JP7393220B2 - インクジェット用インク - Google Patents
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Description
上記アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物はポリビニルピロリドンであることが好ましい。
上記アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物の重量平均分子量は5000~50万であることが好ましい。
また、上記アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物の含有量は0.05~10質量%であることが好ましい。
上記樹脂エマルション粒子は(メタ)アクリル系ポリマーを含有することが好ましい。
上記樹脂エマルション粒子のカルボキシル基由来の酸価は0~6mgKOH/gであることが好ましい。
本発明のインクジェット用インクは、アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物と、樹脂エマルション粒子(樹脂粒子)と、水とを含む。
本発明のインクジェット用インクは、アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物を含む。上記アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物としては、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド等が挙げられ、中でもポリビニルピロリドンが好ましい。
本発明のインクジェット用インクは、アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物を含むことにより、吐出安定性が優れたものとなり、且つ画像形成した場合の耐ブロッキング性も優れたものとなる。
本発明のインクジェット用インクに含まれる上記樹脂エマルション粒子は、好ましくは単官能単量体および/または多官能単量体由来の構成単位を含んでいても良い。単官能単量体および多官能単量体由来の構成単位は、単官能単量体および多官能単量体を含む単量体を重合することによって得られる。上記単官能単量体および多官能単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。
これらのエチレン性不飽和二重結合含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
また、樹脂エマルション粒子に紫外線吸収性を付与する観点から、本発明の目的が阻害されない範囲内で、紫外線吸収性単量体を単量体成分に含有させてもよい。
上記樹脂エマルション粒子には、さらに架橋剤を含有させることにより、架橋性を付与することができる。架橋剤としては、常温で架橋反応を開始するものであってもよく、熱により架橋反応を開始するものであってもよい。本発明のインクジェット用インクでは、上記樹脂エマルション粒子に架橋剤を含有させることにより、耐ブロッキング性および密着性をより向上させることができる。
上記架橋剤のなかでは、コロナ処理されたPETやOPP等への密着性をより向上させる観点から、付加重合性オキサゾリンが好ましい。
本発明のインクジェット用インクに含まれる樹脂エマルション粒子のカルボキシル基由来の酸価は0~6が好ましく、樹脂エマルション粒子の重合に使用される単量体の組成を調整することにより調節することができる。
上記樹脂エマルション粒子は、ガラス転移温度が55℃以上のポリマー成分と、ガラス転移温度が55℃未満のポリマー成分とを含むことが好ましい。
ポリマー成分のガラス転移温度は、単量体成分に使用される単量体の組成を調整することにより調節することができる。
1/Tg=Σ(Wm/Tgm)/100
〔式中、Wmはポリマー成分を構成する単量体成分における単量体mの含有率(質量%)、Tgmは単量体mの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度:K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて求められた温度を意味する。
好ましくは、コア部分のポリマー成分のガラス転移温度が55℃以上(より好適にはコア部分のポリマー成分のガラス転移温度が200℃以下)、シェル部分のポリマー成分のガラス転移温度が25℃以下(より好適にはシェル部分のポリマー成分のガラス転移温度が-20℃以上)であり;
より好ましくは、コア部分のポリマー成分のガラス転移温度が90℃以上(より好適にはコア部分のポリマー成分のガラス転移温度が200℃以下)、シェル部分のポリマー成分のガラス転移温度が55℃未満(より好適にはシェル部分のポリマー成分のガラス転移温度が-20℃以上)であり;
さらに好ましくは、コア部分のポリマー成分のガラス転移温度が90℃以上(より好適にはコア部分のポリマー成分のガラス転移温度が200℃以下)、シェル部分のポリマー成分のガラス転移温度が25℃以下(より好適にはシェル部分のポリマー成分のガラス転移温度が-20℃以上)である。
上記コア部分は、スチレン系単量体を含むことが好ましい。上記コア部分におけるスチレン系単量体の含有量は、上記コア部分を構成する単量体全量100質量%に対して、1~70質量%が好ましい。
(重量平均分子量)
本発明のインクジェット用インクでは、樹脂エマルション粒子を構成するポリマー成分の重量平均分子量は、耐水性および密着性をより向上させる観点から、好ましくは10万以上、より好ましくは30万以上、さらに好ましくは55万以上、特に好ましくは60万以上である。ポリマー成分の重量平均分子量の上限値は、成膜性および耐水性を向上させる観点から、好ましくは500万以下である。
本発明のインクジェット用インクに含まれる樹脂エマルション粒子の体積平均粒子径は、樹脂エマルション粒子の画像均一性を向上させる観点から、好ましくは30nm以上、より好ましくは50nm以上であり、貯蔵安定性および耐水性をより向上させる観点から、好ましくは350nm以下、より好ましくは300nm以下である。
本発明のインクジェット用インクは、上述した単量体成分を乳化重合させてなるポリマー成分である樹脂エマルション粒子を含むエマルションを含有することが好ましい。
本発明のインクジェット用インクに含まれる樹脂エマルション粒子の製造方法としては、上記した単量体成分を、乳化剤の存在下で乳化重合させることが好ましい。
乳化重合で使用する乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、両性乳化剤、高分子乳化剤などが挙げられ、これらの乳化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス(2―ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、4,4-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)などのアゾ化合物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過酸化アンモニウムなどの過酸化物などが挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
また、樹脂エマルション粒子の重量平均分子量を調整するために、連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては、例えば、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、tert-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトエタノール、α-メチルスチレン、α-メチルスチレンダイマーなどが挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの連鎖移動剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。単量体成分100質量部あたりの連鎖移動剤の量は、樹脂エマルション粒子の重量平均分子量を適切に調整する観点から、0.01~10質量部であることが好ましい。
また、反応系内には、必要により、pH緩衝剤、キレート剤、造膜助剤などの添加剤を添加してもよい。添加剤の量は、その種類によって異なるので一概には決定することができない。通常、単量体成分100質量部あたりの添加剤の量は、好ましくは0.01~5質量部程度、より好ましくは0.1~3質量部程度である。
本発明のインクジェット用インクは、水を含む水性インクである。水の含有量は、本発明のインクジェット用インク100質量部に対し、20質量%以上80質量%以下が好ましく、25質量%以上70質量%以下がより好ましい。
本発明のインクジェット用インクは、有機溶剤を含んでいても良い。
上記有機溶剤としては、例えば、プロピレングリコール、1,3プロパンジオール、グリセリン、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、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等のグリコール;モノエチレングリコールモノメチルエーテル、モノエチレングリコールモノエチルエーテル、モノエチレングリコールモノプロピルエーテル、モノエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、モノエチレングリコールモノブチルエーテル、モノエチレングリコールモノイソブチルエーテル等のモノエチレングリコールのエーテル;モノプロピレングリコールモノメチルエーテル、モノプロピレングリコールモノエチルエーテル、モノプロピレングリコールモノプロピルエーテル、モノプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、モノプロピレングリコールモノブチルエーテル、モノプロピレングリコールモノイソブチルエーテル等のモノプロピレングリコールのエーテル;トリプロピレングリコールモノメチルエーテル;ポリエチレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノエチルエーテル、ポリエチレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノイソプロピルエーテル、ポリエチレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノブチルエーテル、ポリエチレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノイソブチルエーテル等のポリエチレングリコールのエーテル;ポリプロピレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノプロピルエーテル、ポリプロピレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノイソプロピルエーテル、ポリプロピレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコール(EO付加モル数=2~10、好ましくは2~4)のモノイソブチルエーテル等のポリプロピレングリコールのエーテルが挙げられる。これらの中でも、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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イソブチルエーテルが好ましい。これらの有機溶剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
上記有機溶剤の含有量は、本発明のインクジェット用インク100質量部に対し、1質量%以上60質量%以下が好ましく、10質量%以上50質量%以下がより好ましい。
本発明のインクジェット用インクは、さらに顔料を含むことが好ましい。顔料としては、有機顔料および無機顔料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。また、必要に応じて、それらと体質顔料を併用することもできる。
色相は特に限定されず、イエロー、マゼンタ、シアン、ブルー、レッド、オレンジ、グリーン等の有彩色顔料をいずれも用いることができ、具体例としては、C.I.ピグメント・イエロー、C.I.ピグメント・レッド、C.I.ピグメント・オレンジ、C.I.ピグメント・バイオレット、C.I.ピグメント・ブルー、及びC.I.ピグメント・グリーンからなる群から選ばれる1種以上の各品番製品が挙げられる。
これらの有機顔料は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
本発明のインクジェット用インクには、本発明の目的が阻害されない範囲内で、上記インクジェット用インクに含まれる樹脂エマルション粒子以外の他の樹脂エマルション粒子が含まれていてもよい。
(最低造膜温度)
本発明のインクジェット用インクの最低造膜温度は、密着性をより向上させる観点から、好ましくは40℃以下、より好ましくは20℃以下、さらに好ましくは0℃以下である。
本発明の本発明のインクジェット用インクにおける不揮発分量は、隠蔽性または色濃度を向上させる観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上であり、貯蔵安定性を向上させる観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。
〔インクジェット用インクにおける不揮発分量(質量%)〕
=(〔残渣の質量〕÷〔インクジェット用インク1g〕)×100
に基づいて求められた値を意味する。
特に、非吸液性フィルム用のインクジェット用の水性インクとして好適に用いることができる。
本発明の水性インクジェット用インクでは、インクジェット用の水性インクとしての使用が好ましい。また、本発明のインクジェット用インクでは、後述の非吸液性フィルム用の水性インクとしての使用が好ましい。非吸液性フィルム用のインクジェット用の水性インクとしての使用が特に好ましい。
本発明のインクジェット用インクは、特に、コート紙や、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)等のポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルムなどの非吸液性樹脂のフィルムを用いた、商業印刷向けの記録媒体への印刷に好適に使用できる。
本発明のインクジェット用インクは、従来公知のコート紙や樹脂フィルム等の被印刷物の印刷に使用でき、印刷物とすることができる。
被印刷物としては、好ましくは、非吸液性フィルム、たとえば、非吸液性のコート紙や、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)等のポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルムなどの非吸液性の樹脂フィルムが挙げられる。中でも、より好ましくは、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)である。
また、非吸液性フィルムの中でも、本発明のインクジェット用インクを印刷する表面が、コロナ処理、アンカーコート処理等により、表面を化学的または物理的に改質したものが好ましい。本発明の水性インク用インクや、本発明のインクジェット用インクにより形成された被膜との密着性がより優れたものとなる。特に好ましくは、コロナ処理した二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)、コロナ処理したポリエチレンテレフタレート(PET)である。
本発明のインクジェット用インクは、インクジェット印刷に採用できる。インクジェット印刷としては、例えば、サーマル方式、ピエゾ方式、荷電偏向制御方式(連続吐出方式)等が好ましい。
ポリマー成分のガラス転移温度(Tg)は、当該ポリマー成分を構成する単量体成分に使用されている単量体の単独重合体のガラス転移温度を用いて、式:
1/Tg=Σ(Wm/Tgm)/100
〔式中、Wmはポリマー成分を構成する単量体成分における単量体mの含有率(質量%)、Tgmは単量体mの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度:K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて計算から求めた。
樹脂エマルション粒子のカルボキシル基由来の酸価は、用いた単量体成分1g中に存在するカルボキシル基を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数を酸価として近似して得た。
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に、脱イオン水716部を仕込んだ。滴下ロートに、脱イオン水209部、乳化剤[(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10]の25%水溶液60部、シクロヘキシルメタクリレート100部、メチルメタクリレート250部、スチレン100部、n-ブチルアクリレート40部およびヒドロキシエチルメタクリレート10部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全単量体成分の総量の5%にあたる77部をフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら70℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液10部を添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液15部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
なお、白色ペーストは、脱イオン水411部、分散剤[株式会社日本触媒製、アクアリックHL-415]67部、25%アンモニア水30部、プロピレングリコール60部、酸化チタン[石原産業株式会社製、CR-95]1000部およびガラスビーズ(直径1mm)200部をディスパーで回転速度3000min-1にて120分間分散させた後、300メッシュの金網で濾過することにより調製した。
実施例1において、ポリビニルピロリドンK-30を、アニオン性ポリアクリル酸ナトリウム(株式会社日本触媒製、アクアリックDL-522、重量平均分子量20万)2.5部(固形分として0.5部)に変更した以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクC1を調製した。
実施例1において、ポリビニルピロリドンK-30を、ノニオン性ポリビニルアルコール(日本酢ビ・ポバール株式会社製、JC-25、重量平均分子量11万)0.5部(固形分として0.5部)に変更した以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクC2を調製した。
実施例1において、ポリビニルピロリドンK-30を、ノニオン性ポリエチレングリコール(住友精化株式会社製、PEO-1、重量平均分子量15万)0.5部(固形分として0.5部)に変更した以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクC3を調製した。
実施例1において、ポリビニルピロリドンK-30を、ポリビニルピロリドンK-85(株式会社日本触媒製、重量平均分子量110万)0.5部(固形分として0.5部)に変更した以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクC4を調製した。
温度25±1℃、相対湿度30±5%の環境で、インクジェット記録ヘッド「KJ4B-YH06WST-STDV」(京セラ株式会社製)を装備した印字評価装置(株式会社ジェネシス製)に実施例、比較例で得られたインクジェット用インクを充填した。
ヘッド電圧26V、周波数4kHz、吐出液適量12pl、ヘッド温度32℃、解像度600dpi、負圧-4.0kPaを設定した。
記録媒体の長手方向と搬送方向が同じになる向きに、記録媒体であるコロナ処理PET(フタムラ化学株式会社製、太閤ポリエステルフィルムFE2001)を搬送台に固定した。
印字命令を上記印字評価装置に転送し、インクジェット用インクをインクジェット記録方式で記録媒体上に、打ち込み量100%(12pl、600×600dpi)のベタ画像を印刷した。
直後に70℃の乾燥機で10秒間乾燥させた。
ベタ画像を目視観察し、以下の基準で画像の均一性を評価した。
◎:ベタ画像に白スジや色むらが生じていない。
○:ベタ画像に若干の白スジが見られる。
×:ベタ画像に白スジや色むらが顕著に生じている。
ベタ画像を印刷した印刷物の印刷面に、コロナ未処理面のPETを重ね合わせ、25℃で2N/cm2の荷重を1時間加えた後に素早く引き剥がし、以下の基準で耐ブロッキング性を評価した。
◎:全く抵抗がない
○:ほとんど抵抗がない
×:顕著に抵抗がある
ベタ画像を印刷した印刷物を爪でこすり、以下の基準で耐スクラッチ性(密着性)を確認した。
◎:印字面はがれが全く生じない。
○:印字面はがれがほとんど生じない。
×:印字面はがれが生じる。
Claims (6)
- アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物と、
樹脂エマルション粒子と、
水と、
有機溶剤と
を含み、
前記アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物が、重量平均分子量が5000~50万であるポリビニルピロリドンであり、
前記有機溶剤が、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、及びジエチレングリコールモノイソブチルエーテルからなる群から選択された少なくとも1種を含み、
前記有機溶剤の合計含有量が、インクジェット用インク100質量%に対し、10質量%以上60質量%以下であり、
前記インクジェット用インクにおける不揮発分量が、23.7質量%以上、50質量%以下であり、
非吸液性フィルム用のインクジェット用水性インクである
インクジェット用インク。 - 前記アミド結合を含むノニオン性の水溶性高分子化合物の含有量が0.05~10質量%である
請求項1に記載のインクジェット用インク。 - 前記樹脂エマルション粒子が(メタ)アクリル系ポリマーを含有する
請求項1または2に記載のインクジェット用インク。 - 前記樹脂エマルション粒子のカルボキシル基由来の酸価が0~6mgKOH/gである
請求項1~3のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。 - さらに顔料を含み、
前記インクジェット用インクの不揮発分100質量部あたりの顔料の量が、50質量部以上90質量部以下である
請求項1~4のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。 - さらに分散剤を含み、
前記分散剤の含有量が、前記インクジェット用インク100質量%に対し、0.1質量%以上2.0質量%以下である
請求項1~5のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
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