WO2022209931A1 - 水性顔料インク、印刷物及び印刷物の製造方法 - Google Patents

水性顔料インク、印刷物及び印刷物の製造方法 Download PDF

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WO2022209931A1
WO2022209931A1 PCT/JP2022/012138 JP2022012138W WO2022209931A1 WO 2022209931 A1 WO2022209931 A1 WO 2022209931A1 JP 2022012138 W JP2022012138 W JP 2022012138W WO 2022209931 A1 WO2022209931 A1 WO 2022209931A1
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WO
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water
mass
pigment ink
based pigment
ink
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PCT/JP2022/012138
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English (en)
French (fr)
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亮太 市川
剛啓 仁尾
Original Assignee
Dic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
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes

Definitions

  • the present invention relates to a water-based pigment ink, a printed matter, and a method for producing a printed matter.
  • the inkjet recording method is a recording method in which ink droplets are directly ejected from very fine nozzles onto a recording material and adhered to obtain characters and images. This method not only has the advantages of low noise in the device used and good operability, but also facilitates colorization. Therefore, it is used not only as an output device in offices and homes, but also for industrial purposes.
  • Inks for inkjet recording include solvent inks, UV inks, water-based inks, and the like.
  • solvent inks include solvent inks, UV inks, water-based inks, and the like.
  • water-based inks include solvent inks, UV inks, water-based inks, and the like.
  • the demand for water-based inks is increasing from the point of view of environmental friendliness (see, for example, Patent Document 1).
  • ink ejection heads used in the inkjet printing method, depending on the type of ejection method, recording medium, and the like. Therefore, as the ink for inkjet printing, it is necessary to select and use an ink having characteristics such as optimum viscosity suitable for the type of ink discharge head to be used.
  • Examples of methods for adjusting the viscosity of the ink in the direction of increasing it include a method of increasing the solid content of pigment dispersion resins, binders, and the like contained in the ink.
  • ink with a higher solids content cannot be stably ejected from the ink ejection head during inkjet printing, which can lead to clogging of the ink ejection nozzles and abnormal ejection direction of the ink droplets. rice field.
  • a method of increasing the viscosity of the ink without impairing the ejection stability of the ink is to increase the amount of high-boiling solvents such as glycerin and propylene glycol contained in the ink.
  • the ink obtained by the above method is difficult to dry after being printed on a recording medium, it may cause a decrease in the production efficiency of printed matter and printing defects such as bleeding over time.
  • the production efficiency of the printed matter is significantly reduced, and printing defects such as bleeding may occur. could have been the cause.
  • the problems to be solved by the present invention are that the viscosity of the water-based pigment ink can be easily adjusted to the optimum value for the ink ejection head, the ejection stability when printing by the inkjet printing method is excellent, and the quality of the recording medium after printing is improved. To provide a water-based pigment ink which dries quickly on the surface.
  • the present inventors have developed a water-based pigment ink containing an acrylic thickener, a high-boiling solvent, water, a pigment, and a binder, wherein the mass ratio of solids to the total amount of the water-based pigment ink is 1 to 15% by mass.
  • the above problems are solved by an aqueous pigment ink characterized in that the mass ratio of the high boiling point solvent to the total amount of the aqueous pigment ink is 0.1 to 35% by mass.
  • the water-based pigment ink of the present invention it is easy to adjust the viscosity of the water-based pigment ink to the optimum value for the ink discharge head.
  • it dries quickly on the surface of the recording medium after printing without impairing the excellent ejection stability when printing with the inkjet printing method. It is possible to obtain a water-based pigment ink having a property (drying property) that can be obtained.
  • the water-based pigment ink of the present invention is a water-based pigment ink containing an acrylic thickener, a high-boiling solvent, water, a pigment, and a binder, wherein the mass ratio of solids to the total amount of the water-based pigment ink is 1 to 15. % by mass, and the mass ratio of the high-boiling solvent to the total amount of the water-based pigment ink is 0.1 to 35% by mass.
  • water-based pigment ink of the present invention by selecting and using an acrylic thickener from among various types of thickeners, it is possible to increase the usage ratio of the solid content and the high boiling point solvent. It is possible to adjust the viscosity to be optimum for the type of ink ejection head to be used without causing deterioration in ejection stability and drying property.
  • the water-based pigment ink of the present invention is easy to adjust the viscosity of the water-based pigment ink to the optimum value for the ink discharge head.
  • the optimum viscosity for the ink ejection head to be used without impairing the excellent ejection stability and drying properties when printing with the inkjet printing method. can be adjusted to
  • the water-based pigment ink of the present invention has a solid content in the range of 1 to 15% by mass with respect to the total amount of the water-based pigment ink.
  • the mass ratio of the solid content is 4 to 12% by mass, and 6 to 12% by mass provides excellent ejection stability when printing by an inkjet printing method. It is particularly preferable to maintain
  • the solid content refers to components other than the solvent such as water and high-boiling solvents contained in the water-based pigment ink of the present invention. , refers to the solid content of optional components such as pigment dispersing resin and wax.
  • the water-based pigment ink of the present invention one in which the mass ratio of the high-boiling solvent to the total amount of the water-based pigment ink is 0.1 to 35% by mass.
  • the water-based pigment ink it is preferable to use one in which the mass ratio of the high boiling point solvent is in the range of 15 to 35% by mass, and it is preferable to use one in which the mass ratio is in the range of 15 to 30% by mass. It is particularly preferable for obtaining a water-based pigment ink that has both excellent ejection stability when printing by a printing method and the property (drying property) of being able to quickly dry on the surface of a recording medium after printing.
  • the high boiling point solvent refers to organic solvents having a boiling point of 180° C. or higher, such as glycerin and propylene glycol.
  • the aqueous pigment ink of the present invention can be adjusted to have an optimum viscosity for the type of ink discharge head to be used.
  • the water-based pigment ink preferably has a viscosity at 32° C. of 3 to 10 mPa ⁇ s, more preferably 4 to 8 mPa ⁇ s, to improve storage stability and ejection stability. It is possible to obtain an excellent water-based pigment ink, and when used in an inkjet recording method, it appears to reduce the displacement of the landing position on the recording medium caused by flight deflection, effectively preventing the occurrence of streaks in printed matter.
  • the viscosity is a value measured under the following conditions using, for example, a cone-plate (cone-plate) rotary viscometer equivalent to an E-type viscometer.
  • Measuring device TVE-25 type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., TVE-25 L)
  • Calibration standard solution JS20 Measurement temperature: 32°C Rotation speed: 10-100rpm
  • acrylic thickener used in the water-based pigment ink of the present invention a polymer of acrylic acid ester or methacrylic acid ester is used.
  • acrylic thickener any one can be used, but it is preferable to use one that dissolves or swells in water rather than one that does not dissolve in water and is dispersed in water (e.g., an emulsion).
  • acrylic thickener such as Solthix A100 and Solthix A200 manufactured by Lubrizol.
  • the acrylic thickener (solid content) is preferably used in an amount of 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, based on the total amount of the water-based pigment ink of the present invention. It is particularly preferable to use 05% by mass or more of the water-based pigment ink in order to adjust the viscosity to be optimal for the ink ejection head to be used by increasing the viscosity of the water-based pigment ink.
  • the acrylic thickener is preferably used in an amount of 0.3% by mass or less, more preferably 0.25% by mass or less, relative to the total amount of the aqueous pigment ink of the present invention. More preferably, it is used in the range of 0.2% by mass or less, which is particularly preferable for maintaining excellent ejection stability and high glossiness of printed matter.
  • water-based pigment inks whose viscosity is adjusted by using, for example, a polyurethane-based thickener or a polyamide-based thickener instead of the acrylic thickener described above have problems with aggregation of solids such as pigments and binders contained therein. There is a concern that sedimentation may be caused, or the thickener may gel or the like, resulting in deterioration of ejection stability and storage stability.
  • a water-based pigment ink whose viscosity is adjusted by using a polyurethane-based thickener or a polyamide-based thickener instead of the acrylic thickener is used to obtain an ink-poor or non-ink-absorbent recording medium. Prints obtained by printing on may cause a decrease in gloss.
  • the high-boiling solvent prevents the water-based pigment ink from drying and sticking to the surface of the ejection port of the ink ejection head when the water-based pigment ink of the present invention is ejected by an inkjet printing method, thereby providing excellent ejection stability.
  • the high boiling point solvent is used to adjust the viscosity of the water-based pigment ink of the present invention.
  • the high boiling point solvent prevents the water-based pigment ink from drying and sticking to the surface of the ejection port of the ink ejection head, and at the same time, the surface of the recording medium can be quickly dried after printing (drying property).
  • the range of 0.1 to 35% by mass preferably 15 to 35% by mass, more preferably 15 to 30% by mass, relative to the total amount of the aqueous pigment ink. use.
  • a solvent having high miscibility with water and a boiling point of 180° C. or higher, preferably in the range of 180 to 300° C. can be used.
  • propylene glycol or glycerin as the high-boiling solvent, and the combined use of propylene glycol and glycerin provides excellent dispersion stability without the pigment aggregating or precipitating in the water-based pigment ink. It is preferable in that the desired viscosity can be adjusted while maintaining the properties, and an effect of excellent ejection stability during printing by the ink-jet printing method is exhibited.
  • the water specifically, pure water or ultrapure water such as ion-exchanged water, ultrafiltrated water, reverse osmosis water, and distilled water can be used.
  • the water is preferably used in a range of 30 to 90% by mass based on the total amount of the aqueous pigment ink in order to obtain an aqueous pigment ink with better drying properties and even better ejection stability. , more preferably in the range of 40 to 80% by mass.
  • the pigment is not particularly limited, and organic pigments and inorganic pigments commonly used in water-based gravure inks or water-based inkjet inks can be used. Pigments may include one or both of organic pigments and inorganic pigments. Moreover, as a pigment, both a non-acid-treated pigment and an acid-treated pigment can be used.
  • inorganic pigments examples include iron oxide and carbon black produced by a contact method, furnace method, thermal method, or the like.
  • organic pigments examples include azo pigments (azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments, etc.), polycyclic pigments (e.g., phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinoflurone pigments, etc.), lake pigments (eg, basic dye chelates, acid dye chelates, etc.), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, and the like.
  • azo pigments azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments, etc.
  • polycyclic pigments e.g., phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, diox
  • black pigments that can be used for black ink
  • C.I. I. Pigment Black 1, 6, 7, 8, 10, 26, 27, 28 and the like for example, C.I. I. Pigment Black 1, 6, 7, 8, 10, 26, 27, 28 and the like.
  • C.I. I. Pigment Black 7 is preferably used.
  • Specific examples of black pigments include No. 2300, No. 2200B, No. 900, No. 960, No. 980, No. 33, No. 40, No, 45, No. 45L, No.
  • magenta pigments examples include C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 112, 122, 123, 146, 176, 184, 185, 202, 209, 269, 282, etc.; C. I. Pigment Violet 19 and the like.
  • the pigment is provided with a means for stably dispersing it in a solvent such as water or a high-boiling-point solvent.
  • a solvent such as water or a high-boiling-point solvent.
  • an active species having a dispersibility-imparting group (hydrophilic functional group and/or salt thereof) or a dispersibility-imparting group is directly or indirectly via an alkyl group, an alkyl ether group, an aryl group, or the like on the surface of the pigment. may be directly bonded (grafted).
  • Such self-dispersing pigments can be obtained, for example, by vacuum plasma treatment, oxidation treatment with hypohalous acid and/or hypohalite salt, oxidation treatment with ozone, or the like, or by oxidizing the pigment surface with an oxidizing agent in water. It can be produced by a wet oxidation method, a method of bonding p-aminobenzoic acid to the surface of the pigment to bond a carboxy group via a phenyl group, or the like.
  • a self-dispersing pigment When a self-dispersing pigment is used, it is not necessary to contain a pigment dispersion resin, which will be described later, so foaming caused by the pigment dispersion resin can be suppressed, and an aqueous pigment ink with excellent ejection stability can be easily obtained.
  • a self-dispersing pigment when a self-dispersing pigment is used, a significant increase in viscosity caused by the pigment dispersion resin can be suppressed, so a larger amount of pigment can be contained, making it easier to produce printed matter with high print density.
  • a commercially available product can also be used as the self-dispersion pigment.
  • BONJET BLACK CW-1 BONJET BLACK CW-1S
  • BONJET BLACK CW-2 BONJET BLACK CW-3
  • BONJET BLACK CW-3 product names; manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.
  • CAB-O-JET200 CAB-O - JET300
  • SENSIJET Black SDP100 SENSIJET Black SDP1000
  • SENSIJET Black SDP2000 trade name: manufactured by SENSIENT
  • the content of the pigment is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and even more preferably 3% by mass or more, relative to the total amount of the aqueous pigment ink.
  • the content of the pigment causes streak-like printing defects due to deviation of the landing position on the recording medium caused by flight deflection and insufficient wetting and spreading of the water-based pigment ink on the recording medium. From the viewpoint of easily suppressing the occurrence of white streaks, and maintaining excellent dispersion stability without aggregation or precipitation of the pigment in the water-based pigment ink, even when the printed matter on the recording medium is rubbed.
  • the water-based pigment ink is preferably 12% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less relative to the total amount of the water-based pigment ink.
  • the pigment content is preferably 1 to 12% by mass, more preferably 2 to 10% by mass, and 3 to 8% by mass with respect to the total amount of the aqueous pigment ink. is more preferred.
  • pigments other than the water-dispersible pigments described above can also be used.
  • a combination of the pigment and a pigment dispersing resin is used to stably disperse the pigment in a solvent such as water. Therefore, unlike the binder described later, the pigment dispersing resin exists in a state of being adsorbed on the surface of the pigment or partially or entirely covering the surface of the pigment.
  • the pigment dispersion resin corresponds to the solid content of the water-based pigment ink of the present invention.
  • the pigment dispersing resin include polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidones, acrylic resins such as acrylic acid-acrylic acid ester copolymers, styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid.
  • - Styrene-acrylic resins such as acrylic acid ester copolymers, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymers, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymers, styrene-maleic acid copolymers
  • Aqueous resins of coalescence, styrene-maleic anhydride copolymers, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymers, and salts of said aqueous resins can be used.
  • the pigment dispersion resin compounds exemplified as the polymer (G) in WO2018/190139 pamphlet can also be used. These pigment dispersion resins may be subjected to cross-linking treatment with a cross-linking agent after dispersing the pigment.
  • the pigment dispersion resin is preferably used in an amount of 5 to 200% by mass with respect to 100% by mass of the total pigment, and 5 to 100% by mass. It is more preferable to use a range.
  • the binder is used for the purpose of fixing the pigment in the water-based pigment ink to the recording medium. Unlike the pigment dispersion resin, the binder does not adsorb to the surface of the pigment or the like in the water-based pigment ink, and is dispersed in a solvent such as water or a high-boiling solvent separately from the pigment or the pigment dispersion resin. exist.
  • the binder is not particularly limited, but for example, acrylic resins, urethane resins, olefin resins, etc. can be used singly or in combination.
  • the binder suppresses the deterioration of the ejection stability and the occurrence of the white streak, improves the print density and image fastness of the printed matter, and imparts good gloss. It is preferably used in the range of 0.5% by mass to 5.0% by mass, more preferably in the range of 0.5% by mass to 4.0% by mass.
  • the water-based pigment ink containing the binder in the above range can further improve the image fastness of the printed matter by cross-linking the binder and forming a strong film through a heating process after printing. In addition, even when water is dripped onto the printed matter or when the printed matter is rubbed with a cloth or the like containing water, good water resistance can be imparted so that the water-based pigment ink does not peel off.
  • the binder prevents the water-based pigment ink from uniformly wetting and spreading on the white streaks and on the recording medium, even when the recording medium is hard to absorb or non-absorbing ink, resulting in uneven density in the printed matter.
  • a modified polyolefin from the viewpoint of being able to suppress the phenomenon of mottling.
  • Modified polyolefins include, for example, acid-modified polypropylene.
  • Acid-modified polypropylene is a resin obtained by modifying polypropylene with one or more acidic compounds, and has a skeleton derived from polypropylene (polypropylene skeleton) and functional groups derived from acidic compounds.
  • the polypropylene backbone has structural units primarily derived from propylene.
  • the polypropylene skeleton may be a homopolypropylene (propylene homopolymer) skeleton, a block polypropylene (a block copolymer of propylene and another olefin (e.g., ethylene)) skeleton, or a random polypropylene (propylene and It may be a random copolymer with other olefins (for example, ethylene) skeleton.
  • Other olefins include alkenes such as ethylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene. These components may be linear or branched.
  • Other olefin components have, for example, 2 to 6 carbon atoms.
  • the content of the propylene component in the polypropylene skeleton is, for example, 60 mol% or more, and may be 70 mol% or more.
  • the content of the propylene component in the polypropylene skeleton is, for example, 95 mol% or less, and 90 mol% or less. good too.
  • the content of the polypropylene skeleton in the acid-modified polypropylene is, for example, 50-99% by mass with respect to the total amount of the acid-modified polypropylene.
  • the content of the polypropylene skeleton in the acid-modified polypropylene may be 50% by mass or more, 60% by mass or more, or 70% by mass or more, and may be 99% by mass or less, 95% by mass or less, or 90% by mass, based on the total amount of the acid-modified polypropylene. % by mass or less.
  • An acidic compound is, for example, a compound having an acidic group such as a carboxy group or an acid anhydride group, or a derivative thereof.
  • a derivative is a compound obtained by modifying (for example, esterifying, amidating or imidating) the acidic group of a compound having an acidic group.
  • the number of acidic groups in the acidic compound may be one or plural (for example, two).
  • Examples of acidic compounds include unsaturated carboxylic acids, unsaturated carboxylic acid anhydrides, and derivatives thereof.
  • (meth)acrylic acid maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid, citraconic anhydride, mesaconic acid, itaconic acid, itaconic anhydride, aconitic acid, aconitic anhydride and hymic anhydride
  • derivatives of these compounds can be exemplified.
  • Derivatives include compounds having at least one (meth)acryloyl group in the molecule, such as methyl (meth)acrylate and ethyl (meth)acrylate.
  • (meth)acryl means acryl or methacryl. The same applies to (meth)acrylate and (meth)acryloyl.
  • the acidic compound is preferably a compound having an acidic group.
  • the degree of acid modification (for example, graft weight) in acid-modified polypropylene is, for example, 1 to 20% by mass.
  • the degree of acid modification in the acid-modified polypropylene may be 1% by mass or more or 3% by mass or more, and may be 20% by mass or less or 10% by mass or less.
  • the degree of acid modification and graft weight can be determined by alkaline titration or Fourier transform infrared spectroscopy.
  • acid-modifying methods include graft-modifying polypropylene. Specifically, polypropylene is heated and melted above its melting point in the presence of a radical reaction initiator (melting method), and polypropylene is dissolved in an organic solvent and then heated and stirred in the presence of a radical reaction initiator. method (solution method) and the like.
  • radical reaction initiators include organic peroxide compounds and azonitriles.
  • the acid-modified polypropylene may be chlorinated.
  • a chlorination reaction can be performed by a conventionally well-known method.
  • the weight average molecular weight of acid-modified polypropylene is, for example, 10,000 to 200,000.
  • the weight average molecular weight of the acid-modified polypropylene may be 10,000 or more, 15,000 or more, or 40,000 or more, and may be 200,000 or less, 150,000 or less, or 120,000 or less.
  • the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (standard substance: polystyrene).
  • the melting point (Tm 1 ) of acid-modified polypropylene is, for example, 50 to 150°C. When the melting point (Tm 1 ) of the acid-modified polypropylene is within this range, there is a tendency to obtain better drying properties on the surface of the recording medium and better image fastness.
  • the melting point (Tm 1 ) of acid-modified polypropylene is preferably lower than the melting point of oxidized polyethylene wax.
  • the above melting point (Tm 1 ) is a value measured by a melting point measuring apparatus conforming to JIS K 0064.
  • acid-modified polypropylene is particulate.
  • the average particle size of the particulate acid-modified polypropylene is, for example, 10 to 200 nm from the viewpoint of preventing clogging of the inkjet head.
  • the average particle size of the particulate acid-modified polypropylene may be 10 nm or more or 20 nm or more, and may be 200 nm or less or 170 nm or less.
  • the average particle size is the d50 size in the volume-based particle size distribution measured by a laser scattering method using a laser scattering particle size analyzer (eg, Microtrac).
  • the acid-modified polypropylene is preferably dispersed in a solvent, and more preferably in the form of an emulsion dispersed in the solvent.
  • the solvent is preferably an aqueous medium, and it is more preferable to use the same solvent such as water or a high-boiling solvent contained in the aqueous pigment ink.
  • the pH of the aqueous dispersion of the acid-modified polypropylene is such that the acid-modified polypropylene resin is easily dispersed in the solvent and the storage stability of the water-based pigment ink is improved. It is preferably 6 to 10°C.
  • the aqueous dispersion of acid-modified polypropylene contains an amine-based neutralizer such as aqueous ammonia, triethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, and morpholine, or sodium hydroxide and water.
  • An inorganic base such as potassium oxide may be included.
  • the acid-modified polypropylene can be used singly or in combination of two or more.
  • a commercially available product can also be used as the acid-modified polypropylene.
  • Preferred commercially available products include Auroren (registered trademark) AE-301 and AE-502 manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.
  • the water-based pigment ink of the present invention may contain other components than the above-described acrylic thickener, high-boiling solvent, water, binder, and, if necessary, the pigment dispersing resin.
  • Examples of the other components include wax.
  • the wax it is preferable to use, for example, a wax having a melting point of 150°C or less, and it is particularly preferable to use oxidized polyethylene wax in order to improve the image fastness of printed matter.
  • the oxidized polyethylene wax is obtained by oxidizing polyethylene wax and has a skeleton derived from polyethylene (polyethylene skeleton).
  • the polyethylene skeleton mainly has structural units derived from ethylene.
  • the polyethylene skeleton may be a homopolyethylene (ethylene homopolymer) skeleton, a block polyethylene (a block copolymer of ethylene and another olefin) skeleton, or a random polyethylene (ethylene and another olefin random copolymer) skeleton.
  • Other olefins include alkenes such as propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene and 1-hexene. These components may be linear or branched. Other olefin components have, for example, 2 to 6 carbon atoms.
  • the content of the ethylene component in the polyethylene skeleton is, for example, 60 mol% or more, and may be 70 mol% or more.
  • the content of the ethylene component in the polyethylene skeleton is, for example, 95 mol% or less, and 90 mol% or less. good too.
  • the content of the polyethylene skeleton in the oxidized polyethylene wax is, for example, 50 to 99% by mass with respect to the total amount of the oxidized polyethylene wax.
  • the content of the polyethylene skeleton in the oxidized polyethylene wax may be 50% by mass or more, 60% by mass or more, or 70% by mass or more, and may be 99% by mass or less, 95% by mass or less, or 90% by mass, relative to the total amount of the oxidized polyethylene wax. % by mass or less.
  • the oxidized polyethylene wax preferably contains a high-density oxidized polyethylene wax from the viewpoint of obtaining better image fastness.
  • the synergistic effect of the combined use of the acid-modified polypropylene resin and the high-density oxidized polyethylene wax results in better drying property and image fastness on the surface of the recording medium, and better mottling suppression effect. tends to be obtained.
  • the density of the high-density oxidized polyethylene wax is, for example, 0.95 g/cm 3 or higher, and may range from 0.95 to 1.1 g/cm 3 .
  • the melting point (Tm 2 ) of the oxidized polyethylene wax is, for example, 150° C. or lower, preferably 140° C. or lower, and may be 135° C. or lower.
  • the melting point (Tm 2 ) of the oxidized polyethylene wax is, for example, 40° C. or higher, preferably 120° C. or higher, and more preferably 125° C. or higher.
  • the above melting point (Tm 2 ) is a value measured by a melting point measuring apparatus conforming to JIS K 0064.
  • the oxidized polyethylene wax is, for example, particulate.
  • the average particle size of the particulate oxidized polyethylene wax is, for example, 10 to 200 nm from the viewpoint of preventing clogging of the inkjet head.
  • the average particle size of the particulate oxidized polyethylene wax may be 20 nm or more or 30 nm or more, and may be 100 nm or less or 60 nm or less.
  • the average particle size is the d50 size in the volume-based particle size distribution measured by a laser scattering method using a laser scattering particle size analyzer (eg, Microtrac).
  • the oxidized polyethylene wax is preferably dissolved or dispersed in a solvent, and more preferably in the form of an emulsion dispersed in the solvent.
  • a solvent it is preferable to use the same solvent as the high boiling point solvent, water, etc. used in the water-based pigment ink of the present invention.
  • the oxidized polyethylene wax can be used singly or in combination of two or more.
  • a commercially available product can also be used as the oxidized polyethylene wax.
  • Preferred commercial products include AQUACER515 and AQUACER1547 manufactured by BYK.
  • the content of the oxidized polyethylene wax is preferably 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, or 0.3% by mass, based on the total amount of the water-based pigment ink in order to obtain a printed matter excellent in image fastness. % or more by mass is more preferable.
  • the content of the oxidized polyethylene wax is, for example, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, relative to the total amount of the aqueous pigment ink in order to obtain a water-based pigment ink with sufficient ejection stability. 2% by mass or less is more preferable.
  • the content of the oxidized polyethylene wax is preferably 1.6 parts by mass or more, preferably 4 parts by mass or more, or 6 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the pigment, in order to obtain printed matter having excellent image fastness. There may be.
  • the content of the oxidized polyethylene wax is, for example, 500 parts by mass or less, 350 parts by mass or less, or 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the pigment in order to obtain a water-based pigment ink with sufficient ejection stability. may be From these points of view, the content of the oxidized polyethylene wax may be 1.6 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coloring material.
  • the wax may contain a wax other than the acid value polyethylene wax.
  • the content of the oxidized polyethylene wax is preferably 80 parts by mass or more, more preferably 90 parts by mass or more, and 95 parts by mass to 100 parts by mass with respect to the total amount of 100 parts by mass of the wax. Especially preferred.
  • the ratio of the content of the oxidized polyethylene wax to the content of the acid-modified polypropylene resin is, for example, 0.03 to 10 from the viewpoint of better drying property and robustness and more suppression of mottling.
  • the ratio may be 0.03 or more, 0.1 or more, 0.2 or more, or 0.3 or more, and may be 10 or less, 2.0 or less, or 1.5 or less.
  • it is particularly preferable that the ratio of the content of the acid-modified polypropylene resin and the content of the high-density oxidized polyethylene wax is within the above range.
  • a solvent (penetrant) other than the water and the high boiling point solvent (penetrant) and a solid wetting agent component can be used.
  • penetrant examples include lower alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol; , diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol isobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl Ether, Propylene Glycol Monobutyl Ether, Dipropylene Glycol Monomethyl Ether, Dipropylene Glycol Dimethyl Ether, Dipropylene Glycol Monoethyl Ether, Dipropylene Glycol Monopropyl Ether, Dipropylene Glycol Monobutyl Ether, Tripropylene Glycol Monomethyl Ether, Tripropylene Glycol Monoethyl Ether , tripropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monobutyl
  • the penetrant From the viewpoint of suppressing the mottling, it is preferable to use the penetrant. 8% by mass or less is preferable, and 4% by mass or less is more preferable. That is, the content of the penetrant may be 0% by mass to 8% by mass.
  • solid wetting agents include urea and urea derivatives.
  • Urea derivatives include ethyleneurea, propyleneurea, diethylurea, thiourea, N,N-dimethylurea, hydroxyethylurea, hydroxybutylurea, ethylenethiourea, diethylthiourea and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. At least one selected from the group consisting of urea, ethylene urea, and 2-hydroxyethyl urea is preferably used from the viewpoint of easily obtaining printed matter with excellent drying properties.
  • the water-based pigment ink of the present invention may optionally contain surfactants, wetting agents (drying inhibitors), penetrants, preservatives, viscosity modifiers, pH modifiers, chelating agents, Other additives such as plasticizers, antioxidants, UV absorbers, etc. may be further included.
  • surfactant various anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, etc. can be used.
  • surfactant one or more selected from the group consisting of anionic surfactants and nonionic surfactants is preferable for suppressing the occurrence of streak-like printing defects.
  • anionic surfactants include alkylbenzenesulfonates, alkylphenylsulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, higher fatty acid salts, sulfuric acid ester salts of higher fatty acid esters, sulfonates of higher fatty acid esters, and sulfuric acid of higher alcohol ethers.
  • ester salts and sulfonates higher alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, etc.; Specific examples include dodecylbenzenesulfonate, isopropylnaphthalenesulfonate, monobutylphenylphenol monosulfonate, monobutylbiphenylsulfonate, and dibutylphenylphenoldisulfonate.
  • Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, poly Oxyethylene glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid amide, fatty acid alkylolamide, alkylalkanolamide, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol block copolymers, among which polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene
  • polyoxyethylene 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.
  • the water-based pigment ink preferably contains an acetylenic surfactant in order to prevent streak-like printing defects from occurring.
  • Acetylene-based surfactants are surfactants having an acetylene structure in the molecule.
  • the acetylene-based surfactant preferably contains at least one selected from the group consisting of acetylene glycol and oxyethylene adducts of acetylene glycol in order to suppress the occurrence of streak-like printing defects.
  • the content of the acetylenic surfactant is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 85 to 99.9% by mass, based on the total amount of the surfactant in order to suppress the occurrence of streak-like printing defects. More preferably, 90 to 99.5% by mass is more preferable, and 95 to 99.3% by mass is particularly preferable.
  • surfactants include silicone-based surfactants such as polysiloxane oxyethylene adducts; fluorine-based surfactants such as perfluoroalkylcarboxylates, perfluoroalkylsulfonates, and oxyethylene perfluoroalkyl ethers; Biosurfactants such as spiculisporic acid, rhamnolipids, lysolecithin and the like can also be used.
  • the content of the surfactant is preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.001 to 3% by mass, still more preferably 0.001 to 2% by mass, based on the total amount of the aqueous pigment ink. 0.01 to 2% by weight are particularly preferred, 0.1 to 2% by weight are very preferred, 0.5 to 2% by weight are very preferred, 0.8 to 2% by weight are even more preferred, 1 to 1.6% % by mass is more preferred.
  • Water-based pigment inks containing surfactants at these contents have good wettability of ejected droplets on the surface of the printing material, and tend to spread sufficiently on the printing material, resulting in streaks. It is easy to obtain the effect of preventing the occurrence of printing defects.
  • the water-based pigment ink containing the surfactant within each of the above ranges is likely to have the effect of improving the leveling properties of the coating film. From the same point of view, it is preferable that the content of the acetylenic surfactant is within the ranges described above.
  • the pH of the water-based pigment ink improves the storage stability and ejection stability of the water-based pigment ink.
  • it is preferably 7.0 or higher, more preferably 7.5 or higher, and even more preferably 8.0 or higher.
  • the upper limit of the pH of the water-based pigment ink suppresses the deterioration of the members constituting the ink application or ejection device (e.g., the ink ejection port, the ink flow path, etc.), and the influence when the water-based pigment ink adheres to the skin. is preferably 11.0 or less, more preferably 10.5 or less, and still more preferably 10.0 or less. From these points of view, the pH of the aqueous pigment ink is preferably 7.0 to 11.0. In addition, the said pH is pH in 25 degreeC.
  • the surface tension of water-based pigment ink is, for example, 20 to 40 mN/m at 25°C. When the surface tension of the water-based pigment ink is within this range, the wettability of the ejected droplets on the surface of the recording medium tends to be good when used in an inkjet recording method, and the ink spreads sufficiently after landing. Tend.
  • the surface tension of the aqueous pigment ink at 25° C. is preferably 25 mN/m or more, more preferably 27 mN/m or more.
  • the surface tension of the aqueous pigment ink at 25° C. is preferably 35 mN/m or less, more preferably 32 mN/m or less.
  • the water-based pigment ink of the present invention can be produced by mixing the components described above.
  • the components described above may be mixed together or may be mixed sequentially.
  • a binder eg, acid-modified polypropylene resin
  • wax eg, oxidized polyethylene wax
  • the pigment may be mixed after being dispersed in an aqueous medium together with a pigment dispersing resin.
  • a dispersing machine such as a bead mill, 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 dispermat, an SC mill, or a nanomizer can be used.
  • a dispersing machine such as a bead mill, 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 dispermat, an SC mill, or a nanomizer can be used.
  • centrifugation treatment, filtration treatment, and the like may be performed as necessary.
  • the printed matter of the present invention is obtained by printing the aqueous pigment ink of the present invention on the surface of a recording medium.
  • This printed matter has a recording medium and an ink film printed on the surface of the recording medium.
  • the ink coating film formed on the surface of the recording medium is, for example, a dried product of the water-based pigment ink, and the solid content of the water-based pigment ink of the present invention (for example, the pigment, the binder, and the acrylic thickener). sticky agent, etc.).
  • Examples of the recording medium include ink-absorbing recording media such as plain paper, and ink-poor or non-ink-absorbing recording media such as coated paper.
  • the term “poorly absorbing ink” means that the amount of water absorbed by the recording medium is 10 g/m 2 or less when the recording surface of the recording medium is in contact with water for 100 msec. means that the water absorption is 0 g/m 2 .
  • the amount of water absorption is measured using an automatic scanning liquid absorption meter (manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd., KM500win) under the conditions of 23 ° C. and 50% relative humidity, and the amount of transfer at a contact time of 100 msec with pure water. is. Measurement conditions are shown below.
  • Examples of recording media that hardly absorb ink or do not absorb ink include corrugated board having a colored layer that hardly absorbs the solvent in the ink on the surface, art paper such as printing paper, coated paper, lightweight coated paper, Examples include lightly coated paper and plastic film.
  • the printed matter can be produced by using the water-based pigment ink, printing on the recording medium by an inkjet recording method, and drying.
  • the printed matter is printed by an inkjet recording method in which the distance from the surface (x) having the ink ejection port of the inkjet head to the position (y) where the perpendicular line of the surface (x) intersects the recording medium is 1 mm or more, It can be produced by ejecting a water-based pigment ink, printing it on the recording medium, and drying it.
  • the distance to the position (y) where the perpendicular to the plane (x) intersects the recording medium is preferably 5 mm or less, preferably 4 mm or less, and more preferably 3 mm or less from the viewpoint of suppressing the white streak.
  • a hexane solution of BuLi and a styrene solution in which styrene was previously dissolved in tetrahydrofuran were introduced from tube reactors P1 and P2 into a T-shaped micromixer M1, and living anion polymerization was performed to obtain a polymer. .
  • the polymer obtained in the above step is transferred to the T-shaped micromixer M2 through the tube reactor R1, and the growing end of the polymer is treated with a reaction modifier ( ⁇ -methylstyrene ( ⁇ -MeSt)).
  • a reaction modifier ⁇ -methylstyrene ( ⁇ -MeSt)
  • a tert-butyl methacrylate solution prepared by previously dissolving tert-butyl methacrylate in tetrahydrofuran was introduced from the tube reactor P4 into the T-shaped micromixer M3, and the trapped polymer was transferred through the tube reactor R2, and continuously A living anionic polymerization reaction was performed. Thereafter, a block copolymer (PA-1) composition was produced by quenching the living anionic polymerization reaction by supplying methanol.
  • the reaction temperature was set to 24° C. by immersing the entire microreactor in a constant temperature bath.
  • the resulting block copolymer (PA-1) composition was hydrolyzed by treatment with a cation exchange resin, then distilled off under reduced pressure, and the resulting solid was pulverized to give a powder.
  • a pigment dispersion resin (P-1) composed of a polymer was obtained.
  • Carbon black “#960” (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was prepared as a black pigment, and a pigment dispersion K (pigment concentration: 20% by mass) was prepared by the following method.
  • 150 g of a black pigment, 60 g of a pigment dispersion resin (P-1), 75 g of propylene glycol, and 19.4 g of a 34% by mass potassium hydroxide aqueous solution were charged into a 1.0 L intensive mixer (manufactured by Eirich Japan Co., Ltd.), and a rotor was added. The mixture was kneaded for 25 minutes at a peripheral speed of 2.94 m/s and a pan peripheral speed of 1 m/s.
  • pigment dispersion K an aqueous pigment dispersion having a pigment concentration of 20% by mass was obtained.
  • Preparation Example 2-2 As a cyan pigment, "FASTOGEN BLUE SBG-SD" (trade name) manufactured by DIC Corporation was prepared, and a pigment was prepared in the same manner as in Preparation Example 2-1, except that the cyan pigment was used instead of the black pigment. Dispersion C (pigment concentration: 20% by mass) was prepared.
  • Binder As the binder, the following acid-modified polypropylene was used.
  • Auroren AE-301 Nippon Paper Industries Co., Ltd., trade name, acid-modified polypropylene resin, solid content 35% by mass
  • ⁇ Wax> As the wax, an oxidized polyethylene wax shown below was prepared.
  • the content of the pigment dispersion is such that the concentration of the pigment with respect to the total amount of the aqueous pigment ink is 5.6% by mass for black ink, 4.3% by mass for cyan ink, 6.0% by mass for magenta ink, and 3% for yellow ink.
  • the amount needed to adjust to .3% by weight was used.
  • 22% by mass of pigment dispersion C (4.3% by mass of pigment) was used.
  • the content of the binder was adjusted so that the resin content (solid content) was the value described in the column of "Aurorene AE301 (solid content) [mass %]" under "Binder” in Tables 1 and 2.
  • the content of wax (solid content) was 1.0% by mass.
  • the content of the acrylic thickener (solid content) was 0.06 to 0.18% by mass.
  • the content of propylene glycol in Examples 1 to 5 and Examples 8 to 13 was such that the viscosity (32° C.) of the aqueous pigment ink was about 4.8 Pa s, and in Examples 6 and 7, the viscosity of the aqueous pigment ink was about 4.8 Pa s. It was made 6 to 20% by mass so that the viscosity (32° C.) was about 6.0 mPa ⁇ s and 7.5 mPa ⁇ s, respectively.
  • the contents of glycerin, triethanolamine, TegoWET280, ACTICIDE B20, ethylene urea and SURFYNOL 420 are 12.0% by mass, 0.2% by mass, 0.1% by mass, 0.1% by mass and 5.62%, respectively. % and 1.00% by mass. Distilled water was added so that the total content of the additive components was 100% by mass. All of the above contents are based on the total amount of the water-based ink composition.
  • Comparative Examples 1 to 12 As shown in Tables 3 and 4, in Comparative Example 1, excluding the acrylic thickener, the amount of propylene glycol and the amount of distilled water were adjusted so that the viscosity of the water-based pigment ink at 32° C. was about 4.8 mPa ⁇ s. A water-based pigment ink was obtained in the same manner as in Example 1, except that the was adjusted. In Comparative Examples 2 to 11, the acrylic thickener was replaced with a thickener other than the acrylic thickener described later, and propylene was added so that the viscosity at 32 ° C. was around 4.8 mPa s. A water-based pigment ink was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amounts of glycol and distilled water were adjusted.
  • Comparative Example 12 the binder resin amount (solid content) was changed to the value shown in Table 2, and the viscosity at 32 ° C. was about 4.8 mPa s, and the amount of propylene glycol and distilled water A water-based pigment ink was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of was adjusted.
  • the aqueous pigment inks of Examples and Comparative Examples were evaluated for storage stability, filterability, ejection stability (initial/white streaks), coating gloss, drying properties, and image fastness by the following methods.
  • the filterability is an evaluation characteristic that is performed to prevent clogging of the inkjet head by aggregates and sediments in the aqueous pigment ink when filling the inkjet head with the aqueous pigment ink. . If the filterability is poor, it becomes difficult to fill the inkjet head.
  • Rate of change within ⁇ 5% with respect to the initial value viscosity of the water-based pigment ink before standing
  • Rate of change with respect to the initial value is greater than ⁇ 5% to within ⁇ 10%
  • Initial value On the other hand, the rate of change is more than ⁇ 10% to within ⁇ 20% 2: The rate of change is more than ⁇ 20% from the initial value 1: Gelation or aggregation occurs at the time of ink formation, making it impossible to produce ink
  • the viscosity of the ink was measured using a cone-plate type (cone-plate type) rotary viscometer corresponding to an E-type viscometer under the following conditions.
  • Measuring device TVE-25 type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., TVE-25 L)
  • Calibration standard solution JS20 Measurement temperature: 32°C Rotation speed: 10-100rpm
  • Injection volume 1200 ⁇ L
  • the shortest distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium (from the surface (x) having the ink ejection port of the inkjet head, the perpendicular line assumed to the surface (x) intersects the recording medium
  • the distance (gap) to the position (y) was set to 1 mm.
  • the driving conditions of the head were the standard voltage and standard temperature of the inkjet head, and the droplet size was set to 18 pL.
  • the printed surface of the printed matter was read with a scanner, and the percentage of the area where no ink was applied (ratio of streaks) was calculated using image analysis software "ImageJ".
  • the streak ratio indicates the ratio of the area of the area where the water-based pigment ink was not applied to the area of the area where 100% solid printing was performed.
  • the supply pressure in the printing was adjusted by setting the water head difference of the ink sub-tank from the head nozzle plate surface to +35 cm and the negative pressure to -5.0 kPa.
  • the shortest distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium (from the surface (x) having the ink ejection port of the inkjet head, the perpendicular line assumed to the surface (x) intersects the recording medium
  • the distance (gap) to the position (y) was set to 1 mm.
  • the driving conditions of the head were the standard voltage and standard temperature of the inkjet head, and the droplet size was set to 18 pL. 5: streak rate of printed matter less than 1% 4: streak rate of printed matter 1% or more and less than 3% 3: streak rate of printed matter 3% or more and less than 5% 2: streak rate of printed matter 5% or more and less than 10% 1: streak rate of printed matter rate 10% or more
  • the coating film of the printed material was rubbed by hand with a cotton swab.
  • the coating film of the print was rubbed by hand with a cotton swab.
  • the abraded coating surface was visually observed, and the dryness was evaluated based on the following criteria.
  • the printed surface of the resulting printed matter was measured with a gloss meter micro-TRI-gloss (manufactured by BYK-Gardnaer), and the coating film gloss was evaluated based on the following criteria.
  • the supply pressure in the printing was adjusted by setting the water head difference of the ink sub-tank from the head nozzle plate surface to +35 cm and the negative pressure to -5.0 kPa.
  • the shortest distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium (from the surface (x) having the ink ejection port of the inkjet head, the perpendicular line assumed to the surface (x) intersects the recording medium
  • the distance (gap) to the position (y) was set to 1 mm.
  • the driving conditions of the head were the standard voltage and standard temperature of the inkjet head, and the droplet size was set to 18 pL. 5: 60° gloss is 40 or more 4: 60° gloss is 30 or more and less than 40 3: 60° gloss is 20 or more and less than 30 2: 60° gloss is 10 or more and less than 10 1: 60° gloss is less than 10
  • the print has many scratches, and the rubbing paper has dark coloring.
  • the supply pressure in the printing was adjusted by setting the water head difference of the ink sub-tank from the head nozzle plate surface to +35 cm and the negative pressure to -5.0 kPa.
  • the shortest distance between the ink ejection port of the inkjet head and the recording medium (from the surface (x) having the ink ejection port of the inkjet head, the perpendicular line assumed to the surface (x) intersects the recording medium
  • the distance (gap) to the position (y) was set to 1 mm.
  • the driving conditions of the head were the standard voltage and standard temperature of the inkjet head, and the droplet size was set to 18 pL.

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Abstract

本発明が解決しようとする課題は、インクの保存安定性を損なうことなく、水性顔料インクの粘度をインク吐出ヘッドの最適値に調整しやすく、インクジェット印刷法で印刷する際の吐出安定性に優れ、かつ、印刷後は被記録媒体の表面ですみやかに乾燥する水性顔料インクを提供することである。本発明者は、アクリル系増粘剤と高沸点溶剤と水と顔料とバインダーとを含有する水性顔料インクであって、前記水性顔料インクの全量に対する固形分の質量割合が1~15質量%であり、かつ、前記水性顔料インクの全量に対する前記高沸点溶剤の質量割合が0.1質量%~35質量%以下であることを特徴とする水性顔料インクによって、前記課題を解決した。

Description

水性顔料インク、印刷物及び印刷物の製造方法
 本発明は、水性顔料インク、印刷物及び印刷物の製造方法に関する。
 インクジェット記録方式は、非常に微細なノズルからインク液滴を記録部材に直接吐出し、付着させて文字や画像を得る記録方式である。この方式は、使用する装置の騒音が小さく、操作性がよいという利点を有するのみならず、カラー化が容易である。そのため、オフィスや家庭での出力機としてだけでなく、産業用途においても利用されている。
 インクジェット記録方式用のインク(インクジェットインク)としては、溶剤インク、UVインク、水性インク等がある。これらの中でも、環境面への対応等の点から水性インクの需要が高まっている(例えば特許文献1参照)。
 また、近年、インクジェット記録方式の用途拡大が期待されており、普通紙のようなインク吸収性の被記録媒体だけでなく、コート紙やコート紙段ボール等のインク難吸収性の被記録媒体又はインク非吸収性の被記録媒体への水性インクジェットインクによる印刷のニーズが高まっている。
 また、インクジェット印刷法で使用されるインク吐出ヘッドには、吐出方式や被記録媒体等の種類に応じて、いくつかのタイプが存在する。そのため、インクジェット印刷インクとしては、使用するインク吐出ヘッドのタイプに適合した最適な粘度等の特性を備えたインクを選択し使用する必要がある。
 前記インクの粘度を高くする方向に調整する方法としては、例えばインクに含まれる顔料分散樹脂やバインダー等の固形分を高くする方法が挙げられる。
 しかし、単に固形分を高くしたインクは、インクジェット印刷する際にインク吐出ヘッドから安定して吐出できず、インク吐出ノズルの詰まりを引き起こしたり、インク滴の吐出方向の異常を引き起こしたりする場合があった。
 インクの吐出安定性を損なうことなく、インクの粘度を高くする方向に調整する方法としては、インクに含まれるグリセリンやプロピレングリコール等の高沸点溶剤の使用量を多くする方法が挙げられる。
 しかし、前記方法で得られたインクは、被記録媒体に印刷後、乾燥しにくいため、印刷物の生産効率の低下や、経時的なにじみ等の印刷不良の原因になる場合があった。とりわけ、被記録媒体としてインク中の溶媒を吸収しにくい、難吸収性または非吸収性の被記録媒体への印刷に使用した場合に、印刷物の生産効率の著しい低下や、にじみ等の印刷不良の原因になる場合があった。
特開2011-12226号公報
 本発明が解決しようとする課題は、水性顔料インクの粘度をインク吐出ヘッドの最適値に調整しやすく、インクジェット印刷法で印刷する際の吐出安定性に優れ、かつ、印刷後は被記録媒体の表面ですみやかに乾燥する水性顔料インクを提供することである。
 本発明者は、アクリル系増粘剤と高沸点溶剤と水と顔料とバインダーとを含有する水性顔料インクであって、前記水性顔料インクの全量に対する固形分の質量割合が1~15質量%であり、かつ、前記水性顔料インクの全量に対する前記高沸点溶剤の質量割合が0.1~35質量%であることを特徴とする水性顔料インクによって、前記課題を解決した。
 本発明の水性顔料インクは、水性顔料インクの粘度を、インク吐出ヘッドの最適値に調整しやすい。特に、水性顔料インクの粘度を高くする方向に調整する必要がある場合に、インクジェット印刷法で印刷する際の優れた吐出安定性を損なうことなく、印刷後は被記録媒体の表面ですみやかに乾燥できる性質(乾燥性)を備えた水性顔料インクを得ることができる。
 以下、本発明の好適な実施形態について説明する。ただし、本発明は下記実施形態に何ら限定されるものではない。なお、本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。また、個別に記載した上限値及び下限値は、任意に組み合わせることができる。
 本発明の水性顔料インクは、アクリル系増粘剤と高沸点溶剤と水と顔料とバインダーとを含有する水性顔料インクであって、前記水性顔料インクの全量に対する固形分の質量割合が1~15質量%であり、かつ、前記水性顔料インクの全量に対する前記高沸点溶剤の質量割合が0.1~35質量%であることを特徴とする。
 本発明の水性顔料インクでは、様々な種類が存在する増粘剤のなかから、アクリル系増粘剤を選択し使用することによって、前記固形分や前記高沸点溶剤の使用割合を高めることに起因した吐出安定性や乾燥性の低下を引き起こすことなく、使用するインク吐出ヘッドのタイプに最適な粘度に調整することができる。
 本発明の水性顔料インクは、前記したとおり、水性顔料インクの粘度をインク吐出ヘッドの最適値に調整しやすい。特に、水性顔料インクの粘度を高くする方向に調整する必要がある場合に、インクジェット印刷法で印刷する際の優れた吐出安定性や乾燥性を損なうことなく、使用するインク吐出ヘッドに最適な粘度に調整することができる。
 本発明の水性顔料インクとしては、前記課題を解決するうえで、前記水性顔料インクの全量に対する固形分の質量割合が1~15質量%の範囲のものを使用する。なかでも水性顔料インクとしては、前記固形分の質量割合が4~12質量%であることがより好ましく、6~12質量%であることが、インクジェット印刷法で印刷する際の優れた吐出安定性を維持するうえで特に好ましい。なお、前記固形分は、本発明の水性顔料インクに含まれる水や高沸点溶剤をはじめとする溶媒以外の成分を指し、例えば本発明の必須成分である顔料とバインダーとアクリル系増粘剤や、任意成分である顔料分散樹脂やワックス等の固形分を指す。
 また、本発明の水性顔料インクとしては、前記水性顔料インクの全量に対する高沸点溶剤の質量割合が0.1~35質量%であるものを使用する。なかでも水性顔料インクとしては、前記高沸点溶剤の質量割合が15~35質量%の範囲であるものを使用することが好ましく、15~30質量%の範囲であるものを使用することが、インクジェット印刷法で印刷する際の優れた吐出安定性と、印刷後に被記録媒体の表面ですみやかに乾燥できる性質(乾燥性)とを両立した水性顔料インクを得るうえで特に好ましい。なお、前記高沸点溶剤は、例えばグリセリンやプロピレングリコールをはじめとする沸点180℃以上の有機溶剤を指す。
 また、本発明の水性顔料インクは、使用するインク吐出ヘッドのタイプに最適な粘度に調整することができ、とりわけ、その粘度を高める方向に調整しやすい。前記水性顔料インクとしては、32℃における粘度が3~10mPa・sの範囲のものを使用することが好ましく、4~8mPa・sの範囲のものを使用することが、保存安定性や吐出安定性に優れた水性顔料インクを得ることができ、かつ、インクジェット記録方式で使用した場合に、飛行曲がりによって発生する被記録媒体上の着弾位置のズレを見かけ上軽減し、印刷物のスジ発生を効果的に防止した印刷物を得ることができる。
上記粘度は、例えば、E型粘度計に相当する円錐平板形(コーン・プレート形)回転粘度計を使用し、下記条件にて測定される値である。
測定装置:TVE-25形粘度計(東機産業社製、TVE-25 L)
校正用標準液:JS20
測定温度:32℃
回転速度:10~100rpm
注入量:1200μL
 本発明の水性顔料インクに使用するアクリル系増粘剤としては、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの重合体を使用する。前記アクリル系増粘剤としては、いずれのものも使用できるが、水に溶解せず水中に分散(例えばエマルジョン)したものではなく、水に溶解または膨潤するものを使用することが好ましい。
 前記アクリル系増粘剤としては、市販品を用いることもでき、例えばLubrizol社製のSolthix A100、Solthix A200等を使用することができる。
 前記アクリル系増粘剤(固形分)は、本発明の水性顔料インクの全量に対して0.01質量%以上使用することが好ましく、0.02質量%以上使用することがより好ましく、0.05質量%以上使用することが、水性顔料インクの粘度を高めることで、使用するインク吐出ヘッドに最適な粘度に調整するうえで特に好ましい。一方、前記アクリル系増粘剤は、本発明の水性顔料インクの全量に対して、0.3質量%以下の範囲で使用することが好ましく、0.25質量%以下の範囲で使用することがより好ましく、0.2質量%以下の範囲で使用することが、優れた吐出安定性を維持し、かつ、印刷物の高い光沢を維持するうえで特に好ましい。
 一方、前記アクリル系増粘剤の代わりに、例えばポリウレタン系増粘剤やポリアミド系増粘剤を用いて粘度が調整された水性顔料インクは、それに含まれる顔料やバインダー等の固形分の凝集や沈降を引き起こしたり、前記増粘剤がゲル化等し、吐出安定性や保存安定性が低下することが懸念される。また、前記アクリル系増粘剤の代わりにポリウレタン系増粘剤やポリアミド系増粘剤を用いて粘度が調整された水性顔料インクを用いて、インク難吸収性又はインク非吸収性の被記録媒体へ印刷して得られた印刷物は、光沢の低下を引き起こす場合がある。
 次に、本発明の水性顔料インクで使用する高沸点溶剤について説明する。
 前記高沸点溶剤は、本発明の水性顔料インクをインクジェット印刷法で吐出する際に、水性顔料インクがインク吐出ヘッドの吐出口の表面で乾燥し固着することを防止し、優れた吐出安定性を確保するために使用する。また、前記高沸点溶剤は、本発明の水性顔料インクの粘度を調整するために使用する。
 前記高沸点溶剤は、水性顔料インクがインク吐出ヘッドの吐出口の表面で乾燥し固着することを防止する一方で、印刷後に被記録媒体の表面ですみやかに乾燥できる性質(乾燥性)を得るうえで、前記水性顔料インクの全量に対して、0.1~35質量%となる範囲で使用し、好ましくは15~35質量%の範囲で使用し、より好ましくは15~30質量%の範囲で使用する。
 前記高沸点溶剤としては、水との混和性が高く、沸点が180℃以上、好ましくは180~300℃の範囲の溶剤を使用することができ、例えば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、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、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、グリセリン等を使用することができる。なかでも、前記高沸点溶剤としては、プロピレングリコールまたはグリセリンを使用することが好ましく、プロピレングリコール及びグリセリンを組み合わせ使用することが、前記顔料が水性顔料インク中で凝集や沈殿することなく優れた分散安定性を維持しつつ所望の粘度に調整でき、前記インクジェット印刷法で印刷する際の吐出安定性に優れた効果を奏するうえで好ましい。
 次に、本発明の水性顔料インクで使用する水について説明する。
 前記水としては、具体的には、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の、純水又は超純水を使用することができる。前記水は、より優れた乾燥性及びより一層優れた吐出安定性を備えた水性顔料インクを得るうえで、水性顔料インクの全量に対して、30~90質量%の範囲で使用することが好ましく、40~80質量%の範囲で使用することがより好ましい。
 次に、本発明の水性顔料インクで使用する顔料について説明する。
 顔料としては、特に限定はなく、水性グラビアインク又は水性インクジェットインクにおいて通常使用される有機顔料及び無機顔料を使用することができる。顔料は、有機顔料及び無機顔料の一方又は両方を含んでいてよい。また、顔料としては、未酸性処理顔料、酸性処理顔料のいずれも使用することができる。
 無機顔料としては、例えば、酸化鉄や、コンタクト法、ファーネス法又はサーマル法等の方法で製造されたカーボンブラックなどを使用することができる。
 有機顔料としては、例えばアゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等)、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、キノフラロン顔料等)、レーキ顔料(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、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。
 ブラックインクに使用可能な顔料(ブラック顔料)としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、6、7、8、10、26、27、28等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントブラック7が好ましく用いられる。ブラック顔料の具体例としては、三菱化学株式会社製のNo.2300、No.2200B、No.900、No.960、 No.980、No.33、No.40、No,45、No.45L、No.52、HCF88、MA7、MA8、MA100等;コロンビア社製のRaven5750、Raven5250、Raven5000、Raven3500、Raven1255、Raven700等;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;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可能な顔料(イエロー顔料)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可能な顔料(マゼンタ顔料)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、176、184、185、202、209、269、282等;C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
 シアンインクに使用可能な顔料(シアン顔料)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、15:6、16、22、60、63、66等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントブルー15:3が好ましく用いられる。
 ホワイトインクに使用可能な顔料(ホワイト顔料)の具体例としては、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。
 顔料には、分散安定性に優れた水性顔料インクを得るために、前記水や高沸点溶剤等の溶媒中で安定して分散できるような手段を講じてあることが好ましい。例えば、顔料の表面には、分散性付与基(親水性官能基及び/又はその塩)又は分散性付与基を有する活性種が、直接又はアルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合(グラフト)されていてよい。このような自己分散型顔料は、例えば、真空プラズマ処理、次亜ハロゲン酸及び/又は次亜ハロゲン酸塩による酸化処理、オゾンによる酸化処理等による方法や、水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法、p-アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシ基を結合させる方法等によって製造することができる。
 自己分散型顔料を用いる場合、後述する顔料分散樹脂を含む必要がないため、顔料分散樹脂に起因する発泡等を抑制することができ、吐出安定性に優れた水性顔料インクが得られやすい。また、自己分散型顔料を用いる場合、顔料分散樹脂に起因する大幅な粘度上昇が抑えられるため、顔料をより多く含有することが可能となり、印字濃度の高い印刷物を製造しやすくなる。自己分散型顔料としては、市販品を利用することも可能である。市販品としては、BONJET BLACK CW-1、BONJET BLACK CW-1S、BONJET BLACK CW-2、BONJET BLACK CW-3(以上商品名;オリヱント化学工業株式会社製)、CAB-O-JET200、CAB-O-JET300(以上商品名;キヤボット社製) 、SENSIJET Black SDP100、SENSIJET Black SDP1000、SENSIJET Black SDP2000(以上商品名:SENSIENT社製)等が挙げられる。
 前記顔料の含有量は、充分な印字濃度を確保する観点から、水性顔料インクの全量に対して、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましい。前記顔料の含有量は、飛行曲がりによって発生する被記録媒体上の着弾位置のズレや被記録媒体上で水性顔料インクが十分に濡れ広がらないことに起因して、スジ状の印刷不良が発生すること(白スジ)の発生を抑制しやすい観点、及び、前記顔料が水性顔料インク中で凝集や沈殿することなく優れた分散安定性を維持しつつ、被記録媒体上の印刷物をこすった際でも水性顔料インクが剥離しないより優れた画像堅牢性が得られやすい観点から、水性顔料インクの全量に対して、12質量%以下が好ましく、10質量%以下が好ましく、8質量%以下が更に好ましい。これらの観点から、本実施形態では、顔料の含有量は、水性顔料インクの全量に対して、1~12質量%が好ましく、2~10質量%がより好ましく、3~8質量%であることが更に好ましい。
 前記顔料としては、前記した水分散性顔料以外の顔料を使用することもできる。前記顔料を水中に安定して分散させるためには、顔料と顔料分散樹脂とを組み合わせ使用することが好ましい。前記顔料分散樹脂は、前記顔料を水等の溶媒中に安定して分散させるために使用する。したがって、前記顔料分散樹脂は、後述するバインダーとは異なり、顔料の表面に吸着または前記顔料の表面の一部または全部を被覆した状態で存在する。
 また、前記顔料分散樹脂を使用する場合、前記顔料分散樹脂は本発明の水性顔料インクの固形分に相当する。
 前記顔料分散樹脂としては、例えば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の水性樹脂、及び、前記水性樹脂の塩を使用することができる。前記顔料分散樹脂としては、WO2018/190139号パンフレットにおいてポリマー(G)として例示された化合物を用いることもできる。これら顔料分散樹脂は、顔料分散後に架橋剤で架橋処理を施してもよい。
 前記顔料分散樹脂は、優れた分散安定性と吐出安定性を維持するうえで、顔料の合計100質量%に対して5~200質量%の範囲で使用することが好ましく、5~100質量%の範囲で使用することがより好ましい。
 次に、本発明の水性顔料インクで使用するバインダーについて説明する。
 バインダーは、水性顔料インク中の顔料を被記録媒体に定着させることを目的に使用する。前記バインダーは、前記顔料分散樹脂とは異なり、水性顔料インク中において顔料等の表面に吸着しておらず、前記顔料や顔料分散樹脂とは別に、水や高沸点溶剤等の溶媒中に分散して存在する。
 前記バインダーとしては、特に制限は無いが、例えばアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂等を1種もしくは数種併用して使用することができる。
 上記バインダーは、前記吐出安定性の低下や前記白スジの発生を抑制するとともに、印刷物の印字濃度や画像堅牢性を向上させ、良好な光沢を付与する上で、上記水性顔料インクの全量に対して0.5質量%~5.0質量%の範囲で使用することが好ましく、0.5質量%~4.0質量%の範囲で使用することがより好ましい。また、上記範囲の上記バインダーを含有する水性顔料インクは、印刷後の加熱工程を経て上記バインダーが架橋し強固な被膜を形成することで、印刷物の画像堅牢性をより一層向上させることができる。また、印刷物に水を滴下した場合あるいは水を含んだ布等でこすった場合でも、水性顔料インクが剥離しない良好な耐水性を付与することができる。
 なかでも、上記バインダーとしては、インク難吸収性又はインク非吸収性の被記録媒体であっても上記白スジおよび被記録媒体上で水性顔料インクが均一に濡れ広がらず、印刷物に濃淡ムラが発生する現象(モットリング)を抑制できる観点から、変性ポリオレフィンを使用することが好ましい。変性ポリオレフィンとしては、例えば酸変性ポリプロピレンが挙げられる。
 酸変性ポリプロピレンは、ポリプロピレンを1種又は2種以上の酸性化合物で変性することにより得られる樹脂であり、ポリプロピレン由来の骨格(ポリプロピレン骨格)と、酸性化合物由来の官能基と、を有する。ポリプロピレン骨格は主としてプロピレンに由来する構造単位を有している。
 ポリプロピレン骨格は、ホモポリプロピレン(プロピレンの単独重合体)骨格であってよく、ブロックポリプロピレン(プロピレンと他のオレフィン(例えばエチレン)とのブロック共重合体)骨格であってもよく、ランダムポリプロピレン(プロピレンと他のオレフィン(例えばエチレン)とのランダム共重合体)骨格であってもよい。他のオレフィンとしては、例えばエチレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等のアルケンが挙げられる。これらの成分は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。他のオレフィン成分の炭素数は、例えば、2~6である。
 ポリプロピレン骨格におけるプロピレン成分の含有量(プロピレンに由来する構造単位の含有量)は、例えば60モル%以上であり、70モル%以上であってもよい。ポリプロピレン骨格がブロックポリプロピレン骨格又はランダムポリプロピレン骨格である場合、ポリプロピレン骨格におけるプロピレン成分の含有量(プロピレンに由来する構造単位の含有量)は、例えば95モル%以下であり、90モル%以下であってもよい。
 酸変性ポリプロピレン中のポリプロピレン骨格の含有量は、酸変性ポリプロピレンの全量に対して、例えば50~99質量%である。酸変性ポリプロピレンにおけるポリプロピレン骨格の含有量は、酸変性ポリプロピレンの全量に対して、50質量%以上、60質量%以上又は70質量%以上であってよく、99質量%以下、95質量%以下又は90質量%以下であってよい。
 酸性化合物は、例えば、カルボキシ基、酸無水物基等の酸性基を有する化合物又はその誘導体である。誘導体とは、酸性基を有する化合物の当該酸性基を変性(例えば、エステル化、アミド化又はイミド化)することによって得られる化合物である。酸性化合物における酸性基の数は1つであっても複数(例えば2つ)であってもよい。酸性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物及びこれらの誘導体が挙げられる。具体的には、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、無水アコニット酸及び無水ハイミック酸、並びに、これらの化合物の誘導体を例示することができる。誘導体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等の分子中に(メタ)アクリロイル基を少なくとも1つ有する化合物が挙げられる。なお、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを意味する。(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリロイルについても同様である。酸性化合物は、好ましくは酸性基を有する化合物である。
 酸変性ポリプロピレンにおける酸変性度(例えばグラフト重量)は、例えば、1~20質量%である。酸変性ポリプロピレンにおける酸変性度は、1質量%以上又は3質量%以上であってよく、20質量%以下又は10質量%以下であってよい。酸変性度及びグラフト重量は、アルカリ滴定法又はフーリエ変換赤外分光法により求めることができる。
 酸変性の方法としては、例えば、ポリプロピレンに対しグラフト変性させる方法が挙げられる。具体的には、ラジカル反応開始剤の存在下でポリプロピレンを融点以上に加熱融解して反応させる方法(溶融法)、ポリプロピレンを有機溶剤に溶解させた後ラジカル反応開始剤の存在下で加熱撹拌して反応させる方法(溶液法)等が挙げられる。ラジカル反応開始剤としては、有機過酸化物系化合物、アゾニトリル類等が挙げられる。
 酸変性ポリプロピレンは塩素化されたものであってもよい。塩素化反応は、従来公知の方法で行うことができる。
 酸変性ポリプロピレンの重量平均分子量は、例えば、10,000~200,000である。酸変性ポリプロピレンの重量平均分子量は、10,000以上、15,000以上又は40,000以上であってよく、200,000以下、150,000以下又は120,000以下であってよい。上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準物質:ポリスチレン)によって測定された値である。
 酸変性ポリプロピレンの融点(Tm)は、例えば50~150℃である。酸変性ポリプロピレンの融点(Tm)がこの範囲であると、より優れた被記録媒体の表面での乾燥性と画像堅牢性が得られる傾向がある。酸変性ポリプロピレンの融点(Tm)は、酸化ポリエチレンワックスの融点よりも低いことが好ましい。上記融点(Tm)は、JIS K 0064に準拠した融点測定装置によって測定した値である。
 酸変性ポリプロピレンは、例えば、粒子状である。粒子状の酸変性ポリプロピレンの平均粒子径は、インクジェットヘッドの目詰まりを防止する観点から、例えば、10~200nmである。粒子状の酸変性ポリプロピレンの平均粒子径は、10nm以上又は20nm以上であってよく、200nm以下又は170nm以下であってよい。上記平均粒子径は、レーザー散乱型粒径測定装置(例えば、マイクロトラック)を用いて、レーザー散乱法により測定される、体積基準の粒度分布におけるd50径である。
 酸変性ポリプロピレンは、溶媒中に分散した状態のものを用いることが好ましく、溶媒中に分散したエマルションの状態のものを用いることがより好ましい。上記溶媒は、水性媒体であることが好ましく、水性顔料インクに含まれる水や高沸点溶剤等の溶媒と同じものを使用することがより好ましい。
 前記酸変性ポリプロピレンを用いる場合、酸変性ポリプロピレンの水分散体のpHは、酸変性ポリプロピレン樹脂が溶媒中に分散しやすくなり、水性顔料インクの保存安定性を向上させるうえで、例えば、液温25℃において6~10であることが好ましい。pHがこのような範囲となるように、酸変性ポリプロピレンの水分散体には、アンモニア水、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、モルホリン等のアミン系の中和剤、もしくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基を含有させてもよい。
 酸変性ポリプロピレンは、1種を単独で、又は、2種以上を組み合わせて用いることができる。
 酸変性ポリプロピレンとしては、市販品を用いることもできる。好ましい市販品としては、日本製紙株式会社製のアウローレン(登録商標)AE-301、AE-502が挙げられる。
 本発明の水性顔料インクは、前記したアクリル系増粘剤、高沸点溶剤、水、バインダー及び必要に応じて顔料分散樹脂以外のその他の成分を含有ものであってもよい。
 前記その他の成分としては、例えばワックスが挙げられる。
 前記ワックスとしては、例えば融点が150℃以下のワックスを使用することが好ましく、なかでも酸化ポリエチレンワックスを使用することが、印刷物の画像堅牢性を向上するうえで好ましい。前記酸化ポリエチレンワックスは、ポリエチレンワックスを酸化処理したものであり、ポリエチレン由来の骨格(ポリエチレン骨格)を有している。ポリエチレン骨格は、主として、エチレンに由来する構造単位を有している。
 ポリエチレン骨格は、ホモポリエチレン(エチレンの単独重合体)骨格であってよく、ブロックポリエチレン(エチレンと他のオレフィンとのブロック共重合体)骨格であってもよく、ランダムポリエチレン(エチレンと他のオレフィンとのランダム共重合体)骨格であってもよい。他のオレフィンとしては、例えばプロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等のアルケンが挙げられる。これらの成分は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。他のオレフィン成分の炭素数は、例えば、2~6である。
 ポリエチレン骨格におけるエチレン成分の含有量(エチレンに由来する構造単位の含有量)は、例えば60モル%以上であり、70モル%以上であってもよい。ポリエチレン骨格がブロックポリエチレン骨格又はランダムポリエチレン骨格である場合、ポリエチレン骨格におけるエチレン成分の含有量(エチレンに由来する構造単位の含有量)は、例えば95モル%以下であり、90モル%以下であってもよい。
 酸化ポリエチレンワックス中のポリエチレン骨格の含有量は、酸化ポリエチレンワックスの全量に対して、例えば50~99質量%である。酸化ポリエチレンワックスにおけるポリエチレン骨格の含有量は、酸化ポリエチレンワックスの全量に対して、50質量%以上、60質量%以上又は70質量%以上であってよく、99質量%以下、95質量%以下又は90質量%以下であってよい。
 酸化ポリエチレンワックスは、より優れた画像堅牢性が得られる観点から、好ましくは高密度酸化ポリエチレンワックスを含む。本実施形態では、酸変性ポリプロピレン樹脂と高密度酸化ポリエチレンワックスとを併用することによる相乗効果によって、より優れた被記録媒体の表面での乾燥性及び画像堅牢性と、より優れたモットリング抑制効果が得られる傾向がある。高密度酸化ポリエチレンワックスの密度は、例えば、0.95g/cm以上であり、0.95~1.1g/cmであってよい。
 酸化ポリエチレンワックスの融点(Tm)は、例えば、150℃以下であり、好ましくは140℃以下であり、135℃以下であってもよい。酸化ポリエチレンワックスの融点(Tm)は、例えば、40℃以上であり、好ましくは120℃以上であり、より好ましくは125℃以上である。上記融点(Tm)は、JIS K 0064に準拠した融点測定装置によって測定した値である。
 酸化ポリエチレンワックスは、例えば、粒子状である。粒子状の酸化ポリエチレンワックスの平均粒子径は、インクジェットヘッドの目詰まりを防止する観点から、例えば、10~200nmである。粒子状の酸化ポリエチレンワックスの平均粒子径は、20nm以上又は30nm以上であってよく、100nm以下又は60nm以下であってよい。上記平均粒子径は、レーザー散乱型粒径測定装置(例えば、マイクロトラック)を用いて、レーザー散乱法により測定される、体積基準の粒度分布におけるd50径である。
 酸化ポリエチレンワックスは、溶媒中に溶解又は分散した状態のものを用いることが好ましく、溶媒中に分散したエマルションの状態のものを用いることがより好ましい。上記溶媒は、本発明の水性顔料インクに使用する高沸点溶剤や水等の溶媒とと同じものを使用することが好ましい。
 酸化ポリエチレンワックスは、1種を単独で、又は、2種以上を組み合わせて用いることができる。
 酸化ポリエチレンワックスとしては、市販品を用いることもできる。好ましい市販品としては、BYK社製のAQUACER515、AQUACER1547等が挙げられる。
 酸化ポリエチレンワックスの含有量は、画像堅牢性に優れた印刷物を得るうえで水性顔料インクの全量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、0.2質量%以上又は0.3質量%以上がより好ましい。酸化ポリエチレンワックスの含有量は、充分な吐出安定性を備えた水性顔料インクを得るうえで、水性顔料インクの全量に対して、例えば、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。
 酸化ポリエチレンワックスの含有量は、画像堅牢性に優れた印刷物を得るうえで、顔料100質量部に対して、1.6質量部以上であることが好ましく、4質量部以上又は6質量部以上であってもよい。酸化ポリエチレンワックスの含有量は、充分な吐出安定性を備えた水性顔料インクを得るうえで、顔料100質量部に対して、例えば、500質量部以下であり、350質量部以下又は200質量部以下であってもよい。これらの観点から、酸化ポリエチレンワックスの含有量は、色材100質量部に対して、1.6~500質量部であってよい。
 前記ワックスとしては、前記酸価ポリエチレンワックス以外のワックスを含んでいてもよい。酸化ポリエチレンワックスの含有量は、前記ワックスの全量100質量部に対して80質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることがより好ましく、95質量部~100質量部であることが特に好ましい。
 前記バインダーとして酸変性ポリプロピレン樹脂を使用し、かつ、ワックスとして酸化ポリエチレンワックスを使用する場合、酸変性ポリプロピレン樹脂の含有量に対する酸化ポリエチレンワックスの含有量の比率(酸化ポリエチレンワックスの含有量/酸変性ポリプロピレン樹脂の含有量)は、乾燥性及び堅牢性により優れ、モットリングをより抑制できる観点から、例えば、0.03~10である。上記比率は、0.03以上、0.1以上、0.2以上又は0.3以上であってよく、10以下、2.0以下又は1.5以下であってよい。本実施形態では、特に、酸変性ポリプロピレン樹脂の含有量と高密度酸化ポリエチレンワックスの含有量の比率が上記範囲であることが好ましい。
 また、前記その他の成分としては、前記水や前記高沸点溶媒以外の溶媒(浸透剤)および固体湿潤剤成分を使用することができる。
 前記浸透剤としては、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールモノエーテル類などが挙げられる。
 前記浸透剤は、前記モットリングを抑制する観点から、使用することが好ましいが、前記浸透剤の含有量は、充分な吐出安定性を備えた水性顔料インクを得るうえで、水性顔料インクの全量に対して、8質量%以下が好ましく、4質量%以下がより好ましい。つまり、前記浸透剤の含有量は、0質量%~8質量%であってもよい。
 固体湿潤剤としては、例えば、尿素及び尿素誘導体が挙げられる。尿素誘導体としては、エチレン尿素、プロピレン尿素、ジエチル尿素、チオ尿素、N,N-ジメチル尿素、ヒドロキシエチル尿素、ヒドロキシブチル尿素、エチレンチオ尿素、ジエチルチオ尿素等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。乾燥性に優れた印刷物を得やすい観点では、尿素、エチレン尿素及び2-ヒドロキシエチル尿素からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。
 本発明の水性顔料インクは、上述した成分の他に、必要に応じて、界面活性剤、湿潤剤(乾燥抑止剤)、浸透剤、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、紫外線吸収剤等のその他の添加剤を更に含んでいてよい。
 界面活性剤を用いることにより、インクジェットヘッドの吐出口から吐出された水性インク組成物が被印刷体に着弾後、表面で良好に濡れ広がりやすいこと等から、スジ状の印刷不良の発生を防止しやすい。さらに、界面活性剤を用いることにより、水性顔料インクの表面張力を低下させる等することで水性顔料インクのレベリング性を向上させやすい。
 界面活性剤としては、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、両性界面活性剤等を使用することができる。界面活性剤としては、スジ状の印刷不良が発生することを抑制するうえで、アニオン性界面活性剤、及び、ノニオン性界面活性剤からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。
 アニオン性界面活性剤としては、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等を挙げることができる。
 ノニオン性界面活性剤としては、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が挙げられ、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、及び、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からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。
 水性顔料インクは、スジ状の印刷不良が発生することを抑制するうえで、アセチレン系界面活性剤を含有することが好ましい。アセチレン系界面活性剤は、分子中にアセチレン構造を有する界面活性剤である。アセチレン系界面活性剤は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制するうえで、アセチレングリコール、及び、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物からなる群より選ばれる1種以上が含むことが好ましい。
 アセチレン系界面活性剤の含有量は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制するうえで、界面活性剤の全量に対して、80~100質量%が好ましく、85~99.9質量%がより好ましく、90~99.5質量%が更に好ましく、95~99.3質量%が特に好ましい。
 その他の界面活性剤としては、ポリシロキサンオキシエチレン付加物等の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等のフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタントなども使用することができる。
 界面活性剤の含有量は、水性顔料インクの全量に対して、0.001~5質量%が好ましく、0.001~3質量%がより好ましく、0.001~2質量%が更に好ましく、0.01~2質量%が特に好ましく、0.1~2質量%が極めて好ましく、0.5~2質量%が非常に好ましく、0.8~2質量%がより一層好ましく、1~1.6質量%が更に好ましい。これらの含有量で界面活性剤を含有する水性顔料インクは、吐出液滴の被印刷体の表面での濡れ性が良好であり、被印刷体上で充分な濡れ広がりを有しやすく、スジ状の印刷不良の発生を防止する効果を得やすい。さらに、上記各範囲の界面活性剤を含有する水性顔料インクは、塗膜のレベリング性を向上させる効果を得やすい。同様の観点から、アセチレン系界面活性剤の含有量が、上記各範囲であることが好ましい。
 水性顔料インクのpHは、水性顔料インクの保存安定性及び吐出安定性を向上させ、インク難吸収性又はインク非吸収性の被記録媒体に印刷した際の濡れ広がり、印字濃度、画像堅牢性を向上させるうえで、好ましくは7.0以上、より好ましくは7.5以上、更に好ましくは8.0以上である。水性顔料インクのpHの上限は、インクの塗布又は吐出装置を構成する部材(例えば、インク吐出口、インク流路等)の劣化を抑制し、かつ、水性顔料インクが皮膚に付着した場合の影響を小さくするうえで、好ましくは11.0以下、より好ましくは10.5以下、更に好ましくは10.0以下である。これらの観点から、水性顔料インクのpHは、好ましくは7.0~11.0である。なお、上記pHは25℃におけるpHである。
 水性顔料インクの表面張力は、例えば、25℃で20~40mN/mである。水性顔料インクの表面張力がこの範囲にある場合、インクジェット記録方式で使用した場合に、吐出液滴の被記録媒体表面での濡れ性が良好となる傾向があり、着弾後に充分な濡れ広がりを有する傾向がある。25℃における水性顔料インクの表面張力は、好ましくは25mN/m以上であり、より好ましくは27mN/m以上である。25℃における水性顔料インクの表面張力は、好ましくは35mN/m以下であり、より好ましくは32mN/m以下である。
 本発明の水性顔料インクは、上述した成分を混合することによって製造することができる。上述した成分は、一括して混合してよく、順次混合してもよい。例えば、バインダー(例えば酸変性ポリプロピレン樹脂)及びワックス(例えば酸化ポリエチレンワックス)は、それぞれ、水性媒体に溶解又は分散させてから混合してよい。また、顔料は、顔料分散樹脂とともに水性媒体に分散させてから混合してよい。混合の際には、例えば、ビーズミル、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、ナノマイザー等の分散機を使用することができる。混合後は、必要に応じて遠心分離処理、濾過処理等を行ってよい。
(印刷物及びその製造方法)
 本発明の印刷物は、被記録媒体の表面に、本発明の水性顔料インクを印刷して得られるものである。
 この印刷物は、被記録媒体と、被記録媒体の表面に印刷されたインク塗膜とを有している。被記録媒体の表面に形成されたインク塗膜は、例えば、上記水性顔料インクの乾燥物であり、本発明の水性顔料インクにおける固形分(例えば、上記顔料と、上記バインダーと、上記アクリル系増粘剤等)を含有している。
 上記被記録媒体は、例えば普通紙などのインク吸収性の被記録媒体や、コート紙などのインク難吸収性又はインク非吸収性の被記録媒体が挙げられる。
 「インク難吸収性」とは、被記録媒体の記録面と水との接触時間100m秒における前記被記録媒体の吸水量が10g/m以下であることをいい、「インク非吸収性」とは、上記吸水量が0g/mであることをいう。吸水量は、自動走査吸液計(熊谷理機工業株式会社製、KM500win)を用いて、23℃、相対湿度50%の条件下にて測定される、純水の接触時間100m秒における転移量である。測定条件を以下に示す。
[Spiral Method]
Contact Time:0.010~1.0(sec)
Pitch:7(mm)
Lencth per sampling:86.29(degree)
Start Radius:20(mm)
End Radius:60(mm)
Min Contact Time:10(ms)
Max Contact Time:1000(ms)
Sampling Pattern:50
Number of sampling points:19
[Square Head]
Slit Span:1(mm)
Width:5(mm)
 インク難吸収性又はインク非吸収性の被記録媒体としては、例えば、表面にインク中の溶媒を吸収しにくい着色層が設けられた段ボール、印刷本紙等のアート紙、コート紙、軽量コート紙、微塗工紙、プラスチックフィルムなどが挙げられる。
 前記印刷物は、前記水性顔料インクを用い、インクジェット記録方式で前記被記録媒体に印刷し乾燥することで製造することができる。
 前記印刷物は、インクジェットヘッドのインク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)の垂線と被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離が1mm以上であるインクジェット記録方式で、前記水性顔料インクを吐出し前記被記録媒体に印刷し乾燥することで製造することができる。前記面(x)の垂線と被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離は、前記白スジを抑制する観点から、5mm以下が好ましく、4mm以下が好ましく、3mm以下がさらに好ましい。
 以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<顔料分散体の調製>
(顔料分散樹脂(P-1)の調製)
 顔料分散樹脂(P-1)としては、WO2018/190139号パンフレットの合成例1に従って調製したポリマー(P-1)を用いた。
 具体的には、BuLiのヘキサン溶液と、スチレンを予めテトラヒドロフランに溶解したスチレン溶液とをチューブリアクターP1及びP2から、T字型マイクロミキサーM1に導入し、リビングアニオン重合させることによって重合体を得た。
 次に、前記工程で得られた重合体をチューブリアクターR1を通じてT字型マイクロミキサーM2に移動させ、前記重合体の成長末端を、チューブリアクターP3から導入した反応調整剤(α-メチルスチレン(α-MeSt))によりトラップした。
 次いで、tert-ブチルメタクリレートを予めテトラヒドロフランに溶解したtert-ブチルメタクリレート溶液をチューブリアクターP4からT字型マイクロミキサーM3に導入し、チューブリアクターR2を通じて移動させた前記トラップされた重合体と、連続的なリビングアニオン重合反応を行った。その後、メタノールを供給することによって前記リビングアニオン重合反応をクエンチすることによってブロック共重合体(PA-1)組成物を製造した。
 前記ブロック共重合体(PA-1)組成物を製造する際、マイクロリアクター全体を恒温槽に埋没させることで、反応温度を24℃に設定した。
前記方法で得られたブロック共重合体(PA-1)を構成するモノマーのモル比は、(BuLi/スチレン/α-メチルスチレン/tert-ブチルメタクリレート)=1.0/12.0/1.3/8.1であった。
 得られたブロック共重合体(PA-1)組成物を、陽イオン交換樹脂で処理することで加水分解した後、減圧下で留去し、得られた固体を粉砕することによって、粉状のポリマーからなる顔料分散樹脂(P-1)を得た。
(調製例2-1)
 ブラック顔料として、三菱ケミカル株式会社製のカーボンブラック「#960」(商品名)を用意し、以下の方法で、顔料分散体K(顔料濃度:20質量%)を調製した。まず、ブラック顔料150g、顔料分散樹脂(P-1)60g、プロピレングリコール75g、及び、34質量%水酸化カリウム水溶液19.4gを1.0Lのインテンシブミキサー(日本アイリッヒ株式会社製)に仕込み、ローター周速2.94m/s、パン周速1m/sで25分間混練した。続いて、前記インテンシブミキサーの容器内の混練物に、撹拌を継続しながらイオン交換水306gを徐々に加えた後、プロピレングリコール12g、及び顔料濃度が20質量%になるようにイオン交換水127.5gを更に加え混合することによって顔料濃度が20質量%の水性顔料分散体(顔料分散体K)を得た。
(調製例2-2)
 シアン顔料として、DIC株式会社製の「FASTOGEN BLUE SBG-SD」(商品名)を用意し、ブラック顔料に代えて当該シアン顔料を用いたこと以外は、調製例2-1と同様にして、顔料分散体C(顔料濃度:20質量%)を調製した。
(調製例2-3)
 マゼンタ顔料として、DIC株式会社製の「FASTOGEN SUPER MAGENTA RY」(商品名)を用意し、ブラック顔料に代えて当該マゼンタ顔料を用いたこと以外は、調製例2-1と同様にして、顔料分散体M(顔料濃度:20質量%)を調製した。
(調製例2-4)
 イエロー顔料として、山陽色素株式会社製の「FAST YELLOW 7413」(商品名)を用意し、ブラック顔料に代えて当該イエロー顔料を用いたこと以外は、調製例2-1と同様にして、顔料分散体Y(顔料濃度:20質量%)を調製した。
 <アクリル系増粘剤>
 アクリル系増粘剤として、下記2種類を用意した。
・Solthix A100(Lubrizol社製、固形分30質量%)
・Solthix A200(Lubrizol社製、固形分30質量%)
<バインダー>
 バインダーとしては、以下に示す酸変性ポリプロピレンを使用した。
・アウローレンAE-301:日本製紙株式会社製、商品名、酸変性ポリプロピレン樹脂、固形分35質量%
<ワックス>
 ワックスとして、以下に示す酸化ポリエチレンワックスを用意した。
・AQUACER515:BYK社製、商品名、高密度酸化ポリエチレンワックスエマルション、融点(Tm)135℃、固形分30質量%
<水性顔料インクの調製>
(実施例1~13)
 上記で得られた顔料分散体を用い、表1~2に示す顔料分散体、樹脂分散体、バインダー及びワックスと、アクリル系増粘剤と、高沸点溶剤としてプロピレングリコールとグリセリンと、その他の成分としてトリエタノールアミンと、TegoWET280(エボニック社製、シリコーン系界面活性剤)と、ACTICIDE B20(ソー・ジャパン株式会社製、防腐剤)と、エチレン尿素と、SURFYNOL 420(エボニック社製、アセチレン系界面活性剤)と、蒸留水と、を混合して撹拌し、実施例1~13の水性顔料インクを得た。
 顔料分散体の含有量は、水性顔料インクの全量に対する顔料の濃度が、ブラックインクは5.6質量%、シアンインクは4.3質量%、マゼンタインクは6.0質量%、イエローインクは3.3質量%に調整するうえで必要な量を使用した。例えば、実施例1の水性顔料インクでは、顔料分散体Cを22質量%(顔料4.3質量%)を使用した。バインダーの含有量は、樹脂の含有量(固形分)が表1~2の『バインダー』の『アウローレンAE301(固形分)[質量%]』の欄に記載の値となるように調整した。
 ワックス(固形分)の含有量は、1.0質量%とした。アクリル系増粘剤(固形分)の含有量は、0.06~0.18質量%とした。プロピレングリコールの含有量は、実施例1~5及び実施例8~13は水性顔料インクの粘度(32℃)が4.8Pa・s程度となるように、実施例6及び7は水性顔料インクの粘度(32℃)がそれぞれ6.0mPa・s及び7.5mPa・s程度となるように、6~20質量%とした。グリセリン、トリエタノールアミン、TegoWET280、ACTICIDE B20、エチレン尿素及びSURFYNOL 420の含有量は、それぞれ、12.0質量%、0.2質量%、0.1質量%、0.1質量%、5.62質量%及び1.00質量%とした。蒸留水は、添加成分の含有量の合計が100質量%となるように加えた。なお、上記含有量はいずれも水性インク組成物の全量基準である。
(比較例1~12)
 表3~4に示すように、比較例1はアクリル系増粘剤を除いて、水性顔料インクの32℃における粘度が4.8mPa・s前後となるように、プロピレングリコール量と蒸留水の量を調整したこと以外は、実施例1と同様にして、水性顔料インクを得た。比較例2~11は、アクリル系増粘剤の代わりに、後述のアクリル系増粘剤以外の増粘剤に変更して、32℃における粘度が4.8mPa・s前後となるように、プロピレングリコール量と蒸留水の量を調整したこと以外は、実施例1と同様にして、水性顔料インクを得た。また、比較例12は、バインダー樹脂量(固形分量)が表2に示す値となるように変更して、32℃における粘度が4.8mPa・s前後となるように、プロピレングリコール量と蒸留水の量を調整したこと以外は、実施例1と同様にして、水性顔料インクを得た。
〈アクリル系増粘剤以外の増粘剤〉
・DN-10L(ダイセルファインミライズ社製、カルボキシメチルセルロース、固形分100質量%)
・セオラスRC-591(旭化成ケミカルズ社製、結晶セルロース混合物、固形分100質量%)
・プルラン(林原社製、多糖類、固形分100質量%)
・アデカノールUH420(ADEKA社製、ポリウレタン、固形分30質量%)
・アデカノールUH438(ADEKA社製、ポリウレタン、固形分30質量%)
・アデカノールUH450VF(ADEKA社製、ポリウレタン、固形分30質量%)
・ディスパロンAQH-800(楠本化成社製、ポリアミド、固形分12質量%)
・ディスパロンAQH-810(楠本化成社製、ポリアミド、固形分17質量%)
・ディスパロンAQH-870(楠本化成社製、ポリアミド、固形分17質量%)
・スメクトン-SWN(クニミネ工業社製、合成ヘクトライト、固形分100質量%)
<特性評価>
 下記に示す方法で、実施例及び比較例の水性顔料インクの保存安定性、濾過性、吐出安定性(初発・白スジ)、塗膜光沢、乾燥性、画像堅牢性を評価した。なお、濾過性は、前記水性顔料インクをインクジェットヘッドに充填する場合に、水性顔料インク中の凝集物や沈殿物がインクジェットヘッドの目詰まりを引き起こすことを防止するために、実施する評価特性である。当該濾過性が不良である場合、インクジェットヘッドへの充填が困難となる。
[保存安定性の評価]
 実施例及び比較例の水性顔料インクをプラスチックボトルに充填し、60℃の恒温槽で4週間保管し、恒温槽に静置する前と静置した後の水性顔料インクの粘度の変化率を測定した。水性顔料インクの保存安定性は、下記の基準に基づいて評価した。なお、前記粘度の変化率は、[(前記静置前の水性顔料インクの粘度―前記静置後の水性顔料インクの粘度)/(前記静置前の水性顔料インクの粘度)]×100で算出した値を指す。
5:初期値(前記静置前の水性顔料インクの粘度)に対して変化率が±5%以内
4:初期値に対して変化率が±5%超~±10%以内
3:初期値に対して変化率が±10%超~±20%以内
2:初期値に対して変化率が±20%超
1:インク化の時点でゲル化または凝集してしまいインク作製不可
 前記インクの粘度は、E型粘度計に相当する円錐平板形(コーン・プレート形)回転粘度計を使用し、下記条件にて測定した。
測定装置:TVE-25形粘度計(東機産業社製、TVE-25 L)
校正用標準液:JS20
測定温度:32℃
回転速度:10~100rpm
注入量:1200μL
[吐出安定性(初発)の評価]
 実施例及び比較例の水性顔料インクをそれぞれ京セラ株式会社製インクジェットヘッドKJ4B-YHに充填し、インク難吸収性の被記録媒体であるOKトップコート+(王子製紙社製、坪量104.7g/m)に対して100%ベタ印刷を実施することによって印刷物を得た。印刷の供給圧は、ヘッドノズルプレート面からのインクサブタンクの水頭差を+35cm、負圧を-5.0kPaに設定することで調整した。また、インクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との最短距離(インクジェットヘッドのインク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)に対して仮定した垂線と、被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離(ギャップ))は、1mmに設定した。前記ヘッドの駆動条件は、インクジェットヘッドの標準電圧及び標準温度とし、液滴サイズを18pLに設定した。
 前記印刷終了とともにインクの吐出を停止した後、1分間放置した。前記1分間経過後、OKトップコート+(王子製紙社製、坪量104.7g/m)及びnpi上質紙(日本製紙社製、坪量64g/m)に、再度、前記と同様の100%ベタ印刷を行い、その端部(縦2cmの端部)を目視で観察し、次の基準で評価した。
 5:前記端部にかすれや凹凸がなく、端部が直線上であった。
 4:前記端部にかすれはあるが凹凸が少なく、端部がわずかにゆがんでいた。
 3:前記端部にかすれや凹凸が顕著であり、端部が大きくゆがんでいた。
 2:インクは吐出されたが、前記端部が5cm以上吐出されなかった。
 1:インクが1滴も吐出しなかった。
[吐出安定性(白スジ)の評価]
 実施例及び比較例の水性顔料インクをそれぞれ京セラ株式会社製インクジェットヘッドKJ4B-YHに充填し、インク難吸収性の被記録媒体であるOKトップコート+(王子製紙社製、坪量104.7g/m)及びインク吸収性の被記録媒体であるnpi上質紙(日本製紙社製、坪量64g/m)に対して100%ベタ印刷を実施した後、前記印刷面から約8cmの距離にある9kWの近赤外ヒーターで1秒間乾燥させることによって印刷物を得た。
 前記印刷物の印刷面をスキャナーで読み取り、画像解析ソフト『ImageJ』にてインクが塗布されていない部分の割合(スジ率)を算出した。スジ率は、100%ベタ印刷を行った範囲の面積に対する、水性顔料インクが塗布されなかった範囲の面積の割合を示す。前記印刷での供給圧は、ヘッドノズルプレート面からのインクサブタンクの水頭差を+35cm、負圧を-5.0kPaに設定することで調整した。また、インクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との最短距離(インクジェットヘッドのインク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)に対して仮定した垂線と、被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離(ギャップ))は、1mmに設定した。前記ヘッドの駆動条件は、インクジェットヘッドの標準電圧及び標準温度とし、液滴サイズを18pLに設定した。
5:印刷物のスジ率1%未満
4:印刷物のスジ率1%以上3%未満
3:印刷物のスジ率3%以上5%未満
2:印刷物のスジ率5%以上10%未満
1:印刷物のスジ率10%以上
[乾燥性の評価]
 実施例及び比較例の水性顔料インクをそれぞれ京セラ株式会社製インクジェットヘッドKJ4B-YHに充填し、インク難吸収性の被記録媒体であるOKトップコート+(王子製紙社製、坪量104.7g/m)及びインク吸収性の被記録媒体であるnpi上質紙(日本製紙社製、坪量64g/m)に対して100%ベタ印刷を実施した後、前記印刷面から約8cmの距離にある9kWの近赤外ヒーターで1秒間加熱した。
 前記加熱の終了から10秒経過後の印刷物の塗膜を、手で綿棒を用い擦過した。次に、前記加熱の終了から60秒経過後の印刷物の塗膜を、手で綿棒を用い擦過した。
 擦過した塗膜面を目視で観察し、下記基準に基づいて乾燥性を評価した。
5:10秒経過後に全く塗膜が剥がれず、綿棒にも色がつかない
4:10秒経過後に目視でわかる程度の塗膜の剥がれはないが、綿棒には色がつく
3:60秒経過後には、全く塗膜が剥がれず、綿棒にも色がつかない(10秒経過後に目視でわかる程度の塗膜の剥がれがある)
2:60秒経過後に目視でわかる程度の塗膜の剥がれはないが、綿棒には色がつく(10秒経過後に目視でわかる程度の塗膜の剥がれがある)
1:60秒経過しても塗膜が剥がれてしまう
[塗膜光沢の評価]
 実施例及び比較例の水性顔料インクをそれぞれ京セラ株式会社製インクジェットヘッドKJ4B-YHに充填し、インク難吸収性の被記録媒体であるOKトップコート+(王子製紙社製、坪量104.7g/m)に対して100%ベタ印刷を実施した後、前記印刷面から約8cmの距離にある9kWの近赤外ヒーターで1秒間乾燥させた後、室温(25℃)に12時間(一晩)放置し乾燥させることによって印刷物を得た。
 次に、得られた印刷物の印刷面を光沢計micro-TRI-gloss(BYK-Gardnaer社製)で測定し、下記の基準に基づき塗膜光沢を評価した。
 なお、前記印刷での供給圧は、ヘッドノズルプレート面からのインクサブタンクの水頭差を+35cm、負圧を-5.0kPaに設定することで調整した。また、インクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との最短距離(インクジェットヘッドのインク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)に対して仮定した垂線と、被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離(ギャップ))は、1mmに設定した。前記ヘッドの駆動条件は、インクジェットヘッドの標準電圧及び標準温度とし、液滴サイズを18pLに設定した。
5:60°光沢が40以上
4:60°光沢が30以上、40未満
3:60°光沢が20以上、30未満
2:60°光沢が10以上、10未満
1:60°光沢が10未満
[画像堅牢性の評価]
 実施例及び比較例の水性顔料インクをそれぞれ京セラ株式会社製インクジェットヘッドKJ4B-YHに充填し、インク難吸収性の被記録媒体であるOKトップコート+(王子製紙社製、坪量104.7g/m)に対して100%ベタ印刷を実施した後、前記印刷面から約8cmの距離にある9kWの近赤外ヒーターで1秒間乾燥させた後、室温(25℃)に12時間(一晩)放置し乾燥させることによって印刷物を得た。
 次いで、学振型摩擦試験機RT-300(大栄科学精器製作所社製)を用いて、印刷基材と同一の紙を摩擦子として、印刷物の印刷面を荷重100g/cmで200回擦過した。印刷面の塗膜の剥がれ具合を目視で観察し、下記の基準に基づき画像堅牢性を評価した。
5:印刷物に傷がなく、擦る紙にも着色が見られない
4:印刷物にわずかに傷があり、擦る紙にもわずかに薄い着色が認められる
3:印刷物にわずかに傷があり、擦る紙には部分的に濃い着色が認められる
2:印刷物に多くの傷があり、擦る紙に部分的に濃い着色が認められる
1:印刷物に多くの傷があり、擦る紙の全面に濃い着色が認められる
 なお、前記印刷での供給圧は、ヘッドノズルプレート面からのインクサブタンクの水頭差を+35cm、負圧を-5.0kPaに設定することで調整した。また、インクジェットヘッドのインク吐出口と被記録媒体との最短距離(インクジェットヘッドのインク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)に対して仮定した垂線と、被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離(ギャップ))は、1mmに設定した。前記ヘッドの駆動条件は、インクジェットヘッドの標準電圧及び標準温度とし、液滴サイズを18pLに設定した。
[濾過性の評価]
 実施例及び比較例の水性顔料インクをそれぞれ50mL、シリンジを用いて5μm濾過フィルターであるAcrodisk 25mm w/5μm Versapor STRL 50/pk(Pall社製)に通液させ、通液量を測定し、下記の基準に基づき濾過性を評価した。
5:通液量が50mL
4:通液量が40mL以上50mL未満
3:通液量が30mL以上40mL未満
2:通液量が20mL以上30mL未満
1:通液量が10mL以上20mL未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004

Claims (10)

  1. アクリル系増粘剤と高沸点溶剤と水と顔料とバインダーとを含有する水性顔料インクであって、前記水性顔料インクの全量に対する固形分の質量割合が1~15質量%であり、かつ、前記水性顔料インクの全量に対する前記高沸点溶剤の質量割合が0.1~35質量%であることを特徴とする水性顔料インク。
  2. 前記水性顔料インクの全量に対する前記アクリル系増粘剤の質量割合が0.01~0.3質量%の範囲である請求項1に記載の水性顔料インク。
  3. 前記高沸点溶剤が、沸点180℃以上の溶剤である請求項1または2に記載の水性顔料インク。
  4. 32℃における粘度が3~10mPa・sの範囲である請求項1~3のいずれか1項に記載の水性顔料インク。
  5. 前記顔料が、前記水性顔料インクの全量に対して1~12質量%の範囲で含まれる請求項1~4のいずれか1項に記載の水性顔料インク。
  6. さらに融点150℃以下のワックスを含有する請求項1~5のいずれか1項に記載の水性顔料インク。
  7. 前記ワックスが酸化ポリエチレンワックスである請求項6に記載の水性顔料インク。
  8. インク難吸収性又はインク非吸収性の被記録媒体への印刷に用いられる、請求項1~7のいずれか一項に記載の水性顔料インク。
  9. 被記録媒体の表面に、請求項1~8のいずれか一項に記載の水性顔料インクが印刷された印刷物。
  10. インクジェットヘッドのインク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)の垂線と被記録媒体とが交わる位置(y)までの距離が1mm以上であるインクジェット記録方式で、請求項1~8のいずれか一項に記載の水性顔料インクを吐出し前記被記録媒体に印刷する印刷物の製造方法。
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