JP3992150B2 - インクジェット印刷用インク組成物 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット印刷用インク組成物に関し、より詳しくは、インクジェットプリンタにより印刷する際にノズルの詰まりが生じることがないので印字品質上好ましい印刷物が得られ、印字の適度な乾燥速度が得られ、また色の発現に優れているインクジェット印刷用インク組成物に関する。

従来、種々の溶媒を用いたインクジェット印刷用顔料インク組成物が多数提案されているが、そのような顔料インク組成物を用いてインクジェットプリンタにより印刷物を作成する際に、インクジェットプリンタのノズルに詰まりが生じて、印字品質上好ましくない印刷物が得られたり、またそのような顔料インク組成物を用いて印刷物を作成しても色の発現が必ずしも充分でなかったりしていた。

本発明は、上記のような諸問題を解決するためになされたものであり、インクジェットプリンタにより印刷する際にノズルの詰まりが生じることがないので印字品質上好ましい印刷物が得られ、印字の適度な乾燥速度が得られ、また色の発現に優れているインクジェット印刷用インク組成物を提供することを目的としている。

本発明者等は、上記の目的を達成するため鋭意検討した結果、バインダー樹脂及び顔料分散剤として特定の化合物を用い、溶媒として特定組成の溶媒を用いることにより、優れたインクジェット印刷用インク組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、顔料、バインダー樹脂、顔料分散剤及び溶媒からなり、該溶媒がグリコールエーテルの少なくとも１種と２−ピロリドンとからなり、該バインダー樹脂が塩化ビニル共重合樹脂であり、該顔料分散剤が、１分子中に２個以上のアミド基を有し且つ数平均分子量が２,０００〜１５,０００であるポリエステルポリアミド樹脂であることを特徴とする。

本発明のインクジェット印刷用インク組成物を用いることにより、インクジェットプリンタにより印刷する際にノズルの詰まりが生じることがないので印字品質上好ましい印刷物が得られ、印字の適度な乾燥速度が得られ、また優れた色の発現が得られ、更に耐エタノール性に優れた印刷物が得られる。

以下に、本発明のインクジェット印刷用インク組成物について具体的に説明する。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物においては、グリコールエーテルの少なくとも１種と２−ピロリドンとからなる溶媒を用いることが必要である。この混合溶媒の配合量は、インク組成物の粘度、表面張力等を考慮して決定されるが、通常はインク組成物の６０〜９９質量％であり、好ましくは８０〜９７質量％であり、グリコールエーテルの少なくとも１種の配合量はインク組成物の１５〜９５質量％であり、好ましくは５５〜８５質量％であり、２−ピロリドンの配合量はインク組成物の１〜４５質量％であり、好ましくは１０〜２５質量％である。

本発明で用いるグリコールエーテルとして、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等のプロピレングリコールエーテル類及びそれらの混合物等を挙げることができる。

本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、通常の印刷インク組成物と同様にバインダー樹脂を含有する。そのようなバインダー樹脂は通常のインクジェット印刷用インク組成物に普通に用いられているいかなるバインダー樹脂でもよく、特には限定されないが、本発明においてはそのようなバインダー樹脂として塩化ビニル共重合樹脂が特に好ましく、塩化ビニル共重合樹脂を単独で使用してもよいが、塩化ビニル共重合樹脂と共に他の樹脂を使用することもできる。このバインダー樹脂の配合量は、インク付着性、インク組成物の粘度、表面張力等を考慮して決定されるが、通常はインク組成物の０．５〜１５質量％であり、好ましくは１〜１０質量％である。

塩化ビニル共重合樹脂として、種々のものを使用することができ、例えば塩化ビニルと酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アクリル、マレイン酸等の他のモノマーとの共重合樹脂を挙げることができる。好ましい塩化ビニル共重合樹脂として、塩化ビニルと酢酸ビニルとを共重合させた塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、特に分子量３０，０００以下の共重合樹脂を挙げることができる。

上記の他の樹脂としては、特に制限はなく、通常のインク組成物に用いられる樹脂は何れも使用することができる。例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン、ベンゾグアナミン等のアミノ樹脂、ポリアミド樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ニトロセルロース、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアンエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボシキエチルセルロース、アミノエチルセルロース等のセルロースエーテル樹脂、酢酸ビニル共重合樹脂等を挙げることができる。

本発明のインクジェット印刷用インク組成物に使用される顔料として、ピグメントイエロー１２、１３、１４、１７、２０、２４、３１、５５、７４、８３、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５３、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８１、１８５、ピグメントオレンジ１６、３６、３８、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０２、２０６、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、２４４、２５４、ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３０、３２、３７、４０、５０、ピグメントブルー１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、３０、６４、８０、ピグメントグリーン７、３６、ピグメントブラウン２３、２５、２６、ピグメントブラック７、２６、２７、２８、酸化チタン、酸化鉄、群青、黄鉛、硫化亜鉛、コバルトブルー、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を挙げることができる。顔料の配合量は、使用する顔料の種類等により任意に決定できるが、通常はインク組成物の０．１〜１５質量％であり、好ましくは０．５〜１０質量％である。

本発明のインクジェット印刷用インク組成物に使用される顔料分散剤として、１分子中に２個以上のアミド基を有し且つ数平均分子量が２，０００〜１５，０００であるポリエステルポリアミド樹脂を挙げることができる。この顔料分散剤の配合量は、使用する顔料の種類等により決定されるが、通常はインク組成物の０．１〜１５質量％であり、好ましくは０．５〜１０質量％である。

代表的な顔料分散剤は酸末端ポリエステル樹脂と１分子中に２個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物とを反応させることにより製造される。例えば、ソルスパース３２０００、ソルスパース３２５００、ソルスパース３２６００、ソルスパース３３５００、ソルスパース３４７５０、ソルスパース３５１００、ソルスパース３７５００、ディスパービック９０７７等を挙げることができる。

なお、アミド基が１分子中１個以下の場合には顔料分散性が悪いので好ましくない。また、数平均分子量が２，０００未満の場合には顔料分散安定性が低下し、数平均分子量が１５，０００を超える場合にはインク中への分散性が低下する傾向がある。

また、本発明のインクジェット印刷用インク組成物は電導度調整剤を含有することができ、電導度調整剤の配合量は通常はインク組成物の０．１〜１０質量％であり、好ましくは０．５〜５質量％である。

また、本発明のインクジェット印刷用インク組成物は通常のインクジェット印刷用インク組成物と同様にインクジェット印刷法に適応した特性を持っていることが必要であり、そのためにはインク組成物の粘度を１〜１００ｃＰ（２０℃）、表面張力を２×１０^−２〜６×１０^−２Ｎ／ｍ、比重を０．８〜１．２の範囲にすることが望ましい。

本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、各成分を撹拌混合した後、使用するインクジェットプリンタのノズル径の約１／１０以下のポアーサイズを持つフィルターで濾過し、精製することによって調製することができる。

本発明のインクジェット印刷用インク組成物は種々のインクジェットプリンタに使用することができる。このようなインクジェットプリンタとして、例えば、荷電制御方式、インクオンデマンド方式によりインク組成物を噴出させる方式のものを挙げることができる。本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、特にラージフォーマットを用いた大型インクジェットプリンタによる印刷、例えばサインディスプレイ等の屋外用物品に印刷することを目的としたインクジェットプリンタによる印刷に好適に適用できる。また、カラーグラフィック印字部分やビデオ録画の描画においてもコントラストが明瞭で、画像の再現性は著しく良好となる。

インクジェット印刷した後の印刷面（インク組成物）は常温〜数百℃で乾燥することにより乾燥被膜を形成する。なお、本発明で印刷の対象となる基材については、印刷面（インク組成物）を乾燥する条件下で変形もしくは変質しないものであれば特に制限されることはない。そのような基材として、例えば、金属、ガラス及びプラスチック等の基材表面、表面を樹脂でコーティングした紙、オーバーヘッドプロジェクト用の透明シート、サインディスプレイ等の屋外用物品等を挙げることができる。

以下に、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜２及び比較例１〜４
第１表に示す成分を第１表に示す量（質量部）で含有する混合物をそれぞれサンドミルで３時間練合して実施例１〜２及び比較例１〜４のインクを調製した。

用いたカーボンブラックはモナーク１０００（キャボット社製）であり、塩化ビニル共重合樹脂はＶＹＨＤ（ダウ・ケミカル社製）であり、セルロースエステル樹脂はＣＡＢ−５５１−０．０１（イーストマン社製）であり、ポリエステルポリアミド樹脂はソルスパース３７５００（固形分濃度４０％）（アビシア社製）及びディスパービック１６７（固形分濃度５２％）（ビックケミー社製）であった。

実施例１〜２及び比較例１〜４のインクについて、粘度、粒径、分散安定性、ノズル詰まり、耐エタノール性をそれぞれ下記の方法で測定し、下記の基準で評価した。

＜粘度測定＞
Ｂ型粘度計を用いて２０℃にて測定した。

＜粒径測定＞
レーザー回折式粒度分布測定器（島津製作所製「ＳＡＬＤ−７０００」）を用いて測定した。

＜分散安定性＞
インクを６０℃で１ヶ月間保存した後の粘度及び粒径を測定し、下記の基準で評価した。
◎：６０℃で１ヶ月間保存後の粘度及び粒径の変化がそれぞれ±５％以内。
○：６０℃で１ヶ月間保存後の粘度及び粒径の変化がそれぞれ５％超１０％以下。
×：６０℃で１ヶ月間保存後の粘度及び粒径の変化の何れかが１０％超。

＜ノズル詰まり＞
ラージフォーマット用インクジェットプリンタで画像を印刷し、印字状態を目視で下記の基準で評価した。
○：所定の位置に印字できている。
×：ノズル詰まりが発生して欠損を生じ、所定の位置に印字できていない。

＜耐エタノール性＞
ラージフォーマット用インクジェットプリンタで画像を印刷し、５０質量％エタノール水をしみ込ませた布で画像をこすり、目視で評価した。
◎：全く変化なし。
○：一部インクが剥離する。
×：インクが剥離し、素地が見える。
それらの測定結果、評価結果は第１表に示す通りであった。

第１表に示すデータから明らかなように、本発明の実施例１〜２のインクは、各試験項目について良い評価結果が得られ、良好なインクが得られた。
一方、本発明の範囲外の混合溶媒を用いている比較例１のインクはノズル詰まりが生じ、印刷が不良となった。また、本発明で必須の２種類の溶媒のうちの１種類のみを用いた比較例２のインクは、分散安定性が悪く、ノズル詰まりが生じ、印刷が不良となった。更に、本発明で必須の２種類の溶媒のうちの他の１種類のみを用いた比較例３のインクは、分散安定性が悪く、耐エタノール性が不良であり、ノズル詰まりが生じ、印刷が不良となった。本発明で用いる塩化ビニル共重合樹脂の代わりにセルロースエステル樹脂を用いた比較例４のインクは耐エタノール性が本発明のインクよりも劣っていた。

Claims (2)

1. 顔料、バインダー樹脂、顔料分散剤及び溶媒からなり、該溶媒がグリコールエーテルの少なくとも１種と２−ピロリドンとからなり、該バインダー樹脂が塩化ビニル共重合樹脂であり、該顔料分散剤が、１分子中に２個以上のアミド基を有し且つ数平均分子量が２,０００〜１５,０００であるポリエステルポリアミド樹脂であることを特徴とするインクジェット印刷用インク組成物。
2. グリコールエーテルが、（ジ）エチレングリコール（ジ）アルキルエーテル、（ジ）プロピレングリコール（ジ）アルキルエーテル、又はトリエチレングリコールモノアルキルエーテルである請求項１記載のインクジェット印刷用インク組成物。