WO2013008691A1 - 水性インクジェット記録用白色インク、白色顔料ペースト、インクジェット記録用水性インクセット - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a white ink for water-based inkjet recording and a white pigment paste.
- Printing with an inkjet printer recording device is a method that ejects ink from nozzles and adheres to the recording material. Unlike conventional printing methods, this is a printing method that does not use a plate, so on-demand printing that can accommodate a small variety of products This printing method is expected to be used in a wide range of fields. In particular, in recent years, as a recording material, many studies have been made on printing on a non-absorbing substrate such as plastic from printing on a conventional absorbing substrate such as paper.
- white ink When printing using plastic as the recording material, white ink is used for the purpose of improving visibility.
- transparent plastic films are used for packaging materials used for food and beverage packaging, etc. so that the contents can be confirmed, and white ink is used for the purpose of concealing the base to improve the color of printed matter. in use.
- inorganic pigments having high concealment properties such as titanium oxide are used as pigments.
- inorganic pigments such as titanium oxide have a high specific gravity, when used in inks for ink jet recording having a low viscosity, suppression of pigment precipitation becomes a problem.
- Patent Document 1 there is a method for improving the dispersibility of titanium oxide itself (see, for example, Patent Document 1), but it is not versatile.
- titanium oxide is used as a pigment and contains silica, a resin emulsion, and water, and the content of the resin emulsion is 0.10 to 0.45 by mass with respect to the silica 1.
- White ink is known (see, for example, Patent Document 2).
- this method has a problem of using a large amount of silica and inferior in dispersion stability.
- Another method includes a titanium dioxide pigment, a graft copolymer including a polymer main chain and a macromonomer side chain bonded to the main chain, a combination of a dispersant including a specific block copolymer, and a liquid carrier.
- a white ink for ink-jet recording prepared from a titanium oxide slurry is also known (see, for example, Patent Document 3).
- the dispersant uses alkyl (meth) acrylate or alicyclic (meth) acrylate as a raw material, and the desired adhesion to a plastic film may not be obtained.
- the problem to be solved by the present invention is to provide a white ink for water-based inkjet recording that is excellent in adhesiveness to a plastic film and excellent in dispersion stability, and is excellent in adhesiveness to a plastic film. It is an object of the present invention to provide a water-based ink set for ink-jet recording which contains a water-based white ink which does not cause image repelling or the like and has excellent dispersion stability even when overprinted.
- the present inventors By using a styrene copolymer having a hydrophilic group as a pigment dispersant for a white pigment, the present inventors have excellent dispersion stability and good adhesion to a plastic film. It was found that an ink was obtained. Furthermore, it has been found that by making the surface tension between the white ink and the color ink a specific relationship, even when overprinted with the color ink, the image can be printed satisfactorily without causing repelling or the like.
- the present invention provides a white ink for aqueous inkjet recording containing a white pigment, a pigment dispersant, a binder and water, wherein the pigment dispersant is a styrene copolymer having a hydrophilic group.
- the pigment dispersant is a styrene copolymer having a hydrophilic group.
- the present invention also provides a white pigment paste containing a white pigment, a pigment dispersant, and water, wherein the pigment dispersant is a styrene copolymer having a hydrophilic group.
- the present invention also provides an aqueous ink set for inkjet recording having the white ink for aqueous inkjet recording and a color ink different from the white ink for aqueous inkjet recording.
- the present invention also includes a step of forming a printing layer on a non-absorbent substrate by an inkjet recording method using the above-described aqueous inkjet recording ink, a step of forming an adhesive layer on the printing layer, There is provided a method for producing a laminate having a step of laminating a sealant film layer on an adhesive layer surface.
- a white ink for water-based inkjet recording that is excellent in adhesion to a plastic film and excellent in dispersion stability.
- the white pigment paste of the present invention it is possible to obtain a white ink for water-based inkjet recording having excellent compatibility and good stability even when an aqueous urethane resin or olefin resin is used as a binder.
- an aqueous ink set for ink-jet recording comprising an aqueous white ink, which has excellent adhesion to a plastic film, does not cause image repellency or the like even when overprinted with color ink, and has excellent dispersion stability. Can provide.
- the white pigment used in the present invention is not particularly limited, and a known inorganic white pigment can be used.
- examples include silicas such as alkaline earth metal sulfates, carbonates, finely divided silicic acids, synthetic silicates, calcium silicates, alumina, alumina hydrates, titanium oxides, zinc oxides, talc, clays and the like.
- the inorganic white pigment may be surface-treated by various surface treatment methods. Among these, surface-treated titanium oxide is preferable because it exhibits relatively good dispersibility in an aqueous medium.
- titanium oxide surface-treated with an inorganic substance is preferable, and titanium oxide surface-treated with silica and alumina is preferable. Furthermore, it is still possible to use titanium oxide that has been surface-treated with the silica and alumina and then surface-treated with a silane coupling agent.
- the average particle diameter of the titanium oxide is preferably 100 to 500 nm, more preferably 150 to 400 nm.
- the average particle size is 100 nm or less, non-sedimentation and dispersion stability in an aqueous medium are more easily realized, but the whiteness and hiding properties are inferior, and the practicality as an original white ink may be reduced.
- the average particle diameter is 500 nm or more, there is no problem in terms of whiteness and hiding properties, but the ejection stability tends to be insufficient.
- a practically preferable particle diameter is 200 to 300 nm.
- the average particle diameter of the titanium oxide as a raw material shall have taken the average by measuring 20 particle diameters with an electron micrograph.
- silica is generally used for the purpose of adjusting the acid / base state of the titanium oxide surface and for imparting durability of the obtained ink / paint film. Is used to improve the wetting of titanium oxide during dispersion.
- the titanium oxide surface treatment method include aqueous treatment and vapor phase treatment. From the viewpoint of dispersion stability, the ratio of the amount of treated alumina is preferably 35% by mass or more and 80% by mass or less from the viewpoint of dispersion stability.
- the amount of the inorganic substance relative to titanium oxide is not necessarily limited, but is generally 30 parts or less with respect to 100 parts of titanium oxide.
- the range of the ratio of the amount treated with alumina to the total amount of alumina and silica treated is 35 to 80 mass. %, More preferably 35 to 65% by mass, and even more preferably 35 to 50% by mass.
- Alumina exists on the surface of titanium oxide in the form of Al—OH (Al represents aluminum and OH represents a hydroxy group). If the amount of alumina treated is too large, a silane coupling agent for adsorbing on this OH. Are required in large quantities, and problems such as thickening during processing are likely to occur.
- Such titanium oxide surface-treated with silica and alumina may be a commercially available product, for example, commercially available from titanium oxide manufacturers such as Ishihara Sangyo Co., Ltd., Teika Co., Ltd.
- titanium oxide manufacturers such as Ishihara Sangyo Co., Ltd., Teika Co., Ltd.
- varieties with a large amount of silica treated compared to the amount of alumina treated varieties with a large amount of alumina treated compared to the amount of silica treated are commercially available, and titanium oxide whose amount treated with alumina falls within the above range is also obtained. Can do.
- the respective mass ratios of alumina and silica can be estimated from the amount of alumina and silica present together with titanium oxide on the surface of titanium oxide.
- the abundance ratio of alumina and silica can be confirmed by analyzing and comparing the amount of alumina or silica adsorbed on the titanium oxide surface by fluorescent X-rays or ESCA.
- measurement with fluorescent X-rays is simple and accurate.
- Silica and alumina may exist on the surface of titanium oxide, and some of them may exist as free particles, and the total amount can be measured by measuring with fluorescent X-rays.
- an analytical method using a calibration curve using standard data has been established. Therefore, the mass ratio of alumina and silica present on the surface of commercially available titanium oxide can be confirmed by measurement with fluorescent X-rays, and titanium oxides having various mass ratios can be used.
- silane coupling agent used when the surface-treated titanium oxide surface-treated with silica and alumina is treated with a silane coupling agent it reacts with alumina treatment or hydroxyl groups present on the alumina and silica-treated titanium oxide surfaces. It has a hydrolyzable group and an organic functional group, and its general structure is represented by the following general formula (1)
- Specific compounds include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, vinylmethyldimethoxysilane, and other vinylsilanes, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacrylic Methoxysilanes such as loxypropyltrimethoxysilane, epoxy silanes such as 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3 -Mercaptosilanes such as mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, sulfur silanes such as 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane, 3-aminopro Rutriethoxy
- At least one of (R1), (R2), (R3), and (R4) is a chloro group, a methoxy group, or an ethoxy group, and (R1), (R2), At least one of (R3) and (R4) is preferably a vinyl group.
- These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
- vinyl silane considered to have good adsorptivity to the styrene group of the styrene copolymer used as the pigment dispersant is preferable, and among them, vinyl triethoxysilane or vinyl trimethoxysilane.
- Vinyltriethoxysilane which is more excellent in terms of storage stability and safety from the viewpoint of the environment, is even more preferable.
- alumina oxide or titanium oxide treated with alumina and silica with a silane coupling agent, for example, mix titanium oxide and silane coupling agent in water, heat and stir, and then volatilize the water completely. You can do it.
- the amount of the silane coupling agent used is generally about 0.05 to 20% by mass, but since titanium oxide has a relatively small specific surface area, its effect can be exhibited at about 1 to 10% by mass.
- the “hydrophilic group” specifically represents a polyalkylene glycol group such as a polyethylene glycol group or a polypropylene glycol group. Among these, a polyethylene glycol group is preferable.
- the number of repeating alkylene glycol groups is not particularly limited, but is preferably 10 to 100, and most preferably 20 to 60.
- the content of alkylene glycol is preferably 2 to 40 parts by mass, and most preferably 5 to 30 parts by mass in terms of parts by mass with respect to 100 parts by mass of the styrene copolymer.
- styrene copolymer examples include copolymers of various styrene monomers such as styrene and ⁇ -methylstyrene and various radical polymerizable monomers.
- a radical polymerizable monomer (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, amyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate , Octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acryl
- the styrene copolymer is a styrene-acrylic copolymer
- the styrene copolymer having a hydrophilic group such as a (poly) alkylene glycol group used in the present invention is obtained as follows. It is done. That is, (1) As the radical polymerizable monomer, a mono (meth) acrylate having a (poly) alkylene glycol group such as (poly) ethylene glycol, (poly) propylene glycol, or (poly) butylene glycol is used and copolymerized with styrene.
- a styrene-acrylic copolymer having a (poly) alkylene glycol group (2) After obtaining a styrene copolymer using (meth) acrylic acid as the radical polymerizable monomer, the hydroxyl group of (poly) alkylene glycol is esterified with an acid group derived from (meth) acrylic acid. And a method for obtaining a styrene-acrylic copolymer having a (poly) alkylene glycol group.
- the styrene copolymer having a hydrophilic group such as a (poly) alkylene glycol group used in the present invention is as follows. can get. That is, a styrene-acrylic copolymer having a (poly) alkylene glycol group is obtained by esterifying a hydroxyl group of (poly) alkylene glycol with an anhydride group of a styrene-maleic anhydride copolymer to obtain a half ester. It is done.
- the copolymerization molar ratio of the styrene-maleic anhydride polymer used at this time is not particularly limited, and is obtained by copolymerizing a small amount of a copolymerizable vinyl monomer as required. Also good.
- the method for polymerizing the styrene-acrylic copolymer or styrene-maleic anhydride copolymer is not particularly limited, but radical polymerization using an organic peroxide is common.
- As the production process it can be produced by a known method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, or a solution-bulk polymerization method.
- Organic peroxides added during polymerization include t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5- Trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -cyclohexane, 2,2-bis (4,4-di-butylperoxycyclohexyl) propane, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, di-t- Known materials such as butyl peroxide, dicumyl peroxide, ethyl-3,3-di- (t-butylperoxy) butyrate can be used.
- the addition amount of the organic peroxide is preferably 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers.
- the solvent to be used include aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, and isooctane, alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane, Alternatively, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene can be used, and the amount of solvent added is preferably 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers. Moreover, a molecular weight modifier etc. can also be used as needed.
- a styrene-acrylic copolymer having a (poly) alkylene glycol group obtained by subjecting the anhydride group of a styrene-maleic anhydride copolymer to an ester reaction with a hydroxyl group of (poly) alkylene glycol preferable.
- the molecular weight is preferably in the range of 1000 to 40000, more preferably in the range of 2000 to 30000 in terms of number average molecular weight.
- styrenic copolymer having a hydrophilic group used in the present invention those obtained by radical copolymerization by a known method may be used, or commercially available products may be used.
- the binder for white ink used in the present invention can be used without any problem as long as it is a resin that can be mixed with water and exist in a uniform state.
- a resin that can be mixed with water and exist in a uniform state For example, it is preferable to use a water-based urethane resin or an olefin resin from the viewpoint of adhesion to a plastic film and adhesiveness.
- an olefin-based resin as a resin that hardly causes a blocking phenomenon.
- the water-based urethane resin used in the white ink of the present invention can be a water-soluble or water-dispersible water-based urethane resin.
- the aqueous urethane resin used in the present invention an aqueous polyurethane resin (U1) produced through a step of reacting a chain extender composed of a hydrazine derivative is preferable, and the (U1) and carbonyl group or amide group-containing acrylic type are preferable.
- An aqueous urethane resin (U2) containing a copolymer (A1) is still more preferable.
- the aqueous urethane resin (U2) includes an —NHNH 2 group at the molecular end of the aqueous polyurethane resin (U1) produced by reacting a chain extender composed of a hydrazine derivative, and a carbonyl group or an acrylic copolymer possessed by The amide group reacts, and after printing and drying, a resin in which a polyurethane chain and a polyacryl chain are bonded at a crosslinking point is obtained. Since it has a polyacryl chain, it is easier to be compatible with the styrenic copolymer having the hydrophilic group, and an ink having excellent dispersion stability can be obtained.
- the aqueous urethane resin (U2) that is, the aqueous polyurethane resin (U1) and the acrylic copolymer (A1) may be a system (U2-1) mixed in an aqueous medium. Becomes a resin having a crosslinking point after printing and drying. Moreover, by copolymerizing various acrylic monomers that are raw materials of the acrylic copolymer (A1) in the presence of the aqueous polyurethane resin (U1), the aqueous polyurethane resin (U1) and the acrylic resin are copolymerized. An aqueous dispersion (U2-2) of resin particles obtained by crosslinking the copolymer (A1) can also be obtained. In the present invention, either system may be used, but an aqueous dispersion of resin particles obtained by the latter method is more preferable because of excellent storage stability because the reaction site has already reacted.
- the aqueous polyurethane resin (U1) produced through the step of reacting the chain extender comprising the hydrazine derivative is produced as follows.
- a urethane prepolymer is obtained by urethanizing diisocyanate with glycol and glycol having a carboxylic acid group.
- diisocyanates used at this time include aliphatic, alicyclic or aromatic diisocyanates. Examples of these are 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4-diphenylmethane.
- diisocyanate m- phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4 '- dicyclohexylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4-biphenylene diisocyanate, 3 , 3'-Dimethoxy-4,4-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphtha Down diisocyanate, and isophorone diisocyanate.
- low molecular weight glycols As the glycols for preparing the urethane prepolymer, low molecular weight glycols, high molecular weight glycols, polyester diols, polycarbonate diols, etc. may be used alone or as well known in urethane technology. In addition, low molecular weight glycols may be used in combination with polyester diols and high molecular weight glycols.
- Examples of the low molecular weight glycols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, tetramethylene glycol, mexamethylene glycol, decamethylene glycol, octanediol, tricyclodehydride. There are candimethylol, hydrogenated bisphenol A, cyclohexane dimethal, and the like, and two or more of these may be mixed.
- Examples of the high molecular weight glycols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.
- the glycols and dicarboxylic acids for example, linear aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms are preferable. Specific examples thereof include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid.
- Aliphatic dicarboxylic acids such as decanedioic acid and dodecanedioic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, naphthalic acid, biphenyl
- dicarboxylic acid such as dicarboxylic acid, diphenic acid, and aromatic dicarboxylic acids, such as its anhydride, and it manufactures by a well-known method.
- polyester polyols can also be produced by transesterification using lower alkyl esters of glycols and dicarboxylic acids.
- the polycarbonate polyol may be any of those obtained by reacting the glycols with a carbonate compound such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, or the like. It is manufactured by the method.
- glycols having a carboxylic acid group examples include 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolvaleric acid, and the like.
- the urethanization reaction is preferably performed in an organic solvent that is inert to isocyanate groups and has a high affinity for water, such as dioxane, acetone, 2-butanone, N-methylpyrrolidone, and tetrahydrofuran.
- organic solvent that is inert to isocyanate groups and has a high affinity for water, such as dioxane, acetone, 2-butanone, N-methylpyrrolidone, and tetrahydrofuran.
- the prepolymer is neutralized and chain-extended, and distilled water is added to obtain an aqueous polyurethane resin (U1).
- the neutralizing agent used for neutralization include amines such as trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tributylamine, triethanolamine; sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia and the like.
- hydrazine or derivatives thereof used for chain extension include hydrazine, ethylene-1,2-dihydrazine, propylene-1,3-dihydrazine, butylene-1,4-hydrazine, and hydrates thereof. Etc.
- the aqueous polyurethane resin (U1) preferably has an acid value of 10 to 200 mg KOH / g per resin solid content.
- the acid value is less than 10 mgKOH / g, when the urethane prepolymer reacted in an organic solvent is made aqueous by using a neutralizer, a chain extender, or distilled water, aggregates are likely to be formed, or the obtained aqueous polyurethane There is a possibility that the storage stability of the resin (U1) is poor.
- the acid value exceeds 200 mgKOH / g, physical properties such as preferable durability and water resistance may not be obtained.
- the glass transition temperature (henceforth Tg) of the said water-based polyurethane resin (U1) is preferably in the range of -80 degrees to 30 degrees, and in the range of -50 degrees to 20 degrees. Is more preferred
- the acrylic monomer that is a raw material of the carbonyl group or amide group-containing acrylic copolymer (A1) contains a carbonyl group-containing monomer or an amide group-containing monomer as an essential component.
- the blending amount is preferably at least 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total polymerizable monomer.
- conventionally known surfactants, protective colloids, and polymerization initiators used for emulsion polymerization can be used.
- the carbonyl group-containing monomer is a monomer containing an aldo group or a keto group, and does not include a compound having only an ester bond or a carboxyl group.
- Examples of the carbonyl group-containing monomer used in the present invention include acrolein, diacetone acrylamide, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl butyl ketone, diacetone acrylate, acetonitrile acrylate and the like.
- amide group-containing monomers include monoolefinic unsaturated carboxylic acid amides, N-alkyl derivatives of monoolefinic unsaturated carboxylic acid amides, and N-alkylol derivatives of monoolefinic unsaturated carboxylic acid amides.
- Such monomers are amides of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid or maleic acid; N-methylacrylamide, N-isobutylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylic Examples thereof include amide, N-ethoxymethylacrylamide, Nn-butoxymethylacrylamide, N-isopropoxymethacrylamide and the like.
- carbonyl group-containing monomers or amide group-containing monomers may be used alone or in combination, but at least 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total polymerizable monomers. It is preferable to use it, and a particularly preferable region is 1.0 to 10.0 parts by mass.
- acrylic monomers other than the above used for emulsion polymerization in the present invention include acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate; methyl methacrylate, methacrylic acid Methacrylic acid esters such as ethyl acid, and other polymerizable unsaturated monomers that can be copolymerized with the acrylic monomers, such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid esters; vinyl acetate , Vinyl esters such as vinyl propionate and vinyl tertiary carboxylate; aromatic vinyl esters such as styrene and vinyl toluene; heterocyclic vinyl compounds such as vinyl pyrrolidone; vinyl chloride, acrylonitrile, vinyl ether, vinyl ketone, vinyl amide Etc. Halogens such as vinylidene chloride and vinylidene fluoride Vinylidene compounds, ethylene, alpha-
- Examples of the polymerizable unsaturated monomer having a reactive polar group include glycidyl compounds such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, and allyl glycidyl ether: vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris ( ⁇ -methoxyethoxy) silane, Silane compounds such as ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane; Acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid or half-ester thereof, fumaric acid or half-ester thereof, itaconic acid or half-ester thereof, carboxyl compounds such as crotonic acid; ⁇ -Hydroxyl compounds such as hydroxyethyl acrylate and ⁇ -hydroxyethyl methacrylate; and amine compounds such as alkylamino acrylate and alkylamino methacrylate.
- glycidyl compounds such as glycidyl acryl
- the acrylic copolymer is used. What is necessary is just to mix
- a known emulsion polymerization method may be mentioned. Specifically, a radical polymerization initiator, the monomer, etc. are sequentially added to a mixture of water and an emulsifier (surfactant) while stirring with heating as necessary, and then polymerized. Can be obtained.
- surfactants used for emulsion polymerization
- Anionic emulsifiers such as sodium dodecylbenzene sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, alkylaryl polyether sulfate, etc .; polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer
- Nonionic emulsifiers such as coalescents
- cationic emulsifiers such as cetyltrimethylammonium bromide and laurylpyridinium chloride can be appropriately selected and used.
- a water-soluble oligomer as a dispersant in place of the above-mentioned emulsifier or in combination with an emulsifier.
- a water-soluble polymer substance such as polyvinyl alcohol or hydroxyethyl cellulose in combination with the above-mentioned emulsifier, or add it to the emulsion after polymerization.
- the total amount of the emulsifier, the water-soluble oligomer and the water-soluble polymer substance is preferably used in the range of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic monomer. If it exceeds this, the water resistance of the printed matter may be inferior, and if the amount used is less than this, the stability during emulsion polymerization and the stability of the resulting emulsion polymer may be reduced.
- radical polymerization initiator used in the emulsion polymerization of the acrylic copolymer (A1) those used in usual emulsion polymerization are used, and examples thereof include potassium persulfate and ammonium persulfate. Azobisisobutyronitrile and its hydrochloride, and organic peroxides such as cumene hydroperoxide and tert-butyl hydroperoxide can also be used if necessary. Furthermore, known redox initiators using these persulfates or peroxides in combination with metal ions such as iron ions, and reducing agents such as sodium sulfooxylate formaldehyde, sodium pyrosulfite, and L-ascorbic acid. Can also be used.
- the concentration at the time of emulsion polymerization should be such that the final composition has a solid content concentration of 25 to 65% by mass from a practical viewpoint, and the ethylenically unsaturated monomer and radical polymerization in the reaction system.
- the initiator can be carried out by any known method such as batch charging, continuous dropping, or divided addition.
- the temperature at the time of emulsion polymerization may be within the range that is used in known emulsion polymerization, and the emulsion polymerization is performed under normal pressure or under pressure when a gaseous ethylenically unsaturated monomer is used.
- the mixing ratio of the water-based polyurethane resin (U1) and the acrylic copolymer (A1) is appropriately determined according to desired physical properties.
- the water-based polyurethane resin (U1) / the acrylic copolymer (A1) is preferably blended so as to be 95/5 to 5/95. More preferably, it is 80/20 to 40/60.
- the aqueous polyurethane resin (U1) various acrylic monomers that are raw materials for the acrylic copolymer (A1) are copolymerized, and the aqueous polyurethane resin (U1) and the acrylic copolymer are copolymerized.
- the aqueous urethane resin (U2-2) which is an aqueous dispersion of resin particles crosslinked with the coalescence, is used, it contains a carbonyl group-containing monomer or an amide group-containing monomer in the presence of the aqueous polyurethane resin (U1). It is obtained by polymerizing a radical polymerizable acrylic monomer. In this case, a radical polymerization initiator, the monomer, etc. are sequentially added to the mixture of the water, the emulsifier (surfactant), and the aqueous polyurethane resin (U1) by a method such as dropwise addition and polymerized. be able to.
- the aqueous urethane resin used in the present invention has an aqueous polyurethane resin (U1), aqueous urethane resin (U2-1), or aqueous urethane resin (U2-2) having a solid content of 1 to 20 mass based on the total amount of ink. % Is preferable, and 2 to 10% by mass is particularly preferable.
- the average particle diameter of the polyurethane resin particles is as small as possible because the influence on ejection failure is small.
- the particle diameter can be measured by a known and common centrifugal sedimentation method, laser diffraction method (light scattering method), ESA method, capillary method, electron microscope method, or the like. Preferable is measurement by Microtrac UPA using a dynamic light scattering method.
- the olefin resin used in the white ink of the present invention can be used without particular limitation as long as it is an olefin resin that can be mixed with water and exist in a uniform state.
- a resin that can exist in a uniform state when mixed with water is dispersed in the form of fine particles in water (this includes a state in which dispersed particles are extremely small and dispersed in a single molecule), so-called water dispersibility.
- These resins may be used, and so-called water-soluble and water-soluble resins are also included.
- an olefin resin or a rubber-like material comprising a copolymer or a homopolymer of olefin monomers such as ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene and 1-hexene is used as a surfactant.
- water-dispersible resins composed of a polyolefin component and a hydrophilic component such as an acid.
- water-dispersible resin composed of the olefin component and a hydrophilic component such as an acid examples include, for example, ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, which are olefin compounds constituting the olefin component.
- Olefin monomers and unsaturated carboxylic acid or anhydride thereof which is a monomer containing an acidic group for constituting an acid component, specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, In addition to itaconic anhydride, fumaric acid, crotonic acid and the like, unsaturated dicarboxylic acid half esters, half amides and the like can be mentioned. Alternatively, unsaturated sulfonic acid or the like can be obtained by high-pressure radical copolymerization in the presence of a radical generator.
- the olefin resin, or an olefin resin or rubber-like material comprising a copolymer or homopolymer of olefin monomers such as ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, It can be obtained by grafting a monomer or resin having a hydrophilic group such as an acidic group.
- olefin resin and rubber-like material examples include propylene- ⁇ -butene copolymer, ethylene-propylene-diene copolymer, ethylene-propylene copolymer, ethylene-1-butene copolymer, ethylene-acetic acid.
- modified olefinic resins in which a carboxyl group, a hydroxyl group, an acid anhydride group, or the like is introduced can also be used. Modification of an olefin resin with an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or an acid anhydride thereof can be easily carried out by an ordinary reaction method.
- a water-dispersible olefin-based resin obtained by graft copolymerization of a (meth) acrylic acid ester monomer or a derivative monomer thereof.
- the olefin resin a copolymer obtained by copolymerizing an unsaturated compound having a reactive group is used, and the reactive group and a poly (meth) acrylic resin, a polyether resin, a polyvinyl alcohol resin,
- a water dispersible olefin resin can also be obtained by reacting and grafting a resin having a hydrophilic group such as a polyvinylpyrrolidone resin.
- the reactive group include a carboxylic acid group, a dicarboxylic anhydride group, and a dicarboxylic anhydride monoester group, a hydroxyl group, an amino group, an epoxy group, and an isocyanate group.
- olefin resin a self-emulsifying olefin polymer is used, and a core / polymer obtained by emulsion polymerization of a radical polymerizable monomer other than olefin in an aqueous dispersion of the self-emulsifying olefin polymer.
- Resin particles having a shell structure can also be used as the water-dispersible olefin resin of the present invention.
- a basic compound can be added in making the obtained olefin resin aqueous.
- Any of an inorganic basic compound represented by alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, ammonia, or various organic amine compounds can be used.
- Specific examples of the organic amine compound include triethylamine, N, N-dimethylethanolamine, aminoethanolamine, N-methyl-N, N-diethanolamine, isopropylamine, iminobispropylamine, ethylamine, diethylamine, and 3-ethoxypropylamine.
- the acid value of these olefin resins is preferably 10 mgKOH / g or more and 200 mgKOH / g or less. If the acid value is less than 10 mgKOH / g, the storage stability of the ink may be inferior. On the other hand, when the acid value exceeds 200 mgKOH / g, physical properties such as preferable durability and water resistance may not be obtained.
- the range is more preferably 5 to 100 mgKOH / g, still more preferably 10 to 80 mgKOH / g, and still more preferably 15 to 60 mgKOH / g.
- the glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of the olefin resin is preferably set as appropriate according to the desired application.
- Tg is preferably not so high because flexibility, that is, flexibility is required.
- the Tg of the olefin resin is preferably in the range of -80 degrees to 80 degrees, and in the range of -80 degrees to 30 degrees. Is particularly preferred. From the same viewpoint, it is preferable to use an olefin resin having a low crystallinity.
- the weight average molecular weight (GPC-Mw) of the olefin resin is not particularly limited, but the weight average molecular weight (GPC-Mw) is in the range of 10,000 to 1,000,000, and further 20,000 to 700,000. This range is preferable because it is easy to ensure the balance of physical properties such as storage stability and viscosity with the water-based inkjet recording ink.
- the weight average molecular weight (GPC-Mw) here is determined by GPC measurement under the following conditions.
- the particle diameter is preferably in the range of 5 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 10 nm to 400 nm, from the viewpoint of ink jet ink ejection.
- olefin resin a commercial product may be used as the olefin resin.
- specific examples of commercially available products include APTLOCK BW-5550 (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Hardren NA, NZ” series manufactured by Toyobo Co., Ltd., “Arrow Base SA” manufactured by Unitika Ltd. SB, SD, SE, TC, TD ”series, etc.
- the solid content of the olefin resin used in the present invention relative to the total amount of ink is generally used in the range of 0.5 to 30% by mass. Of these, 1% by mass to 10% by mass is preferable.
- the water used in the present invention may be water alone or a mixed solvent composed of a water-soluble organic solvent having compatibility between water and water.
- the water-soluble organic solvent include ketones such as acetone, 2-butanone, methyl butyl ketone, and methyl isobutyl ketone; methanol, ethanol, 2-propanol, 2-methyl-1-propanol, 1-butanol, 2- Alcohols such as methoxyethanol; ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane; amides such as dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, etc. It is preferable to use a compound selected from the group consisting of 6 ketones and alcohols having 1 to 5 carbon atoms.
- White pigment paste As a method for preparing the white pigment paste of the present invention, the following method can be employed. (1) A method of preparing an aqueous pigment dispersion by adding a white pigment to an aqueous medium containing a pigment dispersant and water and then dispersing the white pigment in the aqueous medium using a stirring / dispersing device . (2) The white pigment and the pigment dispersant are kneaded using a kneader such as two rolls or a mixer, and the obtained kneaded product is added to an aqueous medium containing water, and the mixture is aqueous using a stirring / dispersing device. A method for preparing a pigment dispersion.
- a white pigment is added to a solution obtained by dissolving a pigment dispersant in an organic solvent compatible with water, such as 2-butanone, tetrahydrofuran, etc. Is then dispersed in an organic solution, followed by phase inversion emulsification using an aqueous medium, and then the organic solvent is distilled off to prepare an aqueous pigment dispersion.
- an organic solvent compatible with water such as 2-butanone, tetrahydrofuran, etc.
- Examples of the agitation / dispersing device include an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, a paint shaker, a ball mill, a roll mill, a sand mill, a sand grinder, a dyno mill, a disper mat, an SC mill, and a nanomizer. May be used alone, or two or more kinds of apparatuses may be used in combination.
- the amount of white pigment in the white pigment paste of the present invention is preferably 10 to 60% by mass, and more preferably 20 to 50% by mass.
- the amount of the white pigment is less than 10% by mass, the white ink for inkjet recording prepared from the white pigment paste of the present invention is insufficiently colored, and a sufficient image density tends not to be obtained.
- the amount is more than 60% by mass, the dispersion stability of the pigment tends to decrease in the white pigment paste.
- the white pigment paste is diluted with the water, a binder is added, and a wetting agent (drying inhibitor), a penetrating agent, or other additives are added as necessary.
- a wetting agent drying inhibitor
- a penetrating agent or other additives are added as necessary.
- the following treatments (i) to (v) and additives can be used according to the purpose of improvement and adjustment.
- a wetting agent can be added in the same manner for the purpose of preventing the ink from drying.
- the content of the wetting agent in the ink for the purpose of preventing drying is preferably 3 to 50% by mass.
- the wetting agent used in the present invention is not particularly limited, but a wetting agent that is miscible with water and can prevent clogging of the head of an inkjet printer is preferable.
- glycerin ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 or less
- propylene glycol dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-propylene glycol, isopropylene glycol, isobutylene glycol, 1,4-butane
- examples include diol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, mesoerythritol, pentaerythritol, and the like.
- the inclusion of propylene glycol and 1,3-butyl glycol has safety and excellent effects in ink drying properties and ejection performance.
- a penetrant can be added for the purpose of improving the permeability to the recording medium and adjusting the dot diameter on the recording medium.
- the penetrant include lower alcohols such as ethanol and 2-propanol, ethylene oxide adducts of alkyl alcohols such as ethylene glycol hexyl ether and diethylene glycol butyl ether, and propylene oxide adducts of alkyl alcohols such as propylene glycol propyl ether.
- the content of the penetrant in the ink is preferably 0.01 to 10% by mass.
- a surfactant can be added to adjust ink characteristics such as surface tension.
- the surfactant that can be added for this purpose is not particularly limited, and examples include various anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants. Of these, anionic surfactants and nonionic surfactants are preferred.
- anionic surfactant examples include alkylbenzene sulfonate, alkylphenyl sulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, higher fatty acid salt, sulfate of higher fatty acid ester, sulfonate of higher fatty acid ester, higher alcohol ether. Sulfate salts and sulfonates of the above, higher alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, etc.
- Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester , Polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid amide, fatty acid alkylolamide, alkyl alkanolamide, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, Polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer, etc.
- polyoxyethylene nonyl phenyl ether polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, Fatty acid alkylolamide, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, and polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer are preferred.
- surfactants include silicone surfactants such as polysiloxane oxyethylene adducts; fluorine surfactants such as perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, and oxyethylene perfluoroalkyl ethers.
- Biosurfactants such as spicrispolic acid, rhamnolipid, lysolecithin and the like can also be used.
- the HLB is preferably in the range of 7-20.
- the addition amount is preferably in the range of 0.001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1.5% by mass, based on the total mass of the ink. More preferably, the content is in the range of 01 to 1% by mass.
- the addition amount of the surfactant is less than 0.001% by mass, the effect of adding the surfactant tends to be not obtained, and when it exceeds 2% by mass, problems such as blurring of the image are likely to occur. . *
- V Preservatives, viscosity modifiers, pH adjusters, chelating agents, plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, etc. can be added as necessary.
- the amount of white pigment in the white ink for inkjet recording prepared from the white pigment paste of the present invention is 10 to 30 masses in order to obtain a sufficient image density and to ensure the dispersion stability of the pigment in the ink. % Is preferred.
- the white ink for inkjet recording of the present invention can be used as an ink set by appropriately combining with a color ink different from the white ink for aqueous inkjet recording.
- the color ink different from the white ink for water-based inkjet recording is specifically an ink of a color other than white, for example, an aqueous yellow ink called YMCK, which is widely used as a color ink for water-based inkjet recording.
- Ink-color inks such as water-based magenta ink, water-based cyan ink, and water-based black ink, and inks such as orange ink, red ink, and gray ink. Depending on the desired printing, these may be used as light (light color) and dark (dark color) inks and further subdivided inks.
- color ink A there is no particular limitation, and it can be used in combination with ink other than white. In the present invention, it is hereinafter referred to as color ink A.
- the color ink A may be an ink obtained by a known preparation example, or may be prepared in the same manner as the aqueous white ink using a pigment dispersant, a binder and water used in the aqueous white ink. .
- a styrenic copolymer having a hydrophilic group used in the aqueous white ink is used as a pigment dispersant and a color ink prepared in the same manner as the aqueous white ink using a binder and water is used, overprinting is performed. This is preferable because the ink adheres well between the inks.
- the pigment used for the color ink A (hereinafter referred to as “Pigment P”) is not particularly limited, and those usually used as pigments for water-based inkjet recording inks can be used. Specifically, it can be dispersed in water or a water-soluble organic solvent, and a known inorganic pigment or organic pigment can be used. Examples of the inorganic pigment include carbon black produced by a known method such as iron oxide, a contact method, a furnace method, and a thermal method.
- Organic pigments include azo pigments (including azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments), polycyclic pigments (for example, phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazines). Pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinofullerone pigments, etc.), dye chelates (for example, basic dye chelates, acidic dye chelates, etc.), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, and the like.
- azo pigments including azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments
- polycyclic pigments for example, phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazines.
- pigment P examples include carbon black, No. manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. 2300, no. 2200B, no. 900, no. 980, no. 33, no. 40, No, 45, No. 45L, no. 52, HCF88, MA7, MA8, MA100, etc. are Raven5750, Raven5250, Raven5000, Raven3500, Raven1255, Raven700, etc. manufactured by Columbia, Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mull 660R, Mull 660R Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400, etc.
- pigment P used in the magenta ink examples include C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57: 1, 112, 122, 123, 146, 168, 176, 184, 185, 202, 209, etc. It is done.
- pigment P used in the cyan ink examples include C.I. I. Pigment blue 1, 2, 3, 15, 15: 3, 15: 4, 16, 22, 60, 63, 66, and the like.
- a so-called self-dispersing pigment (surface-treated pigment) having a water dispersibility-imparting group on the pigment surface and capable of stably maintaining the dispersion state without a dispersant may be used.
- So-called capsule pigments water-dispersible polymer-containing pigments that can be stably maintained without a dispersant, or pigments dispersed with a dispersant may be used.
- the average particle size of the pigment P is preferably 50 to 500 nm, more preferably 50 to 300 nm.
- the pigment P may be dispersed using a pigment dispersant or binder used in the white ink as described above, or a general-purpose pigment dispersant or surfactant may be used.
- an aqueous resin is preferable.
- Preferred examples include acrylic resins such as polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidones, and acrylic acid-acrylic acid ester copolymers, styrene-acrylic acid copolymers, styrene- Styrene such as methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer -Acrylic resin, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, vinylnaphthalene-acrylic acid copolymer, and salts of the aqueous resin.
- acrylic resins such as polyvinyl alcohols, polyvinylpyrroli
- the compounds for forming the copolymer salt include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, and diethylamine, ammonia, ethylamine, triethylamine, propylamine, isopropylamine, Examples include propylamine, butylamine, isobutylamine, triethanolamine, diethanolamine, aminomethylpropanol, and morpholine.
- the amount of the compound used to form these salts is preferably equal to or greater than the neutralization equivalent of the copolymer.
- Commercially available products include Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. product Ajisper PB series, Big Chemie Japan Co., Ltd. Disperbyk series, BYK-series, and EFKA series manufactured by Ciba Specialty Chemicals.
- a styrene-acrylic acid copolymer as a pigment dispersant for the color ink A.
- an ink set having high adhesion to a plastic film and excellent dispersion stability can be obtained by using the olefin resin described above as a binder.
- the styrene-acrylic acid copolymer is not particularly limited as long as it is a copolymer of various styrene monomers and various (meth) acrylic monomers. Moreover, in order to ensure ink storage stability, it is preferable to have an acidic group.
- styrene monomer used in the present invention examples include styrene and ⁇ -methylstyrene.
- (Meth) acrylic monomers include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, amyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) ) Acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) Acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, phenoxy
- Examples include (meth) acrylic acid such as acrylate, (poly) ethylene glycol, (poly) propylene glycol, (poly) butylene glycol and the like (mono) (meth) acrylate having a (poly) alkylene glycol group or esters thereof.
- the polymerization method of the styrene-acrylic acid copolymer is not particularly limited, but radical polymerization using an azo compound or an organic peroxide is common.
- As the production process it can be produced by a known method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, or a solution-bulk polymerization method.
- Organic peroxides added during polymerization include t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5- Trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -cyclohexane, 2,2-bis (4,4-di-butylperoxycyclohexyl) propane, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, di-t- Known materials such as butyl peroxide, dicumyl peroxide, ethyl-3,3-di- (t-butylperoxy) butyrate can be used.
- the addition amount of the organic peroxide is preferably 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers.
- the solvent to be used examples include aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, and isooctane, alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane, Alternatively, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene can be used, and the amount of solvent added is preferably 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers. Moreover, a molecular weight modifier etc. can also be used as needed.
- aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, and isooctane
- styrene-acrylic acid copolymer those obtained by radical copolymerization by the above method may be used, or commercially available products may be used.
- the mass ratio of the monomer component of the styrene-acrylic acid copolymer can be appropriately selected within the range where the copolymer can be obtained, but it is preferable to use 10% by mass or more of the styrene monomer in terms of the print quality of the ink jet print.
- a component other than the styrene monomer it is preferable from the viewpoint of dispersion stability that a monomer component having an acidic group such as acrylic acid or methacrylic acid is used in an amount of 10% by mass or more.
- the content of the acidic group is grasped by the acid value.
- the acid value of the styrene-acrylic acid copolymer is preferably from 30 mgKOH / g to 200 mgKOH / g, more preferably from 30 mgKOH / g to 120 mgKOH / g.
- the acid value is the number of milligrams (mg) of potassium hydroxide (KOH) necessary to neutralize 1 g of resin, and is an amount expressed in mgKOH / g.
- KOH potassium hydroxide
- the acid value is greater than 200, pigment aggregation tends to occur in the preparation process of the ink composition by mixing a water-soluble organic solvent, and the storage stability of the ink tends to decrease. Moreover, there exists a possibility that the water resistance of printed matter may fall.
- the weight average molecular weight of the styrene-acrylic acid copolymer is not particularly limited, but is preferably in the range of 5,000 to 50,000 from the viewpoint of storage stability and viscosity of the ink obtained.
- the weight average molecular weight (GPC-Mw) referred to here is determined by GPC measurement by the method described in the item of the olefin resin.
- the method for obtaining the pigment paste by dispersing the pigment P is not particularly limited, but it is preferable to use a known dispersion method using the styrene-acrylic acid copolymer.
- a known dispersion method using the styrene-acrylic acid copolymer For example, the following (1) to (5) can be shown.
- (1) A pigment paste is prepared by adding the pigment P to the aqueous medium containing the styrene-acrylic acid copolymer and water and then dispersing the pigment in the aqueous medium using a stirring / dispersing device. Method.
- the pigment P and the styrene-acrylic acid copolymer are kneaded using a kneader, and the resulting kneaded product is added to an aqueous medium containing water, and a pigment paste is prepared using a stirring / dispersing device. how to.
- a pigment paste is prepared by dispersing pigment P in an organic solution using, then neutralizing with a basic compound, making the dispersion hydrophilic and dispersing in water.
- a stirrer / disperser Pigment P is dispersed in an organic solution using a basic compound, then neutralized with a basic compound, the dispersion is made hydrophilic and dispersed in water, and then an acidic compound is added to the styrene-acrylic compound.
- a method of preparing a pigment paste by a so-called acid precipitation method in which the styrene-acrylic acid copolymer is fixed to the pigment P by making the acid copolymer hydrophobic.
- Examples of the agitation / dispersing device include an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, a paint shaker, a ball mill, a roll mill, a sand mill, a sand grinder, a dyno mill, a disper mat, an SC mill, and a nanomizer. May be used alone, or two or more kinds of apparatuses may be used in combination.
- a kneading machine As a kneading machine, a 2 roll, a Henschel mixer, a pressure kneader, a Banbury mixer, a planetary mixer, etc. can be raised, One of these may be used independently and 2 or more types of apparatuses may be used. You may use it in combination.
- the amount of the styrene-acrylic acid copolymer used is generally in the range of 10% by mass to 100% by mass with respect to the pigment P. Of these, 15% by mass to 80% by mass is preferable, and 20% by mass to 70% by mass is particularly preferable.
- the method for blending the ink is not particularly limited, and can be performed according to the method for preparing the white ink for water-based inkjet recording.
- the surface tension higher than the surface tension of the white ink.
- a method of adding the above-described surfactant to bring the surface tension to a desired value can be mentioned.
- the water-based ink set for ink-jet recording of the present invention can be preferably used as a printing ink for a laminate film or the like used for food packaging materials, and can be particularly preferably used as a printing ink for back printing.
- Non-absorbing substrate As a plastic film which is a non-absorbing substrate used in the present invention, for example, those used for food packaging materials can be used, and known plastic films can be used. Specific examples include polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polyamide films such as nylon, polystyrene films, polyvinyl alcohol films, polyvinyl chloride films, polycarbonate films, polyacrylonitrile films, Examples include biodegradable films such as polylactic acid films. In particular, a polyester film, a polyolefin film, and a polyamide film are preferable, and polyethylene terephthalate, polypropylene, and nylon are more preferable.
- the above-mentioned film coated with polyvinylidene chloride or the like for imparting a barrier property may be used, and if necessary, a film in which a deposited layer of a metal oxide such as aluminum or a metal oxide such as silica or alumina is used in combination. May be.
- the plastic film may be an unstretched film, but is preferably stretched uniaxially or biaxially. Further, the surface of the film may be untreated, but those subjected to various treatments for improving adhesive properties such as corona discharge treatment, ozone treatment, low temperature plasma treatment, flame treatment, glow discharge treatment and the like are preferable.
- the film thickness of the plastic film is appropriately changed according to the application. For example, in the case of a flexible packaging application, the film thickness is 10 ⁇ m to 100 ⁇ m assuming that it has flexibility, durability, and curl resistance. Preferably there is. More preferably, it is 10 ⁇ m to 30 ⁇ m.
- a printing layer is formed on the plastic film with the water-based ink set for ink-jet recording of the present invention.
- Any conventionally known method can be used as the ink jet recording method.
- a method of ejecting droplets using vibration of a piezoelectric element a recording method using an ink jet head that forms ink droplets by mechanical deformation of an electrostrictive element
- a method of using thermal energy can be given.
- overprinting method for back printing black (K), cyan (C), magenta (M), yellow (Y) while preheating the film to about 40 to 80 degrees in an ink jet recording apparatus having an ink jet nozzle. Is printed. In this case, printing and drying are repeated for each color so that bleeding does not occur, or four-color printing is simultaneously performed by drying the surface with a heater or the like while printing. Next, an image is printed using the white ink (W) and finally dried sufficiently with a heater, hot air drying or the like to obtain a printed matter.
- a surface overprinting method white ink (W), yellow (Y), magenta (M), cyan, while preheating the film to about 40 to 80 degrees in an ink jet recording apparatus having an ink jet nozzle.
- C Black (K) is printed. Printing and drying are repeated for each color so that bleeding does not occur, or the surface is dried with a heater or the like while printing. Finally, the printed matter is obtained by sufficiently drying with a heater, hot air drying or the like.
- an adhesive layer for laminating is formed on the printed matter printed by the above method.
- the adhesive used for the adhesive layer is not particularly limited as long as it is generally used for laminating, and a known adhesive can be used. Specific examples include acrylic resin, urethane resin, urethane-modified polyester resin, polyester resin, epoxy resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA), vinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, natural rubber, SBR.
- Adhesives such as synthetic rubber such as NBR, silicone rubber, etc., but preferably as one- or two-component curable polyether polyurethane adhesive, polyester polyurethane adhesive, polyester adhesive as an adhesive for dry lamination Good adhesive.
- polyethyleneimine, alkyl titanate, polyurethane resin, urethane adhesive, and the like are preferable.
- a sealant film layer is formed by laminating.
- laminating method known lamination such as dry lamination, non-solvent lamination, extrusion lamination, etc. can be used.
- the adhesive is applied to one of the base films by the gravure roll method, and the other base film is stacked and bonded by dry lamination (dry lamination method).
- Non-solvent lamination is a new film material on the surface of the base film immediately after it is applied to the base film with a roll such as a roll coater heated to room temperature to 120 degrees.
- a laminated film can be obtained by laminating.
- an organic solvent solution of the adhesive is applied to the base film as an adhesion auxiliary agent (anchor coating agent) by a roll such as a gravure roll, and the solvent is dried and cured at room temperature to 140 degrees.
- an adhesion auxiliary agent an adhesion auxiliary agent
- a laminate film can be obtained by laminating the polymer material melted by the extruder.
- the polymer material to be melted is preferably an olefin resin such as a low density polyethylene resin, a linear low density polyethylene resin, or an ethylene-vinyl acetate copolymer resin.
- the thickness of the plastic film, the thickness of the ink layer, and the thickness of the adhesive layer is controlled so that the thickness is 300 ⁇ m or less. It is preferable.
- Example of white pigment to be used The following were used as white pigments.
- the silane coupling treatment was performed as follows.
- (Production Example 1: White pigment 1) Add 100 parts of rutile titanium oxide “JR-804” (trade name, manufactured by Teika) to 3 parts of vinyltriethoxysilane A-151 (made by Momentive Performance Materials Japan GK) After water addition, heating and mixing treatment, the water was further removed by heating to obtain a white pigment 1 having a silane coupling treatment with a solid content of 99% or more.
- the mass ratio of alumina and silica present on the surface of the used titanium oxide was analyzed by a scanning X-ray fluorescence analyzer (manufactured by ZSX Primus Rigaku). From the measurement results, alumina (%) was 38% by mass.
- fluorescent X-ray analysis result represents alumina (mass%) / silica (mass%)
- Alumina (%) alumina amount / (alumina amount + silica amount) ⁇ 100
- Silica (%) silica amount / (alumina amount + silica amount) ⁇ 100 (%).
- the detection limits of alumina and silica in the fluorescent X-ray analysis are as follows. .
- Silica 0.003% by mass, Alumina: 0.005% by mass
- JR-804 (trade name, manufactured by Teika Co., Ltd.): Rutile titanium oxide (treatment agent Al / Si) JR-806 (trade name, manufactured by Teika Co., Ltd.): Rutile titanium oxide (treatment agent Al / Si) JR (trade name, manufactured by Teika Co., Ltd.): Rutile titanium oxide (no treatment agent, TiO 2 97% or more) JR-600A (trade name, manufactured by Teika Co., Ltd.): Rutile titanium oxide (treatment agent Al)
- Pigment dispersant 1 Disperbyk-190 (polyethylene glycol, polypropylene glycol-modified styrene maleic acid copolymer manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.)
- Pigment dispersant 2 Disperbyk-2010 (polyethylene glycol-modified styrene maleic acid copolymer manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.)
- Pigment dispersant 3 TEGO Dispers-750W (polyethylene glycol-modified styrene maleic acid copolymer manufactured by Evonik Degussa Japan Co., Ltd.)
- Patent Dispersant 4 Disperbyk-191 (polyethylene glycol-modified acrylic copolymer manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.)
- Pigment dispersant 5 EFKA-
- Example of white pigment paste preparation (Preparation Example 1)
- a mixture and spherical zirconia beads YKZ (trade name, manufactured by Nikkato Co., Ltd., granules) prepared according to the composition shown in Table 2 (in the table, (part) is the amount of solid charge (part by mass)) 180 g (diameter 0.5 mm) was added and shaken with a paint conditioner for 2 hours to obtain a white pigment paste LW-1 having a pigment concentration of 50%.
- the white pigment paste composition was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the white pigment paste composition was prepared according to the composition shown in Tables 2 and 3 (in the table, (part) is the solid charge (mass part)).
- White pigment pastes LW-2 to LW-9 and white pigment pastes HLW-1 to HLW-2 were obtained.
- JR-804 is a rutile type titanium oxide (treating agent Al ⁇ Si) manufactured by Teika Co., Ltd.
- Example 1 to 25 Comparative Examples 1 to 4
- Example of producing a white ink for aqueous inkjet recording Mixtures were prepared according to the composition shown in Tables 4 to 9 (in the table, (part) is the amount of solid charge (part by mass)). The mixture was filtered through a 0.5 ⁇ m filter to obtain an aqueous inkjet recording ink.
- the binder resin etc. which were used are as follows.
- the mixture was cooled to 40 degrees, neutralized by adding 75 parts of triethylamine, and then dissolved by adding 7000 parts of water. Subsequently, 36 parts of 80% hydrazine hydrazine was added as a chain extender to carry out a chain extension reaction.
- Ethyl acetate was removed from the obtained translucent reaction product under reduced pressure at 30 to 60 ° C., and the concentration was adjusted by adding water, and the non-volatile content was 20%, Tg ⁇ 50 ° C., pH 8.1, average
- An aqueous polyurethane resin (binder resin R-1) which is a stable translucent aqueous dispersion having a particle diameter of 50 nm was obtained.
- the solid content of the binder resin R-1 was 20%.
- the measuring method of solid content is as follows.
- the mass of the evaporating dish (A), the total mass (B) where the binder resin was dropped on the evaporating dish, and the evaporating dish where the binder resin was dripped were left in a dryer heated to 130 degrees for 2 hours to evaporate the water.
- the total amount (C) of the solidified pigment dispersion and the evaporating dish was measured, and the solid content was determined by the following formula.
- Pre-emulsion comprising 22.5 parts of ion-exchanged water, 31.5 parts of New Coal 707SF, 6.3 parts of sodium styrenesulfonate, 1.6 parts of diacetone acrylamide, 44 parts of methyl methacrylate and 22 parts of n-butyl methacrylate. And 47.3 parts of a 5% ammonium persulfate aqueous solution were added dropwise from separate dropping ports over 1 hour. The reaction temperature at this time was kept at 80 ⁇ 3 degrees. After the completion of dropping, the reaction was continued under stirring while maintaining the same temperature range for 2 hours, then cooled and adjusted to pH 8.0 to 9.0 with 14% ammonia water, and the non-volatile content was 35.4%.
- aqueous urethane resin (binder resin R-2) having a viscosity of 17 mPa ⁇ s, a pH of 8.7, and an average particle diameter of 60 nm was obtained.
- the solid content determined by the above method was 35.4%.
- Binder resin R-3 Aptolock BW-5550 (trade name): Olefin emulsion (Mitsubishi Chemical Corporation) Manufactured, pH: 8, acid value: 18 mgKOH / g, weight average molecular weight: 130,000, (Tg: -24 degrees, solid content 30%)
- Hardren NA-3002 (trade name): Olefin emulsion (manufactured by Toyobo Co., Ltd., pH: 8, acid value: 33 mg KOH / g, weight average molecular weight: 78,000, Tg: 0 degree, solid content 30%)
- the viscosity (mPa ⁇ s) of the prepared ink was measured using an E-type viscometer TV20 (trade name, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at an ink temperature of 25 degrees and 50 rpm. Value.
- the surface tension value (mN / m) of the prepared ink was determined by using a surface tension meter CBVP-A3 (trade name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) and the surface tension value (mN / m) at an ink temperature of 25 degrees. It is the value measured by the platinum plate method.
- Tables 4 to 9 show the composition and evaluation results of the prepared white ink.
- Step 4 Adhesion of white ink to film
- a PET film Ester E-5100 manufactured by Toyobo Co., Ltd.
- an OPP film FOR30 manufactured by Futamura Chemical Co., Ltd.
- the obtained white ink for aqueous inkjet recording was applied and dried for 3 minutes with a dryer heated to 100 degrees to obtain a film coated with the ink.
- Viscosity E type viscometer, ink liquid temperature 25 degrees / 50 rpm, unit: mPa ⁇ s
- 50% particle size measured with Microtrac UPA-150, unit: nm
- Surface tension ink liquid temperature 25 degrees, platinum plate method, unit: mN / m
- Viscosity E type viscometer, ink liquid temperature 25 degrees / 50 rpm, unit: mPa ⁇ s
- 50% particle size measured with Microtrac UPA-150, unit: nm
- Surface tension ink liquid temperature 25 degrees, platinum plate method, unit: mN / m
- Viscosity E type viscometer, ink liquid temperature 25 degrees / 50 rpm, unit: mPa ⁇ s
- 50% particle size measured with Microtrac UPA-150, unit: nm
- Surface tension ink liquid temperature 25 degrees, platinum plate method, unit: mN / m
- Viscosity E type viscometer, ink liquid temperature 25 degrees / 50 rpm, unit: mPa ⁇ s
- 50% particle size measured with Microtrac UPA-150, unit: nm
- Surface tension ink liquid temperature 25 degrees, platinum plate method, unit: mN / m
- Viscosity E type viscometer, ink liquid temperature 25 degrees / 50 rpm, unit: mPa ⁇ s
- 50% particle size measured with Microtrac UPA-150, unit: nm
- Surface tension ink liquid temperature 25 degrees, platinum plate method, unit: mN / m
- Viscosity E type viscometer, ink liquid temperature 25 degrees / 50 rpm, unit: mPa ⁇ s
- 50% particle size measured with Microtrac UPA-150, unit: nm
- Surface tension ink liquid temperature 25 degrees, platinum plate method, unit: mN / m
- each color pigment paste (Production Example 9) (Production of styrene-acrylic acid copolymer (st-1) as a pigment dispersant) 2 in a reaction vessel of an automatic polymerization reactor (polymerization tester DSL-2AS type, manufactured by Sakai Sangyo Co., Ltd.) having a reaction vessel equipped with a stirring device, a dropping device, a temperature sensor, and a reflux device having a nitrogen introducing device at the top. -1,100 parts of butanone was charged, and the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen while stirring.
- an automatic polymerization reactor polymerization tester DSL-2AS type, manufactured by Sakai Sangyo Co., Ltd.
- the temperature inside the reaction vessel was raised to 80 ° C while maintaining a nitrogen atmosphere, and then 160 parts 2-hydroxyethyl methacrylate, 240 parts butyl methacrylate, 230 parts butyl acrylate, 170 parts methacrylic acid, 200 parts styrene from a dropping device. , And 80 parts of perbutyl O (trade name, manufactured by NOF Corporation, active ingredient t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate) was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropping, the reaction was further continued at 80 degrees for 15 hours.
- perbutyl O trade name, manufactured by NOF Corporation, active ingredient t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate
- the reaction mixture is allowed to cool to room temperature, diluted with 2-butanone so that the non-volatile content is 50%, and styrene having an acid value of 110, Tg of 30 degrees, and a weight average molecular weight (GPC-Mw) of 15,000.
- GPC-Mw weight average molecular weight
- the mixed solution obtained by stirring and mixing was passed through a dispersion apparatus (Nanomill NM-G21 type, manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.) filled with zirconia beads having a diameter of 0.3 mm, and dispersed by a circulation method for 3 hours.
- the number of revolutions of the dispersing device was 2,660 revolutions / minute, and the temperature of the dispersion liquid was maintained at 40 ° C. or less by passing cold water through the cooling jacket.
- magenta Pigment Paste (LM-1) A magenta pigment paste (LM-1) having a pigment concentration of 15% was prepared in the same manner as in Preparation Example 10 except that the cyan pigment in Preparation Example 10 was changed to a magenta pigment “Fastogen Super Magenta RTS” (trade name, manufactured by DIC Corporation). ) The 50% particle size of the obtained magenta pigment paste (LM-1) was 145 nm.
- the mixed liquid was passed through a dispersion apparatus (SC mill SC100 / 32 type, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) filled with zirconia beads having a diameter of 0.3 mm, and dispersed by a circulation method for 4 hours.
- the number of revolutions of the dispersion device was 2,700 revolutions / minute, and the dispersion temperature was maintained at 40 ° C. or less by passing cold water through the cooling jacket.
- the dispersion stock solution was extracted from the mixing tank, and then the mixing tank and the dispersion device flow path were washed with 10,000 parts of water, and the diluted dispersion liquid was obtained together with the dispersion stock solution.
- the diluted dispersion was put into a glass distillation apparatus, and the whole amount of 2-butanone and a part of water were removed by atmospheric distillation.
- This dispersion is centrifuged at 6,000 G for 30 minutes with a centrifuge 50A-IV (trade name, manufactured by Sakuma Seisakusho Co., Ltd.) to remove coarse particles, and then pure water is added.
- the non-volatile content was adjusted to obtain a cyan pigment paste (LC-2) having a pigment concentration of 15%.
- the 50% particle size of the obtained cyan pigment paste (LC-2) was 130 nm.
- Preparation Example 15 Magnetic Pigment Paste (LM-2)
- LM-2 magenta Pigment Paste
- the same procedure as in Preparation Example 14 was performed, except that the cyan pigment in Preparation Example 14 was changed to a magenta pigment CROMOPHTAL JET MAGENTA DMQ (manufactured by BASF Corporation, CI Pigment Red 122), and a magenta pigment having a pigment concentration of 15% A paste (LM-2) was obtained.
- the 50% particle size of the obtained magenta pigment paste (LM-2) was 128 nm.
- Preparation Example 16 (Yellow Pigment Paste (LY-2)
- LY-2 Yellow Pigment Paste
- the same procedure as in Preparation Example 14 was performed, except that the cyan pigment in Preparation Example 14 was changed to Fast Yellow 7427 (Sanyo Dye Co., Ltd., CI Pigment Yellow 74), and a yellow pigment aqueous solution having a pigment concentration of 15% was obtained.
- a dispersion (LY-2) was obtained.
- the obtained yellow pigment paste (LY-2) had a 50% particle size of 148 nm.
- Preparation Example 17 Black Pigment Paste (LK-2)
- LK-2 Black Pigment Paste (LK-2)
- a black pigment aqueous dispersion (LK-2) having a pigment concentration of 15% was prepared in the same manner as in Preparation Example 14 except that the pigment in Preparation Example 14 was changed to carbon black # 960 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Obtained.
- the black pigment paste (LK-2) obtained had a 50% particle size of 119 nm.
- Binder resin R-3 Aptolock BW-5550 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) Olefin emulsion, pH: 8, acid value: 18 mgKOH / g, weight average molecular weight: 130,000, Tg: -24 degrees, solid content 30%)
- Binder resin R-4 HARDREN NA-3002 (trade name, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) Olefin emulsion, pH: 8, acid value: 33 mg KOH / g, weight average molecular weight: 78,000, Tg: 0 degree, solid content 30%
- Binder resin R-5 Arrow Base TC-4010 (trade name, manufactured by Unitika Ltd.) Olefin emulsion (pH: 10, acid value: 23 mgKOH / g, weight average molecular weight: 65,000, Tg: -27 degrees, solid content 25%)
- Binder resin R-6 Jonkrill 780 (trade name, manufactured by BASF Corporation) Acrylic aqueous emulsion (pH: 8, acid value: 46 mg K
- pure water pure water treated with Purelite PRO-0100 (trade name, manufactured by Organo Corp., cartridge pure water G-10C type, activated carbon filter PCF-1200A type) was used.
- the resistivity of the obtained pure water (measuring instrument: PURELAB ultra (trade name, manufactured by Organo Corporation)) was 18 M ⁇ ⁇ cm.
- the surface tension value (mN / m) of each color ink prepared was measured using a surface tension meter CBVP-A3 (trade name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) at an ink temperature of 25 degrees (mN / m). m) was measured by the platinum plate method.
- Each ink set was loaded into an ink jet recording apparatus (EB-100 manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) having 256 nozzles ⁇ 2 rows of piezo ink jet nozzles, and an OPP film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name). : Pyrene P2161, thickness 20 ⁇ m).
- the droplet size was about 42 pl so that it could be ejected at a resolution of 360 ⁇ 360 dpi (dpi is the number of dots per 2.54 cm) and was driven at a driving frequency of 2 kHz.
- the white ink repellency was visually observed by three panelists and evaluated according to the following criteria. ⁇ : All three panelists determined that “white ink repelling is not observed”. ⁇ : One of the three panelists determined that “a level of white ink repelling is observed but usable level”. X: One of the three panelists judged that “white ink repelling was observed and the level was unusable”.
- the white ink was concealed by three panelists and evaluated according to the following criteria. ⁇ : All three panelists judged that “white ink was well concealed”. ⁇ : One or more of the three panelists judged that “the concealment with white ink is somewhat transparent but usable level”. ⁇ : One or more of the three panelists judged that “the concealment with white ink is unusable”.
- Laminate strength test The laminate of (2) in which the adhesive was sufficiently cured was cut into a length of 200 mm and a width of 15 mm, and the bonded portion was peeled off by about 30 mm. The slightly peeled portion was further peeled with a tensile tester (TENSILON RTM-25 manufactured by Orientec Co., Ltd.), and the adhesive strength of the laminate layer was measured in accordance with JIS standard Z0238. Specific measurement conditions are as follows.
- Examples 1 to 25 (Examples 9 to 11 and Examples 19 to 21) using a styrenic copolymer having a hydrophilic group as a pigment dispersant for the white ink for aqueous inkjet recording were used. Except for the basic physical property values (viscosity, 50% particle size and surface tension) of white ink, especially for adhesion to plastic film (OPP, PET), sedimentation and redispersibility, and storage stability. It was excellent. Examples 9 to 11 and Examples 19 to 21 do not use titanium oxide that has been surface-treated with a specific silane coupling agent on titanium oxide that has been surface-treated with silica and alumina as a white pigment. Other than the above, the storage stability was excellent, and the storage stability was a good evaluation level.
- Comparative Examples 1 to 3 using a polyethylene glycol-modified acrylic copolymer or an acrylic block copolymer instead of a styrene copolymer having a hydrophilic group as a pigment dispersant tend to be particularly inferior in storage stability.
- the adhesion to the plastic film could not be obtained.
- an acrylic resin was used as the binder resin, but both the adhesion to the plastic film and the storage stability were poor.
- Examples 26 to 47 showing the physical property evaluation results of the laminates produced using the ink set of the present invention, the ink ejection property, the image sharpness, the white ink repelling, the white ink density unevenness, the white ink hiding property Especially, the blocking resistance and the laminate strength were excellent.
- Comparative Examples 5 to 6 in which the surface tension of the white ink was higher than that of the color ink, the white ink was repelled and the density was uneven, and sufficient concealability was not obtained.
- Comparative Examples 7 to 8 using an acrylic resin as the binder resin, image sharpness and laminate strength were not obtained.
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Abstract
白色顔料、顔料分散剤、バインダー及び水を含有する水性インクジェット記録用白色インクであって、前記顔料分散剤が親水性基を有するスチレン系共重合体であることを特徴とする水性インクジェット記録用白色インク、インクセット、及び、非吸収性基材上にインクジェット記録法で印刷層を形成する工程と、前記印刷層上に接着層を形成する工程と、前記接着層面に、シーラントフィルム層をラミネート加工する工程とを有することを特徴とする積層体の製造方法。
Description
本発明は水性インクジェット記録用白色インク及び白色顔料ペーストに関する。
インクジェットプリンター記録装置による印刷は、ノズルよりインクを噴射し被記録材に付着せしめる方式であり、従来の印刷方法と異なり版を使用しない印刷方式であることから、少量多品種に対応できるオンデマンド印刷方式として広範囲にわたる利用分野が期待されている印刷方式である。特に近年では、被記録材として、従来の紙等の吸収基材に対する印刷から、プラスチック等の非吸収基材に対する印刷の検討が数多くなされている。
プラスチックを被記録材とする印刷の場合、視認性を高める目的から白色インキが使用される。例えば食品や飲料等の包装等に使用される包装材料は、内容物を確認できるように透明のプラスチックフィルムが使用されており、印刷物の発色をよくするために下地を隠蔽する目的で白色インキが使用されている。このような食品包装用の印刷インキとしては、顔料として隠蔽性の高い無機顔料、例えば酸化チタンが使用されている。
酸化チタン等の無機顔料は比重が高いため、低粘度であるインクジェット記録用インクに用いる場合、顔料沈降の抑制が課題となる。これに対し、酸化チタン自体の分散性を改良する方法があるが(例えば特許文献1参照)、汎用的ではない。
これに対して、顔料として酸化チタンを使用し、シリカ、樹脂エマルション、及び水を含み、前記樹脂エマルションの含有量は質量比で前記シリカ1に対し0.10~0.45である、インクジェット用白色インクが知られている(例えば特許文献2参照)。しかしながら該方法はシリカを多量に使用し、分散安定性に劣るといった問題があった。
また、別の方法として、二酸化チタン顔料と、ポリマー主鎖と該主鎖に結合したマクロモノマー側鎖とを含むグラフトコポリマーと、特定のブロックコポリマーを含む分散剤の組合せと、液体担体とを含む酸化チタンスラリから作成されたインクジェット記録用白色インキも知られている(例えば特許文献3参照)。しかしながら該分散剤はアルキル(メタ)アクリレートや脂環式(メタ)アクリレートを原料としており、所望するプラスチックフィルムへの接着性が得られないことがあった。
これに対して、顔料として酸化チタンを使用し、シリカ、樹脂エマルション、及び水を含み、前記樹脂エマルションの含有量は質量比で前記シリカ1に対し0.10~0.45である、インクジェット用白色インクが知られている(例えば特許文献2参照)。しかしながら該方法はシリカを多量に使用し、分散安定性に劣るといった問題があった。
また、別の方法として、二酸化チタン顔料と、ポリマー主鎖と該主鎖に結合したマクロモノマー側鎖とを含むグラフトコポリマーと、特定のブロックコポリマーを含む分散剤の組合せと、液体担体とを含む酸化チタンスラリから作成されたインクジェット記録用白色インキも知られている(例えば特許文献3参照)。しかしながら該分散剤はアルキル(メタ)アクリレートや脂環式(メタ)アクリレートを原料としており、所望するプラスチックフィルムへの接着性が得られないことがあった。
また、ラミネート加工を目的として、外層となるプラスチックフィルムの裏面に色インクを印刷した後白色インクを重ね刷りする場合、画像のハジキや濃度ムラが発生する場合がある。そのような場合、隠蔽性や視認性が劣るという課題もあった。
本発明が解決しようとする課題は、プラスチックフィルムへの接着性に優れ、且つ分散安定性に優れる、水性インクジェット記録用白色インクを提供すること、及び、プラスチックフィルムへの接着性に優れ、色インクと重ね刷りした場合においても画像はじき等を生じることなく、且つ分散安定性に優れる水性白色インクを含むインクジェット記録用水性インクセットを提供することにある。
本発明者らは、白色顔料の顔料分散剤として親水性基を有するスチレン系共重合体を使用することで、分散安定性に優れ、且つ、プラスチックフィルムに対する接着性の良好な水性インクジェット記録用白色インクが得られることを見出した。
更に、該白色インクと色インクとの表面張力を特定の関係とすることで、色インクと重ね刷りした場合においても画像はじき等を生じることなく良好に印字できることを見出した。
更に、該白色インクと色インクとの表面張力を特定の関係とすることで、色インクと重ね刷りした場合においても画像はじき等を生じることなく良好に印字できることを見出した。
即ち本発明は、白色顔料、顔料分散剤、バインダー及び水を含有する水性インクジェット記録用白色インクであって、前記顔料分散剤が親水性基を有するスチレン系共重合体である水性インクジェット記録用白色インクを提供する。
また本発明は、白色顔料、顔料分散剤、及び水を含有する白色顔料ペーストであって、前記顔料分散剤が親水性基を有するスチレン系共重合体である白色顔料ペーストを提供する。
また本発明は、前記水性インクジェット記録用白色インク、及び前記水性インクジェット記録用白色インクとは異なる色インクを有するインクジェット記録用水性インクセットを提供する。
また本発明は、前記記載の水性インクジェット記録用インクを用いて、非吸収性基材上にインクジェット記録法で印刷層を形成する工程と、前記印刷層上に接着層を形成する工程と、前記接着層面に、シーラントフィルム層をラミネート加工する工程とを有する積層体の製造方法を提供する。
本発明により、プラスチックフィルムへの接着性に優れ、且つ分散安定性に優れる、水性インクジェット記録用白色インクを提供できる。
また、本発明の白色顔料ペーストを使用することで、バインダーとして水性ウレタン樹脂やオレフィン系樹脂を使用しても相溶性に優れ、安定性の良好な水性インクジェット記録用白色インクを得ることができる。
また、本発明により、プラスチックフィルムへの接着性に優れ、色インクと重ね刷りした場合においても画像はじき等を生じることなく、且つ分散安定性に優れる、水性白色インクを含むインクジェット記録用水性インクセットを提供できる。
(白色インク向け白色顔料)
本発明で使用する白色顔料は、特に限定はなく公知の無機白色顔料を使用できる。例えば、アルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸塩、微粉ケイ酸、合成珪酸塩、等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等があげられる。また、前記無機白色顔料が各種表面処理方法で表面処理されていてもよい。
中でも、表面処理された酸化チタンが、水性媒体中において比較的良好な分散性を示すことから好ましい。例えば光触媒性による影響を避けるために、無機物で表面処理された酸化チタンが好ましく、シリカとアルミナで表面処理された酸化チタンが好ましい。更に、該シリカとアルミナで表面処理後、更にシランカップリング剤によって表面処理した酸化チタンを使用することもできなお好ましい。
本発明で使用する白色顔料は、特に限定はなく公知の無機白色顔料を使用できる。例えば、アルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸塩、微粉ケイ酸、合成珪酸塩、等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等があげられる。また、前記無機白色顔料が各種表面処理方法で表面処理されていてもよい。
中でも、表面処理された酸化チタンが、水性媒体中において比較的良好な分散性を示すことから好ましい。例えば光触媒性による影響を避けるために、無機物で表面処理された酸化チタンが好ましく、シリカとアルミナで表面処理された酸化チタンが好ましい。更に、該シリカとアルミナで表面処理後、更にシランカップリング剤によって表面処理した酸化チタンを使用することもできなお好ましい。
シリカとアルミナで表面処理された酸化チタンにおいて、酸化チタンとしては、公知のルチル型・アナターゼ型の二酸化チタンが使用でき、より好ましくはルチル型二酸化チタンである。
また前記酸化チタンの平均粒径としては、100~500nmのものを使用することが好ましく、150~400nmのものを使用することがより好ましい。平均粒径が100nm以下であると水性媒体中の非沈降性や分散安定性はより実現し易くなるものの、白色度や隠蔽性が劣ってしまい本来の白色インキとしての実用性が低下するおそれがあり、一方平均粒径が500nm以上になると白色度や隠蔽性の点では問題ないが、吐出安定性が不十分となる傾向にある。粒径について実用的には200~300nmが更により好ましい。
なお原料としての酸化チタンの平均粒径は電子顕微鏡写真により20個の粒径測定を行って平均をとったものとする。
また前記酸化チタンの平均粒径としては、100~500nmのものを使用することが好ましく、150~400nmのものを使用することがより好ましい。平均粒径が100nm以下であると水性媒体中の非沈降性や分散安定性はより実現し易くなるものの、白色度や隠蔽性が劣ってしまい本来の白色インキとしての実用性が低下するおそれがあり、一方平均粒径が500nm以上になると白色度や隠蔽性の点では問題ないが、吐出安定性が不十分となる傾向にある。粒径について実用的には200~300nmが更により好ましい。
なお原料としての酸化チタンの平均粒径は電子顕微鏡写真により20個の粒径測定を行って平均をとったものとする。
シリカとアルミナで表面処理された酸化チタンにおいて、一般にシリカは、酸化チタン表面の酸・塩基の状態を調整する目的や、得られたインク・塗料皮膜の耐久性を付与するために使用され、アルミナは分散時の酸化チタンの濡れを改良するために使用される。また酸化チタンの表面処理方法としては、水系処理、気相処理等が挙げられる。シリカとアルミナの処理量の比率は、分散安定性の観点から、アルミナ処理量の比率が35質量%以上、80質量%以下であることが好ましい。また、酸化チタンに対する該無機物の量は必ずしも限定されないが、一般的には酸化チタン100部に対して30部以下である。
また、前記シリカとアルミナで表面処理後、更にシランカップリング剤によって表面処理した酸化チタンを使用する場合は、アルミナによる処理量のアルミナ及びシリカ処理量の総和に対する比率の範囲としては35~80質量%であることが好ましく、35~65質量%がより好ましく、35~50質量%がさらにより好ましい。アルミナは酸化チタン表面でAl-OH(なおAlはアルミニウムを表しOHはヒドロキシ基を表す)の形で存在しており、アルミナ処理量が多量すぎると、このOHに吸着させるためのシランカップリング剤も多量に必要となり、処理の際の増粘などの問題が発生しやすくなる。
このようなシリカとアルミナで表面処理された酸化チタンは、市販品を使用してもよく、例えば、石原産業(株)、テイカ(株)等の酸化チタン製造メーカーより市販されている。例えば、アルミナ処理量に比較してシリカ処理量の多い品種、シリカ処理量に比較してアルミナ処理量の多い品種が市販され、アルミナによる処理量が上記比率の範囲に入る酸化チタンも入手することができる。
前記アルミナ及びシリカそれぞれの質量比は、酸化チタンの表面に酸化チタンと共に存在するアルミナ及びシリカの量から推定することができる。アルミナ及びシリカの存在量比は、蛍光X線またはESCA等により酸化チタン表面に吸着されたアルミナ、またはシリカの量を分析、比較することによって確認することができる。特に蛍光X線による測定が簡便で精度が高い。シリカおよびアルミナは酸化チタンの表面上に存在する他、その一部が遊離した粒子として存在する可能性があり、蛍光X線による測定を行うと、その総量を測定することができる。蛍光X線による定量法については、標準資料を用いた検量線による分析方法が確立されている。
したがって市販の酸化チタンに対して、その表面に存在するアルミナとシリカの質量比を蛍光X線による測定で確認し、種々の質量比の酸化チタンを使用することができる。
したがって市販の酸化チタンに対して、その表面に存在するアルミナとシリカの質量比を蛍光X線による測定で確認し、種々の質量比の酸化チタンを使用することができる。
前記シリカとアルミナで表面処理された酸化チタンをシランカップリング剤によって表面処理する場合に使用するシランカップリング剤としては、アルミナ処理もしくはアルミナ及びシリカ処理された酸化チタン表面に存在する水酸基と反応する加水分解基と、有機官能基を有しており、その一般構造は下記一般式(1)
(式中、(R1)、(R2)、(R3)、及び(R4)はそれぞれ独立に、水素原子、アルコキシ基、ヒドロキシ基、クロル基、有機基のいずれかであり、少なくとも1つはアルコキシ基、ヒドロキシ基、クロル基のいずれかであり、かつ、少なくとも1つは有機基である。a,b,c及びdは0~3の整数であり、かつ、a+b+c+d=4である。)の構造を有する有機ケイ素化合物である。
これらシランカップリング剤は加水分解基の加水分解によってシラノールを生じ、シラノール同士が縮合してシロキサン結合となりオリゴマーを形成する。一方、無機化合物の酸化表面あるいは水酸基とも同様のメカニズムで反応し、無機物表面にある水酸基との水素結合を介して無機物表面に移行し、脱水縮合反応を経てポリシロキサン結合を形成する。これら反応は並行して進行し、ポリシロキサン結合を有するオリゴマー、ポリマーによる被覆、すなわちオルガノポリシロキサン被覆を無機物表面に形成する。
これらシランカップリング剤は加水分解基の加水分解によってシラノールを生じ、シラノール同士が縮合してシロキサン結合となりオリゴマーを形成する。一方、無機化合物の酸化表面あるいは水酸基とも同様のメカニズムで反応し、無機物表面にある水酸基との水素結合を介して無機物表面に移行し、脱水縮合反応を経てポリシロキサン結合を形成する。これら反応は並行して進行し、ポリシロキサン結合を有するオリゴマー、ポリマーによる被覆、すなわちオルガノポリシロキサン被覆を無機物表面に形成する。
具体的な化合物としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のビニルシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン、3-オクタノイルチオ-1-プロピルトリエトキシシラン等のサルファーシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-(N-フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイドシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等のイソシアネートシラン等をあげることができる。
前記一般式(1)の(R1)、(R2)、(R3)、及び(R4)の少なくとも1つはクロル基、メトキシ基、またはエトキシ基であり、かつ、(R1)、(R2)、(R3)、及び(R4)の少なくとも1つはビニル基であることが好ましい。
これらのシランカップリング剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
これらのシランカップリング剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明で使用するシランカップリング剤としては、顔料分散剤として使用するスチレン系共重合体のスチレン基に対して吸着性が良好と考えられるビニルシランが好ましく、中でもビニルトリエトキシシランまたはビニルトリメトキシシランが好ましく、保存安定性、環境面からみた安全性の点でより優れているビニルトリエトキシシランがさらにより好ましい。
アルミナ処理もしくはアルミナ及びシリカで処理された酸化チタンをシランカップリング剤で処理するには、例えば水中で酸化チタンとシランカップリング剤とを混合して加熱・攪拌し、しかる後に完全に水分を揮発させれば良い。シランカップリング剤の使用量は、一般に0.05~20質量%程度であるが、酸化チタンは比較的に比表面積が小さいので1~10質量%程度でその効果を発現できる。
(白色インク向け顔料分散剤 親水性基を有するスチレン系共重合体)
本発明で使用する親水性基を有するスチレン系共重合体において、「親水性基」とは具体的には、ポリエチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基等のポリアルキレングリコール基を表す。中でも、ポリエチレングリコール基が好ましい。
アルキレングリコール基の繰り返し数は特に限定はないが、繰り返し数10~100が好ましく、20~60が最も好ましい。またアルキレングリコールの含有率は、質量部に換算してスチレン系共重合体100質量部に対し2~40質量部であることが好ましく、5~30質量部が最も好ましい。
本発明で使用する親水性基を有するスチレン系共重合体において、「親水性基」とは具体的には、ポリエチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基等のポリアルキレングリコール基を表す。中でも、ポリエチレングリコール基が好ましい。
アルキレングリコール基の繰り返し数は特に限定はないが、繰り返し数10~100が好ましく、20~60が最も好ましい。またアルキレングリコールの含有率は、質量部に換算してスチレン系共重合体100質量部に対し2~40質量部であることが好ましく、5~30質量部が最も好ましい。
また、「スチレン系共重合体」とは、スチレン、αメチルスチレン等の各種スチレンモノマーと、各種ラジカル重合性モノマーとの共重合体が挙げられる。
例えばラジカル重合性モノマーとして、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート、(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)ブチレングリコール等の(ポリ)アルキレングリコール基を有するモノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸あるいはそのエステルを使用したスチレン-アクリル系共重合体や、スチレン-無水マレイン酸共重合体等の、公知の共重合体が挙げられる。
例えばラジカル重合性モノマーとして、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート、(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)ブチレングリコール等の(ポリ)アルキレングリコール基を有するモノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸あるいはそのエステルを使用したスチレン-アクリル系共重合体や、スチレン-無水マレイン酸共重合体等の、公知の共重合体が挙げられる。
例えば、「スチレン系共重合体」がスチレン-アクリル系共重合体である場合、本発明で使用する(ポリ)アルキレングリコール基等の親水性基を有するスチレン系共重合体は以下のように得られる。即ち、
(1)前記ラジカル重合性モノマーとして、(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)ブチレングリコール等の(ポリ)アルキレングリコール基を有するモノ(メタ)アクリレートを使用し、スチレンと共重合させて、(ポリ)アルキレングリコール基を有するスチレン-アクリル系共重合体を得る方法、
(2)前記ラジカル重合性モノマーとして、(メタ)アクリル酸を使用したスチレン系共重合体を得た後、(メタ)アクリル酸由来の酸基に(ポリ)アルキレングリコールの水酸基をエステル反応させて、(ポリ)アルキレングリコール基を有するスチレン-アクリル系共重合体を得る方法 等が挙げられる。
(1)前記ラジカル重合性モノマーとして、(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)ブチレングリコール等の(ポリ)アルキレングリコール基を有するモノ(メタ)アクリレートを使用し、スチレンと共重合させて、(ポリ)アルキレングリコール基を有するスチレン-アクリル系共重合体を得る方法、
(2)前記ラジカル重合性モノマーとして、(メタ)アクリル酸を使用したスチレン系共重合体を得た後、(メタ)アクリル酸由来の酸基に(ポリ)アルキレングリコールの水酸基をエステル反応させて、(ポリ)アルキレングリコール基を有するスチレン-アクリル系共重合体を得る方法 等が挙げられる。
また、「スチレン系共重合体」がスチレン-無水マレイン酸共重合体である場合、本発明で使用する(ポリ)アルキレングリコール基等の親水性基を有するスチレン系共重合体は以下のように得られる。即ち、スチレン-無水マレイン酸共重合体の無水基に(ポリ)アルキレングリコールの水酸基をエステル反応させ、ハーフエステルを得ることで、(ポリ)アルキレングリコール基を有するスチレン-アクリル系共重合体が得られる。このとき使用するスチレン-無水マレイン酸重合体の共重合モル比は特に限定されるものではなく、また必要に応じて共重合可能なビニル系単量体を若干量共重合させたものであってもよい。
前記スチレン-アクリル系共重合体やスチレン-無水マレイン酸共重合体の重合の方法は特に制限はないが、有機過酸化物を使用したラジカル重合が一般的である。また製造プロセスとしては、例えば、塊状重合法、溶液重合法、溶液-塊状重合法等の公知の方法で製造できる。重合時添加する有機過酸化物としては、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-シクロヘキサン、2,2-ビス(4,4-ジ-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、エチル-3,3-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ブチレート等の公知のものが使用できる。有機過酸化物の添加量は単量体の合計100質量部に対し、0.001~5質量部が好ましい。
使用する溶剤としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、あるいは、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素などが使用でき、溶剤の添加量は単量体の合計100質量部に対し、5~20質量部が好ましい。また必要に応じ、分子量調整剤等を使用することもできる。
使用する溶剤としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、あるいは、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素などが使用でき、溶剤の添加量は単量体の合計100質量部に対し、5~20質量部が好ましい。また必要に応じ、分子量調整剤等を使用することもできる。
本発明においては、スチレン-無水マレイン酸共重合体の無水基に(ポリ)アルキレングリコールの水酸基をエステル反応させた、(ポリ)アルキレングリコール基を有するスチレン-アクリル系共重合体を使用することが好ましい。分子量としては、数平均分子量に換算して1000~40000の範囲が好ましく、2000~30000の範囲がより好ましい。
本発明で使用する親水性基を有するスチレン系共重合体は、公知の方法でラジカル共重合して得たものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
(白色インク向けバインダー)
本発明で使用する白色インク向けバインダーは、水と混合して均一な状態で存在しうる樹脂であれば特に問題なく使用できる。例えばプラスチックフィルムに対する密着性や接着性の観点から、水性ウレタン樹脂やオレフィン系樹脂を使用することが好ましい。更にブロッキング現象が生じにくい樹脂として、オレフィン系樹脂を使用することが好ましい。
本発明で使用する白色インク向けバインダーは、水と混合して均一な状態で存在しうる樹脂であれば特に問題なく使用できる。例えばプラスチックフィルムに対する密着性や接着性の観点から、水性ウレタン樹脂やオレフィン系樹脂を使用することが好ましい。更にブロッキング現象が生じにくい樹脂として、オレフィン系樹脂を使用することが好ましい。
(白色インク向けバインダー 水性ウレタン樹脂)
本発明の白色インクで使用する水性ウレタン樹脂は、具体的には、水溶性あるいは水分散性の水性ウレタン樹脂を使用することができる。
本発明で使用する水性ウレタン樹脂として、中でも、ヒドラジン誘導体からなる鎖伸長剤を反応させる工程を経て製造された水性ポリウレタン樹脂(U1)が好ましく、前記(U1)とカルボニル基またはアミド基含有アクリル系共重合体(A1)とを含む水性ウレタン樹脂(U2)がなお好ましい。これらの樹脂はヒドラジン基を有するので、よりプラスチックに対する接着性を付与することができる。更に前記水性ウレタン樹脂(U2)は、ヒドラジン誘導体からなる鎖伸長剤を反応させることで生じる水性ポリウレタン樹脂(U1)の分子末端にある-NHNH2基と、アクリル系共重合体が有するカルボニル基またはアミド基とが反応し、印字乾燥後には、ポリウレタン鎖とポリアクリル鎖とが架橋点で結合された樹脂となる。ポリアクリル鎖を有するので前記親水性基を有するスチレン系共重合体とよりなじみやすく、分散安定性に優れるインキが得られる。
本発明の白色インクで使用する水性ウレタン樹脂は、具体的には、水溶性あるいは水分散性の水性ウレタン樹脂を使用することができる。
本発明で使用する水性ウレタン樹脂として、中でも、ヒドラジン誘導体からなる鎖伸長剤を反応させる工程を経て製造された水性ポリウレタン樹脂(U1)が好ましく、前記(U1)とカルボニル基またはアミド基含有アクリル系共重合体(A1)とを含む水性ウレタン樹脂(U2)がなお好ましい。これらの樹脂はヒドラジン基を有するので、よりプラスチックに対する接着性を付与することができる。更に前記水性ウレタン樹脂(U2)は、ヒドラジン誘導体からなる鎖伸長剤を反応させることで生じる水性ポリウレタン樹脂(U1)の分子末端にある-NHNH2基と、アクリル系共重合体が有するカルボニル基またはアミド基とが反応し、印字乾燥後には、ポリウレタン鎖とポリアクリル鎖とが架橋点で結合された樹脂となる。ポリアクリル鎖を有するので前記親水性基を有するスチレン系共重合体とよりなじみやすく、分散安定性に優れるインキが得られる。
前記水性ウレタン樹脂(U2)、即ち前記水性ポリウレタン樹脂(U1)と、前記アクリル系共重合体(A1)は、水性媒体中で混合された系(U2-1)であってもよく、この場合は、印字乾燥後に架橋点を有する樹脂となる。また、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)の存在下で前記アクリル系共重合体(A1)の原料となる各種アクリル系単量体を共重合させることで、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)と前記アクリル系共重合体(A1)とが架橋してなる樹脂粒子の水分散体(U2-2)を得ることもできる。本発明においては、どちらの系を使用してもよいが、後者の方法で得た樹脂粒子の水分散体であると、反応部位が既に反応しているために保存安定性に優れより好ましい。
前記ヒドラジン誘導体からなる鎖伸長剤を反応させる工程を経て製造された水性ポリウレタン樹脂(U1)は次のようにして製造される。まず、ジイソシアネートとグリコールおよびカルボン酸基を有するグリコールをウレタン化反応させ、ウレタンプレポリマーを得る。
この時使用されるジイソシアネート類としては、脂肪族、脂環族または芳香族ジイソシアネートがあり、これらの例としては、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレ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、m-フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1,4-シクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシ-4,4-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジクロロ-4,4-ビフェニレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、1,5-テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどが挙げられる。
この時使用されるジイソシアネート類としては、脂肪族、脂環族または芳香族ジイソシアネートがあり、これらの例としては、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレ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、m-フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1,4-シクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシ-4,4-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジクロロ-4,4-ビフェニレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、1,5-テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどが挙げられる。
ウレタンプレポリマーを調整する際のグリコール類としては、低分子量グリコール類、高分子量グリコール類、ポリエステルジオール類、ポリカーボネートジオール類等をそれぞれ単独に用いてもよく、またウレタン技術でよく知られているように、ポリエステルジオール類や高分子量グリコール類に低分子量グリコール類を併用してもよい。
前記低分子量グリコール類としては、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、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、テトラメチレングリコール、メキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、オクタンジオール、トリシクロデカンジメチロール、水添ビスフェノールA、シクロヘキサンジメタール等があり、これらは2種類以上混合してもよい。
高分子量グリコール類は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
高分子量グリコール類は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
前記ポリエステルポリオール類としては、前記グリコール類と、ジカルボン酸類、例えば炭素原子数4~12の直鎖状脂肪族ジカルボン酸が好ましく、その具体例としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸や、テレフタル酸、イソフタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ジフェン酸及びその無水物等の芳香族ジカルボン酸等のジカルボン酸を反応させたものであればよく、公知の方法で製造される。また、エステル化反応に限らず、エステル交換反応であっても良い。ポリエステルポリオールはグリコールとジカルボン酸の低級アルキルエステルを使用してエステル交換反応によっても製造できる。
前記ポリカーボネートポリオール類としては、前記グリコール類と、カーボネート類、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物を反応させることで得られる化合物を反応させたものであればよく、公知の方法で製造される。
前記カルボン酸基を有するグリコール類としては、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロール吉草酸等が挙げられる。
前記ウレタン化反応は、ジオキサン、アセトン、2-ブタノン、N-メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等の、イソシアネート基に対して不活性で水との親和性の大きい有機溶剤中で行うことが望ましい。
次いで、前記プレポリマーを中和および鎖伸長し、蒸留水を添加し、水性ポリウレタン樹脂(U1)を得る。
中和に使用する中和剤としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリn-プロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン等のアミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等が挙げられる。
中和に使用する中和剤としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリn-プロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン等のアミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等が挙げられる。
鎖伸長に使用するヒドラジンまたはその誘導体としては具体的には、ヒドラジン、エチレン-1,2-ジヒドラジン、プロピレン-1,3-ジヒドラジン、ブチレン-1,4-ヒドラジン、及びそれらの水和物等が挙げられる。
前記水性ポリウレタン樹脂(U1)は、酸価が樹脂固形分あたり10~200mgKOH/gであることが好ましい。酸価が10mgKOH/g未満では、有機溶剤中で反応させたウレタンプレポリマーを中和剤、鎖伸長剤、蒸留水を用いて水性化させる場合に凝集物が生じやすかったり、得られた水性ポリウレタン樹脂(U1)の貯蔵安定性に劣る恐れがある。一方、酸価が200mgKOH/gを超えると、好ましい耐久性、耐水性等の物性が得られないことがある。
また、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)のガラス転移点温度(以下Tgと略す)は、所望する用途に応じて適宜設定することが好ましい。例えば食品用の包装材料用途等の可とう性を有するプラスチックフィルムに印字する場合はフレキシビリティー(柔軟性)が要求されることから、Tgはあまり高くないほうが好ましい。適当なフィルムへの密着性とフレキシビリティーとを両立させるために、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)のTgは-80度~30度の範囲であることが好ましく、-50度~20度の範囲がより好ましい
また、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)のガラス転移点温度(以下Tgと略す)は、所望する用途に応じて適宜設定することが好ましい。例えば食品用の包装材料用途等の可とう性を有するプラスチックフィルムに印字する場合はフレキシビリティー(柔軟性)が要求されることから、Tgはあまり高くないほうが好ましい。適当なフィルムへの密着性とフレキシビリティーとを両立させるために、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)のTgは-80度~30度の範囲であることが好ましく、-50度~20度の範囲がより好ましい
前記カルボニル基またはアミド基含有アクリル系共重合体(A1)の原料であるアクリル系単量体は、カルボニル基含有単量体またはアミド基含有単量体を必須成分とする。その配合量は、全重合性単量体100質量部に対し、少なくとも0.5質量部含有することが好ましい。また、乳化重合を行う際に用いる界面活性剤や保護コロイド、重合開始剤については、従来から知られているものを用いることができる。
カルボニル基含有単量体は、アルド基またはケト基を含有する単量体のことであり、エステル結合やカルボキシル基のみを有する化合物は含まれない。
本発明で使用するカルボニル基含有単量体の例としては、アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン、ジアセトンアクリレート、アセトニトリルアクリレート等が挙げられる。
また、アミド基含有単量体としては、モノオレフィン性不飽和カルボン酸アミド、モノオレフィン性不飽和カルボン酸アミドのN-アルキル誘導体、およびモノオレフィン性不飽和カルボン酸アミドのN-アルキロール誘導体が挙げられる。該当する単量体の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸またはマレイン酸のアミド体;N-メチルアクリルアミド、N-イソブチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-n-ブトキシメチルアクリルアミド、N-イソプロポキシメタクリルアミド等が挙げられる。
本発明で使用するカルボニル基含有単量体の例としては、アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン、ジアセトンアクリレート、アセトニトリルアクリレート等が挙げられる。
また、アミド基含有単量体としては、モノオレフィン性不飽和カルボン酸アミド、モノオレフィン性不飽和カルボン酸アミドのN-アルキル誘導体、およびモノオレフィン性不飽和カルボン酸アミドのN-アルキロール誘導体が挙げられる。該当する単量体の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸またはマレイン酸のアミド体;N-メチルアクリルアミド、N-イソブチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-n-ブトキシメチルアクリルアミド、N-イソプロポキシメタクリルアミド等が挙げられる。
これらのカルボニル基含有単量体またはアミド基含有単量体は、単独で用いても、あるいは併用しても良いが、全重合性単量体100質量部に対し、少なくとも0.5質量部を使用することが好ましく、特に好ましい領域は1.0~10.0質量部である。
また、本発明で乳化重合に用いられる上記以外のアクリル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル類等や、前記アクリル系単量体と共重合することのできる他の重合性不飽和単量体、例えばマレイン酸、フマル酸、イタコン酸の各エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、第3級カルボン酸ビニル等のビニルエステル類;スチレン、ビニルトルエン等の如き芳香族ビニルエステル類;ビニルピロリドン等の複素環式ビニル化合物;塩化ビニル、アクリロニトリル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルアミド等;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン化合物;エチレン、プロピレン等のα-オレフィン類;ブタジエン等のジエン類が挙げられる。
また反応性極性基を有する重合性不飽和単量体としては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル系化合物:ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン系化合物;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸またはその半エステル、フマル酸またはその半エステル、イタコン酸またはその半エステル、クロトン酸等のカルボキシル系化合物;β-ヒドロキシエチルアクリレート、β-ヒドロキシエチルメタクリレート等のヒドロキシル系化合物;アルキルアミノアクリレート、アルキルアミノメタクリレート等のアミン系化合物が挙げられる。
本発明において、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)と、前記アクリル系共重合体(A1)が水性媒体中で混合された水性ウレタン樹脂(U2-1)を使用する場合は、前記アクリル系共重合体(A1)を得た後、各々を所望の割合で配合すればよい。
前記アクリル系共重合体(A1)を得る方法としては、公知の乳化重合法が挙げられる。具体的には、水と乳化剤(界面活性剤)との混合物に、必要に応じて加温攪拌しながら、ラジカル重合開始剤、前記単量体等を順次滴下等の方法で添加し、重合させることで得ることができる。
本発明において、乳化重合を行う際に用いられる界面活性剤(乳化剤)としては、従来から公知のものを利用できる。例えばドデシルベンゼン硫酸ソーダ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、アルキルアリールポリエーテル硫酸塩等のような陰イオン性乳化剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロック共重合体等のような非イオン性乳化剤;セチルトリメチルアンモニウムブロミド、ラウリルピリジニウムクロリド等のような陽イオン性乳化剤を適宜選択して使用できる。また、上記の如き乳化剤の代りに、あるいは乳化剤を併用して水溶性オリゴマーを分散剤として使用することも可能である。さらにポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース等のような水溶性高分子物質を上記乳化剤と併用したり、あるいは重合後、乳化液に添加したりすることも有効である。
前記アクリル系共重合体(A1)を得る方法としては、公知の乳化重合法が挙げられる。具体的には、水と乳化剤(界面活性剤)との混合物に、必要に応じて加温攪拌しながら、ラジカル重合開始剤、前記単量体等を順次滴下等の方法で添加し、重合させることで得ることができる。
本発明において、乳化重合を行う際に用いられる界面活性剤(乳化剤)としては、従来から公知のものを利用できる。例えばドデシルベンゼン硫酸ソーダ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、アルキルアリールポリエーテル硫酸塩等のような陰イオン性乳化剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロック共重合体等のような非イオン性乳化剤;セチルトリメチルアンモニウムブロミド、ラウリルピリジニウムクロリド等のような陽イオン性乳化剤を適宜選択して使用できる。また、上記の如き乳化剤の代りに、あるいは乳化剤を併用して水溶性オリゴマーを分散剤として使用することも可能である。さらにポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース等のような水溶性高分子物質を上記乳化剤と併用したり、あるいは重合後、乳化液に添加したりすることも有効である。
乳化剤、水溶性オリゴマー、水溶性高分子物質の合計使用量は、アクリル系単量体100質量部に対して0.5~10質量部の範囲で使用するのが好ましい。これより多くなると、印字物の耐水性が劣るおそれがあり、また、これより少ない使用量では、乳化重合時の安定性、生成乳化重合体の安定性が低下する場合がある。
前記アクリル系共重合体(A1)の乳化重合において用いられるラジカル重合開始剤としては、通常の乳化重合に用いられているものが使用されるが、これらの例としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソブチロニトリルおよびその塩酸塩等が挙げられ、またクメンハイドロパーオキサイド、tert-ブチルハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物も必要に応じて使用することができる。さらに、これらの過硫酸塩または過酸化物と、鉄イオンなどの金属イオン、およびナトリウムスルホオキシレートホルムアルデヒド、ピロ亜硫酸ソーダ、L-アスコルビン酸などの還元剤を組合わせて用いる公知のレドックス系開始剤も用いることができる。
乳化重合時の濃度は、実用的な観点より、最終組成物が25~65質量%の固形分濃度となるようにするのがよく、また反応系へのエチレン性不飽和単量体およびラジカル重合開始剤は一括仕込み、連続滴下、分割添加など公知のいずれの方法でも行うことができる。
乳化重合時の温度も、公知の乳化重合で行われている範囲でよく、また乳化重合は常圧下、またはガス状のエチレン性不飽和単量体を使用するときは加圧下で行われる。
前記水性ポリウレタン樹脂(U1)と前記アクリル系共重合体(A1)の配合割合は、所望する物性に応じて適宜配合比率を決定することが好ましい。具体的には、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)/前記アクリル系共重合体(A1)=95/5~5/95となるように配合することが好ましい。より好ましくは、80/20~40/60である。
一方、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)の存在下で前記アクリル系共重合体(A1)の原料となる各種アクリル系単量体を共重合させ、前記水性ポリウレタン樹脂(U1)と前記アクリル系共重合体とが架橋した樹脂粒子の水分散体である水性ウレタン樹脂(U2-2)を使用する場合は、水性ポリウレタン樹脂(U1)の存在下に、カルボニル基含有モノマーまたはアミド基含有モノマーを含有するラジカル重合性アクリル系モノマーを重合させて得る。この場合は、前記水と乳化剤(界面活性剤)と水性ポリウレタン樹脂(U1)との混合物に、ラジカル重合開始剤、前記単量体等を順次滴下等の方法で添加し、重合させることで得ることができる。
本発明で使用する水性ウレタン樹脂は、水性ポリウレタン樹脂(U1)、水性ウレタン樹脂(U2-1)、あるいは水性ウレタン樹脂(U2-2)のインク全量中に対する固形分の含有量は1~20質量%が好ましく、2~10質量%が特に好ましい。
本発明の白色インクで使用する水性ウレタン樹脂が水分散体の場合、その平均粒子径が大きすぎるとヘッド詰まりの原因となり吐出不良を引き起す。そのため、ポリウレタン樹脂粒子の平均粒子径はできるだけ小さいことが吐出不良への影響が少ないことから好ましい。具体的には10nm~500nmの範囲であることが好ましく、10~100nmの範囲であることが特に好ましい。
ここで粒子径の測定は、公知慣用の遠心沈降方式、レーザー回折方式(光散乱方式)、ESA方式、キャピラリー方式、電子顕微鏡方式などで行うことができる。好ましいのは、動的光散乱法を利用したマイクロトラックUPAによる測定である。
ここで粒子径の測定は、公知慣用の遠心沈降方式、レーザー回折方式(光散乱方式)、ESA方式、キャピラリー方式、電子顕微鏡方式などで行うことができる。好ましいのは、動的光散乱法を利用したマイクロトラックUPAによる測定である。
(白色インク向けバインダー オレフィン系樹脂)
本発明の白色インクで使用するオレフィン系樹脂は、水と混合して均一な状態で存在しうるオレフィン系樹脂であれば特に限定なく使用することができる。水と混合して均一な状態で存在しうる樹脂とは、水中に微粒子の状態で散在している(これは分散粒子が極めて小さく単分子で散在している状態も含む)、いわゆる水分散性の樹脂であってもよいし、いわゆる水溶性、水可溶性と称される状態の樹脂も含む。具体的には、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等のオレフィンモノマー類の共重合体又は単独重合体からなるオレフィン系樹脂やゴム状物を界面活性剤等でエマルジョン化したものや、ポリオレフィン成分と酸等の親水性成分より構成される水分散性樹脂等があげられる。
本発明の白色インクで使用するオレフィン系樹脂は、水と混合して均一な状態で存在しうるオレフィン系樹脂であれば特に限定なく使用することができる。水と混合して均一な状態で存在しうる樹脂とは、水中に微粒子の状態で散在している(これは分散粒子が極めて小さく単分子で散在している状態も含む)、いわゆる水分散性の樹脂であってもよいし、いわゆる水溶性、水可溶性と称される状態の樹脂も含む。具体的には、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等のオレフィンモノマー類の共重合体又は単独重合体からなるオレフィン系樹脂やゴム状物を界面活性剤等でエマルジョン化したものや、ポリオレフィン成分と酸等の親水性成分より構成される水分散性樹脂等があげられる。
前記オレフィン成分と酸等の親水性成分より構成される水分散性樹脂としては、例えば、オレフィン成分を構成するオレフィン化合物であるエチレン、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等のオレフィンモノマー類と、酸成分を構成するための酸性基を含むモノマーである不飽和カルボン酸またはその無水物、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、クロトン酸等のほか、不飽和ジカルボン酸のハーフエステル、ハーフアミド等が挙げられる。あるいは不飽和スルホン酸等とを、ラジカル発生剤の存在下、高圧ラジカル共重合することにより得ることができる。
また、該オレフィン系樹脂、あるいは、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等のオレフィンモノマー類の共重合体又は単独重合体からなるオレフィン系樹脂やゴム状物に、酸性基等の親水性基を有するモノマーあるいは樹脂をグラフトすることで得ることができる。
前記オレフィン系樹脂やゴム状物の例としては、プロピレン-α-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、ポリ-4-メチル-1ペンテン等、更にプロピレン-α-オレフインの共重合体、α-オレフインの2種以上と共役又は非共役ジエンとの共重合体、例えば、エチレン-プロピレン-ブタジエン共重合体、エチレン-プロピレン-ジシクロペンタジエン共重合体、エチレン-プロピレン-エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン-プロピレン-1.5-ヘキサジエン共重合体、またα-オレフインと共役又は非共役ジエンとの共重合体、例えば、プロピレン-ブタジエン共重合体、プロピレン-エチリデンノルボルネン共重合体類等、またビニルモノマ-等のモノマ-とα-オレフインの共重合体及びその部分ケン化物、更に記の共重合体又は上記の共重合体の2種以上からなる組成物等が使用される。またこれらにカルボキシル基や水酸基又は酸無水物基等を導入した変性オレフィン系樹脂も使用できる。オレフィン系樹脂のα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物による変性は通常の反応方法で容易に実施できる。
例えば前記オレフィン系樹脂に酸性基を有するモノマーを使用して酸性基等の親水性基を導入するには、前記オレフィン系樹脂とα,β-不飽和カルボン酸と(メタ)アクリル酸エステルモノマーまたはその誘導体モノマーと重合開始剤とを混合溶解した溶液を、分散剤や乳化剤の存在下、水中で懸濁重合することで、オレフィン系樹脂に、α,β-不飽和カルボン酸および/またはその無水物、並びに(メタ)アクリル酸エステルモノマーまたはその誘導体モノマーがグラフト共重合された水分散性のオレフィン系樹脂を得ることができる。
また、例えば、前記オレフィン系樹脂として、反応性基を有する不飽和化合物とを共重合した共重合体を使用し、該反応性基とポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の親水性基を有する樹脂を反応させグラフトさせることによっても、水分散性のオレフィン系樹脂を得ることができる。前記反応性基としては、例えばカルボン酸基、ジカルボン酸無水物基、及びジカルボン酸無水物モノエステル基、水酸基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基などが挙げられる。
オレフィン系樹脂として、自己乳化性オレフィン系重合体を用い、この自己乳化性オレフィン系重合体の水性分散液中で、オレフィン以外のラジカル重合性単量体を乳化重合することによって得られる、コア/シェル構造を有する樹脂粒子も、本発明の水分散性のオレフィン系樹脂として用いることができる。
得られた前記オレフィン系樹脂の水性化に際して、塩基性化合物を添加することができる。前記塩基性化合物には特に制限はなく、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物に代表される無機塩基性化合物、アンモニアまたは各種の有機アミン化合物のいずれも使用できる。有機アミン化合物の具体例としては、トリエチルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、アミノエタノールアミン、N-メチル-N,N-ジエタノールアミン、イソプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、3-エトキシプロピルアミン、3-ジエチルアミノプロピルアミン、sec-ブチルアミン、プロピルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、3-メトキシプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等を挙げることができる。
これら前記オレフィン系樹脂の酸価としては、10mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であることが好ましい。酸価が10mgKOH/g未満では、インクの貯蔵安定性に劣る恐れがある。一方、酸価が200mgKOH/gを超えると、好ましい耐久性、耐水性等の物性が得られないことがある。
より好ましくは5~100mgKOH/gの範囲であり、さらに好ましくは10~80mgKOH/gの範囲であり、さらに好ましくは15~60mgKOH/gの範囲である。
より好ましくは5~100mgKOH/gの範囲であり、さらに好ましくは10~80mgKOH/gの範囲であり、さらに好ましくは15~60mgKOH/gの範囲である。
前記オレフィン系樹脂のガラス転移温度(以下Tgと称す)は、所望する用途に応じて適宜設定することが好ましい。例えば食品用の包装材料用途等の可とう性を有するプラスチックフィルムに印字する場合は、フレキシビリティー即ち柔軟性が要求されることから、Tgはあまり高くないほうが好ましい。適当なフィルムへの密着性とフレキシビリティーとを両立させるために、前記オレフィン系樹脂のTgは-80度~80度の範囲であることが好ましく、-80度~30度の範囲であることが特に好ましい。また同様の観点から、結晶化度の低いオレフィン系樹脂を使用することが好ましい。
前記オレフィン系樹脂の重量平均分子量(GPC-Mw)は特に限定はないが、重量平均分子量(GPC-Mw)が10,000~1,000,000の範囲、さらには20,000~700,000の範囲であることが、水性インクジェット記録用インクとの保存安定性や粘度などの物性バランスを確保しやすいので好ましい。
なお、ここでいう重量平均分子量(GPC-Mw)は、下記の条件でGPC測定により求めたものとする。
なお、ここでいう重量平均分子量(GPC-Mw)は、下記の条件でGPC測定により求めたものとする。
(GPC測定条件)
測定装置:東ソー株式会社製「HLC-8220 GPC」、
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「SuperHZ-L」(内径4.6mm×2cm)
+東ソー株式会社製「TSKgel SuperHZ4000」(内径4.6mm×15cm)
+東ソー株式会社製「TSKgel SuperHZ3000」(内径4.6mm×15cm)
+東ソー株式会社製「TSKgel SuperHZ2000」(内径4.6mm×15cm)
+東ソー株式会社製「TSKgel SuperHZ1000」(内径4.6mm×15cm)
測定条件:カラム温度 40度
流速 0.35ml/分
試料:樹脂水溶液を乾燥固化し、樹脂固形分換算で0.5質量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(10μl)。
校正曲線:単分散標準ポリスチレンSTK standardポリスチレン(東ソー株式会社製)分子量4000000~250までのサンプルによる校正曲線を使用した。
測定装置:東ソー株式会社製「HLC-8220 GPC」、
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「SuperHZ-L」(内径4.6mm×2cm)
+東ソー株式会社製「TSKgel SuperHZ4000」(内径4.6mm×15cm)
+東ソー株式会社製「TSKgel SuperHZ3000」(内径4.6mm×15cm)
+東ソー株式会社製「TSKgel SuperHZ2000」(内径4.6mm×15cm)
+東ソー株式会社製「TSKgel SuperHZ1000」(内径4.6mm×15cm)
測定条件:カラム温度 40度
流速 0.35ml/分
試料:樹脂水溶液を乾燥固化し、樹脂固形分換算で0.5質量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(10μl)。
校正曲線:単分散標準ポリスチレンSTK standardポリスチレン(東ソー株式会社製)分子量4000000~250までのサンプルによる校正曲線を使用した。
前記オレフィン系樹脂が水分散体であるとき、該粒径は、インクジェットインクの吐出性の観点から5nm~1000nmの範囲であることが好ましく、10nm~400nmの範囲であることがなお好ましい。
前記オレフィン系樹脂は、市販品を使用してももちろん構わない。
市販品としては、具体的には、三菱化学(株)製アプトロックBW-5550(商品名)、東洋紡績(株)製「ハードレンNA、同NZ」シリーズ、ユニチカ(株)製「アローベースSA、同SB,同SD、同SE、同TC、同TD」シリーズ等があげられる。
市販品としては、具体的には、三菱化学(株)製アプトロックBW-5550(商品名)、東洋紡績(株)製「ハードレンNA、同NZ」シリーズ、ユニチカ(株)製「アローベースSA、同SB,同SD、同SE、同TC、同TD」シリーズ等があげられる。
本発明で使用するオレフィン系樹脂の、インク全量に対する固形分の含有量は、0.5質量%~30質量%の範囲で使用することが一般的である。中でも1質量%~10質量%が好ましい。
(水)
本発明で使用する水は、水単独で使用するほか、水と水との相溶性を有する水溶性有機溶剤からなる混合溶媒でもよい。水溶性有機溶剤としては、例えば、アセトン、2-ブタノン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、等のケトン類;メタノール、エタノール、2-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、1-ブタノール、2-メトキシエタノール、等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、等のアミド類が挙げられ、とりわけ炭素数が3~6のケトン及び炭素数が1~5のアルコールからなる群から選ばれる化合物を用いるのが好ましい。
本発明で使用する水は、水単独で使用するほか、水と水との相溶性を有する水溶性有機溶剤からなる混合溶媒でもよい。水溶性有機溶剤としては、例えば、アセトン、2-ブタノン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、等のケトン類;メタノール、エタノール、2-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、1-ブタノール、2-メトキシエタノール、等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、等のアミド類が挙げられ、とりわけ炭素数が3~6のケトン及び炭素数が1~5のアルコールからなる群から選ばれる化合物を用いるのが好ましい。
(白色顔料ペースト)
本発明の白色顔料ペーストを調製する方法としては、下記の方法を採用することができる。
(1)顔料分散剤及び水を含有する水性媒体に、白色顔料を添加した後、攪拌・分散装置を用いて白色顔料を該水性媒体中に分散させることにより、水性顔料分散液を調製する方法。
(2)白色顔料、及び顔料分散剤を2本ロール、ミキサー等の混練機を用いて混練し、得られた混練物を水を含む水性媒体中に添加し、攪拌・分散装置を用いて水性顔料分散液を調製する方法。
(3)2-ブタノン、テトラヒドロフラン等のような水と相溶性を有する有機溶剤中に顔料分散剤を溶解して得られた溶液に白色顔料を添加した後、攪拌・分散装置を用いて白色顔料を有機溶液中に分散させ、次いで水性媒体を用いて転相乳化させた後、前記有機溶剤を留去し水性顔料分散液を調製する方法。
本発明の白色顔料ペーストを調製する方法としては、下記の方法を採用することができる。
(1)顔料分散剤及び水を含有する水性媒体に、白色顔料を添加した後、攪拌・分散装置を用いて白色顔料を該水性媒体中に分散させることにより、水性顔料分散液を調製する方法。
(2)白色顔料、及び顔料分散剤を2本ロール、ミキサー等の混練機を用いて混練し、得られた混練物を水を含む水性媒体中に添加し、攪拌・分散装置を用いて水性顔料分散液を調製する方法。
(3)2-ブタノン、テトラヒドロフラン等のような水と相溶性を有する有機溶剤中に顔料分散剤を溶解して得られた溶液に白色顔料を添加した後、攪拌・分散装置を用いて白色顔料を有機溶液中に分散させ、次いで水性媒体を用いて転相乳化させた後、前記有機溶剤を留去し水性顔料分散液を調製する方法。
攪拌・分散装置としては、例えば、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザー等を挙げることができ、これらのうちの1つを単独で用いてもよく、2種類以上装置を組み合わせて用いてもよい。
本発明の白色顔料ペーストに占める、白色顔料量は10~60質量%であることが好ましく、20~50質量%であることがより好ましい。白色顔料量が10質量%より少ない場合は、本発明の白色顔料ペーストから調製したインクジェット記録用白色インクの着色が不充分であり、充分な画像濃度が得られない傾向にある。また、逆に60質量%よりも多い場合は、白色顔料ペーストにおいて顔料の分散安定性が低下する傾向がある。
(水性インクジェット記録用白色インク)
本発明のインクジェット記録用インク組成物は、前記白色顔料ペーストを前記水で希釈し、バインダーを加え、必要に応じて湿潤剤(乾燥抑止剤)、浸透剤、あるいはその他の添加剤を添加して調製する。具体的には、改善目的や調整に応じた下記の(i)~(v)の処理や添加剤の使用ができる。
本発明のインクジェット記録用インク組成物は、前記白色顔料ペーストを前記水で希釈し、バインダーを加え、必要に応じて湿潤剤(乾燥抑止剤)、浸透剤、あるいはその他の添加剤を添加して調製する。具体的には、改善目的や調整に応じた下記の(i)~(v)の処理や添加剤の使用ができる。
(i) 粗大粒子が、ノズル詰まり、その他の画像特性を劣化させる原因になるため、インク調製後に、遠心分離、あるいは濾過処理等により粗大粒子を除去することが好ましい。
(ii) インクの乾燥防止を目的として、湿潤剤を同様に添加することができる。乾燥防止を目的とする湿潤剤のインク中の含有量は3~50質量%であることが好ましい。
本発明で使用する湿潤剤としては特に限定はないが、水との混和性がありインクジェットプリンターのヘッドの目詰まり防止効果が得られるものが好ましい。例えば、グリセリン、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、分子量2000以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、等が挙げられる。中でも、プロピレングリコール、1,3-ブチルグリコールを含むことが安全性を有し、かつインク乾燥性、吐出性能に優れた効果が見られる。
本発明で使用する湿潤剤としては特に限定はないが、水との混和性がありインクジェットプリンターのヘッドの目詰まり防止効果が得られるものが好ましい。例えば、グリセリン、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、分子量2000以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、等が挙げられる。中でも、プロピレングリコール、1,3-ブチルグリコールを含むことが安全性を有し、かつインク乾燥性、吐出性能に優れた効果が見られる。
(iii) 被記録媒体への浸透性改良や記録媒体上でのドット径調整を目的として浸透剤を添加することができる。
浸透剤としては、例えばエタノール、2-プロパノール等の低級アルコール、エチレングリコールヘキシルエーテルやジエチレングリコールブチルエーテル等のアルキルアルコールのエチレンオキシド付加物やプロピレングリコールプロピルエーテル等のアルキルアルコールのプロピレンオキシド付加物等が挙げられる。
インク中の浸透剤の含有量は0.01~10質量%であることが好ましい。
浸透剤としては、例えばエタノール、2-プロパノール等の低級アルコール、エチレングリコールヘキシルエーテルやジエチレングリコールブチルエーテル等のアルキルアルコールのエチレンオキシド付加物やプロピレングリコールプロピルエーテル等のアルキルアルコールのプロピレンオキシド付加物等が挙げられる。
インク中の浸透剤の含有量は0.01~10質量%であることが好ましい。
(iv) 表面張力等のインク特性を調整するために、界面活性剤を添加することができる。このために添加することのできる界面活性剤は特に限定されるものではなく、各種のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、これらの中では、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が好ましい。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられ、これらの具体例として、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩などを挙げることができる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、等を挙げることができ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが好ましい。
その他の界面活性剤として、ポリシロキサンオキシエチレン付加物のようなシリコーン系界面活性剤;パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテルのようなフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチンのようなバイオサーファクタント等も使用することができる。
これらの界面活性剤は、単独で用いることもでき、又2種類以上を混合して用いることもできる。また、界面活性剤の溶解安定性等を考慮すると、そのHLBは、7~20の範囲であることが好ましい。界面活性剤を添加する場合は、その添加量はインクの全質量に対し、0.001~2質量%の範囲が好ましく、0.001~1.5質量%であることがより好ましく、0.01~1質量%の範囲であることがさらに好ましい。界面活性剤の添加量が0.001質量%未満の場合は、界面活性剤添加の効果が得られない傾向にあり、2質量%を超えて用いると、画像が滲むなどの問題を生じやすくなる。
(v) 必要に応じて防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート化剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。
本発明の白色顔料ペーストから調製するインクジェット記録用白色インクに占める白色顔料量は、充分な画像濃度を得る必要性と、インク中での顔料の分散安定性を確保するために、10~30質量%であることが好ましい。
(インクジェット記録用水性インクセット)
本発明のインクジェット記録用白色インクは、水性インクジェット記録用白色インクとは異なる色インクと適宜組み合わせてインクセットとして使用することができる。
本発明のインクジェット記録用白色インクは、水性インクジェット記録用白色インクとは異なる色インクと適宜組み合わせてインクセットとして使用することができる。
(水性インクジェット記録用白色インクとは異なる色インク)
本発明において、水性インクジェット記録用白色インクとは異なる色インクとは、具体的には、水性インクジェット記録用カラーインクとして汎用される、白以外の色のインク、例えばYMCKで称される水性イエローインク、水性マゼンタインク、水性シアンインク、水性ブラックインク等の色のインクや、オレンジインク、レッドインク、グレーインク等のインクを指す。
これらは所望される印刷により、ライト(淡色)、ダーク(濃色)インクと更に細分化されたインクとして使用されることもある。本発明においては、特に限定なく、白以外のインクと組み合わせて使用することができる。
本発明においては、以下、色インクAと称する。
本発明において、水性インクジェット記録用白色インクとは異なる色インクとは、具体的には、水性インクジェット記録用カラーインクとして汎用される、白以外の色のインク、例えばYMCKで称される水性イエローインク、水性マゼンタインク、水性シアンインク、水性ブラックインク等の色のインクや、オレンジインク、レッドインク、グレーインク等のインクを指す。
これらは所望される印刷により、ライト(淡色)、ダーク(濃色)インクと更に細分化されたインクとして使用されることもある。本発明においては、特に限定なく、白以外のインクと組み合わせて使用することができる。
本発明においては、以下、色インクAと称する。
前記色インクAは、公知の調製例によって得たインクであってもよいし、前記水性白色インクに使用する顔料分散剤、バインダー及び水を使用して水性白色インクと同様に調製してもよい。例えば、前記水性白色インクに使用する親水性基を有するスチレン系共重合体を顔料分散剤に使用し、バインダー及び水を使用して水性白色インクと同様に調製した色インクを使用すると、重ね刷りをした際にインク間で良好に接着するので好ましい。
(色インクAに使用する顔料P)
前記色インクAに使用する顔料(以下顔料Pと称す)は特に限定はなく、通常水性インクジェット記録用インク用の顔料として使用されているものが使用できる。具体的には、水や水溶性有機溶剤に分散可能であり、公知の無機顔料や有機顔料が使用できる。無機顔料としては例えば、酸化鉄、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等の公知の方法によって製造されたカーボンブラック等がある。また、有機顔料としては、アゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用することができる。
前記色インクAに使用する顔料(以下顔料Pと称す)は特に限定はなく、通常水性インクジェット記録用インク用の顔料として使用されているものが使用できる。具体的には、水や水溶性有機溶剤に分散可能であり、公知の無機顔料や有機顔料が使用できる。無機顔料としては例えば、酸化鉄、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等の公知の方法によって製造されたカーボンブラック等がある。また、有機顔料としては、アゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用することができる。
顔料Pの具体例としては、カーボンブラックとして、三菱化学社製のNo.2300、No.2200B、No.900、No.980、No.33、No.40、No,45、No.45L、No.52、HCF88、MA7、MA8、MA100、等が、コロンビア社製のRaven5750、Raven5250、Raven5000、Raven3500、Raven1255、Raven700等が、キャボット社製のRegal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Mogul 700、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1100、Monarch1300、Monarch1400等が、デグサ社製のColor Black FW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、Printex 35、同U、同V、同1400U、Special Black 6、同5、同4、同4A、NIPEX150、NIPEX160、NIPEX170、NIPEX180等が挙げられる。
イエローインクに使用される顔料Pの具体例としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、174、180、185等が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料Pの具体例としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、168、176、184、185、202、209、等が挙げられる。
シアンインクに使用される顔料Pの具体例としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:3、15:4、16、22、60、63、66等が挙げられる。
本発明においては、顔料表面に水分散性付与基を有し、分散剤が無くとも安定に分散状態が維持できる、いわゆる自己分散型顔料(表面処理顔料)でも良いし、顔料表面の全体をポリマーで被覆し、これにより分散剤が無くとも安定に分散状態が維持できる、いわゆるカプセル顔料(水分散性ポリマー包含顔料)でも良いし、分散剤により分散された顔料を使用してもよい。
前記顔料Pの平均粒子径は、50~500nmが好ましく、より好ましくは50~300nmである。
イエローインクに使用される顔料Pの具体例としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、174、180、185等が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料Pの具体例としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、168、176、184、185、202、209、等が挙げられる。
シアンインクに使用される顔料Pの具体例としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:3、15:4、16、22、60、63、66等が挙げられる。
本発明においては、顔料表面に水分散性付与基を有し、分散剤が無くとも安定に分散状態が維持できる、いわゆる自己分散型顔料(表面処理顔料)でも良いし、顔料表面の全体をポリマーで被覆し、これにより分散剤が無くとも安定に分散状態が維持できる、いわゆるカプセル顔料(水分散性ポリマー包含顔料)でも良いし、分散剤により分散された顔料を使用してもよい。
前記顔料Pの平均粒子径は、50~500nmが好ましく、より好ましくは50~300nmである。
前記顔料Pは、前述の通り前記白色インクに使用する顔料分散剤やバインダーを使用して分散してもよいし、汎用の顔料分散剤や界面活性剤を使用してもよい。
汎用の顔料分散剤としては水性樹脂がよく、好ましい例としては、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体などのアクリル系樹脂、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体などのスチレン-アクリル樹脂、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン-アクリル酸共重合体、及び該水性樹脂の塩が挙げられる。
前記共重合体の塩を形成するための化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの水酸化アルカリ金属類、およびジエチルアミン、アンモニア、エチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノメチルプロパノール、モルホリンなどが挙げられる。これらの塩を形成するための化合物の使用量は、前記共重合体の中和当量以上であることが好ましい。
また市販品を使用することも勿論可能である。市販品としては、味の素ファインテクノ(株)製品)のアジスパーPBシリーズ、ビックケミー・ジャパン(株)のDisperbykシリーズ、BYK-シリーズ、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製のEFKAシリーズ等を使用できる。
前記共重合体の塩を形成するための化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの水酸化アルカリ金属類、およびジエチルアミン、アンモニア、エチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノメチルプロパノール、モルホリンなどが挙げられる。これらの塩を形成するための化合物の使用量は、前記共重合体の中和当量以上であることが好ましい。
また市販品を使用することも勿論可能である。市販品としては、味の素ファインテクノ(株)製品)のアジスパーPBシリーズ、ビックケミー・ジャパン(株)のDisperbykシリーズ、BYK-シリーズ、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製のEFKAシリーズ等を使用できる。
本発明においては、色インクA用の顔料分散剤としてスチレン-アクリル酸共重合体を使用することも好ましい。この場合は、バインダーとして前述のオレフィン系樹脂を使用することで、プラスチックフィルムに対する密着性が高く、分散安定性に優れたインクセットを得ることができる。
(色インクA向け顔料分散剤 スチレン-アクリル酸共重合体)
本発明において、スチレン-アクリル酸共重合体とは、各種スチレンモノマーと各種(メタ)アクリルモノマーとを共重合させたものであれば特に限定はない。また、インク保存安定性を確保するために、酸性基を有することが好ましい。
本発明において、スチレン-アクリル酸共重合体とは、各種スチレンモノマーと各種(メタ)アクリルモノマーとを共重合させたものであれば特に限定はない。また、インク保存安定性を確保するために、酸性基を有することが好ましい。
本発明で使用するスチレンモノマーとしては、例えば、スチレン、αメチルスチレン等があげられる。また(メタ)アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート、(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)ブチレングリコール等の(ポリ)アルキレングリコール基を有するモノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸あるいはそのエステルがあげられる。
前記スチレン-アクリル酸共重合体の重合の方法は特に制限はないが、アゾ系化合物や有機過酸化物を使用したラジカル重合が一般的である。また製造プロセスとしては、例えば、塊状重合法、溶液重合法、溶液-塊状重合法等の公知の方法で製造できる。重合時添加する有機過酸化物としては、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-シクロヘキサン、2,2-ビス(4,4-ジ-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、エチル-3,3-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ブチレート等の公知のものが使用できる。有機過酸化物の添加量は単量体の合計100質量部に対し、0.001~5質量部が好ましい。
使用する溶剤としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、あるいは、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素などが使用でき、溶剤の添加量は単量体の合計100質量部に対し、5~20質量部が好ましい。また必要に応じ、分子量調整剤等を使用することもできる。
前記スチレン-アクリル酸共重合体は、前記の方法でラジカル共重合して得たものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記スチレン-アクリル酸共重合体のモノマー成分の質量比は、共重合体が得られる範囲で適宜選定可能であるが、スチレンモノマーは10質量%以上用いることが、インクジェット印刷物の印刷品質上好ましい。スチレンモノマー以外の成分としては、アクリル酸、メタクリル酸等の酸性基を有するモノマー成分を10質量%以上用いることが分散の安定性の面から好ましい。
これら酸性基を有するモノマー成分から重合された樹脂は、酸価により酸性基の含有量が把握される。前記スチレン-アクリル酸共重合体の酸価としては、30mgKOH/g以上200mgKOH/g以下がインク安定性に対して好ましく、30mgKOH/g以上120mgKOH/g以下がより好ましい。なお酸価とは、樹脂1gを中和するに必要な水酸化カリウム(KOH)のミリグラム(mg)数であり、mgKOH/gにて示す量である。酸価が30より小さいと、水や水溶性溶剤に対する親和性が低くなり、インク中の着色材たる顔料の分散安定性が低下するおそれがある。一方、酸価が200より大きいと、水溶性有機溶剤の混合等によるインク組成物の調製過程などで、顔料の凝集が発生しやすくなり、インクの保存安定性が低下する傾向がある。また、印刷物の耐水性が低下するおそれがある。
前記スチレン-アクリル酸共重合体の重量平均分子量は特に限定はないが、得られるインクの保存安定性等や粘度の観点から5,000~50,000の範囲が好ましい。
なお、ここでいう重量平均分子量(GPC-Mw)は前記オレフィン樹脂の項目に記載の方法でGPC測定により求めたものとする。
なお、ここでいう重量平均分子量(GPC-Mw)は前記オレフィン樹脂の項目に記載の方法でGPC測定により求めたものとする。
また、前記顔料Pを分散させて、顔料ペーストを得る方法は特に限定はないが、前記スチレン-アクリル酸共重合体を使用して公知の分散方法を使用することが好ましい。例えば、以下(1)~(5)を示すことができる。
(1)前記スチレン-アクリル酸共重合体及び水を含有する水性媒体に顔料Pを添加した後、攪拌・分散装置を用いて顔料を該水性媒体中に分散させることにより、顔料ペーストを調製する方法。
(2)顔料P及び前記スチレン-アクリル酸共重合体を混練機を用いて混練し、得られた混練物を水を含む水性媒体中に添加し、攪拌・分散装置を用いて顔料ペーストを調製する方法。
(3)2-ブタノン、テトラヒドロフラン等のような水と相溶性を有する有機溶剤中に前記スチレン-アクリル酸共重合体を溶解して得られた溶液に顔料Pを添加した後、攪拌・分散装置を用いて顔料Pを有機溶液中に分散させ、次いで水性媒体を用いて転相乳化させた後、前記有機溶剤を留去し顔料ペーストを調製する方法。
(4)2-ブタノン、テトラヒドロフラン等のような水と相溶性を有する有機溶剤中に前記スチレン-アクリル酸共重合体を溶解して得られた溶液に顔料Pを添加した後、攪拌・分散装置を用いて顔料Pを有機溶液中に分散させ、次いで塩基性化合物を用いて中和し、該分散液を親水性化して水に分散させ顔料ペーストを調製する方法。
(5)2-ブタノン、テトラヒドロフラン等のような水と相溶性を有する有機溶剤中に前記スチレン-アクリル酸共重合体を溶解して得られた溶液に顔料Pを添加した後、攪拌・分散装置を用いて顔料Pを有機溶液中に分散させ、次いで塩基性化合物を用いて中和し、該分散液を親水性化して水に分散させた後、さらに、酸性化合物を加えて前記スチレン-アクリル酸共重合体を疎水性化することによって前記スチレン-アクリル酸共重合体を顔料Pに固着する、いわゆる酸析法によって顔料ペーストを調整する方法。
(1)前記スチレン-アクリル酸共重合体及び水を含有する水性媒体に顔料Pを添加した後、攪拌・分散装置を用いて顔料を該水性媒体中に分散させることにより、顔料ペーストを調製する方法。
(2)顔料P及び前記スチレン-アクリル酸共重合体を混練機を用いて混練し、得られた混練物を水を含む水性媒体中に添加し、攪拌・分散装置を用いて顔料ペーストを調製する方法。
(3)2-ブタノン、テトラヒドロフラン等のような水と相溶性を有する有機溶剤中に前記スチレン-アクリル酸共重合体を溶解して得られた溶液に顔料Pを添加した後、攪拌・分散装置を用いて顔料Pを有機溶液中に分散させ、次いで水性媒体を用いて転相乳化させた後、前記有機溶剤を留去し顔料ペーストを調製する方法。
(4)2-ブタノン、テトラヒドロフラン等のような水と相溶性を有する有機溶剤中に前記スチレン-アクリル酸共重合体を溶解して得られた溶液に顔料Pを添加した後、攪拌・分散装置を用いて顔料Pを有機溶液中に分散させ、次いで塩基性化合物を用いて中和し、該分散液を親水性化して水に分散させ顔料ペーストを調製する方法。
(5)2-ブタノン、テトラヒドロフラン等のような水と相溶性を有する有機溶剤中に前記スチレン-アクリル酸共重合体を溶解して得られた溶液に顔料Pを添加した後、攪拌・分散装置を用いて顔料Pを有機溶液中に分散させ、次いで塩基性化合物を用いて中和し、該分散液を親水性化して水に分散させた後、さらに、酸性化合物を加えて前記スチレン-アクリル酸共重合体を疎水性化することによって前記スチレン-アクリル酸共重合体を顔料Pに固着する、いわゆる酸析法によって顔料ペーストを調整する方法。
攪拌・分散装置としては、例えば、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザー等を挙げることができ、これらのうちの1つを単独で用いてもよく、2種類以上装置を組み合わせて用いてもよい。
また、混練機としては、2本ロール、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー等を上げることができ、これらのうちの1つを単独で用いてもよく、2種類以上装置を組み合わせて用いてもよい。
前記スチレン-アクリル酸共重合体の使用量は、顔料Pに対して10質量%~100質量%の範囲で使用することが一般的である。中でも15質量%~80質量%が好ましく、20質量%~70質量%が特に好ましい。
(色インクAの調製方法)
前記インクの配合方法としては特に限定なく前記水性インクジェット記録用白色インクの調製方法に準じて行うことができる。
前記インクの配合方法としては特に限定なく前記水性インクジェット記録用白色インクの調製方法に準じて行うことができる。
色インクAにおいては、表面張力を前記白色インクの表面張力よりも高く設計することが好ましい。具体的には、前述の界面活性剤を添加して表面張力を所望の値にする方法が挙げられる。
(積層体)
本発明のインクジェット記録用水性インクセットは、食品用の包装材料等に使用されるラミネートフィルム等用の印刷インキとして好ましく使用でき、特に裏刷り用の印刷インクとして好ましく使用できる。
本発明のインクジェット記録用水性インクセットは、食品用の包装材料等に使用されるラミネートフィルム等用の印刷インキとして好ましく使用でき、特に裏刷り用の印刷インクとして好ましく使用できる。
(非吸収基材)
本発明で用いる非吸収基材であるプラスチックフィルムとしては、例えば食品用の包装材料に使用されているもの等を使用することができ、公知のプラスチックフィルムが使用できる。具体例としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ナイロン等のポリアミド系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリ乳酸フィルム等の生分解性フィルム等が挙げられる。特にポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリアミド系フィルムが好ましく、さらにポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロンが好ましい。またバリア性を付与するためのポリ塩化ビニリデン等のコーティングをした上記フィルムでもよいし、必要に応じてアルミニウム等の金属、あるいはシリカやアルミナ等の金属酸化物の蒸着層を積層したフィルムを併用してもよい。
本発明で用いる非吸収基材であるプラスチックフィルムとしては、例えば食品用の包装材料に使用されているもの等を使用することができ、公知のプラスチックフィルムが使用できる。具体例としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ナイロン等のポリアミド系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリ乳酸フィルム等の生分解性フィルム等が挙げられる。特にポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリアミド系フィルムが好ましく、さらにポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロンが好ましい。またバリア性を付与するためのポリ塩化ビニリデン等のコーティングをした上記フィルムでもよいし、必要に応じてアルミニウム等の金属、あるいはシリカやアルミナ等の金属酸化物の蒸着層を積層したフィルムを併用してもよい。
前記プラスチックフィルムは、未延伸フィルムであってもよいが、1軸もしくは2軸方向に延伸されたものが好ましい。さらにフィルムの表面は、未処理であってもよいが、コロナ放電処理、オゾン処理、低温プラズマ処理、フレーム処理、グロー放電処理等、接着性を向上させるための各種処理を施したものが好ましい。
前記プラスチックフィルムの膜厚は用途に応じて適宜変更されるが、例えば軟包装用途である場合は、柔軟性と耐久性、耐カール性を有しているものとして、膜厚が10μm~100μmであることが好ましい。より好ましくは10μm~30μmである。
前記プラスチックフィルムの膜厚は用途に応じて適宜変更されるが、例えば軟包装用途である場合は、柔軟性と耐久性、耐カール性を有しているものとして、膜厚が10μm~100μmであることが好ましい。より好ましくは10μm~30μmである。
前記プラスチックフィルムに、本発明のインクジェット記録用水性インクセットで印刷層を形成する。
インクジェット記録方式としては、従来公知の方式がいずれも使用できる。例えば圧電素子の振動を利用して液滴を吐出させる方法(電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成するインクジェットヘッドを用いた記録方法)や熱エネルギーを利用する方法が挙げられる。
インクジェット記録方式としては、従来公知の方式がいずれも使用できる。例えば圧電素子の振動を利用して液滴を吐出させる方法(電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成するインクジェットヘッドを用いた記録方法)や熱エネルギーを利用する方法が挙げられる。
裏刷りの重ね印字方法としては、インクジェットノズルを有するインクジェット記録装置にて、フィルムを40~80度程度にプレヒートしながら、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)を印字する。この場合、ブリード(滲み)が発生しないように1色毎に印字・乾燥を繰り返すか、印字しながらヒーター等で表面を乾燥させて4色カラー印字を同時に行う。次いで、白インク(W)を用いて、画像を印字し、最終的にはヒーター、熱風乾燥等で十分に乾燥させて印刷物を得る。
同様に、表刷り重ね印字方法としては、インクジェットノズルを有するインクジェット記録装置にて、フィルムを40~80度程度にプレヒートしながら、白インク(W)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を印字する。ブリード(滲み)が発生しないように1色毎に印字・乾燥を繰り返すか、印字しながらヒーター等にて表面を乾燥させる。最終的には、ヒーター、熱風乾燥等で十分に乾燥させて印刷物を得る。
同様に、表刷り重ね印字方法としては、インクジェットノズルを有するインクジェット記録装置にて、フィルムを40~80度程度にプレヒートしながら、白インク(W)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を印字する。ブリード(滲み)が発生しないように1色毎に印字・乾燥を繰り返すか、印字しながらヒーター等にて表面を乾燥させる。最終的には、ヒーター、熱風乾燥等で十分に乾燥させて印刷物を得る。
(ラミネート)
ラミネートさせる場合は、前記方法で印字した印刷物上にラミネート用の接着剤層を形成する。接着剤層に使用する接着剤はラミネート加工用として一般的に使用されているものであれば特に限定されず、公知の接着剤が使用できる。具体例としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂、天然ゴム、SBR、NBR、シリコーンゴム等の合成ゴム等の接着剤が挙げられるが、ドライラミネート用の接着剤として好ましくは一液もしくは二液硬化型のポリエーテルポリウレタン系接着剤、ポリエステルポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤が良い。押し出しラミネート用の接着剤として好ましくは、ポリエチレンイミン、アルキルチタネート、ポリウレタン系樹脂、ウレタン系接着剤等が良い。
ラミネートさせる場合は、前記方法で印字した印刷物上にラミネート用の接着剤層を形成する。接着剤層に使用する接着剤はラミネート加工用として一般的に使用されているものであれば特に限定されず、公知の接着剤が使用できる。具体例としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂、天然ゴム、SBR、NBR、シリコーンゴム等の合成ゴム等の接着剤が挙げられるが、ドライラミネート用の接着剤として好ましくは一液もしくは二液硬化型のポリエーテルポリウレタン系接着剤、ポリエステルポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤が良い。押し出しラミネート用の接着剤として好ましくは、ポリエチレンイミン、アルキルチタネート、ポリウレタン系樹脂、ウレタン系接着剤等が良い。
次に、ラミネート加工によりシーラントフィルム層を形成する。
ラミネート加工方法としては、ドライラミネーション、ノンソルベントラミネーション、押出しラミネーション等公知のラミネーションを用いることが可能である。
ドライラミネーション方法は、具体的には、基材フィルムの一方に前記接着剤をグラビアロール方式で塗工後、もう一方の基材フィルムを重ねてドライラミネーション(乾式積層法)により貼り合わせる。またノンソルベントラミネーションは基材フィルムに予め室温~120度程度に加熱しておいた前記接着剤を室温~120度程度に加熱したロールコーターなどのロールにより塗布後、直ちにその表面に新たなフィルム材料を貼り合わせることによりラミネートフィルムを得ることができる。
押出しラミネート法の場合には、基材フィルムに接着補助剤(アンカーコート剤)として前記接着剤の有機溶剤溶液をグラビアロールなどのロールにより塗布し、室温~140度で溶剤の乾燥、硬化反応を行なった後に、押出し機により溶融させたポリマー材料をラミネートすることによりラミネートフィルムを得ることができる。溶融させるポリマー材料としては低密度ポリエチレン樹脂や直線状低密度ポリエチレン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂などのオレフィン系樹脂が好ましい。
ラミネート加工方法としては、ドライラミネーション、ノンソルベントラミネーション、押出しラミネーション等公知のラミネーションを用いることが可能である。
ドライラミネーション方法は、具体的には、基材フィルムの一方に前記接着剤をグラビアロール方式で塗工後、もう一方の基材フィルムを重ねてドライラミネーション(乾式積層法)により貼り合わせる。またノンソルベントラミネーションは基材フィルムに予め室温~120度程度に加熱しておいた前記接着剤を室温~120度程度に加熱したロールコーターなどのロールにより塗布後、直ちにその表面に新たなフィルム材料を貼り合わせることによりラミネートフィルムを得ることができる。
押出しラミネート法の場合には、基材フィルムに接着補助剤(アンカーコート剤)として前記接着剤の有機溶剤溶液をグラビアロールなどのロールにより塗布し、室温~140度で溶剤の乾燥、硬化反応を行なった後に、押出し機により溶融させたポリマー材料をラミネートすることによりラミネートフィルムを得ることができる。溶融させるポリマー材料としては低密度ポリエチレン樹脂や直線状低密度ポリエチレン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂などのオレフィン系樹脂が好ましい。
このようにして得られた積層体を食品用の包装材料として使用する場合は、厚さが300μm以下となるように、使用するプラスチックフィルム、インキ層の厚さ、接着層の厚さをコントロールすることが好ましい。
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。なお、以下、実施例中にある部とは、質量部を表す。
(使用する白色顔料の製造例)
白色顔料としては以下のものを使用した。なおシランカップリング処理については、以下のように行った。
(製造例1:白色顔料1)
ルチル型酸化チタン「JR-804」(商品名、テイカ(株)製)100部に、ビニルトリエトキシシランA-151(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)3部を加え、ボールミルにて加水・加熱・混合処理後、更に加熱して水分を取り除き、固形分99%以上のシランカップリング処理された白色顔料1を得た。
なお、使用した酸化チタンの表面に存在するアルミナとシリカの質量比を、走査型蛍光X線分析装置(ZSX Primus リガク社製)により分析した。当該測定結果から、アルミナ(%)は38質量%であった。
白色顔料としては以下のものを使用した。なおシランカップリング処理については、以下のように行った。
(製造例1:白色顔料1)
ルチル型酸化チタン「JR-804」(商品名、テイカ(株)製)100部に、ビニルトリエトキシシランA-151(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)3部を加え、ボールミルにて加水・加熱・混合処理後、更に加熱して水分を取り除き、固形分99%以上のシランカップリング処理された白色顔料1を得た。
なお、使用した酸化チタンの表面に存在するアルミナとシリカの質量比を、走査型蛍光X線分析装置(ZSX Primus リガク社製)により分析した。当該測定結果から、アルミナ(%)は38質量%であった。
(製造例2~6:白色顔料2~6)
白色顔料組成を、表1記載の通りとした以外は製造例1と同様にして、白色顔料2~6を得た。
白色顔料組成を、表1記載の通りとした以外は製造例1と同様にして、白色顔料2~6を得た。
表1中「蛍光X線分析結果」はアルミナ(質量%)/シリカ(質量%)を表し、
アルミナ(%)=アルミナ量/(アルミナ量+シリカ量)×100(%)で、
シリカ(%)=シリカ量/(アルミナ量+シリカ量)×100(%)で計算される。
なお、蛍光X線分析におけるアルミナおよびシリカの検出限界は、以下の通りである。。
シリカ:0.003質量%、アルミナ:0.005質量%
JR-804(商品名、テイカ(株)製):ルチル型酸化チタン(処理剤Al・Si)
JR-806(商品名、テイカ(株)製):ルチル型酸化チタン(処理剤Al・Si)
JR(商品名、テイカ(株)製):ルチル型酸化チタン(処理剤なし、TiO297%以上)
JR-600A(商品名、テイカ(株)製):ルチル型酸化チタン(処理剤Al)
アルミナ(%)=アルミナ量/(アルミナ量+シリカ量)×100(%)で、
シリカ(%)=シリカ量/(アルミナ量+シリカ量)×100(%)で計算される。
なお、蛍光X線分析におけるアルミナおよびシリカの検出限界は、以下の通りである。。
シリカ:0.003質量%、アルミナ:0.005質量%
JR-804(商品名、テイカ(株)製):ルチル型酸化チタン(処理剤Al・Si)
JR-806(商品名、テイカ(株)製):ルチル型酸化チタン(処理剤Al・Si)
JR(商品名、テイカ(株)製):ルチル型酸化チタン(処理剤なし、TiO297%以上)
JR-600A(商品名、テイカ(株)製):ルチル型酸化チタン(処理剤Al)
(使用する顔料分散剤及び白色顔料ペーストの調製例)
顔料分散剤としては以下のものを使用し、白色顔料ペーストの調製を以下のように行った。
(顔料分散剤1) Disperbyk-190(ビックケミー・ジャパン(株)社製の、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール変性スチレンマレイン酸共重合体)
(顔料分散剤2) Disperbyk-2010(ビックケミー・ジャパン(株)社製の、ポリエチレングリコール変性スチレンマレイン酸共重合体)
(顔料分散剤3) TEGO Dispers-750W(エボニックデグサジャパン(株)社製の、ポリエチレングリコール変性スチレンマレイン酸共重合体)
(顔料分散剤4) Disperbyk-191(ビックケミー・ジャパン(株)社製の、ポリエチレングリコール変性アクリル共重合体)
(顔料分散剤5) EFKA-7701 (BASF社製のアクリルブロック共重合体)
顔料分散剤としては以下のものを使用し、白色顔料ペーストの調製を以下のように行った。
(顔料分散剤1) Disperbyk-190(ビックケミー・ジャパン(株)社製の、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール変性スチレンマレイン酸共重合体)
(顔料分散剤2) Disperbyk-2010(ビックケミー・ジャパン(株)社製の、ポリエチレングリコール変性スチレンマレイン酸共重合体)
(顔料分散剤3) TEGO Dispers-750W(エボニックデグサジャパン(株)社製の、ポリエチレングリコール変性スチレンマレイン酸共重合体)
(顔料分散剤4) Disperbyk-191(ビックケミー・ジャパン(株)社製の、ポリエチレングリコール変性アクリル共重合体)
(顔料分散剤5) EFKA-7701 (BASF社製のアクリルブロック共重合体)
(白色顔料ペーストの調製例)
(調製例1)
100cm3ポリエチレン容器に、表2に示した配合組成(表中、(部)は有姿仕込み量(質量部))により調製した混合物および球状ジルコニアビーズYKZ(商品名、(株)ニッカトー製、粒径0.5mm)180gを入れ、ペイントコンディショナーで2時間震盪し、顔料濃度50%の白色顔料ペーストLW-1を得た。
(調製例1)
100cm3ポリエチレン容器に、表2に示した配合組成(表中、(部)は有姿仕込み量(質量部))により調製した混合物および球状ジルコニアビーズYKZ(商品名、(株)ニッカトー製、粒径0.5mm)180gを入れ、ペイントコンディショナーで2時間震盪し、顔料濃度50%の白色顔料ペーストLW-1を得た。
(調製例2~9、比較調製例1~2)
白色顔料ペースト組成を、表2および表3に示した配合組成(表中、(部)は有姿仕込み量(質量部))により調製した以外は調製例1と同様にして、顔料濃度50%の白色顔料ペーストLW-2~LW-9および白色顔料ペーストHLW-1~HLW-2を得た。
白色顔料ペースト組成を、表2および表3に示した配合組成(表中、(部)は有姿仕込み量(質量部))により調製した以外は調製例1と同様にして、顔料濃度50%の白色顔料ペーストLW-2~LW-9および白色顔料ペーストHLW-1~HLW-2を得た。
表3中、JR-804は、テイカ(株)製)のルチル型酸化チタン(処理剤Al・Si)である。
(実施例1~実施例25、比較例1~4)(水性インクジェット記録用白色インクの製造例)
表4~表9に示した配合組成(表中、(部)は有姿仕込み量(質量部))により、混合液を調製した。該混合液を0.5μmのフィルターで濾過して、水性インクジェット記録用インクを得た。また、使用したバインダー樹脂等は、以下の通りである。
表4~表9に示した配合組成(表中、(部)は有姿仕込み量(質量部))により、混合液を調製した。該混合液を0.5μmのフィルターで濾過して、水性インクジェット記録用インクを得た。また、使用したバインダー樹脂等は、以下の通りである。
(バインダー樹脂R-1)
(製造例7)
三菱化学(株)社製のポリテトラメチレンエーテルグリコール「PTMG-1000」(平均分子量=1000)1000部を減圧下100度で脱水した。その後80度まで冷却し、酢酸エチル1000部を加え十分に攪拌し溶解させた。
次に、2,2’-ジメチロールプロピオン酸100部を加え、次いでトリレンジイソシアネート400部を加えて75度で5時間反応させ、ポリウレタンプレポリマーを得た。
イソシアネート値が1.80~1.90%になったのを確認した後、40度まで冷却し、トリエチルアミン75部加えて中和した後、水7000部を加えて溶解させた。次いで、鎖伸長剤として80%水加ヒドラジン36部を加え、鎖伸長反応を行った。
得られた半透明な反応生成物を減圧下、30~60度にて酢酸エチルを除去した後、水を加えて濃度調節を行い、不揮発分20%、Tg-50度、pH8.1、平均粒子径50nmの安定な半透明の水分散液である水性ポリウレタン樹脂(バインダー樹脂R-1)を得た。バインダー樹脂R-1の固形分は20%であった。なお、固形分の測定方法は以下の通りである。
蒸発皿の質量(A)、バインダー樹脂を蒸発皿に滴下した総質量(B)、バインダー樹脂を滴下させた蒸発皿を130度に加温した乾燥機に2時間放置して水分を蒸発させて固体化した顔料分散物と蒸発皿の総量(C)を測定し、下記式にて固形分を求めた。
(製造例7)
三菱化学(株)社製のポリテトラメチレンエーテルグリコール「PTMG-1000」(平均分子量=1000)1000部を減圧下100度で脱水した。その後80度まで冷却し、酢酸エチル1000部を加え十分に攪拌し溶解させた。
次に、2,2’-ジメチロールプロピオン酸100部を加え、次いでトリレンジイソシアネート400部を加えて75度で5時間反応させ、ポリウレタンプレポリマーを得た。
イソシアネート値が1.80~1.90%になったのを確認した後、40度まで冷却し、トリエチルアミン75部加えて中和した後、水7000部を加えて溶解させた。次いで、鎖伸長剤として80%水加ヒドラジン36部を加え、鎖伸長反応を行った。
得られた半透明な反応生成物を減圧下、30~60度にて酢酸エチルを除去した後、水を加えて濃度調節を行い、不揮発分20%、Tg-50度、pH8.1、平均粒子径50nmの安定な半透明の水分散液である水性ポリウレタン樹脂(バインダー樹脂R-1)を得た。バインダー樹脂R-1の固形分は20%であった。なお、固形分の測定方法は以下の通りである。
蒸発皿の質量(A)、バインダー樹脂を蒸発皿に滴下した総質量(B)、バインダー樹脂を滴下させた蒸発皿を130度に加温した乾燥機に2時間放置して水分を蒸発させて固体化した顔料分散物と蒸発皿の総量(C)を測定し、下記式にて固形分を求めた。
(バインダー樹脂R-2)
(製造例8)
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管及び窒素ガス導入管を備えたフラスコにイオン交換水67.5部と、ニューコール707SF 45部、製造例7で得た水性ポリウレタン樹脂(R-1)1028.6部、メタクリル酸メチル22.5部を仕込んで攪拌を開始し、窒素気流下中で80度に昇温した。イオン交換水22.5部、ニューコール707SF 31.5部、スチレンスルホン酸ナトリウム6.3部、ダイアセトンアクリルアミド1.6部、メタクリル酸メチル44部、メタクリル酸n-ブチル22部からなるプレエマルションと5%過硫酸アンモニウム水溶液47.3部とを、それぞれ別の滴下口から1時間かけて滴下した。この際の反応温度は80±3度に保持した。滴下終了後も同温度範囲に2時間保持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで冷却して14%アンンモニア水にてpH8.0~9.0に調整し、不揮発分が35.4%、粘度17mPa・s、pH8.7、平均粒子径60nmの水性ウレタン樹脂(バインダー樹脂R-2)を得た。上記方法にて求めた固形分は、35.4%であった。
(製造例8)
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管及び窒素ガス導入管を備えたフラスコにイオン交換水67.5部と、ニューコール707SF 45部、製造例7で得た水性ポリウレタン樹脂(R-1)1028.6部、メタクリル酸メチル22.5部を仕込んで攪拌を開始し、窒素気流下中で80度に昇温した。イオン交換水22.5部、ニューコール707SF 31.5部、スチレンスルホン酸ナトリウム6.3部、ダイアセトンアクリルアミド1.6部、メタクリル酸メチル44部、メタクリル酸n-ブチル22部からなるプレエマルションと5%過硫酸アンモニウム水溶液47.3部とを、それぞれ別の滴下口から1時間かけて滴下した。この際の反応温度は80±3度に保持した。滴下終了後も同温度範囲に2時間保持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで冷却して14%アンンモニア水にてpH8.0~9.0に調整し、不揮発分が35.4%、粘度17mPa・s、pH8.7、平均粒子径60nmの水性ウレタン樹脂(バインダー樹脂R-2)を得た。上記方法にて求めた固形分は、35.4%であった。
(バインダー樹脂 R-3)
アプトロックBW-5550(商品名):オレフィン系エマルション(三菱化学(株)
製、pH:8、酸価:18mgKOH/g、重量平均分子量:130,000、
Tg:-24度、固形分30%)
アプトロックBW-5550(商品名):オレフィン系エマルション(三菱化学(株)
製、pH:8、酸価:18mgKOH/g、重量平均分子量:130,000、
Tg:-24度、固形分30%)
(バインダー樹脂 R-4)
ハードレンNA-3002(商品名):オレフィン系エマルション(東洋紡績(株)製、pH:8、酸価:33mgKOH/g、重量平均分子量:78,000、Tg:0度、固形分30%)
ハードレンNA-3002(商品名):オレフィン系エマルション(東洋紡績(株)製、pH:8、酸価:33mgKOH/g、重量平均分子量:78,000、Tg:0度、固形分30%)
(バインダー樹脂 R-5)
アローベースTC-4010(商品名):オレフィン系エマルション(ユニチカ(株)
製、pH:10、酸価:23mgKOH/g、重量平均分子量:65,000、
Tg:-27度、固形分25%)
アローベースTC-4010(商品名):オレフィン系エマルション(ユニチカ(株)
製、pH:10、酸価:23mgKOH/g、重量平均分子量:65,000、
Tg:-27度、固形分25%)
(バインダー樹脂 R-6)
ジョンクリル780(商品名):アクリル系水性エマルション(BASF(株)製、
pH:8、酸価:46mgKOH/g、重量平均分子量:260,000、
Tg:92度、固形分48%)
ジョンクリル780(商品名):アクリル系水性エマルション(BASF(株)製、
pH:8、酸価:46mgKOH/g、重量平均分子量:260,000、
Tg:92度、固形分48%)
(サーフィノール440)
サーフィノール440(商品名):エアープロダクツジャパン(株)製、アセチレン系界面活性剤
サーフィノール440(商品名):エアープロダクツジャパン(株)製、アセチレン系界面活性剤
(インクの物性評価方法)
(粘度)
調製したインクの粘度(mPa・s)は、E型粘度計TV20形(商品名、東機産業(株)製)を用いて、インク温度25度かつ50rpmにおける粘度(mPa・s)を測定した値である。
(粘度)
調製したインクの粘度(mPa・s)は、E型粘度計TV20形(商品名、東機産業(株)製)を用いて、インク温度25度かつ50rpmにおける粘度(mPa・s)を測定した値である。
(50%粒径)
調製したインクのD50、すなわち、50%粒径(nm)は、粒度分布計マイクロトラックUPA-150(商品名、日機装(株)製)でセル温度25度にて粒径測定を実施し、体積基準における平均粒子径(MV)におけるメジアン径(nm)、すなわち、累積50%粒径(nm)である。インクの粒径測定に際し、粒径測定サンプルは、各サンプルともに10μlをサンプリングし、純水で2000倍に希釈した。サンプルローディングが0.5~10の範囲外の場合は、希釈率の調製を行った。
調製したインクのD50、すなわち、50%粒径(nm)は、粒度分布計マイクロトラックUPA-150(商品名、日機装(株)製)でセル温度25度にて粒径測定を実施し、体積基準における平均粒子径(MV)におけるメジアン径(nm)、すなわち、累積50%粒径(nm)である。インクの粒径測定に際し、粒径測定サンプルは、各サンプルともに10μlをサンプリングし、純水で2000倍に希釈した。サンプルローディングが0.5~10の範囲外の場合は、希釈率の調製を行った。
(表面張力)
調製したインクの表面張力値(mN/m)は、表面張力計CBVP-A3(商品名、協和界面科学(株)製)を用いて、インク温度25度における表面張力値(mN/m)を白金プレート法により測定した値である。
調製したインクの表面張力値(mN/m)は、表面張力計CBVP-A3(商品名、協和界面科学(株)製)を用いて、インク温度25度における表面張力値(mN/m)を白金プレート法により測定した値である。
(白色インクの調製ならびに物性評価)
調製した白色インクの配合組成並びに評価結果を、表4~表9に示した。
調製した白色インクの配合組成並びに評価結果を、表4~表9に示した。
(白色インクの保存安定性)
容量50cm3のガラス製サンプル瓶に前記得られた水性インクジェット記録用白色インクを40cm3入れて蓋を閉めて密封させた状態で60度の恒温槽にて保存した。保存開始から30日経過後に恒温槽からサンプル瓶を取り出し、再度インクの粘度および50%粒径を測定した。評価は以下の基準に従った。
○:粘度および50%粒径の変化率が10%未満
△:粘度あるいは50%粒径の変化率が10%以上20%未満
×:粘度あるいは50%粒径の変化率が20%以上
(インクの相分離が発生した場合を含む)
容量50cm3のガラス製サンプル瓶に前記得られた水性インクジェット記録用白色インクを40cm3入れて蓋を閉めて密封させた状態で60度の恒温槽にて保存した。保存開始から30日経過後に恒温槽からサンプル瓶を取り出し、再度インクの粘度および50%粒径を測定した。評価は以下の基準に従った。
○:粘度および50%粒径の変化率が10%未満
△:粘度あるいは50%粒径の変化率が10%以上20%未満
×:粘度あるいは50%粒径の変化率が20%以上
(インクの相分離が発生した場合を含む)
(白色インクの沈降性及び再分散性)
容量10cm3のガラス瓶に、前記得られた水性インクジェット記録用白色インクを入れ、25度で1週間保存後に、その底部への沈降状況を以下の基準により目視評価した。
○:沈降が認められない、あるいはやや沈降を認めるものの再分散性が良好。
△:沈降が認められ、かつ再分散性がやや悪い。
×:沈降が顕著に認められ、かつ再分散性が悪い。
容量10cm3のガラス瓶に、前記得られた水性インクジェット記録用白色インクを入れ、25度で1週間保存後に、その底部への沈降状況を以下の基準により目視評価した。
○:沈降が認められない、あるいはやや沈降を認めるものの再分散性が良好。
△:沈降が認められ、かつ再分散性がやや悪い。
×:沈降が顕著に認められ、かつ再分散性が悪い。
(白色インクのフィルムへの密着性)
食品用の包装材料用として使用されるPETフィルム(東洋紡績(株)社製 エステルE-5100)およびOPPフィルム(フタムラ化学(株)社製 FOR30)に、バーコーターNo.4で前記得られた水性インクジェット記録用白色インクを塗布し、100度に加温した乾燥機で3分間乾燥させて、インクが塗布されたフィルムを得た。該インク塗膜にセロハンテープ(ニチバン(株)製粘着テープ 型番:CT405AP-18)を貼り付け部分の長さは20mm、となるように貼り付けてから、垂直方向に急速に引き剥がした時のインク塗膜の状態を目視観察により、評価した。
○:インクの剥離面積 10%未満
△:インクの剥離面積 10%以上50%以下
×:インクの剥離面積 50%以上
食品用の包装材料用として使用されるPETフィルム(東洋紡績(株)社製 エステルE-5100)およびOPPフィルム(フタムラ化学(株)社製 FOR30)に、バーコーターNo.4で前記得られた水性インクジェット記録用白色インクを塗布し、100度に加温した乾燥機で3分間乾燥させて、インクが塗布されたフィルムを得た。該インク塗膜にセロハンテープ(ニチバン(株)製粘着テープ 型番:CT405AP-18)を貼り付け部分の長さは20mm、となるように貼り付けてから、垂直方向に急速に引き剥がした時のインク塗膜の状態を目視観察により、評価した。
○:インクの剥離面積 10%未満
△:インクの剥離面積 10%以上50%以下
×:インクの剥離面積 50%以上
注1)粘度:E型粘度計、インク液温25度/50rpm、単位:mPa・s
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)粘度:E型粘度計、インク液温25度/50rpm、単位:mPa・s
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)粘度:E型粘度計、インク液温25度/50rpm、単位:mPa・s
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)粘度:E型粘度計、インク液温25度/50rpm、単位:mPa・s
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)粘度:E型粘度計、インク液温25度/50rpm、単位:mPa・s
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)粘度:E型粘度計、インク液温25度/50rpm、単位:mPa・s
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注2)50%粒径:マイクロトラックUPA-150にて測定、単位:nm
注3)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
(各色顔料ペースト)
(製造例9)(顔料分散剤であるスチレン-アクリル酸共重合体(st-1)の製造)
攪拌装置、滴下装置、温度センサー、及び上部に窒素導入装置を有する環流装置を取り付けた反応容器を有する自動重合反応装置(重合試験機DSL-2AS型、轟産業(株)製)の反応容器に2-ブタノン1,100部を仕込み、攪拌しながら反応容器内を窒素置換した。反応容器内を窒素雰囲気に保ちながら80度に昇温させた後、滴下装置よりメタクリル酸2-ヒドロキシエチル160部、メタクリル酸ブチル240部、アクリル酸ブチル230部、メタクリル酸170部、スチレン200部、及びパーブチルO(商品名、日油(株)製、有効成分ペルオキシ2-エチルヘキサン酸t-ブチル)80部の混合液を4時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80度で15時間反応を継続させた。反応混合物を室温まで放冷した後、不揮発分が50%となるように2-ブタノンを加えて希釈して、酸価110、Tg30度、重量平均分子量(GPC-Mw)15,000のスチレン-アクリル系共重合体(st-1)の溶液を得た。
(製造例9)(顔料分散剤であるスチレン-アクリル酸共重合体(st-1)の製造)
攪拌装置、滴下装置、温度センサー、及び上部に窒素導入装置を有する環流装置を取り付けた反応容器を有する自動重合反応装置(重合試験機DSL-2AS型、轟産業(株)製)の反応容器に2-ブタノン1,100部を仕込み、攪拌しながら反応容器内を窒素置換した。反応容器内を窒素雰囲気に保ちながら80度に昇温させた後、滴下装置よりメタクリル酸2-ヒドロキシエチル160部、メタクリル酸ブチル240部、アクリル酸ブチル230部、メタクリル酸170部、スチレン200部、及びパーブチルO(商品名、日油(株)製、有効成分ペルオキシ2-エチルヘキサン酸t-ブチル)80部の混合液を4時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80度で15時間反応を継続させた。反応混合物を室温まで放冷した後、不揮発分が50%となるように2-ブタノンを加えて希釈して、酸価110、Tg30度、重量平均分子量(GPC-Mw)15,000のスチレン-アクリル系共重合体(st-1)の溶液を得た。
(調製例10)(シアン顔料ペースト(LC-1))
シアン顔料として「FANTOGEN BLUE FSJ-SD」(商品名、DIC(株)製)20部、顔料分散剤としてDisperbyk-190(商品名、ビックケミー・ジャパン(株)社製、ポリエチレングリコール及び/又はポリプロピレングリコール変性スチレンマレイン酸共重合体)30部、2-プロパノール5部、純水45部を攪拌混合した。前記攪拌混合した混合液を直径0.3mmのジルコニアビーズを充填した分散装置(ナノミル NM-G21型、浅田鉄工(株)製)に通し、循環方式により3時間分散した。分散装置の回転数は2,660回転/分とし、冷却用ジャケットには冷水を通して分散液温度が40度以下に保たれる様にした。その後、連続式遠心分離(型番:H-600S、国産遠心器(株)製、回転数:13,000rpm、遠心力:19,000G、平均滞留時間12分)を行い、純水を加えて、顔料濃度15%に調整したシアン顔料ペースト(LC-1)を得た。得られたシアン顔料ペースト(LC-1)の平均粒径(D50)は132nmであった。
シアン顔料として「FANTOGEN BLUE FSJ-SD」(商品名、DIC(株)製)20部、顔料分散剤としてDisperbyk-190(商品名、ビックケミー・ジャパン(株)社製、ポリエチレングリコール及び/又はポリプロピレングリコール変性スチレンマレイン酸共重合体)30部、2-プロパノール5部、純水45部を攪拌混合した。前記攪拌混合した混合液を直径0.3mmのジルコニアビーズを充填した分散装置(ナノミル NM-G21型、浅田鉄工(株)製)に通し、循環方式により3時間分散した。分散装置の回転数は2,660回転/分とし、冷却用ジャケットには冷水を通して分散液温度が40度以下に保たれる様にした。その後、連続式遠心分離(型番:H-600S、国産遠心器(株)製、回転数:13,000rpm、遠心力:19,000G、平均滞留時間12分)を行い、純水を加えて、顔料濃度15%に調整したシアン顔料ペースト(LC-1)を得た。得られたシアン顔料ペースト(LC-1)の平均粒径(D50)は132nmであった。
(調製例11)(マゼンタ顔料ペースト(LM-1))
調製例10におけるシアン顔料をマゼンタ顔料「Fastogen Super Magenta RTS」(商品名、DIC(株)製)に変更した以外は調製例10と同様にして、顔料濃度15%のマゼンタ顔料ペースト(LM-1)を得た。得られたマゼンタ顔料ペースト(LM-1)の50%粒径は145nmであった。
調製例10におけるシアン顔料をマゼンタ顔料「Fastogen Super Magenta RTS」(商品名、DIC(株)製)に変更した以外は調製例10と同様にして、顔料濃度15%のマゼンタ顔料ペースト(LM-1)を得た。得られたマゼンタ顔料ペースト(LM-1)の50%粒径は145nmであった。
(調製例12)(イエロー顔料ペースト(LY-1))
調製例10におけるシアン顔料をイエロー顔料「Fast Yellow 7413」(商品名、山陽色素(株)製)に変更した以外は調製例10と同様にして、顔料濃度15%のイエロー顔料ペースト(LY-1)を得た。得られたイエロー顔料ペースト(LY-1)の50%粒径は138nmであった。
調製例10におけるシアン顔料をイエロー顔料「Fast Yellow 7413」(商品名、山陽色素(株)製)に変更した以外は調製例10と同様にして、顔料濃度15%のイエロー顔料ペースト(LY-1)を得た。得られたイエロー顔料ペースト(LY-1)の50%粒径は138nmであった。
(調製例13)(ブラック顔料ペースト(LK-1))
調製例10におけるシアン顔料をブラック顔料として「カーボンブラック#960」(商品名、三菱化学(株)製)に変更した以外は調製例10と同様にして、顔料濃度15%のブラック顔料ペースト(LK-1)を得た。得られたブラック顔料ペースト(LK-1)の50%粒径は115nmであった。
調製例10におけるシアン顔料をブラック顔料として「カーボンブラック#960」(商品名、三菱化学(株)製)に変更した以外は調製例10と同様にして、顔料濃度15%のブラック顔料ペースト(LK-1)を得た。得られたブラック顔料ペースト(LK-1)の50%粒径は115nmであった。
(調製例14)(シアン顔料ペースト(LC-2))
冷却用ジャケットを備えた混合槽に、前記共重合体(st-1)、20%水酸化ナトリウム水溶液、水及びシアン顔料としてFastogen Blue TGR(商品名、DIC(株)製、C.I.Pigment Blue 15:3)1,000部、2-ブタノン300部、水を仕込み、攪拌、混合した。ここでそれぞれの仕込量は、前記共重合体(st-1)が前記シアン顔料に対して不揮発分で40%の比率となる量、20%水酸化ナトリウム水溶液は前記共重合体(st-1)の酸価が100%中和される量、水は混合液の不揮発分を30%とするのに必要な量である。
冷却用ジャケットを備えた混合槽に、前記共重合体(st-1)、20%水酸化ナトリウム水溶液、水及びシアン顔料としてFastogen Blue TGR(商品名、DIC(株)製、C.I.Pigment Blue 15:3)1,000部、2-ブタノン300部、水を仕込み、攪拌、混合した。ここでそれぞれの仕込量は、前記共重合体(st-1)が前記シアン顔料に対して不揮発分で40%の比率となる量、20%水酸化ナトリウム水溶液は前記共重合体(st-1)の酸価が100%中和される量、水は混合液の不揮発分を30%とするのに必要な量である。
前記混合した混合液を直径0.3mmのジルコニアビーズを充填した分散装置(SCミル SC100/32型、三井鉱山(株)製)に通し、循環方式により4時間分散した。分散装置の回転数は2,700回転/分とし、冷却用ジャケットには冷水を通して分散液温度が40度以下に保たれる様にした。
分散終了後、混合槽より分散原液を抜き採り、次いで水10,000部で混合槽及び分散装置流路を洗浄し、分散原液と合わせて希釈分散液を得た。希釈分散液をガラス製蒸留装置に入れ、2-ブタノンの全量と水の一部を常圧蒸留で除いた。
分散終了後、混合槽より分散原液を抜き採り、次いで水10,000部で混合槽及び分散装置流路を洗浄し、分散原液と合わせて希釈分散液を得た。希釈分散液をガラス製蒸留装置に入れ、2-ブタノンの全量と水の一部を常圧蒸留で除いた。
2-ブタノンの除かれた分散液を冷却し、その後、攪拌しながら10%塩酸を滴下してpH4.5に調整したのち、固形分をヌッチェ式濾過装置で濾過、水洗した。ケーキを容器に採り、スチレン-アクリル系共重合体の酸価が85%中和される量の20%水酸化カリウム水溶液と水を加え、分散攪拌機(TKホモディスパ20型、特殊機化工業(株)製)にて再度分散した後、純水を加えて不揮発分23%に調整した。この分散液を、遠心分離機50A-IV型(商品名、(株)佐久間製作所製)にて6,000Gにて、30分間遠心分離処理を行い、粗大粒子を除去したのち、純水を加えて不揮発分を調整し、顔料濃度15%のシアン顔料ペースト(LC-2)を得た。得られたシアン顔料ペースト(LC-2)の50%粒径は130nmであった。
(調製例15)(マゼンタ顔料ペースト(LM-2))
調製例14におけるシアン顔料をマゼンタ顔料CROMOPHTAL JET MAGENTA DMQ(BASF(株)製、C.I.Pigment Red 122)に変更した以外は調製例14と同様の作業を行い、顔料濃度15%のマゼンタ顔料ペースト(LM-2)を得た。得られたマゼンタ顔料ペースト(LM-2)の50%粒径は128nmであった。
調製例14におけるシアン顔料をマゼンタ顔料CROMOPHTAL JET MAGENTA DMQ(BASF(株)製、C.I.Pigment Red 122)に変更した以外は調製例14と同様の作業を行い、顔料濃度15%のマゼンタ顔料ペースト(LM-2)を得た。得られたマゼンタ顔料ペースト(LM-2)の50%粒径は128nmであった。
(調製例16)(イエロー顔料ペースト(LY-2))
調製例14におけるシアン顔料をFast Yellow 7427(山陽色素(株)製、C.I.Pigment Yellow 74)に変更した以外は調製例14と同様の作業を行い、顔料濃度15%のイエロー色顔料水性分散液(LY-2)を得た。得られたイエロー顔料ペースト(LY-2)の50%粒径は148nmであった。
調製例14におけるシアン顔料をFast Yellow 7427(山陽色素(株)製、C.I.Pigment Yellow 74)に変更した以外は調製例14と同様の作業を行い、顔料濃度15%のイエロー色顔料水性分散液(LY-2)を得た。得られたイエロー顔料ペースト(LY-2)の50%粒径は148nmであった。
(調製例17)(ブラック顔料ペースト(LK-2))
調製例14における顔料をカーボンブラック#960(三菱化学(株)製)に変更した以外は調製例14と同様の作業を行い、顔料濃度15%のブラック色顔料水性分散液(LK-2)を得た。得られたブラック顔料ペースト(LK-2)の50%粒径は119nmであった。
調製例14における顔料をカーボンブラック#960(三菱化学(株)製)に変更した以外は調製例14と同様の作業を行い、顔料濃度15%のブラック色顔料水性分散液(LK-2)を得た。得られたブラック顔料ペースト(LK-2)の50%粒径は119nmであった。
(調製例18~45、比較調製例3~10)(各色インク調製)
表10~表17の配合組成(表中、(部)は有姿仕込み量(質量部))に従って得た混合液を0.5μmのフィルターで濾過して、各色インク(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、白)を調製した。
なお、表10~表17中の記載物質等の詳細は以下の通りである。特に表記がないものは、試薬をそのまま用いた。
表10~表17の配合組成(表中、(部)は有姿仕込み量(質量部))に従って得た混合液を0.5μmのフィルターで濾過して、各色インク(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、白)を調製した。
なお、表10~表17中の記載物質等の詳細は以下の通りである。特に表記がないものは、試薬をそのまま用いた。
バインダー樹脂 R-3: アプトロックBW-5550(商品名、三菱化学(株)製)
オレフィン系エマルション、pH:8、酸価:18mgKOH/g、重量平均分子量:
130,000、Tg:-24度、固形分30%)
バインダー樹脂 R-4: ハードレンNA-3002(商品名、東洋紡績(株)製)
オレフィン系エマルション、pH:8、酸価:33mgKOH/g、重量平均分子量:
78,000、Tg:0度、固形分30%
バインダー樹脂 R-5:アローベースTC-4010(商品名、ユニチカ(株)製)
オレフィン系エマルション(pH:10、酸価:23mgKOH/g、重量平均分子量:65,000、Tg:-27度、固形分25%)
バインダー樹脂 R-6:ジョンクリル780(商品名、BASF(株)製)
アクリル系水性エマルション(pH:8、酸価:46mgKOH/g、重量平均分子量:260,000、Tg:92度、固形分48%)
サーフィノール440(商品名、エアープロダクツジャパン(株)製)
アセチレン系界面活性剤
メガファックF-444(商品名、DIC(株)製)
フッ素系界面活性剤
オレフィン系エマルション、pH:8、酸価:18mgKOH/g、重量平均分子量:
130,000、Tg:-24度、固形分30%)
バインダー樹脂 R-4: ハードレンNA-3002(商品名、東洋紡績(株)製)
オレフィン系エマルション、pH:8、酸価:33mgKOH/g、重量平均分子量:
78,000、Tg:0度、固形分30%
バインダー樹脂 R-5:アローベースTC-4010(商品名、ユニチカ(株)製)
オレフィン系エマルション(pH:10、酸価:23mgKOH/g、重量平均分子量:65,000、Tg:-27度、固形分25%)
バインダー樹脂 R-6:ジョンクリル780(商品名、BASF(株)製)
アクリル系水性エマルション(pH:8、酸価:46mgKOH/g、重量平均分子量:260,000、Tg:92度、固形分48%)
サーフィノール440(商品名、エアープロダクツジャパン(株)製)
アセチレン系界面活性剤
メガファックF-444(商品名、DIC(株)製)
フッ素系界面活性剤
なお、純水は、ピュアライトPRO-0100(商品名、オルガノ(株)製、カートリッジ純水器G-10C形、活性炭ろ過器PCF-1200A形)にて処理した純水を使用した。得られた純水の抵抗率(測定機器:PURELAB ultra(商品名、オルガノ(株)製))は18MΩ・cmであった。
また、調製した各色インクの表面張力値(mN/m)は、表面張力計CBVP-A3(商品名、協和界面科学(株)製)を用いて、インク温度25度における表面張力値(mN/m)を白金プレート法により測定した。
また、調製した各色インクの表面張力値(mN/m)は、表面張力計CBVP-A3(商品名、協和界面科学(株)製)を用いて、インク温度25度における表面張力値(mN/m)を白金プレート法により測定した。
注1)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
注1)表面張力:インク液温25度、白金プレート法、単位:mN/m
(印刷物)
256ノズル×2列のピエゾ型インクジェットノズルを有するインクジェット記録装置(コニカミノルタ(株)製 EB-100)に、各インクセットを装填し、被記録材としてOPPフィルム(東洋紡(株)製、商品名:パイレンP2161、厚さ20μm)上への画像記録を行った。液滴サイズは約42plとし、360×360dpi(dpiとは2.54cmあたりのドット数)の解像度で射出できるようにし、駆動周波数2kHzにて駆動した。フィルムの表面が60度程度になるようにヒーターにてプレヒートしながら、表18~表22の構成を用いて、連続10枚のチェックパターンを印刷し、乾燥(80度/60秒)し、印刷物P-1~P22、及びHP-1~HP-4を得た。
256ノズル×2列のピエゾ型インクジェットノズルを有するインクジェット記録装置(コニカミノルタ(株)製 EB-100)に、各インクセットを装填し、被記録材としてOPPフィルム(東洋紡(株)製、商品名:パイレンP2161、厚さ20μm)上への画像記録を行った。液滴サイズは約42plとし、360×360dpi(dpiとは2.54cmあたりのドット数)の解像度で射出できるようにし、駆動周波数2kHzにて駆動した。フィルムの表面が60度程度になるようにヒーターにてプレヒートしながら、表18~表22の構成を用いて、連続10枚のチェックパターンを印刷し、乾燥(80度/60秒)し、印刷物P-1~P22、及びHP-1~HP-4を得た。
(インク吐出性)
当該印刷実施後、不吐出ノズルを調べ、以下の基準で吐出性を評価した。
○:全ての色のインクにおいて不吐出ノズル1%未満
△:全ての色のインクにおいて不吐出ノズル1%以上5%以下
×:全ての色のインクにおいて不吐出ノズル5%以上
当該印刷実施後、不吐出ノズルを調べ、以下の基準で吐出性を評価した。
○:全ての色のインクにおいて不吐出ノズル1%未満
△:全ての色のインクにおいて不吐出ノズル1%以上5%以下
×:全ての色のインクにおいて不吐出ノズル5%以上
(画像鮮明性)
印刷物P-1~P22、及びHP-1~HP-4のチェックパターンの乱れをパネラー3人で肉眼観察し、以下の基準で画像鮮明性評価した。
○:パネラー3人全員がチェックパターンの乱れ「なし」と判断した。
△:パネラー3人のうち、1名がチェックパターンの乱れ「あり」と判断した。
×:パネラー3人のうち、2名以上がチェックパターンの乱れ「あり」と判断した。
印刷物P-1~P22、及びHP-1~HP-4のチェックパターンの乱れをパネラー3人で肉眼観察し、以下の基準で画像鮮明性評価した。
○:パネラー3人全員がチェックパターンの乱れ「なし」と判断した。
△:パネラー3人のうち、1名がチェックパターンの乱れ「あり」と判断した。
×:パネラー3人のうち、2名以上がチェックパターンの乱れ「あり」と判断した。
(白インクのハジキ)
白インクのハジキをパネラー3人で肉眼観察し、以下に基準に従って評価した。
○:パネラー3人全員が、「白インクのハジキが観察されない」と判断した。
△:パネラー3人のうち、1名が「白インクのハジキが若干観察されるが使用可能レベル」と判断した。
×:パネラー3人のうち、1名が「白インクのハジキが観察され、使用不可レベル」と判断した。
白インクのハジキをパネラー3人で肉眼観察し、以下に基準に従って評価した。
○:パネラー3人全員が、「白インクのハジキが観察されない」と判断した。
△:パネラー3人のうち、1名が「白インクのハジキが若干観察されるが使用可能レベル」と判断した。
×:パネラー3人のうち、1名が「白インクのハジキが観察され、使用不可レベル」と判断した。
(白インクの濃度ムラ)
白インクの画像ムラをパネラー3人で肉眼観察し、以下の基準に従って評価した。
○:パネラー3人全員が、「白インクの濃度ムラが観察されない」と判断した。
△:パネラー3人のうち、1名以上が「白インクの濃度ムラが若干観察されるが、使用可能レベル」と判断した。
×:パネラー3人のうち、1名以上が「白インクの濃度ムラが観察され、使用不可レベル」と判断した。
白インクの画像ムラをパネラー3人で肉眼観察し、以下の基準に従って評価した。
○:パネラー3人全員が、「白インクの濃度ムラが観察されない」と判断した。
△:パネラー3人のうち、1名以上が「白インクの濃度ムラが若干観察されるが、使用可能レベル」と判断した。
×:パネラー3人のうち、1名以上が「白インクの濃度ムラが観察され、使用不可レベル」と判断した。
(白インクの隠蔽性)
白インクの隠蔽性をパネラー3人で肉眼観察し、以下の基準に従って評価した。
○:パネラー3人全員が、「白インクの隠蔽性良好」と判断した。
△:パネラー3人のうち、1名以上が「白インクによる隠蔽がやや透けて見えるが、使用可能レベル」と判断した。
×:パネラー3人のうち、1名以上が「白インクによる隠蔽が使用不可レベル」と判断した。
白インクの隠蔽性をパネラー3人で肉眼観察し、以下の基準に従って評価した。
○:パネラー3人全員が、「白インクの隠蔽性良好」と判断した。
△:パネラー3人のうち、1名以上が「白インクによる隠蔽がやや透けて見えるが、使用可能レベル」と判断した。
×:パネラー3人のうち、1名以上が「白インクによる隠蔽が使用不可レベル」と判断した。
(耐ブロッキング性)
印刷物P-1~P22、及びHP-1~HP-4のインク皮膜面とフィルム裏面を重ね合わせて、それに0.5MPa(5kgf/cm2)の圧力をかけた。24時間放置後剥離し、耐ブロッキング性を評価した。
評価は以下のように判断した。
○:重ねたフィルムを剥離した時にフィルムの背面に裏移りがない
△:重ねたフィルムを剥離した時にフィルムの背面に10%程度の裏移りが発生
×:重ねたフィルムを剥離した時にフィルムの背面に10%程度以上の裏移りが発生
印刷物P-1~P22、及びHP-1~HP-4のインク皮膜面とフィルム裏面を重ね合わせて、それに0.5MPa(5kgf/cm2)の圧力をかけた。24時間放置後剥離し、耐ブロッキング性を評価した。
評価は以下のように判断した。
○:重ねたフィルムを剥離した時にフィルムの背面に裏移りがない
△:重ねたフィルムを剥離した時にフィルムの背面に10%程度の裏移りが発生
×:重ねたフィルムを剥離した時にフィルムの背面に10%程度以上の裏移りが発生
(ラミネート強度)
(1)接着剤の調製
DICグラフィックス社製の接着剤「ディックドライ LX-401(2液硬化型ポリエーテル系接着剤)」10部、硬化剤としてDICグラフィックス社製の硬化剤「SP-60(2液硬化型イソシアネート系硬化剤)」10部、酢酸エチル28部、を混合攪拌し、接着剤を調製した。
(1)接着剤の調製
DICグラフィックス社製の接着剤「ディックドライ LX-401(2液硬化型ポリエーテル系接着剤)」10部、硬化剤としてDICグラフィックス社製の硬化剤「SP-60(2液硬化型イソシアネート系硬化剤)」10部、酢酸エチル28部、を混合攪拌し、接着剤を調製した。
(2)積層体の製造方法
印刷物P-1~P22、及びHP-1~HP-4のインク皮膜の上にバーコーターNo.4を用い、前記(1)で調製した接着剤を塗布し、ドライヤーの温風で全体を10秒間当てて接着剤を乾燥させ、CPPフィルム(DIC製)P-2160Tを被せて、ロール温度を40度に設定したラミネーターで貼り合わせた。ラミネート加工物は40度の恒温槽に48時間放置して接着剤を硬化させた。
印刷物P-1~P22、及びHP-1~HP-4のインク皮膜の上にバーコーターNo.4を用い、前記(1)で調製した接着剤を塗布し、ドライヤーの温風で全体を10秒間当てて接着剤を乾燥させ、CPPフィルム(DIC製)P-2160Tを被せて、ロール温度を40度に設定したラミネーターで貼り合わせた。ラミネート加工物は40度の恒温槽に48時間放置して接着剤を硬化させた。
(3)ラミネート強度試験
前記接着剤を十分に硬化させた(2)の積層体を、長さ200mm、幅15mm幅に切り、貼り合わせた部分を30mm程度剥離した。少し剥離した部分を引っ張り試験機((株)オリエンテック社製 TENSILON RTM-25)でさらに剥離してラミネート層の接着強度を、JIS規格 Z0238準拠して測定した。具体的な測定条件は以下の通り。
測定環境:23度、50%の恒温恒湿室にて測定
引っ張り速度:300mm/分
剥離タイプ:T型(90度)及び180度
測定回数:3回(算術平均値をラミネート層の接着強度とした)
評価は以下の基準で判断した。
○:ラミネート層の接着強度が1.2N/15mm以上
△:ラミネート層の接着強度が0.6N/mm以上1.2N/15mm未満
×:ラミネート層の接着強度が0.6N/15mm未満
前記接着剤を十分に硬化させた(2)の積層体を、長さ200mm、幅15mm幅に切り、貼り合わせた部分を30mm程度剥離した。少し剥離した部分を引っ張り試験機((株)オリエンテック社製 TENSILON RTM-25)でさらに剥離してラミネート層の接着強度を、JIS規格 Z0238準拠して測定した。具体的な測定条件は以下の通り。
測定環境:23度、50%の恒温恒湿室にて測定
引っ張り速度:300mm/分
剥離タイプ:T型(90度)及び180度
測定回数:3回(算術平均値をラミネート層の接着強度とした)
評価は以下の基準で判断した。
○:ラミネート層の接着強度が1.2N/15mm以上
△:ラミネート層の接着強度が0.6N/mm以上1.2N/15mm未満
×:ラミネート層の接着強度が0.6N/15mm未満
インクの表面張力(mN/m):インク温度25度、白金プレート法
インクの表面張力(mN/m):インク温度25度、白金プレート法
インクの表面張力(mN/m):インク温度25度、白金プレート法
インクの表面張力(mN/m):インク温度25度、白金プレート法
インクの表面張力(mN/m):インク温度25度、白金プレート法
以上の結果より、水性インクジェット記録用白色インクの顔料分散剤として、親水性基を有するスチレン系共重合体を用いた実施例1~25(ただし、実施例9~11および実施例19~21を除く)は、白インクの基礎物性値(粘度、50%粒径および表面張力)に問題なく、プラスチックフィルム(OPP、PET)への密着性、沈降性及び再分散性、及び保存安定性に特に優れていた。
実施例9~11および実施例19~21は、白色顔料としてシリカとアルミナで表面処理された酸化チタンを特定のシランカップリング剤により再度表面処理した酸化チタンを用いていないため、保存安定性等以外は特に優れており、保存安定性は良い評価レベルであった。
実施例9~11および実施例19~21は、白色顔料としてシリカとアルミナで表面処理された酸化チタンを特定のシランカップリング剤により再度表面処理した酸化チタンを用いていないため、保存安定性等以外は特に優れており、保存安定性は良い評価レベルであった。
一方、顔料分散剤として、親水性基を有するスチレン系共重合体ではなく、ポリエチレングリコール変性アクリル共重合体あるいはアクリルブロック共重合体を使用した比較例1~3は、保存安定性が特に劣る傾向があり、プラスチックフィルムに対する密着性も得ることができなかった。比較例3は、バインダー樹脂としてアクリル系樹脂を用いたものであるが、プラスチックフィルムに対する密着性および保存安定性ともに劣る結果であった。
本発明のインクセットを用いて製造した積層体の物性評価結果を示した実施例26~47では、インク吐出性、画像鮮明性、白色インクのはじき、白色インクの濃度ムラ、白インクの隠蔽性、耐ブロッキング性およびラミネート強度は特に優れていた。
一方、白色インクの表面張力がカラーインクよりも高い比較例5~6は、白色インクのはじき、濃度ムラがあり、十分な隠蔽性が得られなかった。バインダー樹脂としてアクリル系樹脂を用いた比較例7~8は、画像鮮明性およびラミネート強度も得られなかった。
Claims (15)
- 白色顔料、顔料分散剤、バインダー及び水を含有する水性インクジェット記録用白色インクであって、前記顔料分散剤が親水性基を有するスチレン系共重合体であることを特徴とする水性インクジェット記録用白色インク。
- 前記顔料分散剤が、親水性基としてポリアルキレングリコール基を有する請求項1に記載の水性インクジェット記録用白色インク。
- 前記顔料分散剤が、スチレン-マレイン酸系共重合体である請求項1または2に記載の水性インクジェット記録用白色インク。
- 前記バインダーが水性ウレタン樹脂である請求項1~3のいずれかに記載の水性インクジェット記録用白色インク。
- 前記バインダーが、ヒドラジン誘導体からなる鎖伸長剤を反応させる工程を経て製造された水性ポリウレタン樹脂と、カルボニル基またはアミド基含有アクリル系共重合体とを含む水性ウレタン樹脂である請求項1~4のいずれかに記載の水性インクジェット記録用白色インク。
- 前記バインダーがオレフィン系樹脂である請求項1~3のいずれかに記載の水性インクジェット記録用白色インク。
- 白色顔料、顔料分散剤、及び水を含有する白色顔料ペーストであって、前記顔料分散剤が親水性基を有するスチレン系共重合体であることを特徴とする白色顔料ペースト。
- 請求項1~6のいずれかに記載の水性インクジェット記録用白色インク、及び前記水性インクジェット記録用白色インクとは異なる色インクを有するインクジェット記録用水性インクセット。
- 前記水性インクジェット記録用白色インクの表面張力が、前記色インクの表面張力より低い請求項8に記載のインクジェット記録用水性インクセット。
- 前記色インクが、顔料、顔料分散剤、バインダー及び水を含有し、前記顔料分散剤がスチレン-アクリル酸共重合体である請求項8または9に記載のインクジェット記録用水性インクセット。
- 前記バインダーがオレフィン系樹脂である請求項10に記載のインクジェット記録用水性インクセット。
- 非吸収性基材に印字する請求項8~11のいずれかに記載のインクジェット記録用水性インクセット。
- 請求項1~6に記載の水性インクジェット記録用インクを用いて、非吸収性基材上にインクジェット記録法で印刷層を形成する工程と、前記印刷層上に接着層を形成する工程と、前記接着層面に、シーラントフィルム層をラミネート加工する工程とを有することを特徴とする積層体の製造方法。
- 前記水性インクジェット記録用インク、及び前記水性インクジェット記録用白色インクとは異なる色インクを用いて、非吸収性基材上にインクジェット記録法で印刷層を形成する請求項13に記載の積層体の製造方法。
- 前記非吸収基材がプラスチックフィルムである請求項13または14に記載の積層体の製造方法。
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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