KR101578241B1

KR101578241B1 - 비수계 잉크젯용 잉크 조성물

Info

Publication number: KR101578241B1
Application number: KR1020107020064A
Authority: KR
Inventors: 다케히로 고테라; 하루미 가네코; 도시히코 시오타니; 데츠오 스가와
Original assignee: 다이닛뽄도료가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2015-12-16
Also published as: ES2616253T3; EP2284226A4; WO2009110266A1; LT2284226T; DK2284226T3; PL2284226T3; EP2284226A1; RU2485151C2; CN101959979A; HUE031975T2; CN101959979B; RU2010140466A; BRPI0906089A2; CY1118758T1; PT2284226T; HK1151551A1; KR20100124752A; BRPI0906089B1; CA2717762C; MX2010009701A

Abstract

(과제) 잉크젯 프린터에 의해 인쇄할 때 프린터 헤드부의 노즐에 대한 막힘이 잘 발생하지 않고, 우수한 인자 품질의 인쇄물을 얻을 수 있는 잉크의 토출 안정성이 우수한 비수계 잉크젯용 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
(해결 수단) 안료, 수지, 안료 분산제 및 유기 용매를 함유하고, 추가로 방청제를 함유하는 것을 특징으로 하는 비수계 잉크젯용 잉크 조성물이 제공된다.

Description

비수계 잉크젯용 잉크 조성물{NONAQUEOUS INKJET INK COMPOSITION}

본 발명은 비수계 잉크젯용 잉크 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 프린터에 의해 인쇄할 때 프린터 헤드부의 노즐에 대한 막힘이 발생하지 않아, 우수한 인자 품질의 인쇄물이 얻어지는 잉크의 토출 안정성이 우수한 비수계 잉크젯용 잉크 조성물에 관한 것이다.

종래, 여러 가지의 용매를 이용한 잉크젯 인쇄용 안료 잉크 조성물이 다수 제안되어 있으나, 이러한 안료 잉크 조성물을 이용하여 잉크젯 프린터에 의해 인쇄물을 제작할 때, 잉크젯 프린터의 노즐에 막힘이 발생하여 인자 품질상 바람직하지 않은 인쇄물이 얻어지거나, 또한 이러한 안료 잉크 조성물을 이용하여 인쇄물을 제작해도 색의 발현이 그다지 충분하지 못한 경우가 있었다.

특히, 잉크 조성물에 용해력이 강한 유기 용매, 산성 또는 염기성의 안료, 첨가제 등을 사용했을 경우, 이것들은 프린터 헤드의 노즐 부분을 쉽게 부식시키기 때문에 노즐 막힘 등의 원인이 되는 경우가 있었다.

특허문헌 1 에서는, 잉크 조성물에 에탄올아민계 화합물을 함유함으로써 피에조 소자에 설치된 전극의 부식을 방지하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이들 부식 방지제를 잉크에 배합했을 경우, 장기 보존 중에 잉크 중에 분산되어 있던 안료나 수지 등이 응집되어 노즐 막힘의 원인이 되는 점에서 잉크의 분산 안정성이 양호하지 못하였다.

일본국 공개특허공보 2005-23099호

본 발명의 목적은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 잉크젯 프린터 헤드부의 부식을 방지함으로써, 노즐 막힘이 발생하지 않고, 또한 잉크의 분산 안정성이 우수한 비수계 잉크젯용 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 잉크 조성물 중에 이미다졸 화합물이나 기화성 방청제 등의 방청제를 함유함으로써, 우수한 비수계 잉크젯용 잉크 조성물이 얻어지는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 따라서 안료, 수지, 안료 분산제 및 유기 용매를 함유하고, 추가로 방청제를 함유하는 것을 특징으로 하는 비수계 잉크젯용 잉크 조성물이 제공된다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물을 사용함으로써, 잉크젯 프린터 헤드부의 부식을 방지함에 따라서, 노즐 막힘이 발생하지 않고, 또한 잉크의 분산 안정성이 우수한 잉크 조성물을 제공할 수 있다.

이하에, 본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물에 있어서는, 안료, 수지, 안료 분산제, 유기 용매를 함유하고, 추가로 기화성 방청제나 이미다졸 화합물 등의 방청제를 사용할 필요가 있다.

이하, 본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물의 각 성분에 대하여 설명한다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물에 사용되는 안료로는 하기의 것을 들 수 있다.

피그먼트 옐로우 12, 13, 14, 17, 20, 24, 31, 55, 74, 83, 86, 93, 109, 110, 117, 120, 125, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 153 (니트론계 니켈 착물 옐로우), 154, 155, 166, 168, 180, 181, 185

피그먼트 오렌지 16, 36, 38, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71

피그먼트 레드 9, 48, 49, 52, 53, 57, 97, 122 (퀴나크리돈 마젠타), 123, 149, 168, 177, 180, 192, 202, 206, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 238, 240, 244, 254

피그먼트 바이올렛 19 (퀴나크리돈 바이올렛), 23, 29, 30, 32, 37, 40, 50

피그먼트 블루 15 (프탈로시아닌 블루), 15 : 1, 15 : 3, 15 : 4, 15 : 6, 22, 30, 64, 80

피그먼트 그린 7 (염소화 프탈로시아닌 그린), 36 (브롬화 프탈로시아닌 그린)

피그먼트 브라운 23, 25, 26

피그먼트 블랙 7 (카본 블랙), 26, 27, 28

산화티탄, 산화철, 군청, 황연, 황화아연, 코발트 블루, 황산바륨, 탄산칼슘

여기서, 산화 티탄은 통상적으로 도료 등에 사용되는 이산화티탄을 사용할 수 있고, 결정계는 아나타제형, 루틸형의 어느 것이어도 되지만, 내후성을 고려할 때 루틸형 쪽이 바람직하다.

안료의 배합량은, 사용하는 안료의 종류 등에 따라서 임의로 결정할 수 있으나, 통상적으로는 잉크 조성물의 질량에 대하여 0.1 ~ 20 질량 % 이고, 바람직하게는 0.5 ~ 10 질량 % 이다. 산화티탄 경우의 함유량은, 잉크 조성물의 질량에 대하여 1.0 ~ 20.0 질량 % 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.0 ~ 15.0 질량 % 이다. 1.0 질량 % 미만이면 인쇄물의 하지 (下地) 에 대한 은폐성이 저하되고, 20.0 질량 % 를 초과하면 이산화티탄이 침강하기 쉬워져 노즐 막힘이 쉽게 발생하게 된다. 안료의 평균 입자 직경은 50 ~ 400 ㎚ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 ~ 300 ㎚ 이지만, 이산화티탄의 경우에는 100 ~ 400 ㎚ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 150 ~ 300 ㎚ 이다. 400 ㎚ 보다 크면 안료가 침강하기 쉬워져 노즐 막힘이 쉽게 발생하게 된다. 50 ㎚ 미만이면 하지에 대한 은폐성이 저하된다는 문제가 쉽게 발생하게 된다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물은, 통상적인 잉크 조성물과 동일하게 바인더로서 수지를 함유한다. 이러한 수지는 통상적인 잉크 조성물에 보통 사용되는 바인더용 수지이면 되고, 특별히 한정되지는 않으나, 그 중에서도 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 염화비닐 수지의 어느 것을 함유하는 것이, 인자시의 기재와의 밀착성이 향상되기 때문에 바람직하다.

폴리에스테르 수지로는, 포화 폴리에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지의 양방을 사용할 수 있다. 폴리에스테르 수지는, 다염기산과 다가 알코올의 축합 반응에 의해 얻어진다. 폴리에스테르 수지에 사용되는 다염기산으로는 예를 들어 하기의 것을 들 수 있다.

프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 9,10-안트라센디카르복실산, 디펜산 등의 방향족 디카르복실산 ;

p-옥시벤조산, p-(하이드록시에톡시)벤조산 등의 방향족 옥시카르복실산 ;

숙신산, 아디프산, 아젤라산, 세바크산, 도데칸디카르복실산 등의 지방족디카르복실산 ;

푸마르산, 말레산, 이타콘산, 메사콘산, 시클로헥센디카르복실산, 다이머 산, 트리머산, 테트라머산 등의 지방족 불포화 다가 카르복실산 ;

헥사하이드로프탈산, 테트라하이드로프탈산 등의 지환족 디카르복실산 ;

트리멜리트산, 트리메신산, 피로멜리트산 등의 다가 카르복실산

또, 다염기산에 일부 1 염기산을 병용해도 된다. 1 염기산류로는, 예를 들어 벤조산, 클로로벤조산, 브로모벤조산, 파라하이드록시벤조산, t-부틸벤조산, 나프탈렌카르복실산, 3-메틸벤조산, 4-메틸벤조산, 살리실산, 티오살리실산, 페닐아세트산, 나프탈렌카르복실산, 안트라센카르복실산, t-부틸나프탈렌카르복실산, 시클로헥실아미노카르보닐벤조산 등을 예시할 수 있다.

폴리에스테르 수지에 사용되는 다가 알코올류로는, 예를 들어, 하기의 것을 들 수 있다.

에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 2,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 지방족 디올류 ;

트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨 등의 트리올 및 테트라올류 등의 지방족 다가 알코올류 ;

1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 스피로글리콜, 비스페놀 A, 수소화비스페놀 A, 트리시클로데칸디올, 트리시클로데칸디메탄올 등의 지환족 다가 알코올류 ;

파라자일렌글리콜, 메타자일렌글리콜, 오르토자일렌글리콜, 1,4-페닐렌글리콜 등의 방향족 다가 알코올류

또, 다가 알코올에 일부, 1 가 알코올을 병용해도 된다.

본 발명에 사용되는 폴리에스테르 수지의 수 평균 분자량은, 1000 ~ 50000 의 범위가 바람직하고, 나아가서는 2000 ~ 20000 의 범위가 보다 바람직하다. 폴리에스테르 수지의 수 평균 분자량이 1000 보다 작은 경우에는 잉크 인자 피막의 내 (耐) 에탄올성 평가가 열등하고, 50000 보다 큰 경우에는 잉크의 예사 (曳絲) 현상이 발생하기 쉬워 잉크 토출성이 안정되지 않는 등의 문제가 발생하는 경우가 있어 바람직하지 않다.

아크릴 수지로는, 통상적으로 사용되는 라디칼 중합성 단량체를 공중합시킨 것을 사용할 수 있다. 라디칼 중합성 단량체로는, 예를 들어 하기의 것을 들 수 있다.

아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산이소프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산 2-에틸헥실 등의 아크릴산에스테르류 ;

메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산이소프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산 t-부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실 등의 메타크릴산에스테르류 ;

스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐류 ;

아세트산비닐, 프로피온산비닐 등의 비닐에스테르류 ;

비닐피롤리돈 등의 복소 고리형 비닐 화합물 ;

염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐리덴 등의 할로겐화비닐류 ;

에틸비닐에테르, 이소부틸비닐에테르 등의 비닐에테르류 ;

에틸렌, 프로필렌 등의α-올레핀류

또, 아크릴산 수지의 합성에는, 산이나 염기 등의 관능기를 함유하는 중합성 단량체도 사용할 수 있다. 관능기 함유 단량체로는, 예를 들어 하기의 것을 들 수 있다.

아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 말레산모노n-부틸, 푸마르산모노n-부틸, 이타콘산모노n-부틸, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 단량체 ;

(메트)아크릴산 2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산 2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산3-하이드록시프로필, (메트)아크릴산4-하이드록시부틸, 아크릴산(2-하이드록시메틸)에틸, 아크릴산(2-하이드록시메틸)부틸, (메트)아크릴산(4-하이드록시메틸시클로헥실)메틸, 글리세린모노(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸2-하이드록시프로필프탈레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트 등의 수산기 함유 (메트)아크릴산에스테르류 ;

아크릴아미드, 메타크릴아미드, 말레산아미드, 디아세톤아크릴아미드 등의 아미드기 함유 단량체류 ;

메타크릴산글리시딜, 알릴글리시딜에테르 등의 글리시딜기 함유 단량체 ;

아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노기 함유 단량체 ;

부타디엔, 이소프렌 등의 디엔류 ;

알릴알코올, 2-하이드록시에틸알릴에테르 등의 수산기 함유 알릴 화합물 ;

메타크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산디에틸아미노에틸 등의 3 급 아미노기 함유 단량체 ;

비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, 비닐메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐디메틸메톡시실란, 비닐디메틸에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필메틸디에톡시실란 등의 알콕시실릴기 함유 단량체류

또, 프탈산디알릴, 디비닐벤젠, 아크릴산알릴, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 등의 1 분자 중에 2 개 이상의 불포화 결합을 갖는 단량체류 등도 사용할 수 있다. 이들 단량체는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

염화비닐 수지로는, 여러 가지를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 염화비닐과 아세트산비닐, 염화비닐리덴, 아크릴, 말레산 등의 다른 모노머와의 공중합 수지를 들 수 있다. 바람직한 염화비닐 수지로는, 염화비닐과 아세트산비닐을 공중합시킨 염화비닐·아세트산비닐 공중합 수지이고, 특히 바람직하게는 분자량 30,000 이하의 공중합 수지를 들 수 있다.

상기 이외의 수지로는 특별히 제한은 없고, 통상적인 잉크 조성물에 사용되는 수지는 어느 것이나 사용할 수 있다. 예를 들어, 에폭시 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지, 로진 변성 페놀 수지, 멜라민, 벤조구아나민 등의 아미노 수지, 폴리아미드 수지, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리아세테이트, 니트로셀룰로오스, 질산셀룰로오스, 프로피온산셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 등의 셀룰로오스에스테르 수지, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 벤질셀룰로오스, 트리틸셀룰로오스, 시안에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 아미노에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에테르 수지 등을 들 수 있다. 또, 이들 수지는 병용하여 사용할 수 있다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물에 사용하는 수지의 함유량은, 잉크 조성물의 질량에 대하여 1 ~ 20 질량 % 가 바람직하고, 나아가서는 1 ~ 10 질량 % 가 보다 바람직하다. 수지의 함유량이 1 질량 % 보다 적은 경우에는 기재와의 밀착성이 부족할 우려가 있고, 20 질량 % 보다 많은 경우에는 잉크 조성물의 점도가 높아져 토출성이 불안정해지는 등의 문제가 발생될 경우가 있어 바람직하지 않다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물은, 안료의 분산성을 향상시키기 위해서 안료 분산제를 사용한다.

안료 분산제로는, 본 기술 분야에서 안료를 분산시키는 목적에서 사용하는 것이면 특별히 제약은 없는데, 예를 들어, 폴리아미드계 수지, 수산기 함유 카르복실산에스테르, 장사슬 폴리아미노아마이드와 고분자량산 에스테르의 염, 장사슬 폴리아미노아마이드와 고분자량 폴리카르복실산의 염, 장사슬 폴리아미노아마이드와 극성산 에스테르의 염, 고분자량 불포화산 에스테르, 변성 폴리우레탄, 변성 폴리아크릴레이트, 폴리에테르에스테르형 아니온계 활성제, 나프탈렌술폰산포르말린 축합물 염, 방향족 술폰산포르말린 축합물 염, 폴리옥시에틸렌알킬인산에스테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 스테아릴아민아세테이트 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물에 있어서는, 안료 분산제로서 1 분자 중에 2 개 이상의 아미드기를 갖고, 또한, 수 평균 분자량이 700 ~ 15000 인 폴리에스테르폴리아미드 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 안료 분산제의 배합량은, 사용하는 안료의 종류 등에 따라서 상이한데, 통상은 잉크 조성물의 질량에 대하여 0.1 ~ 15 질량 % 가 바람직하고, 나아가서는 0.5 ~ 10 질량 % 인 것이, 보다 안료 분산성을 향상시키는 데 바람직하다.

폴리에스테르폴리아미드 수지는, 산 말단 폴리에스테르 수지와 1 분자 중에 2 개 이상의 아미노기를 갖는 폴리아민 화합물을 반응시킴으로써 제조된다. 예를 들어, 르브리조르사 제조의 소르스파스 32000, 소르스파스 32500, 소르스파스 32600, 소르스파스 33500, 소르스파스 34750, 소르스파스 35100, 소르스파스 37500 등이나, 빅크케미사 제조의 BYK9077 등을 들 수 있다.

또한, 폴리에스테르폴리아미드 수지의 아미드기가 1 분자 중에 2 개 미만인 경우에는 안료 분산성이 저하되므로 바람직하지 않다. 또, 수 평균 분자량이 700 미만인 경우에는 안료 분산성이 저하되고, 수 평균 분자량이 15000 을 초과하는 경우에는 잉크 중에 대한 분산성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물은, 통상적인 용제계 잉크에 사용되는 유기 용매를 사용한다.

유기 용매로는, 예를 들어, 하기의 것을 들 수 있다.

메틸알코올, 에틸알코올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 트리데실알코올, 시클로헥실알코올, 2-메틸시클로헥실알코올 등의 알코올류 ;

에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린 등의 글리콜류 ;

에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸아세테이트, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 글리콜에테르류 ;

아세트산에틸, 아세트산이소프로필렌, 아세트산n-부틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산부틸 등의 에스테르류 ;

아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 이소포론, 디아세톤알코올 등의 케톤류 ;

그밖에 톨루엔, 자일렌, 아세토니트릴, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈 등의 함질소 화합물

이것들은 인쇄시의 헤드 노즐의 특성에 대한 적합성, 안전성, 건조성의 관점에서 여러 가지의 용제가 선택되고, 필요에 따라 복수의 용제를 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물은, 유기 용매로서 글리콜에테르류를 함유하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 및 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트는 프린터 헤드 부분에서의 잉크의 재용해성 및 플라스틱 등의 비흡수성 기재에 대한 잉크의 밀착성, 건조성이 우수하기 때문에 바람직하다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물은, 기화성 방청제나, 이미다졸 화합물 등의 방청제를 함유함으로써, 잉크젯 프린터에 의해 인쇄할 때 프린터 헤드부의 노즐에 대한 막힘이 발생하지 않아 우수한 인자 품질의 인쇄물이 얻어진다.

잉크와 접촉하는 프린터 헤드부의 노즐은, 잉크 중의 유기 용제나 안료 등에 의한 화학적 작용에 의하여 부식이 발생하고, 그것에 의해 노즐 막힘이 발생되는 경우가 있다. 방청제를 잉크 중에 함유시킴으로써, 노즐 막힘이나 잉크의 도트 휨의 요인이 되는 노즐의 부식을 방지할 수 있어 더욱 우수한 분산 안정성을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서의 방청제의 일례인 기화성 방청제로는, 예를 들어 디시클로헥실아민카보네이트, 디시클로헥실아민나이트라이트, 디시클로헥실아민, 시클로헥실아민라우레이트, 시클로헥실아민벤조산염, 시클로헥실아민카바나이트 (CHC), 시클로헥실아민벤조에이트 (CHA·BA), 시클로헥실아민시클로헥산카르복시 레이트 (CHA·CHC), 시클로헥실아민아크릴레이트 (CHA·AA), 시클로헥실아민카보네이트 (JV-C), 시클로헥실아민 등의 각종 아민류, 시클로헥실암모늄카프릴레이트, 디이소프로필아민나이트라이트, 디시클로헥실암모늄라우레이트, 시클로헥실암모늄카르바메이트벤조산암모늄, 디시클로헥실암모늄나이트라이트 (DICHAN), 디시클로헥실암모늄살리실레이트 (DICHA·SA), 디시클로헥실암모늄벤조에이트 (DICHA·BA), 디이소프로필암모늄벤조에이트 (DIPA·BA), 디이소프로필암모늄나이트라이트 (DIPAN), 니트로나프탈렌암모늄나이트라이트 (NITAN), 디시클로헥실암모늄카프릴레이트, 디시클로헥실암모늄시클로헥산카르복시레이트 (DICHA·CHC), 디시클로헥실암모늄아크릴레이트 (DICHA·AA), 시클로헥실암모늄카보네이트, 디시클로헥실암모늄카프릴레이트, 시클로헥실암모늄라우레이트 등을 들 수 있는데, 특히 디시클로헥실아민, 시클로헥실암모늄시클로헥실카바메이트는, 헤드부의 부식 방지가 우수하기 때문에 바람직하다.

본 발명에 있어서의 방청제의 일례인 이미다졸 화합물로는, 예를 들어, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 벤조이미다졸, 2-페닐벤조이미다졸, 2-메르캅토메틸벤조이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 나프토이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-아미노에틸-2-메틸이미다졸, 2,4-디아미노-6-(2-운데실-1-이미다졸릴에틸)-1,3,5-트리아딘, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸 등을 들 수 있는데, 특히 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 벤조이미다졸 및 2-에틸-4-메틸이미다졸은 헤드부의 부식 방지가 우수하기 때문에 바람직하다.

방청제는, 단독으로 사용해도 되고 복수를 조합하여 사용해도 되지만, 방청제의 합계량이 잉크 조성물의 질량에 대하여 0.01 ~ 5.0 질량 % 인 것이 바람직하고, 0.05 ~ 3.0 질량 % 인 것이 보다 바람직하고, 나아가 0.1 ~ 1.0 질량 % 인 것이 보다 더 바람직하다.

방청제의 함유량이 0.01 질량 % 미만이면 노즐에 대한 막힘이 쉽게 발생하게 되고, 5.0 질량 % 를 초과하면 안료 응집에 의한 잉크 증점의 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물의 수추출물에 대하여 pH 가 6.0 ~ 10.0 인 것이, 인쇄할 때의 노즐에 대한 막힘이 발생하지 않아 우수한 인자 품질의 인쇄물이 얻어지기 때문에 바람직하다. 수추출물의 pH 가 6.0 미만이면 프린터 헤드부의 부식이 쉽게 발생하게 되어 노즐 막힘이나 잉크의 도트 휨의 요인이 되고, pH 가 10.0 보다 크면 안료 응집에 의한 잉크 증점 등의 문제가 발생되는 경우가 있어 바람직하지 않다. 이 수추출물의 pH 는 6.5 ~ 8.5 인 것이 더욱 바람직하다.

pH 의 측정 방법은 다음과 같다. 잉크 조성물의 수추출물은, 증류수 100 g 에 대하여 잉크 조성물 1 g 을 첨가하여 잘 교반한다. 잠시 정치 (靜置) 후 그 수추출물을 pH 미터에 의하여 측정한다.

또, 잉크 조성물의 수추출물의 pH 는, 잉크 조성물에 배합하는 방청제의 양을 조절함으로써 pH 6.0 ~ 10.0 으로 조정할 수 있다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물은, 용도 등에 따라서는 염료, 표면 조정제, UV 흡수제, 광 안정화제, 산화 방지제, 가소제 등의 첨가제를 병용해도 된다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물은, 여러 가지의 잉크젯 프린터에 사용할 수 있다. 이와 같은 잉크젯 프린터로서 예를 들어, 하전 제어 방식, 잉크 온 디멘드 방식에 의해 잉크 조성물을 분출하게 하는 방식 등을 들 수 있다.

본 발명의 비수계 잉크젯용 잉크 조성물은, 특히 라지 포맷을 사용한 대형 잉크젯 프린터에 의한 인쇄, 예를 들어 사인 디스플레이 등의 옥외용 물품에 인쇄하는 것을 목적으로 한 잉크젯 프린터의 인쇄에도 바람직하게 적용할 수 있다. 또, 컬러 그래픽 인자나 비디오 녹화의 묘화에 있어서도 콘트라스트가 명료하여 화상의 재현성은 현저하게 양호해진다.

잉크젯 인쇄한 후의 인쇄면 (잉크 조성물) 은 상온 ~ 수백 ℃ 으로 건조시킴으로써 건조 피막을 형성한다. 또한, 본 발명에서 인쇄의 대상이 되는 기재에 대해서는, 인쇄면 (잉크 조성물) 을 건조시키는 조건하에서 변형 또는 변질되지 않는 것이면 특별히 제한되지는 않는다. 이러한 기재로서 예를 들어, 금속, 유리 및 플라스틱 등을 들 수 있고, 보다 상세하게는 표면을 수지로 코팅한 종이, 플라스틱의 시트나 필름 등을 들 수 있다.

실시예

이하에, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서「부」 및 「 % 」는 모두 질량 기준에 따른 것으로 한다.

<실시예 1-1 ~ 1-34 및 비교예 1-1 ~ 1-5>

표 1 ~ 4 에 나타내는 성분과 배합량 (질량부) 으로 함유하는 혼합물을 각각 샌드 밀로 3 시간 연합 (練合) 하여, 실시예 1-1 ~ 1-34 및 비교예 1-1 ~ 1-5 의 잉크 조성물을 조제하였다.

안료로는 :

카본 블랙으로서 모나크 1000 (캬보트사 제조) 을 ;

퀴나크리돈 마젠타 안료로서 FASTOGEN Super Magenta RG (다이닛폰 잉크사 제조) 를 ;

프탈로시아닌 블루로서 이르가라이트 블루 8700 (치바·스페샤리티 케미칼즈사 제조) 을 ;

니켈 착물 옐로우 안료로서 E4GN-GT (랑크세스사 제조) 를 ;

산화 티탄으로서 TR92 (TIOXIDE사 제조) 를 ;

각각 사용하였다.

수지로는 :

폴리에스테르 수지로서 바이론 GK810 (토요보사 제조, 수 평균 분자량 = 6000, Tg = 46 ℃, 산가 = 5 mgKOH/g, 수산기가 = 19 mgKOH/g) 를 ;

아크릴 수지로서 다이야나르 MB2660 (미츠비시레이온사 제조, 중량 평균 분자량 = 65000, Tg = 52 ℃, 산가 = 3 mgKOH/g) 를 ;

염화비닐 수지로서 소르바인 CL (닛신 화학사 제조, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 수 평균 분자량 = 25000, Tg = 70 ℃) 를 ;

각각 사용하였다.

기화성 방청제로는 :

디시클로헥실아민 (상품명 : D-CHA-T, 신닛폰 이화사 제조) ; 및

시클로헥실암모늄시클로헥실카바메이트 (상품명 : VERZONE Crystal #130, 다이와 연구소 제조) ;

를 각각 사용하였다.

안료 분산제로는 :

폴리에스테르폴리아미드 수지 A 로서 소르스파스 32000 (르브리조르사 제조, 고형분 농도 100 %, 수 평균 분자량 = 1500) 을 ;

폴리에스테르폴리아미드 수지 B 로서 BYK9077 (빅크케미사 제조, 고형분 농도99 %, 수 평균 분자량 = 1400) 를 ;

각각 사용하였다.

얻어진 실시예 1-1 ~ 1-34 및 비교예 1-1 ~ 1-5 의 각 잉크 조성물에 대하여 점도, 평균 입자 직경, 수추출물의 pH, 분산 안정성, 노즐 토출 안정성을 각각 하기 방법으로 시험, 측정하여 하기의 기준으로 평가하였다.

<점도 측정>

각 잉크 조성물의 점도는, B 형 점도계를 사용하여 20 ℃ 에서의 점도를 측정하였다.

<평균 입자 직경 측정>

각 잉크 조성물의 안료의 입자 직경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정기 (시마즈 제작소 제조 「SALD-7000」) 를 사용하여 평균 입자 직경 (D50) 을 측정하였다.

<수추출물의 pH>

각 잉크 조성물의 수추출물의 pH 는, 분액 깔때기를 이용하여 잉크 조성물 1 g 을 증류수 100 g 에 적하하여 잘 혼합·교반하고, 잠시 정치 후 그 수추출물 (하층부) 을 꺼내어 pH 미터로 20 ℃ 에서 측정하였다.

<분산 안정성>

각 잉크 조성물을 밀폐 용기 중에서 60 ℃·1 개월간 보존한 후 꺼내어, 그 점도 및 입자 직경을 상기와 같이 측정하고, 시험전과 시험 후의 각각의 변화를 하기의 기준으로 평가하였다.

◎ : 점도 및 입자 직경의 변화가 양방 모두 ±5 % 이내.

○ : 점도 및 입자 직경의 변화가, 적어도 일방이 ±5 % 초과 ±10 % 이내.

× : 점도 및 입자 직경의 변화가, 적어도 일방이 ±10 % 초과.

<노즐 토출 안정성>

라지 포맷용 잉크젯 프린터를 사용하여 염화비닐의 기재에 화상을 8 시간 연속하여 인쇄하고, 그 후 온도 40 ℃·습도 65 % 의 환경하에서 1 주간 정지시키고, 재차 연속하여 1 시간 인쇄하였다. 정지 전후의 인자 상태를 육안으로 관찰하고, 정지 전의 인자 상태에 대한 정지 후 재현된 인자 상태의 백분율을 산출하여 하기의 기준으로 평가하였다.

◎ : 인자한 도트 중, 90 % 이상에서 소정 위치에 정확히 인자할 수 있다.

○ : 인자한 도트 중, 80 % 이상 90 % 미만에서 소정 위치에 정확히 인자할 수 있다.

△ : 인자한 도트 중, 20 % 이상 70 % 미만에서 도트의 휨이 발생.

× : 인자한 도트 중, 70 % 이상에서 도트의 휨이 발생.

이것들을 측정한 결과, 평가 결과는 표 1 ~ 표 4 에 나타낸 바와 같다.

표 1 ~ 표 3 에 나타낸 데이터로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1-1 ~ 1-34 의 잉크 조성물은, 각 시험 항목에 대하여 양호한 평가 결과가 얻어져 인자가 양호한 잉크를 얻을 수 있었다.

한편, 표 4 에 나타낸 데이터로부터 분명한 바와 같이, 비교예 1-1 ~ 1-5 의 잉크 조성물은 노즐 막힘이 발생하여 인자 불량이 되었다.

<실시예 2-1 ~ 2-35 및 비교예 2-1 ~ 2-5>

표 5 ~ 8 에 나타낸 성분을 대응하는 배합량 (질량부) 으로 함유하는 혼합물을 각각 샌드 밀로 3 시간 연합하여, 실시예 2-1 ~ 2-35 및 비교예 2-1 ~ 2-5 의 잉크 조성물을 조제하였다.

안료, 수지 및 안료 분산제에 대해서는, 실시예 1-1 ~ 1-34 및 비교예 1-1 ~ 1-5 와 동일한 것을 사용하였다.

또, 실시예 1-1 ~ 1-34 및 비교예 1-1 ~ 1-5 에 있어서의 기화성 방청제를 대신하여, 하기의 이미다졸 화합물을 사용하였다.

즉, 이미다졸 화합물로는 :

이미다졸 (상품명 : IZ, 닛폰 합성 화학사 제조) ;

2-메틸이미다졸 (상품명 : 2 MI, 닛폰 합성 화학사 제조) ;

벤조이미다졸 (상품명 : 벤조이미다졸, aldrich 사 제조) ; 및

2-에틸-4-메틸이미다졸 (상품명 : 2-에틸-4-메틸이미다졸, 토쿄 화성 공업사 제조) ;

을 각각 사용하였다.

얻어진 실시예 2-1 ~ 2-35 및 비교예 2-1 ~ 2-5 의 각 잉크 조성물에 대하여, 상기 실시예 1-1 ~ 1-34 및 비교예 1-1 ~ 1-5 와 마찬가지로, 점도, 평균 입자 직경, 수추출물의 pH, 분산 안정성 및 노즐 토출 안정성을 각각 상기의 방법으로 시험, 측정하여 평가하였다.

이것들을 측정한 결과, 평가 결과는 표 5 ~ 표 8 에 나타낸 바와 같다.

표 5 ~ 표 7 에 나타낸 데이터로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예 2-1 ~ 2-35 의 잉크 조성물은, 각 시험 항목에 대하여 양호한 평가 결과가 얻어져 인자가 양호한 잉크를 얻을 수 있었다.

한편, 표 8 에 나타낸 데이터로부터 분명한 바와 같이, 비교예 2-1 ~ 2-5 의 잉크 조성물은 노즐 막힘이 발생하여 인자 불량이 되었다.

Claims

안료, 수지, 안료 분산제 및 유기 용매를 함유하고, 추가로 방청제를 함유하고, 상기 수지가 염화비닐 수지를 포함하고, 상기 방청제가 디시클로헥실아민, 시클로헥실암모늄시클로헥실 카바메이트, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 벤조이미다졸 및 2-에틸-4-메틸이미다졸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이고, 상기 유기 용매는 글리콜에테르류 및 γ-부티로락톤을 함유하고, 상기 방청제의 함유량이 잉크 조성물 중 0.01 ~ 5.0 질량 % 인 것을 특징으로 하는 비수계 잉크젯용 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 비수계 잉크젯용 잉크 조성물의 수 추출물의 pH 는 6.0 ~ 10.0 인 것을 특징으로 하는 비수계 잉크젯용 잉크 조성물.
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제 1 항에 있어서,
상기 안료는 산화 티탄이고, 그 산화 티탄의 함유량은 잉크 조성물 중 1.0 ~ 20.0 질량 % 인 것을 특징으로 하는 비수계 잉크젯용 잉크 조성물.
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제 1 항에 있어서,
상기 안료의 체적 평균 입자 직경은 50 ~ 400 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 비수계 잉크젯용 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 안료 분산제는 1 분자 중에 2 개 이상의 아미드기를 갖고, 또한, 수 평균 분자량이 700 ~ 15000 인 폴리에스테르폴리아미드 수지인 것을 특징으로 하는 비수계 잉크젯용 잉크 조성물.
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