JPWO2018181171A1 - 油性インクジェットインク - Google Patents

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Abstract

染付レーキ顔料、及び下記一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤を含む、油性インクジェットインクである。下記一般式(1)において、R1及びR2は、それぞれ独立的に炭化水素基であり、R1及びR2のうち少なくとも一方は、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子のうち少なくとも一方に結合する側鎖を有し、R1のα位の炭素原子及びβ位の炭素原子、並びにR2のα位の炭素原子及びβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数の合計が4以上である。

Description

本発明は、油性インクジェットインクに関する。
インクジェット記録方式は、流動性の高いインクジェットインクを微細なノズルから液滴として噴射し、ノズルに対向して置かれた記録媒体に画像を記録するものであり、低騒音で高速印字が可能であることから、近年急速に普及している。このようなインクジェット記録方式に用いられるインクとして、水を主溶媒として含有する水性インク、重合性モノマーを主成分として高い含有量で含有する紫外線硬化型インク(UVインク)、ワックスを主成分として高い含有量で含有するホットメルトインク(固体インク)とともに、非水系溶剤を主溶媒として含有する、いわゆる非水系インクが知られている。非水系インクは、主溶媒が揮発性有機溶剤であるソルベントインク(溶剤系インク)と、主溶媒が低揮発性あるいは不揮発性の有機溶剤である油性インク(オイル系インク)に分類できる。ソルベントインクは主に有機溶剤の蒸発によって記録媒体上で乾燥するのに対して、油性インクは記録媒体への浸透が主となって乾燥する。
インクジェット記録方式に用いられるインクの色材は、高画質印刷に必要な耐光性、耐候性及び耐水性に優れていることから、顔料を色材とするインクが増加する傾向にある。
油性インクに用いる顔料の中に染付レーキ顔料がある。染付レーキ顔料は、水溶性染料を不溶化して体質顔料に固着させた顔料であり、染料由来の多様な色相が得られるとともに、耐光性、耐候性及び耐水性にも優れる。
特許文献1(特開2012−224781号公報)では、色再現性とともに貯蔵安定性を改善するために、2種以上のレーキ顔料を用いた非水系顔料インクが提案されている。
特許文献2(特開2014−19766号公報)では、非水系インクジェットインクにおいて、高濃度かつ高彩度の印刷物を得るために、染付レーキ顔料の1つであるキサンテン系顔料を用いている。
特許文献3(特開2007−154149号公報)では、透明ファイルを膨潤させたり、大きく変形させることなく、高い吐出安定性を有するインクジェット用非水系インク組成物として、顔料と分散剤と非水系溶媒とを含有し、非水系溶媒の全重量の50%以上は、炭素数24以上36以下のエステル系溶媒であるインクを提案している。
特開2012−224781号公報 特開2014−19766号公報 特開2007−154149号公報
特許文献1及び特許文献2では、顔料を、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、及び非極性溶剤を組み合わせた非水系溶剤に配合して非水系インクを作製している。染付レーキ顔料は、エステル系溶剤、アルコール系溶剤のような極性溶剤中で染料化することがある。染料化した成分によって、印刷物の印刷領域と未印刷領域の境目にブリーディングが発生する問題や、耐光性が低下する問題が起こる。
特許文献3では、エステル系溶媒を用いて透明ファイルの変形を防止することが開示されるが、印刷物のブリーディングの問題については検討されていない。また、高炭素数のエステル系溶媒は、比較的に高粘度であるため、吐出性能が低下する問題がある。
特許文献3の実施例で用いられている2−エチルヘキサン酸イソセチルは、炭素数が24であるが、脂肪酸側の側鎖の炭素数は2であり、アルコール側の側鎖の炭素数は不明である。特許文献1の比較例1〜6のインクは、炭素数が18〜23であるエステル系溶媒を用いているが、分岐構造が特定できていない。低炭素数のエステル系溶剤は、比較的に低粘性であり吐出性能の改善に役立つが、分岐構造によって染付レーキ顔料が染料化する問題がある。
本発明の一目的としては、インクに含まれる染付レーキ顔料の染料化によるブリーディング等を防止するとともに、インクジェット印刷に適する油性インクジェットインクを提供することである。
本発明の一実施形態としては、染付レーキ顔料、及び下記一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤を含む、油性インクジェットインクである。
Figure 2018181171
(一般式(1)において、R及びRは、それぞれ独立的に炭化水素基であり、R及びRのうち少なくとも一方は、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子のうち少なくとも一方に結合する側鎖を有し、Rのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子、並びにRのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数の合計が4以上である。)
本発明の一実施形態によれば、インクに含まれる染付レーキ顔料の染料化によるブリーディング等を防止するとともに、インクジェット印刷に適する油性インクジェットインクを提供することができる。
以下、本発明を一実施形態を用いて説明する。以下の実施形態における例示が本発明を限定することはない。
一実施形態による油性インクジェットインク(以下、単にインクと称することがある。)としては、染付レーキ顔料、及び下記一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤を含むことを特徴とする。
Figure 2018181171
(一般式(1)において、R及びRは、それぞれ独立的に炭化水素基であり、R及びRのうち少なくとも一方は、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子のうち少なくとも一方に結合する側鎖を有し、Rのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子、並びにRのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数の合計が4以上である。)
これによれば、インクに含まれる染付レーキ顔料の染料化によるブリーディング等を防止するとともに、インクジェット印刷に適する油性インクジェットインクを提供することができる。
このインクは、染付レーキ顔料の染料化を防止することで、印刷画像が印刷領域から未印刷領域にブリーディングする現象を防止することができる。染付レーキ顔料が染料化すると、記録媒体にインクが塗布される際に、染料化した成分が溶剤とともに記録媒体に浸透して印刷領域から未印刷領域にブリーディングすることがある。さらに、染料化した成分は、記録媒体の繊維に入り込み、顔料自体よりも鮮やかな色で染色して印刷領域と未印刷領域の境目を着色することがある。
染付レーキ顔料は、水溶性染料を不溶化させて体質顔料に固着した顔料であり、アルコール等の極性成分によって染料成分が溶け出して染料化しやすい。この染料化に由来する印刷物のブリーディング現象は、インク中の脂肪酸エステル系溶剤が加水分解して生成する微量の低級アルコールや低級脂肪酸によっても顕在化する。インク中の脂肪酸エステル系溶剤は、大気中から水分を吸収することで、特に高温環境下で、加水分解が進行して分解されることがある。
一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤は、エステル結合に近い炭素原子に側鎖が結合し、エステル結合近傍が嵩高い分子構造となるため水分子が接近しにくい。これによって、脂肪酸エステル系溶剤の加水分解を抑制することができる。そして、染料化の原因となるアルコールや脂肪酸の生成を抑制し、ブリーディング現象による印刷画質の低下を防止することができる。
インクには、染付レーキ顔料が含まれる。
染付レーキ顔料としては、塩基性染付レーキ顔料、酸性染付レーキ顔料等を用いることができる。
染付レーキ顔料は、高発色の染料を不溶化した顔料のため、高彩度の印刷物を得ることができる。また、顔料の分散性が良好であるため、より高彩度の印刷物を得ることができるとともに、貯蔵安定性を改善することができる。塩基性染付レーキ顔料は、より分散性に優れ、好ましく用いることができる。
塩基性染付レーキ顔料は、アミノ基等の塩基性基を有する染料を沈殿剤を用いて不溶化させて体質顔料に固着させた顔料であり、沈殿剤には、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、シリコモリブデン酸、シリコタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物及びフェロシアン化物、合成媒染剤(カタール、タモール)等を用いることができる。
塩基性染付レーキ顔料としては、例えば、キサンテン系染料(ローダミン6G、ローダミン等)、トリフェニルメタン系染料(メチルバイオレット、マラカイトグリーン等)、トリフェニルメタンチアゾール系染料、チアゾール系染料、ジフェニルメタン系染料、アゾメチン系染料等をレーキ化して体質顔料に固着させた顔料を用いることができる。
酸性染付レーキ顔料は、スルホ基、カルボキシ基等の酸性基を有する染料を沈殿剤を用いて不溶化させて体質顔料に固着させた顔料であり、沈殿剤には、カルシウム、バリウム、アルミニウム、ナトリウム等の金属塩等を用いることができる。
酸性染付レーキ顔料としては、例えば、ペルシアンオレンジ系染料、ニトロソ系染料、モノアゾ系染料、キノリン系染料、酸性型キサンテン系染料、アントラキノン系染料(アリザリン、マダー等)、インヂゴイド系染料等をレーキ化して体質顔料に固着させた顔料を用いることができる。
染付レーキ顔料は、例えば、C.I.Pigment Yellow 18、C.I.Pigment Yellow 100、C.I.Pigment Yellow 104、C.I.Pigment Yellow 115、C.I.Pigment Yellow 117;C.I.Pigment Orange 17:1(ペルシアンオレンジレーキ)、C.I.Pigment Orange 39;C.I.Pigment Red 63(インジゴカルミンレーキ)、C.I.Pigment Red 81、C.I.Pigment Red 81:1、C.I.Pigment Red 81:2、C.I.Pigment Red 81:3、C.I.Pigment Red 81:4、C.I.Pigment Red 82、C.I.Pigment Red 83、C.I.Pigment Red 84、C.I.Pigment Red 90、C.I.Pigment Red 90:1、C.I.Pigment Red 151、C.I.Pigment Red 169、C.I.Pigment Red 172、C.I.Pigment Red 173、C.I.Pigment Red 174、C.I.Pigment Red 191、C.I.Pigment Red 193;C.I.Pigment Violet 1、C.I.Pigment Violet 2、C.I.Pigment Violet 2:2、C.I.Pigment Violet 3、C.I.Pigment Violet 3:1、C.I.Pigment Violet 3:3、C.I.Pigment Violet 4、C.I.Pigment Violet 5、C.I.Pigment Violet 5:1、C.I.Pigment Violet 6:1、C.I.Pigment Violet 7:1、C.I.Pigment Violet 9、C.I.Pigment Violet 12、C.I.Pigment Violet 20、C.I.Pigment Violet 26、C.I.Pigment Violet 27、C.I.Pigment Violet 39;C.I.Pigment Blue 1、C.I.Pigment Blue 1:2、C.I.Pigment Blue 2、C.I.Pigment Blue 3、C.I.Pigment Blue 8、C.I.Pigment Blue 9、C.I.Pigment Blue 10、C.I.Pigment Blue 11、C.I.Pigment Blue 12、C.I.Pigment Blue 14、C.I.Pigment Blue 53(ブリリアントブルーレーキ)、C.I.Pigment Blue 62、C.I.Pigment Blue 63;C.I.Pigment Green 1、C.I.Pigment Green 2、C.I.Pigment Green 3、C.I.Pigment Green 4、C.I.Pigment Green 8、C.I.Pigment Green 9、C.I.Pigment Green 10、C.I.Pigment Green 12、C.I.Pigment Green 45;C.I.Pigment Brown 3等が挙げられる。
これらは単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
中でも、キサンテン系染料をレーキ化したキサンテン系塩基性染付レーキ顔料、トリフェニルメタン系染料をレーキ化したトリフェニルメタン系塩基性染付レーキ顔料を好ましく用いることができ、キサンテン系塩基性染付レーキ顔料がより好ましい。
キサンテン系塩基性染付レーキ顔料は、キサンテン系染料がレーキ化されて体質顔料に固着した顔料である。キサンテン系染料は、下記構造式で表されるキサンテン骨格を有する染料であって、例えば、ローダミン系染料、フルオレセイン系染料、エオシン系染料等を挙げることができる。色調の観点から、好ましくはローダミン、ローダミンB、ローダミン6G等のローダミン系染料である。
Figure 2018181171
キサンテン系塩基性染付レーキ顔料としては、上記した中から、C.I. Pigment RED 81(ローダミン6G(PTMA))、C.I. Pigment RED 81:1(ローダミン6G(STMA))、C.I. Pigment RED 81:2(ローダミン(SMA))、C.I. Pigment RED 81:3(ローダミン(PMA))、C.I. Pigment RED 81:4(ローダミン(PTMA)とローダミン6G(タンニン酸))、C.I. Pigment RED 169(ローダミン6G(CFA))等を好ましく用いることができる。
なかでも、C.I. Pigment RED 81、C.I. Pigment RED 81:4、C.I. Pigment RED 169を好ましく用いることができる。
これらは、単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
染付レーキ顔料の平均粒子径としては、吐出安定性と貯蔵安定性の観点から、300nm以下であることが好ましく、より好ましくは200nm以下であり、さらに好ましくは150nm以下である。
染付レーキ顔料は、インク全量に対し、通常0.01〜20質量%である。インク全量に対する染付レーキ顔料は、印刷濃度の観点から、1質量%以上、さらには5質量%以上が好ましい。また、インク全量に対する染付レーキ顔料は、インク粘度の観点から、15質量%以下、さらには10質量%以下が好ましい。
インクには、本発明の効果を阻害しない範囲内で、その他の顔料が含まれてもよい。
その他の顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環式顔料等の有機顔料;及び、カーボンブラック、金属酸化物等の無機顔料を等が挙げられる。
例えば、印刷画像の濃度及び彩度の観点から、キサンテン系染付レーキ顔料とともに、アゾレーキ系顔料を用いることができる。
併用できるアゾレーキ顔料としては、溶性アゾ顔料であることが好ましく、例えば、C.I.Pigment RED 48:1、C.I.Pigment RED 48:2、C.I.Pigment RED 48:3、C.I.Pigment RED 48:4、C.I.Pigment RED 48:5、C.I.Pigment RED 49、C.I.Pigment RED 49:1、C.I.Pigment RED 49:2、C.I.Pigment RED 49:3、C.I.Pigment RED 52:1、C.I.Pigment RED 52:2、C.I.Pigment RED 53:1、C.I.Pigment RED 54、C.I.Pigment RED 57:1、C.I.Pigment RED 58、C.I.Pigment RED 58:1、C.I.Pigment RED 58:2、C.I.Pigment RED 58:3、C.I.Pigment RED 58:4、C.I.Pigment RED 60:1、C.I.Pigment RED 63、C.I.Pigment RED 63:1、C.I.Pigment RED 63:2、C.I.Pigment RED 63:3、C.I.Pigment RED 64:1、C.I.Pigment RED 68、C.I.Pigment RED 200、C.I.Pigment RED 237、C.I.Pigment RED 239、及びC.I.Pigment RED 247等を挙げることができる。
キサンテン系染付レーキ顔料とアゾレーキ系顔料との質量比は、10:0〜3:7が好ましく、10:0〜5:5がより好ましい。
インク中で顔料を安定して分散させるために、顔料とともに顔料分散剤を用いることができる。
顔料分散剤としては、例えば、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、ビニルピロリドンと長鎖アルケンとの共重合体、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリエステルポリアミン等が好ましく用いられる。
顔料分散剤の市販品例としては、例えば、アイ・エス・ピー・ジャパン株式会社製「アンタロンV216(ビニルピロリドン・ヘキサデセン共重合体)、V220(ビニルピロリドン・エイコセン共重合体)」(いずれも商品名);日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース13940(ポリエステルアミン系)、16000、17000、18000(脂肪酸アミン系)、19000、11200、24000、28000」(いずれも商品名);BASFジャパン株式会社製「エフカ400、401、402、403、450、451、453(変性ポリアクリレート)、46、47、48、49、4010、4055(変性ポリウレタン)」(いずれも商品名);楠本化成株式会社製「ディスパロンKS−860、KS−873N4(ポリエステルのアミン塩)」(いずれも商品名);第一工業製薬株式会社製「ディスコール202、206、OA−202、OA−600(多鎖型高分子非イオン系)」(いずれも商品名);ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPERBYK2155、9077」(いずれも商品名);クローダジャパン株式会社製「HypermerKD2、KD3、KD11、KD12」(いずれも商品名)等が挙げられる。
顔料分散剤は、上記顔料を十分にインク中に分散可能な量であれば足り、適宜設定できる。例えば、質量比で、顔料1に対し顔料分散剤を0.1〜5で配合することができ、好ましくは0.1〜1である。また、顔料分散剤は、インク全量に対し、15質量%以下で配合することができ、好ましくは0.01〜10質量%である。
非水系溶剤は、上記一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤を含む。この脂肪酸エステル系溶剤は、R及びRの少なくとも一方の、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子の少なくとも一方に側鎖が含まれることで、加水分解反応によって分解されることが防止され、分解生成物による染付レーキ顔料の染料化を防止することができる。
一般式(1)において、R及びRは、それぞれ独立的に炭化水素基であり、R及びRのうち少なくとも一方は、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子のうち少なくとも一方に結合する側鎖を有し、Rのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子、並びにRのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数の合計が4以上である。
のα位の炭素原子は、エステル結合のカルボニル基に結合する炭素原子であり、Rのβ位の炭素原子は、エステル結合のカルボニル基に結合する炭素原子から数えて2番目の炭素原子である。
のα位の炭素原子は、エステル結合の酸素原子に結合する炭素原子であり、Rのβ位の炭素原子は、エステル結合の酸素原子に結合する炭素原子から数えて2番目の炭素原子である。
及びRのうち一方のα位及びβ位のうち少なくとも一方の炭素原子に側鎖が結合していてもよい。また、R及びRの両方のα位及びβ位のうち少なくとも一方の炭素原子に側鎖が結合していてもよい。
及びRはそれぞれ独立的に、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子の一方に側鎖が結合していてもよい。また、R及びRはそれぞれ独立的に、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子の両方に側鎖が結合していてもよい。R及びRはそれぞれ独立的に、α位の炭素原子に1つ又は2つの側鎖が結合していてもよく、β位の炭素原子に1つ又は2つの側鎖が結合していてもよい。
ここで、R及びRの主鎖は、それぞれエステル結合部「−COO−」に結合する炭素原子から数えて最も炭素数が多くなる炭素鎖である。このR及びRの主鎖から分岐する炭素鎖を側鎖とする。R及び/又はRが側鎖を有する場合、それぞれの側鎖は直鎖状でも分岐状でもよい。
また、R及びRにおいて、それぞれエステル結合部に結合する炭素原子から数えて最も炭素数が多くなる炭素鎖が複数存在する場合、側鎖の炭素数が最も多くなるものを主鎖とする。
また、R及びRにおいて、それぞれエステル結合部に結合する炭素原子から数えて最も炭素数が多くなる炭素鎖が複数存在し、複数の炭素鎖に含まれる側鎖の炭素数が同じである場合、側鎖の数が最も少なくなるものを主鎖とする。
及びRは、飽和又は不飽和の鎖式又は環式の炭化水素基であってよく、好ましくは直鎖又は分岐のアルキル基である。
は、直鎖アルキル基である場合、炭素数が1以上であってよく、4以上が好ましく、6以上がより好ましく、8以上がさらに好ましい。この場合、Rの炭素数は、25以下が好ましく、20以下がより好ましい。
は、直鎖アルキル基である場合、炭素数が1以上であってよく、4以上が好ましく、6以上がより好ましく、8以上がさらに好ましい。この場合、Rの炭素数は、25以下が好ましく、20以下がより好ましい。
脂肪酸エステル系溶剤のR又はRが直鎖アルキル基の場合、直鎖アルキル基がある程度の長さを有することで、脂肪酸エステル系溶剤が嵩高くなって加水分解をより防止することができる。
は、分岐アルキル基である場合、炭素数が4以上が好ましく、8以上がより好ましく、10以上がさらに好ましい。この場合、Rの炭素数は、28以下が好ましく、20以下がより好ましい。
は、分岐アルキル基である場合、炭素数が4以上が好ましく、8以上がより好ましく、10以上がさらに好ましい。この場合、Rの炭素数は、28以下が好ましく、20以下がより好ましい。
脂肪酸エステル系溶剤のR及び/又はRが分岐アルキル基の場合、主鎖の炭素鎖及び側鎖の炭素鎖がある程度の長さを有することで、脂肪酸エステル系溶剤が嵩高くなって加水分解をより防止することができる。
及びRの全体の炭素数は、互いの主鎖の長さ、側鎖の炭素数、脂肪酸エステル系溶剤全体の炭素数に応じて調節されるものである。
及びRは、それぞれ独立的に炭素数が6以上であるアルキル基であることが好ましい。R及びRがともに炭素数が6以上であるアルキル基であることで、印刷物のブリーディング及び吐出性能を改善しながら、トナーインクによるトナー画像に対して、油性インクジェットインクの溶解性を低くすることができる。具体的には、トナーインクによって画像が形成されたトナー印刷物と、油性インクジェットインクによる印刷物とを重ねた場合に、油性インクジェットインクによる印刷物がトナー印刷物に貼り付かないようにすることができる。
及びRのうち少なくとも一方は、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子のうち少なくとも一方に側鎖を有する分岐アルキル基であることが好ましい。
のα位の炭素原子及びβ位の炭素原子、並びにRのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数の合計は4以上が好ましく、6以上がより好ましい。これによって、脂肪酸エステル系溶剤の立体障害によって、脂肪酸エステル系溶剤の加水分解を防止し、分解生成物による染付レーキ顔料の染料化を防止することができる。この炭素数の合計は、20以下が好ましく、15以下がより好ましく、10以下がさらに好ましく、8以下が一層好ましい。
及び/又はRのα位及び/又はβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数は、それぞれ独立的に、1又は2以上であってよく、4以上が好ましく、6以上がより好ましい。これによって、脂肪酸エステル系溶剤の加水分解をより防止することができる。この側鎖の炭素数は、特に制限されず、12以下が好ましく、10以下がより好ましく、8以下が一層好ましい。
及び/又はRのα位及び/又はβ位の炭素原子に結合する側鎖は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基のいずれであってもよい。側鎖は、4個以上、より好ましくは6個以上の炭素原子が直鎖状に結合している炭素鎖を含むことが好ましい。例えば、側鎖は、炭素数が4以上、より好ましくは6以上である直鎖アルキル基であることが好ましい。
及び/又はRのα位及び/又はβ位の炭素原子に結合する側鎖は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等を挙げることができる。
好ましくは、エチル基、n−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基であり、より好ましくはn−ブチル基、ヘキシル基である。
脂肪酸エステル系溶剤の1分子中の炭素数は、9以上が好ましく、16以上がより好ましく、18以上がさらに好ましく、20以上が一層好ましい。脂肪酸エステル系溶剤の炭素数がこの範囲であることで、アルキル基の全体の炭素数及び側鎖の炭素数を十分に確保し、脂肪酸エステル系溶剤を嵩高くし、脂肪酸エステル系溶剤の加水分解をより抑制することができる。
また、脂肪酸エステル系溶剤の1分子中の炭素数は、30以下が好ましく、25以下がより好ましく、24以下がさらに好ましい。高炭素数になると高粘度となることがあるため、脂肪酸エステル系溶剤の炭素数がこの範囲であることで、インクを低粘度化して、吐出性能を改善することができる。
一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤としては、例えば、酢酸、ブタン酸、ペンタン酸、ネオペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、又はオクタデカン酸と、1−ブチル1−ペンタノールとのエステル化物;酢酸、ブタン酸、ペンタン酸、ネオペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、又はヘキサデカン酸と、2−ヘキシル1−オクタノール、又は2−ヘキシルデカノールとのエステル化物;酢酸、ブタン酸、ペンタン酸、ネオペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、ノナン酸、又はデカン酸と、2−オクチル1−ドデカノールとのエステル化物;2−エチルヘキサン酸と、ブタン−2−オール、tert−ブチルアルコール、ペンタン−2−オール、2−メチルペンタン−2−オール、又は2−エチルヘキサノールとのエステル化物;2−ブチルオクタン酸と、メタノール、エタノール、プロパノール、プロパン−2−オール、ブタノール、ブタン−2−オール、tert−ブチルアルコール、ペンタノール、ペンタン−2−オール、ヘキサノール、2−メチルペンタン−2−オール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、又はオクタデカノールとのエステル化物;1−ブチル1−ペンタノール、2−ヘキシル1−オクタノール、2−ヘキシルデカノール、又は2−オクチル1−ドデカノールと、2−エチルヘキサン酸、又は2−ブチルオクタン酸とのエステル化物等を挙げることができる。
一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤の具体例としては、酢酸1−ブチルペンチル、2−エチルヘキサン酸2−エチルヘキシル、2−ブチルオクタン酸デシル、ノナン酸1−ヘキシルオクチル、オクタン酸2−ヘキシルデシル、ネオペンタン酸2−オクチルドデシル、ヘキサン酸2−ヘキシルデシル、ヘプタン酸2−ヘキシルデシル、オクタン酸2−ブチルオクチル、2−ブチルオクタン酸ヘキシル、2−ブチルオクタン酸ノニル、2−ブチルオクタン酸1−ブチルヘキシル等を挙げることができる。
脂肪酸エステル系溶剤は、1種、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤は、非水系溶剤全量に対し、特に制限されないが、10質量%以上で含まれることが好ましい。
ブリーディングを防止する観点から、その他の溶剤による影響を排除するために、一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤は、非水系溶剤全量に対し、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは55質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%以上であり、例えば、90質量%以上であってもよく、さらに100質量%であってもよい。
インク全量に対する一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤の配合量は、非水系溶剤全体の使用量に応じて異なるが、10〜98質量%で含まれてよく、15〜90質量%で含まれてもよい。
一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤は、インク全量に対し、20質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、55質量%以上が一層好ましい。これによって、ブリーディングをより防止することができる。
上記した一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤は、これに限定されないが、以下の方法によって製造することができる。
脂肪酸エステル系溶剤は、脂肪酸とアルコールとを反応させて得ることができる。
例えば、分岐アルキル基を導入するために、カルボキシ基に対してα位及びβ位のうち少なくとも一方の炭素原子に側鎖が結合する脂肪酸、ヒドロキシ基に対してα位及びβ位のうち少なくとも一方の炭素原子に側鎖が結合するアルコールを用いることができる。
また、Rに側鎖を導入するために、炭素数3以上の2級アルコール、炭素数4以上の3級アルコールを用いることができる。炭素数3以上の2級アルコールとしては、プロパン−2−オール、ブタン−2−オール、ペンタン−2−オール等が挙げられる。炭素数4以上の3級アルコールとしては、tert−ブチルアルコール、2−メチルブタン−2−オール、2−メチルペンタン−2−オール等が挙げられる。
脂肪酸エステル系溶剤の原料となる脂肪酸、アルコールは、上記した脂肪酸エステル系溶剤の例示の組み合わせを挙げることができる。
反応温度は、脂肪酸及びアルコールの種類に応じて80〜230℃の範囲で調節することができる。反応時間は、脂肪酸及びアルコールの種類や、原料の使用量に応じて1〜48時間の範囲で調節することができる。エステル化反応に際して生成する水分を除去することが好ましい。
脂肪酸とアルコールとは、モル比で1:1で反応させることが好ましい。
反応に際して、濃硫酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の触媒を適量で用いてもよい。
インクには、その他の非水系溶剤が含まれてもよい。
その他の非水系溶剤としては、非極性有機溶剤及び極性有機溶剤のいずれも使用できる。なお、一実施形態において、非水系溶剤には、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合しない非水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。
非極性有機溶剤としては、例えば、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素溶剤、芳香族炭化水素溶剤等の石油系炭化水素溶剤を好ましく挙げることができる。
脂肪族炭化水素溶剤及び脂環式炭化水素溶剤としては、パラフィン系、イソパラフィン系、ナフテン系等の非水系溶剤を挙げることができる。市販品としては、0号ソルベントL、0号ソルベントM、0号ソルベントH、カクタスノルマルパラフィンN−10、カクタスノルマルパラフィンN−11、カクタスノルマルパラフィンN−12、カクタスノルマルパラフィンN−13、カクタスノルマルパラフィンN−14、カクタスノルマルパラフィンN−15H、カクタスノルマルパラフィンYHNP、カクタスノルマルパラフィンSHNP、アイソゾール300、アイソゾール400、テクリーンN−16、テクリーンN−20、テクリーンN−22、AFソルベント4号、AFソルベント5号、AFソルベント6号、AFソルベント7号、ナフテゾール160、ナフテゾール200、ナフテゾール220(いずれもJXTGエネルギー株式会社製);アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、エクソールD40、エクソールD60、エクソールD80、エクソールD95、エクソールD110、エクソールD130(いずれもエクソンモービル社製);モレスコホワイトP−40、モレスコホワイトP−60、モレスコホワイトP−70、モレスコホワイトP−80、モレスコホワイトP−100、モレスコホワイトP−120、モレスコホワイトP−150、モレスコホワイトP−200、モレスコホワイトP−260、モレスコホワイトP−350P(いずれも株式会社MORESCO製)等を好ましく挙げることができる。
芳香族炭化水素溶剤としては、グレードアルケンL、グレードアルケン200P(いずれもJXTGエネルギー株式会社製)、ソルベッソ100、ソルベッソ150、ソルベッソ200、ソルベッソ200ND(いずれもエクソンモービル社製)等を好ましく挙げることができる。
石油系炭化水素溶剤の蒸留初留点は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることが一層好ましい。蒸留初留点はJIS K0066「化学製品の蒸留試験方法」に従って測定することができる。
極性有機溶剤としては、脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等を好ましく挙げることができる。
脂肪酸エステル系溶剤としては、例えば、全体の炭素数が12以上、好ましくは16〜30であって、ラウリン酸メチル、ラウリン酸ヘキシル、パルミチン酸ヘキシル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ヘキシル、大豆油メチル、トール油メチル等の直鎖アルキル基を有する溶剤;イソノナン酸イソデシル、イソノナン酸イソトリデシル、イソステアリン酸イソプロピル、イソノナン酸イソノニル、ラウリン酸イソプロピル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソオクチル、オレイン酸イソプロピル、リノール酸イソブチル、ステアリン酸イソオクチル、大豆油イソブチル、トール油イソブチル、パルミチン酸イソステアリル(炭素数34)等のα位及びβ位に結合する側鎖がないか、又はその側鎖の炭素数の合計が3以下である溶剤等が挙げられる。
また、一般的に市販されている脂肪酸エステル系溶剤の中で、イソノナン酸イソデシル(炭素数19)、イソノナン酸イソトリデシル(炭素数22)、イソステアリン酸イソプロピル(炭素数21)等は、α位及びβ位に結合する側鎖の炭素数の合計が3以下である脂肪酸エステル系溶剤である。
高級アルコール系溶剤としては、例えば、イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソエイコシルアルコール、デシルテトラデカノール等の1分子中の炭素数が6以上、好ましくは12〜20の高級アルコール系溶剤が挙げられる。
高級脂肪酸系溶剤としては、例えば、ラウリン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、イソステアリン酸等の1分子中の炭素数が12以上、好ましくは14〜20の高級脂肪酸系溶剤等が挙げられる。
脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等の極性有機溶剤の沸点は、150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることがさらに好ましい。なお、沸点が250℃以上の非水系溶剤には、沸点を示さない非水系溶剤も含まれる。
これらの非水系溶剤は、単独で使用してもよく、単一の相を形成する限り2種以上を組み合わせて用いることができる。
一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤の他に、その他の非水系溶剤を用いる場合は、高沸点溶剤を用いることが好ましい。高沸点溶剤としては、蒸留初留点が200℃以上である非極性溶剤、沸点が250℃以上の極性溶剤、またはこれらの組み合わせを用いることが好ましい。
印刷物の彩度の観点から、石油系炭化水素溶剤等の非極性溶剤は、インク全量に対し、50質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。さらに、インクに非極性溶剤を配合しなくてもよい。
高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤、一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤以外のその他の脂肪酸エステル系溶剤等のその他の極性溶剤の配合量は、染付レーキ顔料の染料化抑制のため制限されることが好ましい。例えば、その他の極性溶剤の配合量は、インク全量に対し、50質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましく、15質量%以下が一層好ましい。
上記各成分に加えて、油性インクには、本発明の効果を損なわない限り、各種添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、ノズルの目詰まり防止剤、酸化防止剤、導電率調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、酸素吸収剤等を適宜添加することができる。これらの種類は、特に限定されることはなく、当該分野で使用されているものを用いることができる。
インクは、色材及び非水系溶剤を含む各成分を混合することで作製することができる。好ましくは、各成分を一括ないし分割して混合及び撹拌してインクを作製することができる。具体的には、ビーズミル等の分散機に全成分を一括又は分割して投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等のろ過機を通すことにより調製できる。
油性インクジェットインクとしての粘度は、インクジェット記録システムの吐出ヘッドのノズル径や吐出環境等によってその適性範囲は異なるが、一般に、23℃において5〜30mPa・sであることが好ましく、5〜15mPa・sであることがより好ましい。
インクジェットインクを用いた印刷方法としては、特に限定されず、ピエゾ方式、静電方式、サーマル方式など、いずれの方式のものであってもよい。インクジェット記録装置を用いる場合は、デジタル信号に基づいてインクジェットヘッドから一実施形態によるインクを吐出させ、吐出されたインク液滴を記録媒体に付着させるようにすることが好ましい。
一実施形態によるインクは、染付レーキ顔料の染料化を防止しながら、低粘性でインクジェットノズルからの吐出に適するため、常温(23℃)付近で適性に吐出することが可能である。
一実施形態において、記録媒体は、特に限定されるものではなく、普通紙、コート紙、特殊紙等の印刷用紙、布、無機質シート、フィルム、OHPシート等、これらを基材として裏面に粘着層を設けた粘着シート等を用いることができる。これらの中でも、インクの浸透性の観点から、普通紙、コート紙等の印刷用紙を好ましく用いることができる。
ここで、普通紙とは、通常の紙の上にインクの受容層やフィルム層等が形成されていない紙である。普通紙の一例としては、上質紙、中質紙、PPC用紙、更紙、再生紙等を挙げることができる。普通紙は、数μm〜数十μmの太さの紙繊維が数十から数百μmの空隙を形成しているため、インクが浸透しやすい紙となっている。
また、コート紙としては、マット紙、光沢紙、半光沢紙等のインクジェット用コート紙や、いわゆる塗工印刷用紙を好ましく用いることができる。ここで、塗工印刷用紙とは、従来から凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等で使用されている印刷用紙であって、上質紙や中質紙の表面にクレーや炭酸カルシウム等の無機顔料と、澱粉等のバインダーを含む塗料により塗工層を設けた印刷用紙である。塗工印刷用紙は、塗料の塗工量や塗工方法により、微塗工紙、上質軽量コート紙、中質軽量コート紙、上質コート紙、中質コート紙、アート紙、キャストコート紙等に分類される。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されない。
「脂肪酸エステルの合成」
脂肪酸エステルの処方を表1に示す。
表1に示す処方にしたがって、脂肪酸とアルコールを四つ口フラスコに入れて混合撹拌し均一な溶液を得た。四つ口フラスコにディーンスターク装置を装着し、仕込んだ原材料が反応して水が発生したら取り除けるようにした。均一な溶液が入っている四つ口フラスコにさらに触媒として硫酸を適量加え、系全体を加熱した。加熱温度は脂肪酸及びアルコールの種類に応じて80℃〜230℃に設定した。加熱反応時間は1〜48時間に設定した。反応後、未反応の原材料や不純物を取り除くため、得られた溶液を減圧蒸留し、脂肪酸エステルを得た。
脂肪酸とアルコールとは、モル比で1:1となるように混合した。
脂肪酸及びアルコールは、東京化成工業株式会社、sasol社、KHネオケム株式会社から入手することができる。
Figure 2018181171
「インクの作製」
インクの処方を表2、表3に示す。脂肪酸エステルの1分子中の炭素数、R側のα位及びβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数、R側のα位及びβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数を各表に示す。R及びRにおいてα位及びβ位の炭素原子に側鎖が結合していない場合は、「−」を付している。
各表に示す配合量にしたがって、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を混合し、ビーズミル「ダイノーミルKDL−A」(株式会社シンマルエンタープライゼス製)により滞留時間15分間の条件で、十分に顔料を分散した。続いて、メンブレンフィルターで粗大粒子を除去し、インクを得た。
用いた成分は、以下の通りである。
(顔料)
染付レーキ顔料「P.R.81:1」:BASFジャパン株式会社製「Fanal Pink D4830」。
染付レーキ顔料「P.R.169」:BASFジャパン株式会社製「Fanal Pink D4810」。
キナクリドン顔料「P.R.122」:DIC株式会社製「FASTOGEN SUPER MAGENTA RG」。
染付レーキ顔料「P.B.1」:BASFジャパン株式会社製「Fanal Blue D6390」。
(顔料分散剤)
ソルスパース19000:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース19000」、有効成分100質量%。
ソルスパース13940:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース13940」、有効成分40質量%。有効成分量を表中のカッコ内に示す。
(炭化水素溶剤)
非極性溶剤「石油系炭化水素溶剤」:株式会社MORESCO製「商品名モレスコホワイトP−60」。
「評価」
上記実施例及び比較例のインクについて、以下の方法により評価を行った。これらの評価結果を表2、表3に示す。
(印刷物の彩度)
各インクをライン式インクジェットプリンタ「オルフィスEX9050」(理想科学工業株式会社製)に装填し、普通紙「理想用紙薄口」(理想科学工業株式会社製)に、主走査方向約51mm×副走査方向260mmのベタ画像を印刷することにより、印刷物を得た。 印刷一日後、印刷物の印刷面の彩度を、分光測色計「exactアドバンス」(X−rite社製)を用いて測定し、以下の基準で評価した。表2に示すインクは下記マゼンタインクの評価基準によって評価し、表3に示すインクは下記シアンインクの評価基準によって評価した。
マゼンタインクの評価基準:
A:印刷物の彩度が60以上。
B:印刷物の彩度が彩度60未満。
シアンインクの評価基準:
A:印刷物の彩度65以上。
B:印刷物の彩度65未満。
(印刷物のブリーディング)
印刷物の彩度と同様にして印刷物を得た。
印刷物の印刷面の印刷領域と未印刷領域の境目を顕微鏡で観察し、境目のにじみを以下の基準で評価した。インクに含まれる顔料が染料化することで、印刷面の境目に滲みが観察される。
S:印刷面の境目に滲みが観察されなかった。
A:印刷面の境目に滲みが観察された。
B:印刷面の境目が著しく滲んだ。
(吐出性能)
各インクをライン式インクジェットプリンタ「オルフィスEX9050」(理想科学工業株式会社製)に装填し、普通紙「理想用紙薄口」(理想科学工業株式会社製)に、100枚連続してベタ画像を片面印刷し、印刷物を得た。印刷条件は、上記印刷物の彩度の評価と同じとした。
インクジェットノズルからのインクの不吐出は、印刷物に白いスジとなって非印字部分が発生することで確認することができる。100枚の印刷物の中に、この白いスジが発生するか、または発生した本数を観察した。100枚の印刷物に観察された白いスジの合計数から吐出性能を評価した。評価基準を以下に示す。
S:不吐出による白抜けが0本。
A:不吐出による白抜けが1〜5本。
B:不吐出による白抜けが6〜10本。
C:不吐出による白抜けが10本以上。
特に詳述しないが、各実施例のインクを用いた印刷では、十分な画像濃度の印刷物を得ることができた。また、各実施例のインクの粘度も適正であった。
Figure 2018181171
Figure 2018181171
表中に示す通り、各実施例のインクでは、印刷物の彩度が優れ、ブリーディングが防止され、吐出性能が改善された。
各実施例を通して、脂肪酸エステル系溶剤のR及び/又はRのα位及び/またはβ位の炭素原子に、炭素数が4以上の側鎖が結合していることで、ブリーディングがより防止されることがわかる。
また、脂肪酸エステル系溶剤の1分子中の炭素数が24以下であることで、吐出性能がより改善されることがわかる。
比較例1では、脂肪酸エステル系溶剤のR及びRがいずれも直鎖アルキル基であり、ブリーディングが発生した。
比較例2及び5では、脂肪酸エステル系溶剤のR及びRのα位及びβ位の側鎖の炭素数の合計がそれぞれ2及び1であり、ブリーディングが発生した。
比較例3は、脂肪酸エステル系溶剤を用いない例であり、印刷物の彩度が低下した。
比較例4は、染付レーキ顔料を用いない例であり、印刷物の彩度が低下した。
実施例8及び比較例5は、シアンインクを用いた例であり、実施例8で良好な結果が得られた。

Claims (4)

  1. 染付レーキ顔料、及び下記一般式(1)で表される脂肪酸エステル系溶剤を含む、油性インクジェットインク。
    Figure 2018181171
    (一般式(1)において、R及びRは、それぞれ独立的に炭化水素基であり、R及びRのうち少なくとも一方は、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子のうち少なくとも一方に結合する側鎖を有し、Rのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子、並びにRのα位の炭素原子及びβ位の炭素原子に結合する側鎖の炭素数の合計が4以上である。)
  2. 一般式(1)において、R及びRのうち少なくとも一方は、α位の炭素原子及びβ位の炭素原子のうち少なくとも一方に結合し、炭素数が4以上である側鎖を有する、請求項1に記載の油性インクジェットインク。
  3. 前記脂肪酸エステル系溶剤の1分子中の炭素数が24以下である、請求項1又は2に記載の油性インクジェットインク。
  4. 一般式(1)において、R及びRは、それぞれ独立的に炭素数が6以上であるアルキル基である、請求項1から3のいずれか1項に記載の油性インクジェットインク。
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