JP7579445B2 - 非多孔質基材上の印刷に適したインクジェットインク - Google Patents
非多孔質基材上の印刷に適したインクジェットインク Download PDFInfo
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Description
(1)(A)テルペン樹脂と、(B)(B1)メチルエチルケトンを含む溶媒系と、(C)1~12の親水性-親油性バランス(HLB)値を有するポリエーテル変性シリコーンとを含むインクジェットインク。
(2)前記テルペン樹脂(A)がα-ピネンから製造されるホモポリマーである、(1)に記載のインクジェットインク。
(3)前記テルペン樹脂(A)が、前記インクジェットインクの総重量に基づいて0.1~10重量%の量で存在する、(1)又は(2)に記載のインクジェットインク。
(4)前記メチルエチルケトン(B1)と前記テルペン樹脂(A)との重量比((B1):(A))が、10:1~100:1である、(1)~(3)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(5)前記溶媒系(B)が(B2)アセトンを更に含む、(1)~(4)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(6)前記メチルエチルケトン(B1)と前記アセトン(B2)との重量比((B1):(B2))が、1:1~5:1である、(5)に記載のインクジェットインク。
(7)前記インクジェットインクの総重量に基づいて少なくとも50重量%の総ケトン含有量を有する、(1)~(6)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(8)前記溶媒系(B)が(B3)グリコールエーテルを更に含む、(1)~(7)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(9)175℃より高い沸点を有する溶媒を実質的に含まない、(1)~(8)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(10)前記ポリエーテル変性シリコーン(C)が、ペンダントグラフト構造を有するブロックコポリマーである、(1)~(9)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(11)前記ポリエーテル変性シリコーン(C)が3~10のHLB値を有する、(1)~(10)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(12)前記ポリエーテル変性シリコーン(C)が、前記インクジェットインクの総重量に基づいて0.001~4重量%の量で存在する、(1)~(11)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(13)(D)ロジン樹脂を更に含む、(1)~(12)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(14)前記ロジン樹脂(D)が水素添加酸性ロジンである、(13)に記載のインクジェットインク。
(15)前記ロジン樹脂(D)が、前記インクジェットインクの総重量に基づいて10重量%までの量で存在する、(13)又は(14)に記載のインクジェットインク。
(16)(E)着色剤を更に含む、(1)~(15)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(17)基材と、前記基材上に配置された(1)~(16)のいずれかに記載のインクジェットインクの乾燥形態とを含む、印刷物。
(18)基材上に印刷画像を形成する方法であって、サーマルインクジェットプリントヘッドを用いて(1)~(16)のいずれかに記載のインクジェットインクを前記基材上に塗布することと、前記インクジェットインクを乾燥させることとを含む、方法。
(19)前記インクジェットインクが、30秒間以下の間空気に曝されたままにすることによって乾燥される、(18)に記載の方法。
(20)前記インクジェットインクを乾燥させるためにヒーターを使用しない、(18)又は(19)に記載の方法。
本開示は、周囲の温度及びプリントヘッドの動作温度の両方で適切な物理的及び化学的な安定性を有し、確実に噴射され、高い画像鮮明度をもたらし、基材上に塗布された後に依然として迅速に乾燥する(例えば、30秒間以下の乾燥時間)一方で、延長されたデキャップ時間を有するインクジェットインクを対象とする。本明細書に開示される成分の組み合わせは、驚くべきことに、迅速な乾燥時間と延長されたデキャップ時間との間のバランスをとる一方で、非多孔質基材(例えば、フィルム及び箔)上に鮮明な画像をもたらすことも見出された。
本開示のテルペン樹脂(A)は、テルペン樹脂(A)の全構成単位(100重量%)に基づいて、少なくとも95重量%、好ましくは少なくとも96重量%、より好ましくは少なくとも97重量%、より好ましくは少なくとも98重量%、より好ましくは少なくとも99重量%、更により好ましくは少なくとも99.5重量%、なお更により好ましくは100重量%の重合可能なテルペン(複数可)から誘導される構成単位を有するオリゴマー又はポリマーを指す。テルペンは、基本骨格(C5H8)pを有し、式中、pは、連続して頭尾結合されたイソプレン単位の数を示す正の整数である。例えば、ヘミテルペン(p=1)は、C5H8骨格を有し、モノテルペン(p=2)は、C10H16骨格を有し、セスキテルペン(p=3)は、C15H24骨格を有するなどである。
溶媒系インクを利用する多くの印刷プロセスにおいて、特にサーマルインクジェット印刷において、適切な溶媒系の選択は、印刷プロセスの信頼性、印刷されたインク産物の特性/外観、及び全体的な印刷プロセス効率に影響を及ぼし得る。例えば、サーマルインクジェット印刷では、溶媒系の選択は、1)噴射プロセス中の気泡形成を助けて、信頼性のあるインク噴射をもたらし、2)溶媒(複数可)と様々なインクジェットインク成分との間の相互作用動態を変化させることによってインクジェットインクの安定性/揮発性に影響を与え、したがってデキャップ挙動、コゲーション、及び/又は液滴軌道に影響を与え、3)溶媒系と他のインクジェットインク成分との間の相互作用力によって、溶媒(複数可)が乾燥後にもはや存在しない場合も、又はより少ない量で存在する場合も、印刷画像の接着、摩擦及び引っかき抵抗性、並びに光学濃度特性に影響を与え、及び/又は4)塗布後の乾燥時間又は塗布したインクを乾燥させるのに必要な装置に影響を与える場合がある。
- メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノールなどの1~8個の炭素原子を含む低級アルコール;
- エーテル(非グリコールエーテル)、例えば、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルtert-ブチルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン、及びテトラヒドロフランなどの4~8個の炭素原子を含むエーテル;
- 3~8個の炭素原子を有するものを含むエステル、例えば、メチルアセテート、エチルアセテート、n-ブチルアセテート、メチルラクテート、エチルラクテート;
- 及び同等物、並びにそれらの2種以上の混合物。
本開示のインクジェットインクは、特定の界面活性剤、すなわちポリエーテル変性シリコーン(C)が配合される。特に、少なくとも1、好ましくは少なくとも2、好ましくは少なくとも3、より好ましくは少なくとも4、更により好ましくは少なくとも4.5、なお更により好ましくは少なくとも5であり、そして12まで、好ましくは11まで、好ましくは10まで、好ましくは9まで、より好ましくは8まで、更により好ましくは7まで、なお更により好ましくは6までのグリフィン法による親水-親油バランス(HLB)値を有するポリエーテル変性シリコーン(C)が使用される場合に、適切な画像鮮明度が達成可能である。
式(I-A)において、
oは、0又は正の整数、例えば、少なくとも1、好ましくは少なくとも2、より好ましくは少なくとも3、更により好ましくは少なくとも4、なお更により好ましくは少なくとも5であり、そして500まで、好ましくは400まで、好ましくは300まで、より好ましくは200まで、更により好ましくは100まで、なお更により好ましくは50までであり、
pは、ポリエーテル側鎖を含む構成単位の数を表し、正の整数、例えば、少なくとも1、好ましくは少なくとも2、より好ましくは少なくとも3、更により好ましくは少なくとも4、なお更により好ましくは少なくとも5であり、そして100まで、好ましくは80まで、好ましくは60まで、より好ましくは40まで、更により好ましくは20まで、なお更により好ましくは10までであり、かつ、
Aは、式(II)により表されるポリエーテル含有基であり、
式(II)において、
wは、少なくとも2、好ましくは少なくとも3であり、そして6まで、好ましくは5まで、より好ましくは4までであり、更により好ましくは、wは3であり、
nは、0又は少なくとも1、好ましくは少なくとも2、より好ましくは少なくとも3、更により好ましくは少なくとも4であり、そして30まで、好ましくは20まで、より好ましくは10まで、更により好ましくは9までの整数であり、なお更により好ましくは、nは3~10であり、
mは、0又は30まで、好ましくは10まで、好ましくは9まで、好ましくは5まで、より好ましくは2まで、更により好ましくは1までの整数であり、なお更により好ましくは、mは0であり、かつ、
Zは、H、又は1~4個の炭素原子を有するアルキル基、好ましくはH(封鎖されていない)である。
式(I-B)において、
o、p、及びAは、上記の通りであり、
Bは、脂肪アルキル基、好ましくは、少なくとも10個の炭素原子、好ましくは少なくとも12個の炭素原子であり、そして18個までの炭素原子、好ましくは少なくとも16個の炭素原子、好ましくは少なくとも14個の炭素原子を有する脂肪アルキル基であり、具体的には、ラウリル、ミリスチル、セチル、及びステアリルが挙げられ、
qは、脂肪アルキル側鎖を含む構成単位の数を表し、正の整数、例えば、少なくとも1、好ましくは少なくとも2、より好ましくは少なくとも3、更により好ましくは少なくとも4、なお更により好ましくは少なくとも5であり、そして50まで、好ましくは40まで、好ましくは30まで、より好ましくは20まで、更により好ましくは10まで、なお更により好ましくは5までであり、
rは、ポリジメチルシロキサン骨格における分岐を表し、正の整数、例えば50まで、好ましくは40まで、好ましくは30まで、好ましくは20まで、好ましくは10まで、好ましくは5まで、より好ましくは3まで、更により好ましくは2まで、なお更により好ましくは1までの正の整数であり、
xは、正の整数、例えば、少なくとも1、好ましくは少なくとも2、より好ましくは少なくとも3、更により好ましくは少なくとも4、なお更により好ましくは少なくとも5であり、そして200まで、好ましくは150まで、好ましくは100まで、より好ましくは75まで、更により好ましくは50まで、より好ましくは30まで、更により好ましくは20まで、なお更により好ましくは10までであり、かつ、
yは、少なくとも2であり、そして6まで、好ましくは2である。
- シルテック・コーポレーション(Siltech Corporation)社から入手可能なSILTECH C-32、それぞれモメンティブ(Momentive)社から入手可能なCOATOSIL 1211C及び3573、信越化学工業株式会社から入手可能なKF-410(アリールアルキル変性ポリジメチルシロキサン)、並びにそれぞれビックアディティブズ・アンド・インストルメンツ(BYK Additives & Instruments)社から入手可能なBYK-322及びBYK-323(アリールアルキル変性ポリ(ジメチルシロキサン-co-メチルアルキルシロキサン))などの有機変性シリコーン(例えば、アルキル、アリール、及び/又はアリールアルキル変性シリコーン)を含むポリシロキサン;
- KP-541、KP-543、KP-545、KP-550、及びKP-575(ポリジメチルシロキサン側鎖でグラフトされたアクリルポリマー、信越化学工業株式会社から入手可能)、並びにBYK-3550(ビックケミー・ジャパン株式会社(BYK Japan K.K.)から入手可能)などのシリコーンアクリレートコポリマー;
- それぞれエボニック・インダストリーズ(Evonik Industries)社から入手可能なTEGO RAD 2100、TEGO RAD 2200、TEGO RAD 2250、TEGO RAD 2300(シリコーンポリエーテルアクリレート)、並びにBYK社から入手可能なBYK-UV 3500及び3530などの光架橋性シリコーンアクリレート又はシリコーンポリエーテルアクリレート;
- それぞれBYK社から入手可能なBYK-381及びBYK-361N(ポリアクリレートコポリマー)、並びにそれぞれルブリゾール(Lubrizol)社から入手可能なPEMULEN EZ-4U(アクリレート/C10~C30アルキルアクリレートクロスポリマー)及びPEMULEN TR-2(アクリル酸/C10~C30アルキルアクリレートクロスポリマー)などのポリアクリレートコポリマー及びクロスポリマーを含むポリアクリレート;
- スリーエム・コーポレーション(3M Corporation)社から入手可能なFC-4430及びFC-4432などのフルオロポリマー;
- エボニック・インダストリーズ社から入手可能なSURFYNOL SEF及びDYNOL界面活性剤などのアセチレンジオール及びアセチレングリコール系ジェミニ型界面活性剤;
- エボニック・インダストリーズ社から入手可能なTEGO TWIN 4100などのポリシロキサン系ジェミニ型界面活性剤;
- エボニック・インダストリーズ社から入手可能なTEGO WET 510(親水性ポリエーテル基材湿潤界面活性剤)などの、例えば基材湿潤界面活性剤としての非イオン性ポリエーテル;
- ヤシ脂肪酸モノエタノールアミド及び2~20molのエチレンオキシドと反応したヤシ脂肪酸モノエタノールアミドなどの脂肪酸のアルコキシル化モノアルカノールアミドを含む脂肪酸のアミド又はモノアルカノールアミド;
- それぞれステパン(Stepan)社から入手可能なBIO-SOFT N-600(C12~C13アルコールエトキシレート)、MAKON DA-4(エトキシル化イソデシルアルコール)、MERPOL SE(アルコールエトキシレート)、及びPOLYSTEP TD-6(エトキシル化トリデシルアルコール)、エチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマー、アルコキシル化アルキルフェノールなどのアルコキシル化脂肪アルコールを含むアルコキシル化C1~C22アルコール、並びに脂肪アルコールとグルコースとの反応から製造されるものなどのアルキルポリグリコシド(APG)などのエーテル;
- エトキシル化及び/又はプロポキシル化脂肪酸(例えば、2~40molのエチレンオキシドを含むヒマシ油)、アルコキシル化グリセリド(例えば、PEG-24グリセリルモノステアレート)、グリコールエステル及び誘導体、モノグリセリド、ポリグリセリルエステル、ポリアルコールのエステル、並びにソルビタンモノラウレート(例えば、花王株式会社(Kao)から入手可能なEMASOL L-10V)のようなソルビタン/ソルビトールエステル、並びにステパン社から入手可能なTOXIMUL SEE-340(ソルビタントリオレエートエトキシレート(20))などの一価、二価、又は三価脂肪酸エステル化ポリソルベートを含むポリソルベートなどの脂肪エステル;並びに、
- クラリアント(Clariant)社から入手可能なPLANTASENS NATURAL EMULSIFIER HE20(セテアリルグルコシド、ソルビタンオリベート)などの脂肪アルコールのグリコシド。
インクジェットインクは、任意選択でロジン樹脂(D)が配合され得る。テルペン樹脂(A)、メチルエチルケトン(B1)、及びポリエーテル変性シリコーン(C)と相溶性であるあらゆるロジン樹脂(D)を本明細書で利用することができ、これにはガムロジン、ウッドロジン、及びトール油ロジン(その主成分は、アビエチン酸、パラストリン酸、ネオアビエチン酸、ピマル酸、イソピマル酸、及び/又はデヒドロアビエチン酸などの樹脂酸である)から誘導されるロジン樹脂(D)、好ましくはウッドロジンから誘導されるロジン樹脂(D)が挙げられる。使用される場合、ロジン樹脂(D)は、インクジェットインクの総重量に基づいて、10重量%まで、例えば少なくとも0.5重量%、好ましくは少なくとも1重量%、より好ましくは少なくとも1.5重量%、より好ましくは少なくとも2重量%、更により好ましくは少なくとも2.5重量%、なお更により好ましくは少なくとも3重量%であり、そして10重量%まで、好ましくは8重量%まで、より好ましくは6重量%まで、更により好ましくは5重量%まで、なお更により好ましくは4重量%までの量で使用され得る。インクジェットインクがロジン樹脂(D)が配合される場合、ロジン樹脂(D)の(重量%に関する)量は、テルペン樹脂(A)の量以下であることが好ましい。
- ロジンエステル樹脂、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、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、メタノールなどのアルコール(複数可)と反応させたアビエチン酸型又はピマル酸型の樹脂酸から主に構成されるロジンのエステルであって、任意選択で水素化又は部分水素化されたものなど、具体的には、ハリマ化成グループ株式会社(Harima Chemicals,Inc.)から入手可能なHARIESTER製品、それぞれイーストマン(Eastman)社から入手可能なSTAYBELITE ESTER 10-E、及びPERMALYN 6110、荒川化学工業株式会社(Arakawa Chemical Industries,Ltd.)から入手可能なSUPER ESTER A-125、SUPER ESTER A-75、PENSEL D-125、PINECRYSTAL KE-359、並びにピノヴァ社から入手可能なFORAL 85、FORAL 105、HERCOLYN製品、PEXALYN製品、及びPENTALYN製品が挙げられる;
- それぞれピノヴァ社から入手可能なFORAL AX及びFORAL DXなどの水素化酸性ロジン;
- 部分水素化酸性ロジン、例えば、イーストマン社から入手可能なSTAYBELITE RESIN-E、並びにそれぞれピノヴァ社から入手可能なSTAYBELITE及びSTAYBELITE A;
- イーストマン社から入手可能なPOLY-PALE部分二量体化ロジンなどの二量体化ロジン;並びに、
- 官能化ロジン樹脂、例えば、マレイン酸無水物で変性されたロジンのエステル(例えば、グリセロールエステル)、又はカルボン酸還元条件に付されたロジン、具体的には、それぞれイーストマン社から入手可能なLEWISOL 28-M及びAbitol-Eヒドロアビエチルアルコールが挙げられる;
- 並びにそれらの混合物。
テルペン樹脂(A)及び任意選択のロジン樹脂(D)に加えて、インクジェットインクは、インクジェットインクの総重量に基づいて、少なくとも0.1重量%、好ましくは少なくとも0.5重量%、好ましくは少なくとも1重量%、好ましくは少なくとも1.5重量%、好ましくは少なくとも2重量%、好ましくは少なくとも2.5重量%であり、そして10重量%まで、好ましくは9重量%まで、好ましくは8重量%まで、好ましくは7重量%まで、好ましくは6重量%まで、好ましくは5重量%まで、好ましくは4重量%まで、好ましくは3重量%までの量で、他のバインダー樹脂/粘着付与剤/接着物質を任意選択で含み得る。このような追加の樹脂、バインダー、粘着付与剤、又は接着物質としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。
- (i)少なくとも1つの水酸基に対してオルト位及び/又はパラ位に少なくとも2つの置換可能な水素原子を有する1つ以上の一価又は多価フェノール化合物と、(ii)1つ以上のテルペンとのアルキル化からの共重合体反応生成物であるテルペンフェノール樹脂(TPR)、例えば(i)フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、2,5-キシレノール、2,3-キシレノール、3,4-キシレノール、3,5-キシレノール、2,3,5-トリメチルフェノール、イソプロピルフェノール(例えば、4-イソプロピルフェノール)、tert-ブチルフェノール(例えば、4-tert-ブチルフェノール)、アミルフェノール(例えば、4-tert-アミルフェノール)、ヘプチルフェノール(例えば、4-ヘプチルフェノール)、オクチルフェノール(例えば、o-オクチルフェノール、p-オクチルフェノールなど)、ノニルフェノール(例えば、4-(2,4-ジメチルヘプタン-3-イル)フェノール)、デシルフェノール、ドデシルフェノール、ジフェニロールプロパン(ビスフェノールA)、フェニルフェノール(例えば、3-フェニルフェノール)、クミルフェノール、メキノール、ベンジルオキシフェノール、グアイアコール、エトキシフェノール(例えば、4-エトキシフェノール)、レゾルシノール、ピロガロール、カテコール、p-ハイドロキノン、1-ナフトール、及び/又は2-ナフトールなどの1つ以上のフェノール化合物と、(ii)直鎖モノテルペン(例えば、ミルセン、オシメンなど)、単環式モノテルペン(例えば、リモネン、γ-テルピネン、α-フェランドレン、β-フェランドレン、テルピノレンなど)、及び/又は二環式モノテルペン(例えば、3-カレン、α-ピネン、β-ピネン、α-フェンチェン、カンフェンなど)を含む1つ以上のテルペンモノマーとの共重合から形成されるものなど;具体的には、ヤスハラケミカル株式会社(Yasuhara Chemical Co.Ltd.)から入手可能なU130 POLYSTER(水酸基価(OHV)=25mgKOH/g)、U115 POLYSTER(OHV=30mgKOH/g)、T160 POLYSTER(OHV=60mgKOH/g)、T145 POLYSTER(OHV=65mgKOH/g)、及びピノヴァ社から入手可能なDERTOPHENE T(OHV=40mgKOH/g)、DERTOPHENE T160(OHV=60mgKOH/g)が挙げられる;
- フェノール樹脂(すなわち、フェノール化合物とホルムアルデヒドとのコポリマー)、例えば、DIC株式会社(DIC Corp.)から入手可能なPHENOLITE TD-2131及びPHENOLITE TD-2090などのノボラック樹脂;
- ポリアミド樹脂、例えば、BASFジャパン株式会社(BASF Japan Ltd.)から入手可能なVERSAMID 725、744、756、759、サンホーケミカル社(Sanho Chemical Co.Ltd.)から入手可能なTOHMIDE 90、92、394-N、及びエボニック社から入手可能なSUNMIDE 550、554、615A、638、640;
- スルホンアミド変性エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、例えば、リット・ケム(Rit-Chem)社から入手可能なAD-PRO MTS;
- (メタ)アクリレート及びスチレン/(メタ)アクリレート樹脂、例えば、BASF社から入手可能なJONCRYL 63、JONCRYL 67、JONCRYL 586、JONCRYL 611、JONCRYL 682、JONCRYL 693、パルマー・ホーランド(Palmer Holland)社から入手可能なPARALOID DM-55及びPARALOID B-66、ダウケミカル(Dow Chemical)(米国)から入手可能なPARALOID B-72、並びにルーサイト社(Lucite Inc.)から入手可能なELVACITE 2013;
- ポリウレタン樹脂、例えば(i)エチレングリコール、プロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフランジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,9-ノナンジオール、ポリエチレングリコールアジペートジオール、ポリエチレングリコールサクシネートジオール、ポリ(3-メチル-1,5-ペンタンジオールアジペート)グリコール、ポリ(3-メチル-1,5-ペンタンジオールテレフタレート)グリコールなどのポリエステルポリオール、カーボネートポリオールを含むがこれらに限定されるものではないポリオールと、(ii)2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、及びイソホロンジイソシアネートを含むがこれらに限定されるものではないジイソシアネートとの反応から形成されるものなどのポリウレタン樹脂、例えばルブリゾール社から入手可能なPERMAX 200、PERMAX 202、及びSANCURE 20025F;
- ポリビニルブチラール樹脂、例えばクラレ・アメリカ社(Kuraray America,Inc.)から入手可能なPIOLOFORM BN16及びMOWITAL B20H;
- ポリヒドロキシスチレン樹脂、例えばデュポン(DuPont)社製のポリ(p-ヒドロキシスチレン);
- ビニル樹脂、例えば、ダウケミカル社から入手可能なUCAR VYHH、VMCH、VMCA、及びVAGF、並びにワッカー・ケミー社(Wacker Chemie AG)(ドイツ)から入手可能なVINNOL E15/45、H14/36、E15/45M、及びE16/40A;
- p-トルエンスルホンアミドホルムアルデヒド樹脂などのスルホンアミド変性ホルムアルデヒド樹脂;
- イーストマン社から入手可能なセルロースアセテートブチレート(CAB-551-0.01)などのセルロースエステル樹脂;
- 並びにポリエステル、スルホン化ポリエステル、セルロースエーテル、硝酸セルロース樹脂、ポリ無水マレイン酸、アセタールポリマー、スチレン/ブタジエンコポリマー、メラミンホルムアルデヒド樹脂、スルホンアミド変性メラミンホルムアルデヒド樹脂、ケトン-アルデヒド樹脂、及びポリケトン樹脂;
- 並びに、それらの混合物を含む同等物。
当業者によれば、インクジェットインクに1つ以上の着色剤(E)を任意選択で含めて、様々な印刷目的に使用できる着色インクを提供することができ、インクジェットインクは特定の色に一切限定されるものではないことは容易に理解されるべきである。インクジェットインクにおいて、所望の色を出すために、染料、顔料、それらの混合物などを含むあらゆる着色剤(E)を使用することができるが、ただし、着色剤(E)は、インクジェットインク内に溶解又は分散され得るものとする。適切な色としては、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、及びキー(ブラック)(「CMYK」)、ホワイト、オレンジ、グリーン、ライトシアン、ライトマゼンタ、バイオレットなど(スポットカラー及びプロセスカラーの両方を含む)が挙げられる。一般に、着色剤(E)は、インクジェットインクの総重量に対して、少なくとも0.1重量%、好ましくは少なくとも0.5重量%、好ましくは少なくとも1重量%、好ましくは少なくとも2重量%、好ましくは少なくとも3重量%であり、そして20重量%まで、好ましくは15重量%まで、好ましくは10重量%まで、好ましくは8重量%まで、好ましくは7重量%までの量で使用され得る。
既に述べた成分に加えて、インクジェットインクはまた、様々なインク特性及び性能を改善するために任意選択で様々な添加剤(F)が配合され得る。例えば、インクジェットインクは、任意選択で、コゲーション防止剤、安定剤、湿潤剤、及び安全保障のための追跡用添加物(security taggant)のうちの1つ以上を当業者によって知られる当該技術分野において適切なレベルで含み得る。
本明細書に記載されるインクジェットインクの実施形態は、当業者に知られるあらゆる適切な技術によって、例えば、成分(A)テルペン樹脂、(C)ポリエーテル変性シリコーン、及びあらゆる所望の任意選択の成分(例えば、(D)ロジン樹脂、(E)着色剤、及び/又は添加剤(F))と、(B1)メチルエチルケトン及び任意選択で(B2)アセトン及び(B3)グリコールエーテルの1つ以上を含む又はそれらからなる適切な溶媒系(B)とを任意の順序で合わせ、20℃から100℃の間の温度で適切な時間量にわたって撹拌、かき混ぜ、及び/又は均質化して均質な溶液を形成することによって調製することができる。
他の利点の中でも、本明細書に開示されるインクジェットインクは、延長されたデキャップ時間及び塗布後の迅速な乾燥時間という優れた組み合わせを有し、インクの広がりを促進する傾向にある非多孔質基材上でも画質鮮明度をもたらす。本明細書に開示されるインクジェットインクはまた、所望の光沢が得られるように調整することもできる。
インクジェットインクは、多種多様な印刷物の製造のために、三次元部品及びロール形態で供給される平坦なシート又はウェブを含む様々な基材上に印刷することができる。加えて、基材は、様々な表面タイプ、例えば、平坦な表面、粒状化された表面などの構造化された表面、並びに湾曲した及び/又は複雑な表面などの三次元表面を有することができ、これらは、湾曲した及び/又は複雑な表面のすべての部分に到達するためにインクが移動しなければならない距離が長いため、困難な基材であることがよく知られている。このような印刷物は、グラフィックアート、テキスタイル、包装(例えば、食品包装、医薬品包装など)、宝くじ、ダイレクトメール、ビジネスフォーム、及び出版業界において適している場合があり、その例としては、タグ又はラベル、宝くじ券、出版物、包装(例えば、食品包装、医薬品包装、ブリスター包装、他の様々な軟包装など)、折り畳み式カートン、硬質容器(例えば、プラスチックカップ又は桶、ガラス容器、金属缶、PETボトルなどのボトル、ジャー、及びチューブ)、封筒、コルゲート、売り場のディスプレイなどが挙げられる。
インクジェット印刷では、ドットの精密なパターンが、プリントヘッドとして知られる液滴生成デバイスから印刷媒体上に吐出されると、所望の印刷画像が形成される。プリントヘッドは、ノズルプレート上に配置され、インクジェットプリントヘッド基材に取り付けられた、精密に形成されたノズルのアレイを有する。インクジェットプリントヘッド基材は、1つ以上のインクリザーバとの流体連通を通してインクジェットインクを受容する発射チャンバのアレイを内蔵する。各発射チャンバは、発射抵抗器として知られる抵抗素子を有し、この抵抗素子は、インクジェットインクが発射抵抗器とノズルとの間に集まるように、ノズルの反対側に配置される。各抵抗素子は典型的には抵抗材料のパッドであり、例えば約35μm×35μmの大きさである。プリントヘッドは、プリントカートリッジ又はインクジェットペンと呼ばれる外装によって保持及び保護される。特定の抵抗素子に通電すると、インクジェットインクの液滴がノズルを通って印刷媒体に向かって吐出される。インク液滴の発射は、典型的には、マイクロプロセッサの制御下にあり、マイクロプロセッサの信号は、電気トレースによって抵抗素子に伝達され、印刷媒体上に英数字及び他の画像パターンを形成する。ノズルは小さく、典型的には直径10μm~40μmであるので、目詰まりを最小限に抑えるインクが望ましい。特に、サーマルインクジェット(TIJ)は開放雰囲気プリントヘッド設計(ノズルオリフィスは大気に開放されており、インク加圧を可能にするためにオリフィスにバルブシールが存在しない)であるため、TIJ印刷は、デキャップ時間(プリントアイドル時間)がノズル内及び周囲のインクの早期乾燥を引き起こす間欠印刷中の性能不良に歴史的に悩まされてきた。
インクジェットインクのいくつかの例を以下の表1及び表2に示す。各成分の量は、インクジェットインクの総重量(100%)に対する重量百分率で表される。*は、例が比較例であることを示す。
グリコールエーテルPnPは、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル(沸点150℃)である。グリコールエーテルDPnPは、ジプロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル(沸点212℃)である。PICCOLYTE A135は、ピノヴァ社から入手可能なα-ピネンから製造されたテルペン樹脂(環球式SP=132~138℃、臭素価=27)である。PICCOLYTE S25は、ピノヴァ社から入手可能なβ-ピネンから製造されたテルペン樹脂(環球式SP=22~28℃、臭素価19)である。DERTOPHENE Tは、ピノヴァ社から入手可能なテルペンフェノール樹脂(OHV=40mgKOH/g)である。FORAL AXは、ピノヴァ社から入手可能なロジン樹脂(水素化酸性ウッドロジン)である。KF-6011(PEG-11ジメチコン、メチルエーテル封鎖されている、HLB=14.5)、KF-6013(PEG-9ジメチコン、封鎖されていない、HLB=10.0)、KF-6015(PEG-3ジメチコン、封鎖されていない、HLB=4.5)、KF-6017(PEG-10ジメチコン、封鎖されていない、HLB=4.5)、及びKF-6038(ラウリルPEG-9ポリジメチルシロキシエチルジメチコン、封鎖されていない、HLB=3.0)は、それぞれ信越化学工業株式会社から入手可能なポリエーテル変性シリコーンである。BYK-3550は、ビックケミー・ジャパン株式会社から入手可能なシリコーンアクリレートコポリマーである。OIL BLACK 860は、オリヱント化学工業株式会社から入手可能な有機染料である。
例のインクを調製するために、樹脂(複数可)と任意の界面活性剤を最初にメチルエチルケトン(MEK)と合わせ、機械的撹拌機によって少なくとも30分間混合した。次いで、アセトン又はグリコールエーテルを混合物に添加し、少なくとも15分間混合した。次いで、染料を混合物に添加し、少なくとも30分間混合して、インクジェットインクを得た。次いで、インクジェットインクの例を、船井電機株式会社製のFUNAI TIJカートリッジにより評価した。
樹脂の軟化点を決定する方法の一例は、以下の通りである。溶融状態の2.1gのサンプルを所与のリングに注入し、次にサンプルを室温まで冷却した後、JIS B7410に規定される以下の条件でSP値を測定する。
測定装置:自動環球式軟化点
試験機:ASP-MGK2(株式会社メイテック社(MEITECH Company Ltd.)製)
加熱速度:5℃/分
加熱を開始する温度:40℃
測定溶媒:グリセロール。
印刷サンプル作製
船井電機株式会社に関連する熱印刷技術を使用してインクを評価した(ソフトウェア及びハードウェアはXiJet社製、搬送台はカーク・ルディー(Kirk Rudy)社製)。
乾燥時間を評価するために利用した印刷条件は以下の通りであった。
- 印刷基材:ワニスコート紙
- 印刷解像度:600dpi×300dpi(縦×横)
- 印刷速度:100フィート/分
- プレファイア 260nsec
- デッドタイム 1200nsec
- メインファイア 500nsec
- 電圧 9.0V
- 温度 30℃
- 印刷画像:100%デューティ(1cm×10cm、モノクロビットマップ、ソリッドブロック画像)(例えば、図1を参照)。
デキャップ時間を評価するために使用した印刷条件は以下の通りであった。
- 印刷基材:普通(非コート)紙
- 印刷解像度:300dpi×300dpi(縦×横)
- 印刷速度:100フィート/分
- プレファイア 260nsec
- デッドタイム 1200nsec
- メインファイア 500nsec
- 電圧 9.0V
- 温度 30℃
- 印刷画像:100%デューティ(1mm×1cm、モノクロビットマップ、細線画像)(例えば、図2を参照)。
画像鮮明度を評価するために利用した印刷条件は以下の通りであった:
- 画像鮮明度を決定するために使用した印刷基材は、普通(非コート)紙、ワニスコート紙、二軸延伸ポリプロピレン、ナイロン、及びアルミ箔であった。
- 印刷解像度:300dpi×300dpi(縦×横)
- 印刷速度:100フィート/分
- プレファイア 260nsec
- デッドタイム 1200nsec
- メインファイア 500nsec
- 電圧 9.0V
- 温度 30℃
- 印刷画像:100%デューティ(例えば、図3及び図4を参照)
・ 1mm×12.7mm、モノクロビットマップ、細線画像、
・ 「123456789」と読める数字列。
完全乾燥後、乾燥時間測定からの印刷画像サンプルを光沢について視覚的に検査し、「高」光沢、「中」光沢、又は「低」光沢として分類した。
以下の表6及び表7に示されるように、1~12のHLB値を有するポリエーテル変性シリコーン及びメチルエチルケトンが配合されたインクジェットインクは、「許容可能」又は「良好」の画像鮮明度の評点を有することが分かった(例3~例11、例13~例15、例17~例19)。反対に、界面活性剤を含まないインクジェットインク(例1)、高すぎるHLB値を有するポリエーテル変性シリコーンを含むインクジェットインク(例2、14.5のHLB値を有するポリエーテル変性シリコーン界面活性剤を使用)、シリコーンアクリレートコポリマーを含むインクジェットインク(例12、界面活性剤としてBYK-3550を使用)、又はMEKを別の低沸点溶媒に置き換えたインクジェットインク(例16、エタノールを使用)はそれぞれ、画像鮮明度に関して許容不可能な画像をもたらすことが分かった(表6及び表7を参照)。
Claims (15)
- (A)テルペン樹脂と、
(B)(B1)メチルエチルケトンを含む溶媒系と、
(C)1~12の親水性-親油性バランス(HLB)値を有するポリエーテル変性シリコーンと、
を含むインクジェットインク。 - 前記テルペン樹脂(A)がα-ピネンのホモポリマーである、請求項1に記載のインクジェットインク。
- 前記テルペン樹脂(A)が、前記インクジェットインクの総重量に基づいて0.1~10重量%の量で存在する、請求項1又は2に記載のインクジェットインク。
- 前記メチルエチルケトン(B1)と前記テルペン樹脂(A)との重量比((B1):(A))が、10:1~100:1である、請求項1~3のいずれかに記載のインクジェットインク。
- 前記溶媒系(B)が(B2)アセトンを更に含む、請求項1~4のいずれかに記載のインクジェットインク。
- 前記メチルエチルケトン(B1)と前記アセトン(B2)との重量比((B1):(B2))が、1:1~5:1である、請求項5に記載のインクジェットインク。
- 前記インクジェットインクの総重量に基づいて少なくとも50重量%の総ケトン含有量を有する、請求項1~6のいずれかに記載のインクジェットインク。
- 前記溶媒系(B)が(B3)グリコールエーテルを更に含む、請求項1~7のいずれかに記載のインクジェットインク。
- 175℃より高い沸点を有する溶媒を実質的に含まない、請求項1~8のいずれかに記載のインクジェットインク。
- 前記ポリエーテル変性シリコーン(C)が、ペンダントグラフト構造を有するブロックコポリマーである、請求項1~9のいずれかに記載のインクジェットインク。
- 前記ポリエーテル変性シリコーン(C)が、前記インクジェットインクの総重量に基づいて0.001~4重量%の量で存在する、請求項1~10のいずれかに記載のインクジェットインク。
- (D)ロジン樹脂を更に含む、請求項1~11のいずれかに記載のインクジェットインク。
- 前記ロジン樹脂(D)が、前記インクジェットインクの総重量に基づいて10重量%までの量で存在する、請求項12に記載のインクジェットインク。
- (E)着色剤を更に含む、請求項1~13のいずれかに記載のインクジェットインク。
- 基材上に印刷画像を形成する方法であって、
サーマルインクジェットプリントヘッドを用いて請求項1~14のいずれかに記載のインクジェットインクを前記基材上に塗布することと、
前記インクジェットインクを乾燥させることと、
を含む、方法。
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