JP7161569B2 - 非水性インク組成物、それを用いた記録方法、及び記録物の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係る非水性インク組成物は、有機溶剤を含有し、インクジェット法によって吐出される非水性インク組成物であって、有機溶剤として、静的表面張力が35mN/m未満、且つ引火点が80℃以下の有機溶剤(a)と、静的表面張力が35mN/m以上、且つ引火点が80℃以上の有機溶剤(b)と、を含有することを特徴としている。
有機溶媒は、静的表面張力が35mN/m未満、且つ引火点が80℃以下の有機溶剤(a)と、静的表面張力が35mN/m以上、且つ引火点が80℃以上の有機溶剤(b)と、を含有する。
有機溶剤(a)とは、静的表面張力が35mN/m未満、且つ引火点が80℃以下の有機溶剤である。このような有機溶剤(a)を含有することにより、非水性インク組成物の吐出安定性を向上させることができる。
有機溶剤(b)とは、静的表面張力が35mN/m以上、且つ引火点が80℃以上の有機溶剤である。このような有機溶剤(b)を含有することにより、基材表面の上に濡れ広がることによる印字の滲みを効果的に抑制することができる。
有機溶剤(a)と、有機溶剤(b)の含有量の質量比(有機溶剤(a):有機溶剤(b))は99:1~70:30の範囲内であることが好ましく、99:1~75:25の範囲内であることがより好ましく、99:1~80:20の範囲内であることがさらに好ましい。このような範囲にすることで、インクジェットの吐出安定性が高く、印字の滲みを効果的に抑制することができるという本発明の効果をより効果的に享受することができる。
有機溶媒には、上記の有機溶剤(a)及び有機溶剤(b)以外の有機溶剤を含有していてもよい。なお、このその他の有機溶剤は、引火点、表面張力に特段制限はされない。
本実施の形態に係る非水性インク組成物は樹脂を含有しなくともよいが、樹脂を含有していてもよい。樹脂を含有することにより、非水性インク組成物により形成される記録層の定着性、耐水性並びに延伸性を向上させることができる。さらに、得られる記録物の光沢性を向上させることができる。
本実施の形態に係るの非水性インク組成物は、色材を含有してもよい。色材は、特に限定されるものではなく、染料系であってもよいし、顔料系であってもよいが、記録物の耐水性や耐光性等の耐性が良好であるという観点から顔料(顔料系色材)を使用することが好ましい。本実施の形態に係る非水性インク組成物において、用いることのできる顔料は特に限定されず、従来のインク組成物に使用されている有機顔料又は無機顔料等が挙げられる。これらは1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、本実施の形態に係るの非水性インク組成物は、色材を含有しなくともよい。
本実施の形態に係る非水性インク組成物において必要に応じて分散剤を用いてもよい。分散剤としては、非水性インク組成物において用いられている任意の分散剤を用いることができる。分散剤としては、高分子分散剤を用いるとよい。こうした分散剤としては、主鎖がポリエステル系、ポリアクリル系、ポリウレタン系、ポリアミン系、ポリカプロラクトン系などからなり、側鎖としてアミノ基、カルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシル基などの極性基を有するものである。ポリアクリル系分散剤では、例えば、Disperbyk-2000、2001、2008、2009、2010、2020、2020N、2022、2025、2050、2070、2095、2150、2151、2155、2163、2164、BYKJET-9130、9131,9132,9133,9151(ビック・ケミー社製)、EfkaPX4310、PX4320、PX4330、PA4401、4402、PA4403、4570、7411、7477、PX4700、PX4701(BASF社製)、TREPLUS D-1200、D-1410、D-1420、MD-1000(大塚化学社製)、フローレンDOPA-15BHFS、17HF、22、G-700、900、NC-500、GW-1500(共栄社化学(株)製)、などが用いられる。ポリカプロラクトン系分散剤では、例えば、アジスパーPB821、PB822、PB881(味の素ファインテクノ(株)製)、ヒノアクトKF-1000、T-6000、T-7000、T-8000、T-8000E、T-9050(川研ファインケミカル(株)製)、Solsperse20000、24000、32000、32500、32550、32600、33000、33500、34000、35200、36000、37500、39000、71000、76400、76500、86000、88000、J180、J200(ルーブリゾール社製)、TEGO Dispers652、655、685、688、690(エボニック・ジャパン社製)などが用いられる。好ましい分散剤としては、BYKJET-9130、9131,9132,9133,9151、EfkaPX4310、PX4320、PX4330、PX4700、PX4701、Solsperse20000、24000、32000、33000、33500、34000、35200、39000、71000、76500、86000、88000、J180、J200、TEGO Dispers655、685、688、690などが用いられる。これらの単独、又はそれらの混合物を用いることができる。
本実施の形態に係る非水性インク組成物において必要に応じて分散助剤を用いてもよい。分散助剤は色材(顔料)の表面に吸着し、官能基が非水性インク組成物中の有機溶剤や分散剤との親和力を高め、分散安定性を向上させる。分散助剤としては、有機顔料残基に酸性基、塩基性基、中性基などの官能基を有する公知の顔料誘導体を用いることができる。
本実施の形態に係る非水性インク組成物においては、界面活性剤を含有してもよい。特に、本実施の形態に係る非水性インク組成物は、界面活性剤を含有することは必須の構成ではないが、所定の静的表面張力を有する複数の有機溶剤を含有するものであり、界面活性剤を含有することで、ノズル部やチューブ内等の機器内でのインク組成物の揮発抑制、固化防止、又、固化した際の再溶解性を可能にして吐出安定性をさらに向上させることができる。また、界面活性剤を含有することで、表面張力を低下させ、印字に滲みが生じない程度に記録媒体(基材)との濡れ性をほどよく向上させることができる。
本実施の形態に係る非水性インク組成物は、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、エポキシ化物等、多価カルボン酸、表面調整剤、スリップ剤、レベリング剤(アクリル系やシリコン系等)、消泡剤、pH調整剤、殺菌剤、防腐剤、防臭剤、電荷調整剤、湿潤剤等の公知の添加剤を任意成分として含んでもよい。酸化防止剤の具体例としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ヒドラジン系酸化防止剤等が挙げられる。具体的には、BHA(2,3-ブチル-4-オキシアニソール)、BHT(2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール)等が例示される。また、紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系化合物、又はベンゾトリアゾール系化合物を用いることができる。また、エポキシ化物の具体例としては、エポキシグリセリド、エポキシ脂肪酸モノエステル、およびエポキシヘキサヒドロフタレートなどが例示され、具体的にはアデカサイザーO-130P、アデカサイザーO-180A(ADEKA社製)等が例示される。多価カルボン酸の具体例としては、クエン酸、マレイン酸などが例示される。
本実施の形態に係るインク組成物の製造方法は、静的表面張力が35mN/m未満、且つ引火点が80℃以下の有機溶剤(a)と、静的表面張力が35mN/m以上、且つ引火点が80℃以上の有機溶剤(b)と、各主成分(例えば樹脂や色材等)をペイントシェイカーを用いて混合することにより製造することができる。この際、ジルコニアビーズにて各成分を分散させてもよい。
本実施の形態に係る記録方法は、上記の非水性インク組成物を、インクジェット方式にて基材の表面に吐出する記録方法である。上記の非水性インク組成物は、インクジェットの吐出安定性が高く、印字の滲みを効果的に抑制することができるものであり、本実施の形態に係る記録方法においてもインクジェットの吐出安定性が高く、印字の滲みを効果的に抑制することができる。インクジェット法により吐出する方式は、圧電素子を用いたピエゾ方式であっても、発熱体を用いたサーマル方式であってもよく、特に限定されない。
上記のインク組成物を用いた記録方法は、印刷物の製造方法と定義することもできる。本実施の形態に係る印刷物の製造方法においてもインクジェットの吐出安定性が高く、印字の滲みを効果的に抑制することができる。
上述した実施形態の記録物の製造方法により製造された記録物を構成する各層について説明する。
本実施の形態に係る記録方法に使用することのできる基材(記録媒体)としては、特に限定はされず、樹脂基材(表面が主として樹脂からなるものを含む。)、金属板ガラスなどの非吸収性基材であっても、紙や布帛などの吸収性基材であっても、受容層を備える基材のような表面塗工が施された基材であってもよく、種々の基材を使用することができる。
記録層とは、上記の非水性インク組成物に含まれる溶媒が揮発することにより形成される層であり、所望の画像を形成する層である。上記の非水性インク組成物を吐出することで記録物の表面乾燥性に優れ、滲みのない鮮明な画像を示す記録物を得ることができる。
本実施の形態に係る記録物は、さらに、記録層の上表面に所望の機能を有する層を備えてもよい。例えば、記録物に耐擦性や光沢性をさらに付与する目的で、樹脂、ワックスの少なくとも1つを含有するオーバーコート層が形成されていてもよい。また、フィラーを含有させ、又は膜厚をピクセル単位で変化させること等により、表面に凹凸感(マット面)を表現された層が形成されていてもよい。また、記録物に耐候性を付与するために、紫外線吸収剤や光安定化剤等を含む耐候層や光輝性顔料を含む光輝性層等が形成されていてもよい。
上記の非水性インク組成物をインクジェット法により吐出するインクジェット記録装置は、従来公知のものを使用することができる。例えば、VersaArt RE-640、ローランドDG(株)製のようなインクジェットプリンターなどを使用することができる。
(1)アクリル系樹脂
100℃に保たれたジエチレングリコールジエチルエーテル300g中に、メタクリル酸メチル150g及びメタクリル酸ブチル50gと所定量のt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(重合開始剤)との混合物を1.5時間かけて滴下した。滴下終了後、100℃で2時間反応させた後冷却して、無色透明のメタクリル酸メチルの重合体溶液を得た。その後、重合体溶液から溶媒を留去して、メタクリル酸メチルの重合体を得た。このとき重合開始剤であるt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエートの量を変更して、メタクリル酸メチル(アクリル系樹脂)の重合平均分子量を30000~105000になるように制御した(このとき使用した重合開始剤の質量を下記表1に記載した。表1中「開始剤量」と表記した。)。
撹拌装置を備えたオートクレーブに、窒素置換後、脱イオン水100部、メタノール40部、塩化ビニル32部、酢酸ビニル5部、グリシジルメタクリレート0.2部、ヒドロキシプロピルアクリレート3.55部、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(懸濁剤)を0.1部、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート(重合開始剤)を0.026部、ジ-3,5,5-トリメチルヘキサノールパーオキサイド(重合開始剤)を所定量仕込み、窒素ガス雰囲気下に撹拌しながら63℃に昇温し、63℃に到達直後に塩化ビニル48部を6時間で、グリシジルメタクリレート0.6部、ヒドロキシプロピルアクリレート10.65部を混合したものを5.4時間で連続圧入し、共重合反応させた。オートクレーブ内圧が0.3MPaになった時点で残圧を抜き、冷却して樹脂スラリーを取り出し、ろ過、乾燥して塩化ビニル系共重合樹脂を得た。このとき重合開始剤であるジ-3,5,5-トリメチルヘキサノールパーオキサイドの量を変更して、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂の重合平均分子量を40000~75000になるように制御した(このとき使用した重合開始剤の質量を下記表1に記載した。表1中「開始剤量」と表記した。)。
それぞれの有機溶剤、樹脂、分散剤、顔料(色材)下記表の割合になるように各成分のように実施例及び比較例の非水性インク組成物を作製した。具体的には、ペイントシェイカーを用いてジルコニアビーズにて各成分を分散させて非水性インク組成物を調製した。単位は質量%である。
(滲み性)
実施例及び比較例の非水性インク組成物について滲み性を評価した。具体的には、実施例及び比較例の非水性インク組成物をインクジェットプリンター(商品名 VersaArt RE-640、ローランドDG(株)製)を使用)を用いたインクジェット方式にて記録媒体(糊付きポリ塩化ビニルフィルム(IMAGin JT5829R:MACtac社製))に高品質印刷モード(1440x720dpi)、基材表面温度40℃で各色のベタ部中にベタ部と異なる色の6ptの文字がある画像を印刷し、得られた印字物を60℃のオーブンで5分間乾燥後、当該印字物の滲みを目視・ルーペ(x10)で観察した(表中、「滲み性」と表記)。
評価基準
評価5:ルーペの観察でインクの滲みが観察されない。
評価4:目視でインクの滲みが観察されず、6ptの文字が鮮明である。
評価3:目視でインクの滲みがわずかに観察されたが、意匠性は損なわれない。
評価2:目視でインクの滲みが観察されたが、6ptの文字は識別可能である。
評価1:目視でインクの滲みが顕著に観察され、6ptの文字は視認できなかった。
実施例及び比較例の非水性インク組成物について表面乾燥性を評価した。具体的には、上記滲み性評価と同様にして記録媒体(糊付きポリ塩化ビニルフィルム(IMAGin JT5829R:MACtac社製))に高品質印刷モード(1440x720dpi)でベタ画像の印刷を行い、40℃で乾燥するまでの時間を計測した(表中、「表面乾燥性」と表記)。
評価基準
評価5:2分未満で乾燥する。
評価4:2分以上4分未満で乾燥する。
評価3:4分以上6分未満で乾燥する。
評価2:6分以上8分未満で乾燥する。
評価1:8分以上で乾燥する。
実施例及び比較例の非水性インク組成物について吐出安定性を評価した。具体的には、上記滲み評価と同様にして記録媒体(糊付きポリ塩化ビニルフィルム(IMAGin JT5829R:MACtac社製))に双方向の高速印刷モード(360x720dpi)、基材表面温度40℃にて連続印刷でベタ及び細線を印刷し、ドット抜け、飛行曲がり、インクの飛び散りの有無を目視により観察し、発生回数を計測した(表中、「吐出安定性」と表記)。
評価5:24時間の試験期間内で、ドット抜け、飛行曲がり又はインクの飛び散りの発生が10回未満であった。
評価4:24時間の試験期間内で、ドット抜け、飛行曲がり又はインクの飛び散りの発生が10回以上20回未満であった。
評価3:24時間の試験期間内で、ドット抜け、飛行曲がり又はインクの飛び散りの発生が20回以上30回未満であった。
評価2:24時間の試験期間内で、ドット抜け、飛行曲がり又はインクの飛び散りの発生が30回以上40回未満であった。
評価1:24時間の試験期間内で、ドット抜け、飛行曲がり又はインクの飛び散りの発生が40回以上であった。
上記の実施例14の非水性インク組成物をインクジェット法によって吐出して、上記同様に「滲み性」と、以下のように「ベタ埋まり」を評価した。このときインクジェット記録装置に備えられる加温機構及び基材を固定する固定機構のオン/オフを下記表4のように切り替えて行った。なお、加温装置を使用しない場合には、室温(23℃~25℃)で印刷を行い、吸着機構を使用しない場合は、エア吸引をオフにして印刷を行った。
上記滲み性評価と同様にして記録媒体(糊付きポリ塩化ビニルフィルム(IMAGin JT5829R:MACtac社製))に双方向の高速印刷モード(360x720dpi)、ベタ印字を行った部分の埋まり(白抜け)を確認した(表中、「ベタ埋まり」と表記)。
評価基準
評価4:均一なベタが形成できている
評価3:目視でわずかに色ムラが確認できるが意匠性は損なわれていない
評価2:目視で色ムラが確認できる
評価1:ムラが発生し意匠性が顕著に損なわれている
Claims (11)
- 有機溶剤を含有し、インクジェット法によって吐出される非水性インク組成物であって、
前記有機溶剤は、
静的表面張力が35mN/m未満、且つ引火点が80℃以下の有機溶剤(a)と、
静的表面張力が35mN/m以上、且つ引火点が80℃以上の有機溶剤(b)と、
を含有し、
前記有機溶剤(a)は、アミド系溶剤としてアルキルアミド系溶剤を含有する、
非水性インク組成物。 - 前記有機溶剤(a)と、前記有機溶剤(b)の含有量の質量比(有機溶剤(a):有機溶剤(b))は99:1~70:30の範囲内である
請求項1に記載の非水性インク組成物。 - 前記有機溶剤(a)は、アミド系溶剤、グリコールエーテルジアルキル、グリコールエーテルモノアルキル、アセテート、二塩基酸エステル及び乳酸エステルからなる群より選択される少なくとも1つを含有する
請求項1又は2に記載の非水性インク組成物。 - 前記有機溶剤(b)は、炭酸エステル、環状エステル、アミド系溶剤、グリコールエーテルモノアルキルからなる群より選択される少なくとも1つを含有する
請求項1から3のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - さらに樹脂を含有し、
前記樹脂は、25℃における固有粘度が90mL/g以上の樹脂が樹脂全量中5質量%以下の範囲である
請求項1から4のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 加温機構と、基材を固定する固定機構と、を備えるインクジェット記録装置を使用してインクジェット法によって吐出される
請求項1から5のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - プラスティックチューブを備えるインクジェット記録装置を使用して、該プラスティックチューブを通じてインクジェット法によって吐出される
請求項1から6のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 樹脂基材に用いられる
請求項1から7のいずれかに記載の非水性インク組成物。 - 請求項1から8のいずれかに記載の非水性インク組成物を、インクジェット方式にて基材の表面に吐出する
記録方法。 - 請求項1から8のいずれかに記載の非水性インク組成物を、インクジェット方式にて基材の表面に吐出する
記録物の製造方法。 - 請求項1から8のいずれかに記載の非水性インク組成物の記録層が基材の表面に形成された
記録物。
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