JP2004359761A - インクジェット用インク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】着色剤と、紫外線硬化性化合物と、沸点が100〜155℃のグリコールエーテル系有機溶剤とを含み、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角を50〜70°に調整したインクジェット用インクである。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にプリント基板等の非吸収体の表面への印字に適した、紫外線硬化型のインクジェット用インクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、紙等の吸収体の表面に、インクジェット記録方式によって印字を行うためには水性のインクが用いられる。しかしプリント基板等の、水性のインクを使用できない非吸収体の表面に印字するためには、印字に耐水性、耐溶剤性、耐摩擦性等が求められ、それに対応するために近時、紫外線硬化性を有するインクジェット用インクが実用化されつつある。
【0003】
例えば特許文献1においては、着色剤としての顔料と、当該顔料を分散させるための分散剤と、この分散剤を溶解しうる紫外線硬化性化合物とを含有する無溶剤型のインクジェット用インクが提案されている。
しかし無溶剤型のインクでは、その粘度を下げて印字時の吐出安定性を確保するために、紫外線硬化性化合物の量を着色剤に対してかなり多めに設定しなければならず、しかも紫外線硬化性化合物は、そのほぼ全量が紫外線照射によって硬化反応して、非吸収体の表面に印字の膜を形成するため、当該膜中の着色剤の密度がどうしても低くなり、印字の隠蔽性が低下するという問題がある。
【0004】
そこで特許文献2において、インクに有機溶剤を加えることで、紫外線硬化性化合物の量をこれまでよりも少なくすることが提案された。また有機溶剤としては、紫外線硬化性化合物の溶解性や、着色剤としての顔料の分散性などを向上することを考慮して、エステル系の有機溶剤が好ましいことが示された。
かかるインクにおいては、上記のように有機溶剤を加えて紫外線硬化性化合物の量を少なくすることと、非吸収体の表面に形成した印字の膜から有機溶剤を乾燥、除去して体積を減少させることとによって、硬化後の膜中における着色剤の密度をこれまでよりも高めて、印字の隠蔽性を向上することが可能となる。
【0005】
また、紫外線硬化性化合物と着色剤の量は固定しておき、有機溶剤の量を加減することによって、硬化後の膜中における着色剤の密度を変化させることなしに、インクの粘度を任意に調整できるという利点もある。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−197767号公報(特許請求の範囲、第0005欄〜第0007欄)
【特許文献2】
特開2002−241654号公報(特許請求の範囲、第0005欄〜第0009欄)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが発明者の検討によると、エステル系の有機溶剤を使用したインクは、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドを構成する金属や、ノズル内側を被覆する樹脂などの各種材料に対する親和性が高く、濡れ性がよすぎるため、印字時に、ヘッドのノズル先端から所定サイズのインク滴だけでなく、それよりも微小なインク滴が多数、吐出されて印字を汚す、いわゆる印字ミストを生じやすいという問題を有することがわかった。
【0008】
またエステル系の有機溶剤は、ヘッドにインクを送るためのNBR(ニトリル−ブタジエン共重合ゴム)等からなるチューブや、あるいはヘッドを組み立てるために使用する熱硬化エポキシ接着剤等を早期に劣化させるという問題を有することも判明した。
本発明の目的は、印字ミストの問題やプリンタの劣化の問題等を生じるおそれのない新規な、溶剤型の、紫外線硬化型のインクジェット用インクを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
(1) 着色剤と、
(2) 紫外線硬化性化合物と、
(3) 沸点が100〜155℃のグリコールエーテル系有機溶剤と、
を含み、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角を50〜70°に調整したことを特徴とするインクジェット用インクである。
【0010】
請求項2記載の発明は、グリコールエーテル系有機溶剤の含有割合を、インク全量の5〜20重量%とした請求項1記載のインクジェット用インクである。
請求項3記載の発明は、グリコールエーテル系有機溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルを用いた請求項1記載のインクジェット用インクである。
請求項4記載の発明は、紫外線硬化性化合物として、2官能または3官能のグリコールアクリレートからなる群より選ばれた少なくとも1種の、分子量が190〜310であるモノマーを用いた請求項1記載のインクジェット用インクである。
【0011】
請求項5記載の発明は、紫外線硬化性化合物と架橋反応しうるオリゴマーをも含む請求項1記載のインクジェット用インクである。
請求項6記載の発明は、着色剤として、表面をアルミニウムの酸化物で被覆した酸化チタン微粒子を用いた請求項1記載のインクジェット用インクである。
請求項7記載の発明は、着色剤の含有割合を、インク全量の20〜40重量%とした請求項1記載のインクジェット用インクである。
【0012】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、従来の溶剤型のものと同様にグリコールエーテル系有機溶剤を加えて紫外線硬化性化合物の量を少なくすることと、非吸収体の表面に形成した印字の膜からグリコールエーテル系有機溶剤を乾燥、除去して体積を減少させることとによって、硬化後の膜中における着色剤の密度をこれまでよりも高めて、印字の隠蔽性を向上することができる。
【0013】
また紫外線硬化性化合物と着色剤の量を固定しておき、グリコールエーテル系有機溶剤の量を加減することによって、硬化後の膜中における着色剤の密度を変化させることなしに、インクの粘度を任意に調整することもできる。
またエステル系に代えてグリコールエーテル系有機溶剤を使用するとともに、インクの、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角を50°以上に調整してあるため、当該インクは、インクジェットヘッドを構成する金属や、ノズル内側を被覆する樹脂などの各種材料に対する親和性、濡れ性が適度に抑制されており、印字ミストを生じるおそれがない。
【0014】
しかもインクの、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角を70°以下に調整してあるため、プリント基板等の非吸収体の表面に対する親和性、濡れ性は十分に良好であり、印字時にインクがはじかれたり、硬化後の膜の耐溶剤性、耐摩擦性などが低下したりするおそれもない。
またグリコールエーテル系有機溶剤は、エステル系のもののようにNBR等のチューブや熱硬化エポキシ接着剤等を早期に劣化させるおそれもない。
【0015】
さらにグリコールエーテル系有機溶剤として、沸点が100〜155℃のものを用いているため、インクの乾燥が早すぎてノズルの目詰まりを生じたり、逆にインクの乾燥が遅すぎて、紫外線硬化性化合物の硬化時に溶剤が残留することで、当該硬化によって形成される三次元網目状構造の密度が低下して硬化後の膜の耐溶剤性、耐摩擦性などが低下したり、膜中から残留溶剤が徐々に揮発して環境に影響を及ぼしたりすることもない。
【0016】
また請求項2記載の発明によれば、グリコールエーテル系有機溶剤の含有割合をインク全量の5重量%以上としているため、インクの粘度が過剰に上昇するのを防止して、ノズルでの目詰まりなどをより確実に防止することができるとともに、印字の隠蔽性を向上することもできる。
またグリコールエーテル系有機溶剤の含有割合を、インク全量の20重量%以下としているため、上で述べた残留溶剤による問題をさらに確実に防止することもできる。
【0017】
また請求項3記載の発明によれば、グリコールエーテル系有機溶剤の中でも環境に及ぼす影響の少ないプロピレングリコールモノメチルエーテルを用いているため、インクの安全性をさらに向上することができる。
請求項4記載の発明によれば、紫外線硬化性化合物として用いている、2官能または3官能のグリコールアクリレートからなる群より選ばれた少なくとも1種のモノマーが、いずれもグリコールエーテル系有機溶剤との相溶性に優れているため、より均一なインクを形成することができる。
【0018】
また、これらのモノマーを紫外線硬化させて形成される印字の膜は高強度であるため、耐溶剤性や耐摩擦性をさらに向上することもできる。
さらにこれらのモノマーは、紫外線照射による光重合開始時に水素引き抜き反応を生じて酸素阻害、すなわち酸素によるラジカル重合反応の阻害を減少させる働きをするため、大気中での紫外線硬化に適しているという利点もある。
また上記モノマーとして、分子量が190以上の、分子鎖の長いものを用いることによって、着色剤としての顔料粒子に対して立体障害を生じさせて、当該着色剤の分散性をさらに向上することもできる。
【0019】
またモノマーとして、分子量が310未満のものを用いることによって、インクの粘度が過剰に上昇するのを防止して、ノズルでの目詰まりなどをより確実に防止することもできる。
請求項5記載の発明によれば、紫外線硬化性化合物と架橋反応しうるオリゴマーを加えることによって、硬化によって形成される三次元網目状構造の密度を高めて、硬化後の膜の耐溶剤性、耐摩擦性などをさらに向上することができる。
【0020】
請求項6記載の発明によれば、着色剤としての酸化チタン微粒子の表面を、アルミニウムの酸化物で被覆してあるため、当該酸化チタン微粒子の分散性をさらに向上することができる。
そして請求項7記載の発明によれば、着色剤の含有割合を、インク全量の20重量%以上として印字の隠蔽性をさらに向上し、かつ40重量%以下としてインクの粘度が過剰に上昇するのを防止して、ノズルでの目詰まりなどをより確実に防止することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のインクジェット用インクは、前記のように
(1) 着色剤と、
(2) 紫外線硬化性化合物と、
(3) 沸点が100〜155℃のグリコールエーテル系有機溶剤と、を含み、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角を50〜70°に調整したことを特徴とするものである。
【0022】
なおインクの、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角が50〜70°に限定されるのは、50°未満では、インクジェットヘッドを構成する金属や、ノズル内側を被覆する樹脂などの各種材料に対する親和性、濡れ性が高くなりすぎて、印字ミストを生じるためである。また70°を超える場合には、プリント基板等の非吸収体の表面に対する親和性、濡れ性が低下して、印字時にインクがはじかれたり、硬化後の膜の耐溶剤性、耐摩擦性などが低下したりするためである。
【0023】
(グリコールエーテル系有機溶剤)
上記のうちグリコールエーテル系有機溶剤の沸点が100〜155℃の範囲内に限定されるのは、100℃未満では、インクの乾燥が早すぎてノズルの目詰まりを生じるためである。また150℃を超える場合には、インクの乾燥が遅すぎて、紫外線硬化性化合物の硬化時に溶剤が残留することで、当該硬化によって形成される三次元網目状構造の密度が低下して硬化後の膜の耐溶剤性、耐摩擦性などが低下したり、膜中から残留溶剤が徐々に揮発して環境に影響を及ぼしたりするという問題を生じるためである。
【0024】
かかるグリコールエステル系有機溶剤の具体例としては、例えばエチレングリコールジエチルエーテル(沸点121℃)、エチレングリコールジグリシジルエーテル(沸点112℃)、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(沸点144℃)、エチレングリコールモノエチルエーテル(沸点135.6℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124.4℃)、エチレングリコールモノメトキシメチルエーテル(沸点150〜153℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点132.8℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点121℃)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(沸点150℃)などを挙げることができ、特にプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。これらはそれぞれ1種単独で使用できる他、2種以上を併用することもできる。
【0025】
グリコールエーテル系有機溶剤の含有割合は、インク全量の5〜20重量%であるのが好ましい。5重量%未満では、インクの粘度が過剰に上昇して、ノズルでの目詰まりなどを生じるおそれがある。また、これを防止するために紫外線硬化性化合物の量を増加させると、相対的に、着色剤の密度が低くなって、印字の隠蔽性が低下するおそれがある。また20重量%を超える場合には、前述した残留溶剤による問題を生じるおそれがある。
【0026】
(着色剤)
着色剤としては顔料、染料などの従来公知の種々の着色剤を使用することができ、特に印字の隠蔽性を向上することや、印字の耐候性を向上することなどを考慮すると顔料が好ましい。
また顔料としては、インクの色に応じた無機もしくは有機の種々の顔料を使用することができ、特に耐候性を考慮すると無機の顔料が好ましい。例えば耐候性と隠蔽性に優れた白色の印字を行うための無機の顔料としては、酸化亜鉛、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛などの微粒子を挙げることができ、中でも特に酸化チタンの微粒子が好ましい。
【0027】
また酸化チタンの微粒子としては、ルチル型、アナタース型等の種々の結晶形を有するものがいずれも使用可能であるが、印字の堅牢性を向上してチョーキングを防止することなどを考慮すると、特にルチル型の結晶形を有する酸化チタンの微粒子が好ましい。
また酸化チタンの微粒子としては、インクへの分散性を向上するために、その表面をアルミニウムの酸化物で被覆したものを用いるのが好ましい。
【0028】
着色剤の含有割合は、インク全量の20〜40重量%であるのが好ましい。20重量%未満では印字の隠蔽性が低下するおそれがあり、逆に40重量%を超える場合にはインクの粘度が過剰に上昇して、ノズルでの目詰まりなどを生じるおそれがある。
(紫外線硬化性化合物)
紫外線硬化性化合物としては、紫外線の照射によって架橋反応、重合反応等を生じて三次元網目状構造を有する硬化物を形成しうる種々のモノマーがいずれも使用可能であり、とくに2官能または3官能のグリコールアクリレートからなる群より選ばれた少なくとも1種の、分子量が190〜310であるモノマーを使用するのが好ましい。
【0029】
かかるモノマーの分子量が190〜310であるのが好ましいのは、190未満では分子鎖が短すぎて、着色剤としての顔料粒子に対して立体障害を生じさせて、当該着色剤の分散性を向上する効果が得られないため、ノズルでの目詰まりなどを生じるおそれがあるためである。また310を超える場合にはインクの粘度が過剰に上昇して、やはりノズルでの目詰まりなどを生じるおそれがあるためである。
【0030】
グリコールアクリレートのモノマーの具体例としては、例えば1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(分子量226)、トリプロピレングリコールジアクリレート(分子量300)、トリメチロールプロパントリアクリレート(分子量296)、1,3−ブタンジオールジアクリレート(分子量198)、1,4−ブタンジオールジアクリレート(分子量198)、ジエチレングリコールジアクリレート(分子量214)、2,2−ジメチルプロピレングリコールジアクリレート(分子量212)、テトラエチレングリコールジアクリレート(分子量302)、トリエチレングリコールジアクリレート(分子量258)などを挙げることができる。これらはそれぞれ1種単独で使用できる他、2種以上を併用することもできる。
【0031】
紫外線硬化性化合物は、着色剤100重量部に対して110〜160重量部の割合で含有させるのが好ましい。110重量部未満では硬化後の膜の耐溶剤性、耐摩擦性などが不十分になるおそれがあり、逆に160重量部を超える場合には印字の隠蔽性が不十分になるおそれがある。
また本発明のインクには、紫外線硬化性化合物と架橋反応しうるオリゴマーを含有させることもできる。かかるオリゴマーとしては、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートなどを挙げることができる。
【0032】
オリゴマーは、紫外線硬化性化合物100重量部に対して5〜15重量部の割合で含有させるのが好ましい。
(その他の添加剤)
本発明のインクジェット用インクには、上記各成分に加えてさらに分散剤、光重合開始剤、増感剤などを含有させることもできる。
このうち分散剤としては、従来公知の種々の分散剤がいずれも使用可能であるが、特に櫛型の分子構造を有する分散剤が、着色剤としての顔料の分散性に優れるため好ましい。かかる櫛型の分子構造を有する分散剤の具体例としては、アビシア(株)製の商品名ソルスパースの各シリーズ例えば品番24000、26000、28000、31845、32000、32550、34750、41000などを挙げることができる。
【0033】
分散剤は、着色剤100重量部に対して0.5〜2重量部の割合で含有させるのが好ましい。0.5重量部未満では、着色剤の分散性を向上する効果が得られないおそれがあり、逆に2重量部を超える場合には、三次元網目状構造の密度が低下して硬化後の膜の耐溶剤性、耐摩擦性などが低下するおそれがある。
光重合開始剤としては、紫外線硬化性化合物の硬化反応を開始させることができる従来公知の種々の化合物がいずれも使用できる。特に分子開裂型または水素引き抜き型の光重合開始剤が好ましい。
【0034】
光重合開始剤の具体例としては、例えばベンゾインイソブチルエーテル、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ベンジル、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルスルフィド等を挙げることができる。
【0035】
また、上記光重合開始剤を増感するための増感剤としては、例えばトリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p−ジエチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、N,N−ジメチルベンジルアミン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等の、紫外線硬化性化合物と付加反応を起こさないアミン類を挙げることができる。
【0036】
また光重合開始剤および増感剤としては、上記の中から、紫外線硬化性化合物との相溶性に優れ、かつ紫外線透過性を阻害しないものを選択して用いるのが好ましい。
光重合開始剤と増感剤とは、それぞれ別個に、紫外線硬化性化合物100重量部に対して0.1〜20重量部、特に7〜14重量部の範囲で用いるのが好ましい。
【0037】
本発明のインクジェット用インクは、グリコールエーテル系有機溶剤と、オリゴマーと、光重合開始剤とを除く上記の各成分を適正な割合で混合し、混練した後、上記の各成分を加えてかく拌することで製造できる。混練にはペイントシェーカー、ボールミル、ディスパーマット(開放式縦型ビーズミル)等の分散機を用いればよい。
【0038】
【実施例】
以下に本発明を、実施例、比較例に基づいてさらに詳細に説明する。
実施例1
表面をアルミニウムの酸化物で被覆した、ルチル型の結晶形を有する酸化チタンの微粒子〔石原産業(株)製のR−630、平均粒径0.24μm〕40重量部と、分散剤〔アビシア(株)製の商品名ソルスパース41000〕2重量部と、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート〔化薬サートマー(株)製のKS−HDDA、分子量226〕58重量部とを、ジルコニアビーズ(0.5φ)と共に密閉容器に入れてペイントシェーカーで2時間、分散処理した後、密閉容器から取り出して分散処理液を得た。
【0039】
次にこの分散処理液75重量部に、エポキシアクリレート〔日本化薬(株)製のCN−120A60〕5重量部と、光重合開始剤〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のIRUGACURE184〕7重量部と、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点121℃)13重量部とを加えてかく拌することによってインクジェット用インクを製造した。
実施例2〜5、比較例3、4
プロピレングリコールモノメチルエーテルに代えて、下記いずれかのグリコールエーテル系有機溶剤を同量(13重量部)、使用したこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
【0040】
実施例2:エチレングリコールジグリシジルエーテル(沸点112℃)
実施例3:エチレングリコールモノメトキシメチルエーテル(沸点150〜153℃)
実施例4:プロピレングリコールモノプロピルエーテル(沸点150℃)
実施例5:エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124.4℃)
比較例3:エチレングリコールジメチルエーテル(沸点82〜83℃)
比較例4:ジエチレングリコールジメチルエーテル(沸点162℃)
実施例6
プロピレングリコールモノメチルエーテルの量を5重量部、分散処理液の量を83重量部としたこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
【0041】
実施例7
プロピレングリコールモノメチルエーテルの量を20重量部、分散処理液の量を68重量部としたこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
実施例8、9
1,6−ヘキサンジオールジアクリレートに代えて、下記いずれかのモノマーを同量(58重量部)使用したこと以外は実施例1と同様にして分散処理液を得た。そしてこの分散処理液を同量(75重量部)使用したこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
【0042】
実施例8:1,3−ブタンジオールジアクリレート〔化薬サートマー(株)製のSR−212、分子量198〕
実施例9:テトラエチレングリコールジアクリレート〔化薬サートマー(株)製のSR−268、分子量302〕
実施例10
酸化チタンの微粒子として、表面が未処理の、アナタース型の結晶形を有するもの〔石原産業(株)製のA−100、平均粒径0.15μm〕を同量(40重量部)使用したこと以外は実施例1と同様にして分散処理液を得た。そしてこの分散処理液を同量(75重量部)使用したこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
【0043】
実施例11
酸化チタンの微粒子の量を26.7重量部、分散剤の量を1.3重量部、モノマーの量を72.0重量部としたこと以外は実施例1と同様にして分散処理液を得た。そしてこの分散処理液を同量(75重量部)使用したこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
実施例12
酸化チタンの微粒子の量を53.3重量部、分散剤の量を2.7重量部、モノマーの量を44.0重量部としたこと以外は実施例1と同様にして分散処理液を得た。そしてこの分散処理液を同量(75重量部)使用したこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
【0044】
実施例13
1,6−ヘキサンジオールジアクリレートの量を63重量部としてエポキシアクリレートを配合しなかったこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
比較例1
プロピレングリコールモノメチルエーテルを使用せず、分散処理液の量を88重量部としたこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
【0045】
比較例2
プロピレングリコールモノメチルエーテルに代えて、エステル系であるエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートを同量、使用したこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
比較例5
プロピレングリコールモノメチルエーテルに代えて、プロピレングリコールモノプロピルエーテル20重量部を使用し、分散処理液の量を68重量部としたこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
【0046】
比較例6
プロピレングリコールモノメチルエーテルに代えて、エチレングリコールモノメチルエーテル20重量部を使用し、分散処理液の量を68重量部としたこと以外は実施例1と同様にしてインクジェット用インクを製造した。
上記各実施例、比較例のインクジェット用インクについて、下記の各試験を行って、その特性を評価した。
【0047】
接触角測定
協和界面科学(株)製の接触角計を用いて、各インクの、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角を測定した。
隠蔽性評価
各インクをインクジェットプリンタ〔セイコーエプソン(株)製のMC−2000〕に使用して、ポリプロピレン製フィルムの表面にベタ印字をし、乾燥後、紫外線硬化させて膜厚10μmの膜を形成した。そしてこの膜について、日本電飾(株)製のNF999を使用して白色度を測定し、下記の基準で隠蔽性を評価した。
【0048】
◎:55以上、隠蔽性極めて良好。
○:40以上55未満、隠蔽性良好。
×:40未満、隠蔽性不良。
目詰まり評価
各インクを上記と同じインクジェットプリンタに使用して5分間、連続印字し、次いで30分間以上、停止させた後、再度印字を行った際のヌケの有無を確認した。そしてヌケが見られなかったものを◎(目詰まりなし、極めて良好)、ヌケが見られたが、プリンタのクリーニング動作で復帰したものを○(良好)、復帰しなかったものを×(目詰まりあり、不良)として評価した。
【0049】
耐摩擦性評価
各インクを上記と同じインクジェットプリンタに使用して、ポリプロピレン製フィルムの表面にベタ印字をし、乾燥後、紫外線硬化させて膜厚10μmの膜を形成した。そしてこの膜について、日本工業規格JIS K5400−1990に規定した鉛筆硬度を測定して、下記の基準で膜の耐摩擦性を評価した。
◎:6H以上、耐摩擦性極めて良好。
【0050】
○:5H、耐摩擦性良好。
×:4H以下、耐摩擦性不良。
部材適正評価
各インク中に、NBR製のチューブ、および熱硬化エポキシ接着剤を塗布して熱硬化させたガラス板を浸漬して25℃で1週間、放置した。
そして両者に全く変化がなかったものを◎(部材適正極めて良好)、いずれか一方が膨潤したがその膨潤率が5重量%以下であったものを○(部材適正良好)、いずれか一方が膨潤してその膨潤率が5重量%を超えるか、あるいは溶けてしまったものを×(部材適正不良)として評価した。
【0051】
印字特性評価
各インクを上記と同じインクジェットプリンタに使用して、ポリプロピレン製フィルムの表面に文字を連続印字した際にミストが全く見られなかったものを◎(極めて良好)、ミストが見られたが、プリンタのクリーニング動作で復帰したものを○(良好)、復帰しなかったものを×(不良)として評価した。
結果を表1〜3に示す。
【0052】
【表1】
【0053】
【表2】
【0054】
【表3】
【0055】
表より、無用剤型とした比較例1のインクは隠蔽性が不良であった。
またエステル系の有機溶剤を使用した比較例2のインクは部材適正が不良で、しかも印字ミストを生じて印字特性も不良であった。
また沸点が100℃未満のグリコールエーテル系有機溶剤を使用した比較例3は、インクの乾燥が早すぎてノズルの目詰まりを生じ、逆に沸点が155℃を超えるグリコールエーテル系有機溶剤を使用した比較例4は、耐摩擦性が不良になった。
【0056】
そしてインクの、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角が50°未満であった比較例5は印字ミストを生じて印字特性が不良であり、70°を超える比較例6は耐摩擦性が不良になった。
これに対し、実施例1〜12のインクはいずれも、各評価が全て○〜◎であって、比較例1〜6に比べて良好な特性を有することがわかった。
また各実施例を比較すると、実施例2は、実施例1に比べて沸点の低いグリコールエーテル系有機溶剤を使用しているため僅かに目詰まりを生じやすく、逆に実施例3は、沸点の高いグリコールエーテル系有機溶剤を使用しているため僅かに耐摩擦性が低下する傾向にあった。
【0057】
また、実施例2、3と同様に実施例1と異なるグリコールエーテル系有機溶剤を使用した実施例4は、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角が範囲の下限値に近いことから、僅かに印字特性が低下し、逆に実施例5は接触角が範囲の上限値に近いことから、僅かに耐摩擦性が低下する傾向にあった。
そしてこれらのことから、グリコールエーテル系有機溶剤としては、実施例1で使用しているプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましいことがわかった。
【0058】
また、実施例1と比べてグリコールエーテル系有機溶剤の量が少なく、好ましい範囲の下限値に近い実施例6は僅かに隠蔽性が低下し、逆に多くて、好ましい範囲の上限値に近い実施例7は僅かに耐摩擦性が低下する傾向にあった。そしてこれらのことから、グリコールエーテル系有機溶剤の含有割合は、インク全量の5〜20重量%であるのが好ましいことがわかった。
また、実施例1と比べてモノマーの分子量が小さく、好ましい範囲の下限値に近い実施例8は顔料の分散性が低下したことから僅かに目詰まりを生じやすく、逆に上限値に近い実施例9はインクの粘度が上昇したことから、やはり僅かに目詰まりを生じやすい傾向にあった。そしてこれらのことから、モノマーの分子量は190〜310であるのが好ましいことがわかった。
【0059】
また実施例10は、酸化チタン微粒子の表面が未処理であったため、実施例1と比べて分散性が低下して僅かに目詰まりを生じやすくなり、また酸化チタン微粒子がアナタース型の結晶形を有していたため、実施例1と比べて僅かに耐摩擦性が低下する傾向にあった。そしてこのことから、酸化チタン微粒子としては、その表面をアルミニウムの酸化物で被覆した、ルチル型の結晶形を有するものが好ましいことがわかった。
【0060】
さらに実施例1と比べて顔料の含有割合が少なく、好ましい範囲の下限値であった実施例11は僅かに隠蔽性が低下し、逆に多くて、好ましい範囲の上限値であった実施例12は僅かに目詰まりを生じやすい傾向にあった。そしてこれらのことから顔料の含有割合は、インク全量の20〜40重量%であるのが好ましいことがわかった。
そしてオリゴマーとしてのエポキシアクリレートを配合しなかった実施例13は、実施例1と比べて僅かに耐摩擦性が低下する傾向にあった。そしてこのことから、紫外線硬化性化合物と架橋反応しうるオリゴマーを併用するのが好ましいことがわかった。
Claims (7)
- (1) 着色剤と、
(2) 紫外線硬化性化合物と、
(3) 沸点が100〜155℃のグリコールエーテル系有機溶剤と、
を含み、四フッ化エチレン樹脂の表面に対する接触角を50〜70°に調整したことを特徴とするインクジェット用インク。 - グリコールエーテル系有機溶剤の含有割合を、インク全量の5〜20重量%とした請求項1記載のインクジェット用インク。
- グリコールエーテル系有機溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルを用いた請求項1記載のインクジェット用インク。
- 紫外線硬化性化合物として、2官能または3官能のグリコールアクリレートからなる群より選ばれた少なくとも1種の、分子量が190〜310であるモノマーを用いた請求項1記載のインクジェット用インク。
- 紫外線硬化性化合物と架橋反応しうるオリゴマーをも含む請求項1記載のインクジェット用インク。
- 着色剤として、表面をアルミニウムの酸化物で被覆した酸化チタン微粒子を用いた請求項1記載のインクジェット用インク。
- 着色剤の含有割合を、インク全量の20〜40重量%とした請求項1記載のインクジェット用インク。
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