(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024173669
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】水性インクジェットインキ及び印刷物
(51)【国際特許分類】
C09D 11/38 20140101AFI20241205BHJP
C09D 11/322 20140101ALI20241205BHJP
B41M 5/00 20060101ALI20241205BHJP
【FI】
C09D11/38
C09D11/322
B41M5/00 120
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024053809
(22)【出願日】2024-03-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-10-23
(31)【優先権主張番号】P 2023089969
(32)【優先日】2023-05-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000222118
【氏名又は名称】artience株式会社
(72)【発明者】
【氏名】砂押 和志
(72)【発明者】
【氏名】野村 高教
(72)【発明者】
【氏名】森田 里穂
【テーマコード(参考)】
2H186
4J039
【Fターム(参考)】
2H186AB12
2H186BA08
2H186DA10
2H186FB11
2H186FB15
2H186FB16
2H186FB17
2H186FB18
2H186FB25
2H186FB29
2H186FB48
2H186FB58
4J039AD10
4J039BC09
4J039BC13
4J039BE01
4J039BE12
4J039BE19
4J039BE22
4J039BE25
4J039BE28
4J039CA03
4J039CA06
4J039EA46
4J039FA02
4J039GA24
(57)【要約】
【課題】吐出安定性に優れ、非浸透性基材に対しても、ビーディングがなく、耐ブロッキング性にも優れる印刷物を得ることができる、水性インクジェットインキを提供する。
【解決手段】顔料、界面活性剤(A)、及び、水溶性有機溶剤(B)を含有する水性インクジェットインキであって、前記界面活性剤(A)が、エチレンオキサイド構造及びプロピレンオキサイド構造を有し、HLB値が10以下である、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を含み、前記水溶性有機溶剤(B)が、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)、及び、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)を含み、前記炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)の含有質量と、前記炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)の含有質量との比((B1)/(B2))が、0.8~12である、水性インクジェットインキ。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
顔料、界面活性剤(A)、及び、水溶性有機溶剤(B)を含有する水性インクジェットインキであって、
前記界面活性剤(A)が、下記一般式(1)で表される構造を有し、HLB値が10以下である、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を含み、
前記水溶性有機溶剤(B)が、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)、及び、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)を含み、
前記炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)の含有量と、前記炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)の含有量との質量比((B1)/(B2))が、0.8~12である、水性インクジェットインキ。
一般式(1):
【化1】
(一般式(1)において、R
1及びR
2は、それぞれ、分岐を有していてもよい、炭素数1~5のアルキル基を表し、EOはエチレンオキサイド基を表し、POはプロピレンオキサイド基を表す。また、m1、m2、n1、n2は、それぞれ、1~10の整数を表し、(m1+n1):(m2+n2)=1:9~9:1である。ただし、括弧内のエチレンオキサイド基及びプロピレンオキサイド基の付加様式は、ブロックでもランダムでもよい。)
【請求項2】
前記界面活性剤(A)が、更に、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)以外のノニオン性界面活性剤(A2)を含む、請求項1に記載の水性インクジェットインキ。
【請求項3】
前記アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の含有量が、前記水性インクジェットインキの全量中0.1~5.0質量%である、請求項1または2に記載の水性インクジェットインキ。
【請求項4】
請求項1または2に記載の水性インクジェットインキを印刷してなる印刷物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、水性インクジェットインキ、及び、当該水性インクジェットインキを用いて形成された印刷物に関する。
【背景技術】
【0002】
印刷の小ロット化及びニーズの多様化に伴い、デジタル印刷方式の普及が急速に進んでいる。デジタル印刷方式では、版を必要としないことから、小ロット対応、コストの削減、印刷装置の小型化が実現可能である。
【0003】
インクジェット印刷方式はデジタル印刷方式の一種であり、インクジェット印刷方式では、印刷基材(本願では、単に「基材」とも称する)に対して、インクジェットヘッドからインキの微小液滴を飛翔及び着弾させて、当該印刷基材上に画像及び/または文字を形成する。以下、印刷基材と、印刷基材上にインキの印刷によって形成された画像及び/または文字とを総称して、「印刷物」という。なお上記「画像」には、べた画像及び市松模様画像等のシームレス画像も含まれる。インクジェット印刷方式は、他のデジタル印刷方式と比べて、印刷装置のサイズ及びコスト、印刷時のランニングコスト、フルカラー化の容易性などの面で優れており、近年では産業印刷用途においても利用が進んでいる。
【0004】
インクジェット印刷方式に使用されるインキは、油系、溶剤系、活性エネルギー線硬化系、水系等多岐に渡る。これまで、産業印刷用途では、溶剤系及び活性エネルギー線硬化系のインキが使用されてきた。しかし近年の、環境や人に対する有害性への配慮及び対応といった点から、水系のインキ(水を主成分として含むインキ)の需要が高まっている。
【0005】
近年では、インクジェット印刷方式に使用される水系のインキ(本願では、「水性インクジェットインキ」とも称する)の用途拡大先として、紙器、ラベル、包装フィルムといった、パッケージ用途を要望する声が高まっている。当該パッケージ用途では、コート紙及びアート紙のような難浸透性の基材だけではなく、非浸透性の基材に対しても、色再現性や印刷画質が高く、更には実使用にも耐えられる特性を有する、印刷物が作製できるインキが求められる。ここで、上記非浸透性の基材は、例えば、ポリプロピレンフィルム(例えば、二軸延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム)、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、及び、ナイロンフィルム等である。
【0006】
これまでに実用化された水性インクジェットインキは、その殆どが、普通紙及び専用紙のような浸透性の高い基材に対して印刷するためのものであった。そのような水性インクジェットインキ、特に、後述するような所作を何も施していない水性インクジェットインキを、非浸透性の基材に用いた場合、当該基材に着弾した液滴は、表面張力が高い状態のまま、濡れ広がらない。またその状態で、隣り合った水性インクジェットインキの液滴と接触すると、それぞれの液滴に対して、表面積を小さくする方向に力が働き、ビーディングが発生する。ビーディングとは、印刷基材上で、水性インクジェットインキの液滴同士が引き合い合一することで、色の濃淡が数珠状になって現れる現象である。ビーディングが発生した印刷物は、印刷画質が著しく低下する。
【0007】
また、非浸透性の基材に対する印刷時には、水性インクジェットインキが当該基材内部に浸透吸収されることがないため、着弾した液滴の乾燥が不十分となり、上記基材に対する十分な密着性が得られない。その結果、印刷物を巻き取り状態あるいは積み重ねた状態で保管した際に、印字面に圧力がかかり、ブロッキングが発生してしまう。ブロッキングとは、インキ層に貼り付いた印刷基材をはがす際等に、当該インキ層の一部が当該印刷基材に取られる現象である。
【0008】
印刷画質、及び、耐ブロッキング性を向上させる(ブロッキングの発生を抑制する)方法として、水性インクジェットインキの表面張力を低下させることが一般的である。例えば、界面活性剤又は水溶性有機溶剤を水性インクジェットインキ中に添加することで、表面張力の低下が図られている。しかしながら、一般に、水性インクジェットインキの液滴が印刷基材に着弾したのち、隣り合う位置に別の液滴が着弾するまでの時間は、数百マイクロ秒から数十ミリ秒しかない。そのため、上述した方策を単に採用し、静的な表面張力を低下させただけでは、水性インクジェットインキの液滴を十分に濡れ広がらせることができない。その結果、表面張力が高い状態のまま、液滴同士が接触することになり、ビーディングが発生する。
【0009】
例えば、特許文献1には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤を使用し、動的表面張力を制御した水性インクジェットインキが開示されている。また、この水性インクジェットインキによれば、フェザリング(上質紙等の印刷基材の繊維に沿って、水性インクジェットインキの不規則な滲みが発生する現象)等が抑制され印刷画質に優れる印刷物が得られるとともに、吐出安定性の悪化も抑制できることが開示されている。確かに、上記水性インクジェットインキは、特許文献1の実施例で用いられているような浸透性基材に対する印刷画質の向上には有効である。しかしながら、上記水性インクジェットインキを、上記非浸透性基材に対する印刷に使用すると、十分に濡れ広がらない状態で液滴同士が接触することにより、ビーディングが発生する。
【0010】
特許文献2には、HLB値が3以下であるアセチレンジオール系界面活性剤と、HLB値が8以下である水溶性有機溶剤とを含む水性インクジェットインキが開示されている。また、この水性インクジェットインキを使用することで、難浸透性基材上において、当該水性インクジェットインキの塗れ広がり性不足に起因する白抜け及び凝集ムラが抑制され、印刷画質に優れた印刷物が得られることが開示されている。確かに、上記界面活性剤及び上記水溶性有機溶剤を使用することで、難浸透性基材に対する印刷における、凝集ムラ等の画像欠陥は軽減する。しかしながら、上記水性インクジェットインキを使って非浸透性基材に印刷すると、界面活性剤がインキ層の表面上に残存してしまい、ブロッキングが発生する恐れがある。また、上記界面活性剤はHLB値が小さく水に馴染みにくいため、インクジェットヘッドのノズル上の気液界面に集中的に配向しやすい。その結果、例えば、吐出中に、水性インクジェットインキが上記ノズルから外部に溢れ出てしまい、ノズル抜け(ノズルから水性インクジェットインキが吐出されない現象)及び吐出直進性が低下する恐れがある。これらの詳細は、後述する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2012-211260号公報
【特許文献2】特開2017-165809号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
以上のように、従来は、特に非浸透性基材に対して、印刷画質(ビーディングの抑制)、耐ブロッキング性、及び吐出安定性の全てを、高いレベルで同時に満たす水性インクジェットインキは存在しない状況であった。
【0013】
そこで、本発明の一実施形態では、吐出安定性に優れ、非浸透性基材に対してもビーディングが抑制され、耐ブロッキング性に優れる印刷物を得ることができる、水性インクジェットインキを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明者らが鋭意検討を行った結果、下記構成を有する水性インクジェットインキによって、上述した課題を解決できることを見出した。
【0015】
すなわち本発明の一実施形態は、水性インクジェットインキに関する。本発明の他の実施形態は上記水性インクジェットインキを用いてなる印刷物に関する。より具体的には、本発明の実施形態は以下を含む。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されず、様々な実施形態を含む。
[1]顔料、界面活性剤(A)、及び、水溶性有機溶剤(B)を含有する水性インクジェットインキであって、
前記界面活性剤(A)が、下記一般式(1)で表される構造を有し、HLB値が10以下である、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を含み、
前記水溶性有機溶剤(B)が、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)、及び、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)を含み、
前記炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)の含有量と、前記炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)の含有量との質量比((B1)/(B2))が、0.8~12である、水性インクジェットインキ。
一般式(1):
【化1】
(一般式(1)において、R
1及びR
2は、それぞれ、分岐を有していてもよい、炭素数1~5のアルキル基を表し、EOはエチレンオキサイド基を表し、POはプロピレンオキサイド基を表す。また、m1、m2、n1、n2は、それぞれ、1~10の整数を表し、(m1+n1):(m2+n2)=1:9~9:1である。ただし、括弧[]内のエチレンオキサイド基及びプロピレンオキサイド基の付加様式は、ブロックでもランダムでもよい。)
[2]前記界面活性剤(A)が、更に、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)以外のノニオン性界面活性剤(A2)を含む、[1]記載の水性インクジェットインキ。
[3]前記アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の含有量が、前記水性インクジェットインキの全量中0.1~5.0質量%である、[1]または[2]に記載の水性インクジェットインキ。
[4][1]~[3]いずれか1つに記載の水性インクジェットインキを印刷してなる印刷物。
【0016】
本願の開示は、2023年5月31日に出願された特願2023-089969号に記載の主題と関連しており、この全ての開示内容は引用によりここに援用される。
【発明の効果】
【0017】
本発明の一実施形態である水性インクジェットインキは、吐出安定性に優れ、非浸透性基材に対して適用した場合であっても、ビーディングを抑制し、印刷画像及び耐ブロッキング性に優れる印刷物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明の一実施形態である水性インクジェットインキ(以下では単に「本実施形態の水性インクジェットインキ」、「インキ」とも称する)について説明する。なお本発明は、以下に記載する実施形態に限定されるものではなく、当該本発明の本質的部分を変更しない範囲内で変形実施できる形態を含む。
【0019】
上述した通り、上記構成を有する本実施形態の水性インクジェットインキは、吐出安定性、ならびに、非浸透性基材等に対する印刷物におけるビーディング抑制性及び耐ブロッキング性、の全てを、同時にかつ高いレベルで解決できる。そのメカニズムは明確ではないものの、本発明者らは以下のように推測している。ただし本発明は、下記推測によって限定されることはない。
【0020】
ビーディングを抑制し印刷画質を向上させるためには、インキの着弾直後の表面張力を低減させる必要がある。その方法として、液滴表面(気液界面)への配向速度が速い界面活性剤の使用がある。特に、分子量が小さく、かつ、水との親和性が小さい界面活性剤は、気液界面への配向速度が速く、ビーディングの抑制には有効である。またそれらの界面活性剤の中でも、アセチレンジオール系界面活性剤は、分子内に結合の回転が起こらないアセチレン基を有する。これにより、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤等のその他界面活性剤と比べ、構造的に変形しにくい。そのため、少量の添加であっても、十分量のアセチレンジオール系界面活性剤の分子を、気液界面に配向させることができる。以上のことから、印刷物の印刷画質の向上の観点からは、分子量が小さく、かつ、水との親和性が小さいアセチレンジオール系界面活性剤を選択することが好適である。そのような化合物として、例えば、上記特許文献2で使用されているような、未変性アセチレンジオール系界面活性剤、及び、エチレンオキサイド変性アセチレンジオール系界面活性剤(低モル付加体)が挙げられる。
【0021】
一方で当然ながら、このような界面活性剤は、インキ層の表面にも多く存在する。また低分子量ゆえに、熱(例えば外気温)又は湿度の影響を受け、界面活性剤分子が活発に運動すると考えられる。そのため、例えば印刷物を巻き取って保管する際、ブロッキングが発生しやすい。
【0022】
ブロッキングの抑制には、例えば、界面活性剤の高分子量化が有効ではある。しかし、エチレンオキサイド変性アセチレンジオールを高分子量化すると、親水性が高くなりすぎてしまうために、気液界面への配向速度が低下し、ビーディングが発生してしまう。また、未変性アセチレンジオール系界面活性剤を高分子量化すると、水性インクジェットインキ中に安定に存在できず、析出及び吐出安定性の悪化が発生する恐れがある。
【0023】
また、インクジェットヘッドのノズル近傍に存在する水性インクジェットインキにも気液界面が存在する。そのため、上述した界面活性剤が気液界面に集中的に配向してしまい、上記水性インクジェットインキが上記ノズルから外部に溢れ出てしまう現象が発生する恐れがある。例えば、連続吐出中に、上述したノズルからの水性インクジェットインキの溢れが発生及び進行してしまうと、ノズル抜け及び吐出直進性の低下といった、吐出不良の要因になる。
【0024】
以上のように、未変性アセチレンジオール系界面活性剤、及び、エチレンオキサイド変性アセチレンジオール系界面活性剤(低モル付加体)は、印刷画質の向上には有効である反面、耐ブロッキング性や吐出安定性といった特性の低下を招いてしまう、という問題点が存在していた。
【0025】
それに対し、本実施形態の水性インクジェットインキは、アセチレンジオール系界面活性剤として、上記一般式(1)で表される構造を有し、HLB値が10以下であるアセチレンジオール系界面活性剤(A1)を含む。アセチレンジオール系界面活性剤(A1)は、エチレンオキサイド構造だけではなく、プロピレンオキサイド構造も含む。このプロピレンオキサイド構造は、親水性及び疎水性の両方の性質を持つため、エチレンオキサイド構造と共に、アセチレンジオール系界面活性剤の変性に使用することで、分子量及び親疎水性(例えばHLB値)の精密な制御が容易となる。特に、上記一般式(1)で表される構造を有し、HLB値が10以下であるアセチレンジオール系界面活性剤(A1)を選択及び使用することで、ブロッキングを抑制できる分子量領域において疎水性を維持することが可能となり、気液界面への配向速度が極端に低下することがなくなる。
【0026】
また、本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)が、上述した効果を補助していると考えられる。炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)は、水酸基を複数含み、かつ分子量も小さい。そのため、上記アルカンジオール類(B1)は、水との親和性が高い一方で、HLB値が10以下であるアセチレンジオール系界面活性剤(A1)とは過度に親和することがない。また、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)は、インクジェットヘッドノズル上での保湿の機能も果たす。その結果、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)は、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の配向を妨げることなく、吐出安定性の向上に寄与することができる。
【0027】
更に、本実施形態の水性インクジェットインキでは、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)が含まれ、かつ、上記炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)及び炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)の各含有量の質量比を規定している。詳細は定かではないが、アルキレンオキサイド構造を有するグリコールモノエーテル類は、同じくエチレンオキサイド構造及びプロピレンオキサイド構造を有するアセチレンジオール系界面活性剤(A1)との親和性が高い。更に、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)は、分子量も小さいため、グリコールモノエーテル類(B2)分子は、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)に近接した状態で存在すると考えられる。その結果、気液界面における、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の過剰な配向を抑制することができ、連続吐出時においても、水性インクジェットインキがノズルから溢れることなく、好適な吐出安定性を維持できると考えられる。
【0028】
一方、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の配向が抑制されると、ビーディングが発生してしまうというリスクが考えられる。しかしながら、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)は、水、及び他の水溶性有機溶剤と比較して、表面張力が小さい。そのため、印刷基材上の水性インクジェットインキの液滴内では、当該グリコールモノエーテル類(B2)が、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)とともに表面張力の低下に寄与し、このことによってビーディングを抑制できると考えられる。
【0029】
以上のように、本発明の構成を有するインキによれば、上述した課題を同時、かつ、高いレベルで解決することができる。
【0030】
以下、本発明の一実施形態である水性インクジェットインキを構成する各成分について、詳細に説明する。
【0031】
<界面活性剤(A)>
(アセチレンジオール系界面活性剤(A1))
上述した通り、本実施形態の水性インクジェットインキは、界面活性剤として、下記一般式(1)で表される構造を有し、HLB値が10以下であるアセチレンジオール系界面活性剤(A1)を含む。アセチレンジオール系界面活性剤(A1)は、エチレンオキサイド構造及びプロピレンオキサイド構造を有するため、分子量及び親疎水性を容易に制御することができる。
【0032】
【0033】
一般式(1)中、R1及びR2は、それぞれ、分岐を有していてもよい、炭素数1~5のアルキル基を表し、EOはエチレンオキサイド基を表し、POはプロピレンオキサイド基を表す。また、m1、m2、n1、n2は、それぞれ、1~10の整数を表し、(m1+n1):(m2+n2)=1:9~9:1である。ただし、括弧[]内のエチレンオキサイド基及びプロピレンオキサイド基の付加様式は、ブロックでもランダムでもよい。
【0034】
上記一般式1では、m1、n1、m2、n2の値、ならびに、R1及びR2の構造を変更することで、HLB値が10以下になるように調整される。
なかでも、好適なHLB値及び分子量(それぞれ、詳細は後述する)の範囲内に収まる化合物が得られる点から、一般式(1)におけるm1+n1の値は2~10であることが好ましく、m2+n2の値は1~9であることが好ましい。更に、(m1+n1):(m2+n2)で表される、エチレンオキサイド構造の数とプロピレンオキサイド構造の数との比は、1:2~5:1であることが好ましく、1:1~4.5:1であることがより好ましく、1.2:1~4:1であることが特に好ましい。
【0035】
気液界面への配向速度の観点、及び、耐ブロッキング性向上の観点から、HLB値は10以下であり、好ましくは4~9であり、より好ましくは5~8である。HLB値が10以下であることで、印刷物を構成するインキ層の吸湿性が低下し、耐ブロッキング性の向上に繋がる。更に、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)、及び、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)と併用することで、ビーディング抑制、ならびに、耐ブロッキング性及び吐出安定性の向上を両立することができる。
【0036】
HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)値とは、材料の親疎水性を表すパラメータの一つである。HLB値の算出方法にはグリフィン法、デイビス法、川上法等種々の方法があるが、本願では、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)のHLB値として、グリフィン法を用いた算出値を使用する。
【0037】
グリフィン法は、対象となる化合物の分子量を用いて、下記式(2)のようにして求められる。なお、HLB値が小さいほど、対象となる化合物の疎水性が高く、大きいほど親水性が高い。
【0038】
式(2):
HLB値=20×(親水性部分の分子量の総和)÷(材料の分子量)
【0039】
上記HLB値が10以下であるアセチレンジオール系界面活性剤(A1)としては、上記一般式(1)で表される化合物が使用できる。具体的には、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、2,5,8,11-テトラメチル-6-ドデシン-5,8-ジオール、ヘキサデカ-8-イン-7,10-ジオール、4,7-ジプロピル-デカ-5-イン-4,7-ジオール、6,9-ジメチル-テトラデカ-7-イン-6,9-ジオール、3,6-ジイソプロピル-2,7-ジメチルオクタ-4-イン-3,6-ジオール、オクタデカ-9-イン-8,11-ジオール、7,10-ジメチルヘキサデカ-8-イン-7,10-ジオール、5,8-ジブチルドデカ-6-イン-5,8-ジオール、4,7-ジイソブチル-2,9-ジメチル-デカ-5-イン-4,7-ジオール、5,14-ジエチル-8,11-ジメチルオクタデカ-9-イン-8,11-ジオール等の、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド変性物を挙げることができる。なお、上記列挙した化合物は1種のみを用いても良いし、2種以上を併用しても良い。またこれらの化合物は、公知の合成方法により合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
なかでも、水、及び、グリコールモノエーテル類(B2)との相溶性の観点から、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、及び/または、2,5,8,11-テトラメチル-6-ドデシン-5,8-ジオールを、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド変性した化合物を用いることが好ましい。
【0040】
上記一般式(1)で表される構造を有し、HLB値が10以下であるアセチレンジオール系界面活性剤(A1)の分子量は、300~1,200であることが好ましく、400~900であることがより好ましく、450~700であることが更に好ましい。分子量が上記範囲であるアセチレンジオール系界面活性剤(A1)は、気液界面への配向速度が高いため、ビーディングを抑制でき、更には耐ブロッキング性の悪化を防止することができる。なお、本願における分子量とは式量を指し、計算により求めることができる。
【0041】
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の含有量は、当該水性インクジェットインキ全量中0.1~5.0質量%であることが好ましく、0.2~3.5質量%であることがより好ましく、0.3~2.5質量%であることが更に好ましく、0.5~2.0質量%であることが特に好ましく、0.5~1.5質量%であることが極めて好ましい。上記範囲内で使用することで、ビーディングの抑制、吐出安定性、耐ブロッキング性の全てを、高いレベルで両立することが可能になる。
【0042】
[その他界面活性剤]
本実施形態の水性インクジェットインキは、上記HLB値が10以下のアセチレンジオール系界面活性剤(A1)以外の(すなわち、上記(A1)とは異なる)その他界面活性剤をさらに含んでもよい。
【0043】
本実施形態の水性インクジェットインキでは、上記その他界面活性剤として、イオン性(アニオン性またはカチオン性)界面活性剤、両性界面活性剤、及び、ノニオン性界面活性剤(ただし、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を除く)からなる群から選択される1種以上が使用できる。特に、グリコールモノエーテル類(B2)、及び、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)との相溶性の観点から、上記その他界面活性剤として、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)以外のノニオン性界面活性剤(本願では、単に「ノニオン性界面活性剤(A2)とも称する)を使用することが好ましい。
【0044】
<ノニオン性界面活性剤(A2)>
ノニオン性界面活性剤(A2)として、アセチレンジオール系界面活性剤(ただし、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を除く)、アセチレンモノオール系界面活性剤、シロキサン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系界面活性剤(ただし、オキシアルキレン基がオキシエチレン基及び/またはオキシプロピレン基であり、かつ、当該オキシアルキレン基の数が5~100である、及び/または、末端のアルキル基の炭素数が5~22であるもの);等が使用できる。
これらのその他界面活性剤は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0045】
なかでも、上記ノニオン性界面活性剤(A2)として、アセチレンジオール系界面活性剤(ただし、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を除く)、シロキサン系界面活性剤、及び、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系界面活性剤(ただし、オキシアルキレン基がオキシエチレン基及び/またはオキシプロピレン基であり、かつ、当該オキシアルキレン基の数が5~100である、及び/または、末端のアルキル基の炭素数が5~22であるもの)からなる群から選択される1種以上を使用することが好ましい。これらは、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)との相溶化または当該アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の乳化により、グリコールモノエーテル類(B2)と同様に機能し、吐出安定性向上とビーディング抑制との両立が期待できる点で好ましい。
【0046】
上記の中でも、ノニオン性界面活性剤(A2)として、シロキサン系界面活性剤を使用することが好適である。シロキサン系界面活性剤は、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の相溶化能が高く、吐出安定性を大きく向上させることができる。また、水性インクジェットインキの液滴が印刷基材上に着弾した後、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の配向に遅れて、シロキサン系界面活性剤が液滴表面に配向する。その結果、上記液滴が十分に濡れ広がることができ、より高いレベルでビーディングを抑制することができ、耐ブロッキング性についても向上が見込める。
【0047】
また、印刷物の耐ブロッキング性、及び、吐出安定性の向上の観点からは、ノニオン性界面活性剤(A2)として、シロキサン系界面活性剤と、アセチレンジオール系界面活性剤(ただし、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を除く)とを併用することが好適である。一実施形態において、シロキサン系界面活性剤の含有量、及び、アセチレンジオール系界面活性剤(ただし、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を除く)の含有量の総和は、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の含有量に対して、20~850質量%であることが好ましく、40~400質量%であることが特に好ましい。上記含有量の総和を上記範囲内に調整した場合、好適な印刷画質を実現しながら、ビーディングの抑制効果と、耐ブロッキング性とを容易に向上できる。
【0048】
他の実施形態において、アセチレンジオール系界面活性剤(ただし、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を除く)の含有量は、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の含有量に対して、10~250質量%であることが好ましく、25~120質量%であることが特に好ましい。上記のように含有量を調整した場合、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)による効果を好適に発現させることができ、ビーディングの抑制、及びブロッキングの抑制、ならびに吐出安定性の向上の全てを同時に実現できる。
【0049】
一方で、ノニオン性界面活性剤(A2)としてシロキサン系界面活性剤を使用する場合、ビーディングを抑制し印刷画質に優れた印刷物が容易に得られる観点から、界面への配向速度の異なる2種以上のシロキサン系界面活性剤と併用することが好ましい。配向速度は、界面活性剤の分子構造に依存することから、上記「配向速度の異なる2種以上のシロキサン系界面活性剤」の例として、変性種及び/もしくは変性位置が異なる2種以上の変性シロキサン系界面活性剤;ならびに/または、質量平均分子量が異なる2種以上のシロキサン系界面活性剤;等が挙げられる。また、上記「変性種及び/もしくは変性位置が異なる2種以上の変性シロキサン系界面活性剤」の例として、側鎖にポリエーテル構造を有するポリエーテル変性シロキサン系界面活性剤と、分子鎖両末端にポリエーテル構造を有するポリエーテル変性シロキサン系界面活性剤との組み合わせ、等が挙げられる。
【0050】
一方で、上記「質量平均分子量が異なる2種以上のシロキサン系界面活性剤」の例として、質量平均分子量の差が800~15,000であるシロキサン系界面活性剤の組み合わせが挙げられる。なお、印刷画質に優れた印刷物が得られる観点から、上記質量平均分子量の差は、1,200~12,000であることがより好ましく、1,500~10,000であることが特に好ましい。
シロキサン系界面活性剤の質量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて測定することができる。具体的には、例えば、TSKgelカラム(東ソー社製)及びRI検出器を装備したHLC-8120GPC(東ソー社製)を用い、展開溶媒にTHFを用いて測定することができる。
【0051】
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれるノニオン性系界面活性剤(A2)の含有量は、当該水性インクジェットインキ全量中0.1~5.0質量%であることが好ましく、0.2~2.5質量%であることがより好ましく、0.4~2.0質量%であることが更に好ましく、0.4~1.5質量%であることが特に好ましい。ノニオン性系界面活性剤(A2)を上記範囲内で使用することで、ビーディングの抑制、吐出安定性、耐ブロッキング性の全てを、高いレベルで両立することが可能になる。
【0052】
以下、ノニオン性界面活性剤(A2)として使用できるアセチレンジオール系界面活性剤(ただし、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)を除く)、の市販品の例を示す。
サーフィノール61、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG-50、420、440、465、485、SE、SE-F、ダイノール604、607(エボニック社製)、オルフィンE1004、E1010、E1020、PD-001、PD-002W、PD-004、PD-005、EXP.4001、EXP.4200、EXP.4123、EXP.4300(日信化学工業社製)。
上記列挙した製品は1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、これらの化合物は、従来既知の合成方法により合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
【0053】
なかでも、水、アルカンジオール類(B1)、及び、グリコールモノエーテル類(B2)との相溶性の観点、ならびに、耐ブロッキング性の観点から、サーフィノール465、485、ダイノール604、607、オルフィンE1010、1020等の、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、または、2,5,8,11-テトラメチル-6-ドデシン-5,8-ジオールを、エチレンオキサイド変性した化合物を用いることが好ましい。
【0054】
以下に、ノニオン性界面活性剤(A2)として使用できるシロキサン系界面活性剤の市販品の例を示す。
BY16-201、FZ-77、FZ-2104、FZ-2110、FZ-2162、F-2123、L-7001、L-7002、SF8427、SF8428、SH3749、SH8400、8032ADDITIVE、SH3773M(東レ・ダウコーニング社製)、
TEGO Glide 100、TEGO Glide 410、TEGO Glide 432、TEGO Glide 435、TEGO Glide 440、TEGO Glide 450、TEGO Twin 4000、TEGO Twin4100、TEGO Wet250、TEGO Wet260、TEGO Wet270、TEGO Wet280(エボニック社製)、
SAG-002、SAG-503A(日信化学工業社製)、
BYK-331、BYK-333、BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-3420、BYK-UV3500、BYK-UV3510(ビックケミー社製)、
KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-6004、KF-6011、KF-6012、KF-6013、KF-6015、KF-6016、KF-6017、KF-6043、KF-615A、KF-640、KF-642、KF-643(信越化学工業社製)。
上記列挙した製品は1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。またこれらの化合物は、従来既知の合成方法により合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
【0055】
以下に、ノニオン性界面活性剤(A2)として使用できるポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系界面活性剤の市販品の例を示す。
ノニオンK-204、220、230、2100W、P-208、210、213、S-202、207、215、220、250等のノニオンシリーズ(日油社製)、エマルゲンシリーズ(花王株式会社製)、タージトールLシリーズ、タージトールXシリーズ、タージトールTWNシリーズ(DOWケミカル社製)。
上記列挙した製品は1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。またこれらの化合物は、従来既知の合成方法によって合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
【0056】
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる界面活性剤の含有量の総量は、当該水性インクジェットインキ全量中、0.1~5質量%であることが好ましく、0.2~4.5質量%であることがより好ましく、0.3~4質量%であることが更に好ましく、0.4~3.5質量%であることが特に好ましい。
【0057】
<水溶性有機溶剤(B)>
本実施形態の水性インクジェットインキは、水溶性有機溶剤(B)を含む。また上述した通り、当該水溶性有機溶剤(B)として、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)、及び、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)を含む。なお、本明細書において「水溶性有機溶剤」とは、25℃の水に対する溶解度が1質量%以上であり、かつ、25℃において液体であるものを指す。
【0058】
(炭素数3~5のアルカンジオール類(B1))
炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)は、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の配向を阻害することなく、保湿性を発現するため、吐出安定性の向上に寄与すると考えられる。炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)として、1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール等が使用できる。これらの化合物は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0059】
炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)のSP値は、12.0~14.0(cal/cm3)1/2であることが好ましく、より好ましくは12.5~14.0(cal/cm3)1/2である。上記範囲内のアルカンジオール類(B1)であれば、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)と過度に親和することがない。その結果、上記アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の配向が過剰に阻害されることがなくなり、吐出安定性の向上だけでなく、ビーディングの抑制にも寄与する。
【0060】
なお、上記「SP値」とは、溶解度パラメータ(Solubility Parameter)の略である。本明細書では、Fedorの推算法により算出される値(ただし、単位は(cal/cm3)1/2とする)を使用する。
【0061】
また、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)(好ましくは、上述したSP値を有するアルカンジオール類(B1))の中でも、1,2-プロパンジオール、及び/または、1,2-ブタンジオールを使用することが特に好ましい。これらの水溶性有機溶剤は、親水性が高い一方で、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)と過度に親和することがない。そのため、上記水溶性有機溶剤は、当該アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の気液界面への配向を阻害することがなく、その効果を最大限引き出すことができ、そのことでビーディングのない印刷物を得ることが容易になると考えられる。また、印刷基材に着弾した後、これらの水溶性有機溶剤は速やかに揮発するため、乾燥性及び耐ブロッキング性にも優れた印刷物となる。加えて、これらの水溶性有機溶剤は、後述する顔料の分散状態を破壊しにくいという性質も有しており、水性インクジェットインキの保存安定性の悪化についても防止できる点からも、好適に使用できる。
【0062】
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)の含有量は、当該水性インクジェットインキの全量中、5~35質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましく、10~25質量%であることが更に好ましい。
【0063】
(炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2))
一方、本実施形態の水性インクジェットインキは、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)を含むことで、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)との親和性が高く、過剰な配向を抑制できるため、吐出安定性が向上する。また、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)は、印刷基材上において上記アセチレンジオール系界面活性剤(A1)とともに表面張力の低下に寄与するため、ビーディングが抑制できる。
炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)として、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジ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ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等が使用できる。これらの化合物は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0064】
なかでも、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジ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ヘキシルエーテル、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プロピルエーテル、及び、プロピレングリコールモノブチルエーテルから選択される1種以上を使用することが好ましい。ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジ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ヘキシルエーテル、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、及び、プロピレングリコールモノブチルエーテルから選択される1種以上を使用することが更に好ましい。これらの水溶性有機溶剤は、水と過度に親和することなく、気液界面に配向しやすい。また、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)(及び、使用している場合はノニオン性界面活性剤(A2))と適度に親和し、これら界面活性剤の気液界面への配向速度が調整されることで、吐出安定性が向上する。更に、印刷基材上においてアセチレンジオール系界面活性剤(A1)とともに表面張力の低下に寄与するため、ビーディング抑制も可能となる。加えてこれらの水溶性有機溶剤は、乾燥性に優れるだけではなく、後述する樹脂の造膜助剤としても機能するため、耐ブロッキング性の向上にも寄与する。
【0065】
特に、上述した効果が顕著に発現することから、一実施形態では、グリコールモノエーテル類(B2)として、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、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、及び、ジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群から選択される1種以上の化合物が好ましく使用できる。特に好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテル、及び/または、プロピレングリコールモノエチルエーテルを使用できる。プロピレングリコールモノメチルエーテル及びプロピレングリコールモノエチルエーテルは、分子量が小さい化合物である一方で、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)と同様にPO基を有している。そのため、これらの水溶性有機溶剤と上記アセチレンジオール系界面活性剤(A1)との間に相互作用が働き、好適な相溶化状態を保ちながら気液界面に配向すると考えられる。その結果、保湿又は相溶化による吐出安定性、配向速度向上によるビーディング抑制に謙虚な効果が発揮される。
【0066】
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)の含有量は、当該水性インクジェットインキの全量中、0.5~20質量%であることが好ましく、1~15質量%であることがより好ましく、2~10質量%であることが更に好ましい。
【0067】
本実施形態の水性インクジェットインキでは、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の親和性を制御し、ビーディング抑制性、吐出安定性、及び、耐ブロッキング性を両立する観点から、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)の含有量と、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)の含有量との質量比((B1)/(B2))は0.8~12であり、より好ましくは1~8であり、更に好ましくは1.5~5である。上記範囲においては、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の親和性が好適化し、ビーディング抑制効果を最大限引き出すことができる。また、気液界面における界面活性剤の集中的な配向を抑制することで、吐出安定性も向上できる。更に、乾燥性にも優れる水性インクジェットインキとなるため、耐ブロッキング性の悪化も防止することが可能となる。
【0068】
吐出安定性の向上、ビーディングの抑制、耐ブロッキング性の向上、の全てを同時に実現するためには、更に、上述した水溶性有機溶剤の乾燥挙動を考慮することが好適である。具体的には、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)を蒸発させるために必要となるエネルギーは、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)を蒸発させるために必要となるエネルギーに対して、1.2~20倍量であることが好ましく、2.5~16倍量であることがより好ましく、3.5~13倍量であることが特に好ましい。
【0069】
詳細なメカニズムは不明ながら、エネルギーの比が上記範囲内になるように、炭素数3~5のアルカンジオール類(B1)と、炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)とを併用することで、アセチレンジオール系界面活性剤(A1)との親和性の制御、当該アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の配向速度の調整、等の効果が奏される前に、これらの水溶性有機溶剤が揮発してしまうことを防止できる。また、印刷基材上で水性インクジェットインキの乾燥が進む中で、アルカンジオール類(B1)の配合量とグリコールモノエーテル類(B2)の配合量とのバランスが、大きく変動することもなくなる。その結果、吐出安定性の向上、ならびに、非浸透性基材に対する印刷物におけるビーディングの抑制及び耐ブロッキング性の向上が可能となる。
【0070】
なお、水溶性有機溶剤を蒸発させるために必要となるエネルギーは、下記式(3)によって算出することができる。
【0071】
式(3):
VE=(BP-25)×MP×SH
【0072】
上記式(3)中、VEは、水性インクジェットインキ内に含まれる、対象となる水溶性有機溶剤を蒸発させるために必要となるエネルギー(cal)である。BPは、上記水溶性有機溶剤の、1気圧下における沸点(℃)である。MPは、上記水溶性有機溶剤の、上記水性インクジェットインキ中の含有量(質量%)である。SHは、上記水溶性有機溶剤の、25℃における比熱(cal/g・℃)である。また上記比熱として、ミスナール(Missenard)推算法によって算出される値を使用することができる。
【0073】
ミスナール(Missenard)推算法とは、対象となる化合物の分子構造、及び、温度に応じて決定される値の総和を、上記温度における比熱(cal/mol・℃)とするものである。ただし、上記ミスナール推算法によって算出される比熱の単位は「cal/mol・℃」である。そのため、上記式(3)では、ミスナール推算法によって得られる、対象となる化合物の比熱の値を、当該化合物の分子量で除算して使用する。なお、上記分子構造に応じて決定される、25℃における値の例を表1に示す。
【0074】
【0075】
(その他水溶性有機溶剤)
本実施形態の水性インクジェットインキには、上記炭素数3~5のアルカンジオール(B1)及び上記炭素数4~10のグリコールモノエーテル類(B2)以外の水溶性有機溶剤(本願では「その他水溶性有機溶剤」と称する)が含まれていてもよい。
【0076】
本実施形態の水性インクジェットインキでは、上記その他水溶性有機溶剤として、炭素数6のアルカンジオール類;アルカントリオール類(ただし、炭素数が3~6であるもの);ポリオキシアルキレンジオール類(ただし、オキシアルキレン基がオキシエチレン基またはオキシプロピレン基であり、当該オキシアルキレン基の数が2~4であるもの);グリコールモノエーテル類((ポリ)オキシアルキレンモノアルキルエーテル類)(ただし、オキシアルキレン基がオキシエチレン基またはオキシプロピレン基であり、当該オキシアルキレン基の数が1~4であり、末端のアルキル基の炭素数が1~4であって、炭素数が11以上であるもの);グリコールジエーテル類((ポリ)オキシエチレンジアルキルエーテル類)(ただし、オキシアルキレン基の数が1~4であり、末端のアルキル基の炭素数がそれぞれ1~4であるもの);ラクタム類(ただし、ラクタム環を構成する原子の数が5~7であるもの。また、当該ラクタム環を構成する窒素原子及び/または炭素原子に、炭素数1~2のアルキル基、炭素数1~2のヒドロキシアルキル基、または、ビニル基が結合していてもよい);アルカノールアミン類(ただし、アミノ基の数が1であり、水酸基の数が1~3であり、炭素数が3~9であるもの);等が使用できる。これら例示したその他水溶性有機溶剤は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0077】
なお本願において「(ポリ)オキシアルキレン」とは、オキシアルキレン及びポリオキシアルキレンを表す。
【0078】
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる水溶性有機溶剤の含有量の総量は、当該水性インクジェットインキの全量中、5~50質量%であることが好ましく、9~40質量%であることがより好ましく、12~35質量%であることが更に好ましく、15~30質量%であることが特に好ましい。
【0079】
<樹脂>
本実施形態の水性インクジェットインキは、樹脂を含むことが好ましい。
【0080】
一般に、水性インクジェットインキに使用される樹脂の形態として、水溶性樹脂と樹脂微粒子とが知られている。本実施形態の水性インクジェットインキでは、本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる樹脂は、水溶性樹脂であってもよいし、樹脂微粒子であってもよい。また、水溶性樹脂と樹脂微粒子とを組み合わせて使用してもよい。
【0081】
本明細書では、25℃の水100gに対する溶解度が1g以上である樹脂を「水溶性樹脂」と称し、当該溶解度が1g未満である樹脂を「非水溶性樹脂」と称する。また、上記非水溶性樹脂のうち、水中で粒子状に分散している樹脂であって、体積基準でのメジアン径(本願では「D50」とも記載する)が、10~1,000nmである上記樹脂を、「樹脂微粒子」と称する。
【0082】
本明細書において、D50は、マイクロトラック・ベル社製「ナノトラックUPA-EX150」等の、動的光散乱法粒度分布測定装置を用いて、25℃環境下で測定される値である。
【0083】
本実施形態の水性インクジェットインキで使用できる樹脂の種類として、アクリル樹脂、スチレン樹脂、(無水)マレイン酸系樹脂、スチレン-(無水)マレイン酸樹脂、オレフィン-(無水)マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ビニルアルコール樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0084】
なお、本明細書において「アクリル樹脂」とは、重合性単量体として、アクリル酸エステル及び/またはメタクリル酸エステルを用いた樹脂(更にスチレン系単量体を用いてもよい)を表す。また、「(無水)マレイン酸」とは、「マレイン酸」及び「無水マレイン酸」から選ばれる少なくとも1種を表す。
【0085】
樹脂は、任意の用途、例えば、顔料分散用途、バインダー用途、ワックス用途、増粘用途等で使用される。また樹脂は、一つの用途で使用されるものであってもよいし、複数の用途を兼ねるものであってもよい。
なかでも、耐ブロッキング性を向上できる観点から、上記樹脂はバインダー用途、及び/または、顔料分散用途で使用されることが好ましい。
【0086】
(バインダー樹脂)
一実施形態において、水性インクジェットインキは、印刷物の塗膜耐性及び耐ブロッキング性を向上させる点から、バインダー用途で使用される樹脂(本願では「バインダー樹脂」とも称する)を添加することが好ましい。本実施形態の水性インクジェットインキがバインダー樹脂を含む場合、当該バインダー樹脂として使用される樹脂の種類は、上記列挙したものであってよい。なかでも、バインダー樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及び、ポリエステル樹脂からなる群から選択される1種以上であることが好ましい。また、樹脂の形態としては、樹脂微粒子が好ましく使用される。
【0087】
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれるバインダー樹脂の好適な含有量は、当該水性インクジェットインキの全量中、0.1~20質量%であることが好ましく、0.2~15質量%であることがより好ましく、0.3~12質量%であることが更に好ましく、0.5~10質量%であることが特に好ましい。
【0088】
(顔料分散樹脂)
本実施形態の水性インクジェットインキが、着色剤として顔料を含む場合、顔料分散用途で使用される樹脂(本明細書では「顔料分散樹脂」とも称する)を用いることで、印刷物の耐ブロッキング性が向上できる。その場合、当該顔料分散樹脂として使用される樹脂の種類は、上記列挙したものであってよい。なかでも、顔料分散樹脂は、スチレン-(無水)マレイン酸樹脂、オレフィン-(無水)マレイン酸樹脂、及び、アクリル樹脂からなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
【0089】
<着色剤>
[顔料]
本実施形態の水性インクジェットインキは、着色剤を含む。また、濃度または隠蔽性が高く、耐光性、耐水性等にも優れた印刷物が得られる点から、当該着色材として顔料を含むことが好ましい。
【0090】
上記顔料として、従来既知の有機及び無機顔料を任意に使用することができ、例えば、下記のカラーインデックス名で表される顔料が使用できる。
具体的には、レッド顔料として、C.I.ピグメントレッド52、5、7、9、12、17、22、23、31、48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、57:1、57:2、112、122、123、146、147、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、184、188、202、207、209、254、255、260、264、266、269、282;
バイオレット顔料として、C.I.ピグメントバイオレット19、23、29、32、36、37、42、50;
オレンジ顔料として、C.I.ピグメントオレンジ1、2、3,5、7、13、14、15、16、22、34、36、38、40、43、47、48、49、51、52、53、60、61、62、64、65、66、69、71、73;
ブルー顔料として、C.I.ピグメントブルー15、15:3、15:4、15:6、16、60、64、79;
グリーン顔料として、C.I.ピグメントグリーン7、10、36、48;
イエロー顔料として、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、5、12、13,14、16、17、24、73、74、83、87、93、94、95、97、98、109、110、111、112、120、126、127、128、129、137、138、139、147、150、151、154、155、166、167、168、170、180、185、213;
ブラック顔料として、C.I.ピグメントブラック1、7、11;並びに、
ホワイト顔料として、C.I.ピグメントホワイト4,5、6、21等である。
これらの顔料は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、上記列挙した顔料の2種以上からなる固溶体を、顔料として使用することもできる。
【0091】
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる顔料の含有量は、当該水性インクジェットインキを用いて作製される印刷物の使用用途によって調整されてよい。一実施形態において、水性インクジェットインキの全量中、顔料の含有量は0.5~30質量%であることが好ましい。白色の水性インクジェットインキ(水性ホワイトインキ)以外のインキの場合は、水性インクジェットインキの吐出安定性を悪化させることなく、濃度が高い印刷物が得られる点から、上記顔料の含有量は、1~15質量%であることがより好ましく、1.5~10質量%であることが特に好ましい。一方、水性ホワイトインキの場合は、当該水性ホワイトインキの吐出安定性を悪化させることなく、隠蔽性が高い印刷物が得られる点から、上記顔料の含有量は、5~25質量%であることがより好ましく、10~20質量%であることが特に好ましい。
【0092】
<その他成分>
本実施形態の水性インクジェットインキは、上述した成分以外に、pH調整剤、防腐剤、その他添加剤を含んでいてもよい。また、上記その他添加剤の例として、架橋剤、防腐剤、紫外線吸収剤、及び、赤外線吸収剤が挙げられる。これらの成分には、それぞれ、従来既知の化合物を1種、または2種以上使用することができる。
【0093】
<水>
本実施形態の水性インクジェットインキに含まれる水は、イオン交換水及び/または逆浸透水であることが好ましい。また、上記水性インクジェットインキに含まれる水の含有量は、水性インクジェットインキの全量中、30~90質量%であることが好ましく、45~85質量%であることが特に好ましい。
【0094】
<水性インクジェットインキの製造方法>
本実施形態の水性インクジェットインキは、従来既知の方法によって製造することができる。一例を挙げると、着色剤として水不溶性のもの(水不溶性着色剤)を使用する場合は、あらかじめ、当該水不溶性着色剤を、少なくとも水を含む媒体(水系媒体)中に分散させた、水不溶性着色剤分散液を製造する。一方、着色剤として水溶性のもの(水溶性着色剤)を使用する場合は、あらかじめ、当該水溶性着色剤を、水系媒体中に溶解させた、水溶性着色剤水溶液を製造する。そして、当該水不溶性着色剤分散液及び/または水溶性着色剤水溶液に、水、界面活性剤(A)、水溶性有機溶剤(B)等を添加し、十分に撹拌及び混合したのち、濾過、遠心分離等の手法によって粗大粒子を除去する、という方法が挙げられる。ただし、本実施形態の水性インクジェットインキの製造方法は、上述した方法に限定されるものではない。
【0095】
<水性インクジェットインキの特性>
本実施形態の水性インクジェットインキは、25℃における粘度が3~15mPa・sであることが好ましい。この粘度領域であれば、吐出周波数が4~10KHz程度であるインクジェットヘッドからだけではなく、20~70KHz程度という高い吐出周波数を有するインクジェットヘッドからも、水性インクジェットインキの液滴を安定して吐出することができる。特に、本実施形態の水性インクジェットインキの25℃における粘度が4~10mPa・sである場合は、600dpi以上の設計解像度を有するインクジェットヘッドを使用した場合であっても、安定的に水性インクジェットインキを吐出させることができる。なお本明細書では、粘度として、東機産業社製「TVE25L型粘度計」等のコーンプレート型回転粘度計(E型粘度計、コーン角度1°34’)を用いて、25℃環境下で測定された値を使用する。
【0096】
吐出安定性及び印刷物の印刷画質に優れた水性インクジェットインキを得る点から、本実施形態の水性インクジェットインキの、25℃における静的表面張力が18~35mN/mであることが好ましく、21~32mN/mであることが特に好ましい。本明細書では、静的表面張力として、協和界面科学社製「自動表面張力計CBVP-Z」等の、ウィルヘルミー法(プレート法)を用いて、25℃環境下で測定された値を使用する。
【0097】
本実施形態の水性インクジェットインキが水不溶性着色剤を含む場合、吐出安定性と、印刷物の濃度または隠蔽性とを高いレベルで両立する点から、当該水不溶性着色剤の体積基準でのメジアン径(D50)は、30~450nmであることが好ましく、50~400nmであることがより好ましく、70~350nmであることが特に好ましい。
【0098】
<水性インクジェットインキのセット>
本実施形態の水性インクジェットインキは1種のみを単独で使用してもよいが、2種以上の水性インクジェットインキを組み合わせた、水性インクジェットインキのセットとして使用することもできる。当該水性インクジェットインキのセットとして、例えば、シアン色の水性インクジェットインキ(水性シアンインキ)、マゼンタ色の水性インクジェットインキ(水性マゼンタインキ)、イエロー色の水性インクジェットインキ(水性イエローインキ)、及び、ブラック色の水性インクジェットインキ(水性ブラックインキ)からなる、4色の水性インクジェットインキのセット(プロセスカラーインキセット);当該プロセスカラーインキセットに、更に水性ホワイトインキを追加した、5色の水性インクジェットインキのセット;等が挙げられる。なお、水性インクジェットインキのセットを構成する全ての水性インクジェットインキが、上述した本発明の実施形態の要件を満たすことが好ましい。
【0099】
<インキ-前処理液セット>
また、本実施形態の水性インクジェットインキ、及び、上記水性インクジェットインキのセットは、凝集剤を含む前処理液と組み合わせた形態(インキ-前処理液セットの形態)で使用することもできる。凝集剤を含む前処理液を、水性インクジェットインキの印刷前に印刷基材上に付与することで、当該水性インクジェットインキ中に含まれる固体成分を意図的に凝集させる層(インキ凝集層)を形成することができる。そして当該インキ凝集層上に上記水性インクジェットインキを着弾させることで、当該水性インクジェットインキの液滴同士の合一及び混色を防止し、印刷物の印刷画質を著しく向上できる。
【0100】
なお、上記凝集剤として、例えば、多価金属イオンを含む水溶性の無機塩または有機塩、ならびに、カチオン性基を有し、カチオン性基当量がアニオン性基当量よりも大きい樹脂が使用できる。
【0101】
<インクジェット印刷方法>
本実施形態の水性インクジェットインキは、上述したインクジェット印刷方式で使用される。インクジェット印刷方式による印刷方法は、代表的に、インキの吐出工程と、吐出したインキの乾燥工程とを含む。上記印刷方法において、本実施形態の水性インクジェットインキは、微細なノズルを有するインクジェットヘッドから印刷基材上に吐出される(吐出工程)。また、印刷基材上に吐出された水性インクジェットインキは乾燥機構によって乾燥されることが好ましい(乾燥工程)。
【0102】
(吐出工程)
吐出工程における、インクジェットヘッドの動作方式の一例として、印刷基材の搬送方向と直行する方向にインクジェットヘッドを往復走査させながら、水性インクジェットインキの吐出及び記録を行うシャトル(スキャン)方式がある。動作方式の他の例として、印刷基材を、固定配置したインクジェットヘッドの下部を通過させる際に、水性インクジェットインキの吐出及び記録を行うシングルパス方式がある。本実施形態の水性インクジェットインキを搭載したインクジェットヘッドは、シャトル方式及びシングルパス方式のどちらを採用してもよい。なかでも、水性インクジェットインキの液滴の着弾位置にずれが生じにくく、印刷物の印刷画質が向上する点から、シングルパス方式が好適に選択される。
【0103】
インクジェットヘッドからの吐出方式に関しても、既知の方式を任意に選択することができる。当該吐出方式として、例えば、圧電素子(ピエゾ素子)の体積変化を利用するピエゾ方式、ヒーターの加熱により発生する気泡によって水性インクジェットインキを吐出するサーマル方式、ノズルの蓋(バルブ)をソレノイドで開閉しながら、加圧した水性インクジェットインキを吐出するバルブ方式、等がある。
【0104】
インクジェットヘッドから吐出される水性インクジェットインキの液滴量は、乾燥負荷の軽減、印刷画質の向上等の点から、0.5~20ピコリットルであることが好ましく、0.5~15ピコリットルであることが特に好ましい。また、印刷画質の向上の点から、印刷条件(具体的には、インクジェットヘッドの駆動周波数及び設置個数、ならびに、印刷速度)を調整することが好ましい。一実施形態において、上記印刷条件は、好ましくは印刷物の記録解像度が600dpi以上、より好ましくは1200dpi以上となるように調整されてよい。
【0105】
(乾燥工程)
乾燥工程で使用される乾燥機構で採用される乾燥方法として、加熱乾燥法、熱風乾燥法、赤外線(例えば、波長700~2500nmの赤外線)乾燥法、マイクロ波乾燥法、ドラム乾燥法等が挙げられる。上記乾燥工程では、これらの1つ以上の方法を任意に選択及び使用することができる。また、上記乾燥方法を2種以上採用する際は、それぞれの乾燥方法を別々に(例えば続けて)使用してもよいし、同時に併用してもよい。例えば、加熱乾燥法と熱風乾燥法を併用することで、それぞれを単独で使用したときよりも素早く、水性インクジェットインキを乾燥させることができる。
【0106】
特に、水性インクジェットインキ中の液体成分の突沸を防止し、印刷画質に優れた印刷物を得る観点から、加熱乾燥法を採用する場合は、乾燥温度を35~100℃とすることが好ましい。熱風乾燥法を採用する場合は、熱風温度を50~250℃とすることが好ましい。同様の観点から、赤外線乾燥法を採用する場合は、照射される赤外線の全出力の積算値の50%以上が、700~1500nmの波長領域に存在することが好ましい。
【0107】
<印刷物>
本発明の一実施形態である印刷物は、印刷基材と、印刷基材上に本実施形態の水性インキジェットインキを印刷して形成した画像又は文字を含む印刷層とを有する。印刷は、インクジェット印刷方式に沿って好適に実施できる。印刷方法及び印刷条件の詳細は先に説明したとおりである。
【0108】
(印刷基材)
本実施形態の水性インクジェットインキが印刷される印刷基材は、特に限定されるものではなく、浸透性基材、難浸透性基材、非浸透性基材等、既知のものを任意に使用できる。
【0109】
本実施形態において、印刷基材の浸透性は、動的走査吸液計によって測定される吸水量によって判断する。具体的には、下記方法によって測定される、接触時間100msecにおける純水の吸水量が、1g/m2未満である印刷基材を「非浸透性基材」とする。上記吸水量が1g/m2以上6g/m2未満である印刷基材を「難浸透性基材」とする。上記吸水量が6g/m2以上である印刷基材を「浸透性基材」とする。
なお、印刷基材の吸水量は、例えば、以下に示す条件に設定した動的走査吸液計(例えば、熊谷理機工業社製「KM500win」)を使用し、15~20cm角程度にした印刷基材を試料として、23℃、50%RHの環境下で測定することができる。
・測定方法:螺旋走査(Spiral Method)
・測定開始半径:20mm
・測定終了半径:60mm
・接触時間:10~1,000msec
・サンプリング点数:19(接触時間の平方根に対してほぼ等間隔になるよう測定)
・走査間隔:7mm
・回転テーブルの速度切替角度:86.3度
・ヘッドボックス条件:幅5mm、スリット幅1mm
【0110】
浸透性基材の例として、更紙、中質紙、上質紙、再生紙等の非塗工紙;綿、化繊織物、絹、麻、不織布等の布帛;皮革;等が挙げられる。なかでも、印刷画質に優れた印刷物が得られる点から、更紙、中質紙、上質紙、再生紙等の非塗工紙が好ましく使用できる。
【0111】
また、非浸透性基材または難浸透性基材の例として、ポリ塩化ビニルシート、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンシート、ナイロンフィルム、ナイロンシート、ポリスチレンフィルム、ポリスチレンシート、ポリビニルアルコールフィルム等のプラスチックフィルム及びシート;コート紙、アート紙、キャスト紙等の塗工紙;アルミニウム、鉄、ステンレス、チタン等の金属;ガラス;等が挙げられる。
【0112】
上記列挙した印刷基材は、その表面が滑らかであっても、凹凸のついたものであってもよい。また、上記印刷基材は、透明、半透明、不透明のいずれであってもよい。更に、上記印刷基材は、ロール状であっても枚葉状であってもよい。加えて、上記列挙した印刷基材の2種以上を互いに貼り合わせたものを、印刷基材として使用してもよい。また、印刷面の反対側に、剥離粘着層等を設けてもよいし、印刷後の印刷面に粘着層等を設けてもよい。
【0113】
上記列挙した印刷基材の印刷面に対し、コロナ処理及びプラズマ処理といった表面改質を施してもよい。表面改質を行った場合、本実施形態の水性インクジェットインキの濡れ広がり性を向上し、印刷画質及び乾燥性に優れ、印刷物表面の均一化に伴い耐擦過性及び基材密着性も良好な印刷物が得られる点で好適である。
【実施例0114】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本実施形態の水性インクジェットインキについて、更に具体的に説明する。なお、以下の記載において「部」及び「%」とあるものは、特に断らない限り、それぞれ「質量部」、「質量%」を表す。
【0115】
<バインダー樹脂1の製造例>
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、2-ブタノン72.4部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を80℃に加熱し、スチレン15部、メタクリル酸4.5部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5.0部、ステアリルメタクリレート20部、メチルメタクリレート55.5部、及び、重合開始剤であるV-601(富士フイルム和光純薬社製)4部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で3時間反応させた後、V-601を0.6部添加し、更に80℃で2時間反応を続け、バインダー樹脂1の溶液を得た。
上記バインダー樹脂1の溶液を50℃まで冷却した後、ジメチルアミノエタノールを4.7部添加してカルボキシ基を中和したのち、水を140部添加した。その後、78℃以上に加熱し、水と共沸させることで2-ブタノンを留去したのち、固形分が30%になるように調整することで、バインダー樹脂1の水性化溶液(固形分30%)を得た。
TSKgelカラム(東ソー社製)及びRI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC-8120GPC)を用い、展開溶媒にTHFを用いて測定した上記バインダー樹脂1の質量平均分子量は約17,000であった。
【0116】
なお、本願において「水性化溶液」とは、水性溶媒(少なくとも水を含む液体からなる媒体)と、当該水性溶媒に分散及び/または溶解した成分とを含む溶液を表す。
【0117】
<アセチレンジオール系界面活性剤1の合成>
特開2001-215690号公報、実施例4記載の方法を利用し、アセチレンジオール系界面活性剤1を合成した。アセチレンジオール系界面活性剤1は、一般式(1)において、R1がメチル基、R2がイソブチル基、m1+n1が5、m2+n2が2であり、エチレンオキサイド基及びプロピレンオキサイド基がブロック形式で付加した化合物である。また、アセチレンジオール系界面活性剤1のHLB値は7.8、分子量は563である。
【0118】
<アセチレンジオール系界面活性剤2~11の合成>
特開2001-215690号公報、実施例6及び実施例14記載の方法を利用し、更に、使用したエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの量を調整することで、アセチレンジオール系界面活性剤2~11を合成した。アセチレンジオール系界面活性剤2~11の構造及びHLB値は、表2に示した通りである。
【0119】
【0120】
<顔料分散液の製造>
カーボンブラック(オリオンエンジニアドカーボンズ社製「PrinteX85」)を450gと、アクリル樹脂(全ての酸基がジメチルアミノエタノールで中和された、スチレン/アクリル酸/ベヘニルアクリレート=45/30/25(質量比)のランダム重合体、酸価約230mgKOH/g、質量平均分子量20,000)を90gと、水を2,460gとを、攪拌機を備えた混合容器(容積10L)中に投入し、1時間攪拌(プレミキシング)を行った。次いで、直径0.5mmのジルコニアビーズ1,800gを充填したシンマルエンタープライゼス社製「ダイノーミル」(容積0.6L)を用いて、混合物の循環分散を開始した。そして、一定時間(例えば1時間)ごとに、上述した装置を使って上記混合物のD50を測定し、当該D50が120nm以下になったところで循環分散を終了することで、顔料分散液を製造した。
【0121】
<水性インクジェットインキの製造>
上述した方法で製造した顔料分散液を使用し、表3の各列に記載した配合処方になるように、撹拌機を備えた混合容器中に、各原料を投入した。また投入後、50℃になるまで加温してから更に1時間混合したのち、孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行い、水性インクジェットインキ1~60を製造した。
【0122】
水性インクジェットインキの製造にあたっては、混合容器内の混合物を撹拌しながら、各原料を投入するようにした。またそれぞれ、表3の各列において、上の行に記載されている成分から順番に投入した。ただし、これらの成分の1種以上を含まない水性インクジェットインキを製造する場合は、当該成分を投入せずに、順番に従い次の成分を投入した。また、2種類以上の原料を含む成分に関しては、当該成分内での投入順序は任意とした。
【0123】
【0124】
【0125】
【0126】
【0127】
ここで、上表3に記載された略称の意味及び商品名の詳細は、以下に示す通りである。また表3において、「b.p.」は沸点(単位:℃)を、「HLB」はHLB値を表す。
・1,2-PD:1,2-プロパンジオール(SP値:13.5(cal/cm3)1/2、沸点:188℃、比熱:0.574cal/g・℃)
・1,2-BD:1,2-ブタンジオール(SP値:12.8(cal/cm3)1/2、沸点:191℃、比熱:0.559cal/g・℃)
・1,3-BD:1,3-ブタンジオール(SP値:12.8(cal/cm3)1/2、沸点:207℃、比熱:0.559cal/g・℃)
・1,5-PentD:1,5-ペンタンジオール(SP値:12.4(cal/cm3)1/2、沸点:239℃、比熱:0.526cal/g・℃)
・Gly:グリセリン(SP値:16.4(cal/cm3)1/2、沸点:290℃、比熱:0.539cal/g・℃)
・DEG:ジエチレングリコール(SP値:15.0(cal/cm3)1/2、沸点:244℃、比熱:0.519cal/g・℃)
・EB:エチレングリコールモノブチルエーテル(SP値:10.8(cal/cm3)1/2、沸点:171℃、比熱:0.519cal/g・℃)
・PM:プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値:11.3(cal/cm3)1/2、沸点:121℃、比熱:0.557cal/g・℃)
・PE:プロピレングリコールモノエチルエーテル(SP値:10.9(cal/cm3)1/2、沸点:132℃、比熱:0.547cal/g・℃)
・PnP:プロピレングリコールモノプロピルエーテル(SP値:10.7(cal/cm3)1/2、沸点:150℃、比熱:0.539cal/g・℃)
【0128】
・PnB:プロピレングリコールモノブチルエーテル(SP値:10.4(cal/cm3)1/2、沸点:170℃、比熱:0.533cal/g・℃)
・MDG:ジエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値:11.2(cal/cm3)1/2、沸点:193℃、比熱:0.513cal/g・℃)
・EDG:ジエチレングリコールモノエチルエーテル(SP値:10.9(cal/cm3)1/2、沸点:202℃、比熱:0.510cal/g・℃)
・BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値:10.5(cal/cm3)1/2、沸点:231℃、比熱:0.505cal/g・℃)
・HDG:ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(SP値:10.2(cal/cm3)1/2、沸点:258℃、比熱:0.501cal/g・℃)
・TEB:トリエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値:10.3(cal/cm3)1/2、沸点:278℃、比熱:0.497cal/g・℃)
【0129】
・サーフィノール440:エボニックジャパン社製アセチレンジオール系界面活性剤(一般式(1)において、R1がメチル基、R2がイソブチル基、m1+n1が3~4、m2+n2が0である化合物、HLB値:8.1(平均値))
・サーフィノール485:エボニックジャパン社製アセチレンジオール系界面活性剤(一般式(1)において、R1がメチル基、R2がイソブチル基、m1+n1が30、m2+n2が0である化合物、HLB値:17.1)
【0130】
・TEGO Wet 280:エボニックジャパン社製シロキサン系界面活性剤
・BYK-3420:ビックケミージャパン社製シロキサン系界面活性剤
・TEGO Glide 100:エボニックジャパン社製シロキサン系界面活性剤
・TEGO Glide 440:エボニックジャパン社製シロキサン系界面活性剤
【0131】
・エマール20C:ポリオキシエチレン(3)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム水溶液(固形分25%、花王社製アニオン性界面活性剤)
・プロキセルGXL:1,2-ベンゾイソチアゾール-3-オンのジプロピレングリコール-水溶液(1,2-ベンゾイソチアゾール-3-オン:ジプロピレングリコール:水=2:6:2、アーチケミカルズ社製防腐剤)
【0132】
<印刷物の作製>
京セラ社製インクジェットヘッド「KJ4B-1200」(設計解像度1,200dpi、ノズル径20μm)を、コンベヤの上方に設置したインクジェット印刷装置を準備し、当該インクジェットヘッドに表2記載の水性インクジェットインキを充填した。また、コンベヤ上に、印刷基材として、あらかじめA4サイズ(幅21cm×長さ30cm)に切り出したOPPフィルムを固定した。その後、コンベヤを50m/分の速度で駆動させ、上記印刷基材がインクジェットヘッドの設置部の下方を通過する際に、上記水性インクジェットインキを、ドロップボリューム2pLの条件で吐出し、画像を印刷した。そしてすぐに、70℃に設定した送風定温恒温器内に印刷後の印刷基材を投入し、1分間乾燥させることで、印刷物を作製した。
【0133】
なお、上記方法によって作製した印刷物は、以下の2種類であった。また、水性インクジェットインキのそれぞれについて、以下の2種類の印刷物を作製した。
・べた印刷物:印字率100%の印刷物(幅15cm×長さ30cm)
・グラデーション印刷物:印字率を5~80%の間で連続的に変化させたグラデーション画像を、幅10cm×長さ30cmの範囲に印刷した印刷物
【0134】
[実施例1~51、比較例1~9]
上述した方法で作製した印刷物を使用し、以下に示す評価1、2を行った。また、上記水性インクジェットインキを使用し、以下に示す評価3を行った。これらの評価の結果を、表3に示す。
【0135】
<評価1:ビーディングの評価>
上述した方法で製造したグラデーション印刷物を目視で観察し、濃淡ムラが見られ始めた箇所の印字率を確認することで、ビーディングを評価した。評価基準は下記のとおりとし、「C」評価以上を実使用可能とした。
(評価基準)
AA:印字率90%でも濃淡ムラは見られなかった
A:印字率80%では濃淡ムラは見られなかったが、印字率70%では濃淡ムラが見られた
B:印字率70%では濃淡ムラは見られなかったが、印字率80%では濃淡ムラが見られた
C:印字率60%では濃淡ムラは見られなかったが、印字率70%では濃淡ムラが見られた
D:印字率60%で濃淡ムラが見られた
【0136】
<評価2:耐ブロッキング性の評価>
上述した方法で製造したべた印刷物を4cm×4cm角に切り出したのち、印刷面と、印刷に使用したものと同じ印刷基材(OPPフィルム)の非印刷面とを重ね合わせた。次いで、この重ね合わせたものを試験片とし、定荷重式永久歪試験機(テスター産業社製「CO-201」)を用いてブロッキング試験を実施した。ブロッキング試験時の条件は、荷重10kg/cm2、環境温度40℃、環境湿度80%RH、静置時間36時間とした。24時間経過後、上記定荷重式永久歪試験機から試験片を取り出し、90度の角度を保ちながら、重ねた印刷基材を瞬間的に引き剥がした。そして、引き剥がした際の感触(剥離抵抗)と、引き剥がした後の印刷面の様子(目視確認)とから、耐ブロッキング性を評価した。評価基準は下記のとおりとし、「B」評価以上を実使用可能とした。
(評価基準)
AA:剥離抵抗はなく、印刷基材の非印刷面に、水性インクジェットインキの層の一部が付着することもなかった
A:剥離時にわずかな抵抗があったものの、印刷基材の非印刷面に、水性インクジェットインキの層の一部が付着することはなかった
B:印刷基材の非印刷面に、水性インクジェットインキの層の一部が付着しており、その程度は、重ね合わせた部分の面積中10%以下であった
C:印刷基材の非印刷面に、水性インクジェットインキの層の一部が付着しており、その程度は、重ね合わせた部分の面積中10%超30%以下であった
D:印刷基材の非印刷面に、水性インクジェットインキの層の一部が付着しており、その程度は、重ね合わせた部分の面積中30%超であった。
【0137】
<評価3:吐出安定性の評価>
印刷物の作製で使用したインクジェット印刷装置に、表2記載の水性インクジェットインキを充填した。ノズルチェックパターンを印刷し、ノズル抜けがないことを確認した後、上述した方法で、べた印刷物を300枚作製した。その後、再度ノズルチェックパターンを印刷し、ノズル抜け本数を目視でカウントすることで、吐出安定性を評価した。評価基準は下記のとおりとし、「B」評価以上を実使用可能とした。
(評価基準)
AA:ノズル抜けが全くなかった
A:ノズル抜けが1~9本であった
B:ノズル抜けが10~19本であった
C:ノズル抜けが20~49本以上であった
D:ノズル抜けが50本以上であった
【0138】
上記表3に示す通り、本発明の構成を有する実施例1~51の水性インクジェットインキは、比較例1~9のインクに比べて吐出安定性に優れていた。また印刷物は、ビーディングの抑制(画像品質)が良好であり、かつ、対ブロッキング性にも優れていた。
前記アセチレンジオール系界面活性剤(A1)の含有量が、前記水性インクジェットインキの全量中0.1~5.0質量%である、請求項1または2に記載の水性インクジェットインキ。