JP7110515B2 - 非水性インク組成物、インクジェット記録方法及び印刷物の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係る非水性インク組成物は、有機溶媒と、色材と、樹脂と、を含有するインクジェット方式で吐出される非水性インク組成物である。ここで、非水性インク組成物とは、水を主成分とする水性インク組成物とは異なり、水を意図的に含有させずに製造された有機溶剤を含むインク組成物であることを意味する。
本実施形態の非水製インク組成物には樹脂を含有する。樹脂としては、アクリル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂、及びセルロース系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種以上を含有する。アクリル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂、及びセルロース系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種以上を含有することにより、吐出安定性、耐水性及び耐溶剤性を向上させることができる。なお、これらのアクリル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂、及びセルロース系樹脂は、いわゆる塗膜を形成するバインダー樹脂であり、色材(顔料)を分散させる高分子分散剤とは区別される。
有機溶媒は、本実施の形態に係る非水性インク組成物に含有される各成分を分散又は溶解することができるものである。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ペンタノール等の炭素数1~5のアルキルアルコール類;3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、3-メトキシ-1-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノール、3-メトキシ-n-ブタノール等の1価のアルコール類;1-ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、3-メトキシプロパンアミド、3-ブトキシプロパンアミド、N,N-ジメチル-3-メトキシプロパンアミド、N,N-ジブチル-3-メトキシプロパンアミド、N,N-ジブチル-3-ブトキシプロパンアミド、N,N-ジメチル-3-ブトキシプロパンアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン共重合体;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、イソブチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,2-プロパンジオール、2-メチル-1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール等のジオール類;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,6-ヘキサントリオール等のトリオール類:メソエリスリトール、ペンタエリスリトール等の4価アルコール類;エチレングリコールモノメチル(又はエチル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、n-ヘキシル、2-エチルヘキシル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、n-ヘキシル、2-エチルヘキシル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル)エーテル、プロピレングリコールモノメチル(又はエチル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル)エーテル、ジプロピレングリコールモノメチル(又はエチル、イソプロピル、n-ブチル,イソブチル)エーテル等のモノアルキルエーテル類;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エチルメチルエーテル、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、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、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の多価アルコールのジアルキルエーテル類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-ブチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン等のアルカノールアミン類;N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等の含窒素複素環化合物;γ-ブチロラクトン、スルホラン等の環状化合物等が挙げられる。
本実施形態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、印刷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系色材を使用することが好ましい。本実施形態の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。
本実施形態の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-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。
本実施形態の非水性インク組成物に使用できる媒体としては、表面が主として樹脂からなるもの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媒体への塗布に適している。表面がポリ塩化ビニル重合体からなる媒体としては、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。
本実施形態の非水性インク組成物を用いたインクジェット記録方法は、非水性インク組成物をインクジェット方式で吐出して媒体に記録を行うインクジェット記録方法である。好ましくは、インクジェットヘッドのクリーニングシステムを備えたインクジェット記録装置を用いて媒体に記録を行う。本実施形態の非水性インク組成物は、吐出安定性、印刷物の乾燥性、耐ブロッキング性が良好であるため、インクジェット記録方法を用いた印刷物の生産性を良好にすることができる。
本実施形態の非水性インク組成物を用いて印刷物を製造することもできる。この印刷物の製造方法は本実施形態の非水性インク組成物を用いることにより、良好な発色性を有し、耐性に優れた高品質の印刷物を得ることができる。
(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)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。このとき重合開始剤であるt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエートの量を変更して、メタクリル酸メチル(アクリル系樹脂)の重合平均分子量を15000~120000になるように制御した(このとき使用した重合開始剤の質量を下記表1に記載した。表1中「開始剤量」と表記した。)。
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を40000~75000になるように制御した(このとき使用した重合開始剤の質量を下記表1に記載した。表1中「開始剤量」と表記した。)。
市販品のセルロース系樹脂(EASTMAN CHEMICAL社のCAB551-0.01、CAB553-0.4)を用いた。
表2、3の組成比(質量部)になるように非水性インク組成物を製造した。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。
<吐出安定性試験>
実施例、比較例の非水性インク組成物について吐出安定性を評価した。具体的には、インクジェットプリンターにより、実施例及び比較例の油性インク組成物を用いて、双方向の高速印刷モード(360x360dpi)にて細線を上記記録媒体に印刷し、目視で確認して評価した(表中、「吐出安定性」と表記)。
(評価基準)
〇:細線が正しく再現できている。
△:わずかに曲がりがみられる。
×:着弾位置がずれ、曲がりがみられる。
実施例、比較例の非水性インク組成物についてベタ埋まりを評価した。具体的には、インクジェットプリンターにより、実施例及び比較例の非水性インク組成物を用いて、印刷を実施し、ベタ印字を行った部分の埋まり(白抜け)を確認した(表中、「ベタ埋まり」と表記)。
(評価基準)
〇:印刷ムラ、白抜けが観察されず、ベタ部が十分にインクで埋まっていた(ドット径が十分に広がっていた)
△:わずかにムラがあるが、ベタ部は埋まっていた。
×:ベタ部の埋まりが不十分で、ムラがみられた。
実施例、比較例の非水性インク組成物について間欠吐出性を評価した。具体的には、インクジェットプリンターにより、実施例及び比較例の非水性インク組成物を用いて、長期間に亘り、常温下で、上記記録媒体に断続的な印刷を実施し、ドット抜け、飛行曲がり及びインクの飛び散りの有無を観察し、発生回数を計数し評価した(表中、「間欠吐出性」と表記)。
(評価基準)
〇:24時間の試験期間内で、ドット抜け、飛行曲がり又はインクの飛び散りの発生が10回未満であった。
△:24時間の試験期間内で、ドット抜け、飛行曲がり又はインクの飛び散りの発生が10回以上20回未満であった。
×:24時間の試験期間内で、ドット抜け、飛行曲がり又はインクの飛び散りの発生が20回以上であった。
実施例、比較例の非水性インク組成物について塗膜耐擦性を評価した。具体的には、インクジェットプリンターにより、実施例及び比較例の非水性インク組成物を用いて、印刷物(ベタ印刷)を製造し、印刷物の印刷面を試験用布片にて荷重200g、50往復で擦り、目視で耐擦過性を評価した。(表中、「塗膜耐擦性」と表記)。
○ インク膜が剥がれなかった。
△ インク膜がわずかに剥がれた
× インク膜が剥がれて基材が露出した。
実施例、比較例の非水性インク組成物についてOD値(発色)を評価した。具体的には、インクジェットプリンターにより、実施例及び比較例の非水性インク組成物を用いて、印刷物(ベタ印刷)を製造し、OD値を測定した(表中、「OD値(発色)」と表記)。OD値は、X-Rite eXact(エックスライト社製)を用い、視野角2°、測定範囲 4mmφ、D65光源の条件で反射濃度を測定することにより求めた。
表4の組成比(質量部)になるように実施例17~33及び比較例8~11の非水性インク組成物を製造した。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。
実施例17~33及び比較例8~11の非水性インク組成物について、上記の非水性インク組成物の評価1と同様に試験を行った。なお、カーボンブラックとは異なる顔料を含有する実施例及び比較例の非水性インク組成物におけるOD値(発色)試験については、以下の評価基準により評価を行った。
〇:OD値は1.6以上であった。
△:OD値は1.2以上1.6未満であった。
×:OD値は1.2未満であった。
Claims (8)
- 有機溶媒と、色材と、樹脂と、を含有するインクジェット方式で吐出される非水性インク組成物であって、
前記樹脂は、アクリル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂、及びセルロース系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種以上を含有し、
前記樹脂は、アクリル系樹脂と、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂と、の混合樹脂を含み、
前記樹脂には、25℃における固有粘度が90mL/g以上の樹脂が樹脂全量中5質量%以下である
非水性インク組成物。 - 前記樹脂には、25℃における固有粘度が90mL/g以上の樹脂が樹脂全量中0.5質量%以上5質量%以下である
請求項1に記載の非水性インク組成物。 - 前記樹脂の含有量は、非水性インク組成物全量中5.5質量%以上である
請求項1又は2に記載の非水性インク組成物。 - 前記樹脂の含有量は、非水性インク組成物全量中13.0質量%以下である
請求項1から3のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 前記樹脂は、高分子分散剤を含有する
請求項1から4のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 前記有機溶媒には、グリコールエーテル系溶媒、アミド系溶媒、ラクトン系溶媒、及びカーボネート系溶媒からなる群より選択される少なくとも1種以上を含有する
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。 - 請求項1から6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媒体の表面に吐出するインクジェット記録方法。
- 請求項1から6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媒体の表面に吐出する工程を含む、印刷物の製造方法。
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