JP7228089B2 - Printed matter manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録方式による印刷物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a printed matter by an inkjet recording method.
インクジェット記録方式は、非常に微細なノズルからインク(インク液滴)を被記録媒体に直接吐出し、インクを付着させて文字や画像を得る記録方式である。この方式によれば、使用する装置の騒音が小さく、操作性がよいという利点が得られるのみならず、カラー化が容易であり、当該方式はオフィス、家庭等での出力機として広く用いられている。 The inkjet recording method is a recording method in which ink (ink droplets) is directly ejected from extremely fine nozzles onto a recording medium to adhere the ink to obtain characters and images. According to this method, not only are the advantages of low noise and good operability of the device used, colorization is easy, and this method is widely used as an output machine in offices, homes, etc. there is
産業界では、インクジェットプリンターを用いて、包装材料、広告宣伝媒体等の被記録媒体へ印刷する方式が検討されている。被記録媒体への印刷に使用可能なインクとしては、例えば、ガラス転移点16℃以上でありかつ酸価10mgKOH/g以上の水性エマルジョン樹脂と顔料とを、固形分量が15重量%以上となるように配合すると共に、分散安定剤としてアミノアルコールを配合したインクジェット記録用インク組成物が知られている(例えば、下記特許文献1参照)。 In the industrial world, methods of printing on recording media such as packaging materials and advertising media using inkjet printers are being studied. As an ink that can be used for printing on a recording medium, for example, an aqueous emulsion resin having a glass transition point of 16° C. or higher and an acid value of 10 mgKOH/g or higher and a pigment are combined so that the solid content is 15% by weight or higher. and an aminoalcohol as a dispersion stabilizer (see, for example, Patent Document 1 below).
被記録媒体の種類は多岐にわたり、例えば、プラスチックフィルム、及び、板紙2枚の間に波形状に加工された板紙が挟まれた状態で接着された段ボール(段ボールシート)等が知られている。 There are many types of recording media, and known examples include plastic films and corrugated cardboard (corrugated cardboard sheets) in which corrugated paperboard is sandwiched between two paperboards.
インクに含まれる溶媒(水、有機溶剤等)を吸収にくい被記録媒体(プラスチックフィルム等)を用いる場合、被記録媒体の表面(記録面)にインクが着弾した後、溶媒がすみやかに乾燥するように被記録媒体を温める方法が用いられる場合がある。しかし、被記録媒体を温めると、被記録媒体の表面(記録面)から近い位置に配置されたインクジェットヘッドも温まるため、インク吐出ノズルに付着したインクが乾燥しやすくなり、その結果、インク吐出ノズルの詰まりやインクの吐出方向の異常に起因して、一般にノズル抜けやヨレ等といわれる症状が発生しやすくなる。 When using a recording medium (plastic film, etc.) that does not easily absorb the solvent (water, organic solvent, etc.) contained in the ink, make sure that the solvent dries quickly after the ink lands on the surface (recording surface) of the recording medium. In some cases, a method of warming the recording medium is used. However, when the recording medium is warmed, the ink-jet head located near the surface (recording surface) of the recording medium is also warmed, so the ink adhering to the ink ejection nozzles is more likely to dry. Due to nozzle clogging and abnormalities in the direction of ink ejection, symptoms generally referred to as nozzle clogging, twisting, and the like tend to occur.
また、プラスチックフィルム、段ボール等の被記録媒体にインクジェット記録方式で印刷する場合、被記録媒体の反りや、段ボールを構成する波形状の板紙に起因した表面凹凸等によって、インクジェット吐出ノズルと被記録媒体とが接触して不具合が生じる場合がある。 In addition, when printing on a recording medium such as plastic film or cardboard by the inkjet recording method, the ink jet nozzle and the recording medium may be affected by warpage of the recording medium or surface unevenness caused by the corrugated paperboard that constitutes the corrugated board. may come into contact with each other and cause problems.
インク吐出ノズルの乾燥に起因する不具合、及び、インク吐出ノズルと被記録媒体との接触を防止する方法としては、インクジェットヘッドと被記録媒体との間の距離を長く設定することが考えられる。しかし、前記距離が長くなると、一般に、インクジェットヘッドのインク吐出口から吐出されたインクが被記録媒体の表面に着弾するまでの距離が長くなるため、着弾までの間に生じ得るインク滴の飛行曲がりが過度に生じやすい等の理由のため、印刷物にスジが発生する等の不具合が生じる場合がある。 As a method of preventing the problem caused by the drying of the ink ejection nozzles and the contact between the ink ejection nozzles and the recording medium, it is conceivable to set a long distance between the inkjet head and the recording medium. However, when the distance is increased, the distance required for the ink ejected from the ink ejection port of the inkjet head to land on the surface of the recording medium is generally increased. For reasons such as the tendency to excessively occur, problems such as streaks may occur in the printed matter.
本発明が解決しようとする課題は、インクジェット記録方式においてインクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との距離が長い場合であってもスジ状の印刷不良が発生することを抑制可能な印刷物の製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is the production of printed matter that can suppress the occurrence of streak-like printing defects even when the distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium is long in the inkjet recording method. to provide a method.
本発明の一側面に係る印刷物の製造方法は、インクジェット記録方式で被記録媒体にインクを印刷することにより印刷物を得る印刷工程を備え、前記印刷工程において、インクジェットヘッドのインク吐出口と前記被記録媒体との最短距離が2mm以上であり、前記インクの32℃における粘度が15mPa・s未満であり、前記インクと前記被記録媒体との接触角が20°未満である。 A method for producing a printed matter according to one aspect of the present invention includes a printing step of printing ink on a recording medium by an inkjet recording method to obtain a printed matter, and in the printing step, ink ejection openings of an inkjet head and the recording medium are The shortest distance to the medium is 2 mm or more, the viscosity of the ink at 32° C. is less than 15 mPa·s, and the contact angle between the ink and the recording medium is less than 20°.
本発明によれば、インクジェット記録方式においてインクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との距離が長い場合であってもスジ状の印刷不良が発生することを抑制できる。 According to the present invention, even when the distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium is long in the inkjet recording method, it is possible to suppress the occurrence of streak-like printing defects.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸、及び、それに対応するメタクリル酸の総称を表し、「(メタ)アクリレート」等の他の類似の表現においても同様である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In this specification, "(meth)acrylic acid" is a general term for acrylic acid and methacrylic acid corresponding thereto, and the same applies to other similar expressions such as "(meth)acrylate". .
本実施形態に係る印刷物の製造方法は、インクジェット記録方式で被記録媒体(被印刷体)にインクを印刷することにより印刷物を得る印刷工程を備え、前記印刷工程において、インクジェットヘッドのインク吐出口と前記被記録媒体との最短距離Dが2mm以上であり、前記インクの32℃における粘度が15mPa・s未満であり、前記インクと前記被記録媒体との接触角が20°未満である。 The method for producing a printed matter according to the present embodiment includes a printing step for obtaining a printed matter by printing ink on a recording medium (printing medium) by an inkjet recording method. The shortest distance D to the recording medium is 2 mm or more, the viscosity of the ink at 32° C. is less than 15 mPa·s, and the contact angle between the ink and the recording medium is less than 20°.
このような印刷物の製造方法によれば、インクジェット記録方式(インクジェット印刷法)においてインクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との距離が長い場合(最短距離が2mm以上の場合)であっても、スジ状の印刷不良が発生することを抑制できる。インクと被記録媒体との接触角が上記範囲であることにより、被記録媒体の表面における着弾直後のインクの濡れ広がりが好適であると共に、インクジェットヘッドから吐出される液滴が充分な体積を有するため、飛行曲がりによって発生する被記録媒体上の着弾位置のズレを軽減しやすい。また、インクの粘度が上記範囲であることにより、着弾後の乾燥時のインクの濡れ広がりが好適である。これらにより、スジ状の印刷不良が発生することを抑制できる。但し、上記効果が得られる要因は当該要因に限定されない。 According to such a method for producing a printed matter, even when the distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium is long (when the shortest distance is 2 mm or more) in the inkjet recording method (inkjet printing method), It is possible to suppress the occurrence of streak-like printing defects. When the contact angle between the ink and the recording medium is within the above range, the ink spreads well immediately after landing on the surface of the recording medium, and the droplets ejected from the inkjet head have a sufficient volume. Therefore, it is easy to reduce the displacement of the landing position on the recording medium caused by flight deflection. In addition, since the viscosity of the ink is within the above range, the wet spread of the ink during drying after landing is favorable. As a result, it is possible to suppress the occurrence of streak-like printing defects. However, the factor for obtaining the above effect is not limited to this factor.
従来、被記録媒体として、インク中の溶媒を吸収しにくい着色層が板紙の表面に設けられた段ボールや、プラスチックフィルム等の、非吸収性又は難吸収性(緩吸収性)の被記録媒体を用いた場合、着弾したインクが被記録媒体に吸収されにくく、かつ、被記録媒体の表面で濡れ広がりにくいため、スジ状の印刷不良が発生しやすい。一方、本実施形態によれば、非吸収性又は難吸収性の被記録媒体を用いる場合であってもスジ状の印刷不良が発生することを抑制できる。 Conventionally, non-absorbent or non-absorbent (slowly absorbent) recording media such as corrugated board, which has a colored layer on the surface of paperboard that does not readily absorb the solvent in the ink, and plastic films, have been used as recording media. When used, the landed ink is less likely to be absorbed by the recording medium and less likely to spread on the surface of the recording medium, resulting in streak-like printing defects. On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of streak-like printing defects even when using a non-absorbent or non-absorbent recording medium.
また、本実施形態では、最短距離Dが2mm以上であることにより、印刷物を製造するに際して、印刷時に被記録媒体の表面(記録面。インクが着弾する面。被印刷面)が温められている場合や、印刷工程の後に被記録媒体を温める場合であっても、加温に起因した不具合(例えば、インク吐出ノズルの詰まり)を防止できる。さらに、本実施形態では、最短距離Dが2mm以上であることにより、被記録媒体が大きく反りやすいものであっても、被記録媒体の表面(記録面)とインク吐出口とが接触することを防止し、インク吐出口の損傷や、インク吐出口が備える場合の多い撥水機能の低下に起因したインク吐出不良を効果的に防止することができる。 Further, in the present embodiment, the shortest distance D is 2 mm or more, so that the surface of the recording medium (recording surface, ink landing surface, printing surface) is heated during printing when producing printed matter. Even when the recording medium is heated after the printing process, it is possible to prevent problems caused by heating (for example, clogging of ink ejection nozzles). Furthermore, in the present embodiment, since the shortest distance D is 2 mm or more, it is possible to prevent the surface (recording surface) of the recording medium from coming into contact with the ink discharge ports even if the recording medium is large and easily warped. It is possible to effectively prevent ink ejection defects caused by damage to the ink ejection openings and deterioration of the water-repellent function that is often provided in the ink ejection openings.
最短距離Dは、3mm以上であってよく、4mm以上であってよい。最短距離Dは、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、10mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましい。最短距離Dは、インクジェットヘッドのインク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)の垂線(面(x)に対して仮定した垂線)と被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離(ギャップ)であってよい。 The shortest distance D may be 3 mm or more, and may be 4 mm or more. The shortest distance D is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects. The shortest distance D is from the surface (x) having the ink ejection openings of the inkjet head to the position (y) where the normal to the surface (x) (perpendicular to the surface (x)) intersects the recording medium. may be a distance (gap) of
印刷工程における被記録媒体(例えば被記録媒体の記録面)は、温められていてよい。また、本実施形態に係る印刷物の製造方法は、印刷工程の後に、被記録媒体(例えば被記録媒体の記録面)を温める加熱工程を備えていてよい。これらの場合における被記録媒体の温度は、インクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との距離が長い場合であっても、被記録媒体の表面にインクが着弾する際にスジや混色の発生が抑制された印刷物を製造しやすい観点から、20~80℃が好ましく、25~80℃がより好ましく、40~80℃が更に好ましく、40~60℃が特に好ましく、40~50℃が極めて好ましい。被記録媒体の温度は、意図的に温められることなくこれらの温度を有していてもよい。 The recording medium (for example, the recording surface of the recording medium) in the printing process may be warmed. Further, the method for manufacturing a printed matter according to the present embodiment may include a heating step of warming the recording medium (for example, the recording surface of the recording medium) after the printing step. The temperature of the recording medium in these cases is such that streaks and color mixture do not occur when ink lands on the surface of the recording medium even when the distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium is long. From the viewpoint of easy production of suppressed prints, the temperature is preferably 20 to 80°C, more preferably 25 to 80°C, even more preferably 40 to 80°C, particularly preferably 40 to 60°C, and extremely preferably 40 to 50°C. The temperature of the recording medium may have these temperatures without being intentionally warmed.
被記録媒体の温度の調整方法としては、例えば、被記録媒体の印刷面側(上面側)、下面側又は側面側から、直接、赤外線、マイクロ波等を照射し加温する方法;赤外線、マイクロ波等によって加温された風を当てることによって加温する方法などが挙げられる。また、前記調整方法としては、例えば、被記録媒体が載置されるステージ、搬送台又は搬送ロール等が、電熱線、赤外線、マイクロ波、温風等によって加温され、その熱が被記録媒体に伝熱させる方法が挙げられる。具体的には、前記調整方法としては、電熱線等による加熱手段が設けられた搬送ロール(ヒートローラー)、搬送台、ステージ等を使用する方法が挙げられる。 As a method for adjusting the temperature of the recording medium, for example, a method of directly irradiating infrared rays, microwaves, etc. from the printing surface side (upper surface side), lower surface side, or side surface side of the recording medium to heat it; A method of heating by applying wind heated by waves or the like can be mentioned. Further, as the adjustment method, for example, a stage, a carriage, a carriage roll, or the like on which the recording medium is placed is heated by a heating wire, infrared rays, microwaves, hot air, or the like, and the heat is applied to the recording medium. A method of transferring heat to Specifically, examples of the adjusting method include a method using a transport roll (heat roller) provided with heating means such as a heating wire, a transport table, a stage, or the like.
赤外線を用いた加熱方法としては、例えば、タングステン線を用いたハロゲンヒーター、ニクロム線を用いた石英管ヒーター、カーボンヒーター等を備えた放射熱型乾燥機を使用する方法が挙げられ、中でも、放射率の高い短波長赤外線ヒーター、中波長赤外線ヒーター、中波長カーボンヒーター等を備えた放射熱型乾燥機を使用する方法が好ましい。 Heating methods using infrared rays include, for example, a halogen heater using a tungsten wire, a quartz tube heater using a nichrome wire, and a method using a radiant heat dryer equipped with a carbon heater. A method using a radiant heat dryer equipped with a high efficiency short-wave infrared heater, medium-wave infrared heater, medium-wave carbon heater, or the like is preferred.
本実施形態に係るインク(本実施形態に係る印刷物の製造方法におけるインクジェット記録方式で使用可能なインク)の32℃における粘度は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制する観点から、15mPa・s未満である。インクの粘度は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、12mPa・s以下が好ましく、10mPa・s以下がより好ましく、8mPa・s以下が更に好ましく、7mPa・s以下が特に好ましく、6mPa・s以下が極めて好ましい。インクの粘度は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、1mPa・s以上が好ましく、2mPa・s以上がより好ましく、3mPa・s以上が更に好ましく、4mPa・s以上が特に好ましく、5mPa・s以上が極めて好ましい。これらの観点から、インクの粘度は、1mPa・s以上15mPa・s未満が好ましく、2~12mPa・sがより好ましい。 The viscosity at 32° C. of the ink according to the present embodiment (the ink that can be used in the inkjet recording method in the method for manufacturing printed matter according to the present embodiment) is 15 mPa·15 mPa· less than s. The viscosity of the ink is preferably 12 mPa s or less, more preferably 10 mPa s or less, even more preferably 8 mPa s or less, and particularly 7 mPa s or less, from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects. It is preferred, and 6 mPa·s or less is extremely preferred. The viscosity of the ink is preferably 1 mPa s or more, more preferably 2 mPa s or more, still more preferably 3 mPa s or more, and particularly 4 mPa s or more, from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects. It is preferred, and 5 mPa·s or more is extremely preferred. From these points of view, the viscosity of the ink is preferably 1 mPa·s or more and less than 15 mPa·s, more preferably 2 to 12 mPa·s.
インクの粘度は、E型粘度計に相当する円錐平板形(コーン・プレート形)回転粘度計を使用し、下記条件にて測定できる。
測定装置:TVE-25形粘度計(東機産業株式会社製、TVE-25 L)
校正用標準液:JS20
測定温度:32℃
回転速度:10~100rpm
注入量:1200μL
The viscosity of the ink can be measured using a cone-plate (cone-plate) rotational viscometer equivalent to an E-type viscometer under the following conditions.
Measuring device: TVE-25 type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., TVE-25 L)
Calibration standard solution: JS20
Measurement temperature: 32°C
Rotation speed: 10-100rpm
Injection volume: 1200 μL
本実施形態に係るインクと被記録媒体(例えば、被記録媒体の表面(記録面))との接触角(被記録媒体に対するインクの接触角)は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制する観点から、20°未満である。被記録媒体は、インクと被記録媒体との接触角として20°未満を与える部分を有している。インクと被記録媒体との接触角は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、18°以下が好ましく、16°以下がより好ましく、15.5°以下が更に好ましく、15°以下が特に好ましく、14.5°以下が極めて好ましく、14°以下が非常に好ましく、13.5°以下がより一層好ましい。インクと被記録媒体との接触角は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、5°以上が好ましく、10°以上がより好ましく、11°以上が更に好ましく、12°以上が特に好ましく、13°以上が極めて好ましい。これらの観点から、インクと被記録媒体との接触角は、5°以上20°未満が好ましい。インクと被記録媒体との接触角は、25℃における接触角である。インクと被記録媒体との接触角は、例えば滴下後1000msec(m秒)における接触角である。インクと被記録媒体との接触角は、例えば、接触角計(協和界面科学株式会社製、商品名「Drop Master DMo-501」)を使用して測定することができる。インクと被記録媒体との接触角は、例えば動的接触角である。インクと被記録媒体との接触角は、例えば、界面活性剤のHLB値を小さくする(例えば8以下にする)こと、界面活性剤におけるエチレンオキサイド付加数を小さくする(例えば15以下にする)こと、界面活性剤の含有量を多くする(例えば0.5質量%以上にする)こと、界面活性剤における主鎖の炭素数を大きくする(例えば10以上にする)こと等により低下させることができる。 The contact angle (the contact angle of the ink with respect to the recording medium) between the ink according to the present embodiment and the recording medium (for example, the surface (recording surface) of the recording medium) suppresses the occurrence of streak-like printing defects. It is less than 20° from the viewpoint of The recording medium has a portion that provides a contact angle of less than 20° between the ink and the recording medium. The contact angle between the ink and the recording medium is preferably 18.degree. ° or less is particularly preferred, 14.5° or less is very preferred, 14° or less is very preferred, and 13.5° or less is even more preferred. The contact angle between the ink and the recording medium is preferably 5° or more, more preferably 10° or more, still more preferably 11° or more, and 12° or more, from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects. is particularly preferred, and 13° or more is extremely preferred. From these points of view, the contact angle between the ink and the recording medium is preferably 5° or more and less than 20°. The contact angle between the ink and the recording medium is the contact angle at 25°C. The contact angle between the ink and the recording medium is, for example, the contact angle at 1000 msec (msec) after dropping. The contact angle between the ink and the recording medium can be measured using, for example, a contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., trade name “Drop Master DMo-501”). The contact angle between the ink and the recording medium is, for example, the dynamic contact angle. The contact angle between the ink and the recording medium is controlled, for example, by reducing the HLB value of the surfactant (e.g., 8 or less) and by reducing the number of ethylene oxide additions in the surfactant (e.g., 15 or less). , increasing the content of the surfactant (e.g., 0.5% by mass or more), increasing the number of carbon atoms in the main chain of the surfactant (e.g., 10 or more), etc. can be reduced. .
本実施形態に係るインクのpHは、インクの保存安定性及び吐出安定性を向上させやすく、インク非吸収性又は難吸収性の被記録媒体に印刷した際の濡れ広がり、印字濃度、耐擦過性を向上させやすい観点から、好ましくは7.0以上、より好ましくは7.5以上、更に好ましくは8.0以上である。本実施形態に係るインクのpHの上限は、インクの塗布又は吐出装置を構成する部材(インク吐出口、インク流路等)の劣化を抑制しやすく、かつ、インクが皮膚に付着した場合の影響を小さくしやすい観点から、好ましくは11.0以下、より好ましくは10.5以下、更に好ましくは10.0以下である。 The pH of the ink according to the present embodiment tends to improve the storage stability and ejection stability of the ink, and wet spread, print density, and abrasion resistance when printing on an ink non-absorbent or non-absorbent recording medium. is preferably 7.0 or more, more preferably 7.5 or more, and still more preferably 8.0 or more, from the viewpoint of easily improving the The upper limit of the pH of the ink according to the present embodiment makes it easy to suppress the deterioration of the members (ink ejection port, ink flow path, etc.) that constitute the ink application or ejection device, and the influence when the ink adheres to the skin. is preferably 11.0 or less, more preferably 10.5 or less, and still more preferably 10.0 or less, from the viewpoint of easily reducing the
本実施形態に係るインクは、インクジェットインクとして用いることができる。本実施形態に係るインクは、例えば、水性媒体(A)及び色材(B)を含有することができる。本実施形態に係るインクは、水性媒体を含有する水性インクであってよい。ところで、インクジェット技術の向上により、インクジェット記録方式は、産業用途においてもデジタル印刷の出力機における利用が期待され、溶剤インキ、UVインキ等による非吸収性又は難吸収性の基材(例えば、PVC(ポリ塩化ビニル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)等のプラスチック基材)に対しても印刷が可能な印刷機が市販されている。しかし、近年、環境面への対応等の観点から、水性媒体を含有する水性インクの需要が高まっている。近年、インクジェット記録方式の用途拡大が期待されており、コート紙のような難吸収性の基材(塗工紙);段ボール、屋外広告等に使用されるような非吸収性の基材などへの水性インクによる印刷のニーズが高まっている。水性インクはこれらの基材上においてはじかれやすく、従来、本来インクが塗られる箇所の基材が表面に露出しやすい(スジ状の印刷不良が発生しやすい)。一方、本実施形態によれば、インクが水性媒体(A)を含有する場合であっても、スジ状の印刷不良が発生することを抑制できる。 The ink according to this embodiment can be used as an inkjet ink. The ink according to this embodiment can contain, for example, an aqueous medium (A) and a coloring material (B). The ink according to this embodiment may be an aqueous ink containing an aqueous medium. By the way, due to the improvement of inkjet technology, the inkjet recording method is expected to be used in digital printing output machines in industrial applications, and non-absorbent or difficult-to-absorb substrates such as solvent inks and UV inks (for example, PVC ( Printers capable of printing on plastic substrates such as polyvinyl chloride) and PET (polyethylene terephthalate) are commercially available. In recent years, however, the demand for water-based inks containing water-based media has increased from the viewpoint of environmental considerations and the like. In recent years, the expansion of the application of the inkjet recording method is expected, such as non-absorbent base materials such as coated paper (coated paper), cardboard, non-absorbent base materials such as those used for outdoor advertisements, etc. There is a growing need for printing with water-based inks. Water-based inks tend to be repelled on these substrates, and conventionally, portions of the substrate to which the ink is originally applied tend to be exposed on the surface (streak-like printing defects tend to occur). On the other hand, according to the present embodiment, even when the ink contains the aqueous medium (A), it is possible to suppress the occurrence of streak-like printing defects.
本実施形態に係るインクの構成成分としては、顔料分散剤(C)、バインダー樹脂(D)、尿素結合を有する化合物(E)(以下、場合により「化合物(E)」という)、有機溶剤(F)、界面活性剤(G)、その他の添加剤等を用いることができる。本実施形態に係るインクは、耐擦過性に優れた印刷物を得やすい観点から、バインダー樹脂(D)を含有することが好ましい。本実施形態に係るインクは、印刷物のセット性(被記録媒体の表面のインクが剥離しない性能)を向上させる観点から、化合物(E)を含有することが好ましい。これらの観点から、本実施形態に係るインクは、バインダー樹脂(D)及び化合物(E)を含有することが好ましい。本実施形態に係るインクでは、色材(B)、バインダー樹脂(D)、化合物(E)等が、溶媒である水性媒体(A)に溶解又は分散していることが好ましい。 The constituent components of the ink according to the present embodiment include a pigment dispersant (C), a binder resin (D), a compound (E) having a urea bond (hereinafter sometimes referred to as "compound (E)"), an organic solvent ( F), surfactant (G), other additives, and the like can be used. The ink according to the present embodiment preferably contains a binder resin (D) from the viewpoint of easily obtaining printed matter having excellent scratch resistance. The ink according to the present embodiment preferably contains the compound (E) from the viewpoint of improving the settability of the printed matter (the ability to prevent the ink from peeling off from the surface of the recording medium). From these points of view, the ink according to the present embodiment preferably contains the binder resin (D) and the compound (E). In the ink according to this embodiment, the coloring material (B), the binder resin (D), the compound (E), etc. are preferably dissolved or dispersed in the aqueous medium (A) as the solvent.
(水性媒体(A))
本実施形態に係るインクは、溶媒として水性媒体(A)を含有することができる。水性媒体(A)としては、水を単独、又は、水と有機溶剤(F)との混合溶媒を使用することができる。水としては、具体的には、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水を使用することができる。
(Aqueous medium (A))
The ink according to this embodiment can contain the aqueous medium (A) as a solvent. As the aqueous medium (A), water alone or a mixed solvent of water and an organic solvent (F) can be used. As water, specifically, pure water or ultrapure water such as ion-exchanged water, ultrafiltrated water, reverse osmosis water, and distilled water can be used.
水性媒体(A)の含有量は、セット性に優れ、インクジェット記録方式で吐出する場合に求められる高い吐出安定性を備えた、鮮明な印刷物を製造可能なインクを得やすい観点から、インク全量に対して、1~98質量%が好ましく、5~95質量%がより好ましい。 The content of the aqueous medium (A) is the total amount of the ink from the viewpoint of easily obtaining an ink that has excellent setting properties and high ejection stability required when ejecting by an inkjet recording method and can produce clear printed matter. On the other hand, 1 to 98% by mass is preferable, and 5 to 95% by mass is more preferable.
(色材(B))
色材(B)としては、公知慣用の顔料、染料等を使用することができる。中でも、色材(B)としては、耐候性等に優れた印刷物を製造しやすい観点から、顔料が好ましい。色材(B)としては、顔料が樹脂で被覆された着色剤を使用することもできる。
(Coloring material (B))
As the coloring material (B), known and commonly used pigments, dyes, and the like can be used. Among them, as the colorant (B), a pigment is preferable from the viewpoint of easy production of a printed matter excellent in weather resistance and the like. A coloring agent in which a pigment is coated with a resin can also be used as the coloring material (B).
顔料としては、特に限定はなく、水性グラビアインクや水性インクジェット記録用インクにおいて通常使用される無機顔料又は有機顔料を使用することができる。無機顔料としては、例えば、酸化鉄や、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等の方法で製造されたカーボンブラックなどを使用することができる。有機顔料としては、例えば、アゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等を含む)、多環式顔料(フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料等)、レーキ顔料(塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用することができる。顔料としては、未酸性処理顔料及び酸性処理顔料のいずれも使用することができる。 The pigment is not particularly limited, and inorganic or organic pigments commonly used in water-based gravure inks and water-based inkjet recording inks can be used. Examples of inorganic pigments that can be used include iron oxide and carbon black produced by a contact method, furnace method, thermal method, or the like. Examples of organic pigments include azo pigments (including azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments, etc.), polycyclic pigments (phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinoflurone pigments, etc.), lake pigments (basic dye-type chelates, acid dye-type chelates, etc.), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black and the like can be used. As the pigment, both non-acid-treated pigments and acid-treated pigments can be used.
前記顔料のうち、ブラックインクに使用可能なカーボンブラックとしては、例えば、三菱化学株式会社製のNo.2300、No.2200B、No.900、No.960、No.980、No.33、No.40、No,45、No.45L、No.52、HCF88、MA7、MA8、MA100等;コロンビア社製のRaven5750、Raven5250、Raven5000、Raven3500、Raven1255、Raven700等;キャボット社製のRegal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Mogul 700、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1100、Monarch1300、Monarch1400等;デグサ社製のColor Black FW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、Printex 35、同U、同V、同1400U、Special Black 6、同5、同4、同4A、NIPEX150、NIPEX160、NIPEX170、NIPEX180等を使用することができる。 Among the above pigments, examples of carbon black that can be used for black ink include No. 2300, No. 2200B, No. 900, No. 960, No. 980, No. 33, No. 40, No, 45, No. 45L, No. 52, HCF88, MA7, MA8, MA100, etc.; Columbia's Raven5750, Raven5250, Raven5000, Raven3500, Raven1255, Raven700, etc.; , Monarch900, Monarch1000, Monarch1100, Monarch1300, Monarch1400, etc.; Color Black FW1, FW2, FW2V, FW18, FW200, S150, S160, S170, Printex 35, U, V, 1400U, Special Black 6, 5, 4, 4A, NIPEX150, NIPEX160, NIPEX170, NIPEX180, etc. can be used.
イエローインクに使用可能な顔料の具体例としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、174、180、185等が挙げられる。マゼンタインクに使用可能な顔料の具体例としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、176、184、185、202、209、269、282等;C.I.ピグメントバイオレット19などが挙げられる。シアンインクに使用可能な顔料の具体例としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:3、15:4、16、22、60、63、66等が挙げられる。 Specific examples of pigments that can be used in yellow ink include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 12, 13, 14, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 109, 110, 114, 120, 128, 129, 138, 150, 151, 154, 155, 174, 180, 185 and the like. Specific examples of pigments that can be used in magenta ink include C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 112, 122, 123, 146, 176, 184, 185, 202, 209, 269, 282, etc.; C. I. Pigment Violet 19 and the like. Specific examples of pigments that can be used in cyan ink include C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15:3, 15:4, 16, 22, 60, 63, 66 and the like.
白インクに使用可能な顔料の具体例としては、シリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等が挙げられる。これらは表面処理されていてもよい。 Specific examples of pigments that can be used in white ink include silicas, calcium silicate, alumina, alumina hydrate, titanium oxide, zinc oxide, talc, and clay. These may be surface-treated.
顔料は、インク中に安定に存在させるために、水性媒体(A)に良好に分散させる手段を講じてあることが好ましい。前記手段としては、例えば、(i)顔料を顔料分散剤(C)と共に、後述の分散方法で水性媒体(A)中に分散させる方法;(ii)顔料の表面に分散性付与基(親水性官能基及び/又はその塩)を、直接に、又は、アルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合させた自己分散型顔料を水性媒体(A)に分散及び/又は溶解させる方法が挙げられる。 In order for the pigment to be stably present in the ink, it is preferable that a means for dispersing it well in the aqueous medium (A) is taken. Examples of the means include (i) a method of dispersing a pigment together with a pigment dispersant (C) in an aqueous medium (A) by a dispersing method described below; functional group and/or salt thereof) directly or indirectly via an alkyl group, an alkyl ether group, an aryl group, etc., dispersed and/or dissolved in an aqueous medium (A). There is a method to make
自己分散型顔料としては、例えば、顔料に物理的処理又は化学的処理を施し、分散性付与基、又は、分散性付与基を有する活性種を顔料の表面に結合(グラフト)させたものを使用することができる。自己分散型顔料は、例えば、真空プラズマ処理、次亜ハロゲン酸及び/又は次亜ハロゲン酸塩による酸化処理;オゾンによる酸化処理;水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法;p-アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることにより、フェニル基を介してカルボキシル基を結合させる方法等によって製造することができる。 As the self-dispersing pigment, for example, a pigment is subjected to a physical or chemical treatment to bond (graft) a dispersibility-imparting group or an active species having a dispersibility-imparting group to the surface of the pigment. can do. For self-dispersing pigments, for example, vacuum plasma treatment, oxidation treatment with hypohalous acid and/or hypohalite; oxidation treatment with ozone; wet oxidation method in which the pigment surface is oxidized with an oxidizing agent in water; p-amino By bonding benzoic acid to the pigment surface, it can be produced by a method of bonding a carboxyl group via a phenyl group, or the like.
自己分散型顔料を含有する水性インクは、顔料分散剤(C)を含む必要がないため、顔料分散剤(C)に起因する発泡等がほとんどなく、吐出安定性に優れたインクを調製しやすい。また、自己分散型顔料を含有する水性インクは、取り扱いが容易で、顔料分散剤(C)に起因する大幅な粘度上昇が抑えられるため、顔料をより多く含有することが可能となり、印字濃度の高い印刷物の製造に使用することができる。 Since the water-based ink containing the self-dispersing pigment does not need to contain the pigment dispersant (C), there is almost no foaming caused by the pigment dispersant (C), and it is easy to prepare an ink with excellent ejection stability. . In addition, water-based inks containing self-dispersing pigments are easy to handle and can suppress a significant increase in viscosity caused by the pigment dispersant (C), making it possible to contain more pigments and improve print density. Can be used for the production of high print.
自己分散型顔料としては、市販品を利用することも可能であり、そのような市販品としては、マイクロジェットCW-1(商品名、オリヱント化学工業株式会社製)、CAB-O-JET200、CAB-O-JET300(以上、商品名、キャボット社製)等が挙げられる。 Commercially available products can be used as the self-dispersing pigment, and examples of such commercial products include Microjet CW-1 (trade name, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), CAB-O-JET200, and CAB. -O-JET300 (trade name, manufactured by Cabot Corporation) and the like.
色材(B)の含有量は、スジの発生を防止しやすい観点、及び、色材(B)の優れた分散安定性を維持し、かつ、印刷物の印字濃度や耐擦過性を向上させやすい観点から、インクの全量に対して、0.5~20質量%が好ましく、0.5質量%を超え20質量%以下がより好ましく、1~20質量%が更に好ましく、1.5~15質量%が特に好ましく、2~10質量%が極めて好ましく、3~8質量%が非常に好ましく、4~6質量%がより一層好ましい。 The content of the coloring material (B) is easy to prevent the occurrence of streaks, maintain excellent dispersion stability of the coloring material (B), and easily improve the print density and abrasion resistance of the printed matter. From the point of view, it is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably more than 0.5% by mass and 20% by mass or less, even more preferably 1 to 20% by mass, and 1.5 to 15% by mass, based on the total amount of the ink. % is particularly preferred, 2-10% by weight is very preferred, 3-8% by weight is very preferred, and 4-6% by weight is even more preferred.
(顔料分散剤(C))
顔料分散剤(C)は、色材(B)として顔料を使用する場合に好適に使用することができる。
(Pigment dispersant (C))
The pigment dispersant (C) can be suitably used when a pigment is used as the colorant (B).
顔料分散剤(C)としては、例えば、ポリビニルアルコール類;ポリビニルピロリドン類;アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体等のアクリル樹脂;スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体等のスチレン-アクリル樹脂;スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン-アクリル酸共重合体等の水性樹脂;前記水性樹脂の塩などを使用することができる。顔料分散剤(C)としては、味の素ファインテクノ株式会社製品のアジスパーPBシリーズ、ビックケミー・ジャパン株式会社製のDisperbykシリーズ、BASF社製のEFKAシリーズ、日本ルーブリゾール株式会社製のSOLSPERSEシリーズ、エボニック社製のTEGOシリーズ等を使用することができる。 Examples of the pigment dispersant (C) include polyvinyl alcohols; polyvinylpyrrolidones; acrylic resins such as acrylic acid-acrylic acid ester copolymers; styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, styrene -Styrene-acrylic resins such as methacrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-α-methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene-α-methylstyrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer; styrene-malein Aqueous resins such as acid copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, vinylnaphthalene-acrylic acid copolymers; and salts of the aforementioned aqueous resins. As the pigment dispersant (C), Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. Ajisper PB series, BYK-Chemie Japan Co., Ltd. Disperbyk series, BASF EFKA series, Nippon Lubrizol Co., Ltd. SOLSPERSE series, Evonik Co., Ltd. TEGO series, etc. can be used.
顔料分散剤(C)としては、粗大粒子を著しく低減でき、その結果、インクをインクジェット記録方式で吐出する場合に求められる良好な吐出安定性を付与しやすい観点から、下記ポリマー(C1)が好ましい。 As the pigment dispersant (C), the following polymer (C1) is preferable from the viewpoint that coarse particles can be significantly reduced and, as a result, it is easy to impart good ejection stability required when ink is ejected by an inkjet recording method. .
ポリマー(C1)としては、アニオン性基を有するものを使用することができる。中でも、水への溶解度が0.1g/100mL以下であり、かつ、塩基性化合物による前記アニオン性基の中和率を100%にしたときに水中で微粒子を形成可能な数平均分子量1000~6000のポリマーを使用することが好ましい。 As the polymer (C1), those having an anionic group can be used. Among them, the solubility in water is 0.1 g / 100 mL or less, and the number average molecular weight is 1000 to 6000, which is capable of forming fine particles in water when the neutralization rate of the anionic group with a basic compound is 100%. It is preferred to use polymers of
ポリマー(C1)の水への溶解度は、次のように定義できる。すなわち、まず、目開き250μm及び90μmの篩を用いて250μm~90μmの範囲に粒子径を整えたポリマー(C1)0.5gを、400メッシュ金網を加工した袋に封入し、水50mLに浸漬、25℃の温度下で24時間緩やかに攪拌放置する。24時間浸漬後、ポリマー(C1)を封入した400メッシュ金網を、110℃に設定した乾燥機で2時間乾燥させる。ポリマー(C1)を封入した400メッシュ金網の水浸漬前後の質量の変化を測定し、次式により溶解度を算出する。
溶解度[g/100mL]=(浸漬前のポリマー封入400メッシュ金網[g]-浸漬後のポリマー封入400メッシュ金網[g])×2
The water solubility of the polymer (C1) can be defined as follows. That is, first, 0.5 g of the polymer (C1) whose particle size was adjusted to a range of 250 μm to 90 μm using sieves with openings of 250 μm and 90 μm was sealed in a bag processed with a 400 mesh wire mesh, and immersed in 50 mL of water. The mixture is allowed to stand under gentle stirring for 24 hours at a temperature of 25°C. After immersion for 24 hours, the 400-mesh wire mesh enclosing the polymer (C1) is dried in a dryer set at 110° C. for 2 hours. The change in mass of the 400-mesh wire mesh enclosing the polymer (C1) before and after immersion in water is measured, and the solubility is calculated by the following formula.
Solubility [g / 100 mL] = (polymer-encapsulated 400-mesh wire mesh [g] before immersion - polymer-encapsulated 400-mesh wire mesh [g] after immersion) × 2
また、塩基性化合物によるアニオン性基の中和率を100%にしたときに水中で微粒子を形成するか否かは、次のように判断できる。
(1)ポリマー(C1)の酸価を予め、JIS試験方法K 0070-1992に基づく酸価測定方法により測定する。具体的には、テトラヒドロフランにポリマー(C1)0.5gを溶解させ、フェノールフタレインを指示薬として、0.1M水酸化カリウムアルコール溶液で滴定することにより酸価を求める。
(2)水50mLに対してポリマー(C1)を1g添加後、得られた酸価を100%中和するだけの0.1mol/L水酸化カリウム水溶液を加え、100%中和とする。
(3)100%中和させた液を、25℃の温度下で、2時間超音波洗浄器(株式会社エスエヌディ製、超音波洗浄器US-102、38kHz自励発振)中で超音波を照射させた後、24時間室温で放置する。
Whether or not fine particles are formed in water when the rate of neutralization of anionic groups by a basic compound is 100% can be determined as follows.
(1) The acid value of polymer (C1) is measured in advance by an acid value measurement method based on JIS test method K 0070-1992. Specifically, 0.5 g of polymer (C1) is dissolved in tetrahydrofuran, and the acid value is determined by titration with a 0.1 M potassium hydroxide alcohol solution using phenolphthalein as an indicator.
(2) After adding 1 g of polymer (C1) to 50 mL of water, 0.1 mol/L potassium hydroxide aqueous solution sufficient to neutralize the obtained acid value by 100% is added to achieve 100% neutralization.
(3) Irradiate the 100% neutralized liquid with ultrasonic waves in an ultrasonic cleaner (manufactured by SND Co., Ltd., ultrasonic cleaner US-102, 38 kHz self-oscillation) at a temperature of 25 ° C. for 2 hours. After that, it is left at room temperature for 24 hours.
24時間放置後、液面から2cmの深さにある液をサンプル液として、動的光散乱式粒子径分布測定装置(日機装株式会社製、動的光散乱式粒子径測定装置「マイクロトラック粒度分布計UPA-ST150」)を用い、微粒子形成による光散乱情報が得られるか判定することにより、微粒子が存在するか確認する。 After standing for 24 hours, the liquid at a depth of 2 cm from the liquid surface was used as a sample liquid, and a dynamic light scattering particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., a dynamic light scattering particle size measuring device "Microtrac particle size distribution The presence of fine particles is confirmed by determining whether light scattering information due to fine particle formation can be obtained using a total UPA-ST150").
前記微粒子の粒子径は、ポリマー(C1)が形成する微粒子の水中での安定性をより一層向上させる観点から、5~1000nmが好ましく、7~700nmがより好ましく、10~500nmが更に好ましい。また、前記微粒子の粒度分布は、狭いほうがより分散安定性に優れる傾向にあるが、粒度分布が広い場合であっても、従来よりも優れた分散安定性を備えたインクを得ることができる。なお、前記粒子径及び粒度分布は、前記微粒子の測定方法と同様に、動的光散乱式粒子径分布測定装置(日機装株式会社製、動的光散乱式粒子径測定装置「マイクロトラック粒度分布計UPA-ST150」)を用いて測定できる。 The particle diameter of the fine particles is preferably 5 to 1000 nm, more preferably 7 to 700 nm, even more preferably 10 to 500 nm, from the viewpoint of further improving the stability in water of the fine particles formed by the polymer (C1). In addition, the narrower the particle size distribution of the fine particles, the better the dispersion stability. However, even when the particle size distribution is wide, an ink having better dispersion stability than conventional inks can be obtained. In addition, the particle size and particle size distribution can be measured using a dynamic light scattering particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., a dynamic light scattering particle size measuring device "Microtrac Particle Size Distribution Meter") in the same manner as the method for measuring fine particles. UPA-ST150”).
ポリマー(C1)の中和率は、次式により決定できる。
中和率(%)={(塩基性化合物の質量[g]×56×1000)/(ポリマー(C1)の酸価[mgKOH/g]×塩基性化合物の当量×ポリマー(C1)の質量[g])}×100
The neutralization rate of polymer (C1) can be determined by the following formula.
Neutralization rate (%) = {(mass of basic compound [g] x 56 x 1000) / (acid value of polymer (C1) [mgKOH/g] x equivalent weight of basic compound x mass of polymer (C1) [ g])}×100
ポリマー(C1)の酸価は、JIS試験方法K 0070-1992に基づいて測定できる。具体的には、テトラヒドロフランに試料0.5gを溶解させ、フェノールフタレインを指示薬として、0.1M水酸化カリウムアルコール溶液で滴定することにより求めることができる。 The acid value of polymer (C1) can be measured according to JIS test method K 0070-1992. Specifically, it can be determined by dissolving 0.5 g of a sample in tetrahydrofuran and titrating with a 0.1 M potassium hydroxide alcohol solution using phenolphthalein as an indicator.
ポリマー(C1)の数平均分子量は、水性媒体(A)中における顔料等の色材(B)の凝集などを効果的に抑制でき、色材(B)の良好な分散安定性を備えたインクを得やすい観点から、1000~6000が好ましく、1300~5000がより好ましく、1500~4500が更に好ましい。なお、数平均分子量は、GPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィー)によって測定されるポリスチレン換算の値とし、具体的には以下の条件で測定した値とする。 The number-average molecular weight of the polymer (C1) is such that the aggregation of the coloring material (B) such as pigment in the aqueous medium (A) can be effectively suppressed, and the coloring material (B) has good dispersion stability. 1000 to 6000 is preferred, 1300 to 5000 is more preferred, and 1500 to 4500 is even more preferred, from the viewpoint of ease of obtaining. The number average molecular weight is a polystyrene-equivalent value measured by GPC (gel permeation chromatography), and specifically, a value measured under the following conditions.
[数平均分子量(Mn)の測定方法]
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定した。
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC-8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用する。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成する。
{標準ポリスチレン}
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-550」
[Method for measuring number average molecular weight (Mn)]
It was measured under the following conditions by a gel permeation chromatography (GPC) method.
Measuring device: high-speed GPC device ("HLC-8220GPC" manufactured by Tosoh Corporation)
Column: The following columns manufactured by Tosoh Corporation are connected in series and used.
"TSKgel G5000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 "TSKgel G4000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 "TSKgel G3000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 Book "TSKgel G2000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 Detector: RI (differential refractometer)
Column temperature: 40°C
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL/min Injection volume: 100 μL (tetrahydrofuran solution with a sample concentration of 0.4% by mass)
Standard sample: Create a calibration curve using the following standard polystyrene.
{standard polystyrene}
"TSKgel standard polystyrene A-500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-1000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-1" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-2" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-4" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-10" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-20" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-40" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-80" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-128" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-288" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-550" manufactured by Tosoh Corporation
ポリマー(C1)としては、水に対し、未中和の状態では不溶又は難溶性であり、かつ、100%中和された状態では微粒子を形成するポリマーを使用することができ、親水性基であるアニオン性基のほかに疎水性基を1分子中に有するポリマーを用いることができる。 As the polymer (C1), a polymer that is insoluble or sparingly soluble in water in an unneutralized state and forms fine particles in a 100% neutralized state can be used. Polymers having hydrophobic groups in one molecule in addition to certain anionic groups can be used.
このようなポリマーとしては、例えば、疎水性基を有するポリマーブロックと、アニオン性基を有するポリマーブロックと、を有するブロックポリマーが挙げられる。ポリマー(C1)において、前記アニオン性基の数及び水への溶解度は、必ずしも、酸価や、ポリマー設計時のアニオン性基の数で特定されるものではなく、例えば、同一の酸価を有するポリマーであっても、分子量の低いものは水への溶解度が高くなる傾向にあり、分子量の高いものは水への溶解度は下がる傾向にある。このことから、ポリマー(C1)を水への溶解度で特定する。 Examples of such polymers include block polymers having a polymer block having a hydrophobic group and a polymer block having an anionic group. In the polymer (C1), the number of anionic groups and the solubility in water are not necessarily specified by the acid value or the number of anionic groups at the time of polymer design. Even among polymers, those with a low molecular weight tend to have a high solubility in water, and those with a high molecular weight tend to have a low solubility in water. From this, the polymer (C1) is specified by its solubility in water.
ポリマー(C1)は、ホモポリマーであってもよいが、共重合体であることが好ましく、ランダムポリマーであっても、ブロックポリマーであっても、交互ポリマーであってもよいが、中でもブロックポリマーであることが好ましい。また、ポリマー(C1)は、分岐ポリマーであってもよいが、直鎖ポリマーであることが好ましい。 The polymer (C1) may be a homopolymer, but is preferably a copolymer, and may be a random polymer, a block polymer, or an alternating polymer. is preferably Moreover, the polymer (C1) may be a branched polymer, but is preferably a linear polymer.
ポリマー(C1)は、設計の自由度からビニルポリマーであることが好ましく、所望される分子量や溶解度特性を有するビニルポリマーを製造する方法として、リビングラジカル重合、リビングカチオン重合、及び、リビングアニオン重合といった「リビング重合」を用いることにより製造することが好ましい。 Polymer (C1) is preferably a vinyl polymer from the viewpoint of freedom of design, and methods for producing a vinyl polymer having a desired molecular weight and solubility properties include living radical polymerization, living cationic polymerization, and living anionic polymerization. It is preferably prepared by using "living polymerization".
中でも、ポリマー(C1)は(メタ)アクリレートモノマーを原料の1つとして用いて製造されるビニルポリマーであることが好ましく、そのようなビニルポリマーの製造方法としては、リビングラジカル重合又はリビングアニオン重合が好ましく、さらに、ブロックポリマーの分子量や各セグメントをより精密に設計できる観点から、リビングアニオン重合が好ましい。 Among them, the polymer (C1) is preferably a vinyl polymer produced using a (meth)acrylate monomer as one of raw materials, and examples of methods for producing such a vinyl polymer include living radical polymerization and living anionic polymerization. Living anionic polymerization is preferable, and furthermore, from the viewpoint that the molecular weight of the block polymer and each segment can be designed more precisely.
リビングアニオン重合によって製造されるポリマー(C1)としては、具体的には、下記一般式(c1)で表されるポリマーを用いることができる。 As the polymer (C1) produced by living anionic polymerization, specifically, a polymer represented by the following general formula (c1) can be used.
一般式(c1)中、A1は、有機リチウム開始剤残基を表し、A2は、疎水性基を有するポリマーブロックを表し、A3は、アニオン性基を有するポリマーブロックを表し、nは、1~5の整数を表し、Bは、芳香族基又はアルキル基を表す。 In general formula (c1), A 1 represents an organolithium initiator residue, A 2 represents a polymer block having a hydrophobic group, A 3 represents a polymer block having an anionic group, and n is , represents an integer of 1 to 5, and B represents an aromatic group or an alkyl group.
一般式(c1)中、A1は、有機リチウム開始剤残基を表す。有機リチウム開始剤(重合開始剤)の具体例としては、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム(n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、iso-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウムなど)、ペンチルリチウム、へキシルリチウム、メトキシメチルリチウム、エトシキメチルリチウム等のアルキルリチウム;ベンジルリチウム、α-メチルスチリルリチウム、1,1-ジフェニル-3-メチルペンチルリチウム、1,1-ジフェニルヘキシルリチウム、フェニルエチルリチウム等のフェニルアルキレンリチウム;ビニルリチウム、アリルリチウム、プロペニルリチウム、ブテニルリチウム等のアルケニルリチウム;エチニルリチウム、ブチニルリチウム、ペンチニルリチウム、ヘキシニルリチウムなどのアルキニルリチウム;フェニルリチウム、ナフチルリチウム等のアリールリチウム;2-チエニルリチウム、4-ピリジルリチウム、2-キノリルリチウム等のヘテロ環リチウム;トリ(n-ブチル)マグネシウムリチウム、トリメチルマグネシウムリチウム等のアルキルリチウムマグネシウム錯体などが挙げられる。 In general formula (c1), A1 represents an organolithium initiator residue. Specific examples of organic lithium initiators (polymerization initiators) include methyllithium, ethyllithium, propyllithium, butyllithium (n-butyllithium, sec-butyllithium, iso-butyllithium, tert-butyllithium, etc.), pentyl Alkyllithium such as lithium, hexyllithium, methoxymethyllithium, ethoxymethyllithium; benzyllithium, α-methylstyryllithium, 1,1-diphenyl-3-methylpentyllithium, 1,1-diphenylhexyllithium, phenylethyl Phenylalkylenelithium such as lithium; Alkenyllithium such as vinyllithium, allyllithium, propenyllithium and butenyllithium; Alkynyllithium such as ethynyllithium, butynyllithium, pentynyllithium and hexynyllithium; Phenyllithium and naphthyllithium aryllithium; heterocyclic lithium such as 2-thienyllithium, 4-pyridyllithium and 2-quinolyllithium; and alkyllithium magnesium complexes such as tri(n-butyl)magnesiumlithium and trimethylmagnesiumlithium.
有機リチウム開始剤では、有機基とリチウムとの結合が開裂し有機基側に活性末端が生じ、そこから重合が開始される。したがって、得られるポリマー末端には有機リチウム由来の有機基が結合している。本明細書においては、当該ポリマー末端に結合した有機リチウム由来の有機基を「有機リチウム開始剤残基」と称する。例えば、メチルリチウムを開始剤として使用したポリマーであれば、有機リチウム開始剤残基はメチル基となり、ブチルリチウムを開始剤として使用したポリマーであれば、有機リチウム開始剤残基はブチル基となる。 In the organolithium initiator, the bond between the organic group and lithium is cleaved to generate an active terminal on the side of the organic group, from which polymerization is initiated. Therefore, organic groups derived from organolithium are bonded to the ends of the obtained polymer. In this specification, the organolithium-derived organic group attached to the polymer terminal is referred to as "organolithium initiator residue". For example, in the case of a polymer using methyllithium as an initiator, the organolithium initiator residue will be a methyl group, and in the case of a polymer using butyllithium as an initiator, the organolithium initiator residue will be a butyl group. .
一般式(c1)中、A2は、疎水性基を有するポリマーブロックを表す。A2は、前述のとおり適度な溶解性のバランスを取る目的の他、顔料と接触したときに顔料への吸着の高い基であることが好ましく、同様の観点から、A2は、芳香環又は複素環を有するモノマー由来の構造単位を有するポリマーブロックであることが好ましい。芳香環又は複素環を有するモノマー由来の構造単位を有するポリマーブロックとは、具体的には、スチレン系モノマー等の、芳香族環を有するモノマーや、ビニルピリジン系モノマー等の、複素環を有するモノマーを単独重合又は共重合して得たホモポリマー又はコポリマーのポリマーブロックである。 In general formula (c1), A2 represents a polymer block having a hydrophobic group. A 2 is preferably a group that is highly adsorbed to the pigment when in contact with the pigment, in addition to the purpose of balancing the appropriate solubility as described above. From the same viewpoint, A 2 is an aromatic ring or A polymer block having a structural unit derived from a monomer having a heterocycle is preferred. A polymer block having a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring or a heterocyclic ring is specifically a monomer having an aromatic ring such as a styrene-based monomer, or a monomer having a heterocyclic ring such as a vinylpyridine-based monomer. is a polymer block of a homopolymer or copolymer obtained by homopolymerizing or copolymerizing the
芳香環を有するモノマーとしては、スチレン、p-tert-ブチルジメチルシロキシスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-tert-ブトキシスチレン、m-tert-ブトキシスチレン、p-tert-(1-エトキシメチル)スチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン、p-フロロスチレン、α-メチルスチレン、p-メチル-α-メチルスチレン等のスチレン系モノマーや、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンなどが挙げられる。複素環を有するモノマーとしては、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン等のビニルピリジン系モノマーなどが挙げられる。芳香環又は複素環を有するモノマーのそれぞれは、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。 Examples of monomers having an aromatic ring include styrene, p-tert-butyldimethylsiloxystyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, p-tert-butoxystyrene, m-tert-butoxystyrene, Styrenic monomers such as p-tert-(1-ethoxymethyl)styrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, p-fluorostyrene, α-methylstyrene, p-methyl-α-methylstyrene, vinyl naphthalene, vinylanthracene and the like. Monomers having a heterocyclic ring include vinylpyridine-based monomers such as 2-vinylpyridine and 4-vinylpyridine. Each of the monomers having an aromatic ring or heterocyclic ring can be used singly or in combination of two or more.
一般式(c1)中、A3は、アニオン性基を有するポリマーブロックを表す。A3は、前述のとおり適度な溶解性を与える目的の他、顔料分散体となったときに水中で分散安定性を付与する目的がある。 In general formula (c1), A3 represents a polymer block having an anionic group. A3 has the purpose of imparting appropriate solubility as described above, and also the purpose of imparting dispersion stability in water when it becomes a pigment dispersion.
ポリマーブロックA3におけるアニオン性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基等が挙げられる。中でも、その調製し易さ、モノマー品種の豊富さ、入手し易さ等の観点から、カルボキシル基が好ましい。また、2つのカルボキシル基が分子内又は分子間において脱水縮合した酸無水基となっていてもよい。 Examples of the anionic group in the polymer block A3 include carboxyl group, sulfonic acid group and phosphoric acid group. Among them, a carboxyl group is preferable from the viewpoints of ease of preparation, variety of monomer types, availability, and the like. Also, two carboxyl groups may be intramolecular or intermolecular dehydration-condensed acid anhydride groups.
A3のアニオン性基の導入方法は特に限定はなく、例えば、アニオン性基がカルボキシル基の場合は、(メタ)アクリル酸を単独重合又は他のモノマーと共重合させて得たホモポリマー又はコポリマーのポリマーブロック(PB1)であってもよく、脱保護をすることにより、アニオン性基に再生可能な保護基を有する(メタ)アクリレートを単独重合又は他のモノマーと共重合させて得たホモポリマー又はコポリマーの、当該アニオン性基に再生可能な保護基の一部又は全てがアニオン性基に再生されたポリマーブロック(PB2)であってもよい。 The method of introducing the anionic group of A3 is not particularly limited. For example, when the anionic group is a carboxyl group, a homopolymer or copolymer obtained by homopolymerizing (meth)acrylic acid or copolymerizing it with another monomer may be the polymer block (PB1) of, by deprotection, a homopolymer obtained by homopolymerizing (meth)acrylate having a regeneratable protecting group on the anionic group or copolymerizing it with another monomer Alternatively, it may be a polymer block (PB2) in which some or all of the protective groups regeneratable to the anionic groups of the copolymer are regenerated to anionic groups.
ポリマーブロックA3で使用する(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリレートとしては、具体的には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸iso-プロピル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸iso-ブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-アミル、(メタ)アクリル酸iso-アミル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ラウリル、(メタ)アクリル酸n-トリデシル、(メタ)アクリル酸n-ステアリル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4-tert-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸テトラフルオロプロピル、(メタ)アクリル酸ペンタフルオロプロピル、(メタ)アクリル酸オクタフルオロペンチル、(メタ)アクリル酸ペンタデカフルオロオクチル、(メタ)アクリル酸ヘプタデカフルオロデシル、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリロニトリル、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール-ポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール-ポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のポリアルキレンオキサイド基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらのモノマーは、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。 Specific examples of the (meth)acrylic acid and (meth)acrylate used in the polymer block A3 include (meth)acrylic acid, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, and (meth)acrylic acid. iso-propyl, allyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, iso-butyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, (meth)acrylate n-amyl acrylate, iso-amyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-lauryl (meth)acrylate , n-tridecyl (meth)acrylate, n-stearyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, 4-tert-butyl (meth)acrylate Cyclohexyl, isobornyl (meth)acrylate, tricyclodecanyl (meth)acrylate, dicyclopentadienyl (meth)acrylate, adamantyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, tetrahydro (meth)acrylate Furfuryl, 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, trifluoroethyl (meth)acrylate, ( meth)tetrafluoropropyl acrylate, pentafluoropropyl (meth)acrylate, octafluoropentyl (meth)acrylate, pentadecafluorooctyl (meth)acrylate, heptadecafluorodecyl (meth)acrylate, N,N- Dimethyl (meth)acrylamide, (meth)acryloylmorpholine, (meth)acrylonitrile, polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol-polybutylene glycol (meth) Acrylate, polypropylene glycol-polybutylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, ethoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, butoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, octoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate Polyethylene glycol (meth)acrylate such as lauroxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, stearoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, phenoxypolyethyleneglycol (meth)acrylate, methoxypolypropyleneglycol (meth)acrylate, octoxypolyethyleneglycol-polypropyleneglycol (meth)acrylate, etc. Alkylene oxide group-containing (meth)acrylates and the like are included. These monomers can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
リビングアニオン重合法においては、使用するモノマーが、アニオン性基等の活性プロトンを持つ基を有するモノマーの場合、リビングアニオン重合ポリマーの活性末端が直ちにこれら活性プロトンを持つ基と反応し失活するため、ポリマーが得られにくい。リビングアニオン重合では、活性プロトンを持つ基を有するモノマーをそのまま重合することは困難であるため、活性プロトンを持つ基を保護した状態で重合し、その後、保護基を脱保護することで活性プロトンを持つ基を再生することが好ましい。 In the living anionic polymerization method, if the monomer used has a group with an active proton such as an anionic group, the active terminal of the living anionic polymer immediately reacts with the group with an active proton and deactivates. , the polymer is difficult to obtain. In living anionic polymerization, it is difficult to polymerize a monomer having a group with an active proton as it is. It is preferred to regenerate the bearing groups.
このような理由から、ポリマーブロックA3においては、脱保護をすることによりアニオン性基に再生可能な保護基を有する(メタ)アクリレートを含むモノマーを用いることが好ましい。当該モノマーを使用することで、重合時には前述の重合の阻害を防止できる。また、保護基により保護されたアニオン性基は、ブロックポリマーを得た後に脱保護することによりアニオン性基に再生することが可能である。 For this reason, it is preferable to use a (meth)acrylate-containing monomer having a protective group that can be regenerated to an anionic group by deprotection in the polymer block A3 . By using the monomer, the aforementioned inhibition of polymerization can be prevented during polymerization. An anionic group protected by a protecting group can be regenerated to an anionic group by deprotecting after obtaining a block polymer.
例えばアニオン性基がカルボキシル基の場合、カルボキシル基をエステル化し、後工程として加水分解等で脱保護することによりカルボキシル基を再生することができる。この場合のカルボキシル基に変換可能な保護基としては、エステル結合を有する基が好ましく、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基等の第1級アルコキシカルボニル基;イソプロポキシカルボニル基、sec-ブトキシカルボニル基等の第2級アルコキシカルボニル基;t-ブトキシカルボニル基等の第3級アルコキシカルボニル基;ベンジルオキシカルボニル基等のフェニルアルコキシカルボニル基;エトキシエチルカルボニル基等のアルコキシアルキルカルボニル基などが挙げられる。 For example, when the anionic group is a carboxyl group, the carboxyl group can be regenerated by esterifying the carboxyl group and deprotecting it by hydrolysis or the like in a subsequent step. In this case, the protecting group convertible to a carboxyl group is preferably a group having an ester bond, such as a primary alkoxycarbonyl such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, and an n-butoxycarbonyl group. Group; secondary alkoxycarbonyl group such as isopropoxycarbonyl group and sec-butoxycarbonyl group; tertiary alkoxycarbonyl group such as t-butoxycarbonyl group; phenylalkoxycarbonyl group such as benzyloxycarbonyl group; ethoxyethylcarbonyl group and alkoxyalkylcarbonyl groups such as
アニオン性基がカルボキシル基の場合、使用できるモノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート(ラウリル(メタ)アクリレート)、トリデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、ノナデシル(メタ)アクリレート、イコサニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等のフェニルアルキレン(メタ)アクリレート;エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの(メタ)アクリレートは、1種単独で用いることも2種以上併用することもできる。また、これらの(メタ)アクリレートの中でも、カルボキシル基への変換反応が容易である観点から、t-ブチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種以上が好ましく、工業的に入手のしやすさの観点から、t-ブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。 When the anionic group is a carboxyl group, usable monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, sec - butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate (lauryl (meth) ) acrylate), tridecyl (meth) acrylate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate (stearyl (meth) acrylate), nonadecyl (meth) acrylate, icosanyl (meth) acrylate) ) acrylate and other alkyl (meth)acrylates; benzyl (meth)acrylate and other phenylalkylene (meth)acrylates; ethoxyethyl (meth)acrylate and other alkoxyalkyl (meth)acrylates. These (meth)acrylates can be used singly or in combination of two or more. Further, among these (meth)acrylates, one or more selected from the group consisting of t-butyl (meth)acrylate and benzyl (meth)acrylate is preferable from the viewpoint of facilitating the conversion reaction to a carboxyl group, and industrial t-butyl (meth)acrylate is more preferable from the viewpoint of easy availability.
一般式(c1)中、Bは、芳香族基又はアルキル基を表す。アルキル基としては、炭素原子数1~10のアルキル基を用いることができる。また、nは1~5の整数を表す。 In general formula (c1), B represents an aromatic group or an alkyl group. As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms can be used. Further, n represents an integer of 1-5.
リビングアニオン重合法においては、求核性の強いスチレン系ポリマーの活性末端に(メタ)アクリレートモノマーを直接重合しようとした場合、カルボニル炭素への求核攻撃によりポリマー化できない場合がある。このため、前記A1-A2に(メタ)アクリレートモノマーの重合を行う際には反応調整剤を使用し、求核性を調整した後、(メタ)アクリレートモノマーを重合することができる。一般式(c1)におけるBは、反応調整剤に由来する基である。反応調整剤の具体例としては、ジフェニルエチレン、α-メチルスチレン、p-メチル-α-メチルスチレン等が挙げられる。 In the living anionic polymerization method, when an attempt is made to directly polymerize a (meth)acrylate monomer onto the active terminal of a strongly nucleophilic styrenic polymer, polymerization may fail due to nucleophilic attack on the carbonyl carbon. Therefore, when the (meth)acrylate monomer is polymerized in A 1 -A 2 , a reaction modifier can be used to adjust the nucleophilicity, and then the (meth)acrylate monomer can be polymerized. B in general formula (c1) is a group derived from a reaction modifier. Specific examples of reaction modifiers include diphenylethylene, α-methylstyrene, p-methyl-α-methylstyrene and the like.
リビングアニオン重合法は、反応条件を整えることにより、従来のフリーラジカル重合で用いられるようなバッチ方式により実施できる他、マイクロリアクターによる連続的に重合する方法であってもよい。マイクロリアクターは、重合開始剤とモノマーの混合性が良好であるため、反応が同時に開始し、温度が均一で重合速度を揃えることができるため、製造される重合体の分子量分布を狭くできる。また、同時に、成長末端が安定であるため、ブロックの両成分が混じりあわないブロック共重合体を製造することが容易になる。また、反応温度の制御性が良好であるため副反応を抑えることが容易である。 The living anionic polymerization method can be carried out by a batch system as used in conventional free radical polymerization by adjusting the reaction conditions, or by a continuous polymerization method using a microreactor. Since the microreactor has good miscibility between the polymerization initiator and the monomer, the reactions start at the same time, the temperature is uniform, and the polymerization rate can be uniformed, so that the molecular weight distribution of the produced polymer can be narrowed. At the same time, since the growing ends are stable, it becomes easy to produce a block copolymer in which both block components are not mixed. In addition, since the controllability of the reaction temperature is good, it is easy to suppress side reactions.
マイクロリアクターを使用したリビングアニオン重合の一般的な方法を、マイクロリアクターの模式図である図1を参照しながら説明する。 A general method of living anionic polymerization using a microreactor is described with reference to FIG. 1, which is a schematic diagram of a microreactor.
まず、第一のモノマーと、重合を開始させる重合開始剤とをそれぞれチューブリアクターP1及びP2から、複数の液体を混合可能な流路を備えるT字型マイクロミキサーM1に導入し、T字型マイクロミキサーM1内で、第一のモノマーをリビングアニオン重合して第一の重合体を形成する(工程1)。 First, a first monomer and a polymerization initiator for initiating polymerization are respectively introduced from tube reactors P1 and P2 into a T-shaped micromixer M1 equipped with a flow channel capable of mixing a plurality of liquids. In mixer M1, a first monomer is living anionically polymerized to form a first polymer (Step 1).
次に、得られた第一の重合体をT字型マイクロミキサーM2に移動させ、同ミキサーM2内で、得られた重合体の成長末端を、チューブリアクターP3から導入された反応調整剤によりトラップして反応調節を行う(工程2)。なお、このとき、反応調整剤の種類や使用量により、一般式(c1)におけるnの数をコントロールすることが可能である。 Next, the obtained first polymer is transferred to the T-shaped micromixer M2, and the growing terminal of the obtained polymer is trapped by the reaction modifier introduced from the tube reactor P3 in the same mixer M2. to adjust the reaction (step 2). At this time, it is possible to control the number of n in the general formula (c1) depending on the type and amount of the reaction modifier used.
次に、T字型マイクロミキサーM2内の反応調節を行った第一の重合体を、T字型マイクロミキサーM3に移動させ、同ミキサーM3内で、チューブリアクターP4から導入された第二のモノマーと、前記反応調節を行った第一の重合体とを、連続的にリビングアニオン重合を行う(工程3)。 Next, the reaction-controlled first polymer in the T-shaped micromixer M2 is transferred to the T-shaped micromixer M3, and the second monomer introduced from the tube reactor P4 is transferred to the T-shaped micromixer M3. and the first polymer subjected to the reaction control are continuously subjected to living anionic polymerization (step 3).
その後、活性プロトンを有する化合物(メタノール等)で反応をクエンチすることでブロック共重合体を製造する。 After that, a block copolymer is produced by quenching the reaction with a compound having an active proton (methanol, etc.).
一般式(c1)で表されるポリマー(C1)を前記マイクロリアクターで製造する場合は、前記第一のモノマーとして、疎水性基を有するモノマー(例えば、芳香環又は複素環を有するモノマー)を使用し、重合開始剤として有機リチウム開始剤を使用して反応させることで、A2の、疎水性基を有するポリマーブロック(例えば、芳香環又は複素環を有するモノマー由来の構造単位を有するポリマーブロック)を得る(ポリマーブロックA2の片末端には、A1の有機リチウム開始剤残基である有機基が結合している)。 When the polymer (C1) represented by the general formula (c1) is produced in the microreactor, a monomer having a hydrophobic group (for example, a monomer having an aromatic ring or a heterocyclic ring) is used as the first monomer. Then, by reacting using an organic lithium initiator as a polymerization initiator, A 2 , a polymer block having a hydrophobic group (e.g., a polymer block having a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring or a heterocyclic ring) (One end of the polymer block A2 is bound to an organic group which is the organolithium initiator residue of A1 ).
次に、反応調整剤を使用して成長末端の反応性を調整した後、前記アニオン性基に再生可能な保護基を有する(メタ)アクリレートを含むモノマーを前記第二のモノマーとして反応させてポリマーブロックを得る。 Next, after adjusting the reactivity of the growing terminal using a reaction modifier, a monomer containing a (meth)acrylate having a regeneratable protecting group for the anionic group is reacted as the second monomer to obtain a polymer. get a block
この後、加水分解等の脱保護反応によりアニオン性基に再生することにより、前記A3(すなわち、アニオン性基を含むポリマーブロック)が得られる。 After that, the anionic group is regenerated by a deprotection reaction such as hydrolysis to obtain the A 3 (that is, the polymer block containing the anionic group).
前記アニオン性基に再生可能な保護基のエステル結合を加水分解等の脱保護反応によりアニオン性基に再生させる方法を下記のとおり詳細に述べる。 A method for regenerating an anionic group by a deprotection reaction such as hydrolysis of an ester bond of a protective group capable of regenerating the anionic group will be described in detail below.
エステル結合の加水分解反応は、酸性条件下でも塩基性条件下でも進行するが、エステル結合を有する基に応じて条件がやや異なる。例えば、エステル結合を有する基が、メトキシカルボニル基等の第1級アルコキシカルボニル基、又は、イソプロポキシカルボニル基等の第2級アルコキシカルボニル基の場合は、塩基性条件下で加水分解を行うことでカルボキシル基を得ることができる。この際、塩基性条件下とする塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の金属水酸化物などが挙げられる。 The hydrolysis reaction of an ester bond proceeds under both acidic and basic conditions, but the conditions differ slightly depending on the group having an ester bond. For example, when the group having an ester bond is a primary alkoxycarbonyl group such as a methoxycarbonyl group, or a secondary alkoxycarbonyl group such as an isopropoxycarbonyl group, hydrolysis is performed under basic conditions. A carboxyl group can be obtained. At this time, examples of the basic compound used under basic conditions include metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.
エステル結合を有する基が、t-ブトキシカルボニル基等の第3級アルコキシカルボニル基の場合は、酸性条件下で加水分解を行うことによりカルボキシル基を得ることができる。この際、酸性条件下とする酸性化合物としては、塩酸、硫酸、リン酸等の鉱酸;トリフルオロ酢酸等のブレステッド酸;トリメチルシリルトリフラート等のルイス酸などが挙げられる。t-ブトキシカルボニル基の酸性条件下での加水分解の反応条件については、例えば、「日本化学会編第5版 実験化学講座16 有機化合物の合成IV」に開示されている。 When the group having an ester bond is a tertiary alkoxycarbonyl group such as a t-butoxycarbonyl group, the carboxyl group can be obtained by hydrolysis under acidic conditions. At this time, examples of the acidic compound used under acidic conditions include mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid; breasted acids such as trifluoroacetic acid; and Lewis acids such as trimethylsilyl triflate. The reaction conditions for hydrolysis of a t-butoxycarbonyl group under acidic conditions are disclosed, for example, in “The Chemical Society of Japan, 5th Edition, Experimental Chemistry Course 16, Synthesis of Organic Compounds IV”.
t-ブトキシカルボニル基をカルボキシル基に変換する方法としては、例えば、上記の酸に代えて陽イオン交換樹脂を用いた方法も挙げられる。陽イオン交換樹脂としては、例えば、ポリマー鎖の側鎖にカルボキシル基(-COOH)、スルホ基(-SO3H)等の酸基を有する樹脂が挙げられる。これらの中でも、当該樹脂の側鎖にスルホ基を有する、強酸性を示す陽イオン交換樹脂が、反応の進行を速くできることから好ましい。陽イオン交換樹脂の市販品としては、オルガノ株式会社製の強酸性陽イオン交換樹脂「アンバーライト」等が挙げられる。陽イオン交換樹脂の使用量は、効果的に加水分解できる観点から、一般式(c1)で表されるポリマー100質量部に対して、5~200質量部が好ましく、10~100質量部がより好ましい。 As a method for converting a t-butoxycarbonyl group to a carboxyl group, for example, a method using a cation exchange resin in place of the above acid can be mentioned. Examples of cation exchange resins include resins having acid groups such as carboxyl groups (--COOH) and sulfo groups (--SO 3 H) in side chains of polymer chains. Among these, a cation exchange resin having a sulfo group in the side chain of the resin and exhibiting strong acidity is preferable because the progress of the reaction can be accelerated. Commercially available cation exchange resins include strongly acidic cation exchange resin "Amberlite" manufactured by Organo Corporation. From the viewpoint of effective hydrolysis, the amount of the cation exchange resin used is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 10 to 100 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polymer represented by the general formula (c1). preferable.
エステル結合を有する基がベンジルオキシカルボニル基等のフェニルアルコキシカルボニル基である場合は、水素化還元反応を行うことによりカルボキシル基に変換できる。この際、反応条件としては、室温下、酢酸パラジウム等のパラジウム触媒の存在下で、水素ガスを還元剤として用いて反応させることにより定量的にフェニルアルコキシカルボニル基をカルボキシル基に再生できる。 When the group having an ester bond is a phenylalkoxycarbonyl group such as a benzyloxycarbonyl group, it can be converted to a carboxyl group by hydrogenation reduction reaction. At this time, as the reaction conditions, the phenylalkoxycarbonyl group can be quantitatively regenerated to the carboxyl group by reacting with hydrogen gas as a reducing agent at room temperature in the presence of a palladium catalyst such as palladium acetate.
上記のように、エステル結合を有する基の種類によってカルボキシル基への変換の際の反応条件が異なるため、例えば、A3の原料としてt-ブチル(メタ)アクリレートとn-ブチル(メタ)アクリレートとを用いて共重合して得られたポリマーは、t-ブトキシカルボニル基とn-ブトキシカルボニル基とを有することになる。ここで、t-ブトキシカルボニル基が加水分解する酸性条件下では、n-ブトキシカルボニル基は加水分解しないことから、t-ブトキシカルボニル基のみを選択的に加水分解してカルボキシル基へ脱保護が可能となる。したがって、A3の原料モノマーである、アニオン性基に再生可能な保護基を有する(メタ)アクリレートを含むモノマーを適宜選択することにより親水ブロック(A3)の酸価の調整が可能となる。 As described above, the reaction conditions for conversion to a carboxyl group differ depending on the type of group having an ester bond. A polymer obtained by copolymerization using will have a t-butoxycarbonyl group and an n-butoxycarbonyl group. Here, since the n-butoxycarbonyl group does not hydrolyze under acidic conditions where the t-butoxycarbonyl group hydrolyzes, it is possible to selectively hydrolyze only the t-butoxycarbonyl group to deprotect the carboxyl group. becomes. Therefore, it is possible to adjust the acid value of the hydrophilic block (A 3 ) by appropriately selecting a monomer containing a (meth)acrylate having a regeneratable protective group for the anionic group, which is a raw material monomer for A 3 .
顔料がポリマー(C1)によって水中に分散された水性顔料分散体の安定性を向上させる観点から、一般式(c1)で表されるポリマー(C1)において、ポリマーブロック(A2)とポリマーブロック(A3)とがランダムに配列して結合したランダム共重合体ではなく、前記ポリマーブロックがある程度の長さのまとまりとなって規則的に結合したブロック共重合体であるほうが有利である。水性顔料分散体は、インクの製造に使用する原料であり、ポリマー(C1)を用いて顔料を高濃度で水中に分散させた液体である。ポリマーブロック(A2)及びポリマーブロック(A3)のモル比A2:A3は、例えばインクジェット記録方式でインクを吐出する際に求められる良好な吐出安定性を維持しやすい観点、及び、発色性等に更に優れた印刷物を製造可能なインクを得やすい観点から、100:10~100:500が好ましく、100:10~100:450がより好ましい。 From the viewpoint of improving the stability of the aqueous pigment dispersion in which the pigment is dispersed in water by the polymer (C1), in the polymer (C1) represented by the general formula (c1), the polymer block (A 2 ) and the polymer block ( A 3 ) is not a random copolymer in which A 3 ) is randomly arranged and bonded, but a block copolymer in which the polymer blocks are regularly bonded together in a certain length. The aqueous pigment dispersion is a raw material used in the production of ink, and is a liquid in which a pigment is dispersed in water at a high concentration using the polymer (C1). The molar ratio A 2 : A 3 of the polymer block (A 2 ) and the polymer block (A 3 ) is, for example, from the viewpoint of easily maintaining good ejection stability required when ejecting ink in an inkjet recording method, and from the viewpoint of color development. 100:10 to 100:500 is preferable, and 100:10 to 100:450 is more preferable, from the viewpoint of easily obtaining an ink capable of producing a printed matter having even better properties.
一般式(c1)で表されるポリマー(C1)において、ポリマーブロック(A2)を与える、芳香環又は複素環を有するモノマー数は、5~40が好ましく、6~30がより好ましく、7~25が更に好ましい。ポリマーブロック(A3)を構成するアニオン性基の数は、3~20が好ましく、4~17がより好ましく、5~15が更に好ましい。 In the polymer (C1) represented by the general formula (c1), the number of aromatic ring- or heterocyclic ring-containing monomers that give the polymer block (A 2 ) is preferably 5 to 40, more preferably 6 to 30, and 7 to 25 is more preferred. The number of anionic groups constituting the polymer block (A 3 ) is preferably 3-20, more preferably 4-17, even more preferably 5-15.
ポリマーブロック(A2)及びポリマーブロック(A3)のモル比A2:A3は、ポリマーブロック(A2)を構成する芳香環又は複素環のモル数と、ポリマーブロック(A3)を構成するアニオン性基のモル数とのモル比で表した場合、100:7.5~100:400が好ましい。 The molar ratio A 2 : A 3 of the polymer block (A 2 ) and the polymer block (A 3 ) is the number of moles of the aromatic ring or heterocyclic ring constituting the polymer block (A 2 ) and the polymer block (A 3 ). It is preferably 100:7.5 to 100:400 when represented by the molar ratio with the number of moles of the anionic group.
一般式(c1)で表されるポリマー(C1)の酸価は、例えばインクジェット記録方式でインクを吐出する際に求められる良好な吐出安定性を維持しやすい観点、及び、耐擦過性等の点でより一層優れた印刷物を製造可能なインクが得られやすい観点から、40~400mgKOH/gが好ましく、40~300mgKOH/gがより好ましく、40~190mgKOH/gが更に好ましい。ポリマー(C1)の酸価は、ポリマー(C1)の微粒子の測定方法と同様の酸価測定方法による酸価とした。 The acid value of the polymer (C1) represented by the general formula (c1) is, for example, from the viewpoint of easy maintenance of good ejection stability required when ejecting ink in an inkjet recording method, and from the point of view of abrasion resistance and the like. 40 to 400 mgKOH/g is preferable, 40 to 300 mgKOH/g is more preferable, and 40 to 190 mgKOH/g is even more preferable, from the viewpoint of easily obtaining an ink capable of producing even more excellent prints. The acid value of the polymer (C1) was determined by the same acid value measurement method as the fine particle measurement method of the polymer (C1).
本実施形態に係るインクにおいて、ポリマー(C1)のアニオン性基は中和されていることが好ましい。 In the ink according to this embodiment, the anionic group of the polymer (C1) is preferably neutralized.
ポリマー(C1)のアニオン性基を中和する塩基性化合物としては、公知慣用のものがいずれも使用でき、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物などの無機塩基性物質や、アンモニア、トリエチルアミン、アルカノールアミン等の有機塩基性化合物を用いることができる。 As the basic compound that neutralizes the anionic groups of the polymer (C1), any known and commonly used basic compound can be used, for example, inorganic basic substances such as alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. Alternatively, organic basic compounds such as ammonia, triethylamine and alkanolamine can be used.
水性顔料分散体中に存在するポリマー(C1)の中和量は、ポリマーの酸価に対して100%中和されている必要はない。具体的には、ポリマー(C1)の中和率が20~200%になるように中和されることが好ましく、80~150%になるように中和されることがより好ましい。 The neutralized amount of polymer (C1) present in the aqueous pigment dispersion need not be 100% neutralized relative to the acid value of the polymer. Specifically, the neutralization rate of the polymer (C1) is preferably 20 to 200%, more preferably 80 to 150%.
(バインダー樹脂(D))
バインダー樹脂(D)としては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(κ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどを1種又は数種併用して使用することができる。中でも、バインダー樹脂(D)としては、アクリル系樹脂を使用することが好ましく、アミド基を有するアクリル系樹脂を使用することがより好ましい。
(Binder resin (D))
Examples of the binder resin (D) include polyvinyl alcohol, gelatin, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, acrylic resin, urethane resin, dextran, dextrin, carrageenan (κ, ι, λ, etc.), agar, pullulan, water-soluble polyvinyl Butyral, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like can be used singly or in combination. Among them, as the binder resin (D), an acrylic resin is preferably used, and an acrylic resin having an amide group is more preferably used.
バインダー樹脂(D)を含有するインクは、乾燥による溶媒蒸発に伴いインク吐出口のインクが凝固した場合であっても、吐出口に再びインクが流通することによって、凝固物が容易にインク中に分散できる性質(再分散性)に優れる。その結果、インクジェットヘッドから吐出する際、吐出を一定時間中断した後、再度開始した場合であっても、吐出液滴の飛行曲がり、あるいは、吐出口の閉塞を引き起こしにくく、印刷物のスジ発生を効果的に防止することができる。 In the ink containing the binder resin (D), even if the ink in the ink ejection port solidifies due to solvent evaporation due to drying, the solidified matter can be easily transferred into the ink by recirculating the ink through the ejection port. Excellent dispersibility (redispersibility). As a result, when ejecting from the inkjet head, even if the ejection is restarted after being interrupted for a certain period of time, it is less likely that the ejected droplets will be bent or the ejection port will be clogged. can be effectively prevented.
アミド基を有するアクリル系樹脂としては、アミド基を有するアクリル系単量体と、必要に応じて使用されるその他の単量体との重合体を使用することができる。 As the acrylic resin having an amide group, a polymer of an acrylic monomer having an amide group and other monomers used as necessary can be used.
アミド基を有するアクリル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、アクリルアマイド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアマイド等を使用することができる。 Examples of acrylic monomers having an amide group include (meth)acrylamide, N-methyl(meth)acrylamide, N-ethyl(meth)acrylamide, N-propyl(meth)acrylamide, and N-methylol(meth)acrylamide. , N-isopropyl (meth)acrylamide, N-butyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N,N-diethyl (meth)acrylamide, N,N-dipropyl (meth)acrylamide, N,N -Dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, diacetone (meth)acrylamide, hydroxyethyl (meth)acrylamide, acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide and the like can be used.
前記アクリル系樹脂の製造に使用可能なその他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸やそのアルカリ金属塩;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体;(メタ)アクリロニトリル、2-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等のアクリル系単量体;芳香族ビニル化合物(スチレン、α-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等)、ビニルスルホン酸化合物(ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸等)、ビニルピリジン化合物(2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、ナフチルビニルピリジン等)、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを使用することができる。 Other monomers that can be used in the production of the acrylic resin include, for example, (meth)acrylic acid and alkali metal salts thereof; methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2 - Ethylhexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate and other (meth) acrylate monomers; (meth) acrylonitrile, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, glycidyl ( Acrylic monomers such as meth)acrylates; aromatic vinyl compounds (styrene, α-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, vinylnaphthalene, vinylanthracene, etc.), vinylsulfonic acid compounds (vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid etc.), vinylpyridine compounds (2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, naphthylvinylpyridine, etc.), vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3 -methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, and the like can be used.
前記その他の単量体としては、顔料との親和性をより一層向上させる観点から、スチレン、ベンジル(メタ)アクリレート等の、芳香族基を有する単量体が好ましい。 As the other monomer, a monomer having an aromatic group, such as styrene and benzyl (meth)acrylate, is preferable from the viewpoint of further improving the affinity with the pigment.
前記アミド基を有するアクリル系樹脂は、再分散性の向上という効果をインクに付与し、かつ、水性媒体(A)中での分散安定性に優れる。アミド基を有するアクリル系樹脂において、前記アミド基を有するアクリル系単量体の使用量は、インクの再分散性及びインク成分の水性媒体(A)中での分散安定性をより一層向上させる観点から、アクリル系樹脂の製造に使用する単量体の全量に対して、0.5~5質量%が好ましく、0.5~4質量%がより好ましく、1.5~3質量%が更に好ましい。 The amide group-containing acrylic resin imparts the effect of improving the redispersibility to the ink and has excellent dispersion stability in the aqueous medium (A). In the acrylic resin having an amide group, the amount of the acrylic monomer having an amide group used is from the viewpoint of further improving the redispersibility of the ink and the dispersion stability of the ink component in the aqueous medium (A). Therefore, it is preferably 0.5 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 4% by mass, and still more preferably 1.5 to 3% by mass, based on the total amount of the monomers used in the production of the acrylic resin. .
前記アクリル系樹脂としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量測定時の展開溶媒であるテトラヒドロフラン(THF)に不溶で分子量の測定が困難な成分を含有するものであってもよいが、インク中に含まれる水等の溶媒を吸収しにくいプラスチックや金属、又は、疎水性の高いコート紙やアート紙へのインクの付着性をより一層向上させる観点から、25℃におけるTHF不溶成分の含有率が20質量%未満であるものが好ましく、5質量%未満であるものがより好ましく、THF不溶成分を含有しないものが更に好ましい。 The acrylic resin may contain a component that is insoluble in tetrahydrofuran (THF), which is a developing solvent for molecular weight measurement by gel permeation chromatography, and whose molecular weight is difficult to measure. From the viewpoint of further improving the adhesion of ink to plastics and metals that do not easily absorb solvents such as water, or highly hydrophobic coated paper and art paper, the content of THF-insoluble components at 25 ° C. is 20 mass. %, more preferably less than 5% by mass, and still more preferably no THF-insoluble components.
前記アクリル系樹脂(例えば、THFに溶解するアクリル系樹脂)の数平均分子量は、10,000~100,000が好ましく、20,000~100,000がより好ましい。前記アクリル系樹脂の重量平均分子量は、30,000~1,000,000が好ましく、50,000~1,000,000がより好ましい。 The number average molecular weight of the acrylic resin (eg, acrylic resin soluble in THF) is preferably 10,000 to 100,000, more preferably 20,000 to 100,000. The acrylic resin preferably has a weight average molecular weight of 30,000 to 1,000,000, more preferably 50,000 to 1,000,000.
バインダー樹脂(D)としては、例えばポリオレフィンを使用することもできる。 Polyolefin, for example, can also be used as the binder resin (D).
ポリオレフィンとしては、オレフィン系モノマーを主成分とするモノマーの単独重合体又は共重合体を使用することができる。オレフィン系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、メチルブテン、メチルペンテン、メチルへキセン等のα-オレフィン;ノルボルネン等の環状オレフィンなどを使用することができる。 As the polyolefin, a homopolymer or copolymer of a monomer containing an olefinic monomer as a main component can be used. Examples of olefinic monomers that can be used include α-olefins such as ethylene, propylene, butene, hexene, methylbutene, methylpentene and methylhexene; and cyclic olefins such as norbornene.
ポリオレフィンとしては、酸化ポリオレフィンを使用することもできる。酸化ポリオレフィンとしては、例えば、熱分解、酸、アルカリ成分等を用いた化学的分解などにより、分子内に酸素原子が導入されたポリオレフィンを使用することができる。前記酸素原子は、例えば、極性を有するカルボキシル基等を構成する。 Oxidized polyolefins can also be used as polyolefins. As the oxidized polyolefin, for example, a polyolefin in which oxygen atoms are introduced into the molecule by thermal decomposition, chemical decomposition using an acid or alkaline component, or the like can be used. The oxygen atom constitutes, for example, a polar carboxyl group.
ポリオレフィンの融点は、90~200℃が好ましく、120℃以上160℃未満がより好ましい。これらの場合、印刷直後に印刷物を重ね合わせた場合でも、被記録媒体の表面のインクが剥離しない良好なセット性と、優れた耐擦過性とを付与することができる。なお、ポリオレフィンの融点は、JIS K 0064に準拠した融点測定装置によって測定した値を指す。 The melting point of the polyolefin is preferably from 90 to 200°C, more preferably from 120°C to less than 160°C. In these cases, even when the printed matter is superimposed immediately after printing, it is possible to impart good settability such that the ink on the surface of the recording medium does not peel off and excellent abrasion resistance. The melting point of polyolefin refers to the value measured by a melting point measuring apparatus conforming to JIS K 0064.
ポリオレフィンは、前記したとおり水性媒体(A)等の溶媒中に溶解又は分散した状態で存在することが好ましく、水性媒体(A)等の溶媒中に分散したエマルジョンの状態であることがより好ましい。 As described above, the polyolefin is preferably dissolved or dispersed in a solvent such as the aqueous medium (A), and more preferably in an emulsion state dispersed in the solvent such as the aqueous medium (A).
その場合、前記ポリオレフィンによって形成されるポリオレフィン粒子の平均粒子径は、例えばインクジェット記録方式で印刷する際にインクの良好な吐出安定性と印刷後の良好なセット性とを両立しやすい観点から、10~200nmが好ましく、30~150nmがより好ましい。ポリオレフィン(A)の平均粒子径は、日機装株式会社製のマイクロトラックUPA粒度分布計を用い、動的光散乱法で測定した値を示す。 In that case, the average particle diameter of the polyolefin particles formed by the polyolefin is, for example, 10 from the viewpoint of easily achieving both good ink ejection stability and good settability after printing when printing by an inkjet recording method. ~200 nm is preferable, and 30 to 150 nm is more preferable. The average particle size of the polyolefin (A) is a value measured by a dynamic light scattering method using a Microtrac UPA particle size distribution meter manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
バインダー樹脂(D)は、前記スジの発生を防止しやすい観点、及び、印刷物の印字濃度や耐擦過性を向上させ、良好な光沢を付与する観点から、インクの全量に対して、2~7質量%が好ましく、2~5質量%がより好ましい。また、これらの範囲でバインダー樹脂(D)を含有するインクは、印刷後の加熱工程を経てバインダー樹脂(D)が架橋し強固な被膜を形成することで、印刷物の耐擦過性をより一層向上させることができる。また、印刷物に水を滴下した場合、あるいは、水を含んだ布等でこすった場合でも、被記録媒体の表面のインクが剥離しない、良好な耐水性を付与することができる。 From the viewpoint of easily preventing the occurrence of the streaks, and from the viewpoint of improving the print density and scratch resistance of the printed matter and imparting good gloss, the binder resin (D) is used in an amount of 2 to 7 with respect to the total amount of the ink. % by mass is preferred, and 2 to 5% by mass is more preferred. In addition, the ink containing the binder resin (D) in these ranges further improves the abrasion resistance of the printed matter by cross-linking the binder resin (D) through the heating process after printing to form a strong film. can be made In addition, even when water is dropped on the printed material or rubbed with a cloth containing water, the ink on the surface of the recording medium is not peeled off, so that good water resistance can be imparted.
本実施形態に係るインクでは、バインダー樹脂(D)と化合物(E)を組み合わせ使用することができる。バインダー樹脂(D)と化合物(E)とを組み合わせ使用することによって、印刷物の良好なセット性と、優れた耐擦過性とを付与することができる。 In the ink according to this embodiment, the binder resin (D) and the compound (E) can be used in combination. By using the binder resin (D) and the compound (E) in combination, it is possible to impart good settability to the printed matter and excellent abrasion resistance.
(尿素結合を有する化合物(E))
尿素結合を有する化合物(E)としては、尿素及び尿素誘導体からなる群より選ばれる1種以上を使用することができる。尿素及び尿素誘導体は、保湿機能が高く、湿潤剤として機能するため、インクジェットヘッドのインク吐出口におけるインクの乾燥や凝固を防止し、優れた吐出安定性を確保しやすい。その結果、インクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との最短距離が2mm以上であっても、印刷物のスジ発生を軽減しやすい効果がある。また、尿素及び尿素誘導体が加熱されると水を放出しやすいため、より一層優れたセット性を備えた印刷物を得る観点から、尿素又は尿素誘導体を用いる場合、非吸収性又は難吸収性の被記録媒体にインクを印刷後に加熱乾燥を行うことが好ましい。
(Compound (E) having a urea bond)
As the compound (E) having a urea bond, one or more selected from the group consisting of urea and urea derivatives can be used. Since urea and urea derivatives have a high moisturizing function and function as a wetting agent, they prevent drying and solidification of the ink at the ink ejection port of the inkjet head, and easily ensure excellent ejection stability. As a result, even if the shortest distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium is 2 mm or more, the occurrence of streaks in printed matter can be easily reduced. In addition, since urea and urea derivatives are likely to release water when heated, from the viewpoint of obtaining printed matter with even better setting properties, when using urea or urea derivatives, non-absorbent or difficult-to-absorb absorbents are preferred. Heat drying is preferably performed after printing the ink on the recording medium.
尿素誘導体としては、エチレン尿素、プロピレン尿素、ジエチル尿素、チオ尿素、N,N-ジメチル尿素、ヒドロキシエチル尿素、ヒドロキシブチル尿素、エチレンチオ尿素、ジエチルチオ尿素等が挙げられ、これらは1種単独又は2種以上組み合わせ使用することができる。中でも、化合物(E)としては、より一層優れたセット性を備えた印刷物を得る観点から、尿素、エチレン尿素及び2-ヒドロキシエチル尿素からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。 Urea derivatives include ethylene urea, propylene urea, diethyl urea, thiourea, N,N-dimethyl urea, hydroxyethyl urea, hydroxybutyl urea, ethylenethiourea, diethylthiourea and the like, and these may be used alone or in combination of two. Any combination of the above can be used. Among them, the compound (E) is preferably one or more selected from the group consisting of urea, ethylene urea and 2-hydroxyethyl urea, from the viewpoint of obtaining printed matter with even better setting properties.
化合物(E)の含有量は、インクをインクジェット記録方式で吐出する場合に求められる吐出安定性や、セット性に優れた印刷物を得やすい観点から、インクの全量に対して、1~20質量%が好ましく、2~15質量%がより好ましく、3~10質量%が更に好ましい。 The content of the compound (E) is 1 to 20% by mass with respect to the total amount of the ink from the viewpoint of the ejection stability required when the ink is ejected by an inkjet recording method and the printed matter with excellent settability. is preferred, 2 to 15 mass % is more preferred, and 3 to 10 mass % is even more preferred.
インクがバインダー樹脂(D)及び化合物(E)を含有する場合、化合物(E)に対するバインダー樹脂(D)の質量割合[バインダー樹脂(D)/化合物(E)]は、印刷物のセット性向上効果を得やすい観点から、1/6~6/1が好ましく、1/6~3/1がより好ましく、1/5~1/1が更に好ましい。 When the ink contains the binder resin (D) and the compound (E), the mass ratio of the binder resin (D) to the compound (E) [binder resin (D)/compound (E)] has the effect of improving the settability of the printed matter. 1/6 to 6/1 is preferable, 1/6 to 3/1 is more preferable, and 1/5 to 1/1 is still more preferable from the viewpoint of easy obtaining.
(有機溶剤(F))
有機溶剤(F)としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;メタノール、エタノール、2-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、1-ブタノール、2-メトキシエタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、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グリコール類;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、これらと同族のジオール等のジオール類;ラウリン酸プロピレングリコール等のグリコールエステル;ジエチレングリコールモノエチル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールエーテル、ジプロピレングリコールエーテル、及び、トリエチレングリコールエーテルを含むセロソルブ等のグリコールエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノールや2-ブタノール等のブチルアルコール、ペンチルアルコール、これらと同族のアルコール等のアルコール類;スルホラン;γ-ブチロラクトン等のラクトン類;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン等のラクタム類などが挙げられ、これらを1種単独又は2種以上組み合わせて使用することができる。
(Organic solvent (F))
Examples of the organic solvent (F) include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone and methyl isobutyl ketone; Alcohols; ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane; dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene Glycols such as glycols; Diols such as butanediol, pentanediol, hexanediol, and diols of the same family; Glycol esters such as propylene glycol laurate; Diethylene glycol monoethyl, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol ether , dipropylene glycol ether, and cellosolve including triethylene glycol ether; butyl alcohol such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol and 2-butanol, pentyl alcohol , alcohols such as alcohols homologous thereto; sulfolane; lactones such as γ-butyrolactone; lactams such as N-(2-hydroxyethyl)pyrrolidone; can be used.
有機溶剤(F)としては、吐出液滴が被記録媒体の表面に着弾した後、被記録媒体上で素早く乾燥する速乾効果を得やすい観点から、前記したものの他に、沸点が100~200℃であり、かつ、20℃での蒸気圧が0.5hPa以上である水溶性有機溶剤(f1)が好ましい。 As the organic solvent (F), in addition to those mentioned above, the organic solvent (F) has a boiling point of 100 to 200, in addition to those mentioned above, from the viewpoint of easily obtaining a quick-drying effect in which the ejected liquid droplets are quickly dried on the recording medium after they land on the surface of the recording medium. °C and a vapor pressure of 0.5 hPa or more at 20°C (f1) is preferred.
水溶性有機溶剤(f1)としては、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メチル-3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコール-t-ブチルエーテル、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プロピルエーテル、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メチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン、エチルラクテート等が挙げられ、これらを1種単独又は2種以上組み合わせ使用することができる。 Water-soluble organic solvents (f1) include 3-methoxy-1-butanol, 3-methyl-3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol. Monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol-t-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate , diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, 4-methoxy-4-methyl-2-pentanone, ethyl lactate and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. can be done.
中でも、水溶性有機溶剤(f1)としては、インクの良好な分散安定性を維持しやすい観点、及び、例えばインクジェット装置が備えるインク吐出ノズルの、インクに含まれる溶剤の影響による劣化を抑制しやすい観点から、HSP(ハンセン溶解度パラメータ)の水素結合項δHが6~20の範囲であるような水溶性有機溶剤を使用することが好ましい。 Among them, the water-soluble organic solvent (f1) is easy to maintain good dispersion stability of the ink and, for example, it is easy to suppress deterioration of the ink ejection nozzle provided in the inkjet device due to the influence of the solvent contained in the ink. From the point of view, it is preferable to use a water-soluble organic solvent whose HSP (Hansen Solubility Parameter) hydrogen bond term δH is in the range of 6-20.
前記範囲のHSPの水素結合項を有する水溶性有機溶剤の具体例としては、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メチル-3-メトキシ-1-ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコール-t-ブチルエーテル、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、及び、プロピレングリコールモノプロピルエーテルからなる群より選ばれる1種以上が好ましく、3-メトキシ-1-ブタノール、及び、3-メチル-3-メトキシ-1-ブタノールからなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。 Specific examples of the water-soluble organic solvent having an HSP hydrogen bond term within the above range include 3-methoxy-1-butanol, 3-methyl-3-methoxy-1-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether. , ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol-t-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and propylene glycol monopropyl ether 1 selected from the group consisting of More than one species is preferred, and one or more selected from the group consisting of 3-methoxy-1-butanol and 3-methyl-3-methoxy-1-butanol is more preferred.
水性媒体(A)と組み合わせ使用可能な有機溶剤としては、被記録媒体上でのインク速乾効果と、インク吐出口におけるインクの乾燥や凝固を防止する効果とを両立しやすい観点から、水溶性有機溶剤(f1)のほかに、又は、水溶性有機溶剤(f1)と共に、プロピレングリコール(f2)と、グリセリン、グリセリン誘導体、ジグリセリン及びジグリセリン誘導体からなる群より選ばれる1種以上の有機溶剤(f3)とを組み合わせ使用することが好ましい。 As the organic solvent that can be used in combination with the aqueous medium (A), from the viewpoint of easily achieving both the effect of drying the ink quickly on the recording medium and the effect of preventing drying and solidification of the ink at the ink ejection port, a water-soluble In addition to the organic solvent (f1) or together with the water-soluble organic solvent (f1), propylene glycol (f2) and one or more organic solvents selected from the group consisting of glycerin, glycerin derivatives, diglycerin and diglycerin derivatives (f3) is preferably used in combination.
有機溶剤(f3)としては、例えば、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ジグリセリン脂肪酸エステル、下記一般式(f1)で表されるポリオキシプロピレン(n)ポリグリセリルエーテル、下記一般式(f2)で表されるポリオキシエチレン(n)ポリグリセリルエーテル等を、1種単独又は2種以上組み合わせ使用することができる。中でも、有機溶剤(f3)は、印刷物のセット性に優れ、インク吐出口におけるインクの乾燥や凝固を防止する効果を得やすい観点から、グリセリン、及び、n=8~15のポリオキシプロピレン(n)ポリグリセリルエーテルからなる群より選ばれる1種以上が好ましい。 As the organic solvent (f3), for example, glycerin, diglycerin, polyglycerin, diglycerin fatty acid ester, polyoxypropylene (n) polyglyceryl ether represented by the following general formula (f1), represented by the following general formula (f2) Polyoxyethylene (n) polyglyceryl ether and the like can be used singly or in combination of two or more. Among them, the organic solvent (f3) is excellent in settability of the printed matter, and from the viewpoint that it is easy to obtain the effect of preventing drying and solidification of the ink at the ink ejection port, glycerin and polyoxypropylene (n = 8 to 15) (n ) one or more selected from the group consisting of polyglyceryl ethers.
一般式(f1)及び一般式(f2)中のm1、m2、n1、n2、p1、p2、q1及びq2は、各々独立して1~10の整数を示す。 m1, m2, n1, n2, p1, p2, q1 and q2 in general formula (f1) and general formula (f2) each independently represents an integer of 1 to 10.
有機溶剤(F)の含有量は、印刷物のセット性に優れ、インク吐出口におけるインクの乾燥や凝固を防止する効果を得やすい観点から、インク全量に対して、1~30質量%が好ましく、5~25質量%がより好ましい。 The content of the organic solvent (F) is preferably 1 to 30% by mass with respect to the total amount of the ink, from the viewpoint of excellent settability of the printed matter and easy to obtain the effect of preventing drying and solidification of the ink at the ink ejection port. 5 to 25% by mass is more preferable.
プロピレングリコール(f2)に対する水溶性有機溶剤(f1)の質量割合[水溶性有機溶剤(f1)/プロピレングリコール(f2)]は、印刷物のセット性に優れ、インク吐出口におけるインクの乾燥や凝固を防止する効果を得やすい観点から、1/25~2/1が好ましく、1/25~1/1がより好ましく、1/20~1/1が更に好ましい。 The mass ratio of the water-soluble organic solvent (f1) to the propylene glycol (f2) [water-soluble organic solvent (f1)/propylene glycol (f2)] is excellent in settability of printed matter and prevents drying and solidification of ink at the ink ejection port. From the viewpoint of easily obtaining the effect of preventing, 1/25 to 2/1 is preferable, 1/25 to 1/1 is more preferable, and 1/20 to 1/1 is even more preferable.
有機溶剤(f3)に対するプロピレングリコール(f2)の質量割合[プロピレングリコール(f2)/有機溶剤(f3)]は、印刷物のセット性に優れ、インク吐出口におけるインクの乾燥や凝固を防止する効果を得やすい観点から、1/4~8/1が好ましく、1/3~6/1がより好ましく、1/2~5/1が更に好ましい。 The mass ratio of the propylene glycol (f2) to the organic solvent (f3) [propylene glycol (f2)/organic solvent (f3)] is excellent in settability of the printed matter and has the effect of preventing drying and solidification of the ink at the ink ejection port. From the viewpoint of easy availability, 1/4 to 8/1 is preferred, 1/3 to 6/1 is more preferred, and 1/2 to 5/1 is even more preferred.
(界面活性剤(G))
界面活性剤(G)を用いることにより、インクジェットヘッドの吐出口から吐出されたインクが被記録媒体に着弾後、表面で良好に濡れ広がりやすいこと等から、印刷物のスジ発生を防止しやすい。さらに、界面活性剤(G)を用いることにより、インクの表面張力を低下させる等することでインクのレベリング性を向上させることができる。
(Surfactant (G))
By using the surfactant (G), after the ink ejected from the ejection port of the inkjet head lands on the recording medium, it is easy to wet and spread on the surface of the recording medium. Furthermore, by using the surfactant (G), the surface tension of the ink can be lowered, and the leveling property of the ink can be improved.
界面活性剤(G)としては、各種のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等を使用することができ、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、アニオン性界面活性剤、及び、ノニオン性界面活性剤からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。 As the surfactant (G), various anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and the like can be used. From the viewpoint of easily suppressing, one or more selected from the group consisting of anionic surfactants and nonionic surfactants is preferred.
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられ、これらの具体例として、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等を挙げることができる。 Examples of anionic surfactants include alkylbenzenesulfonates, alkylphenylsulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, higher fatty acid salts, sulfuric acid ester salts of higher fatty acid esters, sulfonates of higher fatty acid esters, and sulfuric acid of higher alcohol ethers. ester salts and sulfonates, higher alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, etc.; Specific examples include dodecylbenzenesulfonate, isopropylnaphthalenesulfonate, monobutylphenylphenol monosulfonate, monobutylbiphenylsulfonate, and dibutylphenylphenoldisulfonate.
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー等が挙げられ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、及び、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーからなる群より選ばれる1種以上が好ましい。 Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, poly Oxyethylene glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid amide, fatty acid alkylolamide, alkylalkanolamide, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol block copolymers, among which polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester. , polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, fatty acid alkylolamide, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, and polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer.
本実施形態に係るインクは、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、アセチレン系界面活性剤を含有することが好ましい。アセチレン系界面活性剤は、分子中にアセチレン構造を有する界面活性剤である。アセチレン系界面活性剤は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、アセチレングリコール、及び、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物からなる群より選ばれる1種以上が含むことが好ましい。 The ink according to the present embodiment preferably contains an acetylenic surfactant from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects. Acetylene-based surfactants are surfactants having an acetylene structure in the molecule. The acetylene-based surfactant preferably contains one or more selected from the group consisting of acetylene glycol and oxyethylene adducts of acetylene glycol, from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects.
その他の界面活性剤としては、ポリシロキサンオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤;パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタントなども使用することができる。 Other surfactants include silicone-based surfactants such as polysiloxane oxyethylene adducts; fluorine-based surfactants such as perfluoroalkylcarboxylates, perfluoroalkylsulfonates, and oxyethylene perfluoroalkyl ethers; Biosurfactants such as spiculisporic acid, rhamnolipids, lysolecithin and the like can also be used.
アセチレン系界面活性剤の含有量は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、界面活性剤(G)の全量に対して、80~100質量%が好ましく、85~99.9質量%がより好ましく、90~99.5質量%が更に好ましく、95~99.3質量%が特に好ましい。 The content of the acetylenic surfactant is preferably 80 to 100% by mass, based on the total amount of the surfactant (G), from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects, and 85 to 99.5% by mass. 9% by mass is more preferred, 90 to 99.5% by mass is even more preferred, and 95 to 99.3% by mass is particularly preferred.
アセチレン系界面活性剤の主鎖の炭素数は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点、20以下が好ましく、18以下がより好ましく、15以下が更に好ましく、13以下が特に好ましい。アセチレン系界面活性剤の主鎖の炭素数は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点、5以上が好ましく、8以上がより好ましく、10以上が更に好ましく、11以上が特に好ましく、12以上が極めて好ましい。主鎖の炭素数は、アセチレン結合を含む最も長い分子鎖(例えば炭素鎖)の炭素数である。 The number of carbon atoms in the main chain of the acetylenic surfactant is preferably 20 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 15 or less, and particularly preferably 13 or less, from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects. . The number of carbon atoms in the main chain of the acetylenic surfactant is preferably 5 or more, more preferably 8 or more, still more preferably 10 or more, and particularly preferably 11 or more, from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects. , 12 or higher are highly preferred. The number of carbon atoms in the main chain is the number of carbon atoms in the longest molecular chain (eg, carbon chain) containing acetylene bonds.
界面活性剤(G)のHLB値は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点、及び、水を主溶媒とするインクに界面活性剤(G)が溶解した状態を安定的に維持しやすい観点から、1~12が好ましく、1~10がより好ましく、2~9が更に好ましく、3~8が特に好ましく、4~8が極めて好ましい。アセチレン系界面活性剤のHLB値は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点、及び、水を主溶媒とするインクに界面活性剤(G)が溶解した状態を安定的に維持しやすい観点から、これらの範囲であることが好ましい。界面活性剤(G)のHLB値は、例えばグリフィン法により求めることができる。 The HLB value of the surfactant (G) is from the viewpoint that it is easy to suppress the occurrence of streak-like printing defects, and the state in which the surfactant (G) is dissolved in the ink containing water as the main solvent is stabilized. From the viewpoint of easy maintenance, 1 to 12 are preferred, 1 to 10 are more preferred, 2 to 9 are even more preferred, 3 to 8 are particularly preferred, and 4 to 8 are extremely preferred. The HLB value of the acetylenic surfactant is from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of streak-like printing defects, and stably maintains the state in which the surfactant (G) is dissolved in the ink whose main solvent is water. These ranges are preferable from the viewpoint of ease of operation. The HLB value of the surfactant (G) can be determined, for example, by Griffin's method.
界面活性剤(G)の含有量は、インクの全量に対して、0.001~5質量%が好ましく、0.001~3質量%がより好ましく、0.001~2質量%が更に好ましく、0.001~1.5質量%が特に好ましく、0.01~1.5質量%が極めて好ましく、0.1~1.5質量%が非常に好ましく、0.5~1.5質量%がより一層好ましく、0.8~1.5質量%が更に好ましく、1~1.5質量%が特に好ましい。これらの含有量で界面活性剤(G)を含有するインクは、吐出液滴の被記録媒体の表面での濡れ性が良好であり、被記録媒体上で充分な濡れ広がりを有しやすく、印刷物のスジ発生を防止する効果を得やすい。さらに、上記各範囲の界面活性剤(G)を含有するインクは、塗膜のレベリング性を向上させる効果を得やすい。同様の観点から、アセチレン系界面活性剤の含有量が、上記各範囲であることが好ましい。 The content of the surfactant (G) is preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.001 to 3% by mass, even more preferably 0.001 to 2% by mass, relative to the total amount of the ink. 0.001 to 1.5% by weight is particularly preferred, 0.01 to 1.5% by weight is particularly preferred, 0.1 to 1.5% by weight is very preferred, 0.5 to 1.5% by weight is More preferably, 0.8 to 1.5% by mass is more preferable, and 1 to 1.5% by mass is particularly preferable. The ink containing the surfactant (G) at these contents has good wettability of the ejected droplets on the surface of the recording medium, and tends to have sufficient wetting and spreading on the recording medium. It is easy to obtain the effect of preventing the occurrence of streaks. Furthermore, the ink containing the surfactant (G) within each of the above ranges tends to obtain the effect of improving the leveling properties of the coating film. From the same point of view, it is preferable that the content of the acetylenic surfactant is within the ranges described above.
(その他の添加剤)
本実施形態に係るインクは、湿潤剤(乾燥抑止剤)、浸透剤、防腐剤(例えば、ソー・ジャパン株式会社製のACTICIDE B-20)、粘度調整剤、pH調整剤、キレート化剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等のその他の添加剤を含有することができる。
(Other additives)
The ink according to the present embodiment includes a wetting agent (drying inhibitor), a penetrant, a preservative (for example, ACTICIDE B-20 manufactured by So Japan Co., Ltd.), a viscosity adjuster, a pH adjuster, a chelating agent, and a plasticizer. Other additives such as agents, antioxidants, UV absorbers, etc. can be included.
湿潤剤としては、インクジェットヘッドの吐出ノズルにおけるインクの乾燥を防止することを目的として使用することができる。湿潤剤の含有量は、インクの全量に対して3~50質量%が好ましい。 A wetting agent can be used for the purpose of preventing drying of the ink in the ejection nozzles of the inkjet head. The content of the humectant is preferably 3 to 50% by mass with respect to the total amount of ink.
湿潤剤としては、水との混和性があり、インクジェットヘッドの吐出口の閉塞防止効果が得られるものが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、分子量2000以下のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール等が挙げられる。 The wetting agent is preferably one that is miscible with water and has an effect of preventing clogging of the ejection port of the inkjet head. Examples thereof include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 or less, and dipropylene glycol. , tripropylene glycol, isopropylene glycol, isobutylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, mesoerythritol, pentaerythritol and the like.
浸透剤としては、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール;エチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル等のアルキルアルコールのエチレンオキシド付加物;プロピレングリコールプロピルエーテル等のアルキルアルコールのプロピレンオキシド付加物などが挙げられる。浸透剤の含有量は、インクの全量に対して、3質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、浸透剤を実質的に含有しないことが更に好ましい。 Penetrants include lower alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol; ethylene oxide adducts of alkyl alcohols such as ethylene glycol hexyl ether and diethylene glycol butyl ether; and propylene oxide adducts of alkyl alcohols such as propylene glycol propyl ether. The content of the penetrant is preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and still more preferably substantially no penetrant, relative to the total amount of the ink.
(インクの製造方法)
本実施形態に係るインクは、水性媒体(A)及び色材(B)を混合することによって製造することが可能であり、例えば、水性媒体(A)及び色材(B)に加えて、顔料分散剤(C)、バインダー樹脂(D)、化合物(E)、有機溶剤(F)、界面活性剤(G)等を混合することによって製造することができる。
(Ink manufacturing method)
The ink according to the present embodiment can be produced by mixing the aqueous medium (A) and the colorant (B). For example, in addition to the aqueous medium (A) and the colorant (B), a pigment It can be produced by mixing a dispersant (C), a binder resin (D), a compound (E), an organic solvent (F), a surfactant (G) and the like.
前記混合の際には、例えば、ビーズミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザー等の分散機を使用することができる。 For the mixing, a dispersing machine such as a bead mill, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, a paint shaker, a ball mill, a roll mill, a sand mill, a sand grinder, a Dyno mill, a Dispermat, an SC mill, and a nanomizer can be used.
本実施形態に係るインクの製造方法の一例としては、各成分を一括して混合した後に攪拌等することによって製造する方法が挙げられる。 As an example of the method for producing the ink according to the present embodiment, there is a method for producing by mixing each component together and then stirring the mixture.
本実施形態に係るインクの製造方法の他の例としては、下記工程<1>~<4>を経ることによって製造する方法が挙げられる。
<1>ポリマー(C1)等の顔料分散剤(C)と、顔料等の色材(B)と、必要に応じて溶媒等とを混合することで色材(B)を高濃度で含有する色材分散体aを製造する工程
<2>化合物(E)と、必要に応じて溶媒とを混合することによって組成物bを製造する工程
<3>バインダー樹脂(D)と、水性媒体(A)等とを含有する組成物cを製造する工程
<4>前記色材分散体aと前記組成物bと前記組成物cとを混合する工程
Another example of the method for producing the ink according to the present embodiment includes a method for production through the following steps <1> to <4>.
<1> A pigment dispersant (C) such as a polymer (C1), a coloring material (B) such as a pigment, and, if necessary, a solvent or the like are mixed to contain the coloring material (B) at a high concentration. Step of producing colorant dispersion a <2> Step of producing composition b by mixing compound (E) and, if necessary, a solvent <3> Binder resin (D) and aqueous medium (A <4> A step of mixing the colorant dispersion a, the composition b, and the composition c
前記方法で得られたインクは、インク中に混入した不純物を除去する観点から、必要に応じて遠心分離処理や濾過処理を行うことが好ましい。 From the viewpoint of removing impurities mixed in the ink, the ink obtained by the above method is preferably subjected to a centrifugal separation treatment or a filtration treatment as necessary.
(被記録媒体)
本実施形態に係るインクは、複写機で一般的に使用されているコピー用紙(PPC紙)等の、インク吸収性に優れた被記録媒体、インクの吸収層を有する被記録媒体、インクの吸収性を全く有しない非吸収性の被記録媒体、又は、インクの吸水性の低い難吸収性の被記録媒体に印刷することが可能である。とりわけ、本実施形態に係るインクは、インク非吸収性又は難吸収性の被記録媒体に対して印刷した場合であっても、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しつつセット性、耐擦過性、及び、耐水性に優れた印刷物を得ることができる。
(recording medium)
The ink according to the present embodiment may be a recording medium having excellent ink absorption such as copy paper (PPC paper) generally used in copiers, a recording medium having an ink absorption layer, or a recording medium having an ink absorption layer. It is possible to print on a non-absorbent recording medium that has no water absorption property at all, or a non-absorbent recording medium with low ink absorption. In particular, the ink according to the present embodiment suppresses the occurrence of streak-like printing defects even when printed on a recording medium that is non-absorbent or difficult to absorb ink, and has excellent settability and durability. It is possible to obtain a printed matter excellent in abrasion resistance and water resistance.
被記録媒体としては、具体的には、普通紙、布帛、段ボール、木材、インクジェット専用紙、アート紙、コート紙、微塗工紙、又は、プラスチックフィルム等を使用することができる。段ボールとしては、吸水量10g/m2以下の層を有する段ボールを用いてよい。コート紙としては、軽量コート紙を用いてよい。 Specific examples of the recording medium that can be used include plain paper, cloth, corrugated board, wood, inkjet paper, art paper, coated paper, lightly coated paper, and plastic film. As the corrugated board, corrugated board having a layer with a water absorption of 10 g/m 2 or less may be used. As the coated paper, lightweight coated paper may be used.
より一層優れた耐擦過性及び耐水性を備えた印刷物を得る観点から、前記難吸収性の被記録媒体としては、被記録媒体と水との接触時間100msecにおける前記被記録媒体の吸水量が10g/m2以下である被記録媒体を、本実施形態に係るインクと組み合わせ使用することが好ましい。 From the viewpoint of obtaining a printed matter with even more excellent scratch resistance and water resistance, the non-absorbent recording medium should have a water absorption amount of 10 g at a contact time of 100 msec between the recording medium and water. /m 2 or less is preferably used in combination with the ink according to the present embodiment.
なお、前記吸水量は、自動走査吸液計(熊谷理機工業株式会社製、KM500win)を用いて、23℃、相対湿度50%の条件下にて、純水の接触時間100msecにおける転移量を測定し、100msecの吸水量とすることができる。測定条件を以下に示す。 The amount of water absorption was measured using an automatic scanning liquid absorption meter (KM500win, manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.) under the conditions of 23° C. and 50% relative humidity, and the amount of transfer at a contact time of 100 msec with pure water. It can be measured and taken as the water absorption for 100 msec. Measurement conditions are shown below.
[Spiral Method]
Contact Time:0.010~1.0(sec)
Pitch:7(mm)
Lencth per sampling:86.29(degree)
Start Radius:20(mm)
End Radius:60(mm)
Min Contact Time:10(msec)
Max Contact Time:1000(msec)
Sampling Pattern:50
Number of sampling points:19
[Square Head]
Slit Span:1(mm)
Width:5(mm)
[Spiral Method]
Contact Time: 0.010 to 1.0 (sec)
Pitch: 7 (mm)
Lencth per sampling: 86.29 (degree)
Start Radius: 20 (mm)
End Radius: 60 (mm)
Min Contact Time: 10 (msec)
Max Contact Time: 1000 (msec)
Sampling pattern: 50
Number of sampling points: 19
[Square Head]
Slit span: 1 (mm)
Width: 5 (mm)
インクの吸収性を有する被記録媒体としては、普通紙、布帛、ダンボール、木材等が挙げられる。また、前記吸収層を有する被記録媒体としては、インクジェット専用紙等が挙げられ、具体的には、株式会社ピクトリコ製のピクトリコプロ・フォトペーパー等が挙げられる。 Examples of recording media that absorb ink include plain paper, cloth, cardboard, and wood. Further, examples of the recording medium having the absorption layer include ink-jet paper and the like, and specific examples thereof include Pictorico Pro Photo Paper manufactured by Pictorico Co., Ltd. and the like.
インクの吸水性の低い難吸収性の被記録媒体には、表面にインク中の溶媒を吸収しにくい着色層が設けられた段ボール、印刷本紙等のアート紙、コート紙(例えば軽量コート紙)、微塗工紙などが使用できる。これら難吸収性の被記録媒体は、セルロースを主体とした、一般に表面処理されていない上質紙や中性紙等の表面にコート材を塗布してコート層を設けたものであり、王子製紙株式会社製の「OKエバーライトコート」及び日本製紙株式会社製の「オーロラS」等の微塗工紙;王子製紙株式会社製の「OKコートL」及び日本製紙株式会社製の「オーロラL」等の軽量コート紙(A3);王子製紙株式会社製の「OKトップコート+(坪量104.7g/m2、接触時間100msecにおける吸水量(以下の吸水量は同じ)4.9g/m2)」;日本製紙株式会社製の「オーロラコート」;UPM社製のFinesse Gloss(UPM社製、坪量115g/m2、吸水量3.1g/m2)及びFiness Matt(坪量115g/m2、吸水量4.4g/m2)等のコート紙(A2、B2);王子製紙株式会社製の「OK金藤+」及び三菱製紙株式会社製の「特菱アート」等のアート紙(A1)などのプラスチックフィルムを使用することが使用できる。 Non-absorbent recording media with low ink absorbency include corrugated board, art paper such as printing paper, coated paper (e.g. lightweight coated paper), Lightly coated paper or the like can be used. These non-absorbent recording media are made by applying a coating material to the surface of fine paper, neutral paper, etc., which is mainly composed of cellulose and is generally not surface-treated, to provide a coating layer. Lightly coated paper such as "OK Everlight Coat" manufactured by the company and "Aurora S" manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.; "OK Coat L" manufactured by Oji Paper Co., Ltd. and "Aurora L" manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd. Light weight coated paper (A3) of Oji Paper Co., Ltd. “OK Topcoat + (basis weight 104.7 g / m 2 , water absorption at contact time 100 msec (the following water absorption is the same) 4.9 g / m 2 ) "Aurora Coat" manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd .; , water absorption 4.4 g/m 2 ) coated paper (A2, B2); art paper (A1) such as "OK Kinto +" manufactured by Oji Paper Co., Ltd. and "Tokubishi Art" manufactured by Mitsubishi Paper Mills It is possible to use a plastic film such as
前記プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等からなるポリエステルフィルム;ポリエチレンやポリプロピレン等からなるポリオレフィンフィルム;ナイロン等からなるポリアミド系フィルム;ポリスチレンフィルム;ポリビニルアルコールフィルム;ポリ塩化ビニルフィルム;ポリカーボネートフィルム;ポリアクリロニトリルフィルム;ポリ乳酸フィルムなどが挙げられる。前記プラスチックフィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、又は、ポリアミド系フィルムを使用することが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、又は、ナイロンフィルムを使用することがより好ましい。 Examples of the plastic film include polyester films made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.; polyolefin films made of polyethylene, polypropylene, etc.; polyamide films made of nylon, etc.; polystyrene films; polyvinyl alcohol films; polyvinyl chloride films; polyacrylonitrile film; polylactic acid film; As the plastic film, a polyester film, a polyolefin film, or a polyamide film is preferably used, and a polyethylene terephthalate film, a polypropylene film, or a nylon film is more preferably used.
前記プラスチックフィルムとしては、バリア性を付与するためのポリ塩化ビニリデン等のコーティングをしたフィルム;アルミニウム等の金属層;シリカ、アルミナ等の金属酸化物からなる蒸着層などを有するフィルムを使用してもよい。 As the plastic film, a film coated with polyvinylidene chloride or the like for imparting barrier properties; a metal layer such as aluminum; good.
前記プラスチックフィルムは、未延伸フィルムであってもよいが、1軸又は2軸方向に延伸されたものでもよい。フィルムの表面は、未処理であってもよいが、コロナ放電処理、オゾン処理、低温プラズマ処理、フレーム処理、グロー放電処理等の、接着性を向上させるための各種処理を施したものが好ましい。 The plastic film may be an unstretched film, or may be uniaxially or biaxially stretched. The surface of the film may be untreated, but preferably subjected to various treatments for improving adhesiveness, such as corona discharge treatment, ozone treatment, low-temperature plasma treatment, flame treatment and glow discharge treatment.
前記プラスチックフィルムの膜厚は、用途に応じて適宜変更されるが、例えば軟包装用途である場合は、柔軟性、耐久性及び耐カール性を有しているものとして、膜厚は、10~100μmであることが好ましく、10~30μmであることがより好ましい。この具体例としては、東洋紡株式会社製のパイレン、エスペット(いずれも登録商標)等が挙げられる。 The film thickness of the plastic film is appropriately changed depending on the application. It is preferably 100 μm, more preferably 10 to 30 μm. Specific examples thereof include Pyrene and Espet (both registered trademarks) manufactured by Toyobo Co., Ltd.
本実施形態に係るインクは、前記被記録媒体の中でも、もっぱらインクに含まれる溶媒を吸収しやすい板紙によって構成される段ボール;前記板紙の表面にインク中の溶媒を吸収しにくい着色層が設けられた段ボール;プラスチックフィルム;布帛などへの印刷に好適に使用することができる。 Among the recording media, the ink according to the present embodiment is corrugated cardboard composed of paperboard that easily absorbs the solvent contained in the ink; It can be suitably used for printing on corrugated cardboard, plastic film, fabric, and the like.
前記段ボールとしては、例えば、波形に成形された中芯の片面又は両面にライナーを貼り合わせたものを使用することができ、片面段ボール、両面段ボール、複両面段ボール、複々両面段ボール等を使用することができる。 As the corrugated board, for example, a corrugated corrugated core with a liner attached to one or both sides thereof can be used, and single-faced corrugated board, double-faced corrugated board, double-faced corrugated board, double-faced corrugated board, etc. can be used. be able to.
本実施形態に係るインクは、具体的には、インクに含まれる溶媒を吸収しやすい板紙によって構成される段ボール;前記板紙の表面にインク中の溶媒を吸収しにくい着色層や防水層等が設けられた段ボールなどへの印刷に好適に使用することができる。本実施形態に係るインクは、前記板紙の表面にインク中の溶媒を吸収しにくい着色層や防水層等が設けられた段ボールなどの非吸収性又は難吸収性の被記録媒体を用いた場合であっても、着弾したインクが被記録媒体の表面で濡れ広がりやすく、その結果、印刷物のスジの発生を効果的に抑制することができる。 Specifically, the ink according to the present embodiment is corrugated cardboard made of paperboard that easily absorbs the solvent contained in the ink; It can be suitably used for printing on corrugated cardboard or the like. The ink according to the present embodiment can be used when a non-absorbent or non-absorbent recording medium such as corrugated cardboard is provided with a colored layer that does not easily absorb the solvent in the ink, a waterproof layer, etc. on the surface of the paperboard. Even if there is, the landed ink tends to wet and spread on the surface of the recording medium, and as a result, the occurrence of streaks in printed matter can be effectively suppressed.
また、本実施形態に係るインクを段ボールに対してインクジェット印刷を行う場合、インク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)の垂線と被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離が2mm以上であっても、被記録媒体へ着弾後充分に濡れ広がるため、印刷物のスジ発生を効果的に防止することができる。 Further, when inkjet printing is performed on cardboard with the ink according to the present embodiment, from the surface (x) having the ink ejection port to the position (y) where the perpendicular line of the surface (x) intersects the recording medium Even if the distance is 2 mm or more, the droplets spread sufficiently after landing on the recording medium, so that streaks on printed matter can be effectively prevented.
前記段ボールのうち、表面に着色層や防水層等が設けられた段ボールは、例えば、前記板紙によって構成される段ボールの表面に、着色剤や防水剤を例えばカーテンコート方式やロールコート方式等によって塗布し塗膜を形成したものを使用することができる。 Among the corrugated cardboards, the corrugated board provided with a colored layer, a waterproof layer, etc. on the surface is coated with a coloring agent or a waterproofing agent on the surface of the corrugated board made of the above-mentioned paperboard, for example, by a curtain coating method, a roll coating method, or the like. It is possible to use the one on which a coating film is formed.
前記着色層としては、例えば白色度70%以上であるものが挙げられる。 Examples of the colored layer include those having a whiteness of 70% or more.
段ボールが有する着色層や防水層等の層に関して、段ボール等の被記録媒体の記録面と水との接触時間100msecにおける被記録媒体の吸水量は、印刷物の防水効果を得やすい観点から、10g/m2以下が好ましい。 Regarding layers such as colored layers and waterproof layers possessed by cardboard, the amount of water absorbed by the recording medium when the recording surface of the recording medium such as cardboard is in contact with water for 100 msec is 10 g/m from the viewpoint of easily obtaining the waterproof effect of the printed matter. m 2 or less is preferred.
本実施形態に係る印刷物の製造方法によれば、ノズル抜け、ヨレ、スジ等といった印刷不良が発生することを効果的に抑制された印刷物を得ることができる。よって、このような方法で得られた印刷物は、例えば、段ボール等の包装材料;プラスチックフィルムやそれを用いた包装材料;Tシャツ等の繊維製品などに使用することができる。 According to the method for manufacturing a printed matter according to the present embodiment, it is possible to obtain a printed matter that effectively suppresses the occurrence of printing defects such as missing nozzles, twisting, streaks, and the like. Therefore, the printed matter obtained by such a method can be used for, for example, packaging materials such as cardboard; plastic films and packaging materials using the same; and textile products such as T-shirts.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
<ポリマー(P-1)の調製>
ノルマルブチルリチウム(BuLi)のヘキサン溶液と、スチレンを予めテトラヒドロフランに溶解したスチレン溶液とを、図1に示すチューブリアクターP1及びP2からT字型マイクロミキサーM1に導入し、リビングアニオン重合させることによって重合体を得た。
次に、前記工程で得られた重合体を、図1に示すチューブリアクターR1を通じてT字型マイクロミキサーM2に移動させ、前記重合体の成長末端を、チューブリアクターP3から導入した反応調整剤(α-メチルスチレン(α-MeSt))によりトラップした。
次いで、予めtert-ブチルメタクリレートをテトラヒドロフランに溶解したtert-ブチルメタクリレート溶液を、図1に示すチューブリアクターP4からT字型マイクロミキサーM3に導入し、チューブリアクターR2を通じて移動させた、前記トラップされた重合体と連続的にリビングアニオン重合反応させた。その後、メタノールを供給することによって前記リビングアニオン重合反応をクエンチすることによってブロック共重合体(PA-1)組成物を製造した。ブロック共重合体(PA-1)組成物は、チューブリアクターR3から回収した。
<Preparation of polymer (P-1)>
A hexane solution of normal butyl lithium (BuLi) and a styrene solution in which styrene is dissolved in tetrahydrofuran in advance are introduced from the tube reactors P1 and P2 shown in FIG. got a union.
Next, the polymer obtained in the above step is transferred to the T-shaped micromixer M2 through the tube reactor R1 shown in FIG. -methylstyrene (α-MeSt)).
Next, a tert-butyl methacrylate solution prepared by dissolving tert-butyl methacrylate in tetrahydrofuran in advance was introduced from the tube reactor P4 shown in FIG. The coalescence and continuous living anionic polymerization reactions were carried out. Thereafter, a block copolymer (PA-1) composition was produced by quenching the living anionic polymerization reaction by supplying methanol. A block copolymer (PA-1) composition was recovered from tube reactor R3.
ブロック共重合体(PA-1)組成物を製造する際、図1に示すマイクロリアクター全体を恒温槽に埋没させることで、反応温度を24℃に設定した。前記方法で得られたブロック共重合体(PA-1)組成物を構成するモノマーのモル比は、(BuLi/スチレン/α-メチルスチレン/tert-ブチルメタクリレート)=1.0/12.0/2.0/8.1であった。得られたブロック共重合体(PA-1)組成物を陽イオン交換樹脂で処理することで加水分解した後、減圧下で留去し、得られた固体を粉砕することによって粉状のポリマー(P-1)を得た。 When producing the block copolymer (PA-1) composition, the reaction temperature was set to 24° C. by immersing the entire microreactor shown in FIG. 1 in a constant temperature bath. The molar ratio of the monomers constituting the block copolymer (PA-1) composition obtained by the above method is (BuLi/styrene/α-methylstyrene/tert-butyl methacrylate) = 1.0/12.0/ 2.0/8.1. The obtained block copolymer (PA-1) composition was hydrolyzed by treatment with a cation exchange resin, then distilled off under reduced pressure, and the resulting solid was pulverized to obtain a powdery polymer ( P-1) was obtained.
得られたポリマー(P-1)の物性値は以下のように測定した。 The physical properties of the obtained polymer (P-1) were measured as follows.
(数平均分子量(Mn)の測定)
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定した。
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC-8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
(Measurement of number average molecular weight (Mn))
It was measured under the following conditions by a gel permeation chromatography (GPC) method.
Measuring device: high-speed GPC device ("HLC-8220GPC" manufactured by Tosoh Corporation)
Column: The following columns manufactured by Tosoh Corporation were connected in series and used.
"TSKgel G5000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 "TSKgel G4000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 "TSKgel G3000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 Book "TSKgel G2000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 Detector: RI (differential refractometer)
Column temperature: 40°C
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL/min Injection volume: 100 μL (tetrahydrofuran solution with a sample concentration of 0.4% by mass)
Standard sample: A calibration curve was created using the following standard polystyrene.
{標準ポリスチレン}
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-550」
{standard polystyrene}
"TSKgel standard polystyrene A-500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-1000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-1" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-2" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-4" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-10" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-20" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-40" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-80" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-128" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-288" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-550" manufactured by Tosoh Corporation
(酸価の測定)
JIS試験方法K 0070-1992に準拠して酸価を測定した。テトラヒドロフランに試料0.5gを溶解させ、フェノールフタレインを指示薬として、0.1M水酸化カリウムアルコール溶液で滴定することにより酸価を求めた。
(Measurement of acid value)
The acid value was measured according to JIS test method K 0070-1992. A 0.5 g sample was dissolved in tetrahydrofuran, and the acid value was determined by titration with a 0.1 M potassium hydroxide alcohol solution using phenolphthalein as an indicator.
(水への溶解度の測定)
目開き250μm及び90μmの篩を用いて250μm~90μmの範囲に粒子径を整えたポリマー0.5gを、400メッシュ金網を加工した袋に封入し、水50mLに浸漬、25℃の温度下で24時間緩やかに攪拌放置した。24時間浸漬後、ポリマーを封入した400メッシュ金網を、110℃に設定した乾燥機で2時間乾燥させた。ポリマーを封入した400メッシュ金網の水浸漬前後の質量の変化を測定し、次式により溶解度を算出した。
溶解度[g/100mL]=(浸漬前のポリマー封入400メッシュ金網[g]-浸漬後のポリマー封入400メッシュ金網[g])×2
(Measurement of solubility in water)
0.5 g of a polymer whose particle size is adjusted to a range of 250 μm to 90 μm using sieves with mesh openings of 250 μm and 90 μm is sealed in a bag processed with a 400 mesh wire mesh, immersed in 50 mL of water, and heated at 25 ° C. for 24 hours. The mixture was left to stir gently for a period of time. After soaking for 24 hours, the polymer-encapsulated 400 mesh wire mesh was dried in a dryer set at 110° C. for 2 hours. The change in mass of the 400-mesh wire mesh enclosing the polymer before and after immersion in water was measured, and the solubility was calculated by the following equation.
Solubility [g / 100 mL] = (polymer-encapsulated 400-mesh wire mesh [g] before immersion - polymer-encapsulated 400-mesh wire mesh [g] after immersion) × 2
(水中での微粒子形成の判断方法及び体積平均粒子径[nm]の測定方法)
(1)前記酸価の測定方法に従い、ポリマーの酸価を求めた。
(2)水50mLに対してポリマーを1g添加後、上記(1)で得たポリマーの酸価を100%中和するだけの0.1mol/L水酸化カリウム水溶液を加え、100%中和とした。
(3)100%中和させた液を、25℃の温度下で、2時間超音波洗浄機(株式会社エスエヌディ製の超音波洗浄器US-102、38kHz自励発信)中で超音波を照射し分散させた後、24時間室温で放置した。
(Method for judging fine particle formation in water and method for measuring volume average particle diameter [nm])
(1) The acid value of the polymer was determined according to the acid value measurement method described above.
(2) After adding 1 g of polymer to 50 mL of water, add 0.1 mol/L potassium hydroxide aqueous solution to neutralize the acid value of the polymer obtained in the above (1) by 100%, and 100% neutralization. bottom.
(3) Irradiate the 100% neutralized liquid with ultrasonic waves at a temperature of 25 ° C. for 2 hours in an ultrasonic cleaner (Ultrasonic cleaner US-102 manufactured by SND Co., Ltd., 38 kHz self-excited transmission). After being dispersed, it was allowed to stand at room temperature for 24 hours.
前記放置して得た液の、液面から2cmの深さにある液をサンプル液として、動的光散乱式粒子径分布測定装置(日機装株式会社製、動的光散乱式粒子径測定装置「マイクロトラック粒度分布計UPA-ST150」)を用い、粒子の光散乱情報から微粒子形成の有無を確認し、微粒子が存在する場合はその体積平均粒子径を測定した。 A dynamic light scattering particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., dynamic light scattering particle size measuring device " Microtrac particle size distribution meter UPA-ST150") was used to confirm the presence or absence of fine particle formation from the light scattering information of the particles, and if fine particles were present, their volume average particle diameter was measured.
(静的表面張力の測定)
前記水中での微粒子形成の判断方法で得たサンプル液と同様のサンプル液を用いて、ウィルヘルミ表面張力計で静的表面張力を測定した。
(Measurement of static surface tension)
The static surface tension was measured with a Wilhelmy surface tensiometer using the same sample liquid as the sample liquid obtained in the method for judging fine particle formation in water.
前記で得られたポリマー(P-1)の原料、反応条件、及び、各種物性値を表1に示す。表1中、BuLiはノルマルブチルリチウムを表し、Stはスチレンを表し、α-MeStはα-メチルスチレンを表し、tBMAはtert-ブチルメタクリレートを表す。 Table 1 shows the raw materials, reaction conditions, and various physical properties of the polymer (P-1) obtained above. In Table 1, BuLi represents normal butyl lithium, St represents styrene, α-MeSt represents α-methylstyrene, and tBMA represents tert-butyl methacrylate.
<水性顔料分散体の調製>
(製造例1)
ファストゲンブルーPigment(色材(B)、フタロシアニン系顔料、DIC株式会社製:C.I.ピグメント15:3)150質量部、ポリマー(P-1)(顔料分散剤(C))45質量部、トリエチレングリコール(有機溶剤(F))150質量部、及び、34質量%水酸化カリウム水溶液20質量部を、1.0Lのインテンシブミキサー(日本アイリッヒ株式会社)に仕込み、ローター周速2.94m/sec、パン周速1m/secで25分間混練した。
次に、前記インテンシブミキサー容器内の混練物に、撹拌を継続しながら、イオン交換水(第1のイオン交換水)450質量部を徐々に加えた後、イオン交換水(第2のイオン交換水)185質量部を更に加え混合することによって顔料濃度15質量%の水性顔料分散体を得た。
<Preparation of aqueous pigment dispersion>
(Production example 1)
Fastgen Blue Pigment (colorant (B), phthalocyanine pigment, manufactured by DIC Corporation: CI Pigment 15:3) 150 parts by weight, polymer (P-1) (pigment dispersant (C)) 45 parts by weight , 150 parts by mass of triethylene glycol (organic solvent (F)) and 20 parts by mass of a 34% by mass potassium hydroxide aqueous solution were charged into a 1.0 L intensive mixer (Japan Eirich Co., Ltd.), and the rotor peripheral speed was 2.94 m. /sec and a pan peripheral speed of 1 m/sec for 25 minutes.
Next, while continuing to stir, 450 parts by mass of ion-exchanged water (first ion-exchanged water) is gradually added to the kneaded material in the intensive mixer container, and then ion-exchanged water (second ion-exchanged water) is added. ) was further added and mixed to obtain an aqueous pigment dispersion having a pigment concentration of 15% by mass.
(製造例2~4)
原料及び配合割合を表2に記載の原料及び配合割合に変更すること以外は、前記製造例1と同様の方法で水性顔料分散体(K-1)、(M-1)及び(Y-1)を得た。
(Production Examples 2-4)
Aqueous pigment dispersions (K-1), (M-1) and (Y-1) were prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the raw materials and blending ratios were changed to the raw materials and blending ratios shown in Table 2. ).
表2中のPB15:3はフタロシアニン系顔料ファストゲンブルーPigmentを表し、PB7はピグメントブラック7を表し、PR122はピグメントレッド122を表し、PY74はピグメントイエロー74を表し、TEGはトリエチレングリコールを表す。 PB15:3 in Table 2 represents the phthalocyanine pigment Fastgen Blue Pigment, PB7 represents Pigment Black 7, PR122 represents Pigment Red 122, PY74 represents Pigment Yellow 74, and TEG represents triethylene glycol.
<バインダー樹脂の合成>
攪拌機、温度計、冷却管、及び、窒素導入管を装備した4つ口のフラスコに、「ニューコール707SF」(日本乳化剤株式会社製、アニオン性乳化剤)16g、「ノイゲンTDS-200D」(第一工業製薬株式会社製、ノニオン性乳化剤)6.5g及び脱イオン水220gを仕込み、窒素気流下で80℃に昇温した後、過硫酸アンモニウム0.8gを脱イオン水16gに溶解させた水溶液を添加した。さらに、2-エチルヘキシルアクリレート60g、スチレン100g、メタクリル酸メチル27g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.4g、アクリルアミド3g、及び、メタクリル酸6gの混合液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間反応せしめた後、25℃まで冷却し、28質量%アンモニア水1.5gで中和せしめ、脱イオン水を加えることによって、ガラス転移温度(Tg)35℃、平均粒子径50nmのアクリル系樹脂水分散液(X-1)を得た。アクリル系樹脂分散液(X-1)の固形分濃度は39質量%であった。
<Synthesis of binder resin>
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser, and nitrogen introduction tube, 16 g of "New Coal 707SF" (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., an anionic emulsifier), "Noigen TDS-200D" (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., nonionic emulsifier) 6.5 g and deionized water 220 g were charged, the temperature was raised to 80 ° C. under a nitrogen stream, and an aqueous solution in which 0.8 g of ammonium persulfate was dissolved in 16 g of deionized water was added. bottom. Further, a mixture of 60 g of 2-ethylhexyl acrylate, 100 g of styrene, 27 g of methyl methacrylate, 0.4 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3 g of acrylamide, and 6 g of methacrylic acid was added dropwise over 3 hours. After the dropwise addition, the mixture was allowed to react for 2 hours, then cooled to 25°C, neutralized with 1.5 g of 28% by mass ammonia water, and deionized water was added to obtain a glass transition temperature (Tg) of 35°C and an average particle size. An aqueous acrylic resin dispersion (X-1) of 50 nm was obtained. The solid content concentration of the acrylic resin dispersion (X-1) was 39% by mass.
<水性インクの調製>
(調製例1)
前述の水性顔料分散体(K-1)37.5g(水等を含む分散体の質量)に、3MB(株式会社ダイセル製、3-メトキシ-1-ブタノール)6g、プロピレングリコール4g、グリセリン9g、トリエチレングリコール0.8g、SC-P1000(阪本薬品工業株式会社製、ポリオキシプロピレン(14)ポリグリセルエーテル)2g、エチレン尿素5.6g、トリエタノールアミン(pH調整剤)0.2g、DYNOL604(エボニック・ジャパン社製、アセチレン系界面活性剤)1.2g、TEGO Wet KL-245(巴工業株式会社製、ポリエーテル変性シロキサンコポリマー)0.012g、ACTICIDE B-20(ソー・ジャパン株式会社製、防腐剤)0.1g、前述のアクリル系樹脂水分散液(X-1)11.3g(水等を含む水分散液の質量)、及び、イオン交換水22.288gを加えて攪拌し、水性インク(J1)を得た。
<Preparation of aqueous ink>
(Preparation Example 1)
37.5 g of the above aqueous pigment dispersion (K-1) (mass of dispersion containing water etc.), 3 MB (manufactured by Daicel Corporation, 3-methoxy-1-butanol) 6 g, propylene glycol 4 g, glycerin 9 g, Triethylene glycol 0.8 g, SC-P1000 (manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd., polyoxypropylene (14) polyglycerol ether) 2 g, ethylene urea 5.6 g, triethanolamine (pH adjuster) 0.2 g, DYNOL604 ( Acetylene-based surfactant manufactured by Evonik Japan) 1.2 g, TEGO Wet KL-245 (manufactured by Tomoe Kogyo Co., Ltd., polyether-modified siloxane copolymer) 0.012 g, ACTICIDE B-20 (manufactured by So Japan Co., Ltd., Preservative) 0.1 g, 11.3 g of the acrylic resin aqueous dispersion (X-1) described above (mass of aqueous dispersion containing water, etc.), and 22.288 g of ion-exchanged water are added and stirred, and aqueous An ink (J1) was obtained.
(調製例2~10)
原料及び配合割合を表3に記載の原料及び配合割合に変更すること以外は、前記調製例1と同様の方法で水性インク(J2)~(J10)を得た。
(Preparation Examples 2-10)
Aqueous inks (J2) to (J10) were obtained in the same manner as in Preparation Example 1 except that the raw materials and blending ratios were changed to those shown in Table 3.
表3中、略語は以下のとおりである。
3MB:3-メトキシ-1-ブタノール
PG:プロピレングリコール
GLY:グリセリン
TEG:トリエチレングリコール
SC-P1000:ポリオキシプロピレン(14)ポリグリセルエーテル
TEA:トリエタノールアミン
DYNOL604:アセチレン系界面活性剤(エボニック・ジャパン社製、主鎖の炭素数:12、HLB値:8)
DYNOL607:アセチレン系界面活性剤(エボニック・ジャパン社製、主鎖の炭素数:12、HLB値:8)
Surfynоl465:アセチレン系界面活性剤(エボニック・ジャパン社製、主鎖の炭素数:10、HLB値:13)
KL-245:シリコーン系界面活性剤(エボニック・ジャパン社製、TEGO Wet KL-245)
B-20:ACTICIDE B-20(ソー・ジャパン社製の防腐剤。有効成分20質量%)
Abbreviations in Table 3 are as follows.
3MB: 3-methoxy-1-butanol PG: propylene glycol GLY: glycerin TEG: triethylene glycol SC-P1000: polyoxypropylene (14) polyglycerol ether TEA: triethanolamine DYNOL604: acetylenic surfactant (Evonik Japan company, main chain carbon number: 12, HLB value: 8)
DYNOL607: Acetylene-based surfactant (manufactured by Evonik Japan, main chain carbon number: 12, HLB value: 8)
Surfynol465: acetylenic surfactant (manufactured by Evonik Japan, main chain carbon number: 10, HLB value: 13)
KL-245: silicone surfactant (manufactured by Evonik Japan, TEGO Wet KL-245)
B-20: ACTICIDE B-20 (preservative manufactured by So Japan Co., Ltd. Active ingredient 20% by mass)
<水性インクの粘度の測定>
E型粘度計に相当する円錐平板形(コーン・プレート形)回転粘度計を使用し、下記条件にて水性インクの粘度を測定した。結果を表4に示す。
測定装置:TVE-25形粘度計(東機産業株式会社製、TVE-25 L)
校正用標準液:JS20
測定温度:32℃
回転速度:10~100rpm
注入量:1200μL
<Measurement of Viscosity of Aqueous Ink>
Using a cone-plate type (cone-plate type) rotary viscometer corresponding to an E-type viscometer, the viscosity of the water-based ink was measured under the following conditions. Table 4 shows the results.
Measuring device: TVE-25 type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., TVE-25 L)
Calibration standard solution: JS20
Measurement temperature: 32°C
Rotation speed: 10-100rpm
Injection volume: 1200 μL
<水性インクの接触角の測定>
接触角計(協和界面科学株式会社製、商品名「Drop Master DMo-501」)を使用し、液滴法(経時変化)により動的接触角を測定した。具体的には、基板上に水性インクを滴下した後に乾燥させることにより基板上にインク膜を形成した。次に、水性インクを接触角計に入れ、25℃において当該水性インクをインク膜上に滴下したタイミングを0msecとしたときの、1000msec時の動的接触角の値を求めた。結果を表4に示す。
<Measurement of contact angle of water-based ink>
Using a contact angle meter (trade name “Drop Master DMo-501” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the dynamic contact angle was measured by the droplet method (change over time). Specifically, an ink film was formed on the substrate by dropping water-based ink onto the substrate and then drying the ink. Next, the water-based ink was placed in a contact angle meter, and the value of the dynamic contact angle at 1000 msec was determined when the timing of dropping the water-based ink onto the ink film at 25° C. was 0 msec. Table 4 shows the results.
<印刷物のスジの評価>
京セラ株式会社製のインクジェットヘッドKJ4B-YHに前述の水性インクをそれぞれ充填し、ヘッドノズルプレート面からのインクサブタンクの水頭差を+35cm、負圧を-5.0kPaに設定することで供給圧を調整した。また、インクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との最短距離(インクジェットヘッドのインク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)に対して仮定した垂線と、被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離(ギャップ))は2mm、3mm又は4mmに設定した。被記録媒体としては、白の着色層を有する厚さ2mm程度の段ボールを使用した。
段ボールを固定するための台(ステージ)上に前記段ボールを設置し、そのステージの下側から、ヒートローラーを用いて加熱することによって、インクが着弾する表面(記録面)の温度を25℃に調整した。前記被記録媒体の表面の温度は、表面温度計を用いて測定した。
前記ヘッドの駆動条件は、インクジェットヘッドの標準電圧及び標準温度とし、液滴サイズを18pLに設定して100%ベタ印刷(ヘッド温度:32℃)を実施することにより印刷物を得た。インクジェットヘッドの間隔は6cmとし、600dpiヘッドを用いて印刷物を作製した。
<Evaluation of streaks in printed matter>
Inkjet heads KJ4B-YH manufactured by Kyocera Corporation are each filled with the aforementioned water-based ink, and the supply pressure is adjusted by setting the water head difference of the ink sub-tank from the head nozzle plate surface to +35 cm and the negative pressure to -5.0 kPa. bottom. In addition, the shortest distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium (from the surface (x) having the ink ejection port of the inkjet head, the perpendicular line assumed to the surface (x) intersects the recording medium The distance (gap) to the position (y) was set to 2 mm, 3 mm or 4 mm. As a recording medium, corrugated cardboard having a thickness of about 2 mm and having a white colored layer was used.
The corrugated cardboard is placed on a table (stage) for fixing the corrugated cardboard, and the temperature of the surface (recording surface) on which the ink lands is raised to 25°C by heating from the underside of the stage using a heat roller. It was adjusted. The temperature of the surface of the recording medium was measured using a surface thermometer.
The drive conditions of the head were the standard voltage and standard temperature of the ink jet head, the droplet size was set to 18 pL, and 100% solid printing was performed (head temperature: 32° C.) to obtain a print. The distance between the inkjet heads was set to 6 cm, and printed matter was produced using a 600 dpi head.
前記印刷物をスキャナーで読み取り、画像解析ソフト『ImageJ』にてインクが塗布されていない部分の割合(スジ率)を算出した。スジ率は、前述の100%ベタ印刷を行った範囲の面積に対する、水性インクが塗布されなかった範囲の面積の割合を示す。下記の基準に基づき評価した結果を表4に示す。
A:印刷物のスジ率3%未満
B:印刷物のスジ率3%以上5%未満
C:印刷物のスジ率5%以上10%未満
D:印刷物のスジ率10%以上
The printed matter was read with a scanner, and the percentage of the area where ink was not applied (ratio of streaks) was calculated using image analysis software "ImageJ". The streak ratio indicates the ratio of the area of the area where the water-based ink was not applied to the area of the area where the above-described 100% solid printing was performed. Table 4 shows the results of evaluation based on the following criteria.
A: streak rate of less than 3% in printed matter B: streak rate of printed matter of 3% or more and less than 5% C: streak rate of printed matter of 5% or more and less than 10% D: streak rate of printed matter of 10% or more
M1,M2,M3…T字型マイクロミキサー、P1,P2,P3,P4…チューブリアクター、R1,R2,R3…チューブリアクター。 M1, M2, M3... T-shaped micromixer, P1, P2, P3, P4... Tube reactor, R1, R2, R3... Tube reactor.
Claims (7)
前記印刷工程において、インクジェットヘッドのインク吐出口と前記被記録媒体との最短距離が2mm以上であり、
前記インクが水性インクであり、
前記インクが、尿素結合を有する化合物を含有し、
前記尿素結合を有する化合物の含有量が前記インクの全量に対して1~20質量%であり、
前記インクの32℃における粘度が15mPa・s未満であり、
前記インクと前記被記録媒体との滴下後1000msec時における動的接触角が20°未満である、印刷物の製造方法。 Equipped with a printing process for obtaining a printed matter by printing ink on a recording medium by an inkjet recording method,
In the printing step, the shortest distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium is 2 mm or more,
the ink is an aqueous ink,
the ink contains a compound having a urea bond,
The content of the compound having a urea bond is 1 to 20% by mass with respect to the total amount of the ink,
The viscosity of the ink at 32° C. is less than 15 mPa·s,
A method for producing a printed matter, wherein the dynamic contact angle at 1000 msec after dropping the ink onto the recording medium is less than 20°.
前記色材の含有量が前記インクの全量に対して0.5質量%を超え20質量%以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の印刷物の製造方法。 the ink further contains a coloring material,
The method for producing a printed matter according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the coloring material is more than 0.5% by mass and 20% by mass or less with respect to the total amount of the ink.
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