群より選択される少なくとも1つ(有機溶剤(b))と、を含有することを特徴としている。
有機溶媒は、有機溶剤(a)と有機溶剤(b)と、を含有する。
有機溶剤(b):アルキルアミド系溶剤(b1)、環状アミド系溶剤(b2)、及び6員環以上のラクトン系溶剤(b3)からなる群より選択される少なくとも1つ
有機溶剤(a)は、グリコールエーテルジアルキルである。グリコールエーテルジアルキルとは、グリコールの両末端のOH基がアルキル置換された化合物である。グリコールエーテルジアルキルは適度な揮発性を有するため画像に滲みが発生する前に非水性インク組成物が乾燥することとなり画質が良好となる。さらに、グリコールエーテルジアルキルは樹脂に対して浸透性も高くないため、記録物の後加工性を向上させることができる。さらに、グリコールエーテルジアルキルはプラスチック部材や接着剤への溶解や膨潤なども少ないため、非水性インク組成物がインクジェット方式にて基材の表面に吐出する非水性インクジェットインク組成物である場合には、インクジェットヘッド等への部材適性も良好となる。
有機溶剤(b)は、アルキルアミド系溶剤(b1)、環状アミド系溶剤(b2)、及び6員環以上のラクトン系溶剤(b3)からなる群より選択される少なくとも1つである。この有機溶剤(b)は、5員環ラクトン系溶剤を含有する非水性インク組成物と比べて基材への浸透性は低いものである。このため、記録物の後加工性が良好な非水性インク組成物となる。
アルキルアミド系溶剤とは、アルキル基(CnH2n+1-)と-C(=O)-N-基(アミド結合)を有する化合物であって、水素若しくはアルキル基と-C(=O)-N-基から構成された化合物からなる溶剤である。アルキルアミド系溶剤は、例えば以下の構造を有するものを好ましく用いることができる。
環状アミド系溶剤とは、環状構造を有し、その環状構造に-C(=O)-N-基を有する溶剤である。環状アミド系溶剤は、例えば以下の構造を有するものを好ましく用いることができる。
6員環以上のラクトン系溶剤とは、6員環以上の環状エステル構造を有する溶剤である。6員環以上のラクトン系溶剤は、例えば以下の構造を有するものを好ましく用いることができる。
有機溶媒には、上記の有機溶剤(a)及び有機溶剤(b)以外の有機溶剤を含有していてもよい。具体的には、グリコールの片方のOH基がアルキル置換されたグリコールエーテルモノアルキルや炭酸エステルなどが挙げられる。
本実施の形態に係るの非水性インク組成物に含有される色材は、特に限定されるものではなく、染料系であってもよいし、顔料系であってもよいが、記録物の耐水性や耐光性等の耐性が良好であるという観点から顔料(顔料系色材)を使用することが好ましい。本実施の形態に係る非水性インク組成物において、用いることのできる顔料は特に限定されず、従来のインク組成物に使用されている有機顔料又は無機顔料等が挙げられる。これらは1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施の形態に係る非水性インク組成物は、非水性インク組成物により形成される加飾層の定着性、耐水性並びに延伸性を向上させる目的で樹脂を含有してもよい。樹脂としては、特に限定はなく、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエチレン樹脂、ウレタン樹脂、ロジン変性樹脂、フエノール樹脂、テルペン系樹脂、ポリアミド樹脂、ビニルトルエン-α-メチルスチレン共重合体、エチレン-酢酸ビニル系共重合体、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シリコーン(シリコン)樹脂、アクリルアミド樹脂、エポキシ樹脂、あるいはこれらの共重合樹脂や混合物を用いることができる。
本実施の形態に係る非水性インク組成物において必要に応じて分散剤を用いてもよい。分散剤としては、非水性インク組成物において用いられている任意の分散剤を用いることができる。分散剤としては、高分子分散剤を用いるとよい。こうした分散剤としては、主鎖がポリエステル系、ポリアクリル系、ポリウレタン系、ポリアミン系、ポリカプロラクトン系などからなり、側鎖としてアミノ基、カルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシル基などの極性基を有するものである。ポリアクリル系分散剤では、例えば、Disperbyk-2000、2001、2008、2009、2010、2020、2020N、2022、2025、2050、2070、2095、2150、2151、2155、2163、2164、BYKJET-9130、9131,9132,9133,9151(ビック・ケミー社製)が用いられる。ポリカプロラクトン系分散剤では、例えば、アジスパーPB821、PB822、PB881(味の素ファインテクノ(株)製)が用いられる。好ましい分散剤としては、ポリエステル系分散剤であり、例えばヒノアクトKF-1000、T-6000、T-7000、T-8000、T-8000E、T-9050(川研ファインケミカル(株)製)、Solsperse20000、24000、32000、32500、32550、32600、33000、33500、34000、35200、36000、37500、39000、71000、76400、76500、86000、88000、J180、J200(ルーブリゾール社製)、フローレンDOPA-15BHFS、17HF、22、G-700、900、NC-500、GW-1500(共栄社化学(株)製)、EfkaPX4310、PX4320、PX4330、PA4401、4402、PA4403、4570、7411、7477、PX4700、PX4701(BASF社製)、TEGO Dispers652、TEGO Dispers655、TEGO Dispers685、TEGO Dispers688、TEGO Dispers690(エボニック・ジャパン社製)、TREPLUS D-1200、D-1410、D-1420、MD-1000(大塚化学)の単独、又はそれらの混合物を用いることができる。
本実施の形態に係る非水性インク組成物においては、ノズル部やチューブ内等の機器内でのインク組成物の揮発抑制、固化防止、又、固化した際の再溶解性を目的として、又、表面張力を低下させ記録媒体(基材)との濡れ性を向上させる目的で、界面活性剤を添加してもよい。例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類であるノニオンP-208、P-210、P-213、E-202S、E-205S、E-215、K-204、K-220、S-207、S-215、A-10R、A-13P、NC-203、NC-207(日本油脂(株)製)、エマルゲン106、108、707、709、A-90、A-60(花王(株)製)、フローレンG-70、D-90、TG-740W(共栄社化学(株)製)、ポエムJ-0081HV(理研ビタミン(株)製)、アデカトールNP-620、NP-650、NP-660、NP-675、NP-683、NP-686、アデカコールCS-141E、TS-230E((株)アデカ製)等、ソルゲン30V、40、TW-20、TW-80、ノイゲンCX-100(第一工業製薬(株)製)等、フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、BYK-340(ビックケミー・ジャパン社製)等、シリコン系界面活性剤としては、ポリエステル変性シリコンやポリエーテル変性シリコンを用いることが好ましく、具体例としては、BYK-315N、331、347、348、BYK-UV3500、3510、3530、3570(いずれもビックケミー・ジャパン社製)等、アセチレングリコール系界面活性剤としては、具体例として、サーフィノール(登録商標)82、104、465、485、TG(いずれもエアープロダクツジャパン社製)、オルフィン(登録商標)STG、E1010(いずれも日信化学株式会社製)等が例示される。
本実施の形態に係る非水性インク組成物は、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、エポキシ化物等、多価カルボン酸、表面調整剤、レベリング剤(アクリル系やシリコン系等)、消泡剤、pH調整剤、殺菌剤、防腐剤、防臭剤、電荷調整剤、湿潤剤等の公知の添加剤を任意成分として含んでもよい。酸化防止剤の具体例としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ヒドラジン系酸化防止剤等が挙げられる。具体的には、BHA(2,3-ブチル-4-オキシアニソール)、BHT(2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール)等が例示される。また、紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系化合物、又はベンゾトリアゾール系化合物を用いることができる。また、エポキシ化物の具体例としては、エポキシグリセリド、エポキシ脂肪酸モノエステル、およびエポキシヘキサヒドロフタレートなどが例示され、具体的にはアデカサイザーO-130P、アデカサイザーO-180A(ADEKA社製)等が例示される。多価カルボン酸の具体例としては、クエン酸、マレイン酸などが例示される。
本実施の形態に係る非水性インク組成物に使用できる基材(記録媒体)としては、特に限定はされず、樹脂基材、金属板ガラスなどの非吸収性基材であっても、紙や布帛などの吸収性基材であっても、受容層を備える基材のような表面塗工が施された基材であってもよく、種々の基材を使用することができる。その中でも、本実施の形態に係る非水性インク組成物は、水を含有しない非水性インク組成物であるため樹脂基材が好適に用いられる。樹脂としては、ポリ塩化ビニル系重合体やアクリル、PET、ポリカーボネート、PE、PP等が用いられる。特に、表面が硬質又は軟質ポリ塩化ビニル系重合体からなる基材(記録媒体)が好ましい。表面がポリ塩化ビニル重合体からなる基材(記録媒体)としては、ポリ塩化ビニル基材(フィルム又はシート)等が例示できる。
本実施の形態に係る非水性インク組成物を用いて基材(記録媒体)の表面に記録する記録方法は、特に限定されるものではない。例えば、スプレー方式、コーター方式、インクジェット方式、グラビア方式、フレキソ方式等を挙げることができる。
本実施の形態に係る非水性インク組成物を用いて記録物を製造することもできる。記録物の製造方法は特に限定されるものではなく、上記のインク組成物を用いた記録方法で例示した方法により製造することができる。中でも、インクジェット方式にて基材の表面に吐出することが好ましい。
(1)アクリル系樹脂
100℃に保たれたジエチレングリコールジエチルエーテル300g中に、メタクリル酸メチル150g及びメタクリル酸ブチル50gと所定量のt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(重合開始剤)1.2gとの混合物を1.5時間かけて滴下した。滴下終了後、100℃で2時間反応させた後冷却して、無色透明のメタクリル酸メチルの重合体溶液(固形分39.5%)を得た。このときメタクリル酸メチル(アクリル系樹脂)の重合平均分子量(ポリスチレン換算値)は30000であった(表中、「アクリル系樹脂」と表記)。
撹拌装置を備えたオートクレーブに、窒素置換後、脱イオン水100部、メタノール40部、塩化ビニル32部、酢酸ビニル5部、グリシジルメタクリレート0.2部、ヒドロキシプロピルアクリレート3.55部、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(懸濁剤)を0.1部、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート(重合開始剤)を0.026部、ジ-3,5,5-トリメチルヘキサノールパーオキサイド(重合開始剤)を所定量仕込み、窒素ガス雰囲気下に撹拌しながら63℃に昇温し、63℃に到達直後に塩化ビニル48部を6時間で、グリシジルメタクリレート0.6部、ヒドロキシプロピルアクリレート10.65部を混合したものを5.4時間で連続圧入し、共重合反応させた。オートクレーブ内圧が0.3MPaになった時点で残圧を抜き、冷却して樹脂スラリーを取り出し、ろ過、乾燥して塩化ビニル系共重合樹脂を得た。このとき重合開始剤であるジ-3,5,5-トリメチルヘキサノールパーオキサイドの量を変更して、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂の重合平均分子量(ポリスチレン換算値)を35000~75000になるように制御した(表中、「塩酢ビ共重合体1~3」と表記)。
下記表の割合になるように各成分のように実施例及び比較例の非水性インク組成物を調製した。具体的には、ペイントシェイカーを用いてジルコニアビーズにて各成分を分散させて非水性インク組成物を調製した。単位は質量部である。なお、例1~69に使用した有機溶剤(a)及び有機溶剤(b)については混合する前にガスクロマトグラフィーにて不純物を求めた。
(記録乾燥性)
実施例及び比較例の非水性インク組成物について乾燥性を評価した。具体的には、実施例及び比較例の非水性インク組成物をインクジェットプリンター(商品名 VersaArt RE-640、ローランドDG(株)製)を使用)を用いたインクジェット方式にて記録媒体(糊付きポリ塩化ビニルフィルム(IMAGin JT5829R:MACtac社製))に高品質印刷モード(1440x720dpi)でベタ画像の印刷を行い、40℃で乾燥するまでの時間を計測した(表中、「記録乾燥性」と表記)。
評価基準
評価5:2分未満で乾燥する。
評価4:2分以上4分未満で乾燥する。
評価3:4分以上6分未満で乾燥する。
評価2:6分以上8分未満で乾燥する。
評価1:8分以上で乾燥する。
実施例及び比較例の非水性インク組成物について部材適性(インクジェットヘッドの部材適性)を評価した。具体的には、インクジェットヘッドの部材に使用されるエポキシ接着剤(2液硬化型エポキシ接着剤「1500」、セメダイン(株)製)を60℃1日乾燥させた硬化物、0.2gを、実施例及び比較例のインク組成物に浸漬して、60℃で1週間放置して、浸漬試験を行い、硬化物の重量変化を測定した(表中、「部材適性」と表記)。
評価基準
評価5:重量変化率が3%未満で、エポキシ接着剤の材質の劣化がない。
評価4:重量変化率が3%以上5%未満で、エポキシ接着剤の材質の劣化がない。
評価3:重量変化率が5%以上10%未満で、エポキシ接着剤の材質の劣化がない。
評価2:重量変化率が10%以上15%未満で、エポキシ接着剤の材質の劣化がない。
評価1:重量変化率が15%以上及び/又は、エポキシ接着剤の材質の劣化がある。
実施例及び比較例の非水性インク組成物について後加工性を評価した。上記記録乾燥性評価と同様に記録媒体(糊付きポリ塩化ビニルフィルム(IMAGin JT5829R:MACtac社製))に高品質印刷モード(1440x720dpi)、基材表面温度40℃で30cm×30cmのマゼンタ100%濃度のベタ画像の印刷を行い、印刷した直後に記録物の記録表面全面にラミネートフィルム(LL光沢ラミS:桜井株式会社製)を張り合わせて一日放置し、そのフィルムの剥離した面積を確認した。以下の評価基準により評価した結果を下記表1に示す(表1中、「後加工性」と表記)。
評価基準
評価5:フィルムの剥離が0%である。
評価4:フィルムの剥離が0%超3%未満である。
評価3:フィルムの剥離が3%以上5%未満である。
評価2:フィルムの剥離が5%以上10%未満である。
評価1:フィルムの剥離が10%以上である。
実施例及び比較例の非水性インク組成物について保存安定性を評価した。具体的には、非水性インク組成物を60℃で1ヶ月間保存し、試験前後の粘度及び顔料の体積平均粒子径(D50)の変化を観察し、下記の基準で、保存安定性を評価した。なお、インクの粘度は、落球式粘度計(アントンパール社製AMVn)を用いて、20℃の条件下で測定され、顔料の体積平均粒子径は、粒子径分布測定装置(マイクロトラックベル(株)製粒度分析計NANOTRACWAVE)を用いて25℃の条件下で体積平均粒子径(D50)を測定した。なお、下記の評価は「粘度」及び「顔料の体積平均粒子径」のうち、変化率が大きかった方をその非水性インク組成物の評価とした。
評価基準
評価5:粘度及び顔料の体積平均粒子径の変化率がいずれも3%未満である。
評価4:粘度及び顔料の体積平均粒子径の変化率がいずれかが3%以上5%未満である。
評価3:粘度及び顔料の体積平均粒子径の変化率がいずれかが5%以上8%未満である。
評価2:粘度及び顔料の体積平均粒子径の変化率がいずれかが8%以上10%未満である。
評価1:粘度及び顔料の体積平均粒子径の変化率がいずれかが10%以上である。
上記記録乾燥性評価と同様にして記録媒体(糊付きポリ塩化ビニルフィルム(IMAGin JT5829R:MACtac社製))に高品質印刷モード(1440x720dpi)、基材表面温度40℃で各色のベタ部中にベタ部と異なる色の6ptの文字がある画像を印刷し、得られた記録物を60℃のオーブンで5分間乾燥後、当該記録物の滲みを目視で観察した。
評価基準
評価4:インクの滲みが観察されず、6ptの文字が鮮明である。
評価3:インクの滲みがわずかに観察されたが、意匠性は損なわれない。
評価2:インクの滲みが観察されたが、6ptの文字は識別可能である。
評価1:インクの滲みが顕著に観察され、6ptの文字は視認できなかった。
Claims (14)
- 有機溶剤を含有し、該有機溶剤が乾燥することで記録物を得ることのできる非水性インク組成物であって、
前記有機溶剤は、下記有機溶剤(a)と下記有機溶剤(b)と、を含有し、
有機溶剤(a):グリコールエーテルジアルキル
有機溶剤(b):アルキルアミド系溶剤(b1)、及び環状アミド系溶剤(b2)からなる群より選択される少なくとも1つ
前記アルキルアミド系溶剤(b1)は、下記一般式(2)で表され、
前記環状アミド系溶剤(b2)は、下記一般式(3)で表されるか、又はN-ビニルカプロラクタムである
非水性インク組成物。但し、活性エネルギー線を照射することにより硬化する活性エネルギー線硬化型インク組成物であるものを除く。
- 前記有機溶剤(b)は、アルキルアミド系溶剤(b1)である
請求項1に記載の非水性インク組成物。 - 前記アルキルアミド系溶剤(b1)は、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルプロパンアミド及びN,N-ジエチルアセトアミドからなる群より選択される少なくとも1つを含有する
請求項2に記載の非水性インク組成物。 - 前記有機溶剤(b)は、環状アミド系溶剤(b2)である
請求項1に記載の非水性インク組成物。 - 前記環状アミド系溶剤(b2)は、ε-カプロラクタム、N-メチルカプロラクタム、及びN-ビニルカプロラクタムからなる群より選択される少なくとも1つを含有する
請求項4に記載の非水性インク組成物。 - 前記有機溶剤(b)の含有量は、非水性インク組成物全量中3.0質量%以上30.0質量%以下の範囲である
請求項1から5のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 前記式(1)中のR1及びR3に含まれる炭素数の合計が2以上6以下である
請求項7に記載の非水性インク組成物。 - 有機溶剤(a)は、
前記式(1)中のR1がメチル基又はエチル基であり、前記式(1)中のR3がエチル基であるか、
及び/又は
前記式(1)中のR1及びR3がメチル基であってR2がプロピレン基である
請求項8に記載の非水性インク組成物。 - 水分の含有量が非水性インク組成物全量中1.0質量%以下である
請求項1から9のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 前記有機溶剤(a)に由来する不純物の含有量が有機溶剤(a)全量中0.5質量%以下であり、
前記有機溶剤(b)に由来する不純物の含有量が有機溶剤(b)全量中0.5質量%以下である
請求項1から10のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 樹脂基材に用いられる
請求項1から11のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 請求項1から12のいずれかに記載の非水性インク組成物を、インクジェット方式にて基材の表面に吐出する
記録方法。 - 請求項1から12のいずれかに記載の非水性インク組成物を、インクジェット方式にて基材の表面に吐出する
記録物の製造方法。
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