JP7355279B1 - インクジェット印刷インク及び印刷物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記分散物(B)は自己分散性顔料(b)を含むものであり、前記分散物(B)の体積平均粒子径が160nm以上210nm以下であり、前記分散物(A)と分散物(B)との質量割合[分散物(A)/分散物(B)]が1.5~9であることを特徴とするインクジェット印刷インクによって前記課題を解決した。
例えば、水分散性顔料(b)と水性媒体とを混合することによって製造することができる。前記混合は、必要に応じてメディアレス分散法で行うことができる。
本発明のインクジェット印刷インクは、普通紙への印刷に使用することで光学濃度が高く優れた印刷物を得ることができる。
#2650(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)50質量部、顔料分散樹脂A15質量部、34質量%水酸化カリウム水溶液6.6質量部及びジエチレングリコール33質量部を、プラネタリーミキサー(愛工舎製作所ACM04LVTJ-B)に仕込み、ジャケット温度60℃、攪拌羽根回転数25rpm(公転数80rpm)にて60分間混練することによって混練物を得た。
前記#2650(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)の代わりに#2300(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)を50質量部使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、体積平均粒子径53nmの分散物(A-2)を含む顔料濃度12質量%の分散液(A-2)を得た。
前記#2650(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)の代わりに#650B(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)を50質量部使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、体積平均粒子径72nmの分散物(A-3)を含む顔料濃度12質量%の分散液(A-3)を得た。
前記#2650(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)の代わりに#750B(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)を50質量部使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、体積平均粒子径90nmの分散物(A-4)を含む顔料濃度12質量%の分散液(A-4)を得た。
前記#2650(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)の代わりに#85(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)を50質量部使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、体積平均粒子径120nmの分散物(A-4)を含む顔料濃度12質量%の分散液(A-5)を得た。
NIPex90(Orion Engineered Carbons社製、カーボンブラック)100質量部を、ペルオキソ2硫酸ナトリウム水溶液(濃度1.5mol/L)4000質量部中に投入し、温度85℃、攪拌速度0.12回転/sの条件下で攪拌することによって酸化処理を行った。
攪拌機、温度計、冷却管、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)製、アニオン性乳化剤)16質量部、「ノイゲンTDS-200D」(第一工業製薬(株)製、ノニオン性乳化剤)6.5質量部および脱イオン水220質量部を仕込み、窒素気流下に80℃に昇温した後、過硫酸アンモニウム0.8質量部を脱イオン水16質量部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60質量部、スチレン100質量部、メタクリル酸メチル27質量部、アクリルアミド3質量部、メタクリル酸6質量部の混合液を、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1.5質量部で中和せしめ、脱イオン水を加えて不揮発分を40質量%に調整して、ガラス転移温度(Tg)35℃アクリル系樹脂水溶液(X)を得た。アクリル系樹脂水溶液(X)の最終固形分濃度は39質量%であった。
金属製ビーカーに、前記自己分散性顔料(b-1)15質量部とイオン交換水85質量部と34質量%水酸化カリウム水溶液0.55質量部とを供給し、攪拌することによって混合物を得た。
最大出力:200W
周波数:20KHz
前記NIPex90(Orion Engineered Carbons社製、カーボンブラック)の代わりに、MA77(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)を使用すること以外は、前記「(自己分散性顔料(b-1)の調製)」に記載した方法と同様の方法で自己分散性顔料(b-2)を得た。
前記自己分散性顔料(b-1)の代わりに前記自己分散性顔料(b-2)を使用すること以外は、前記「(分散液(B-1)の調製)」に記載した方法と同様の方法で、体積平均粒子径145nmの分散物(B-2)がイオン交換水に分散した顔料濃度20質量%の分散液(B-2)を得た。
前記NIPex90(Orion Engineered Carbons社製、カーボンブラック)の代わりに、NIPex150(Orion Engineered Carbons社製、カーボンブラック)を使用すること以外は、前記「(自己分散性顔料(b-1)の調製)」に記載した方法と同様の方法で自己分散性顔料(b-3)を得た。
前記自己分散性顔料(b-1)の代わりに前記自己分散性顔料(b-3)を使用すること以外は、前記「(分散液(B-1)の調製)」に記載した方法と同様の方法で、体積平均粒子径170nmの分散物(B-3)がイオン交換水に分散した顔料濃度20質量%の分散液(B-3)を得た。
前記NIPex90(Orion Engineered Carbons社製、カーボンブラック)の代わりに、MA230(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)を使用すること以外は、前記「(自己分散性顔料(b-1)の調製)」に記載した方法と同様の方法で自己分散性顔料(b-4)を得た。
前記自己分散性顔料(b-1)の代わりに前記自己分散性顔料(b-4)を使用すること以外は、前記「(分散液(B-1)の調製)」に記載した方法と同様の方法で、体積平均粒子径208nmの分散物(B-4)がイオン交換水に分散した顔料濃度20質量%の分散液(B-4)を得た。
前記NIPex90(Orion Engineered Carbons社製、カーボンブラック)の代わりに、MA14(三菱ケミカル株式会社製、カーボンブラック)を使用すること以外は、前記「(自己分散性顔料(b-1)の調製)」に記載した方法と同様の方法で自己分散性顔料(b-5)を得た。
前記自己分散性顔料(b-1)の代わりに前記自己分散性顔料(b-5)を使用すること以外は、前記「(分散液(B-1)の調製)」に記載した方法と同様の方法で、体積平均粒子径223nmの分散物(B-5)がイオン交換水に分散した顔料濃度20質量%の分散液(B-5)を得た。
前記で得た分散液(A-3)60質量部と、前記で得た分散液(B-3)40質量部とを混合し、スターラーで10分間撹拌後、1.2μmのフィルター(ポール社製)でろ過することによって、顔料濃度20質量%の水性顔料分散体を得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)90質量部及び前記分散液(B-3)10質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-4)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-4)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-4)70質量部及び前記分散液(B-4)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-4)70質量部及び前記分散液(B-4)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)50質量部及び前記分散液(B-3)50質量部の代わりに、前記分散液(A-3)50質量部及び前記分散液(B-3)0質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)95質量部及び前記分散液(B-3)5質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-1)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-2)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-5)70質量部及び前記分散液(B-3)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-1)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-2)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
前記分散液(A-3)60質量部及び前記分散液(B-3)40質量部の代わりに、前記分散液(A-3)70質量部及び前記分散液(B-5)30質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット印刷インクを得た。
顔料(a)及び自己分散型顔料(b)の一次粒子径D(nm)は、下記のようにして求めた。はじめに、コロジオン膜付きメッシュに、顔料(a)または自己分散型顔料(b)とイオン交換水とを含有する顔料濃度1質量%の水性顔料組成物を滴下し乾燥させた。その表面を、STEM(走査透過電子顕微鏡)を用いて観察した(JEOL製JSM-7500FA)。加速電圧は30kVとし、観察倍率は5000倍から200,000倍の範囲で観察試料に応じて、観察しやすい倍率に設定した。前記方法で観察された画像に基づき、前記顔料(a)及び自己分散型顔料(b)を形成する最小単位の粒子径(一次粒子径)を100点測定し平均化した値を、本発明でいう一次粒子径D(nm)とした。
インクジェット印刷インクの製造に使用する前記分散液(A-1)~(A-5)、分散液(B-1)~分散液(B-5)を、それぞれイオン交換水で10000倍に希釈したものを試料とした。
実施例及び比較例で得たインクジェット印刷インクの製造直後の粘度0を、ViscometerTV-20(東機産業株式会社)を用いて、25℃、50~100rpmの条件で測定した。
△:インクジェット印刷インクの粘度の変化率が1.2以上で1.7未満
×:インクジェット印刷インクの変化率が1.7以上
前記した方法で製造したインクジェット印刷インクを、製造後24時間静置した。その後、インクジェット印刷インクを、市販のインクジェットプリンターのカートリッジに充填し、普通紙(普通紙High-White)に、画像濃度設定100%設定の印刷パターンを印刷した。
前記普通紙に前記インクジェット印刷インクを印刷したものを常温環境下に1日放置することによって印刷物を得た。
○:1.30以上、
△:1.10以上で1.30未満
×:1.10未満
シャーレにインクジェット印刷インクを100μL滴下し、60℃の環境下に30分間放置した。次に、モデルインク(プロピレングリコール:10質量%、グリセリン:10質量%、サーフィノール420:0.1質量%、水:79.9質量%)を静かに前記シャーレに注ぎ入れ、60℃の環境下に30分間放置した。その後、前記シャーレの内容物を攪拌した際の内容物の溶解性を、下記評価基準に基づいて目視評価した。
〇:前記内容物がほぼ均一な黒色となり、顔料の塊は確認できない。
×:顔料が塊として残り、顔料分散体周囲の溶液は透明色のまま
京セラ株式会社製インクジェットヘッドKJ4B-YHに、実施例及び比較例で得た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-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。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、標準温度とし、液滴サイズを18pLに設定して100%ベタ印刷を実施し、印刷物を得た。
○:印刷物の色残存率が60%以上
△:印刷物の色残存率が30%以上60%未満
×:印刷物の色残存率が30%未満
Claims (6)
- 水性媒体と、分散物(A)と、分散物(B)と、バインダーとを含有するインクジェット印刷インクであって、
前記分散物(A)は、顔料(a)及び顔料分散樹脂を含むものであり、
前記分散物(A)の体積平均粒子径が70nm以上90nm未満であり、
前記分散物(B)は自己分散性顔料(b)を含むものであり、
前記分散物(B)の体積平均粒子径が160nm以上210nm以下であり、
前記分散物(A)と分散物(B)との質量割合[分散物(A)/分散物(B)]が1.5~9であり、
前記バインダーが、アクリルアミド由来の単位を有す樹脂であることを特徴とするインクジェット印刷インク。 - 前記樹脂が、更に、2-エチルヘキシルアクリレート由来の単位を有する樹脂である請 求項1に記載のインクジェット印刷インク。
- 前記樹脂が、更に、スチレン由来の単位を有する樹脂である請求項1または2に記載の インクジェット印刷インク。
- 顔料濃度が5質量%~12質量%である請求項1または2に記載のインクジェット印刷インク。
- 前記インクジェット印刷インクの全量に対するバインダーの含有量が0.4~3質量%の範囲であり、かつ、前記顔料(a)及び前記自己分散性顔料(b)がカーボンブラックを含むものである請求項1または2に記載のインクジェット印刷インク。
- ピエゾ式インクジェット印刷法によって、普通紙に、請求項1または2に記載のインクを印刷して得られる印刷物の製造方法。
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