WO2016132858A1 - インクジェット用水性顔料インク組成物、画像形成方法、画像形成物、インクセットおよびインクジェットプリンター - Google Patents

インクジェット用水性顔料インク組成物、画像形成方法、画像形成物、インクセットおよびインクジェットプリンター Download PDF

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WO2016132858A1
WO2016132858A1 PCT/JP2016/052613 JP2016052613W WO2016132858A1 WO 2016132858 A1 WO2016132858 A1 WO 2016132858A1 JP 2016052613 W JP2016052613 W JP 2016052613W WO 2016132858 A1 WO2016132858 A1 WO 2016132858A1
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WO
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ink
inkjet
ink composition
pigment
aqueous
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PCT/JP2016/052613
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公靖 吉坂
知亨 日田
侑市 高橋
愛 保坂
靖久 岩田
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武藤工業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322Pigment inks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/40Ink-sets specially adapted for multi-colour inkjet printing

Definitions

  • the present invention relates to an aqueous pigment ink composition for inkjet, and more specifically, excellent storage stability, ejection stability, etc., and high quality images on a non-ink-absorbing substrate or a low-ink-absorbing substrate even under low temperature drying. It is related with the aqueous pigment ink composition for inkjet which can form.
  • Patent Document 1 discloses a water-based ink and a water-resistant ink that can be directly printed on a low-ink-absorbing substrate such as a metal by combining a specific emulsion resin and an organic solvent having a specific chemical structure.
  • An aqueous pigment ink composition with excellent friction is described.
  • Patent Document 2 can provide an aqueous pigment ink composition excellent in friction resistance, storage stability, and ejection stability by using a water-soluble solvent that does not inhibit the hydration stability of emulsion particles and has moisture retention.
  • a water-soluble solvent that does not inhibit the hydration stability of emulsion particles and has moisture retention.
  • Patent Document 3 describes an aqueous pigment ink composition that achieves high print production performance while maintaining ejection stability by a combination of a specific emulsion and an organic solvent having a chemical structure.
  • Patent Document 4 discloses a coating film that is excellent in ejection stability by low-temperature drying by limiting the boiling point range of the aqueous solvent used from the balance between prevention of clogging of the nozzles of the print head and drying property of the ink film. An aqueous pigment ink composition with excellent properties is described.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned background art, and its problem is to solve the above-mentioned problems, and is excellent in storage stability, ejection stability, cleaning characteristics, low-temperature drying properties, etc., and high-quality images. It is an object to provide an aqueous pigment ink composition for ink jet.
  • an average of the emulsion resin in an aqueous pigment ink composition for inkjet including at least a pigment, a dispersant, an emulsion resin, water, and an aqueous organic solvent.
  • the present invention is an aqueous pigment ink composition for inkjet comprising a pigment, a dispersant, an emulsion resin, water and an aqueous organic solvent,
  • the average particle size of the emulsion resin is smaller than the average particle size of the pigment and 70 nm or less;
  • the content of the emulsion resin is not less than the content of the pigment and not less than 2% by mass and not more than 10% by mass with respect to the entire aqueous pigment ink composition for inkjet.
  • the aqueous organic solvent contains 3-methoxy-3-methylbutanol (3-methyl-3-methoxy-1-butanol) and a pyrrolidone solvent in an amount of 2% by mass or more based on the total amount of the aqueous pigment ink composition for inkjet. It is intended to provide an aqueous pigment ink composition for inkjet which is contained in the range of 18% by mass or less.
  • the present invention also provides an ejection step of ejecting the above-described aqueous pigment ink composition for inkjet from an inkjet head and landing the ejected liquid droplets on a substrate, and an aqueous pigment ink composition for ink jet landed on the substrate.
  • the image forming method characterized by including the heating process of heating at 40 degreeC or more and 80 degrees C or less.
  • the present invention also provides an image formed product formed on a substrate using the above-described aqueous pigment ink composition for inkjet.
  • the above-mentioned problems and the above-mentioned problems are solved, and there is no viscosity over time, no separation / sedimentation / aggregation of each component, etc., excellent dispersion stability, and excellent storage stability.
  • the ink has excellent discharge stability such as ink re-dissolution, continuous discharge, and head clogging.
  • an aqueous pigment composition for inkjet that can realize a high-quality printed image having excellent rubbing properties.
  • an image with good coating properties rubbing resistance, water resistance, flexibility, stretchability, etc.
  • An aqueous pigment composition for inkjet that can be provided can be provided.
  • the present invention includes a specific amount of at least 3-methoxy-3-methylbutanol and a pyrrolidone solvent as an aqueous organic solvent, and a specific amount related to the average particle size and content of the emulsion resin.
  • the “water-based organic solvent” and “mean particle-size” synergistically act to provide an aqueous pigment composition for inkjet that is excellent in the above performance.
  • the aqueous pigment composition for inkjet according to the present invention contains water and an aqueous organic solvent as a solvent (dispersion medium).
  • a solvent dispenser medium
  • at least 3-methoxy-3-methylbutanol and a pyrrolidone solvent are used as the aqueous organic solvent.
  • 3-methoxy-3-methylbutanol the re-dissolution property of the emulsion resin is improved.
  • the emulsion resin adhering to the nozzle is easily re-dissolved during cleaning that sucks ink (improves cleaning characteristics).
  • the ejection stability is improved when ink is ejected.
  • the drying speed of the ink after image formation is remarkably improved, and the low temperature drying property is improved.
  • low image quality such as image blur due to undried is obtained.
  • drying is fast even when ejected onto non-ink-absorbing substrates such as metal, glass, and polyethylene terephthalate, and low-ink absorbing substrates such as vinyl chloride.
  • Low temperature drying property is good, and high quality images can be realized.
  • 3-methoxy-3-methylbutanol easily evaporates specifically with water (easily azeotropes), 3-methoxy-3-methylbutanol and water tend to disappear from the substrate almost simultaneously. Even on the substrate, the drying property and abrasion resistance are improved.
  • the ink droplets that land on the substrate quickly evaporate volatile components, contrary to ejection stability. It is important to prevent dot fusion with droplets that land with a time difference and to form a high-quality image. For this reason, since 3-methoxy-3-methylbutanol has a characteristic of evaporating at a constant rate with water at a relatively low temperature, the aqueous pigment ink composition for inkjet according to the present invention has a low external energy supply. Thus, it is possible to form a good ink film on a low-absorbing substrate or a non-ink-absorbing substrate.
  • the storage stability of the aqueous pigment ink composition for inkjet is good, and further, the emulsion resin particles are formed into a dry film at the nozzle part of the printer head.
  • the ink In order to prevent this, it is necessary for the ink to have good redispersion and resolvability.
  • each of the 3-methoxy-3-methylbutanol and / or pyrrolidone solvents is synergistic. It is extremely effective.
  • another aqueous organic solvent for example, having a high boiling point of 200 ° C. or higher
  • other solvent blended to ensure moisture retention
  • the average particle diameter of the emulsion resin is smaller than the average particle diameter of the pigment and 70 nm or less, the emulsion resin having a smaller average particle diameter is uniformly surrounded around the dispersant present around the pigment, Since it behaves like one particle as a whole, the storage stability of the ink is good.
  • the emulsion resin on the “ ⁇ ” surface with a small average particle diameter surrounds it uniformly and uniformly, and the surface as a whole Since the particles become “-” particles, the storage stability of the ink over time, the dispersion stability in the container and in the nozzles, and the like are improved due to repulsion and steric hindrance due to the “ ⁇ ” charge.
  • the aqueous pigment ink composition for inkjet according to the present invention includes two types of particles: emulsion resin particles and pigment particles. Rather than having these two types of particles dispersed separately, the charge of the dispersant covering the surface of the pigment is opposite to the charge of the emulsion resin particles, resulting in the surroundings of the pigment Can be stably dispersed in a solvent in an arrangement in which fine emulsion resin particles having an average particle diameter of 70 nm or less are surrounded, whereby the long-term storage stability of the ink of the present invention can be obtained.
  • An aqueous organic solvent containing a specific amount of 3-methoxy-3-methylbutanol and a pyrrolidone solvent (particularly 3-methoxy-3-methylbutanol) has a structure of the above “particle” during storage of the ink or in the vicinity of the nozzle.
  • ink storage stability and ejection stability are maintained well. That is, the requirement of the specific emulsion resin of the present invention and the requirement of the specific aqueous organic solvent of the present invention have the above synergistic effect.
  • the aqueous pigment ink composition for inkjet according to the present invention is an aqueous pigment ink composition for inkjet including a pigment, a dispersant, an emulsion resin, water and an aqueous organic solvent,
  • the average particle size of the emulsion resin is smaller than the average particle size of the pigment and 70 nm or less;
  • the content of the emulsion resin is not less than the content of the pigment and not less than 2% by mass and not more than 10% by mass with respect to the entire aqueous pigment ink composition for inkjet.
  • the aqueous organic solvent contains 3-methoxy-3-methylbutanol and a pyrrolidone solvent in a range of 2% by mass to 18% by mass with respect to the total aqueous pigment ink composition for inkjet, respectively. To do.
  • the “water-based pigment ink composition for inkjet” may be simply abbreviated as “ink”.
  • the “water and aqueous organic solvent” contained in the aqueous pigment ink composition for inkjet according to the present invention may be simply abbreviated as “solvent”.
  • the “water and aqueous organic solvent” contained in the ink is simply abbreviated as “solvent”.
  • the ink of the present invention contains at least a pigment, a dispersant, an emulsion resin, water, and an aqueous organic solvent.
  • the kind of pigment used in the present invention is not particularly limited, and known inorganic pigments and organic pigments can be used. Also, the color is not limited, and pigments of other colors can be used in addition to the three primary colors of cyan, magenta or yellow; black; A pigment may be used individually by the same system color and / or between different system colors, and may use 2 or more types together.
  • the inorganic pigment examples include, but are not limited to, oxides such as titanium oxide, iron oxide, zinc oxide, aluminum oxide, chromium oxide, and silicon oxide; sulfides such as iron sulfide and cobalt sulfide; calcium carbonate and barium sulfate.
  • oxides such as titanium oxide, iron oxide, zinc oxide, aluminum oxide, chromium oxide, and silicon oxide
  • sulfides such as iron sulfide and cobalt sulfide
  • calcium carbonate and barium sulfate examples of the inorganic pigment.
  • Metal hydroxides such as aluminum hydroxide; metals; cobalt blue, ultramarine, mica, cobalt green, manganese violet, bitumen, clay and the like.
  • organic pigment examples include, but are not limited to, azo pigments, azomethine pigments, polycyclic pigments, dye chelates, nitro pigments, and aniline black. Among these, azo pigments and polycyclic pigments are preferable for process colors or intermediate colors.
  • the azo pigment is not limited, and examples thereof include insoluble azo pigments, condensed azo pigments, and chelate azo pigments.
  • the polycyclic pigment include, but are not limited to, quinacridone pigment, phthalocyanine pigment, perylene pigment, anthraquinone pigment, dioxazine pigment, isoindoline pigment, indigo pigment, thioindigo pigment, benzimidazolone pigment, quinophthalone pigment, diketo Examples include pyrrolopyrrole pigments.
  • the black color pigment is not limited, but carbon black is used.
  • carbon black various types such as neutral, acidic, and basic can be used. Specifically, for example, “Legal” and “Monarch” manufactured by Cabot Corporation; “Raven” manufactured by Columbia Co., Ltd .; “Blintex” and “Special Black” manufactured by Degussa Huls Co., Ltd .; Mitsubishi Chemical Corporation “HCF”, “MCF”, “RCF”, “RFF”, “SCF”, and the like manufactured by the same company are included. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle size of the pigment is not particularly limited as long as it is larger than the average particle size of the emulsion resin described later, but is preferably 20 nm to 500 nm, more preferably 40 nm to 300 nm, and particularly preferably 70 nm to 150 nm.
  • the lower limit of the average particle size is not less than the above, aggregation of the pigment is suppressed; there is an effect that the average particle size of the emulsion resin is easily made smaller than the average particle size of the pigment for stable dispersion of the pigment.
  • the optical density value of the ink film can be easily increased.
  • the upper limit of the average particle diameter is not more than the above, there are effects such as improved dispersion stability of the pigment and improved color tone and brightness. Further, when used as an aqueous pigment ink composition for inkjet, the ejection stability is improved.
  • the “average particle diameter of the pigment” is measured by a method capable of directly comparing the magnitude relationship with the “average particle diameter of the emulsion resin” described later.
  • the average particle diameter of the pigment means a numerical value of the average particle diameter (D50) of the pigment particles in the filtrate obtained after filtering the pigment dispersion (mill base) with a 1 ⁇ m filter. Specifically, it is measured by a dynamic light scattering method according to a conventional method, and is, for example, an average particle diameter measured by “Zetersizer Nano S” of Spectris Co., Ltd.
  • the content of the pigment in the entire ink is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 8% by mass, more preferably 2 to 5% by mass, and particularly preferably 3 to 4% by mass. If the pigment content is too low, the density of the printed matter may be light.On the other hand, if the pigment content is too high, it will be difficult to adjust the viscosity, the optical density value of the ink film will be saturated, and the pigment will be wasted. There may be cases.
  • the “dispersant” is used to disperse the pigment.
  • a polymer dispersant that disperses a self-dispersing pigment with a functional group added to the pigment itself, or disperses the pigment as an encapsulated pigment covered with a resin. Any method can be used in the present invention.
  • the encapsulated pigment can have the same surface structure regardless of the pigment type, but the amount of resin used is very large, and a technique for dispersing the encapsulated pigment itself in an aqueous organic solvent is required.
  • a method (system) using a polymer dispersant is preferable from the viewpoints of being available and available in many types and having versatility.
  • the polymer dispersant is not limited, and known ones can be used, and those obtained by known materials and methods can be used. Moreover, a commercial item can also be used, and as a commercial item, for example, DISPERBYK-180, 184, 185, 187, 190, 191, 193, 194N, 198, 199, 2010, 2012, 2012, 2091, 2096, BYKJET-9151, BYKJET-9170 (above trade name, manufactured by Big Chemie Co., Ltd.) BYKJET is a registered trademark); Efka PX-4550, 4560, 4585, 4701 (above trade names, manufactured by Wilber Ellis Co., Ltd.); DA-703-50 (trade name, manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.); Aron A-6330 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.); TEGO Dispers 750W, 755W (trade names, manufactured by Evonik Tego Chemie, TEGO is a registered trademark
  • the content of the dispersant with respect to the entire ink is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 8% by mass, more preferably 0.5 to 4% by mass, and particularly preferably 0.8 to 2.5% by mass. If the content of the dispersant is too small, the dispersibility of the pigment, the storage stability of the ink, the re-dissolvability, the ejection stability, etc. may deteriorate. On the other hand, if the content of the dispersant is too large, the ink There are cases where the water resistance, abrasion resistance, and drying properties of the film are inferior or the dispersant is wasted.
  • a polymer dispersant In order to disperse a pigment having a hydrophobic surface in an aqueous organic solvent and obtain sufficient dispersion stability, a polymer dispersant is preferable as described above. However, it may be difficult to obtain sufficient dispersion stability with the polymer dispersant alone. Better dispersion stability can be achieved by using a pigment derivative (synergist) with a hydrophilic group introduced in the pigment and the above polymer dispersant. May be obtained, and in that case, a synergist is preferably used.
  • Solsperse-5000, 12000, 22000 above trade name, manufactured by Lubrizol Corporation
  • Synergist Yellow-8020, 8404, 9043, 4827 above trade name, manufactured by Dispersion Materials Laboratory Co., Ltd.
  • Synergist Red-33953, 4327, 4474, 4858, 4966, 5507, 5525, 5909, 6006, 6547 above trade name, manufactured by Dispersive Materials Laboratories, Inc.
  • Synergist Blue-6831, 7215, 7438, 7854, 0785, 0785A aboveve trade name, manufactured by Dispersion Materials Laboratory Co., Ltd.
  • Synergist Violet-6965, 7349, 7572, 7988 aboveve trade name, manufactured by Dispersion Materials Laboratory Co., Ltd.
  • Etc These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the aqueous pigment ink composition for inkjet according to the present invention contains an emulsion resin as an essential component.
  • the “emulsion resin” refers to a resin that is a solid component in the “emulsion as a dispersion”.
  • “Emulsion resin content” also means the content of “resin (solid content)” (converted) in the emulsion.
  • the type of the emulsion resin is not particularly limited, and specifically, for example, (meth) acrylic type, styrene / (meth) acrylic type, vinyl acetate type, vinyl chloride type, olefin type, polyamide type, urethane type And the like.
  • a more preferable emulsion resin for the ink of the present invention is a urethane-based, (meth) acrylic-based or vinyl chloride-based emulsion resin from the viewpoint of excellent flexibility and stretchability of the printed film, and is particularly preferable.
  • the emulsion resin is a vinyl chloride emulsion resin because it is particularly excellent in the flexibility and stretchability of the printed film.
  • emulsion resins are commercially available in the “emulsion” state, and others can be suitably used in the present invention.
  • Specific examples of commercially available “emulsions containing an emulsion resin” that exhibit good storage stability and excellent stretchability include, for example, VINYBRAN 700,701,711,985 (trade name, Nissin Chemical Co., Ltd.). Manufactured by Kogyo Co., Ltd., Viniblanc is a registered trademark); Acrit WAN-6000 (trade name, manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd., Acryt is a registered trademark), and the like.
  • the average particle size of the emulsion resin used in the ink of the present invention is not particularly limited as long as it is 70 nm or less and smaller than the average particle size of the pigment described above, but is preferably 60 nm or less, more preferably 10 nm or more and 50 nm or less. 20 nm or more and 40 nm or less is particularly preferable.
  • the “average particle diameter of the emulsion resin” is measured by a dynamic light scattering method using a concentrated particle analyzer FPAR-1000 (FPAR is a registered trademark) manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. Is defined as
  • the lower limit of the average particle diameter is not less than the above, there are effects such that aggregation of emulsion resin particles is suppressed and viscosity stability is easily obtained. Moreover, when preparing the aqueous pigment ink composition for inkjet, it becomes a property which is not so much influenced by the blending order of each component.
  • the upper limit of the average particle diameter is not more than the above, it becomes easier to set smaller than the average particle diameter of the pigment, and the pigment can be more stably dispersed for the reasons described above; the dispersibility stability of the pigment is good. It has excellent effects such as easy to obtain the uniformity of the ink film and high gloss.
  • the average particle diameter of the emulsion resin is not more than the above upper limit in order to easily form an arrangement in which the periphery of the pigment particles is surrounded by particles of the emulsion resin having a surface charge. This is advantageous because there is no steric hindrance in arrangement and repulsive force due to charges of the same polarity works.
  • the measurement result of the zeta potential ( ⁇ potential) between the pigment particles in the ink also supports the existence of an embodiment in which the emulsion resin particles surround the pigment particles.
  • the emulsion resin having a smaller average particle diameter is uniformly surrounded around the dispersant present around the pigment for the above reasons, and as a whole, like one particle. Behavior and ink storage stability are improved.
  • the “pigment in which the dispersant is present on the surface” is, for example, the “+” surface, it is uniformly surrounded by the emulsion resin on the “ ⁇ ” surface, and it becomes easy to form particles on the “ ⁇ ” surface as a whole. Due to the repulsion and steric hindrance, the ink storage stability, the dispersion stability in the nozzle, and the like are improved.
  • the average particle diameter of the emulsion resin is essential to be 70 nm or less, and the upper limit of the average particle diameter of the emulsion resin is desirably the above or less. Further, it is essential that the average particle size of the emulsion resin is smaller than the average particle size of the pigment.
  • Average particle diameter ratio average particle diameter of emulsion resin [nm] / average particle diameter ratio defined by the average particle diameter of the pigment [nm] is preferably 0.05 to 0.8 in order to exert the above-mentioned effect. 0.1 to 0.6 is more preferable, and 0.15 to 0.4 is particularly preferable.
  • the average particle size ratio is too large, it will be difficult to form an arrangement in which the emulsion resin particles surround the pigment particles, and the storage stability of the ink and the dispersion stability in the nozzles may be poor. . On the other hand, if the average particle size ratio is too small, the emulsion resin particles may become too small and the emulsion resin particles may be aggregated, which may make synthesis of the emulsion resin particles difficult or economical.
  • the content of the emulsion resin is required to be 2% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably in the range of 3% by mass or more and 9% by mass or less, with respect to the entire aqueous pigment ink composition for inkjet.
  • the range of mass% or less is more preferable, and the range of 5 mass% or more and 7 mass% or less is particularly preferable.
  • the content of the emulsion resin is not less than the above lower limit, the effects of the present invention are exhibited, and the storage stability of the ink, the abrasion resistance of the ink film on the substrate, the water resistance, the gloss, etc. are improved.
  • the content of the emulsion resin is not more than the above upper limit, the drying property of the landed ink does not become too large, and the ejection stability is excellent.
  • the content of the emulsion resin with respect to the entire ink is greater than or equal to the content of the pigment.
  • the content ratio defined by [content ratio] [content of emulsion resin (mass%)] / [content of pigment (mass%)] must be 1 or more in order to exert the above-described effect. 1.0 to 2.6 is preferable, 1.2 to 2.3 is more preferable, and 1.4 to 2 is particularly preferable.
  • the emulsion resin When the content ratio is too small, the emulsion resin is too small, and the particles may not completely cover the periphery of the pigment, and the dispersibility of the pigment particles is deteriorated.
  • the storage stability of the ink, the ejection stability, The water resistance, rubbing resistance, stretchability, etc. of the ink film may be deteriorated.
  • the content ratio is too large, the optical density value of the ink film may be decreased, the drying property may be too fast, and the ejection stability may be deteriorated.
  • the effect of the present invention is synergistic. Played. This is thought to be because 3-methoxy-3-methylbutanol is an aqueous organic solvent having a molecular structure that does not destroy the stability of the hydration configuration of the emulsion resin particles.
  • the ink contains water and an aqueous organic solvent as a solvent.
  • an aqueous organic solvent By containing the aqueous organic solvent, ink viscosity, drying property after landing of the ink, control of MFT (minimum film-forming temperature), improvement of resolubility and the like can be obtained.
  • an aqueous organic solvent 3-methoxy-3-methylbutanol and a pyrrolidone solvent are contained as essential components.
  • ⁇ 3-methoxy-3-methylbutanol> By containing 3-methoxy-3-methylbutanol as the aqueous organic solvent, the re-solubility of the emulsion resin is improved, the cleaning characteristics are improved, and the ejection stability is improved during ink ejection.
  • the drying speed after ink landing is significantly improved, the low-temperature drying property is improved and the abrasion resistance is improved, and images are formed by discharging onto a non-ink-absorbing base forest or a low ink-absorbing substrate.
  • the drying is fast, the low temperature drying property is good, and a high quality image can be realized.
  • the content of 3-methoxy-3-methylbutanol is 2% by mass or more and 18% by mass or less based on the entire ink. Preferably, they are 3 mass% or more and 15 mass% or less, More preferably, they are 4 mass% or more and 12 mass% or less, Especially preferably, they are 5 mass% or more and 9 mass% or less.
  • the content of 3-methoxy-3-methylbutanol is in the above range, the above-mentioned effect of containing 3-methoxy-3-methylbutanol is likely to be achieved, and the compatibility of the opposite physical properties is easily achieved.
  • the ink ejected from the nozzle and landed on the substrate is excellent in drying property, and excellent in abrasion resistance, water resistance, and the like. If the upper limit is less than or equal to the above, drying is not too fast and clogging is unlikely to occur at the nozzle.
  • the ink of the present invention contains 3-methoxy-3-methylbutanol and a pyrrolidone-based solvent as essential components as an aqueous organic solvent.
  • a pyrrolidone-based solvent As essential components as an aqueous organic solvent.
  • the pyrrolidone-based solvent has an effect of increasing adhesion to a base material, a MFT lowering effect, etc., which are peculiar to a strong polar organic solvent, and is high even when ejected onto a non-ink-absorbing base material or a low ink-absorbing base material. A quality image can be obtained.
  • pyrrolidone-based solvent examples include 2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-ethyl-pyrrolidone, etc.
  • 2-pyrrolidone is preferable from the viewpoints of safety and environmental impact. Particularly preferred.
  • the content of the pyrrolidone solvent is essential to be contained in the range of 2% by mass or more and 18% by mass or less with respect to the whole ink. Preferably, they are 3 mass% or more and 15 mass% or less, More preferably, they are 4 mass% or more and 12 mass% or less, Especially preferably, they are 5 mass% or more and 9 mass% or less.
  • the content of the pyrrolidone solvent is in the above range, the effect of containing the pyrrolidone solvent is easily achieved, and particularly when the lower limit is the above or more, the adhesion of the ink discharged from the nozzle and landed on the substrate is excellent. Abrasion resistance, water resistance, etc. are improved. In addition, the re-dissolvability of the ink is excellent, and as a result, clogging hardly occurs at the nozzle.
  • the upper limit is not more than the above, the storage stability of the ink is excellent.
  • the ink of the present invention preferably contains 3-methoxy-3-methylbutanol and a pyrrolidone-based solvent in a total amount of 4% by mass to 25% by mass with respect to the ink.
  • the total amount is more preferably in the range of 5% by mass to 22% by mass, and particularly preferably in the range of 7% by mass to 18% by mass.
  • the ink of the present invention may further contain other solvents than the above as the aqueous organic solvent.
  • the content of 1,2-alkanediol is not particularly limited, but is preferably 3 to 12% by mass, particularly preferably 5 to 10% by mass, based on the entire ink.
  • the ink of the present invention contains water.
  • the content of water in the whole ink is not limited, but is preferably 60 to 80% by mass, and particularly preferably 65 to 75% by mass.
  • the aqueous pigment ink composition for inkjet according to the present invention is known to be contained in an ink such as an antifoaming agent, a surface tension adjusting agent, a thickening agent, a pH adjusting agent, a preservative, etc., if necessary. These components may be further contained.
  • the method for producing the aqueous pigment ink composition for inkjet according to the present invention is not particularly limited, but after premixing, the pigment is dispersed in a mixture of water, an aqueous organic solvent and a dispersant by a paint shaker, a sand mill disperser, or the like.
  • the pigment dispersion obtained is preferably produced by mixing with water, the aqueous organic solvent in the present invention, an emulsion resin or the like. Then, it is preferable to manufacture by removing coarse particles using a filter or the like and degassing as necessary.
  • the aqueous pigment ink composition for inkjet according to the present invention is used for forming an image by discharging from a nozzle and landing on a substrate.
  • the image forming method (the type of substrate, the method of drying the landed ink, etc.) is not particularly limited, but the following method is preferred.
  • the type of the substrate is not particularly limited, but in order to obtain the (synergistic) effect of the above-mentioned 3-methoxy-3-methylbutanol and pyrrolidone solvent, the substrate may be a non-ink such as metal, glass, polyethylene terephthalate, etc.
  • An absorbent base material or a low ink absorbent base material such as vinyl chloride is preferable.
  • the above-described aqueous pigment ink composition for inkjet is ejected from an inkjet head, and the ejected droplets are landed on a substrate, and landed on the substrate.
  • An image forming method comprising heating a water-based pigment ink composition for inkjet at 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower is preferable.
  • the heating temperature in the heating step is more preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, and particularly preferably 55 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
  • the heating temperature in the heating step is more preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, and particularly preferably 55 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
  • the present invention is an image formed product formed on a substrate using the ink.
  • examples of the substrate include those described above.
  • the image-formed product is excellent in abrasion resistance, water resistance, stretchability, flexibility, solid portion density unevenness, and the like.
  • emulsion resin dispersion means an aqueous solution (dispersion) containing an emulsion resin.
  • base material that is an object (medium) to be printed may be expressed as a “recording medium”.
  • Example 1 Preparation of pigment dispersion> First, the following materials were weighed in the following proportions, and dispersed for 80 minutes using a bead mill test disperser using zirconia beads having a diameter of 0.3 mm as a dispersion medium, to obtain pigment dispersion A.
  • the average particle diameter of the pigment in the pigment dispersion A was 140 nm.
  • Pigment manufactured by BASF Japan Ltd., trade name “Heliogen Blue D7088”, Heliogen is a registered trademark, average particle diameter 140 nm
  • Dispersant Bik Chemie Japan Co., Ltd., trade name “BYKJET-9170”, BYKJET is a registered trademark
  • aqueous organic solvent 3-methoxy-3-methylbutanol 10.0 parts
  • antifoaming agent manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Surfinol 104E”, Surfinol Registered trademark
  • Example 2 An aqueous pigment ink composition for inkjet of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the emulsion resin dispersion was changed to the trade name “Viniblanc 711” (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.). . “Vinyl Blanc 711” is a vinyl chloride emulsion resin having a solid content of 30% and an average particle size of 70 nm.
  • Example 3 The emulsion resin dispersion was changed from 20.0 parts of “Vinibran 701” to 15.7 parts of “Acryt WAN-6000” (manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd., Acryt is a registered trademark). An ink-jet aqueous pigment ink composition of Example 3 was produced in the same manner as Example 1 except that the amount was changed to 49.8 parts.
  • “Acryt WAN-6000” is an acrylic emulsion resin having a solid content of 38.3% and an average particle size of 30 nm.
  • Example 4 The amount of 3-methoxy-3-methylbugnol, which is “aqueous organic solvent 1” in preparing the aqueous pigment ink for inkjet, was changed from 4.0 parts to 2.0 parts, and “aqueous organic solvent 2” 2 -Implemented in the same manner as in Example 1 except that the amount of pyrrolidone was changed from 5.0 parts to 2.0 parts and the amount of ion-exchanged water was changed from 45.5 parts to 50.5 parts.
  • the aqueous pigment ink composition for inkjet of Example 4 was prepared.
  • Example 5 is the same as Example 1 except that the amount of 2-pyrrolidone “Aqueous Organic Solvent 2” is changed from 5.0 parts to 15.0 parts and the amount of ion-exchanged water is changed to 35.5 parts. Similarly, an aqueous pigment ink composition for inkjet of Example 5 was produced.
  • Example 6 The amount of 3-methoxy-3-methylbutanol, which is “aqueous organic solvent 1”, in preparing the aqueous pigment ink for inkjet was changed from 4.0 parts to 15.0 parts, and the amount of ion-exchanged water was changed to 34.
  • a water-based pigment ink composition for inkjet of Example 6 was prepared in the same manner as Example 1 except that the amount was changed to 5 parts.
  • Example 7 The amount of 3-methoxy-3-methylbutanol, which is “aqueous organic solvent 1” in preparing the aqueous pigment ink for inkjet, was changed from 4.0 parts to 10.0 parts, and “aqueous organic solvent 2”. The same as in Example 1 except that the amount of 2-pyrrolidone was changed from 5.0 parts to 10.0 parts and the amount of ion-exchanged water was changed to 34.5 parts. An aqueous pigment ink composition for inkjet was prepared.
  • Example 8 The same procedure as in Example 1 was performed except that the amount of the emulsion resin dispersion “Viniblanc 701” was changed from 20.0 parts to 13.3 parts and the amount of ion-exchanged water was changed to 52.2 parts. Thus, an aqueous pigment ink composition for ink jets of Example 8 was produced.
  • Example 9 The same procedure as in Example 1 was conducted except that the amount of the emulsion resin dispersion “Viniblanc 701” was changed from 20.0 parts to 30.0 parts and the amount of ion-exchanged water was changed to 35.5 parts. Thus, an aqueous pigment ink composition for inkjet of Example 9 was produced. In Example 9, the emulsion resin content was 9.0 parts.
  • Example 10 The amount of 3-methoxy-3-methylbutanol, which is “Aqueous Organic Solvent 1” in preparing the aqueous pigment ink for inkjet, was changed from 4.0 parts to 0.7 parts, and the amount of ion-exchanged water was changed to 48 parts.
  • a water-based pigment ink composition for inkjet of Example 10 was prepared in the same manner as Example 1 except that the amount was changed to 8 parts.
  • Comparative Example 1 The emulsion resin dispersion was changed from 20.0 parts of “ViniBran 701” to 12.0 parts of the trade name “ViniBran 603” (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), and the amount of ion-exchanged water was 53.5 parts.
  • a water-based pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that it was changed to.
  • “ViniBran 603” is a vinyl chloride / vinyl acetate emulsion resin having a solid content of 50% and an average particle size of 150 nm.
  • Comparative Example 2 Example 1 except that the emulsion resin dispersion was changed from 20.0 parts of “Viniblanc 701” to 20.0 parts of the trade name “Polysol AP6730” (manufactured by Showa Denko KK, Polysol is a registered trademark). Thus, an aqueous pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 2 was produced.
  • “Polysol AP6730” is a styrene / acrylic emulsion resin having a solid content of 30% and an average particle size of 100 nm.
  • Comparative Example 3 Among the formulations shown in ⁇ Preparation of aqueous pigment ink composition for inkjet> in Example 1 above, (3) Aqueous organic solvent 1: 3-methoxy-3-methylbutanol: not blended (4) Aqueous organic solvent 2: 2-pyrrolidone: Not blended (5) Aqueous organic solvent 3: EVONIK, 1, 2 -Hexanediol and the like: An aqueous pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 16.0 parts.
  • Comparative Example 4 Among the formulations shown in ⁇ Preparation of aqueous pigment ink composition for inkjet> in Example 1 above, (3) Aqueous organic solvent 1: 3-methoxy-3-methylbutanol: not blended (4) Aqueous organic solvent 2: 2-pyrrolidone: 5.0 parts (no change from Example 1) (5) Aqueous organic solvent 3: manufactured by EVONIK, 1,2-hexanediol, etc .: 10.5 parts of the water-based pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 4 in the same manner as in Example 1 except that it was changed to 11.0 parts. Was made.
  • Comparative Example 5 Among the formulations shown in ⁇ Preparation of aqueous pigment ink composition for inkjet> in Example 1 above, (3) Aqueous organic solvent 1: 3-methoxy-3-methylbutanol: 4.0 parts (no change from Example 1) (4) Aqueous organic solvent 2: 2-pyrrolidone: Not blended (5) Aqueous organic solvent 3: EVONIK, 1,2-hexanediol, etc .: Same as Example 1 except for changing to 12.0 parts Thus, an aqueous pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 5 was produced.
  • Comparative Example 6 Among the formulations shown in ⁇ Preparation of aqueous pigment ink composition for inkjet> in Example 1 above, (3) Aqueous organic solvent 1: 3-methoxy-3-methylbutanol: 4.0 parts (no change from Example 1) (4) Aqueous organic solvent 2: 2-pyrrolidone: 20.0 parts (5) Aqueous organic solvent 3: EVONIK, 1,2-hexanediol, etc .: 7.0 parts (no change from Example 1) The aqueous pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 6 was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of ion-exchanged water was changed to 30.5 parts.
  • Comparative Example 7 Among the formulations shown in ⁇ Preparation of aqueous pigment ink composition for inkjet> in Example 1 above, (3) Aqueous organic solvent 1: 3-methoxy-3-methylbutanol: 20.0 parts (4) Aqueous organic solvent 2: 2-pyrrolidone: 5.0 parts (no change from Example 1) (5) Aqueous organic solvent 3: EVONIK, 1,2-hexanediol, etc .: 7.0 parts (no change from Example 1) A water-based pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 7 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of ion-exchanged water was changed to 29.5 parts.
  • Comparative Example 8 Except for changing the blending amount of the vinyl resin 701, which is an emulsion resin dispersion, from 20.0 parts to 35.0 parts and changing the blending amount of ion-exchanged water to 30.5 parts, the same as in Example 1. Then, an aqueous pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 8 was produced. In Comparative Example 8, the content of the emulsion resin was 10.5 parts.
  • Comparative Example 9 The same procedure as in Example 1 was conducted except that the blending amount of the vinyl resin 701 as an emulsion resin dispersion was changed from 20.0 parts to 6.0 parts and the blending amount of ion-exchanged water was changed to 74.5 parts. Then, an aqueous pigment ink composition for inkjet of Comparative Example 9 was produced. In this comparative example 9, the content of the emulsion resin was 1.8 parts.
  • Example 1 The component compositions of Examples 1 to 10 are shown in Table 1 below, and the component compositions of Comparative Examples 1 to 9 are shown in Table 2 below.
  • the numerical value in the table is the final content (% by mass) of each component with respect to the entire ink composition, including the content of each component in the pigment dispersion used for preparing the ink composition.
  • ⁇ Criteria for "viscosity change" in storage stability >> A: The rate of change is less than ⁇ 5% compared to the viscosity immediately after preparation. B: The rate of change is more than ⁇ 5% and less than ⁇ 10% compared to the viscosity immediately after preparation. C: Compared with the viscosity immediately after preparation. The rate of change is ⁇ 10% or more and less than ⁇ 20%. D: The rate of change is ⁇ 20% or more compared to the viscosity immediately after preparation.
  • an ink jet printer VJ-1304 (trade name, manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.) is filled with ink, and a recording medium VJ-MF-3G (trade name, Muto Kogyo Co., Ltd. genuine recording medium) is used.
  • the nozzle check patterns before and after the filling pattern was printed were compared, and if the nozzle check pattern after the filling pattern was printed had a new defect, it was judged good.
  • the printing pattern is 100% duty for each color of Bk, Cy, Ma, and Ye.
  • Ink jet printer VJ-1304 (trade name, manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.) as an ink jet recording printer is filled with ink so that the nozzles are not clogged, and then a nozzle check pattern is printed, and the print head cap is attached. The power was turned off in the mounted state and left at room temperature for one week. After one week, the nozzle check pattern is printed again, the nozzle check patterns before and after being left at room temperature for one week are compared, and whether there is no defect in the pattern after one week has passed, or whether ejection is normal after the cleaning operation. Observed.
  • Head clogging criteria >> A: No nozzle check pattern defect or nozzle check pattern defect after standing at room temperature for 1 week, but ink is normally ejected from all nozzles by cleaning operation within 3 times B: After standing at room temperature for 1 week Nozzle check pattern defect occurs, but ink is normally ejected from all nozzles in 4 to 6 cleaning operations. C: Nozzle check pattern defect occurs after standing for 1 week at room temperature Ink is normally ejected from all nozzles in the cleaning operation D: After leaving at room temperature for 1 week, a missing nozzle check pattern occurs, and no matter how much cleaning operation is performed, ink is not normally ejected from all nozzles.
  • an ink jet printer VJ-1304 (trade name, manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.) is filled with ink, and a recording medium VJ-MF-3G (trade name, Muto Kogyo Co., Ltd. genuine recording medium) is used.
  • a solid pattern was printed under the conditions of 720 dpi horizontal, 720 dpi vertical, 8 pass, platen heater set to 50 ° C. The printed matter was left in a constant temperature bath at 60 ° C. for a predetermined time, and then taken out.
  • ⁇ Drying criteria> In each color painting pattern of 100% duty, sufficient frictional strength can be obtained by heating in a thermostat set at 60 ° C. for less than 6 minutes. B: In each color painting pattern of 100% duty, it was set to 60 ° C. Sufficient frictional strength can be obtained by heating in a thermostatic oven in the range of 6 to 8 minutes C: Heating in the range of 8 to 10 minutes in a constant temperature bath set at 60 ° C in each color coating pattern of 100% duty Sufficient friction strength can be obtained D: In each color coating pattern of 100% duty, sufficient friction strength cannot be obtained by heating up to 10 minutes in a thermostatic bath set at 60 ° C
  • an ink jet printer VJ-1304 (trade name, manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.) is filled with ink, and a recording medium VJ-MF-3G (trade name, Muto Kogyo Co., Ltd. genuine recording medium) is used.
  • a solid pattern was printed under the conditions of 720 dpi horizontal, 720 dpi vertical, 8 pass, platen heater set to 50 ° C. The printed matter was left in a constant temperature bath at 60 ° C. for 10 minutes and then taken out, and a cotton cloth No. 7 Kin No. 3 was attached to a JIS L 0849 I type friction tester and rubbed 100 times with a load of 900 g.
  • a fill pattern of Bk, Cy, Ma, and Ye was used at 100% duty.
  • an ink jet printer VJ-1304 (trade name, manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.) is filled with ink, and a recording medium VJ-MF-3G (trade name, Muto Kogyo Co., Ltd. genuine recording medium) is used.
  • a solid pattern was printed under the conditions of 720 dpi horizontal, 720 dpi vertical, 8 pass, platen heater set to 50 ° C. The printed matter was left in a constant temperature bath at 60 ° C. for 10 minutes and then taken out, and a cotton kanakin No.
  • an ink jet printer VJ-1304 (trade name, manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.) is filled with ink, and a recording medium VJ-MF-3G (trade name, Muto Kogyo Co., Ltd. genuine recording medium) is used. Then, after printing a solid pattern under the conditions of 720 dpi in width, 720 dpi in length, and a platen heater set to 50 ° C., the release paper portion of VJ-MF-3G was peeled off and stretched to a stretch ratio of 2 times.
  • a printing film with a stretching ratio of 2 times follows the stretching of the recording medium, and no abnormality is observed on the surface.
  • B The surface gloss of the printing film with a stretching ratio of 2 times decreases.
  • C A stretching ratio of 2 times.
  • a crack visible to the naked eye is observed on the printed film of D: D: The printed film is hardly stretched and the printed film is partially peeled off
  • an ink jet printer VJ-1304 (trade name, manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.) is filled with ink, and recorded on a recording medium Vj-MF-3G (trade name, Muto Kogyo Co., Ltd. genuine recording medium).
  • the color chart and JISx9204 N7RGB were printed at a horizontal of 720 dpi, vertical of 720 dpi, 8 pass, or vertical of 1440 dpi, horizontal of 1440 dpi, with a platen heater set at 50 ° C., and the presence or absence of density unevenness was visually confirmed.
  • the inks of Examples using a predetermined amount of 3-methoxy-3-methylbutanol and pyrrolidone solvent have ink storage stability, ink re-solubility, ejection stability,
  • all the evaluation items in the evaluation of the printed matter were excellent in a balanced manner, and the above comprehensive evaluation was also excellent as A1 to A4.
  • the ink of the comparative example that did not satisfy the requirements of the present invention was inferior to any of the evaluation items, and the overall evaluation was inferior to B to D.
  • re-solubility is evaluated by observing the state in which each ink is applied on an aluminum plate, and the ink of the same color is dropped again and dissolved after being left for one month.
  • the purpose of this evaluation is to indirectly evaluate the degree of clogging during running in the inkjet head of the printer.
  • the inkjet head is always moist as long as it is continuously printed, but when printing is stopped and left for a long time, it dries. Deteriorate.
  • the dry film covers the discharge holes, if the red ink is not re-dissolved by the new ink supplied at the time of printing (if the re-dissolvability is extremely poor), the discharge holes are clogged, and printing dots are not formed.
  • the evaluation result A proves that the printer (inkjet head) has excellent drying durability when exposed to the air, and has excellent durability in the actual cycle of printing use-unused (leaving in the air)-printing use. It is.
  • stretchability after printing on a base material using an ink jet printer, the base material is stretched to twice as long (stretching ratio is 2 times), and the surface state is observed.
  • This evaluation means evaluation of both the adhesion of the printed coating and the flexibility of the coating. That is, this evaluation is A.
  • the printed coating film In addition to being in a state where the adhesion between the printed coating film and the substrate is high and does not easily peel, the printed coating film itself has flexibility and is stretched about twice. Means that no cracks occur and the coating does not break and separate. This means that it can withstand the dynamic load and stress when printing the printed material, when winding the printed material, and when printing the printed material outdoors. It is an index that represents the durability of the material.
  • the “comprehensive evaluation” is evaluated in seven stages from A4 to D.
  • A1 to A4 in the comprehensive evaluation are excellent in balance in the evaluation of ink storage stability, ink re-dissolvability, ejection stability, and printed matter.
  • the print quality at the time of printing but also the winding and cutting after printing, etc. It has the durability to withstand actual use such as processing, transportation, distribution and posting, and the actual use durability of the printer.
  • the printed material has the ability to withstand tough use such as advertisement posting in an outdoor exposure environment.
  • B to D in the comprehensive evaluation are inferior to any of the evaluation items.
  • VJ-MF-3G (trade name, genuine recording medium manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.) is used as the base material (recording medium) in the examples.
  • the present invention is not limited to this.
  • VJ-MF-3G is sold as a sheet made of vinyl chloride (PVC, polyvinyl chloride resin), but the same effect can be obtained with another brand as long as the sheet is also made of vinyl chloride. be able to.
  • the type of the substrate used in the present invention is not particularly limited, and in addition to vinyl chloride, non-ink-absorbing substrates such as metals, glass, polyethylene terephthalate (PET), and the like, An ink-absorbing substrate can be used.
  • Table 5 uses the ink composition of Example 1 and prints on each non-absorbent recording medium by an ink jet printer, and forms the coating film at a temperature of MFT or higher (in a thermostatic bath at 60 ° C. for 10 minutes). It is the result of having been allowed to stand at room temperature for 24 hours after being dried) and performing each test.
  • the evaluation method of “rub resistance” in this test is to evaluate the appearance of the coating film after reciprocating the coating film 100 times with a load of 900 g of cotton cloth Kanakin No. 3 in a friction tester.
  • the ink composition of the present invention is not limited to the case where vinyl chloride is used as a base material (recording medium), and exhibits excellent properties for various base materials. It can be said that the ink composition can be widely applied to materials and low ink-absorbing substrates.
  • Heliogen Blue D7088 (color: cyan) is used as the pigment in the examples, but the present invention is not limited to this. As described above, the same effect can be obtained if the pigment has an average particle diameter of 20 to 500 nm. Further, the color of the pigment is not limited to cyan, and for example, magenta, yellow or black can be selected. Furthermore, it is possible to combine four types of inks of magenta, yellow, cyan, and black, or to combine seven types of ink having two types of magenta, yellow, and cyan in shades of color. In addition, orange and green can be combined with these configurations. Therefore, the present invention is not limited to a specific color, and an ink set composed of a plurality of colors is also included in an equivalent range.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an ink jet printer 10 according to the present invention.
  • the ink jet printer 10 includes a roller 11, an ink jet head 14, drivers 13 and 16, a control unit 15, and an image processing unit 17.
  • the control unit 15 controls a driver 13 for driving the roller 11 and moves the base material (recording medium) 12 by the roller 11. Further, the control unit supplies image data sent from a network line, a memory, an external device, or the like to the image processing unit 17.
  • the image processing unit converts the image data into image recording data for recording an image by causing the ink composition 20 to land on the substrate 12 by the inkjet head 14, and outputs the image recording data to the inkjet head 14.
  • the inkjet head 14 is arranged so that the ejection direction of the ink composition 20 faces the substrate, and the entire inkjet head 14 can be moved by a driver 16.
  • the inkjet head 14 includes an ink tank (not shown) that is a holding unit for the ink composition 20.
  • the driver 16 has a drive source such as a motor, and the drive source is driven by a drive signal from the control unit 15 to move the ink jet head 14 in a direction along the surface of the substrate 12, so that the ink composition 20 Is ejected to land on the substrate 12.
  • the landed ink composition 20 is heated by a heating step (not shown), whereby the image formed product according to the present invention can be obtained.
  • the platen heater was used in the Example as an example of a heating process, it is not restricted to this, An air heater (heat air blow), an infrared lamp, etc. can be used individually or in combination.
  • the aqueous pigment ink composition for ink jet using the 3-methoxy-3-methylbutanol and pyrrolidone solvent of the present invention is used in printers, copiers, printing presses, etc., and has storage stability, ink re-dissolvability, and ejection stability. In order to give excellent printed matter with excellent properties and the like, it is widely used in such fields.
  • Inkjet printer 11 Roller 12 Base material (recording medium) 13, 16 Driver 14 Inkjet head 15 Control unit 17 Image processing unit 20 Ink composition

Landscapes

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Abstract

 顔料、分散剤、エマルジョン樹脂、水及び水性有機溶剤を含むインクジェット用水性顔料インク組成物であって、 該エマルジョン樹脂の平均粒子径が、該顔料の平均粒子径より小さく、かつ70nm以下であり、 該エマルジョン樹脂の含有量が、該顔料の含有量以上であり、かつインクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、2質量%以上10質量%以下であり、 該水性有機溶剤は、3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を、インクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、それぞれ2質量%以上18質量%以下の範囲で含有することを特徴とするインクジェット用水性顔料インク組成物。

Description

インクジェット用水性顔料インク組成物、画像形成方法、画像形成物、インクセットおよびインクジェットプリンター
 本発明は、インクジェット用水性顔料インク組成物に関し、更に詳しくは、保存安定性、吐出安定性等に優れ、低温乾燥下でも非インク吸収性基材や低インク吸収性基材に高品質の画像を形成できるインクジェット用水性顔料インク組成物に関するものである。
 従来、産業用途においても、インクジェット技術の特徴であるデジタル印刷出力システムとして、インクジェット技術の利用分野が広がってきている。特に近年は、環境面、安全面等から、水性顔料インクの開発が、溶剤系顔料インクの代替としての一面も有しつつ進められている。
 また、紙等の高インク吸収性基材上に画像形成するインクジェット用水性顔料インク組成物の他に、金属、ガラス、ポリエチレンテレフタレート等の非インク吸収性基材、又は、塩化ビニル等の低インク吸収性基材上に画像形成できるインクジェット用水性顔料インク組成物の開発も進められている。
 この中で、エマルジョン樹脂をバインダー樹脂としたインクジェット用インク組成物については、印刷基材上のインク皮膜が、耐水性、耐薬品性等の物性に優れることから、多くの提案がなされている。
 金属等の低インク吸収性基材にも直接印刷可能なインクジェット用水性インクについて、例えば、特許文献1には、特定のエマルジョン樹脂と特定の化学構造の有機溶剤との組合せによって、耐水性や耐摩擦性に優れた水性顔料インク組成物が記載されている。
 また、特許文献2には、エマルジョン粒子の水和安定を阻害せず保湿性を有する水溶性溶剤によって、耐摩擦性、保存安定性、吐出安定性に優れた水性顔料インク組成物が提供できることが記載されている。
 また、特許文献3には、特定のエマルジョンと化学構造を有する有機溶剤との組合せによって、吐出安定性を維持しつつ、高い印刷生産性能を実現する、水性顔料インク組成物が記載されている。
 また、特許文献4には、プリントヘッドのノズルの目詰まり防止とインク皮膜の乾燥性とのバランスから、使用水性溶剤の沸点範囲を限定することによって、吐出安定性に優れ、低温乾燥による塗膜特性に優れた水性顔料インク組成物が記載されている。
 しかしながら、インクジェット用水性顔料インク組成物への要求は、近年ますます高くなってきており、かかる公知技術では、保存安定性、吐出安定性、低温乾燥性等の性能については改善の余地があった。特に非インク吸収性基材や低インク吸収性基材に画像を形成するために用いられるインクジェット用水性顔料インク組成物においては、尚更不十分であり更なる改善が求められていた。
特開2010-111741号公報 特開2012-251049号公報 特開2012-057043号公報 特開2014-177516号公報
 本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、上記問題点を解決するもので、保存安定性、吐出安定性、クリーニング特性、低温乾燥性等に優れ、高品位の画像を形成できるインクジェット用水性顔料インク組成物を提供することにある。
 本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、少なくとも、顔料、分散剤、エマルジョン樹脂、水及び水性有機溶剤を含むインクジェット用水性顔料インク組成物において、該エマルジョン樹脂の平均粒子径に関し規定し、更に、該エマルジョン樹脂の含有量を規定し、また、該水性有機溶剤として、少なくとも3-メトキシ-3-メチルブタノールとピロリドン系溶剤とを特定量含有させることで、前記問題点を解決し上記課題が解決されることを見出して、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、顔料、分散剤、エマルジョン樹脂、水及び水性有機溶剤を含むインクジェット用水性顔料インク組成物であって、
 該エマルジョン樹脂の平均粒子径が、該顔料の平均粒子径より小さく、かつ70nm以下であり、
 該エマルジョン樹脂の含有量が、該顔料の含有量以上であり、かつインクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、2質量%以上10質量%以下であり、
 該水性有機溶剤は、3-メトキシ-3-メチルブタノール(3-メチル-3-メトキシ-1-ブタノール)及びピロリドン系溶剤を、インクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、それぞれ2質量%以上18質量%以下の範囲で含有することを特徴とするインクジェット用水性顔料インク組成物を提供するものである。
 また、本発明は、上記インクジェット用水性顔料インク組成物をインクジェットヘッドから吐出し、吐出された液滴を基材に着弾させる吐出工程と、該基材に着弾したインクジェッ卜用水性顔料インク組成物を40℃以上80℃以下で加熱する加熱工程とを含むことを特徴とする画像形成方法を提供するものである。
 また、本発明は、上記のインクジェット用水性顔料インク組成物を用いて基材上に形成されたものであることを特徴とする画像形成物を提供するものである。
 本発明によれば、前記問題点や上記課題を解決し、経時での粘度や、各成分の分離・沈降・凝集等がなく、分散安定性に優れ、保存安定性に優れている。
 また、インクの再溶解性、連続吐出性、ヘッド目詰まり性等の吐出時の安定性にも優れている。
 特に低温乾燥下でも、非インク吸収性基材(非インク吸収性被記録媒体)又は低インク吸収性基材(低インク吸収性被記録媒体)に対しても、乾燥が速い等のために耐擦性に優れた高品質の印刷画像を実現できるインクジェット用水性顔料組成物を提供することができる。
 すなわち、低温乾燥下でも、非インク吸収性基材又は低インク吸収性基材に対しても、良好な塗膜特性(耐擦性、耐水性、柔軟性、延伸性等)を有する画像を実現できるインクジェット用水性顔料組成物を提供することができる。
 本発明は、水性有機溶剤として、少なくとも3-メトキシ-3-メチルブタノールとピロリドン系溶剤の、それぞれを及び合計で、特定量含有することによって、更にはエマルジョン樹脂の平均粒子径及び含有量に関する特定の要件と組み合わせることによって、「水性有機溶剤に関する規定」と「平均粒径に関する規定」とが相乗的に作用して上記性能に優れるインクジェット用水性顔料組成物を提供することができる。
 本発明のインクジェット用水性顔料組成物は、溶剤(分散媒)として水及び水性有機溶剤を含有するが、特に該水性有機溶剤として、少なくとも3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を特定量含有している。
 3-メトキシ-3-メチルブタノールを含有することによって、エマルジョン樹脂の再溶解性が向上し、その結果、インクを吸引するクリーニング時にノズルに付着したエマルジョン樹脂を再溶解し易くなり(クリーニング特性が向上し)、またインクの吐出時には吐出安定性が向上する。
 また、3-メトキシ-3-メチルブタノールを特定量含有することによって、画像形成後のインクの乾燥速度が著しく向上し、低温乾燥性が向上し、その結果、未乾燥による画像すれ等の低画質化がなく(耐擦性に優れ)、金属、ガラス、ポリエチレンテレフタレート等の非インク吸収性基材や、塩化ビニル等の低インク吸収性基材上に吐出して画像形成しても乾燥が速く低温乾燥性が良好であり、高品質の画像を実現できる。
 3-メトキシ-3-メチルブタノールは、特異的に水と共に蒸発し易く(共沸し易く)、そのため3-メトキシ-3-メチルブタノールと水とがほぼ同時に基材上からなくなり易いために、上記基材上であっても乾燥性や耐擦性が向上する。
 低温乾燥性を低吸収性基材上や非インク吸収性基材上で実現するには、吐出安定性とは逆に、基材上に着弾したインク液滴が迅速に揮発成分を蒸発させ、時間差で着弾する液滴とのドット融着を防ぎ、高品質の画像を形成することが重要となる。
 このため、3-メトキシ-3-メチルブタノールは、比較的低温で水と一定比率で蒸発する特性を有しているため、本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物は、外部エネルギー供給が少ない中でも、低吸収性基材上や非インク吸収性基材上での良好なインク皮膜形成が可能となる。
 更に、特定含有量の「2-ピロリドン等のピロリドン系溶剤」を含有しているため、クリーニング特性や吐出安定性の向上と、前記した低温乾燥性・高乾燥速度との両立が可能となり、非インク吸収性基材や低インク吸収性基材上に吐出しても、高品質の画像を得ることができる。
 吐出安定性が良好であるためには、インクジェット用水性顔料インク組成物の保存安定性が良好であることが前提で、そこに更に、プリンターヘッドのノズル部でのエマルジョン樹脂粒子の乾燥皮膜化を防ぐため、インクの再分散・再溶解性が良好であることが必要である。インク中の水分が大部分蒸発しても、インクの再分散・再溶解性を維持するために、3-メトキシ-3-メチルブタノール及び/又はピロリドン系溶剤は、各々が及び両者が相乗的に極めて有効である。
 更には、「保湿性を確保するため等に配合する(例えば沸点200℃以上の高沸点の)他の水性有機溶剤」(以下、単に「他の溶剤」と略記する)の含有による画像形成後のインクの乾燥速度の低下を防ぐことができる。
 一般に、1,2-へキサンジオール等の「他の溶剤」が保湿性を確保するあまり水を抱え込むかのように水の蒸発速度を低下させるところ、3-メトキシ-3-メチルブタノールは水と共沸し易く、水が蒸発すると共に3-メトキシ-3-メチルブタノールも蒸発して、(1,2-ヘキサンジオール等の高沸点の「他の溶剤」が含有されていても)画像形成後のインクの基材上での乾燥速度(例えば溶剤の全ての成分が実質的に蒸発するまでの時間)が良好なまま維持できる。
 上記効果を奏する結果から、及び、1,2-ヘキサンジオール等の高沸点の「他の溶剤」の含有量を減らせることもあり、非インク吸収性基材や低インク吸収性基材上に吐出して画像形成した場合でも、乾燥性・耐擦性等に優れ、高品質の画像を実現できる。
 また、エマルジョン樹脂の平均粒子径が、顔料の平均粒子径より小さく、かつ70nm以下であるため、顔料の周囲に存在する分散剤の周りに、更に平均粒子径の小さいエマルジョン樹脂が均一に取り囲み、全体として1個の粒子のように振る舞うため、インクの保存安定性が良好となる。
 例えば、「分散剤が表面に存在する顔料」の表面が「+」側になっている場合、平均粒子径の小さい「-」表面のエマルジョン樹脂が、それをびっしりと均一に取り囲み、全体として表面が「-」の粒子となるので、「-」荷電による反発と立体障害により、インクの経時での保存安定性や、容器内及びノズル内での分散安定性等が良好となる。
 言い換えれば、本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物は、エマルジョン樹脂粒子と顔料粒子という2種類の粒子を含む。この2種類の粒子を別々の分散状態にするのではなく、「顔料の表面を被覆する分散剤の電荷」を、「エマルジョン樹脂粒子の電荷」とは、逆の電荷とし、結果として顔料の周囲を平均粒子径が70nm以下の細かいエマルジョン樹脂粒子が取り囲む配置で、溶剤中に安定分散させることで、本発明のインクの長期保存安定性を得ることができる。
 3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を特定量含有する水性有機溶剤(特に、3-メトキシ-3-メチルブタノール)は、インクの保存中やノズル近傍において、上記「粒子」の構造を壊さないために、インクの保存安定性と吐出安定性とを良好に維持する。すなわち、本発明の特定のエマルジョン樹脂の要件と、本発明の特定の水性有機溶剤の要件とは、上記のような相乗効果を奏する。
本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物を吐出するインクジェットプリンターを示すブロック図である。
 以下、本発明について説明するが、本発明は、以下の具体的形態に限定されるものではなく、技術的思想の範囲内で任意に変形することができる。
 本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物は、顔料、分散剤、エマルジョン樹脂、水及び水性有機溶剤を含むインクジェット用水性顔料インク組成物であって、
 該エマルジョン樹脂の平均粒子径が、該顔料の平均粒子径より小さく、かつ70nm以下であり、
 該エマルジョン樹脂の含有量が、該顔料の含有量以上であり、かつインクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、2質量%以上10質量%以下であり、
 該水性有機溶剤は、3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を、インクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、それぞれ2質量%以上18質量%以下の範囲で含有することを特徴とする。
 本発明においては、「インクジェット用水性顔料インク組成物」を単に「インク」と略記することがある。
 また、本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物に含有される「水及び水性有機溶剤」を単に「溶剤」と略記することがある。なお、顔料、エマルジョン樹脂等、溶解しておらず分散しているものも存在するが、インクに含有される「水及び水性有機溶剤」を単に「溶剤」と略記する。
 本発明のインクは、少なくとも、顔料、分散剤、エマルジョン樹脂、水及び水性有機溶剤を含む。
(顔料)
 本発明において使用される顔料の種類は、特に限定はなく公知の無機顔料や有機顔料を使用できる。また、色も限定はなく、色の三原色であるシアン、マゼンタ又はイエロー;ブラック;等の他、その他の色の顔料も使用可能である。顔料は、同系統色の間で及び/又は異系統色の間で、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記無機顔料としては、限定はないが、例えば、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化ケイ素等の酸化物;硫化鉄、硫化コバルト等の硫化物;炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の金属塩;水酸化アルミニウム等の水酸化物;金属;コバルトブルー、群青、マイカ、コバルトグリーン、マンガンバイオレット、紺青、クレー等が挙げられる。
 前記有機顔料としては、限定はないが、例えば、アゾ顔料、アゾメチン顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、アニリンブラック等が挙げられる。これらの中で、プロセス色用又は中間色用としては、アゾ顔料、多環式顔料等が好ましい。
 このうち、前記アゾ顔料としては、限定はないが、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等が挙げられる。
 前記多環式顔料としては、限定はないが、例えば、キナクリドン顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、アントラキノン顔料、ジオキサジン顔料、イソインドリン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、ベンツイミダゾロン顔料、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロール顔料等が挙げられる。
 このような顔料をカラーインデックス番号で示すと、
 ピグメントイエロー12,13,14,17,20,24,74,83,86,93,94,95,98,109,110,117,120,125,128,137,138,139,147,148,150,151,154,155,168,180,181,185,213;
 ピグメントレッド48,53,57,97,112,122,123,168,176,177,184,188,202,206,209,242,254,255;
 ピグメントバイオレット19,23,29,30,37、ピグメントブルー15:1,15:3,15:4,15:6,60、ピグメントオレンジ36,43,51,55,59,61,71,74;
 ピグメントグリーン7,36、ピグメントブラック7;
等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし2種以上を併用してもよい。
 ブラック色顔料としては、限定はないが、カーボンブラックが用いられる。カーボンブラックとしては、中性、酸性、塩基性等の各種タイプを使用することができる。
 具体的には、例えば、キャボット社製の「リーガル」、「モナーク」等;コロンビア社製の「ラーベン」等;デグッサ・ヒュルス社製の「ブリンテックス」、「スペシャルブラック」等;三菱化学株式会社製の「HCF」、「MCF」、「RCF」、「RFF」、「SCF」等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし2種以上を併用してもよい。
 顔料の平均粒子径は、後述するエマルジョン樹脂の平均粒子径より大きければ特に限定はないが、20nm以上500nm以下が好ましく、40nm以上300nm以下がより好ましく、70nm以上150nm以下が特に好ましい。
 平均粒子径の下限が上記以上であると、顔料の凝集が抑制される;顔料の安定分散のために、エマルジョン樹脂の平均粒子径を顔料の平均粒径より小さくさせ易い等の効果がある。また、インクジェット用水性顔料インク組成物として使用したときに、インク皮膜の光学濃度値を増加し易くできる。
 一方、平均粒子径の上限が上記以下であると、顔料の分散安定性が良くなる、色調や明度が良くなる等の効果がある。また、インクジェット用水性顔料インク組成物として使用したときに、吐出安定性が良くなる。
 本願において、上記「顔料の平均粒子径」は、後述する「エマルジョン樹脂の平均粒子径」との大小関係を直接比較できるような方法で測定される。
 本発明において、顔料の平均粒子径は、顔料分散体(ミルベース)を、1μmのフィルターでろ過した後、得られたろ液中の顔料粒子の平均粒子径(D50)の数値を意味する。具体的には、常法に従い動的光散乱法で測定したものであり、例えばスペクトリス株式会社の「ゼーターサイザー ナノS」で測定される平均粒子径である。
 顔料のインク全体に対する含有量は、特に限定はないが、0.5~8質量%が好ましく、2~5質量%がより好ましく、3~4質量%が特に好ましい。
 顔料の含有量が少な過ぎると、印刷物の濃度がうすくなる場合があり、一方、顔料の含有量が多過ぎると、粘度の調整が難しくなる、インク皮膜の光学濃度値が飽和し顔料が無駄になる等の場合がある。
(分散剤)
 本発明において、「分散剤」は顔料を分散させるために用いられる。水性有機溶剤中で顔料を分散させる際には、顔料自身に官能基を付与した自己分散性顔料を分散させる、顔料を樹脂で覆ったカプセル化顔料にして分散させる、高分子分散剤を使用して顔料を分散させる等の方法が用いられており、本発明においては、何れも使用可能である。
 このうち、自己分散性顔料は、分散の不安定化は起こり難いが、コストが高く、また、使用時にバインダー等を用いないと基材への定着性が劣る場合がある。
 また、カプセル化顔料は、顔料種によらず表面構造を等しくできるが、使用する樹脂量が非常に多く、また、カプセル化顔料自身を水性有機溶剤に分散させる技術が必要となる。
 それに対し、高分子分散剤を使用した系では、基材への定着性等の「分散性能以外の要求」を満たすための新規セグメントの導入も可能、樹脂量も必要最小限に調節することが可能、入手できる種類も多く汎用性がある等の点から、高分子分散剤を使用する方法(系)が好ましい。
 かかる高分子分散剤としては、限定はなく、公知のものが用いられ、また、公知の材料・方法で得られるものを用いることができる。
 また、市販品を用いることもでき、市販品としては、例えば、
DISPERBYK-180,184,185,187,190,191,193,194N,198,199,2010,2012,2015,2091,2096,BYKJET-9151,BYKJET-9170(以上商品名、ビック・ケミー株式会社製、BYKJETは登録商標);
 Efka PX-4550,4560,4585,4701(以上商品名、ウイルバー・エリス株式会社製);
 DA-703-50(商品名、楠本化成株式会社製);
 アロンA-6330(商品名、東亞合成株式会社製);
 TEGO Dispers 750W,755W(以上商品名、エボニック・テゴ・ケミー株式会社製、TEGOは登録商標);
 SOLSPERSE-41000,43000,44000,46000,47000(以上商品名、ルーブリゾール株式会社製、SOLSPERSEは登録商標);
等が挙げられる。
 これらは、1種を単独で使用してもよいし2種以上を併用しでもよい。
 分散剤のインク全体に対する含有量は、特に限定はないが、0.2~8質量%が好ましく、0.5~4質量%がより好ましく、0.8~2.5質量%が特に好ましい。分散剤の含有量が少な過ぎると、顔料の分散性や、インクの保存安定性、再溶解性、吐出安定性等が悪化する場合があり、一方、分散剤の含有量が多過ぎると、インク皮膜の耐水性、耐擦性、乾燥性が劣る場合や、分散剤が無駄になる等の場合がある。
(分散助剤)
 水性有機溶剤中で表面が疎水性の顔料を分散させ、十分な分散安定性を得るために、上記したように高分子分散剤が好ましい。しかし、高分子分散剤だけでは、十分な分散安定性が得られ難い場合もあり、顔料に親水基を導入した顔料誘導体(シナジスト)と上記高分子分散剤との併用で、より良い分散安定性が得られる場合があるので、その場合はシナジストの併用が好ましい。
 このようなシナジストの併用としては、
 Solseperse-5000,12000,22000(以上商品名、ルーブリゾール株式会社製);
 Synergist Yellow-8020,8404,9043,4827(以上商品名、株式会社分散材料研究所製);
 Synergist Red-3953,4327,4474,4858,4966,5507,5525,5909,6006,6547(以上商品名、株式会社分散材料研究所製);
 Synergist Blue-6831,7215,7438,7854,0785,0785A(以上商品名、株式会社分散材料研究所製);
 Synergist Violet-6965,7349,7572,7988(以上商品名、株式会社分散材料研究所製);
等が挙げられる。
 これらは、1種を単独で使用してもよいし2種以上を併用しでもよい。
(エマルジョン樹脂)
 本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物には、必須成分として、エマルジョン樹脂を含有する。本発明で「エマルジョン樹脂」とは、「分散液であるエマルジョン」中の固形成分である樹脂のことを言う。「エマルジョン樹脂の含有量」も、エマルジョン中の「樹脂(固形分)」(換算)の含有量を意味する。
 該エマルジョン樹脂の種類は、特に限定はないが、具体的には、例えば、(メタ)アクリル系、スチレン・(メタ)アクリル系、酢酸ビニル系、塩化ビニル系、オレフィン系、ポリアミド系、ウレタン系等のエマルジョン樹脂が挙げられる。
 このうち、本発明のインクに、より好ましいエマルジョン樹脂は、印刷皮膜の柔軟性・延伸性に優れる等の点から、ウレタン系、(メタ)アクリル系又は塩化ビニル系のエマルジョン樹脂であり、特に好ましいエマルジョン樹脂は、印刷皮膜の柔軟性・延伸性に特に優れている点から、塩化ビニル系エマルジョン樹脂である。
 エマルジョン樹脂は、「エマルジョン」状態で市販されているものも、本発明において好適に使用できるものがある。
 良好な保存安定性を示し、優れた延伸性を示す市販の「エマルジョン樹脂を含有するエマルジョン」としては、具体的には、例えば、ビニブラン700,701,711,985(以上商品名、日信化学工業株式会社製、ビニブランは登録商標);アクリットWAN-6000(商品名、大成ファインケミカル株式会社製、アクリットは登録商標)等が挙げられる。
 本発明のインクに用いられるエマルジョン樹脂の平均粒子径は、70nm以下であり、かつ前記した顔料の平均粒子径より小さければ、特に限定はないが、60nm以下が好ましく、10nm以上50nm以下がより好ましく、20nm以上40nm以下が特に好ましい。
 本発明において、「エマルジョン樹脂の平均粒子径」は、大塚電子株式会社製の濃厚系粒子アナライザーFPAR-1000(FPARは登録商標)を用いて、動的光散乱法により測定され、キュムラント平均粒子径として定義される。
 平均粒子径の下限が上記以上であると、エマルジョン樹脂粒子同士の凝集が抑制される、粘度の安定性が得られ易い等の効果がある。また、インクジェット用水性顔料インク組成物を調製するときに各成分の配合順の影響をあまり受けない性質となる。
 一方、平均粒子径の上限が上記以下であると、顔料の平均粒子径より小さく設定し易くなり、前記した理由により顔料をより安定的に分散させることができる;顔料の分散性安定性が良くなる;インク皮膜の均一性が得られ易く高光沢になる等の優れた効果を奏する。
 インク中の顔料の保存安定性を向上させるため、顔料粒子の周囲を、表面電荷を有するエマルジョン樹脂の粒子が取り囲む配置を形成し易くするため、エマルジョン樹脂の平均粒子径は、上記上限以下であることが、配置の立体障害がなく、また同極性の電荷同士による斥力が働くため有利である。なお、インク中の顔料粒子間のゼータ電位(ζ電位)測定結果もエマルジョン樹脂粒子が顔料粒子を囲む態様の存在を支持している。
 平均粒子径の上限が上記以下であると、上記理由等により、顔料の周囲に存在する分散剤の周りに更に平均粒子径の小さいエマルジョン樹脂が均一に取り囲み、全体として1個の粒子のように振る舞い、インクの保存安定性が良好となる。
 限定されるわけではないが、顔料の周囲に、それより平均粒子径の小さいエマルジョン樹脂が均一に取り囲むと、顔料粒子とエマルジョン樹脂粒子とが単独で存在すると2個のゼータ電位(ζ電位)が生じるところ、一体化して1個のゼータ電位(ζ電位)を示すようになるため、1個のゼータ電位(ζ電位)を示す形態が本発明において好ましい。
 また、「分散剤が表面に存在する顔料」が例えば「+」表面になっている場合、「-」表面のエマルジョン樹脂で均一に取り囲み、全体として「-」表面の粒子とし易くなるので、荷電による反発と立体障害により、インクの保存安定性や、ノズル内での分散安定性等が良好となる。
 前記効果を発揮させるため、エマルジョン樹脂の平均粒子径は、70nm以下が必須であり、エマルジョン樹脂の平均粒子径の上限は上記以下であることが望ましい。
 また、エマルジョン樹脂の平均粒子径は、顔料の平均粒子径より小さいことが必須である。
 平均粒子径比=エマルジョン樹脂の平均粒子径[nm]/顔料の平均粒子径[nm]で定義される平均粒子径比は、前記効果を発揮させるために、0.05~0.8が好ましく、0.1~0.6がより好ましく、0.15~0.4が特に好ましい。
 上記平均粒子径比が大き過ぎると、顔料粒子の周囲をエマルジョン樹脂の粒子が取り囲む配置を形成し難くなり、インクの保存安定性や、ノズル内での分散安定性等が不良になる場合がある。一方、上記平均粒子径比が小さ過ぎると、エマルジョン樹脂粒子が小さくなり過ぎてエマルジョン樹脂粒子同士が凝集する場合があり、エマルジョン樹脂粒子の合成が難しかったり経済的でなかったりする場合等がある。
 エマルジョン樹脂の含有量は、インクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、2質量%以上10質量%以下が必須であり、3質量%以上9質量%以下の範囲が好ましく、4質量%以上8質量%以下の範囲がより好ましく、5質量%以上7質量%以下の範囲が特に好ましい。
 エマルジョン樹脂の含有量が上記下限以上であると、本発明の前記効果を発揮し、インクの保存安定性、基材上のインク皮膜の耐擦性、耐水性、光沢等が良好となる。
 一方、エマルジョン樹脂の含有量が上記上限以下であると、着弾したインクの乾燥性が大きくなり過ぎず、吐出安定性に優れる。
 本発明においては、インク全体に対するエマルジョン樹脂の含有量が顔料の含有量以上であることが必須である。
[含有比]=[エマルジョン樹脂の含有量(質量%)]/[顔料の含有量(質量%)]で定義される含有比は、前記効果を発揮させるために、1以上が必須であるが、1.0~2.6が好ましく、1.2~2.3がより好ましく、1.4~2が特に好ましい。
 上記含有比が小さ過ぎると、エマルジョン樹脂が少な過ぎて、該粒子が顔料の周囲を完全に覆い難くなる場合があり、顔料粒子の分散性が悪くなり、インクの保存安定性、吐出安定性、インク皮膜の耐水性、耐擦性、延伸性等が劣化する場合がある。
 一方、上記含有比が大き過ぎると、インク皮膜の光学濃度値の低下、乾燥性の速過ぎ、吐出安定性が劣化する等の場合がある。
 エマルジョン樹脂粒子が顔料の周囲を完全に覆う配置をとった状態で、そこに更に、水性有機溶剤として、3-メトキシ-3-メチルブタノールやピロリドン系溶剤を組み合わせると、前記本発明の効果が相乗的に奏される。これは、3-メトキシ-3-メチルブタノールが、エマルジョン樹脂粒子の水和配置の安定性を壊さないような分子構造の水性有機溶剤であるからだと考えられる。
(水性有機溶剤)
 本発明において、インクは溶剤として水及び水性有機溶剤を含有する。水性有機溶剤を含有することによって、インクの粘度、インクの着弾後の乾燥性、MFT(最低造膜温度)の制御、再溶解性の向上等が得られる。
 水性有機溶剤として、3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を必須成分として含有する。
〈3-メトキシ-3-メチルブタノール〉
 水性有機溶剤として、3-メトキシ-3-メチルブタノールを含有することによって、エマルジョン樹脂の再溶解性が向上してクリーニング特性が向上し、インクの吐出時には吐出安定性が向上する。
 また、インク着弾後の乾燥速度が著しく向上し、低温乾燥性が向上して耐擦性に優れるようになり、非インク吸収性基林や低インク吸収性基材上に吐出して画像形成しても乾燥が速く、低温乾燥性が良好であり高品質の画像を実現できる。
 低吸収性基材上や非インク吸収性基材上で高品質の画像を得るには、インク液滴の迅速な揮発を実現させ、時間差で着弾する液滴とのドット融着を防ぐ必要がある。これらの性質は、吐出安定性とは裏腹の関係にあるが、3-メトキシ-3-メチルブタノールは、水と完全に相溶し、比較的低温で水と一定比率で蒸発する特性を有しているため、3-メトキシ-3-メチルブタノールと水とがほぼ同時に基材上からなくなり易く(なくなる溶剤組成にし易く)、そのため、再溶解性と吐出安定性を維持しながら、上記基材上であっても乾燥性や耐擦性が向上する。
 3-メトキシ-3-メチルブタノールの含有量は、インク全体に対して、2質量%以上
18質量%以下の範囲で含有することが必須である。
 好ましくは、3質量%以上15質量%以下、より好ましくは、4質量%以上12質量%以下、特に好ましくは、5質量%以上9質量%以下である。
 3-メトキシ-3-メチルブタノールが上記範囲の含有量であると、前記した3-メトキシ-3-メチルブタノール含有の効果を奏し易く、裏腹の物性の両立が達成され易い。特に、下限が上記以上であると、ノズルから吐出して基材上に着弾したインクの乾燥性に優れ、耐擦性、耐水性等が優れる。上限が上記以下であると、乾燥が速過ぎず、ノズルで目詰まりが発生し難い。
〈ピロリドン系溶剤〉
 本発明のインクは、水性有機溶剤として、3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を必須成分として含有するが、そのうち、ピロリドン系溶剤を含有することによって、前記した本発明の効果を発揮する。ピロリドン系溶剤は、特に強極性有機溶剤特有の基材への密着増加効果、MFT低下効果等を有しており、非インク吸収性基材や低インク吸収性基材上に吐出しても高品質の画像を得ることができる。
 そのため、特に、3-メトキシ-3-メチルブタノールと併用することによって、インクの再溶解性、吐出安定性、乾燥性、基材への密着性に関しバランスの良い配合処方を見出し得る点等で相乗効果を発揮する。
 ピロリドン系溶剤としては、具体的には、例えば、2-ピロリドン、N-メチルピロリドン、N-エチル-ピロリドン等が好ましく、中でも、2-ピロリドンが、安全性の点、環境負荷が少ない点等から特に好ましい。
 ピロリドン系溶剤の含有量は、インク全体に対して、2質量%以上18質量%以下の範囲で含有することが必須である。
 好ましくは、3質量%以上15質量%以下、より好ましくは、4質量%以上12質量%以下、特に好ましくは、5質量%以上9質量%以下である。
 ピロリドン系溶剤が上記範囲の含有量であると、前記したピロリドン系溶剤含有の効果を奏し易く、特に下限が上記以上であると、ノズルから吐出し基材上に着弾したインクの密着が優れ、耐擦性、耐水性等が向上する。また、インクの再溶解性が優れ、その結果、ノズルで目詰まりが発生し難くなる。一方、上限が上記以下であると、インクの保存安定性が優れる。
〈3-メトキシ-3-メチルブタノールとピロリドン系溶剤との合計〉
 本発明のインクは、3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を、インクに対して、合計で4質量%以上25質量%以下の範囲で含有することが好ましい。合計量は、より好ましくは、5質量%以上22質量%以下の範囲であり、特に好ましくは、7質量%以上18質量%以下の範囲である。合計量の上記範囲であると、3-メトキシ-3-メチルブタノールとピロリドン系溶剤のそれぞれの項で記載した効果を発揮する。
〈1,2-アルカンジオール〉
 本発明のインクは、水性有機溶剤として、更に、前記以外の他の溶剤も含有させることができる。
 中でも、1,2-アルカンジオールを含有することが好ましく、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール又は1,2-ヘキサンジオールを含有することがより好ましく、1,2-へキサンジオールを含有することが特に好ましい。
 1,2-アルカンジオールを含有すると、保湿性、ヘッド目詰まり性、基材への浸透性等が向上し、ベタ部濃淡ムラ低減に効果を奏する。
 1,2-アルカンジオール等の高沸点の「他の溶剤」は、一般に水の蒸発速度を低下させるが、3-メトキシ-3-メチルブタノールが水と共沸し易いため、かかる問題点を解消できる。すなわち、1,2-アルカンジオール等の高沸点の「他の溶剤」が含有されていても、3-メトキシ-3-メチルブタノールが含有されていると、インク着弾後の溶剤が蒸発するまでの時間を短縮できる。その結果、相乗効果を発揮し、非インク吸収性基材や低インク吸収性基材上に吐出して画像形成した場合でも、乾燥性・耐擦性等に優れ、高品質の画像を実現できる。
 1,2-アルカンジオールの含有量は、特に限定はないが、インク全体に対して、3~12質量%が好ましく、5~10質量%が特に好ましい。
(水)
 本発明のインクは水を含有する。
 インク全体に対する水の含有量は、限定はないが、60~80質量%が好ましく、65~75質量%が特に好ましい。
(その他の成分)
 本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物には、必要に応じて、消泡剤、表面張力調整剤、増粘剤、pH調整剤、防腐剤等のインクに含有することが知られている公知の成分を更に含有させてもよい。
(インクの製造方法)
 本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物の製造方法は、特に限定されないが、プレミックス後、ペイントシェーカー、サンドミル分散機等によって、水、水性有機溶剤及び分散剤の混合液中に顔料を分散し、得られた顔料分散液を、水、本発明における水性有機溶剤、エマルジョン樹脂等と混合して製造することが好ましい。その後、フィルター等を用いて、粗大粒子を除去し、必要に応じて脱気することにより製造することが好ましい。
(画像形成方法)
 本発明のインクジェット用水性顔料インク組成物は、ノズルから吐出させて基材に着弾させて画像を形成するために用いられる。該画像形成方法(基材の種類、着弾したインクの乾燥方法等)は特に限定はないが以下に示す方法が好ましい。
 基材の種類は特に限定されないが、前記した3-メトキシ-3-メチルブタノールとピロリドン系溶剤との(相乗)効果を得るために、該基材は、金属、ガラス、ポリエチレンテレフタレート等の非インク吸収性基材や、塩化ビニル等の低インク吸収性基材であることが好ましい。
 本発明のインクを使用した画像形成方法については、前記のインクジェット用水性顔料インク組成物をインクジェットヘッドから吐出し、吐出された液滴を基材に着弾させる吐出工程と、該基材に着弾したインクジェット用水性顔料インク組成物を40℃以上80℃以下で加熱する加熱工程とを含むことを特徴とする画像形成方法が好ましい。
 吐出は公知のインクジェットプリンター等が好適に使用できる。インクジェットプリンターの構成については、後述する。
 上記加熱工程の加熱温度は、50℃以上70℃以下がより好ましく、55℃以上60℃以下が特に好ましい。
 上記温度範囲で加熱することによって、耐擦性、耐水性等が向上し、ベタ部濃淡ムラの発生を抑えた高品質の印刷画像を形成できる。
 また、基材として、前記非インク吸収性基材や前記低インク吸収性基材を用いたときに、更に上記画像形成方法は、上記効果を発揮するために好ましい。
(画像形成物)
 本発明は、前記インクを用いて基材上に形成されたものであることを特徴とする画像形成物である。
 ここで、基材は前記したもの等が挙げられる。該画像形成物は、耐擦性、耐水性、延伸性、柔軟性、ベタ部濃淡ムラ等に優れている。
 以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
 また、以下の記載において、「部」とは質量部を、「%」とは質量%を示す。
 また、「エマルジョン樹脂分散体」とは、エマルジョン樹脂を含有する水溶液(分散液)のことを意味する。
 また、印刷される対象(メディア)である「基材」を、「被記録媒体」と表現することがある。
実施例1
〈顔料分散体の調製〉
 先ず、下記の材料を下記の割合で秤量し、ビーズミルテスト分散機を用いて、直径0.3mmのジルコニアビーズを分散メディアとして、80分間分散して、顔料分散体Aを得た。
 顔料分散体A中の顔料の平均粒子径は、140nmであった。
(1)顔料(BASFジャパン株式会社製、商品名「Heliogen Blue D7088」、Heliogenは登録商標、平均粒子径140nm)
   :20.0部
(2)分散剤(ビック・ケミージャパン株式会社製、商品名「BYKJET-9170」、BYKJETは登録商標)
   :10.0部
(3)水性有機溶剤3-メトキシ-3-メチルブタノール
   :10.0部
(4)消泡剤(日信化学工業株式会社製、商品名「サーフィノール104E」、サーフィノールは登録商標)
   :0.3部
(5)イオン交換水
   :59.7部
〈インクジェット用水性顔料インク組成物の調製〉
 次に、上記で得た顔料分散体Aと下記の材料とを下記の割合で混合・攪拌し、実施例1のインクジェット用水性顔料インク組成物を得た。
(1)顔料分散体A(顔料濃度:20.0%)
   :18.0部
(2)エマルジョン樹脂分散体:塩化ビニル系エマルジョン樹脂(日信化学工業株式会社製、製品名「ビニブラン701」、ビニブランは登録商標、固形分30%、平均粒子径30nm)
   :20.0部
(3)水性有機溶剤1:3-メトキシ-3-メチルブタノール
   :4.0部
(4)水性有機溶剤2:2-ピロリドン
   :5.0部
(5)水性有機溶剤3:EVONIK社製、1,2-へキサンジオール等
   :7.0部
(6)各種添加剤(消泡剤、表面張力調整剤等)
   :0.5部
(7)イオン交換水
   :45.5部
実施例2
 エマルジョン樹脂分散体を、商品名「ビニブラン711」(日信化学工業株式会社製)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
 「ビニブラン711」は、塩化ビニル系エマルジョン樹脂であり、固形分は30%、平均粒子径は70nmである。
実施例3
 エマルジョン樹脂分散体を、「ビニブラン701」20.0部から、「アクリットWAN-6000」(大成ファインケミカル株式会社製、アクリットは登録商標)15.7部に変更して、イオン交換水の配合量を49.8部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
 「アクリットWAN-6000」は、アクリル系エマルジョン樹脂であり、固形分は38.3%であり、平均粒子径は30nmである。
実施例4
 インクジェット用水性顔料インク調製の際の「水性有機溶剤1」である3-メトキシ-3-メチルブグノールの配合量を4.0部から2.0部に変更し、「水性有機溶剤2」である2-ピロリドンの配合量を5.0部から2.0部に変更し、イオン交換水の配合量45.5部から50.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
実施例5
 「水性有機溶剤2」である2-ピロリドンの配合量を5.0部から15.0部に変更し、イオン交換水の配合量を35.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例5のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
実施例6
 インクジェット用水性顔料インク調製の際の「水性有機溶剤1」である3-メトキシ-3-メチルブタノールの配合量を4.0部から15.0部に変更し、イオン交換水の配合量を34.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例6のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
実施例7
 インクジェット用水性顔料インク調製の際の「水性有機溶剤1」である3-メトキシ-3-メチルブタノールの配合量を4.0部から10.0部に変更し、「水性有機溶剤2」である2-ピロリドンの配合量を5.0部から10.0部に変更し、イオン交換水の配合量を34.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例7のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
実施例8
 エマルジョン樹脂分散体である「ビニブラン701」の配合量を20.0部から13.3部に変更し、イオン交換水の配合を52.2部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例8のインクジェッ卜用水性顔料インク組成物を作製した。
実施例9
 エマルジョン樹脂分散体である「ビニブラン701」の配合量を20.0部から30.0部に変更し、イオン交換水の配合を35.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例9のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。本実施例9では、エマルジョン樹脂の含有量は、9.0部であった。
実施例10
 インクジェット用水性顔料インク調製の際の「水性有機溶剤1」である3-メトキシ-3-メチルブタノールの配合量を4.0部から0.7部に変更し、イオン交換水の配合量を48.8部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例10のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
比較例1
 エマルジョン樹脂分散体を、「ビニブラン701」20.0部から、商品名「ビニブラン603」(日信化学工業株式会社製)12.0部に変更し、イオン交換水の配合量を53.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。「ビニブラン603」は、塩化ビニル/酢酸ビニル系エマルジョン樹脂であり、固形分は50%であり、平均粒子径は150nmである。
比較例2
 エマルジョン樹脂分散体を、「ビニブラン701」20.0部から、商品名「ポリゾールAP6730」(昭和電工株式会社製、ポリゾールは登録商標)20.0部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
 「ポリゾールAP6730」は、スチレン/アクリル系エマルジョン樹脂であり、固形分は30%であり、平均粒子径は100nmである。
比較例3
 上記、実施例1の〈インクジェット用水性顔料インク組成物の調製〉で示した処方の中で、
(3)水性有機溶剤1:3-メトキシ-3-メチルブタノール
   :配合せず
(4)水性有機溶剤2:2-ピロリドン
   :配合せず
(5)水性有機溶剤3:EVONIK社製、1,2-へキサンジオール等
   :16.0部
と変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例3のインクジェット用水性顔料インク
組成物を作製した。
比較例4
 上記、実施例1の〈インクジェット用水性顔料インク組成物の調製〉で示した処方の中で、
(3)水性有機溶剤1:3-メトキシ-3-メチルブタノール
   :配合せず
(4)水性有機溶剤2:2-ピロリドン
   :5.0部(実施例1と変更なし)
(5)水性有機溶剤3:EVONIK社製、1,2-へキサンジオール等
   :11.0部
と変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例4のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
比較例5
 上記、実施例1の〈インクジェット用水性顔料インク組成物の調製〉で示した処方の中で、
(3)水性有機溶剤1:3-メトキシ-3-メチルブタノール
   :4.0部(実施例1と変更なし)
(4)水性有機溶剤2:2-ピロリドン
   :配合せず
(5)水性有機溶剤3:EVONIK社製、1,2-ヘキサンジオール等
   :12.0部
と変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例5のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
比較例6
 上記、実施例1の〈インクジェット用水性顔料インク組成物の調製〉で示した処方の中で、
(3)水性有機溶剤1:3-メトキシ-3-メチルブタノール
   :4.0部(実施例1と変更なし)
(4)水性有機溶剤2:2-ピロリドン
   :20.0部
(5)水性有機溶剤3:EVONIK社製、1,2-ヘキサンジオール等
   :7.0部(実施例1と変更なし)
と変更し、イオン交換水の配合量を30.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例6のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
比較例7
 上記、実施例1の〈インクジェット用水性顔料インク組成物の調製〉で示した処方の中で、
(3)水性有機溶剤1:3-メトキシ-3-メチルブタノール
   :20.0部
(4)水性有機溶剤2:2-ピロリドン
   :5.0部(実施例1と変更なし)
(5)水性有機溶剤3:EVONIK社製、1,2-へキサンジオール等
   :7.0部(実施例1と変更なし)
と変更し、イオン交換水の配合量を29.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例7のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
比較例8
 エマルジョン樹脂分散体であるビニブラン701の配合量を20.0部から35.0部に変更し、イオン交換水の配合量を30.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例8のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
 本比較例8では、エマルジョン樹脂の含有量は、10.5部であった。
比較例9
 エマルジョン樹脂分散体であるビニブラン701の配合量を20.0部から6.0部に変更し、イオン交換水の配合量を74.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例9のインクジェット用水性顔料インク組成物を作製した。
 本比較例9では、エマルジョン樹脂の含有量は、1.8部であった。
 上記実施例1乃至10の成分組成を以下の表1、比較例1乃至9の成分組成を以下の表2に示す。表中の数値は、インク組成物調製に使用した顔料分散体中の各成分の含有量も加えた、インク組成物全体に対する各成分の最終的な含有量(質量%)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
 評価方法及び判定基準を以下に示す。
〈エマルジョン樹脂の粒子径〉
 大塚電子株式会社製の濃厚系粒子アナライザーFPAR-1000を用いて、動的光散乱法により、キュムラント平均粒子径を測定した。
〈エマルジョン樹脂の固形分〉
 エマルジョン樹脂分散体を150℃で2時間乾燥させて重量測定し「固形分」とした。
〈保存安定性の評価方法〉
 各インクを、各々サンプルビン内に密封して45℃環境下に3ヶ月放置した。
 放置後のインクの粘度変化、及び、インク成分の分離・沈降・凝集状態を観察することにより、インクの保存安定性を評価した。
〈〈保存安定性の中の「粘度変化」の判定基準〉〉
A:調製直後の粘度と比較して、変化率が±5%未満
B:調製直後の粘度と比較して、変化率が±5%以上、±10%未満
C:調製直後の粘度と比較して、変化率が±10%以上、±20%未満
D:調製直後の粘度と比較して、変化率が±20%以上
〈〈保存安定性の中の「インク成分の分離・沈降・凝集」の判定基準〉〉
A:インク成分の分離、沈降、凝集の、何れもが見られない
B:インク成分の分離、沈降、凝集のうち、何れかが僅かに見られる
C:インク成分の分離、沈降、凝集のうち、何れかが明確に見られる
D:インク成分の分離、沈降、凝集の、何れもが著しく見られる
〈再溶解性の評価方法〉
 アルミ板上に、バーコーター#3にて、各色インクを塗布し、室温にて1ヶ月放置した。
 放置後の塗布板上に同色インクを1滴落とし(円形に広がる)、3分後に紙製ウェス(キムワイプ(登録商標)使用)を1/8に折りたたんだ面で、インク滴の真上から軽く指で押さえた。この操作を紙製ウェスの新しい面で3回行い、インクを吸い取った塗布面を観察した。
〈〈再溶解性の判定基準〉〉
A:塗布面のインク成分が円形に溶解して、紙製ウェスに吸い取られ、アルミ板表面が円形状に露出する
B:塗布面のインク成分が円形に一部溶解して、紙製ウェスに吸い取られるが、アルミ板表面に残渣が残る
C:塗布面のインク成分が円形に膨潤するが殆ど溶解せず、紙製ウェスに殆ど吸い取られない
D:塗布面のインク成分が円形に膨潤も溶解もせず(変化せず)、紙製ウェスに吸い取られずインク滴の跡が残らない
〈吐出安定性の評価〉
〈〈連続吐出性の評価方法〉〉
 インクジェット記録方式のプリンターとしてインクジェットプリンターVJ-1304(商品名、武藤工業株式会社製)にインクを充填して、被記録媒体VJ-MF-3G(商品名、武藤工業株式会社純正被記録媒体)に塗り潰しパターンを印刷した前後のノズルチェックパターンを比較し、塗り潰しパターン印刷後のノズルチェックパターンに、新たな欠損があれば不良、なければ良好とした。
 印刷パターンは、Bk、Cy、Ma、Ye各色100%のdutyであり、横720dpi、縦720dpiの2passで印刷する場合は、プラテンヒーターを設定せず、横1440dpi、縦1440dpiの16passで印刷する場合は、プラテンヒーターを50℃に設定した。
〈〈連続吐出性の判定基準〉〉
A:塗潰しパターン印刷後に、各色のノズルチェックパターンの欠損が発生しない
B:塗潰しパターン印刷後に、各色のノズルチェックパターンに1~4ヶ所の欠損が発生する
C:塗潰しパターン印刷後に、各色のノズルチェックパターンに5~9ヶ所の欠損が発生する
D:塗潰しパターン印刷後に、各色のノズルチェックパターンに10ヶ所以上の欠損が発生する
〈〈ヘッド目詰まり性の評価方法〉〉
 インクジェット記録方式のプリンターとしてインクジェットプリンターVJ-1304(商品名、武藤工業株式会社製)にインクを充填して、ノズル目詰まりのない状態にした後、ノズルチェックパターンを印刷し、プリントヘッドのキャップを装着した状態で電源を落とし、そのまま1週間室温で放置した。
 1週間経過後に再度ノズルチェックパターンを印刷し、1週間室温放置前後のノズルチェックパターンを比較し、1週間経過後のパターンに欠損がないか、又は、クリーニング動作後に正常に吐出するか否かを観察した。
〈〈ヘッド目詰まり性の判定基準〉〉
A:1週間室温放置後に、ノズルチェックパターンの欠損がないか又はノズルチェックパターンの欠損が発生するが、3回以内のクリーニング動作で全ノズルからインクが正常吐出される
B:1週間室温放置後に、ノズルチェックパターンの欠損が発生するが、4回~6回のクリーニング動作で全ノズルからインクが正常吐出される
C:1週間室温放置後に、ノズルチェックパターンの欠損が発生し、7回以上のクリーニング動作で全ノズルからインクが正常吐出される
D:1週間室温放置後に、ノズルチェックパターンの欠損が発生し、いくらクリーニング動作を行っても全ノズルからインクが正常吐出されない
〈印刷物の評価〉
〈〈乾燥性の評価方法〉〉
 インクジェット記録方式のプリンターとしてインクジェットプリンターVJ-1304(商品名、武藤工業株式会社製)にインクを充填して、被記録媒体VJ-MF-3G(商品名、武藤工業株式会社純正被記録媒体)に、横720dpi、縦720dpiの8pass、プラテンヒーターを50℃に設定の条件で塗り潰しパターンを印刷した。
 その印刷物を、60℃の恒温槽内に所定の時間放置した後に取り出し、JIS L 0849 I型の摩擦試験機に綿布カナキン3号を装着し、900gの荷重で100往復摩擦した。この操作を数回繰り返し、十分な強度が得られる時間を記録した。
 印刷パターンは、100%dutyで、各Bk、Cy、Ma、Ye、R(Ye100%+Ma100%)、G(Ye100%+Cy100%)、B(Cy100%+Ma100%)、3K(cy100%+Ma100%+Ye100%)の塗り潰しパターンを用いた。
〈〈乾燥性の判定基準〉〉
A:100%dutyの各色塗潰しパターンにおいて、60℃に設定した恒温槽による6分未満の加熱で十分な摩擦強度が得られる
B:100%dutyの各色塗潰しパターンにおいて、60℃に設定した恒温槽による6分~8分の範囲の加熱で十分な摩擦強度が得られる
C:100%dutyの各色塗潰しパターンにおいて、60℃に設定した恒温槽による8分~10分の範囲の加熱で十分な摩擦強度が得られる
D:100%dutyの各色塗潰しパタ-ンにおいて、60℃に設定した恒温槽による10分までの加熱で十分な摩擦強度が得られない
〈〈耐擦性の評価方法〉〉
 インクジェット記録方式のプリンターとしてインクジェットプリンターVJ-1304(商品名、武藤工業株式会社製)にインクを充填して、被記録媒体VJ-MF-3G(商品名、武藤工業株式会社純正被記録媒体)に、横720dpi、縦720dpiの8pass、プラテンヒーターを50℃に設定の条件で塗り潰しパターンを印刷した。
 その印刷物を60℃の恒温槽内に10分間放置した後に取り出し、JIS L 0849 I型の摩擦試験機に綿布カ7キン3号を装着し、900gの荷重で100往復摩擦した。
 印刷パターンは、100%dutyで各Bk、Cy、Ma、Yeの塗り潰しパターンを用いた。
〈〈耐擦性の判定基準〉〉
A:試験後の印刷面に傷がなく、試験布への色移りが殆どない
B:試験後の印刷面に小さな傷があり、試験布への色移りがある
C:試験後の印刷面に傷があり、その部分で被記録媒体が露出している
D:試験後の印刷面が剥がれ、被記録媒体が大きく露出している
〈〈耐水性の評価方法〉〉
 インクジェット記録方式のプリンターとしてインクジェットプリンターVJ-1304(商品名、武藤工業株式会社製)にインクを充填して、被記録媒体VJ-MF-3G(商品名、武藤工業株式会社純正被記録媒体)に、横720dpi、縦720dpiの8pass、プラテンヒーターを50℃に設定の条件で塗り潰しパターンを印刷した。
 その印刷物を60℃の恒温槽内に10分間放置した後に取り出し、JIS L 0849 I型の摩擦試験機に水で湿らせた綿布カナキン3号を装着し、900gの加重で10往復摩擦した。
 印刷パターンは、100%dutyで各Bk、Cy、Ma、Yeの塗り潰しパターンを用いた。
〈〈耐水性の判定基準〉〉
A:試験後の印刷面に傷がなく、試験布への色移りが殆どない
B:試験後の印刷面に小さな傷があり、試験布への色移りがある
C:試験後の印刷面に傷があり、その部分で被記録媒体が露出している
D:試験後の印刷面が剥がれ、被記録媒体が大きく露出している
〈〈延伸性の評価方法〉〉
 インクジェット記録方式のプリンターとしてインクジェットプリンターVJ-1304(商品名、武藤工業株式会社製)にインクを充填して、被記録媒体VJ-MF-3G(商品名、武藤工業株式会社純正被記録媒体)に、横720dpi、縦720dpiの8pass、プラテンヒーターを50℃に設定の条件で塗り潰しパターンを印刷後、VJ-MF-3Gの離型紙部分を剥離させ、延伸倍率2倍まで延伸させた。
〈〈延伸性の判定基準〉〉
A:2倍の延伸倍率の印刷皮膜が被記録媒体の延伸に追随し、表面に異常が認められない
B:2倍の延伸倍率の印刷皮膜の表面光沢が低下する
C:2倍の延伸倍率の印刷皮膜に肉眼で見える亀裂が認められる
D:印刷皮膜が殆ど延伸せず、印刷皮膜が部分的に剥離する
〈〈ベタ部濃淡ムラの評価方法〉〉
 インクジェット記録方式のプリンターとしてインクジェットプリンターVJ-1304(商品名、武藤工業株式会社製)にインクを充填して、被記録媒体Vj-MF-3G(商品名、武藤工業株式会社純正被記録媒体)に、横720dpi、縦720dpiの8pass、又は縦1440dpi、横1440dpiの16passでカラーチャート及びJISx9204 N7RGBを、プラテンヒーターを50℃に設定して印刷し、濃淡ムラの有無を目視で確認した。
〈〈ベタ部濃淡ムラの判定基準〉〉
A:カラーチャートにおいて少なくともduty160%以上でモットリングがなく、JISx9204 N7RGBにおいて濃淡ムラがない
B:カラーチャートにおいてduty160%以上でモットリングがあり、JISx9204 N7RGBにおいて色の濃い部分に若干の濃淡ムラがある
C: カラーチャートにおいてduty100%~160%でモットリングがあり、JISx9204 N7RGBにおいて色の濃い部分にはっきりと濃淡ムラがある。
D:カラーチャートにおいてduty100%以下でモットリングがあり、JISx9204 N7RGBにおいて印刷範囲全体に濃淡ムラがある。
〈〈総合評価の評価基準〉〉
 上記各評価項目の判定結果を全て合わせて、下記の判定基準で総合的に評価した。
〈〈総合評価の判定基準〉〉
A4:「B」以下がなく「A~B」が1個以下
A3:「B」以下がなく「A~B」が2個以上
A2:「C」以下がなく「B」が1個
A1:「C」以下がなく「B」が2個
B:「C」以下がなく「B」が3個
C:「D」がなく「C」が1個以上、又は、「B」が4個以上
D:「D」が1個以上
 実施例1乃至10の結果を以下の表3、比較例1乃至9の結果を以下の表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 
 上記表3および4の結果から明らかなように、3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を所定量用いた実施例のインクは、インク保存安定性、インク再溶解性、吐出安定性、及び、印刷物の評価の全ての評価項目でバランス良く優れており、上記総合評価も、A1~A4と優れていた。
 一方、本発明の要件を満たしていない比較例のインクは、何れかの評価項目に劣り、上記総合評価が、B~Dと劣っていた。
 以上、本発明について実施例を用いて説明してきたが、ここで評価項目に挙げた「再溶解性」と「延伸性」について、さらに「総合評価」について、若干の補足をしておく。
 再溶解性について、上述の実施例ではアルミ板上で各インクを塗布し、1ヶ月放置後に同色のインクを再度滴下して溶解する様子を観察して評価している。この評価の意図は、プリンターのインクジェットヘッドにおけるランニング時の目詰まり具合の、間接的な評価をしようというものである。すなわち、インクジェットヘッドは連続して印刷している限りは常に潤っているが、印刷を停止し長時間放置すると乾燥し、再度印刷する時には乾燥皮膜が印刷時の障害となって印刷ドット再現性が悪くなる。乾燥皮膜が吐出孔を覆った場合、印刷時に供給される新インクによって再溶解しないならば(再溶解性が極めて悪ければ)、その吐出孔は目詰まりとなって、印刷ドットが形成されない。また、一部分が溶解すれば、ドット抜けにはならないものの着弾位置のズレや、正常なドット形状が形成されないため、印刷品位が劣化する。一方、再溶解性が極めて高い場合には、新インクによって直ちに溶解し、高い印刷品位が再現される。このような傾向を顕著な形で観察するために、インクジェットヘッドを用いず、アルミ板上での乾燥・滴下・ふき取りによる評価で代用しているものである。
 言い換えれば、先述した再溶解性の評価結果がDの場合には、長期放置後の印刷再開時における印刷再現性が悪いことを意味し、評価結果がAの場合には、印刷再開時における印刷再現性が良いことを意味する。すなわち、評価結果Aは、プリンター(インクジェットヘッド)の大気暴露における乾燥耐久性が優れており、印刷使用-未使用(大気放置)-印刷使用という実サイクルにおける耐久性に優れている証となるものである。
 延伸性については、先にインクジェットプリンターを用いて基材に対して印刷を行ったあと、基材を2倍の長さに引き延ばして(延伸倍率2倍)、表面状態を観察している。この評価の意味するところは、印刷塗膜の密着性と塗膜の柔軟性の両方の評価である。すなわち、この評価がAとなることは、印刷塗膜と基材との密着性が高く容易に剥離しない状態にあることに加え、印刷塗膜そのものが柔軟性を有し、2倍程度の延伸ではクラックが生じず、そして塗膜が破断分離しないことを意味している。これは印刷物を裁断等の加工する際、印刷物を巻き取る際、印刷物を屋外に掲示する際の動的な負荷・ストレスにも耐えることを意味し、単に印刷することに留まらず、実用面での耐久性を表すひとつの指標となるものである。
 また「総合評価」は先に、A4からDまでの7段階で評価を行っている。総合評価におけるA1~A4は、インク保存性、インク再溶解性、吐出安定性、印刷物の評価においてバランス良く優れており、言い換えれば印刷時の印刷品位のみならず、印刷以降の巻取りや裁断等の加工、輸送、配布や掲示といった実使用に耐える耐久性、そしてプリンターの実使用耐久性を有しているものである。特に延伸性や耐水性、耐擦性に優れていることから、印刷物は屋外暴露環境における広告掲示といったタフな使用にも耐える性能を有していることを意味する。
 一方、総合評価におけるB~Dは、何れかの評価項目に劣る点があり、言い換えれば印刷直後の画像品質または使用環境にて何らかの欠点を有しているので、上記実使用に耐えることのできないものである。すなわち総合評価A1~A4とB~Dとは、全く異なる性能と言ってよく、総合評価A1~A4を有する実施例1~10は、本課題に即した格段の効果を有するものと言える。
 以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
 例えば、上記の実施の形態では、実施例における基材(被記録媒体)としてVJ-MF-3G(商品名、武藤工業株式会社製純正被記録媒体)を挙げたが、これに限るものではない。VJ-MF-3Gは、塩化ビニル(PVC、ポリ塩化ビニル樹脂)からなるシートとして販売されているものであるが、同様に塩化ビニルからなるシートであれば、別の銘柄でも同様の効果を得ることができる。
 また先に記載したように、本発明に用いる基材の種類は特に限定されるものではなく、塩化ビニル以外に、金属、ガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の非インク吸収性基材や、低インク吸収性基材を用いることができる。
 次に、VJ-MF-3G以外の基材における本発明の実施例を具体的に紹介する。塩化ビニルとして、VJ-MF-3Gの他に、「ORAJET3620」(ORAFOL社製、ORAJETは登録商標)を用いた。ポリカーボネイトとして、「パンライト」(帝人株式会社製、パンライトは登録商標)、アクリルとして「コモグラス透明」(株式会社クラレ製、コモグラスは登録商標)、ポリエチレンテレフタレートとして「ルミラーT188」(東レ株式会社製、ルミラーは登録商標)、ガラスとして「FL3(フロート)」(日本板硝子株式会社製)、およびアルミニウム合金「A5052」を用いた。特に「耐擦性」及び「耐水性(浸漬)」に代表させて、先の実施例同様に各種基材へ印刷を行い評価した結果を次に示す。表5は実施例1のインク組成物を用い、各非吸収性記録媒体に対してインクジェットプリンターにより印刷し、その塗膜をMFT以上の温度で成膜(60℃の恒温槽内にて10分間乾燥)させた後、24時間室温放置して、それぞれの試験を行った結果である。
 この試験における「耐擦性」の評価方法は、摩擦試験機に綿布カナキン3号、900gの荷重にて塗膜を100回往復させた後、塗膜外観を評価したものである。
 また、「耐水性(浸漬)」の評価方法については、各非吸収性記録媒体に塗布した試験片を常温の水道水に24時間浸漬後、室温放置した後の塗膜外観・色落ちの評価を実施したものである。
 ここで判定基準について、「耐擦性」の評価Aは「試験後の印刷面に傷がなく、試験布への色移りが殆どない」ことを意味しており、また、「耐水性(浸漬)」の評価Aは「試験後の印刷面に変色及び色落ちが殆どない」ことを意味している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 
 以上、述べたように本発明のインク組成物は、基材(被記録媒体)として塩化ビニルを用いる場合に限らず、各種基材に対して優れた特性を示しており、非インク吸収性基材や、低インク吸収性基材に関して幅広く適用できるインク組成物であるといえるものである。
 また、上記の実施の形態では、実施例における顔料として、Heliogen Blue D7088(色:シアン)を挙げたが、これに限定するものではない。先述したように、20~500nmの平均粒子径を有する顔料であれば同様な効果を得ることができる。また、顔料の色についても、シアンに限定するものではなく、例えばマゼンタ、イエローまたはブラック等を選択することができる。さらに、マゼンタ、イエロー、シアンおよびブラックの4種のインクを組み合わせたり、マゼンタ、イエロー、シアンを色の濃淡で2種ずつ備えた7種のインクを組み合わせたりすることができる。また、これらの構成にオレンジやグリーンを組み合わせることもできる。従って、本発明は特定の色に限定したものではなく、複数の色からなるインクセットについても均等の範囲に含まれるものである。
 次に、本発明のインク組成物を吐出するインクジェットプリンターについて説明する。図1は、本発明に係るインクジェットプリンター10を示すブロック図である。
 インクジェットプリンター10は、ローラ11、インクジェットヘッド14、ドライバ13,16、制御部15、画像処理部17を備える。制御部15は、ローラ11を駆動させるためのドライバ13を制御し、ローラ11により基材(被記録媒体)12を移動させる。また、制御部は、ネットワーク回線、メモリまたは外部機器等から送られてくる画像データを画像処理部17に供給する。画像処理部は、画像データを、インクジェットヘッド14により基材12にインク組成物20を着弾させて画像を記録するための画像記録データに変換し、これをインクジェットヘッド14に出力する。
 インクジェットヘッド14は、インク組成物20の吐出方向が基材を向くように配置されており、インクジェットヘッド14全体がドライバ16により移動可能となっている。また、インクジェットヘッド14は、インク組成物20の保持手段であるインクタンク(図示せず)を備える。ドライバ16は、モータ等の駆動源を有し、制御部15からの駆動信号によって駆動源を駆動させることにより、インクジェットヘッド14を基材12の表面に沿った方向に移動させ、インク組成物20を吐出させて、基材12に着弾させる。着弾したインク組成物20は加熱工程(図示せず)によって加熱され、これにより、本発明に係る画像形成物を得ることができる。なお加熱工程の例としては、実施例にてプラテンヒーターを用いたが、これに限るものではなく、エアーヒーター(ヒートエアーブロー)や赤外線ランプなどを単独または組み合わせて用いることができる。
 本発明の、3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を用いたインクジェット用水性顔料インク組成物は、プリンター、コピア、印刷機等に用いられ、保存安定性、インク再溶解性、吐出安定性等に優れ、良好な印刷物を与えるため、かかる分野に広く利用されるものである。
10 インクジェットプリンター
11 ローラ
12 基材(被記録媒体)
13、16 ドライバ
14 インクジェットヘッド
15 制御部
17 画像処理部
20 インク組成物

Claims (9)

  1.  顔料、分散剤、エマルジョン樹脂、水及び水性有機溶剤を含むインクジェット用水性顔料インク組成物であって、
     該エマルジョン樹脂の平均粒子径が、該顔料の平均粒子径より小さく、かつ70nm以下であり、
     該エマルジョン樹脂の含有量が、該顔料の含有量以上であり、かつインクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、2質量%以上10質量%以下であり、
     該水性有機溶剤は、3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を、インクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、それぞれ2質量%以上18質量%以下の範囲で含有することを特徴とするインクジェット用水性顔料インク組成物。
  2.  3-メトキシ-3-メチルブタノール及びピロリドン系溶剤を、インクジェット用水性顔料インク組成物全体に対して、合計で4質量%以上25質量%以下の範囲で含有する請求項1に記載のインクジェット用水性顔料インク組成物。
  3.  上記エマルジョン樹脂が、塩化ビニル系、(メタ)アクリル系又はウレタン系エマルジョン樹脂である請求項1又は請求項2に記載のインクジェット用水性顔料インク組成物。
  4.  上記ピロリドン系溶剤が、2-ピロリドンである請求項1ないし請求項3の何れかの請求項に記載のインクジェット用水性顔料インク組成物。
  5.  非インク吸収性基材又は低インク吸収性基材に画像を形成するために用いられる請求項1ないし請求項4の何れかの請求項に記載のインクジェット用水性顔料インク組成物。
  6.  請求項1ないし請求項5の何れかの請求項に記載のインクジェット用水性顔料インク組成物をインクジェットヘッドから吐出し、吐出された液滴を基材に着弾させる吐出工程と、該基材に着弾したインクジェット用水性顔料インク組成物を40℃以上80℃以下で加熱する加熱工程とを含むことを特徴とする画像形成方法。
  7.  請求項1ないし請求項5の何れかの請求項に記載のインクジェット用水性顔料インク組成物を用いて基材上に形成されたものであることを特徴とする画像形成物。
  8.  請求項1乃至5の何れかの請求項に記載のインクジェット用水性顔料インク組成物を含むインクセット。
  9.  インクジェットヘッドと、
     前記インクジェットヘッドを駆動するためのドライバと、
     画像処理部と、
     制御部を備え、
     請求項1乃至5の何れかの請求項に記載のインクジェット用水性顔料インク組成物を前記インクジェットヘッドから吐出することを特徴とするインクジェットプリンター。
     
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