TW201610000A

TW201610000A - 油墨組成物

Info

Publication number: TW201610000A
Application number: TW104116667A
Authority: TW
Inventors: Toru Mizusaki; Takeshi Fukuzumi
Original assignee: Nissin Chemical Ind
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2016-03-16
Also published as: EP2949712A1; JP2016006168A; US9353280B2; TWI651374B; EP2949712B1; KR20150136014A; US20150337154A1; CN105315771A; JP6330727B2

Abstract

一種油墨組成物，其係含有：(A)下述式(I)之聚醚改質聚矽氧、(B)下述式(II)之聚醚改質聚矽氧、水、水溶性有機溶劑、與著色劑； □ (R1為H、或烷基或乙醯基，m1為0以上之整數，n1為1以上之整數，m1+n1為1~6之整數，a1×n1為2~20之整數，b1×n1為0~100之整數，a1之單位、b1之單位之排列順序並無限制，可為無規亦可為嵌段)； □ (R2、R3為H、或烷基或乙醯基，m2為10~40之整數、a2+a3為5~100之整數、b2+b3為0~100之整數，a2之單位與b2之單位、及a3之單位與b3之單位之排列順序並無限制，可為無規亦可為嵌段)。本發明因具有優良的濕潤性、滲透性，故無滲色，顯色性、圖像均勻性亦優良。

Description

油墨組成物

本發明係關於摻合複數之聚醚改質聚矽氧的油墨組成物，特別是關於作為水/水溶性有機溶劑混合系之噴墨用油墨時會發揮優良濕潤性、滲透性，亦對應於高速印刷及高速塗覆之油墨組成物。

近年來，於印刷業界中，由於環境問題等，水系化(水/低揮發性水溶性有機溶劑混合系)正有所進展。但是，水系的情況時，乾燥速度慢，因此自溶劑系生產之速度慢，因而不得不常有對伴隨生產性提高之高速化的対應，係要求對應於高速印刷或高速塗覆之油墨的性能提高。

由如此背景而言，於油墨或水系塗料業界中，為了賦予對基材之濕潤化、滲透性及分散性，必須有賦予優良表面張力降低能力及低接觸角之界面活性劑。選擇界面活性劑時，系統在靜態之狀態時，靜態表面張力優良係重要的，又，由前述生產性提高所致之印刷速度提高的必要性而言，高速度使用時，動態表面張力之指標變得重要。

作為聚矽氧系界面活性劑之一，已知有改質聚矽氧烷化合物。其中，尤其是聚醚改質聚矽氧，自以往起即如專利文獻1~4(日本特開2003-253166號公報、日本特開2007-154021號公報、日本特開2011-046035號公報、日本特開2013-203910號公報)所示，認為其係有用於作為油墨、塗料用濕潤劑、分散助劑等。專利文獻5、6(日本特開2008-208292號公報、日本特開2012-167161號公報)中，揭示含有兩末端改質型聚醚改質聚矽氧而成之油墨組成物。但是，濕潤性、滲透性優良的全部之聚醚改質聚矽氧，作為油墨組成物時，並非均無滲色，且顯色性、圖像均勻性亦優良者，構造之限定或於其中之選擇被認為係困難的。

日本特開2005-120181號公報(專利文獻7)中，揭示於油墨組成物合併使用不同的聚醚改質聚矽氧。但是，該組成中，於塗層紙等吸收性較差的紙上印字時，會產生印字不均或滲出等。因此，其組合所發揮之效果尚有改良的餘地。

〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2003-253166號公報

〔專利文獻2〕日本特開2007-154021號公報

〔專利文獻3〕日本特開2011-046035號公報

〔專利文獻4〕日本特開2013-203910號公報

〔專利文獻5〕日本特開2008-208292號公報

〔專利文獻6〕日本特開2012-167161號公報

〔專利文獻7〕日本特開2005-120181號公報

本發明係為了改善上述實情而為者，其目的為提供於光澤紙等吸收較差的媒介上印字時，因具有優良的濕潤性、滲透性，故無滲色，顯色性、圖像均勻性亦優，亦可對應於高速印刷及高速塗覆之油墨組成物。

本發明者等人，為了達成上述目的進行努力探討的結果，發現合併使用複數之特定聚醚改質聚矽氧的油墨組成物，具有優良之濕潤性、滲透性，因此無滲色，顯色性、圖像均勻性亦優，亦可對應於高速印刷及高速塗覆，而完成了本發明。

因此，本發明提供摻合有複數之聚醚改質聚矽氧的油墨組成物。

〔1〕

一種油墨組成物，其係含有(A)下述平均組成式(I)表示之聚醚改質聚矽氧0.01~5質量%、(B)下述平均組成式(II)表示之聚醚改質聚矽氧 0.01~5質量%、水、水溶性有機溶劑、與著色劑； (式(I)中，R¹為氫原子、或碳數1~4之烷基或乙醯基，m1為0以上之整數、n1為1以上之整數、m1+n1表示1~6之整數、a1×n1表示2~20之整數、b1×n1表示0~100之整數，a1之單位、b1之單位之排列順序並無限制，可為無規亦可為嵌段)； (式(II)中，R²及R³為氫原子、或碳數1~4之烷基或乙醯基，m2為10~40之整數，a2+a3表示5~100之整數、b2+b3表示0~100之整數，a2之單位與b2之單位、及a3之單位與b3之單位之排列順序並無限制，可為無規亦可為嵌段)。

〔2〕

一種噴墨用油墨，其係含有如〔1〕之油墨組成物。

本發明之油墨組成物，具有優良之濕潤性、滲透性，因此係無滲色，顯色性、圖像均勻性亦優，亦可對應於高速印刷及高速塗覆之油墨組成物。藉由此特性，本發明之油墨組成物於特別是作為水/水溶性有機溶劑混合系之噴墨用油墨而言於實用上極為有利。

本發明之油墨組成物，係含有(A)、(B)2種之特定聚醚改質聚矽氧、水、水溶性有機溶劑、與著色劑。

此處，(A)成分之聚醚改質聚矽氧，係以下述平均組成式(I)表示者。

式(I)中，R¹為氫原子、或碳數1~4之烷基或乙醯基，較佳為氫原子、甲基、乙醯基。m1為0以上之整數、n1為1以上之整數、m1+n1為1~6之整數，較佳為1~3之整數。m1+n1超過6時，對紙等基材剛塗覆後，會有無法發揮濕潤性的情況。

a1×n1為2~20之整數、較佳為5~15之整數。特佳為a1為5~10之整數。a1×n1未達2時，會有不溶解於水，於油墨組成物中產生不溶解物之虞。a1×n1超過20時，剛塗覆後會有無法發揮濕潤性的情況。

b1×n1為0~100之整數、較佳為0~50之整數。特佳為b1為0~10之整數。b1×n1超過100時，會有不溶解於水，於油墨組成物中產生不溶解物之虞。又，a1、b1之單位的C₂H₄O、C₃H₆O，其排列順序無限定，可為無規亦可為嵌段。

配製本發明之油墨組成物時所用之(A)成分的摻合比例，於油墨組成物100質量%中，係0.01~5質量%、較佳為0.05~3質量%。摻合於油墨時，未達0.01質量%時會產生氣泡，會成為印刷時之滲出的原因，超過5質量%時則水溶解性變差，成為印刷時滲出之原因。

(B)成分之聚醚改質聚矽氧，係以下述平均組成式(II)表示者。

式(II)中，R²及R³為氫原子、或碳數1~4 之烷基或乙醯基，較佳為氫原子、甲基、乙醯基。m2為10~40之整數、較佳為10~30之整數。m2未達10時，油墨組成物正要乾燥前會有無法發揮濕潤性的情況，超過40時，油墨組成物對紙等基材會有排斥的情況。

a2+a3為5~100之整數、較佳為10~80之整數。a2+a3未達5時，會有不溶解於水，於油墨組成物中產生不溶解物之虞。a2+a3超過100時，油墨組成物正要乾燥前會有無法發揮濕潤性的情況。再者，a2、a3，較佳分別為2~50之整數、特佳為5~40之整數。

b2+b3為0~100之整數、較佳為0~30之整數。b2+b3超過100時，因不溶解於水，因此會有於油墨組成物中產生不溶解物之虞。又，a2、b2單位及a3、b3單位之C₂H₄O、C₃H₆O，其排列順序無限定，可為無規亦可為嵌段。

再者，b2、b3較佳分別為0~50之整數、特佳為0~15之整數。

配製本發明之油墨組成物時所用的(B)成分之摻合比例，於油墨組成物100質量%中，係0.01~5質量%、較佳為0.05~3質量%。摻合於油墨時，未達0.01質量%時，滲透性不足，會成為印刷時滲出之原因，超過5質量%時，水溶解性變差，會成為印刷時滲出之原因。

本發明之油墨組成物，係含有水與水溶性有機溶劑。於油墨組成物100質量%中，水可使用5~95質量%、較佳為50~90質量%之量。水溶性有機溶劑，係有乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、分子量2,000以下之聚乙二醇、1,3-丙二醇、異丙二醇、異丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、甘油、中赤藓糖醇(meso-erythritol)、季戊四醇、硫甘醇、2-甲基-2,4-戊二醇等之二醇類；碳數1~4之烷基醇類、二醇醚類、甲醯胺、乙醯胺、二甲基亞碸、山梨醇、山梨醇酐、乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、環丁碸、1,2,6-己三醇、三羥甲基丙烷等之多元醇類；尿素、2-吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丙基醚、二乙二醇單丁基醚、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚等，可適當選擇此等之1種或2種以上來使用。此等水溶性有機溶劑，於油墨組成物100質量%中，可使用1~60質量%、較佳為1~50質量%之量。

使用於本發明之油墨組成物的著色劑，可適合使用染料、有機顏料或無機顏料。例如，作為染料，可使用於色指數中，分類為酸性染料、直接染料、反應染料、甕染料、硫化染料或食品用色素者，其他亦可使用分類為油溶染料、鹼性染料之著色劑。又，作為顏料，就黑色油墨用而言，可列舉爐黑(Color Black)、燈黑、乙炔黑、槽黑等之碳黑(C.I.Pigment Black 7)類，具體而言可列舉例如Raven7000、Raven5750、Raven5250、Raven5000、Raven3500、Raven2000、Raven1500、 Raven1250、Raven1200、Raven1190ULTRA-II、Raven1170、Raven1255(以上、Columbia公司製)、Black Pearls L、Rega1400R、Rega1330R、Rega1660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1100、Monarch1300、Monarch1400、Valcan XC-72R(以上、Cabot公司製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex35、PrintexU、PrintexV、Printex140U、Printex140V、Special Black6、Special Black5、Special Black4A、Special Black4(以上、Degussa公司製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF-88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上、三菱化學公司製)等、或銅氧化物、鐵氧化物(C.I.Pigment Black 11)、氧化鈦等之金屬類、苯胺黑(C.I.Pigment Black 1)等之有機顏料。進一步地，作為彩色油墨用，可使用C.I.Pigment Yellow 1(Fast Yellow G)、3、12(Disazo Yellow AAA)、13、14、17、24、34、35、37、42(黃色氧化鐵)、53、55、74、81、83(Disazo Yellow HR)、93、94、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、153、180、C.I.Pigment Red 1、2、3、5、17、22(Brilliant Fast Scarlet)、23、31、38、48：2(Permanent Red 2B (Ba))、48：2(Permanent Red 2B(Ca))、48：3(Permanent Red 2B(Sr))、48：4(Permanent Red 2B(Mn))、49：1、52：2、53：1、57：1(Brilliant Carmine 6B)、60：1、63：1、63：2、64：1、81(玫紅6G Lake)、83、88、101(鐵丹)、104、105、106、108(鎘紅)、112、114、122(喹吖酮洋紅)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、202、206、209、219、C.I.Pigment Violet 19、23、C.I.Pigment Orange 36、C.I.Pigment Blue 1、2、15(酞花青藍R)、15：1、15：2、15：3(酞花青藍G)、15：4、15：6(酞花青藍E)、16、17：1、56、60、63、C.I.Pigment Green 1、4、7、8、10、17、18、36等。著色劑之使用量，於油墨組成物100質量%中，較佳為0.1~15質量%、更佳為2~10質量%。

本發明之油墨組成物，例如係藉由將上述各成分以螺旋槳式攪拌機等之公知之混合配製方法混合而得到。又，關於在常溫為固體之成分，係依需要加溫而混合者。

使用本發明之油墨組成物來製造油墨時，於上述各成分以外，可任意含有樹脂、其他添加劑。

作為樹脂，形成聚合物之物質的疏水基較佳為至少由烷基、環烷基或芳基中選出之1種以上。此外，親水基較佳為至少係羧基、磺酸基、羥基、胺基、或醯胺基或該等之鹽。形成該等分散聚合物之物質的具體例子，可使用具有雙鍵之具有丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基或芳基之單體或寡聚物類。例如可使用苯乙烯、丙烯酸四氫呋喃甲酯、甲基丙烯酸丁酯、(α,2,3或4)-烷基苯乙烯、(α,2,3或4)-烷氧基苯乙烯、3,4-二甲基苯乙烯、α-苯基苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基萘、二甲基胺基(甲基)丙烯酸酯、二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基胺基丙基丙烯醯胺、丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、丙烯醯基嗎啉、N,N-二甲基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、其他(甲基)丙烯酸烷酯、甲氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基、丙氧基、丁氧基之二乙二醇或聚乙二醇之(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸羥基烷酯、其他含氟、含氯、含矽(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、馬來酸醯胺、(甲基)丙烯酸等之1官能，此外，導入交聯構造的情況時，可使用(單、二、三、四、聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇及1,10-癸二醇等之(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油(二、三)(甲基)丙烯酸酯、雙酚A或F之環氧乙烷加成物之二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等之具有丙烯酸基或甲基丙烯酸基之化合物。

配製油墨時的樹脂使用量並無特殊限定，於油墨組成物100質量%中，較佳為0~30質量%、更佳為0~20質量%。再者，摻合時較佳為1質量%以上。

作為其他添加劑，亦可適當摻合紫外線吸收劑、抗氧化劑、pH調整劑、防腐劑、黏度調整劑等。此等其他添加劑，於上述材料以外，可作為油墨組成物100質量%中之剩餘部分摻合。

所得到之油墨，藉由將黏度(23℃)調整為4mPa．s以下(不含0)，印字特性成為優良。

油墨之塗覆方法，可列舉噴墨記錄方式、以筆等之筆記用具的記錄方式、其他各種印刷方法。本發明之油墨組成物特佳可使用於噴墨記錄方式。

就被塗覆材料而言，可廣泛地對吸收性被記錄媒體、低吸收性被記錄媒體、及非吸收性被記錄媒體使用。

吸收性被記錄媒體並無特殊限定，例如可列舉由油墨組成物之滲透性高的電子照片用紙等之普通紙、噴墨用紙(具備由二氧化矽粒子或氧化鋁粒子所構成之油墨吸收層、或由以聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯基吡咯啶酮(PVP)為代表之親水性聚合物所構成之油墨吸收層的噴墨專用紙)，至油墨組成物之滲透性較低的一般之平版印刷所用的銅版紙、塗層紙、澆鑄襯墊紙(casting paper)等。

低吸收性被記錄媒體並無特殊限定，可列舉例如表面設有用以接受油性油墨之塗覆層的塗覆紙。塗覆紙並無特殊限定，可列舉例如以銅版紙、塗層紙、消光紙為代表之印刷用紙。

非吸收性被記錄媒體並無特殊限定，可列舉例如不具有油墨吸收層之塑膠薄膜、於以紙為代表之基材上塗覆有塑膠者或黏著有塑膠薄膜者等。此處所稱之塑膠，可列舉聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚丙烯等。

此處，「低吸收性被記錄媒體」及「非吸收性被記錄媒體」，係指於布里斯托(Bristow)法中自接觸開始起至30msec^1/2為止的水吸收量為10mL/m²以下之被記錄媒體。該布里斯托法，係作為短時間之液體吸收量的測定方法而普及之方法，於「JAPANTAPPI紙漿試驗方法2000年版」之規格No.51「紙及板紙-液體吸收性試驗方法-布里斯托法」中有敘述。

作為本發明之被塗覆材，適宜為於布里斯托法中自接觸開始起至30msec^1/2為止的水吸收量為15mL/m²以下之油墨組成物的滲透性較低的吸收性被記錄媒體即銅版紙、塗層紙、澆鑄襯墊紙或低吸收性被記錄媒體之銅版紙、塗層紙、澆鑄襯墊紙、非吸收性被記錄媒體之PET、PVC等。

油墨之塗覆量，較佳為0.6~20g/m²、更佳為1~15g/m²。

〔實施例〕

以下，闡示實施例及比較例，以具體說明本發明，但本發明不受下述實施例限制。再者，下述例子中，份及%分別指質量份、質量%。

〔實施例1〕

於離子交換水70份中，一邊以螺旋槳式攪拌機攪拌同時緩慢添加黑顏料之Color BlackS170(Degussa公司製)5份後，添加(A)聚醚改質聚矽氧0.5份、(B)聚醚改質聚矽氧0.5份、聚乙二醇(分子量200)10份、甘油15份，攪拌1小時後，得到油墨組成物。

進一步地，分別使用洋紅顏料(C.I.Pigment Red 122)、靛青顏料(C.I.Pigment Blue 15：3)、黃顏料(C.I.Pigment Yellow 74)，以與上述相同之方法，製作洋紅(M)、靛青(C)、黃(Y)油墨，以取代上述黑顏料。

〔實施例2~10、比較例1~15〕

與實施例1相同方式地，以表1、2及表3、4所示之組成製作油墨。

再者，實施例2~7及比較例1~11，係使用OK頂塗層紙作為油墨之被塗覆材料，實施例8~10及比較例12~15，係使用平版印刷用塗覆紙(於30ms^1/2之水吸收量 10mL/m²)。

(A)聚醚改質聚矽氧

m1+n1=1,a1×n1=7,b1×n1=1

m1+n1=2,a1×n1=9,b1×n1=1

m1+n1=3,a1×n1=10,b1×n1=10

m1+n1=1,a1×n1=1,b1×n1=0

m1+n1=2,a1×n1=30,b1×n1=1

m1+n1=7,a1×n1=40,b1×n1=4

(B)聚醚改質聚矽氧

a2+a3=20,b2+b3=10

a2+a3=80,b2+b3=30

a2+a3=20,b2+b3=20

a2+a3=20,b2+b3=10

a2+a3=2,b2+b3=10

a2+a3=20,b2+b3=120

再者，各特性之測定係如下述般進行。結果示於表1~4。

〔油墨之評估〕 1)印字濃度

以SEIKO EPSON製PX-045A，使用黑油墨，於OK頂塗層紙或平版印刷用塗覆紙上印上點(dot)，關於該印上之點，以Sakura測微密度計PDM-5型(Sakura精機公司製)測定印字濃度。印字濃度較佳為0.99~1.10、更佳為1.01~1.10。

2)點直徑

以SEIKO EPSON製PX-045A，使用黑油墨，於OK頂塗層紙或平版印刷用塗覆紙上列印，放大為100倍，藉由電子顯微鏡測定點直徑。點直徑較佳為200~250μm、更佳為220~240μm。

3)印字圖像之色濃度

以SEIKO EPSON製PX-045A，將黑(B)、洋紅(M)、靛青(C)、黃(Y)實地印刷(solid printing)於OK頂塗層紙或平版印刷用塗覆紙上，以Macbeth濃度計RD-918(Macbeth公司製)測定。色濃度較佳為1.35~2.00、更佳為1.40~2.00。

4)圖像均勻性

將黑、洋紅、靛青、黃之油墨以SEIKO EPSON製PX-045A列印於頂塗層紙或平版印刷用塗覆紙上。

將列印物以電子顯微鏡放大為100倍，觀察調平性。

○：幾乎無濃度差者

△：有少許濃度差者

×：點內可見鐮刀狀之斑點圖案者

5)點之形狀係數

藉由(圓周長)²/(4π×面積)，算出列印圖像之點的形狀係數。形狀係數，係將滲出程度定量化而得的評估值。圓周長及面積，係藉由以點分析器(dot analyzer)進行圖像分析求得。點形狀之不規則性小，則接近1。

6)光澤度

將黑、洋紅、靛青、黃之油墨，以SEIKO EPSON製 PX-045A列印於頂塗層紙(光澤度6)或平版印刷用塗覆紙上，使用測定裝置(日本電色工業製便利型光澤計PG-IM)來測定光澤度(Gs(θ))(測定角：20°)。光澤度之數值越高，可說越顯示優良的光澤。

Claims

一種油墨組成物，其係含有(A)下述平均組成式(I)表示之聚醚改質聚矽氧0.01~5質量%、(B)下述平均組成式(II)表示之聚醚改質聚矽氧0.01~5質量%、水、水溶性有機溶劑、與著色劑； (式(I)中，R¹為氫原子、或碳數1~4之烷基或乙醯基，m1為0以上之整數、n1為1以上之整數、m1+n1表示1~6之整數、a1×n1表示2~20之整數、b1×n1表示0~100之整數，a1之單位、b1之單位之排列順序並無限制，可為無規亦可為嵌段)； (式(II)中，R²及R³為氫原子、或碳數1~4之烷基或乙醯基，m2為10~40之整數、a2+a3表示5~100之整數、b2+b3表示0~100之整數，a2之單位與b2之單位、及a3之單位與b3之單位之排列順序並無限制，可為無規亦可為嵌段)。
一種噴墨用油墨，其係含有如請求項1之油墨組成物。