JP2008013671A

JP2008013671A - 油性インクジェットインク

Info

Publication number: JP2008013671A
Application number: JP2006186745A
Authority: JP
Inventors: Kozo Isobe; 浩三磯部; Ichiro Sakai; 一郎坂井; Kengo Nagae; 賢吾長江; Kazuhito Imanari; 一仁今成
Original assignee: General Technology Co Ltd
Current assignee: General Technology Co Ltd
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-24

Abstract

【課題】従来に比べて臭気が弱く、かつ、乾燥しやすい上、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた、画質の良好な画像や文字を印刷できる油性インクジェットインクを提供する。
【解決手段】溶媒として、式(1)：
【化１】

〔式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は同一または異なって炭素数１〜３の炭化水素基を示す。ｎは２〜３の数を示す。〕
で表される有機溶媒を含む油性インクジェットインクである。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた画像や文字を印刷することができる油性インクジェットインクに関するものである。

従来、インクジェットヘッドのノズルから吐出させた微小なインク滴によって、画像や文字を印刷する、いわゆるインクジェット印刷は、主に、紙等の、吸水性の表面への印刷に利用されており、前記印刷に使用するインクジェットインクとしては、水に、水溶性染料等の着色剤を加えた水性のインクジェットインクが、広く一般的に用いられてきた。

しかし、近時、様々な分野において、様々な表面への印刷に、インクジェット印刷が利用されるようになってきており、前記表面に、それに見合う良好な耐水性、耐光性、耐摩擦性等を有する上、画質の良好な画像や文字を印刷するために、先に説明した水性のインクジェットインクに代えて、溶媒として水を使用せず、有機溶媒のみを使用した、いわゆる油性インクジェットインクについて、実用化のための検討が行われている。

例えば、屋外の広告等の媒体として多用されている、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に、前記各特性に優れた、画質の良好な画像や文字を印刷するための、油性インクジェットインクとしては、耐光性に優れた顔料と、前記顔料を、前記樹脂の表面に強固に定着させる機能を有するバインダ樹脂と、前記表面を形成する、ポリ塩化ビニル等の樹脂を全く溶解しないか、殆ど溶解しない有機溶媒ａと、前記樹脂を溶解する有機溶媒ｂとを併用したものが、好適であると考えられている。

すなわち、前記各成分を含む油性インクジェットインクにおいては、有機溶媒ａの機能によって、顔料を、凝集等を生じさせることなく、均一に分散させて、インクジェットヘッドのノズルでの目詰まり等を防止すると共に、インクの蒸気圧や粘度、表面張力等を調整することで、インクの、良好な吐出安定性を維持しながら、バインダ樹脂と有機溶媒ｂの機能によって、顔料を、前記樹脂の表面に強固に定着させて、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた、画質の良好な画像や文字を印刷できると考えられている。そのため、併用する２種の有機溶媒ａ、ｂの、良好な組み合わせについて、種々、検討が行われている。

例えば、特許文献１では、有機溶媒ａとしてグリコール類、グリコールアセテート類、グリコールエーテル類、酢酸エステル類、または乳酸エステル類を使用すると共に、有機溶媒ｂとしてβ−ラクタム、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、またはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等を使用することが提案されている。

また、特許文献２では、有機溶媒ａとしてエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類を使用すると共に、有機溶媒ｂとしてγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステルを使用することが提案されている。さらに、特許文献３では、有機溶媒ａとして（ポリ）アルキレングリコール誘導体を使用すると共に、有機溶媒ｂとしてＮ−アルキル−２−ピロリドン等の含窒素複素環化合物を使用することが提案されている。
特開２００５−１５６７２号公報（請求項１、３、第００１３欄〜第００１７欄）特開２００５−２００４６９号公報（請求項１、４、５、第００１２欄、第００１５欄）特開２００５−２３２９８号公報（請求項１〜６、第００１４欄〜第００１５欄、第００１７欄）

ところが、油性インクジェットインクのうち、特許文献１、２に例示された有機溶媒ａ、ｂの組み合わせでは、有機溶媒特有の臭気が強いという問題がある。一方、特許文献３では、臭気を低減するために、有機溶媒ａ、ｂの組み合わせを選択しているため、臭気は気にならない程度に抑制できるものの、乾燥しにくいため、印刷効率が悪いという問題がある。

本発明の目的は、従来に比べて臭気が弱く、かつ、乾燥しやすい上、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた、画質の良好な画像や文字を印刷できる油性インクジェットインクを提供することにある。

前記課題を解決するため、発明者は、油性インクジェットインクに加える有機溶媒について検討した。その結果、式(1)：

〔式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は同一または異なって炭素数１〜３の炭化水素基を示す。ｎは２〜３の数を示す。〕
で表される有機溶媒を加えると、従来に比べて臭気が弱く、かつ、乾燥しやすい上、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた、画質の良好な画像や文字を印刷できる油性インクジェットインクが得られることを見出した。したがって、請求項１記載の発明は、前記式(1)で表される有機溶媒を含むことを特徴とする油性インクジェットインクである。

前記本発明の油性インクジェットインクは、請求項２に記載したように、顔料と、式(1)で表される有機溶媒と、非プロトン性極性有機溶媒と、バインダ樹脂とを含有するのが好ましい。前記２種の有機溶媒は、いずれも、臭気が低い上、混合した状態での臭気も低いため、油性インクジェットインクの臭気を、気にならない程度に抑制することができる。また、非プロトン性極性有機溶媒は、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面を溶解することで、バインダ樹脂と共に、顔料を、前記樹脂の表面に、強固に定着させて、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた画像や文字を印刷する機能に優れている。

一方、式(1)で表される有機溶媒は、油性インクジェットインクの蒸気圧や粘度、表面張力等を調整して、インクの、良好な吐出安定性を維持する機能に優れていると共に、前記油性インクジェットインクを乾燥しやすくする機能を有するため、画質の良好な画像や文字を、効率よく印刷することができる。

また、前記両有機溶媒は、互いに相溶性に優れている上、いずれも、特に、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に顔料を定着させるためのバインダ樹脂として好適に使用される、塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂等を良好に溶解できることから、油性インクジェットインクにおいて、前記バインダ樹脂や、あるいは顔料を、凝集等を生じさせることなく、均一に分散させて、インクジェットヘッドのノズルでの目詰まり等を防止することができる上、前記油性インクジェットインクの保存安定性を向上することもできる。

しかも、式(1)で表される有機溶媒を併用することで、様々な樹脂やゴム等に対して強い溶解性を有する非プロトン性極性有機溶媒の割合を少なくできるため、前記非プロトン性極性有機溶媒と併用することで、油性インクジェットインクの、良好な保存安定性を維持しながら、例えば、インクジェットヘッドを構成する、エポキシ樹脂等の樹脂からなる接着剤の層や、ＮＢＲ等のゴムからなるゴムリング等が、早期に劣化するのを抑制することもできる。

したがって、請求項２記載の発明によれば、式(1)で表される有機溶媒と、非プロトン性極性有機溶媒とを併用したことによって、従来に比べて臭気が弱く、かつ、乾燥しやすい上、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた、画質の良好な画像や文字を印刷できる油性インクジェットインクを提供することができる。

なお、油性インクジェットインクに使用する、式(1)で表される有機溶媒としては、特に、前記油性インクジェットインクの吐出安定性を向上することを考慮すると、請求項３に記載したように、１，１，２，２−テトラメトキシエタン、および１，１，３，３−テトラメトキシプロパンからなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。

本発明によれば、従来に比べて臭気が弱く、かつ、乾燥しやすい上、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた、画質の良好な画像や文字を印刷できる油性インクジェットインクを提供することができる。

本発明の油性インクジェットインクは、式(1)：

〔式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は同一または異なって炭素数１〜３の炭化水素基を示す。ｎは２〜３の数を示す。〕
で表される有機溶媒を含むことを特徴とするものである。

前記式(1)で表される有機溶媒としては、例えば、１，１，２，２−テトラメトキシエタン、１，１，２，２−テトラエトキシエタン、１，１，２，２−テトラプロポキシエタン、１，１，３，３−テトラメトキシプロパン、１，１，３，３−テトラエトキシプロパン等が挙げられ、中でも、式中のＲ¹〜Ｒ⁴が、いずれもメチル基で、かつｎが２である１，１，２，２−テトラメトキシエタン、およびｎが３である１，１，３，３−テトラメトキシプロパンからなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。

本発明の油性インクジェットインクは、顔料と、前記式(1)で表される有機溶媒と、非プロトン性極性有機溶媒と、バインダ樹脂とを含有しているのが好ましい。
〈非プロトン性極性有機溶媒〉
非プロトン性極性有機溶媒としては、水素イオンを生じたり受け取ったりしない種々の非プロトン性極性有機溶媒が、いずれも使用可能である。好適な非プロトン性極性有機溶媒としては、例えば、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−プロピル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルプロピオンアミド、およびγ−ブチロラクトンからなる群より選ばれた少なくとも１種が挙げられ、特に、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、またはγ−ブチロラクトンが好ましい。

油性インクジェットインクは、式(1)で表される有機溶媒Ａと、非プロトン性極性有機溶媒Ｂとを、重量比Ｂ／Ａ＝４／９６〜７０／３０、特に１０／９０〜６０／４０の割合で含有するのが好ましい。重量比Ｂ／Ａが前記範囲未満では、非プロトン性極性有機溶媒の割合が少なくなるため、前記非プロトン性極性有機溶媒による、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面を溶解することで、バインダ樹脂と共に、顔料を、前記樹脂の表面に、強固に定着させて、耐水性、耐光性、耐摩擦性等に優れた画像や文字を印刷する機能が、十分に得られないおそれがある。

また、前記範囲を超える場合には、式(1)で表される有機溶媒の割合が少なくなるため、前記有機溶媒を加えることによる、油性インクジェットインクの蒸気圧や粘度、表面張力等を調整して、インクの、良好な吐出安定性を維持する機能や、前記油性インクジェットインクを乾燥しやすくする機能が、十分に得られないおそれがある。

〈顔料〉
顔料としては、油性インクジェットインク中に、良好に、分散させることができる、任意の、無機顔料および／または有機顔料が挙げられる。無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄等の金属化合物や、あるいはコンタクト法、ファーネスト法、サーマル法等の公知の方法によって製造された、中性、酸性、塩基性等の、種々のカーボンブラックの１種または２種以上が挙げられる。

また、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、またはキレートアゾ顔料等を含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ベリレン顔料、ベリノン顔料、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、またはキノフタロン顔料等）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等の１種または２種以上が挙げられる。

顔料は、油性インクジェットインクの色目に応じて、１種または２種以上を用いることができる。また、顔料は、油性インクジェットインク中での分散安定性を向上するために、表面を処理してもよい。顔料の含有割合は、油性インクジェットインクの総量中の０．１〜１０重量％、特に０．５〜８重量％であるのが好ましい。顔料の具体例としては、下記の各種顔料が挙げられる。

（イエロー顔料）
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１４Ｃ、１６、１７、２０、２４、７３、７４、７５、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１０９、１１０、１１４、１１７、１２０、１２５、１２８、１２９、１３０、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８５、２１３、２１４

（マゼンタ顔料）
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、７、９、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、４９、５２、５３、５７（Ｃａ）、５７：１、９７、１１２、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、２０２、２０６、２０７、２０９、２４２、２５４、２５５

（シアン顔料）
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、１５：３４、１６、２２、６０
（ブラック顔料）
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７

（オレンジ顔料）
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７４
（グリーン顔料）
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６
（バイオレット顔料）
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０

〈バインダ樹脂〉
バインダ樹脂としては、油性インクジェットインク中に、良好に、溶解または分散させることができると共に、顔料を、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に、良好に定着させることができる、種々のバインダ樹脂が、いずれも使用可能である。バインダ樹脂の含有割合は、油性インクジェットインクの総量中の０．１〜１０重量％、特に０．５〜８重量％であるのが好ましい。

バインダ樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、石油系樹脂、クマロンインデン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂、キシレン系樹脂、アルキッド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ブチラール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ブチラール系樹脂、マレイン酸系樹脂、フマル酸系樹脂、ポリアミド系樹脂、繊維素系樹脂等が挙げられる。

屋外の広告等の媒体として多用されているポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に対して、最も定着性のよいバインダ樹脂は、塩化ビニル系樹脂である。また、塩化ビニルに酢酸ビニルを共重合させると、バインダ樹脂の、溶媒に対する溶解性を向上したり、前記ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に印刷された画像や文字の可撓性を高めて、印刷の耐擦過性を向上したりすることができる。そのため、特に、ポリ塩化ビニルシート等の樹脂の表面に印刷する場合は、バインダ樹脂として、塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂が好ましい。

油性インクジェットインクには、前記各成分に加えて、さらに、高分子分散剤、界面活性剤、可塑剤、帯電防止剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、防かび剤、殺生剤等の種々の添加剤を、必要に応じて、任意の含有割合で含有させてもよい。

〈実施例１〉
顔料としてのカーボンブラックと、バインダ樹脂としての塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体との、重量比１／１の混合物である、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社(Chiba Specialty Chemical Co., Ltd.)製のマイクロリス（登録商標）ブラックＣ−ＫＰ(Microlith Black C-KP)８重量部と、非プロトン性極性有機溶媒としての、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２０．０重量部と、式(1)で表される有機溶媒としての１，１，２，２−テトラメトキシエタン９．０重量部とを、ディソルバーを用いて、回転数１５００ｒｐｍで３０分間、混合して黒色顔料分散液を調製した。

次に、前記黒色顔料分散液３７重量部に、式(1)で表される有機溶媒としての１，１，２，２−テトラメトキシエタン６２．５重量部と、界面活性剤〔東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製のＬ−７００２〕０．５重量部とを加え、均一相を形成するように混合して油性インクジェットインクを製造した。１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの総量は２０重量部であった。

〈実施例２〉
非プロトン性極性有機溶媒としてγ−ブチロラクトンを用いたこと以外は、実施例１と同様にして油性インクジェットインクを製造した。

〈実施例３〉
非プロトン性極性有機溶媒としてＮ−エチル−２−ピロリドンを用いたこと以外は、実施例１と同様にして油性インクジェットインクを製造した。

〈実施例４〉
式(1)で表される有機溶媒として１，１，３，３−テトラメトキシプロパンを用いたこと以外は、実施例３と同様にして油性インクジェットインクを製造した。

〈比較例１〉
式(1)で表される有機溶媒に代えてエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＥＧＭＢＥＡ）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして油性インクジェットインクを製造した。

〈比較例２〉
式(1)で表される有機溶媒に代えてジプロピレングリコールモノメチルエーテルモノメチルエステル（ＤＰＧＭＥＭＥ）４６．５重量部と、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＰＧＤＭＥ）２５重量部とを用いたこと以外は、実施例３と同様にして油性インクジェットインクを製造した。

前記各実施例、比較例で製造した油性インクジェットインクについて、下記の各試験を行って、その特性を評価した。
〈臭気試験〉
実施例、比較例の油性インクジェットインクを、ピエゾ方式のインクジェットプリンタを使用してベタ印字した後、無作為に抽出した１０人の被験者に臭いを嗅いでもらい、不快な臭気があったと判断した被験者が２人以下であったものを臭気なし（○）、３人以上であったものを臭気あり（×）として評価した。

〈乾燥性試験〉
実施例、比較例の油性インクジェットインクを、ポリ塩化ビニル製ターポリンの表面に、ワイヤーバー（ドクター０．２５、直径０．２５ｍｍのワイヤーを、金属の棒に巻きつけたもの）を用いて塗布し、２５℃で１０分間、静置して乾燥させた後、指で触れた際の状態を観察して、下記の基準で、油性インクジェットインクの乾燥性を評価した。

○：指にインクがつかなかった。乾燥性は極めて良好と評価した。
×：指にインクがついてしまった。乾燥性は不良と評価した。
以上の結果を表１に示す。

表１より、式(1)以外の他の有機溶媒と、非プロトン性極性有機溶媒とを併用した比較例１の油性インクジェットインクは、臭気が強く、また乾燥性が不良であることが判った。また、特許文献６に記載の発明を再現した比較例２の油性インクジェットインクは、臭気がなくなったものの、依然として乾燥性が不良であることが判った。これに対し、式(1)で表される有機溶媒と、非プロトン性極性有機溶媒とを併用した実施例１〜４の油性インクジェットインクは、いずれも、臭気がない上、乾燥性が極めて良好であることが判った。

Claims

式(1)：

〔式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は同一または異なって炭素数１〜３の炭化水素基を示す。ｎは２〜３の数を示す。〕
で表される有機溶媒を含むことを特徴とする油性インクジェットインク。
顔料と、式(1)で表される有機溶媒と、非プロトン性極性有機溶媒と、バインダ樹脂とを含有することを特徴とする請求項１記載の油性インクジェットインク。
式(1)で表される有機溶媒が１，１，２，２−テトラメトキシエタン、および１，１，３，３−テトラメトキシプロパンからなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載の油性インクジェットインク。