JP7458751B2 - インクジェット用フォトクロミック水性インク - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット方式に適した光によって変色する水性インクに関する。

インクジェット方式によるプリントは、紙への印刷にとどまらず、布帛、皮革、プラスチック、金属などにも適用されている。また、肌への装飾や、ネイルアートに例示される化粧料も用いられている。

さらにプリント性能は著しく高くなり、高精度なグラフィックプリントも簡単に得ることができる。

このように誰でも高精度なプリントが可能となる一方で、プリント物が平均化してしまい、例えば、宣伝用チラシや幟などをインクジェットで作成する際に、個性を打ち出すことが難しくなっている。

特開２００１－１７２５３５号公報

本発明の目的は、インクジェット方式の液滴吐出において安定的に吐出可能であり、かつ光の照射によって色彩が変化するプリント物を得ることができる、インクジェット用水性インクを提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のインクジェット用水性インクは、フォトクロミックマイクロカプセルを含有することを特徴とする。
これにより、光の照射によって色彩が変化するプリント物を得ることができるインクジェット用水性インクが得られる。

本発明のインクジェット用水性インクでは、前記フォトクロミックマイクロカプセルの平均粒子径が０．２μｍ以上、１０μｍ未満であることが好ましい。
これにより、十分な色彩濃度が得られ、かつ濃度ムラが生じない仕上がりとすることが可能となる。
なお、最適な平均粒子径はインクジェットプリンタの仕様によって変動するが、一般的な家庭用のプリンタでは０．２μｍ以上、１μｍ以下が好ましい。一方、工業用プリンタでは、前記の範囲であれば好ましく用いることができる。

本発明のインクジェット用水性インクでは、前記フォトクロミックマイクロカプセルのシェル部を構成する材質が、イソシアネート系化合物からなることが好ましい。
これにより、柔軟性に富み固着性に優れた着色層を形成するインクジェット用水性インクが得られる。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
＜インクジェット用水性インク＞
まず、本発明のインクジェット用インクについて説明する。
インクジェット用水性インクとしては、工業用、一般家庭用、コンティニュアス型、オンデマンド型、サーマル式、ピエゾ式等の目的や仕様に限定されず適用することができる。また、プリント対象物も紙、布帛、皮革、金属、肌、爪などインクジェット方式でのプリントが可能であれば限定されない。

以下、インクジェット用水性インクの各構成成分について説明する。
＜フォトクロミックマイクロカプセル＞
本発明のインクジェット用水性インクは、フォトクロミックマイクロカプセルを含む。
フォトクロミックマイクロカプセルは、少なくともフォトクロミック染料（色素）を含有するコア成分、およびこれらを樹脂によって形成したシェルで内包したコア／シェル型マイクロカプセルである。さらに、フォトクロミックマイクロカプセルの外側がオレフィンなどの樹脂でコーティングされていてもよい。
なお、本発明における「染料」とは、溶媒に溶解する色材を表す概念であって、単独で発色する機能を有する色材は勿論、単独では発色しないものの、他の化合物との作用により発色する機能を有する色材も含む。

＜フォトクロミック染料（色素）＞
本発明において、用いることができるフォトクロミック染料（色素）としては、例えば、２，３－ビス（２，４，５－トリメチル－３－チエニル）マレイン酸無水物、２，３－ビス（２，４，５－トリメチル－３－チエニル）マレイミド、ｃｉｓ－１，２－ジシアノ－１，２－ビス（２，４，５－トリメチル－３－チエニル）エテン、１，２－ビス［２－メチルベンゾ［ｂ］チオフェン－３－イル］－３，３，４，４，５，５－ヘキサフルオロ－１－シクロペンテン、１，２－ビス（２，４－ジメチル－５－フェニル－３－チエニル）－３，３，４，４，５，５－ヘキサフルオロ－１－シクロペンテン、１－（２－ヒドロキシエチル）－３，３－ジメチルインドリノ－６´－ニトロベンゾピリロスピラン、１，３，３－トリメチルインドリノベンゾピリロスピラン、１，３，３－トリメチルインドリノ－６´－ニトロベンゾピリロスピラン、１，３，３－トリメチルインドリノ－６´－ブロモベンゾピリロスピラン、１，３，３－トリメチルインドリノ－８´－メトキシベンゾピリロスピラン、１，３，３－トリメチルインドリノ－β－ナフトピリロスピラン、１，３，３－トリメチルインドリノナフトスピロオキサジン、２，３－ジヒドロ－２－スピロ－４´－［８´－
アミノナフタレン－１´（４´Ｈ）－オン］ペリミジン（ｏ－体含む）、２，３－ジヒドロ－２－スピロ－７´－［８´－イミノ－７´，８´－ジヒドロナフタレン－１´－アミン］ペリミジン、アゾベンゼン、３，３－ジフェニル－３Ｈ－ナフト［２，１－ｂ］ピラン、２，５－ノルボルナジエン、チオインジゴなどの少なくとも１種が挙げられる。

本発明において、上記フォトクロミックマイクロカプセルは、少なくとも上記フォトクロミック染料（色素）と、有機溶媒と、酸化防止剤、光安定剤、増感剤などの添加剤とを含む光変色性組成物を、平均粒子径が所定径となるように、マイクロカプセル化することにより製造することができる。

マイクロカプセル化法としては、例えば、界面重合法、界面重縮合法、ｉｎｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法、水溶液からの相分離法、有機溶媒からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライニング法などを挙げることができ、用途に応じて適宜選択することができる。

本発明において、上記のフォトクロミックマイクロカプセルでは、皮膜の柔軟性、固着性、保存安定性の点から、シェル（壁膜）がウレタン樹脂、エポキシ樹脂、あるいはアミノ樹脂で形成されることが好ましく、ウレタン系樹脂が特に好ましい。ウレタン樹脂としては、例えば、ウレタン、ウレア・ウレタンが挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂とアミンの化合物が挙げられる。アミノ樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂が挙げられる。

〈コーティング方法〉
本発明では、フォトクロミックマイクロカプセルの外側を、例えばオレフィン系樹脂でコーティングしてもよい。
コーティング方法としては、例えば、上記のフォトクロミックマイクロカプセルと、オレフィン系樹脂を油性溶媒に溶解した溶液とを、水性媒体に分散させ、次いで加熱、減圧等により油性溶媒を除去してオレフィン系樹脂を析出せしめて、前記フォトクロミックマイクロカプセルの外側（外表面）にオレフィン系樹脂の被覆層を形成する方法、Ｂ）オレフィン系樹脂を油性溶媒に溶解させた溶解液に上記フォトクロミックマイクロカプセルを分散させ、加熱、減圧等により油性溶媒を除去することにより前記フォトクロミックマイクロカプセルの外側（外表面）にオレフィン系樹脂の被覆層を形成する方法、Ｃ）乾式衝撃処理（いわゆるハイブリダイゼーション）により上記フォトクロミックマイクロカプセルの外側（外表面）にオレフィン系樹脂の被覆層を形成する方法などが挙げられる。

本発明において、上記フォトクロミックマイクロカプセルの平均粒子径は、０．２μｍ以上、１０μｍ未満であることが好ましく、０．２μｍ以上、５μｍ未満であることが特に好ましい。
なお、本発明（後述する実施例等を含む）において、「平均粒子径」は、粒度分布測定装置〔マイクロトラックＨＲＡ９３２０－Ｘ１００（日機装社製）〕にて、体積基準によるメディアン径を測定した値である。

本発明のインクジェット用水性インクは、上記フォトクロミックマイクロカプセルを含有するものであるが、立体的な色模様や色形状を施すために、必要に応じて、着色剤を適宜量含有することができる。
用いることができる着色剤としては、インクジェット用水性インクに一般的に用いられる有機顔料、無機顔料、パール顔料、その他光輝性顔料、染料を用いることができる。
顔料としては、例えばカーボンブラック、グラファイト等の無機顔科、タルク、シリカ、アルミナ、マイカ、アルミナシリケート等の体質顔科、アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アンスラキノン顔料、キナクドリン顔料、イソインドリノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、各種レーキ顔料等の有機顔料、蛍光顔料、パール顔料等を用いることができる。
染料としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、媒染・酸性媒染染料、酒精溶性染料、アゾイック染料、硫化・硫化建染染料、建染染料、分散染料、油溶染料、食用染料、金属錯塩染料、造塩染料、樹脂に染料を染着した染料等の中から任意のもの、及びこれらの水溶液を用いることができる。

また、本発明のインクジェット用水性インクには、残部として水（精製水、蒸留水、イオン交換水、純水など）を含有することができ、更に、乾燥性の調整の目的で水溶性の有機溶剤、その他の任意成分、例えば、樹脂エマルションなどを用いることができる。
用いることができる有機溶剤としては、例えば、エタノール、フェノキシエタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、グリセリン、プロピレングリコール、１，３－ブチレングリコールなどのグリコール類などが挙げられる。
これらの有機溶剤は、好適な乾燥性を得るために、インクジェット用水性インク全量に対して、０～２０％含有、好ましくは、０．１～２０％とすることが望ましい。

＜固着剤＞
本発明のインクジェット用水性インクは必要に応じて固着剤を用いてもよい。固着剤によりプリント物の耐擦過性が向上する。
固着剤としては、特に限定されないが、水溶性アクリル系ポリマー、水溶性ウレタン系ポリマー、アクリル系エマルション、ウレタン系エマルション等が挙げられる。

＜分散剤＞
本発明のインクジェット用水性インクは分散剤を用いてもよい。分散剤はフォトクロミックマイクロカプセルや顔料の分散安定性を優れたものとすることができ、インクジェット用水性インクの保存安定性、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。分散剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマーおよびコポリマー、アクリル系ポリマーおよびコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、エポキシ樹脂等が挙げられる。

＜その他＞
本発明のインクジェット用水性インクは、上記以外のその他の成分として、水性インクに汎用的に用いられる成分である、例えばパラベン、チアゾリンなどの防菌剤、防腐剤、ＥＤＴＡなどのキレート剤、アセチレングリコールなどの界面活性剤、トリエタノールアミンなどのｐＨ調整剤などを用いることができる。
本発明のインクジェット用水性インクの２５℃、剪断速度３８．３／ｓでの粘度は、２０ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、３ｍＰａ・ｓ以上１５ｍＰａ・ｓ以下であるのがより好ましい。これにより、インクジェット法による液滴吐出を好適に行うことができる。なお、この上記粘度は、ＥＬＤ型粘度計（東京計器社製）を用いて測定された値である。

＜被覆方法＞
本発明のインクジェット用水性インクによる爪への被覆は、公知のインクジェット方式の液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）を用いて行うことができる。また、インクジェットの原理、方式、仕様には限定されない。

次に、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例等に限定されるものではない。なお、下記実施例等の「部」は「質量部」を意味する。
〔フォトクロミックマイクロカプセル１の処方〕
下記処方にてフォトクロミックマイクロカプセル１を得た。
フォトクロミック染料として、１，３，３－トリメチルインドリノ－６’－（１－ピペリジニル）スピロナフソザジン３部、ジエチレングリコールジベンゾエート１０部、およびメチルエチルケトン１０部を８０℃に加熱溶融して、均質な組成物２３部を得た。
上記で得た組成物２３部の均一な熱溶液にカプセル膜剤として、イソシアネート１０部及びポリオール１０部を加えて攪拌混合した。次いで、保護コロイドとして１２％ポリビニルアルコール水溶液６０部を用いて、２５℃で乳化して分散液を調製した。次いで、５％の多価アミン５部を用いて、８０℃で６０分間処理してフォトクロミックマイクロカプセルを得た。
以上の手順により得たマイクロカプセル化した水分散体をスプレードライすることでパウダー状にして平均粒子径が２．４μｍであるフォトクロミックマイクロカプセル１を製造した。

〔フォトクロミックマイクロカプセル２の処方〕
上記フォトクロミックマイクロカプセル１の処方において、１，３，３－トリメチルインドリノ－６’－（１－ピペリジニル）スピロナフソザジン３部に置換して、２，３－ジヒドロ－２－スピロ－７´－［８´－イミノ－７´，８´－ジヒドロナフタレン－１´－アミン］ペリミジンを３部用いた以外は、同様の処方で平均粒子径が１．８μｍであるフォトクロミックマイクロカプセル２を製造した。

〔フォトクロミックマイクロカプセル３の処方〕
上記フォトクロミックマイクロカプセル１の処方において、１，３，３－トリメチルインドリノ－６’－（１－ピペリジニル）スピロナフソザジン３部に置換して、１－（２－ヒドロキシエチル）－３，３－ジメチルインドリノ－６´－ニトロベンゾピリロスピランを３部用いた以外は、同様の処方で平均粒子径が３．９μｍであるフォトクロミックマイクロカプセル３を製造した。

〔実施例１～３〕
上記製造例１～３のフォトクロミックマイクロカプセルを用いると共に、下記表１に示す配合組成にしたがって各インクジェット用水性インクを調整した。
上記実施例１～３で得られたインクジェット用水性インクについて、インクジェットプリンター（ノズル径２５μｍ）を用いて、ＰＰＣ用紙にプリントを行い、下記評価方法にて評価を行った。
これらの結果を下記表１に示す。

（被覆性の評価方法）
プリント後、２５℃６５％ＲＨの条件で５分間乾燥して、下記評価基準で評価した。
＜評価基準＞
○：均一に被覆できる。
×：ムラが目立つ。

（光変色性の評価方法）
プリント後、２５℃６５％ＲＨの条件で５分間乾燥して、ＵＶランプ（９．０Ｗ、アズワン社製）を用いて２５４ｎｍの紫外線を２分間照射して、照射前後の状態変化を下記評価基準で評価した。
＜評価基準＞
○：色彩の変化が顕著。
×：色彩の変化が乏しい

本発明の範囲となる実施例１～３のインクジェット用水性インクは、インクジェット方式による安定したプリントをすることが可能であり、光変色性に富んだプリント物が得られることが確認された。

光照射により色彩が変化するインクジェット用水性インクが得られる。

Claims (2)

1. フォトクロミックマイクロカプセルを含有するインクジェット用水性インクであって、前記フォトクロミックマイクロカプセルのシェル部を構成する材質がイソシアネート系化合物であり、前記フォトクロミックマイクロカプセルの外側がオレフィン系樹脂でコーティングされ、ＥＬＤ型粘度計で測定した２５℃、剪断速度３８．３／ｓでの粘度値が３ｍＰａ・ｓ以上１５ｍＰａ・ｓ以下であり、固着剤を含有することを特徴とする爪への被覆のためのインクジェット用水性インク。
2. 前記フォトクロミックマイクロカプセルの平均粒子径が０．２μｍ以上、１０μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の爪への被覆のためのインクジェット用水性インク。