JP5394055B2 - 非水系インクジェットインク - Google Patents

Description

本発明は、非水系インクジェットインクに関する。

近年、インクジェット記録方式は、簡便でかつ安価に画像を作成できるため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。
この様なインクジェット記録方式で用いられるインクジェットインクとしては、水を主溶媒とする水性インク、不揮発性の溶媒を主溶媒とする油性インク、揮発性の溶媒を主溶媒とする非水系インク、室温では固体のインクを加熱溶融して印字するホットメルトインク、印字後、光等の活性光線により硬化する活性光線硬化性インク等、複数のインクジェットインクがあり、用途に応じて使い分けられている。

一方、長期の耐候性が求められる屋外掲示物や曲面を有する物体への密着性が求められる印字物等の広い分野で、軟質ポリ塩化ビニル製の記録媒体が使用されている。軟質ポリ塩化ビニルに印刷する方法は多数あるが、インクジェット記録方式は、版作製の必要がなく、仕上がりまでの時間が短く、少量多品種の生産に適する方式である。
ところで、非水系インクにおいて、近年、環境負荷の少ない植物油由来の溶剤を使用することが試みられている。例えば、特開２００５−１３２９０７号公報（特許文献１）、特開２００７−２７７３５２号公報（特許文献２〜５）等には、溶剤として植物油由来の脂肪酸エステルを使用した非水系インクが提案されている。
特開２００５−１３２９０７号公報 特開２００７−２７７３５２号公報 特開２００７−２７７３５０号公報 特開２００７−１６１８９２号公報 特開２００７−１６１８９０号公報

しかしながら、このような植物油由来の脂肪酸エステルを溶剤として用いたインクは、印刷品質が不十分な場合があり、また、インクの信頼性が問題となる場合があった。特に、これらのインクは、いずれも紙に印字することを想定しており、ポリ塩化ビニル製の記録媒体を想定していない。そのためポリ塩化ビニル製の記録媒体に印字すると印字品質（例えばインクの吐出性、擦過性、乾燥性等）が不十分であるという問題があった。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、主溶剤に植物由来の脂肪酸エステルを使用した非水系インクジェットインクにおいて、ポリ塩化ビニルからなる記録媒体に対しても十分な印字品質を有するとともに、環境負荷の少ない非水系インクジェットインクを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の非水系インクジェットインクは、溶剤と、顔料と、分散剤とを少なくとも含んでなる非水系インクジェットインクであって、前記溶剤が、植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤と、を含有することを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の非水系インクジェットインクは、前記請求項１において、上記植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤との含有量が、インク全組成に対し７０重量％〜９６重量％であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の非水系インクジェットインクは、前記請求項１において、上記脂肪酸エステルが、カプリル酸メチル、カプリン酸メチル、カプリン酸エチルヘキシル、ラウリン酸メチル及びオレイン酸メチルからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の非水系インクジェットインクは、前記請求項１において、上記テルペン系溶剤が、リモネン、ターピネオール、ターピニルアセテート及びイソボルニルアセテートからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の非水系インクジェットインクは、請求項１において、上記ヒドロキシ脂肪酸エステルが、乳酸エチル、乳酸ブチル及びリンゴ酸エステルからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の非水系インクジェットインクは、更に、塩酢ビ樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ乳酸樹脂、ボリアセタール樹脂及びポリブチラール樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の非水系インクジェットインクは、ポリ塩化ビニル製のシートへの印刷の用途に用いられることを特徴とする。

本発明では、溶剤として、植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤との混合物を用いることで、ポリ塩化ビニルからなる記録媒体に対しても十分な印字品質を有するとともに、環境負荷の少ない非水系インクジェットインクを提供することができる。

以下、本発明に係るインクジェットインクについて説明する。
本発明の非水系インクジェットインクは、溶剤と、顔料と、分散剤とを少なくとも含んでなり、前記溶剤が、植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤と、を含有することを特徴とする。
植物由来の溶剤は、石油系から作られた溶剤に比べて種類も少なく、樹脂の溶解性の面からも使用が難しい。本発明では、溶剤の適当な組み合わせを選ぶことで、従来のインクと同等の性能のインクを実現する。
すなわち、本発明の非水系インクジェットインクでは、溶剤として、植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤との混合物を用いることで、ポリ塩化ビニルからなる記録媒体に対しても十分な印字品質を有するとともに、環境負荷の少ないものとなる。

本発明において用いられる植物油由来の脂肪酸エステルとしては、植物油脂を加水分解して得られる脂肪酸を公知の方法によりアルコールでエステル化して得られる脂肪酸エステル、及び植物油脂を適当なアルコールを用いてエステル交換（アルコリシス化）して得られる脂肪酸エステルが挙げられ、これらの脂肪酸エステルは常温で液状であれば何れも本発明において使用できる。
このような脂肪酸エステルとしては、例えばカプリル酸メチル、カプリン酸メチル、カプリン酸エチルヘキシル、ラウリン酸メチル及びオレイン酸メチルからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。

本発明において、上記脂肪酸エステルと混合して用いられるテルペン系溶剤としては、例えばリモネン、ターピネオール、ターピニルアセテート及びイソボルニルアセテートからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
また、ヒドロキシ脂肪酸エステルとしては、例えば乳酸エチル、乳酸ブチル及びリンゴ酸エステルからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
これらテルペン系溶剤、ヒドロキシ脂肪酸エステルは、どちらか一方のみを含有していてもよいし、双方を共に含有するものであってもよい。

そして、本発明の非水系インクジェットインクでは、上記植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤との含有量が、インク全組成に対し７０重量％〜９６重量％であることが好ましい。これにより、環境負荷が少なく十分な印字品質が得られる。
これに対し、植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤との含有量が７０重量％未満であると、環境負荷が大きく、十分な印字品質が得らない。また、９６％を超えると、印字品質が不十分となる。

なお、本発明の非水系インクジェットインクでは、上述したような脂肪酸エステル、ヒドロキシ脂肪酸エステル、テルペン系溶剤以外の溶剤成分を含んでいても構わない。このような溶剤成分は、特に限定されるものではなく、通常の非水系インクジェットインクに使用される溶剤成分を使用できる。

顔料としては、特に限定されるものではなく、通常の非水系インクジェットインクに使用される無機または有機の顔料を使用できる。顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、紺青、群青、弁柄、亜鉛華、炭酸カルシウムなどの無機顔料や、ベンジジンエロー、ハンザエロー、トルイジンレッドなどの不溶性アゾ顔料、パーマネントレッド２Ｂ、ピグメントスカーレット、リトールレッドなどの溶性アゾ顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどの フタロシアニン系、キナクリドンレッドなどのキナクリドン系、ピランスロンオレンジ、ピランスロンレッドなどのピランスロン系、キノフタロンエローなどの キノフタロン系、チオインジゴ系、アンスラキノン系、ジオキサジン系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、ジケトピロロピロール系などの有機顔料等が挙げられる。
着色剤の添加量は、インク全体に対し、０．５〜２０重量％であることが好ましい。この範囲の添加量とすることにより、所望の発色濃度が得られ、インクの吐出安定性などの信頼性も良好である。

本発明の非水系インクジェットインクは、顔料をインク中で溶解または分散させるための分散剤を含む。分散剤としては、顔料を使用した非水系インクに通常使用される分散剤を使用することができる。このような分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステル の塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホ ン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、 ポリエステルポリアミン、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。

これら分散剤の具体例としては、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ（ポリアミノアマイドリン酸塩）、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０３／２０４（高分子量ポリカルボン酸 塩）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０１（ポリアミノアマイドリン酸塩と酸エステル）、同１０７（水酸基含有カルボン酸エステル）、同１１０（酸基を含む共重合物）、同１３０（ポリアマイド）、同１６１、同１６２、同１６３、同１６４、同１６５、同１６６、同１７０（高分子共重合物）、同４００、Ｂｙｋｕｍｅｎ（高分子量 不飽和酸エステル）、ＢＹＫ−Ｐ１０４、同Ｐ１０５（高分子量不飽和酸ポリカルボン酸）、Ｐ１０４Ｓ、同２４０Ｓ（高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン系）、Ｌａｃｔｉｍｏｎ（長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン）：いずれもＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ社製）が挙げられる。

また、分散剤の具体例としては、エフカ４４、同４６、同４７、同４８、同４９、同５４、同６３、同６４、同６５、同６６、同７１、同７０１、同７６４、同７６６（ＥｆｋａＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社製）、エフカポリマー１００（変性ポリアクリレート）、同１５０（脂肪族系変性ポリマー）、同４００、同４０１、同４０２、同４０３、同４５０、同４５１、同４５２、同４５３（変性ポリアクリレート）、同７４５（銅フタロシアニン系）：いずれもＥｆｋａＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社製）、フローレン ＴＧ−７１０（ウレタンオリゴマー）、フローレンＤＯＰＡ−１５Ｂ（アクリルオリゴマー）、フローレンＳＨ−２９０、同ＳＰ−１０００、ポリフローＮｏ．５０Ｅ、同Ｎｏ．３００（アクリル系共重合物：いずれも共栄社化学社製）、ディスパロンＫＳ−８６０、同８７３ＳＮ、同８７４（高分子分散剤）、同＃２１５０（脂肪族多価カルボン酸）、同＃７００４（ポリエーテルエステル型）、ＤＡ −７０３−５０（ポリエステル酸アマイドアミン塩：いずれも楠本化成社製）が挙げられる
さらに、デモールＲＮ、同Ｎ（ナフタレンスルホ ン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩）、ＭＳ．Ｃ、同ＳＮ−Ｂ（芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩）、同ＥＰ、ホモゲノールＬ−１８（ポリカル ボン酸型高分子）、エマルゲン９２０、同９３０、同９３１、同９３５、同９５０、同９８５（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）、アセタミン２４（ココナッツアミンアセテート）、同８６（ステアリルアミンアセテート：いずれも花王社製）や、ソルスパース５０００（フタロシアニンアンモニウム塩系）、同１３９４０（ポリエステルアミン系）、同１７０００、同１８０００（脂肪酸アミン系）、同２２０００、同２４０００、同２８０００（いずれもアビシア社製）、ニッコールＴ１０６（ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート）、ＭＹＳ−ＩＥＸ（ポリオキシエチレンモノステアレート）、Ｈｅｘａｇｌｉｎｅ４−Ｏ（ヘキサグリ セリルテトラオレート：いずれも日光ケミカル社製）等が挙げられる。

本発明の非水系インクジェットインクは、更に、樹脂成分として、例えば塩酢ビ樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ乳酸樹脂、ボリアセタール樹脂及びポリブチラール樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含むことができる。

本発明のインクジェットインクでは、上記説明した以外に、必要に応じて、出射安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができる。このような各種添加剤には、いずれも特に限定されるものではなく、通常の非水系インクジェットインクに使用される添加剤を使用できる。

そして、本発明のインクジェットインクは、上述したような各成分を適当な方法で分散・混合することよって製造することができる。好ましくは、固体粒子と着色顔料とを別々に、適当な分散機（例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータミル、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、オングミルなど）を用いて調製した後、それらを混合し、次いで、ｐＨ調製剤、防腐剤、防かび剤等を加えて十分溶解させてインク溶液を調製する。十分に攪拌した後、目詰まりの原因となる粗大粒径及び異物を除去するために濾過を行って目的のインクジェットインクを得ることができる。

本発明のインクジェットインクを吐出して画像形成を行う際に使用するインクジェットヘッドは、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式でも構わない。また、吐出方式としては、電気−機械変換方式（例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等）、電気−熱変換方式（例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット（登録商標）型等）等など何れの吐出方式を用いても構わない。

なお、本発明のインクジェットインクは、記録媒体としてポリ塩化ビニル製のものを用いたときに、その効果を十分に発揮することができ、特に好適であるが、本発明のインクはこれに限定されるものではなく、ポリ塩化ビニル製以外の記録媒体、例えばポリ塩化ビニル以外の樹脂からなるシートや、各種紙を用いた場合にも適用可能である。
以上、本発明の非水系インクジェットインクについて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
（実施例１）
顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントブラック７を２０重量部と、分散剤としてソルスパーズ２８００を１０重量部と、溶剤を７０重量部とをビーズミルで分散し、分散液を得た。
なお、上記溶剤としては、脂肪酸エステルとしてカプリン酸メチル（ライオン製）と、テルペン系溶剤としてターピニルアセテート（日本香料工業）とが重量比で１対１の割合で混合されてなる混合溶剤を用いた。
上記分散液を２５重量部と、ＶＹＨＤ（塩酢ビ樹脂：ダウケミカル社製）を３重量部と、上記混合溶剤を７２重量部とを加え、混合、分散することによりインクジェットインクを調製した。

（実施例２）
溶剤として、脂肪酸エステルとしてカプリン酸メチル（ライオン製）と、テルペン系溶剤としてターピニルアセテートとが重量比で１：１の割合で混合されてなる混合溶剤を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてインクジェットインクを調製した。

（実施例３）
溶剤として、脂肪酸エステルとしてカプリン酸メチル（ライオン製）と、ヒドロキシ脂肪酸エステルとして乳酸エチルと、テルペン系溶剤としてターピニルアセテートとが重量比で１：０．５：０．５の割合で混合されてなる混合溶剤を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてインクジェットインクを調製した。

（比較例）
溶剤として、脂肪酸エステルのみを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてインクジェットインクを調製した。
以上のようにして調製された実施例及び比較例のインクジェットインクについて、ピエゾ方式のインクジェットプリンタを用いて、塩化ビニルシート（ターポリン）に印字した。

上記各実施例及び比較例のインクジェット用インクを用い、インクジェットプリンタでの吐出安定性や擦過性、乾燥性等の特性について評価した。
その結果、比較例のインクジェットインクを用いた場合、インクの不吐出や、得られた画像の擦過性、乾燥性等の特性が不十分であった。
これに対し、実施例のインクジェットインクでは、いずれも問題なく良好に印字可能であり、インクの不吐出や、擦過性、乾燥性等の特性の低下、は確認されなかった。

本発明は、非水系インクジェットインクについて広く適用可能である。

Claims (7)

1. 溶剤と、顔料と、分散剤とを少なくとも含んでなる非水系インクジェットインクであって、
   前記溶剤が、植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤と、を含有することを特徴とする非水系インクジェットインク。
2. 上記植物由来の脂肪酸エステルと、ヒドロキシ脂肪酸エステル及び／又はテルペン系溶剤との含有量が、インク全組成に対し７０重量％〜９６重量％であることを特徴とする請求項１に記載の非水系インクジェットインク。
3. 上記脂肪酸エステルが、カプリル酸メチル、カプリン酸メチル、カプリン酸エチルヘキシル、ラウリン酸メチル及びオレイン酸メチルからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の非水系インクジェットインク。
4. 上記テルペン系溶剤が、リモネン、ターピネオール、ターピニルアセテート及びイソボルニルアセテートからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の非水系インクジェットインク。
5. 上記ヒドロキシ脂肪酸エステルが、乳酸エチル、乳酸ブチル及びリンゴ酸エステルからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の非水系インクジェットインク。
6. 上記非水系インクジェットインクは、更に、塩酢ビ樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ乳酸樹脂、ボリアセタール樹脂及びポリブチラール樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の非水系インクジェットインク。
7. ポリ塩化ビニル製のシートへの印刷の用途に用いられることを特徴とする請求項１に記載の非水系インクジェットインク。