(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】P2024022993
(43)【公開日】2024-02-21
(54)【発明の名称】着色剤分散体、インキ、インキセット、および印刷物
(51)【国際特許分類】
C09D 17/00 20060101AFI20240214BHJP
C09D 11/32 20140101ALI20240214BHJP
C09D 11/40 20140101ALI20240214BHJP
B41M 5/00 20060101ALI20240214BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20240214BHJP
【FI】
C09D17/00
C09D11/32
C09D11/40
B41M5/00 120
B41J2/01 501
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022126491
(22)【出願日】2022-08-08
(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】手塚 俊博
(72)【発明者】
【氏名】大月 恵美
(72)【発明者】
【氏名】高橋 征寿
(72)【発明者】
【氏名】吉沢 俊啓
(72)【発明者】
【氏名】杉原 真広
【テーマコード(参考)】
2C056
2H186
4J037
4J039
【Fターム(参考)】
2C056EA04
2C056FC02
2H186AB12
2H186BA08
2H186DA12
2H186FB07
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4J037AA30
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4J039EA46
4J039GA24
(57)【要約】
【課題】本発明は、高い濃度の印刷が可能であり、良好な保存安定性を有するインクジェットインキを作製できる着色剤分散体を提供することを目的とする。
【解決手段】分散剤、着色剤、および水を含む着色剤分散体であって、前記分散剤が、無水マレイン酸変性単位、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位を含有する重合体であり、前記疎水性モノマー単位が、芳香環含有モノマー単位、および脂肪族炭化水素基含有モノマー単位からなる群より選択される1種以上である、着色剤分散体
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
分散剤、着色剤、および水を含む着色剤分散体であって、
前記分散剤が、無水マレイン酸変性物単位、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位を含有する重合体であり、
前記疎水性モノマー単位が、芳香環含有モノマー単位、および脂肪族炭化水素基含有モノマー単位からなる群より選択される1種以上である、着色剤分散体。
【請求項2】
前記分散剤の酸価が、50~300mgKOH/gである、請求項1記載の着色剤分散体。
【請求項3】
前記無水マレイン酸変性物単位が、マレイン酸単位である、請求項1に記載の着色剤分散体。
【請求項4】
前記疎水性モノマー単位が、芳香環含有モノマー単位および脂肪族炭化水素基含有モノマー単位を含む、請求項1に記載の着色剤分散体。
【請求項5】
前記シアノ基含有モノマー単位が、アクリロニトリル単位およびメタクリロニトリル単位からなる群より選択される1種以上である、請求項1に記載の着色剤分散体。
【請求項6】
請求項1~5いずれか1項に記載の着色剤分散体を含む、インキ。
【請求項7】
請求項6に記載のインキを2種以上含む、インキセット。
【請求項8】
基材、および請求項6に記載のインキから形成されてなる印刷層を備える、印刷物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水性インクジェットインキ等に用いる着色剤分散体に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット印刷では、記録対象(以下、記録メディアという)として、大きく紙基材とフィルム基材がある。紙基材は、アート紙、およびコート紙等の塗工紙、ならびにフォーム紙、上質紙等の非塗工紙に大別される。塗工紙は、記録面が平滑である一方、非塗工紙は、表面が粗く、両者ではインクの吸収性が大きく異なる。そのため、低粘度でより紙の吸収性が影響されやすい水性インクジェットインキは、塗工紙の印刷濃度と同等の印刷濃度を非塗工紙で得ることは難しかった。そのため、記録メディアに適したインクを設定する必要があった。しかし、それらのコストや手間の削減といった観点から、インク受容層を必要とせず、塗工紙、非塗工紙の双方で高い印刷濃度を発現する水性インクジェットインキが求められていた。
【0003】
インクジェット印刷に使用する水性インクジェットインキにおいて、着色剤に顔料を使用したインキは、顔料が微細に分散した状態で存在している。通常印刷濃度を高めるには、着色剤を微細分散したインクを使用すればよいが、インクを吸収しやすい非塗工紙への印刷では、微細分散したインクは紙の内部へとより浸透し、印刷濃度が低下する傾向にある。これに対し、着色剤の分散粒子径を大きくすると非塗工紙の表面に着色剤が留まり印刷濃度を高めることができるが、一方で、塗工紙における印刷濃度低下や、インクの保存安定性の低下、インクジェット吐出不良が生じてしまう。
【0004】
印刷濃度を高めるインクとして特許文献1には、分散剤にスチレンマクロマー/スチレン/ベンジルメタクリレート/アルキレンオキシ鎖含有メタクリレート/メタクリル酸のランダム共重合体を使用した着色剤分散体が開示されている。また、特許文献2には、分散剤にAブロックにベンジルメタクリレート、Bブロックにメタクリル酸/ブチルメタクリレートで構成されたブロックポリマーを使用した着色剤分散体が開示されている。
また、特許文献3では、分散剤にスチレン/無水マレイン酸のポリエーテルアミン変性物を使用した着色剤分散体が開示されている。特許文献4では、分散剤にスチレン/無水マレイン酸のN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン変性物を使用した着色剤分散体が開示されている。印刷濃度、保存安定性、微細分散性の点で、さらなる改良が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009-108115号公報
【特許文献2】特開2020-125452号公報
【特許文献3】国際公開2009/132738号公報
【特許文献4】特開2014-58587号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来の顔料分散体は、保存安定性が低く、上質紙に対する高い印刷濃度が得られなかった。また、インキの乾燥に対する流動性が低く、印刷物がブロッキングしやすい問題があった。
【0007】
本発明は、保存安定性が良好で、インキの乾燥に対する流動性が高く、上質紙に対する高い印刷濃度が高く、印刷物のブロッキングを抑制するインキが得られる着色剤分散体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の着色剤分散体は、分散剤、着色剤、及び水を含む着色剤分散体であって、
前記分散剤が、無水マレイン酸変性物単位、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位を含有する重合体であり、
前記疎水性モノマー単位が、芳香環含有モノマー単位、および脂肪族炭化水素基含有モノマー単位からなる群より選択される1種以上である。
【発明の効果】
【0009】
上記の本発明によれば、保存安定性が良好で、インキの乾燥に対する流動性が高く、塗工紙と非塗工紙の双方で高い濃度の印刷が可能であり、印刷物のブロッキングを抑制するインキが得られる着色剤分散体を提供できる。また、本発明は、インキ、インイセット、および印刷物を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
まず、本明細書の用語を定義する。「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。モノマー(以下、単量体ともいう)は、エチレン性不飽和基含有単量体であり重合前の化合物である。モノマー単位は、モノマーが重合して重合体を構成する部分構造である。分散剤は、予め微細化した着色剤を分散するために使用する化合物である。
【0011】
本発明の着色剤分散体は、分散剤、着色剤、及び水を含む着色剤分散体であって、
前記分散剤が、無水マレイン酸変性物単位、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位を含有する重合体であって、
前記疎水性モノマー単位が、芳香環含有モノマー単位、および脂肪族炭化水素基含有モノマー単位からなる群より選択される1種以上である。
【0012】
本発明の着色剤分散体は、例えば、インクジェットインキ、フレキソ印刷インキ、文具、捺染剤、塗料等の用途に使用することが好ましい。
【0013】
分散剤が、無水マレイン酸変性物単位、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位を含むことにより、着色剤分散体の保存安定性が向上する。さらに、インクジェット吐出を可能とする微細な分散性と乾燥流動性を維持しながら、印刷濃度を飛躍的に向上できる。これらの効果は、分散剤が、無水マレイン酸変性物単位に加えて、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位を含むことにより顕著に向上したと推測している。すなわち分散剤の無水マレイン酸変性物単位に由来するカルボキシル基は、マイナス電荷を持ち、着色剤分散体に優れた分散性を付与するとともに、紙中に含まれるCaイオンなどの僅かな金属イオンと架橋することで分子量が向上し、上質紙表面に留まり易くなり高い印刷濃度が実現できる。
さらに、分散剤は、疎水性モノマー単位に加え、高極性なシアノ基含有モノマー単位を含むことで、高極性かつ疎水性な樹脂骨格を形成でき、着色剤に対する吸着性を大幅に向上できる。
また、着色剤分散体の乾燥流動性は、分散剤の着色剤に対する吸着性の向上に加え、高極性かつ疎水性な樹脂骨格を有することで分散剤の水への溶解性が向上することで得られると推測する。印刷物のブロッキングは、分散剤が金属イオンと架橋すること、および乾燥流動性向上により表面が平滑な印刷層が形成できることで、凝集力が高い印刷層が形成できることで抑制できると推測する。
【0014】
<着色剤>
着色剤は、有機顔料、無機顔料、および染料から適宜選択して使用できる。
【0015】
有機顔料は、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。
【0016】
マゼンタ有機顔料は、例えば、C.I.PigmentRed1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、17、22、23、31、32、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、52:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、66、67、81:1、81:2、81:3、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、147、148、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、18
8、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、266、269、270、272、279、
【0017】
イエロー有機顔料は、例えば、C.I.PigmentYellow1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214
【0018】
シアン有機顔料は、例えば、C.I.PigmentBlue1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、79、80
【0019】
マゼンタ、イエロー、シアン以外の有機顔料は、例えば、C.I.PigmentOrange2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73、
C.I.PigmentGreen7、10、36、37、58、59、62、63、
C.I.PigmentViolet1、19、23、27、32、37、42
C.I.PigmentBrown25、28
C.I.PigmentBlack1、7
C.I.PigmentWhite1、2、4、5、6、7、11、12、18、19、21、22、23、26、27、28等が挙げられる。
【0020】
これらの中でもC.I.PigmentRed31、48:1、48:2、48:3、48:4、57:1、122、146、147、148、150、170、176、177、184、185、202、242、254、255、264、266、269、
C.I.PigmentYellow12、13、14、17、74、83、108、109、120、150、151、154、155、180、185、213
C.I.PigmentOrange34、36、38、43、64、73
C.I.PigmentGreen7、36、37、58、62、63、
C.I.PigmentBlue15:1、15:3、15:6、16、22、60、66、
C.I.PigmentViolet19、23、32、
C.I.PigmentBrown25、
C.I.PigmentBlack1、7
C.I.PigmentWhite6が好ましい。
【0021】
無機顔料は、例えば、カーボンブラック、金属酸化物、金属錯塩、その他無機顔料等が挙げられる。カーボンブラックは、例えば、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。金属酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化鉄、水酸化鉄、ジルコニア、アルミナ等が挙げられる。その他無機顔料は、例えば、群青、黄鉛、硫化亜鉛、コバルトブルー等が挙げられる。
【0022】
前記カーボンブラックは、平均一次粒子径が11~50nm、BET法による比表面積が50~400m2/g、pHが2~10などの特性を有することが好ましい。カーボンブラックの市販品は、例えばNo.25、30、33、40、44、45、52、850、900、950、960、970、980、1000、2200B、2300、2350、2600;MA7、MA8、MA77、MA100、MA230(三菱化学社製)、RAVEN760UP、780UP、860UP、900P、1000P、1060UP、1080UP、1255(コロンビアンカーボン社製)、REGAL330R、400R、660R、MOGULL(キャボット社製)、Nipex160IQ、170IQ、35、75;PrinteX30、35、40、45、55、75、80、85、90、95、300;SpecialBlack350、550;Nerox305、500、505、600、605(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)等が挙げられる。
【0023】
前記酸化チタンは、アナターゼ型、ルチル型が挙げられる。これらの中でも、印刷物の隠蔽性が向上する面でルチル型が好ましい。また、酸化チタンは、塩素法、硫酸法等で合成できるところ、白色度が向上する面で塩素法が好ましい。
【0024】
酸化チタンは、表面を無機化合物で処理することで活性を抑制することが好ましい。無機化合物の処理後、さらに有機化合物で表面処理することが好ましい。これにより酸化チタンの分散安定性が向上する。無機化合物は、例えば、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、スズ、アンチモン、およびチタンの化合物、ならびにこれらの水和酸化物が挙げられる。有機化合物は、例えば、多価アルコール、およびアルカノールアミンならびにその誘導体、ならびに高級脂肪酸およびその金属塩、ならびに有機金属化合物等が挙げられる。
【0025】
染料は、分散染料が好ましい。分散染料は、加熱により昇華する性質を有する染料である。分散染料は、例えば、C.I.ディスパースイエロー3、7、8、23、39、51、54、60、71、86;C.I.ディスパースオレンジ1、1:1、5、20、25、25:1、33、56、76;C.I.ディスパースブラウン2;C.I.ディスパースレッド11、50、53、55、55:1、59、60、65、70、75、93、146、158、190、190:1、207、239、240、343;C.I.バットレッド41;C.I.ディスパースバイオレット8、17、23、27、28、29、36、57;C.I.ディスパースブルー19、26、26:1、35、55、56、58、60、64、64:1、72、72:1、81、81:1、91、95、108、131、141、145、165、359、360等が挙げられる。
【0026】
着色剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0027】
着色剤の平均一次粒子径は、通常5~300nmが好ましい。なお、平均一次粒子径は、例えば、透過型電子顕微鏡を使用した2,000~10万倍の範囲から選択した拡大画像から任意の約20個の粒子の平均値である。粒子が楕円形の場合、縦軸長さを用いる。
【0028】
着色剤の含有量は、着色剤分散体溶液中に5~50質量%が好ましく、5~25質量%がより好ましい。着色剤の含有量を上記範囲内にすることで、保存安定性が良好に保たれる。
【0029】
<分散剤>
分散剤は、無水マレイン酸変性物単位、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位を含有する重合体であり、前記疎水性モノマー単位が、芳香環含有モノマー単位、および脂肪族炭化水素基含有モノマー単位からなる群より選択される1種以上を含む重合体である。分散剤の合成は、例えば、乳化重合、溶液重合、塊状重合、懸濁重合等が挙げられる。重合法は、例えば、ランダム重合、交互共重合、ブロック重合が挙げられる。重合反応は、例えば、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等が挙げられる。本明細書で分散剤は、これらの手法を適宜組み合わせて合成できる。
本発明では、ラジカル重合開始剤を使用して溶液中でランダム重合する分散剤を一例として以下説明する。
【0030】
分散剤は、無水マレイン酸変性物単位、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位、ならびに、必要に応じてその他のエチレン性不飽和基含有単量体を含むモノマー混合物を共重合して合成することが好ましい。
【0031】
<無水マレイン酸変性物単位>
無水マレイン酸変性物単位は、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸アミド誘導体、およびマレイン酸エステルからなる群より選択される1種以上のモノマーを重合して形成する。無水マレイン酸を使用する場合、重合後に水、アミン、またはアルコールで変性してマレイン酸単位、マレイン酸アミド誘導体単位、またはマレイン酸エステル単位をそれぞれ合成できる。なお、無水マレイン酸変性物単位は、マレイン酸単位が好ましい。分散剤は、無水マレイン酸単位を有してもよい。
【0032】
<マレイン酸アミド誘導体単位>
マレイン酸アミド誘導体単位は、カルボキシ基およびアミド誘導体部位を有する。アミド誘導体部位は、酸無水物基にアンモニアまたはアミン化合物を反応させて形成する。
アミンは、酸無水物基と反応する1級アミン、2級アミンが好ましい。アミンは、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジ-n-オクチルアミン、イソプロピルアミン等の2級アミン:ベンジルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、セチルアミン、ステアリルアミン、ベヘニルアミン、オレイルアミン、アニリン、o-トルイジン、2-エチルアニリン、2-フルオロアニリン、o-アニシジン、m-トルイジン、m-アニシジン、m-フェネチジン、p-トルイジン、2,3-ジメチルアニリン、5-アミノインダン、アスパラギン酸、グルタミン酸、γ-アミノ酪等の1級アミンが挙げられる。また、1分子中に1級アミンや2級アミンを1つ有し、別に3級アミンを有するジメチルアミノプロピルアミン等も挙げられる。これらの中でも酸無水物との反応性から、1級アミンが好ましい。
【0033】
なお、前記酸無水物基を1級アミン化合物で変性するとN置換アミドが生成しマレイン酸N置換モノアミド単位が得られる。前記マレイン酸N置換モノアミド単位は、加熱による閉反応でN置換マレイミド環を形成する場合がある。本発明では、N置換マレイミド単位もマレイン酸アミド誘導体単位に含む。
前記N置換アミドのN置換部位は、鎖状炭化水素、環状炭化水素、芳香族基等が挙げられる。
前記鎖状炭化水素基は、直鎖または分岐鎖があり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、ステアリル基、ベヘニル基、オレイル基等が挙げられる。
環状炭化水素基は、例えばシクロヘキシル基等が挙げられる。
芳香族基は、例えばフェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、2-エチルフェニル基、2-フルオロフェニル基、o-メトキシフェニル基、m-ヒドロキシフェニル基、p-ヒドロキシフェニル基、p-カルボキシルフェニル基、ベンジル基等が挙げられる。
保存安定性、バインダーとの相溶性、上質紙に対する印刷濃度の観点から、N置換部位は環構造基または炭化水素基が好ましい。炭化水素基は、炭素原子数1~22が好ましく、4~22がより好ましく、12~22がさらに好ましい。炭化水素基は、直鎖状または分岐鎖状であってもよい。環構造基は、芳香族基が好ましく、さらに、置換基として炭化水素基と芳香族基とを併用することが好ましく、特にベンジル基と併用することが好ましい。
【0034】
アミンは、単独または2種類以上を併用して使用できる。また、1級アミン化合物以外のアミン化合物を併用してもよい。
【0035】
マレイン酸アミド誘導体は、2種類以上存在してもよい。また、マレイン酸アミド誘導体は、樹脂合成時や水性顔料分散体の態様で、イミド結合状態、アミド結合状態のいずれかの態様になる場合がある。これらの態様もマレイン酸アミド誘導体に含まれる。
【0036】
<マレイン酸エステル>
マレイン酸エステル単位は、カルボキシ基およびエステル部位を有する。エステル部位は、酸無水物基にアルコールを反応させて形成する。
【0037】
アルコールは、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、2-エチルヘキシルアルコール、ノナノール、デカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の炭化水素基含有アルコール:シクロヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等の環構造基含有アルコール:α-オキシ酪酸、12-ヒドロキシステアリン酸、乳酸等のカルボキシル基含有アルコールが挙げられる。これらの中でも、炭化水素基含有アルコールまたは環構造基含有アルコールが好ましく、炭化水素基含有アルコールは、炭素原子数1~22が好ましく、4~22がより好ましく、12~22がさらに好ましい。炭化水素基は、直鎖状または分岐鎖状であってもよい。また、環構造基は、芳香族基が好ましい。
【0038】
アルコールは、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0039】
無水マレイン酸変性物単位は、単独または2種類以上を併用できる。
【0040】
<シアノ基含有モノマー単位>
シアノ基含有モノマーは、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、クロロアクリロニトリル、2-シアノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが好ましい。
シアノ基含有モノマー単位はシアノ基が高極性であるため疎水性モノマー単位との相乗効果により、着色剤に対する吸着性が高まるため着色剤分散体の保存安定性が向上する。
【0041】
シアノ基含有モノマー単位は、単独または2種類以上を併用できる。
【0042】
<疎水性モノマー単位>
疎水性モノマー単位は、芳香環含有モノマー単位、および脂肪族炭化水素基含有モノマー単位からなる群より選択される1種以上である。
【0043】
芳香族環含有モノマーは、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングレコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングレコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-ナフチル(メタ)アクリレート、9-アントラセニル(メタ)アクリレート、1-ピレニルメチル(メタ)アクリレート、スチレン、ビニルナフタレン、α-メチルスチレン、t-ブチルスチレン、p-メチルスチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-t-ブトキシスチレン、m-t-ブトキシスチレン、p-t-ブトキシスチレン、o-クロロメチルスチレン、m-クロロメチルスチレン、p-クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、4-ビニルビフェニル、1,1-ジフェニルエチレン、ビニルフェノール、安息香酸ビニル、ビニルナフタレン、ベンジルビニルエーテル等が挙げられる。
【0044】
これらの中でも顔料親和性の観点から、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングレコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングレコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレンのような無置換のフェニル基を有するモノマー構造が好ましく、スチレン、ベンジルメタクリレートがより好ましい。
【0045】
脂肪族炭化水素基含有モノマーで脂肪族炭化水素基は、鎖状炭化水素基と環状炭化水素基が挙げられる。なお、鎖状炭化水素基は直鎖炭化水素基と分岐鎖炭化水素基がある。
【0046】
鎖状炭化水素基含有モノマーは、例えば、プロピレン、1-ブテン、イソブテン等のオレフィン;
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、iso-プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、i-アミル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、i-オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、i-デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、i-ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、i-ステアリル(メタ)アクリレート、ベへニル(メタ)アクリレートの(メタ)アクリレートエステル;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、i-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル;
塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル;
酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;
ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;
酢酸ビニル、酢酸イソプロペニル等のビニルエステル類等が挙げられる。
【0047】
環状炭化水素基含有モノマーは、例えば、シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロブチル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロノニル(メタ)アクリレート、シクロデシル(メタ)アクリレート等、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート等、アダマンチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレートエステル等、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロドデセン、1,5-シクロオクタジエン、シクロペンタジエン、1,5,9-シクロドデカトリエン、1-クロロ-1,5-シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、5-ノルボルネン-2-カルボン酸メチル、5-ノルボルネン2,3-ジカルボン酸ジメチル等の環状オレフィン等が挙げられる。
【0048】
これらの中でも、顔料との親和性の観点から炭素数1以上22以下のアルキル基を有する(メタ)アクリレートエステルが好ましく、炭素数8以上22以下鎖状炭化水素基を有する(メタ)アクリレートエステルがより好ましい。
【0049】
疎水性モノマー単位は、芳香環含有モノマー単位および脂肪族炭化水素基含有モノマー単位を有することが好ましい。
【0050】
疎水性モノマー単位は、単独または2種類以上を併用できる。
【0051】
<その他モノマー単位>
分散剤は、無水マレイン酸変性物単位、シアノ基含有モノマー単位、および疎水性モノマー単位以外にその他モノマー単位を含有できる。その他モノマー単位は、例えば、複素環含有モノマー単位(ただし、芳香環含有モノマーを除く)、およびビニルモノマー単位が挙げられる。
【0052】
複素環含有モノマーは、例えば、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルピリミジン、N-ビニルピペリドン、N-ビニルピロール、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルオキサゾール、N-ビニルピペラジン、(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
【0053】
ビニルモノマーは、例えば、片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するシリコーン系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するアルキル(メタ)アクリレート系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するスチレン・アクリロニトリル系マクロマー等が挙げられる。これらの中でも片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマーが好ましい。
【0054】
<分散剤の合成>
分散剤は、モノマー混合物を重合して合成できる。重合の際、ラジカル重合開始剤、および必要に応じて連鎖移動剤を添加できる。または、無水マレイン酸含むモノマー混合物を重合して合成し、次いで無水マレイン酸単位の酸無水物基を変性して、マレイン酸アミド誘導体単位やマレイン酸エステル単位を合成できる。
【0055】
分散剤の酸価は、50~300mgKOH/gが好ましく、100~250mg/KOHがより好ましく、100~200mg/KOHがさらに好ましい。
【0056】
無水マレイン酸変性物単位の含有量は、全モノマー単位中5~40質量%が好ましく、10~30質量%がより好ましい。酸価を上記範囲内にすることで、着色剤分散体が優れた保存安定性と乾燥流動性がより向上し、金属イオンとより効率的に架橋することで分子量が向上し、上質紙表面に留まり易くなりより高い印刷濃度が実現できる。
【0057】
シアノ基含有モノマー単位の含有量は、分散剤の全モノマー単位中、5~75質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、5~25質量%がさらに好ましい。適量含有すると分散剤は着色剤の表面により吸着し易くなり、保存安定性がより向上する。また、流動性がより向上し、乾燥時の粘度上昇をさらに抑制できる。
【0058】
疎水性モノマー単位の含有量は、分散剤の全モノマー単位中、10~80質量%が好ましく、30~80質量%がより好ましく、40~80質量%がさらに好ましい。適量含有すると分散剤は着色剤の表面により吸着し易くなり、保存安定性がより向上する。
【0059】
ラジカル重合開始剤は、アゾ化合物、過酸化物が挙げられる。アゾ化合物は、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス2,4-ジメチルバレロニトリル等が挙げられる。過酸化物は、例えば、キュメンヒドロパーオキサイド、t-ブチルヒドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジt-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート等が挙げられる。
【0060】
ラジカル重合開始剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0061】
溶液重合に使用する有機溶剤は、例えば、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられるが用いられるが特にこれらに限定されるものではない。これらの重合溶媒は、2種類以上混合して用いても良い。
【0062】
有機溶剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0063】
分散剤の数平均分子量は、5000~40,000が好ましく、10000~30000がより好ましい。分散剤の多分散度(Mw/Mn)は1.2~4.0が好ましい。適度な数平均分子量、多分散度を有すると、着色剤への吸着率が向上し、保存安定性、微細分散性がより向上する。
【0064】
分散剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、5~50質量部が好ましく、10~40質量部がより好ましく、15~35質量部がさらに好ましい。適量含有すると分散剤は着色剤の表面により吸着し易くなり、保存安定性がより向上する。また、流動性に優れ、乾燥時の粘度上昇をより抑制できる。さらに、金属イオンとより効率的に架橋することで分子量が向上し、上質紙表面に留まり易くなりより高い印刷濃度が実現できる。
【0065】
<着色剤分散体>
本明細書の着色剤分散体は、さらに塩基性化合物、バインダー樹脂、架橋剤等を含有できる。
【0066】
<塩基性化合物>
塩基性化合物は、分散剤に由来するカルボキシル基を中和し、着色剤粒子を安定的に分散させる。塩基性化合物は、例えば、アンモニア、ジメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン;水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ;有機酸や鉱酸等が挙げられる。
【0067】
分散剤の中和度は、着色剤分散体の分散安定性の観点から、分散剤のカルボキシル基のうち10~200モル%が好ましく、40~160モル%がより好ましい。ここで中和度は、塩基性化合物のモル当量を分散剤のカルボキシル基のモル量で除したものである。下記式によって求めることができる。
{(塩基性化合物の重量(g)/塩基性化合物の当量)/[(分散剤の酸価(KOH
mg/g)×分散剤の重量(g)/(56.1×1,000)]}×100
【0068】
塩基性化合物は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0069】
<架橋剤>
着色剤分散体は、分散剤を架橋剤で架橋することが好ましい。架橋剤は、着色剤分散体の分散剤に由来するカルボキシル基を架橋する。架橋剤は、カルボキシル基と反応可能な官能基(以下、反応性官能基という)を2以上有する化合物である。架橋により分散剤が着色剤を強固に被覆し、着色剤分散剤の分散安定性がより向上する。反応性官能基は、例えば、イソシアネート基、アジリジン基、カルボジイミド基、オキセタン基、オキサゾリン基、エポキシ基が好ましく、アジリジン基、カルボジイミド基、エポキシ基がより好ましく、エポキシ基がさらに好ましい。インクジェットインキとしての分散安定性を向上させる観点からも架橋剤の添加は好ましい。架橋剤は、例えば、イソシアネート化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、オキセタン化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物が挙げられる。
【0070】
イソシアネート化合物は、例えば、有機ポリイソシアネート又はイソシアネート基末端プレポリマーが挙げられる。有機ポリイソシアネートは、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;トリレン-2,4-ジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;脂環式ジイソシアネート;芳香族トリイソシアネート;それらのウレタン変性体等の変性体が挙げられる。イソシアネート基末端プレポリマーは、有機ポリイソシアネート又はその変性体と低分子量ポリオール等とを反応させて合成できる。
【0071】
アジリジン化合物は、例えば、N,N’-ジフェニルメタン-4,4’-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、N,N’-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、ビスイソフタロイル-1-(2-メチルアジリジン)、トリ-1-アジリジニルホスフィンオキサイド、N,N’-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、2,2’-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパントリ-β-アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタントリ-β-アジリジニルプロピオネート、トリス-2,4,6-(1-アジリジニル)-1、3、5-トリアジン、4,4’-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等が挙げられる。
【0072】
カルボジイミド化合物は、例えば、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネート化合物を脱炭酸縮合反応させることによって生成した高分子量ポリカルボジイミドが挙げられる。このような高分子量ポリカルボジイミドは、例えば、日清紡績社製のカルボジライトシリーズが挙げられる。
【0073】
オキセタン化合物、例えば、4,4’-(3-エチルオキセタン-3-イルメチルオキシメチル)ビフェニル(OXBP)、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン(EHO)、1,4-ビス[{(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ}メチル]ベンゼン(XDO)、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル(DOX)、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル(DOE)、1,6-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]ヘキサン(HDB)、9,9-ビス[2-メチル-4-{2-(3-オキセタニル)}ブトキシフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-[2-{2-(3-オキセタニル)}ブトキシ]エトキシフェニル]フルオレン等が挙げられる。
【0074】
オキサゾリン化合物は、例えば、脂肪族基又は芳香族基に2個以上、好ましくは2~3個のオキサゾリン基が結合した化合物、より具体的には2,2’-ビス(2-オキサゾリン)、1,3-フェニレンビスオキサゾリン、1,3-ベンゾビスオキサゾリン等のビスオキサゾリン化合物、該化合物と多塩基性カルボン酸とを反応させて得られる末端オキサゾリン基を有する化合物が挙げられる。
【0075】
エポキシ化合物は、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテルが挙げられる。
【0076】
これらの中でもエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルが好ましい。市販品としては、ナガセケムテックス社製デナコールEX-810、EX-321、EX-321L、ADEKA社製アデカグリシロールED-505等が挙げられる。
【0077】
架橋剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0078】
架橋剤の分子量(式量または、数平均分子量Mn)は、反応のし易さ、着色剤分散体の保存安定性の観点から、100~2,000が好ましく、120~1,500がより好ましく、150~1,000がさらに好ましい。架橋剤に含まれる反応性官能基の数は、架橋後の分散剤の分子量を制御して保存安定性を向上する観点から、2~6が好ましい。
【0079】
架橋剤は、水中で効率よく分散剤のカルボキシル基と反応させる面で適度な水溶性があることが好ましい。水溶性は、架橋剤の25℃の水100gに対する溶解量が0.1~50gが好ましく、0.2~40gがより好ましく、0.5~30gがさらに好ましい。
【0080】
架橋剤の使用量は、前記分散剤のカルボキシル基100モル%に対して、反応性官能基が10~200モル%程度が好ましく、20~150モル%がより好ましく、30~120モル%がさらに好ましい。
【0081】
着色剤分散体の不揮発分は5~80質量%になる程度に水で調整することが好ましい。
【0082】
着色剤のD50平均粒子径(メディアン径)は、20~200nmが好ましく、25~150nmがより好ましく、30~130nmがさらに好ましく、35~90nmが特に好ましい。適度な粒子径を有すると例えば、インクジェットインキに使用する場合、ノズルからの吐出安定性が向上し、着色剤分散体の保存安定性がより向上する。なお、D50平均粒子径の測定は、動的光散乱法を用いる(例えばマイクロトラック・ベル社製マイクロトラックUPAEX-150)。
【0083】
<着色剤分散体の製造>
着色剤分散体の製造方法は、例えば、先ず分散剤、塩基性化合物、および水を攪拌混合した混合物に着色剤を添加し混合撹拌した後、分散処理を行う。次いで、必要に応じて遠心分離処理を行って着色剤分散体を得る。なお、各材料を配合するタイミングは、任意であり、分散処理を複数回できることはいうまでもない。
【0084】
前記分散処理は、次の分散装置を使用できる。分散装置は、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル、ビーズミル及びナノマイザー等が挙げられる。これらの中でも、ビーズミルが好ましい。ビーズミルは、例えば、スーパーミル、サンドグラインダー、アジテータミル、グレンミル、ダイノーミル、パールミル及びコボルミル(何れも商品名)等が挙げられる。
【0085】
着色剤は、前記分散処理を行う前に微細化処理を行うことが好ましい。着色剤の一次粒子径をより微細にできるためである。これにより着色剤粒子の体積平均粒子径D50(メディアン径)がより微細な着色剤分散体を得られる。微細化処理は、着色剤をソルトミリング法で分散剤を被覆し微細化する方法が好ましい。ソルトミリング法は、例えば、水溶性溶剤、水溶性無機塩(例えば、塩化ナトリウム)、着色剤、ならびに分散剤を混練して着色剤の表面を分散剤で被覆し、次いで水溶性無機塩および水溶性溶剤を除去する工程である。ソルトミリング法に使用する混練装置は、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、横型サンドミル、縦型サンドミル及び/又はアニューラ型ビーズミル等が挙げられる。これらの中でも着色剤の表面を効率的に被覆できる面でニーダーが好ましい。混練条件は、着色剤の種類、微細化の程度等に応じて、適宜調整できる。また必要に応じて加熱するとも冷却することもできる。
【0086】
水溶性溶剤は、着色剤および水溶性無機塩を湿潤する。水溶性溶剤は、水に溶解(混和)しつつ、水溶性無機塩を溶解しない化合物である。水溶性溶剤は、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等のジオール類;ラウリン酸プロピレングリコール等のグリコールエステル;ジエチレングリコールモノエチル、ジエチレングリコールモノブチル、ジエチレングリコールモノヘキシル等のエーテル;プロピレングリコールエーテル、ジプロピレングリコールエーテル、及びトリエチレングリコールエーテルを含むセロソルブ等のグリコールエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール等のアルコール類;スルホラン;γ-ブチロラクトン等のラクトン類;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン等のラクタム類;グリセリン等が挙げられる。これらの中でもジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール類が好ましい。
【0087】
水溶性溶剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0088】
<インキ>
本発明のインキは、着色剤分散体を含む。インキの用途は、例えば、活版印刷、フレキソ印刷等に用いる凸版印刷用インキ、グラビア印刷等に用いる凹版印刷用インキ、オフセット印刷等に用いる平版印刷用インキ、スクリーン印刷、捺染印刷等に用いる孔版印刷用インキ、インクジェット印刷、静電荷現像トナー印刷に用いるオンデマンド印刷用インキ等が挙げられる。これらの中でも、インクジェット印刷に用いるインクジェットインキが好ましい。なお、着色剤分散体のインキ以外の用途は、例えば、建材や自動車用などの塗料、カラーフィルター、固体撮像素子、LiDAR等のセンサー等が挙げられる。
【0089】
<インキの製造方法>
本発明のインキの製造方法を説明する。ただし本発明のインキの製造方法は以下に限定されるものではない。
インキは、例えば、着色剤分散体、水溶性有機溶剤、および水、ならびに必要に応じてバインダー樹脂、界面活性剤、およびその他添加剤を加え、撹拌・混合して製造する。なお、必要に応じて前記混合物を40~100℃の範囲で加熱しながら撹拌・混合してもよい。
【0090】
(粗大粒子の除去)
インキに含まれる粗大粒子は、濾過分離、遠心分離などの手法により除去することが好ましい。濾過分離の方法は、メンブランフィルターを使用して、インキを吸引濾過し、粗大粒子を分離することが好ましい。公知の方法を適宜用いることができる。またフィルター開孔径は、粗大粒子、ダストが除去できるものであれば、特に制限されないが、インクジェットインキの場合、好ましくは0.3~5μm、より好ましくは0.5~3μmである。また濾過を行う際は、フィルターは単独種を用いても、複数種を併用してもよい。
【0091】
<インクジェットインキ>
本発明のインクジェットインキは、着色剤分散体以外に水性媒体(水以外)を含むことが好ましい。本明細書のインクジェットインキは、水を溶媒(媒体)として使用するが、インキの乾燥を防止するため、水溶性溶剤を併用することが好ましい。水溶性溶剤は、水と比較し表面張力が低いため、印刷後の基材への浸透性、濡れ広がり性が向上する。
【0092】
水溶性溶剤は、例えば、多価アルコール、多価アルコールアルキルエーテル、多価アルコールアリールエーテル、含窒素複素環化合物、アミド、アミン、含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、その他水溶性溶剤等が挙げられる。
【0093】
多価アルコールは、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、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、1,2-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,6-ヘキサントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、ペトリオール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、3,3-ジメチル-1,2-ブタンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジメチル-2,4-ペンタンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、5-ヘキセン-1,2-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール等が挙げられる。これらの中でも、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-へプタンジオールが好ましい。
【0094】
多価アルコールアルキルエーテルは、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、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、テトラエチ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等が挙げられる。多価アルコールアリールエーテルは、例えば、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フェニルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル等が挙げられる。
【0095】
含窒素複素環化合物は、例えば、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチルイミイダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン等が挙げられる。アミドは、例えば、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等が挙げられる。アミンは、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。含硫黄化合物類は、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等が挙げられる。
【0096】
水溶性溶剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0097】
水溶性溶剤の含有量は、インクジェットインキ中、3~60質量%が好ましく、3~50質量%がより好ましい。また、水の含有量は、インクジェットインキ中、10~90質量%が好ましく、30~80質量%がより好ましい。適度に水溶性溶剤を含有すると、ヘッドからのインキ吐出安定性が向上する。
【0098】
インクジェットインキは、バインダー樹脂を含有することが好ましい。これにより、印字した印刷層の耐水性、耐溶剤性、耐擦過性、光沢性などが向上する。バインダー樹脂は、例えば(メタ)アクリル樹脂、スチレン-(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、シリコーン含有樹脂等が挙げられる。
【0099】
バインダー樹脂の含有量は、インクジェットインキの不揮発分中、1~30質量%が好ましく、2~20質量%がより好ましい。
【0100】
バインダー樹脂は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0101】
インクジェットインキは、必要に応じて添加剤を含有できる。添加剤は、例えば、界面活性剤、消泡剤、ワックス、防腐剤等が挙げられる。添加剤の含有量は、インクジェットインキ中、0.05~10質量%が好ましく、0.2~5質量%がより好ましい。
【0102】
インクジェットインキは、ワックスを含むことが好ましい。なお上記「ワックス」とは、常温(25℃)で固体であり、かつ、40~200℃の間の温度で溶融する(すなわち、融点を有する)樹脂のことである。また本明細書では、ワックスは上記バインダー樹脂には含まれないものとする。
【0103】
一般に、ワックスは水との親和性が小さく、気液界面に偏在しやすいため、印刷物になった後も、その表面を覆うような形で存在する。そのため、当該印刷物のブロッキング抑制性が特段に向上する。また、分散剤中に含まれるカルボキシル基による、紙中の金属イオンとのキレート化効果を阻害することがないため、上質紙等の非塗工紙であっても印刷濃度が高い印刷物を得ることができる。
【0104】
ワックスの融点は、インクジェットインキの保存安定性に悪影響を及ぼすことがない点、及び、上述した分散剤の機能を阻害することがなく、印刷濃度の高さや乾燥流動性が良好の点から80~180℃であるワックスが好ましく、100~160℃がより好ましい。
【0105】
ワックスは、インクジェットインキ中に溶解した状態(水溶性樹脂)、または分散した状態(樹脂微粒子)で存在する。特に後者は、印刷物のブロッキングの防止が容易である点、分散剤と相互作用しにくく、インクジェットインキの保存安定性が悪化しにくい点、更には、紙表面の空隙を塞ぐことができ、非塗工紙上の印刷物における印刷濃度が特段に向上する点から好ましい。なお本明細書において「水溶性樹脂」とは、とは、25℃において、対象となる樹脂の1質量%水溶液が、肉眼で見て透明であるものを表す。また「樹脂微粒子」とは、水溶性樹脂以外の樹脂であって、上述した着色剤の場合と同様の装置及び方法によって測定した、D50平均粒子径が、5~1,000nmである樹脂を指す。
【0106】
ワックスとして樹脂微粒子を使用する場合、インクジェットインキの保存安定性の確保、ならびに、印刷物の印刷濃度の向上及びブロッキングの防止の観点から、D50平均粒子径は10~200nmが好ましく、20~150nmがより好ましく、30~100nmがさらに好ましい。
【0107】
ワックスは、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスが好ましい。これらの中でも、比較的融点が高く、インクジェットインキの保存安定性が悪化することがない点、及び、上述した分散剤の機能を阻害することがなく、印刷濃度の高さや乾燥流動性といった本発明の効果が良好に発現する点から、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスがより好ましい。
【0108】
前記保湿剤は、糖類が好ましい。当該糖類は、例えば、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類、四糖類を含む)、多糖類等が挙げられる。糖類は、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等が挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α-シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む。また、これらの糖類の誘導体である、例えば、前記糖類の還元糖(例えば、糖アルコール〔一般式:HOCH2(CHOH)nCH2OH(ただし、n=2~5の整数を表す)で表される〕、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸等が挙げられる。これらの中でも、糖アルコールが好ましく、マルチトール、ソルビットが好ましい。
【0109】
インクジェットインキは、各種のインクジェット用プリンターに使用できる。インクジェット方式は、例えば、荷電制御型、スプレー型等の連続噴射型、ピエゾ方式、サーマル方式、静電吸引方式等のオンデマンド型等が挙げられる。
【0110】
<フレキソ印刷インキ>
本発明のおけるフレキソ印刷インキは、着色剤分散体以外にバインダー樹脂を含有することがより好ましい。バインダー樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂が挙げられる。また、フレキソ印刷インキは、添加剤、溶剤、架橋剤を含有できる。
【0111】
(アクリル樹脂)
アクリル樹脂は、アクリル共重合体、アクリル酸-スチレン共重合樹脂、アクリル酸-マレイン酸樹脂、アクリル酸-スチレン-マレイン酸樹脂等が挙げられる。なお、アクリル共重合体は、(メタ)アクリル酸および(メタ)アクリル酸エステルのうち2種以上の単量体を使用する共重合体である。
【0112】
(ウレタン樹脂)
ウレタン樹脂には、ポリウレタン樹脂の他、ポリウレタン-ウレア樹脂も挙げられる。ウレタン樹脂は、造膜性の観点から、酸価を有することが好ましい。ウレタン樹脂の重量平均分子量は、10,000~100,000が好ましい。適度な分子量を有すると基材への密着性、耐水摩擦性、耐スクラッチ性、耐ブロッキング性がより向上する。
【0113】
バインダー樹脂の酸価は20~180mgKOH/gが好ましく、40~150mgKOH/gがより好ましい。適度な酸価により印刷における再溶解性、基材への密着性、耐水摩擦性、耐ブロッキング性がより向上する。
【0114】
バインダー樹脂の含有量は、フレキソ印刷インキ100質量%中、1~50質量%が好ましい。適度に含有すると印刷層の強度が向上し、基材への密着性および耐水摩擦性がより向上する。
【0115】
フレキソ印刷インキは必要に応じて添加剤を含有できる。添加剤は、レベリング剤、濡れ剤、撥水剤、消泡剤、ワックス、架橋剤等が挙げられる。
【0116】
フレキソ印刷インキに使用する溶剤は、水、または前述の水溶性溶剤等が挙げられる。溶剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0117】
フレキソ印刷インキは、前述の成分を混合分散して調製できる。例えば、本発明の着色剤分散体に加え、任意成分としてワックス、ぬれ剤等を添加して混合撹拌して水性フレキソインキを作製できる。分散、撹拌は、例えば、ハイスピードミキサー、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、トリミックス、ニーダー、エクストルーダー、横型サンドミル、縦型サンドミルまたは/およびアニューラ型ビーズミル、ペイントシェイカー、ボールミル等、超音波発振子を備える分散機、2本ロールミル、3本ロールミル等が挙げられる。
【0118】
<インキセット>
本発明のインキセットは、色が異なるインキを2種以上含むことが好ましい。2種(2色)以上のインキのうち、少なくとも1色のインキに本発明の着色剤分散体を含む。インキセットが含む色は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、およびホワイトから2色以上選択されるインキセット。または、レッド、グリーン、ブルー、およびオレンジから2色以上選択されるインキセットが挙げられる。また、インキセットに使用する着色剤は、特に限定されるものではないが、前記記載の着色剤から適宜選択して使用することができる。用途に関しては、特に限定されるものではないが、商業印刷用途等の既存の印刷市場での用途に加えて、ダンボール、紙器パッケージ、及びラベルといったパッケージ市場用途で使用できる。なお、インキセットは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイト、レッド、グリーン、ブルー、およびオレンジ以外の色のインキを使用できることはいうまでもない。
【0119】
<印刷物の製造方法>
本発明の印刷物は、基材、およびインキから形成されてなる印刷層を備えることが好ましい。
前記基材は、例えば、上質紙、再生紙、コート紙、アート紙、キャスト紙、微塗工紙、合成紙の様な紙基材;ポリ塩化ビニルシート、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム等のプラスチック基材が挙げられる。また、基材は、複数の素材を積層した積層体であってもよい。これらの中でも上質紙等の非塗工紙が好ましい。
前記基材の厚さは、20~300μm程度であり、前記基材の坪量は、30~300g/m2程度である。
前記印刷層の厚さは、0.01~5μmが好ましく、0.1~4μmがより好ましく、更に0.5~3μmが好ましい。印刷層の厚さを上記の範囲内にすることで、印刷物としての発色を十分に得ながら、印刷層作製時の乾燥工程で充分に溶剤を蒸発させ、強固な膜を形成することができる。
前記印刷層の形成は、インクジェット印刷機、フレキソ印刷機、グラビア印刷機、オフセット印刷機等、各インキに対応する印刷機を使用すればよい。
インキを印刷後、必要に応じて乾燥工程を追加できる。乾燥工程に使用する乾燥機は、例えば、熱風乾燥機、赤外線ヒーター等が挙げられる。
【0120】
<塗料>
本発明における塗料は、着色剤分散体、およびバインダー樹脂を含有することが好ましく、架橋剤を含有することがより好ましい。塗料は、着色剤分散体、バインダー樹脂を含む水性塗料が好ましい。着色剤分散体とバインダー樹脂との比率は、求められる用途によって異なり、特に限定されるものではない。
【0121】
(バインダー樹脂)
バインダー樹脂は、例えば、架橋性官能基を含有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン含有樹脂等が挙げられる。架橋剤は、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネ-ト化合物、エポキシ化合物、カルボキシル基含有化合物、酸無水物、アルコキシシラン基含有化合物等が挙げられる。これらの中でもアクリル樹脂とメラミン樹脂との併用が好ましい。
【0122】
塗料は、さらに必要に応じて、水、有機溶媒、レオロジーコントロール剤、顔料分散剤、沈降防止剤、硬化触媒、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、表面調整剤、架橋剤、体質顔料等を適宜含有できる。
【0123】
塗料は、前記の材料を混合・分散して作製できる。
【0124】
塗料は、様々な基材に塗工できる。基材は、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム等及びその表面処理物等の金属基材;セメント類、石灰類、石膏類等のセメント系基材;ポリ塩化ビニル類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、アクリル類等のプラスチック系基材等が挙げられる。
【0125】
塗料の塗工は、例えば、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装等が挙げられる。塗工後、常温また加熱乾燥して被膜を形成する。被膜の厚みは、通常5~70μm程度である。
【0126】
<文具>
本発明における文具用インキは、着色剤分散体を含み、筆記具、記録計、プリンター等の用途に使用できる。文具は、バインダーを含むことが好ましい。文具は、各用途(例えば、ボールペン、マーキングペン等)に応じて、任意に、水溶性有機溶剤、増粘剤、分散剤、潤滑剤、防錆剤、防腐剤、防菌剤等を含有できる。着色剤とバインダー樹脂との比率は、求められる用途によって異なり、特に限定されるものではない。
【0127】
文具は、高濃度な着色剤分散体を作製し、それを更に水で希釈し前記バインダー樹脂、必要に応じてその他の添加剤を添加して調製することが好ましい。前記着色剤分散体の分散方法は、特に限定されず前述の公知の分散方法でよい。文具は、例えば、チキソトロピー性インキ(例えば、ゲルインキ水性ボールペン用インキ)、ニュートニアン性インキ(例えば、低粘度水性ボールペン用インキ)等の用途がより好ましい。また、文具のpH(25℃)は、使用性、安全性、インキ自身の安定性、インキ収容体とのマッチング性の点からpH調整剤などにより5~10に調整されることが好ましく、6~9.5がより好ましい。
【0128】
着色剤の含有量は、文具の描線濃度に応じて適宜調整できるところ、文具用インキ組成物全量中、0.1~40質量%程度が好ましい。
【0129】
<捺染剤>
本発明における捺染剤は、着色剤分散体、水、バインダー樹脂を含むことが好ましい。捺染剤は、織布や不織布、編布などの布帛に、文字、絵、図柄などの画像を記録できる。なお、覆着色剤とバインダー樹脂との比率は、求められる用途によって異なり、特に限定されるものではない。
【0130】
バインダー樹脂は、前述のバインダー樹脂を使用できる。バインダー樹脂は、水分散粒子、水溶性樹脂等いずれの形態でも使用できる。バインダー樹脂は、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
【0131】
捺染剤は、着色剤分散体を作製した後、さらに水と、バインダー樹脂と、その他必要に応じた添加剤を混合して、着色したい繊維に応じて浸染、捺染など好ましい処理方法に合わせて捺染剤を作製できる。スクリーン記録用の捺染剤は、添加剤として、防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、架橋剤等を含有することが好ましい。スクリーン記録用の捺染剤の着色剤濃度は、1~10質量%が好ましい。また、浸染用の捺染剤は、添加剤として、防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、架橋剤等を含有することが好ましい。浸染用の捺染剤の着色剤濃度は、1~10質量%の範囲であるものを使用することが好ましい。浸染用の捺染剤の粘度は、1mPa・s~100mPa・sの範囲で印捺装置に合わせて任意に設定される。スプレー捺染用の捺染剤は、添加剤として、粘度調整剤、pH調整剤、キレート化剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を含有することが好ましい。スプレー記録用の捺染剤の着色剤濃度は、1質量%~10質量%が好ましい。スプレー記録用の捺染剤の粘度は1mPa・s~100mPa・sの範囲で装置に合わせて任意に設定される。インクジェット記録用の捺染剤は、添加剤として、防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤等を含有することが好ましい。インクジェット記録用の捺染剤の着色剤濃度は、1質量%~20質量%が好ましい。前記添加剤は、前記被覆着色剤の水分散体に、前記バインダー樹脂ととともに添加することが好ましい。防腐剤は、例えば、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2-ピリジンチオール-1-オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2-ジベンジソチアゾリン-3-オン(アーチケミカルズ社のプロキセルGXL、プロキセルXL-2、プロキセルLV、プロキセルAQ、プロキセルBD20、プロキセルDL)等が挙げられる。粘度調整剤の具体例は、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルピロリドン、アラビアゴム、スターチ等の主として水溶性の天然あるいは合成高分子物が挙げられる。pH調整剤は、例えば、コリジン、イミダゾール、燐酸、3-(N-モルホリノ)プロパンスルホン酸、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、ほう酸等が挙げられる。キレート化剤は、例えば、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン二酢酸、ニトリロ三酢酸、1,3-プロパンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、N-ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、イミノ二酢酸、ウラミル二酢酸、1,2-ジアミノシクロヘキサン-N,N,N’,N’-四酢酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸及びこれらの塩(水和物を含む)等が挙げられる。酸化防止剤は、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキノン系化合物、ホスファイト系化合物及びこれらの置換体、ハロゲン化銅、アルカリ金属ハロゲン化物等が挙げられる。紫外線吸収剤は、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系等の有機化合物系紫外線吸収剤;酸化チタン、酸化亜鉛等の無機化合物系紫外線吸収剤;が挙げられる。捺染剤をインクジェット記録法に適用する場合、その表面張力を20mN/m以上60mN/m以下と調整することが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、20mN/m以上40mN/m以下である。表面張力が20mN/m未満となるとノズル面に液体が溢れ出し、正常に印字できない場合がある。一方、60mN/mを超えると非吸収基材でのはじきが発生し易い傾向がある。また粘度は、1.2mPa・s以上20.0mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは2.0mPa・s以上15.0mPa・s未満、更に好ましくは3.0mPa・s以上12.0mPa・s未満である。粘度がこの範囲において、優れた吐出性と、長期間にわたる良好な噴射性の維持が達成できる。表面張力は前記界面活性剤により適宜調整可能である。
【0132】
本発明における捺染剤は、布帛、人工皮革、天然皮革等に対して印捺することができる。特に布帛に対しての印捺に優れる。布帛は、繊維で構成される媒体であることが好ましく、織物の他不織布でもよい。素材は、例えば、綿、絹、羊毛、麻、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、レーヨン等が挙げられる。
【実施例0133】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。本発明は、実施例に
限定されないことはいうまでもない。以下、特に断らない限り「部」は「質量部」、「%」は「質量%」である。
【0134】
(質量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn))
質量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、TSK-GELSUPERHZM-Nカラム(東ソ-社製)を用い、カラム温度40℃において、RI検出器を装備したGPC(東ソ-社製、HLC-8320GPC)で、展開溶媒にTHFを用いて流速0.35ml/分で測定したポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)である。
【0135】
(多分散度)
多分散度は、下記の式から求められる。
多分散度=質量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)
【0136】
(酸価)
三角フラスコ中に試料、約1gを精密に量り採り、蒸留水/ジオキサン(重量比:蒸留水/ジオキサン=1/9)混合液50mlを加えて溶解する。上記試料溶液に対して、電位差測定装置(京都電子工業社製、装置名「電位差自動滴定装置AT-710M」)を用いて、0.1mol/L水酸化カリウム・エタノール溶液(力価F)で滴定を行い、滴定終点までに必要な水酸化カリウム・エタノール溶液の量(α(mL))を測定した。乾燥状態の分散剤の値として、酸価(mgKOH/g)を次式により求めた。
酸価(mgKOH/g)={(5.611×α×F)/S}/(不揮発分濃度/100)
ただし、S:試料の採取量(g)
α:0.1mol/L水酸化カリウム・エタノール溶液の消費量(ml)
F:0.1mol/L水酸化カリウム・エタノール溶液の力価
【0137】
分散剤の合成に使用した化合物を表1に示す。
【0138】
【0139】
・化合物5:JEFFAMINE M1000(HUNTSMAN社製)オキシプロピレン単位(PO)、オキシエチレン単位(EO)共重合部位を有するアミン
数平均分子量1000、PO/EO=3/19(モル比)
【0140】
<分散剤の製造>
(分散剤1の製造)
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、メチルエチルケトン100.0部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を80℃に加熱して、無水マレイン酸15.0部、スチレン70.0部、アクリロニトリル15.0部、および重合開始剤のV-601(和光純薬社製)5.0部の混合物を2時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、V-601(和光純薬社製)0.5部を添加し、さらに80℃で1時間反応を続けた。その後重合転化率が95~100%になったことを確認した後、続いて反応温度を60℃まで下げて、水を2.8部(無水マレイン酸の仕込み量に対して1.0当量分)、触媒としてジアザビシクロウンデセンを0.01部加え、撹拌しながら80℃に加温し、4時間保持して反応を終了した。溶剤を減圧濃縮して完全に除去した。得られた分散剤の数平均分子量は8000、重量平均分子量は17000、酸価は155mgKOH/g、多分散度は2.1であった。その後、ジメチルアミノエタノールを、得られた分散剤の酸価から中和度が100%になるように加え、不揮発分が30%になるようにイオン交換水を加え、50℃にて1時間攪拌し、無水マレイン酸変性物単位がマレイン酸単位である分散剤1を得た。
【0141】
(分散剤2~49の製造)
分散剤1の原料と仕込み量を表2-1~2-5に記載した通りに変更した以外は分散剤1と同様にして合成を行い、分散剤2~49を得た。なお、表2-1~2-5の配合量は、質量%である。
【0142】
【0143】
【0144】
【0145】
【0146】
【0147】
<着色剤分散体の製造>
(着色剤分散体セット1の製造)
着色剤KとしてPrintex85(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)を20部、分散剤1を20部、水60部を混合し、攪拌機でプレミキシングした後、直径0.5mmのジルコニアビーズ1800gを充填した容積0.6Lのダイノーミルを用いて本分散を行い、ブラックの着色剤分散体を得た。次いで下記の顔料に変更した以外は同様の方法を用いることで、着色剤分散体セット1(K,C,M,Y)を得た。
着色剤Cとしてシアン:トーヨーカラー社製LIONOGEN BLUE FG-7358G(C.I.PigmentBlue15:3)
着色剤Mとしてマゼンタ:東京色材社製TOSHIKI RED150TR(C.I.ピグメントレッド150)
着色剤Cとしてイエロー:トーヨーカラー社製LIONOL YELLOW TT1405G(C.I.ピグメントイエロー14)
【0148】
(着色剤分散体セット2~49の製造例)
使用する分散剤を表3に従って変更した以外は、着色剤分散体セット1と同様の方法を用いることで、着色剤分散体セット2~49を得た。
【0149】
【0150】
<インクジェットインキセットの製造>
(インクジェットインキセット1製造)
得られた着色剤分散体セット1のうちブラックの着色剤分散体を25.0部、プロピレングリコールを20.0部、1,2-ヘキサンジオールを5.0部、バインダー樹脂としてJoncryl538(BASFジャパン社製)を10.0部、イオン交換水を35.95部、レベリング剤としてサーフィノールDF110D(エアープロダクツジャパン社製)およびBYK-348(BYK社製)をそれぞれ0.1部および0.5部、pH調整剤としてトリエタノールアミンを0.5部、ワックスとしてAQUACER515(BYK社製)を2.9部、防腐剤としてプロキセルGXL(s)(アーチケミカル社製)0.05部を混合し、ブラックのインクジェットインキを得た。着色剤分散体セット1のうち使用する着色剤分散体の色を変更した以外は同様の方法を用いることで、インクジェットインキセット1(K,C,M,Y)を得た。
・AQUACER515:BYK社製ポリエチレンワックス(樹脂微粒子)、融点135℃、固形分濃度35%
【0151】
<インクジェットインキセット2~49の製造>
着色剤分散体セット1をそれぞれ着色剤分散体セット2~49に変更した以外は、インクジェットインキセット1と同様に行いインクジェットインキセット2~49を得た。
【0152】
<印刷物の製造>
(印刷物1の製造)
得られたインクジェットインキセット1をインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、型番:EM-930C、ピエゾ方式)に装填し、上質紙(日本製紙社製NPiフォームNEXT-IJ、米坪64g/m2)、およびコート紙(王子製紙社製OKトップコート、米坪104.7g/m2)に、ブラックインキ、シアンインキ、マゼンタインキ、イエローインキ、それぞれで全面ベタ印刷(ファインモード)した。その後、25℃、相対湿度50%で24時間放置後、印刷物1を得た。
【0153】
<印刷物2~49の製造>
使用するインクジェットインキ2~49に変更した以外は、印刷物1と同様にして、印刷物2~49を得た。
【0154】
<実施例1~46、比較例1~3>
上記で製造した着色剤分散体、インクジェットインキ、印刷物について、以下に示す評価1~6を行った。
【0155】
<評価1:保存安定性評価>
得られた着色剤分散体セットに関して、ブラック着色分散体、シアン着色分散体、マゼンタ着色分散体、イエロー着色分散体、それぞれを使用して、保存安定性の評価を下記の通り行った。着色剤分散体を70℃の恒温機に保存し、経時促進させた後、経時前後での着色剤分散体の粘度変化を評価した。粘度測定は、E型粘度計(東機産業社製TVE-20L、標準コーン)を用いて、25℃において回転数50rpmという条件で測定し、1分後の値を粘度値とした。評価基準は下記のとおりとした。評点2以上を実用可能領域とした。
5:K、C、M、Y各色において、四週間保存後の粘度変化率が±10%未満
4:K、C、M、Y各色において、二週間保存後の粘度変化率が±10%未満
3:K、C、M、Y各色において、一週間保存後の粘度変化率が±10%未満
2:K、C、M、Y各色において、一週間保存後の粘度変化率が±10%以上20%以下
1:K、C、M、Y各色において、一週間保存後の粘度変化率が±20%超
【0156】
<評価2:粗粒量評価>
得られた着色剤分散体セットに関して、ブラックの着色分散体、シアン着色分散体、マゼンタ着色分散体、およびイエロー着色分散体をそれぞれ使用して、着色剤分散体中の粗粒量の評価を下記のように行った。具体的には定量の着色剤分散体の25mmφのガラスファイバー製フィルター(GF/BGEヘルスケアライフサイエンス社製)への通過時間で評価した。粗粒が多い場合はフィルターが目詰まりをおこし通過時間が長く観測される。またさらに粗粒が多い場合はフィルターが閉塞し着色剤分散体を全量ろ過することができない。一般にインクジェットヘッドへインクを供給する経路に使用されるフィルターは1μmより大きく、またインクジェット記録用インクの着色剤濃度は着色剤分散体に比べ低いものが一般的であり、本試験方法によりろ過を通過すれば十分といえるが、よりろ過速度が速い方が着色剤粒子の再溶解性や解砕性が高く、生産性に優れると言える。評価条件を以下に示す。コックを経由して減圧ポンプを付属したサクションベッセルに15mlの目盛のついたファンネルと25mmφのガラスファイバー製フィルター(GF/BGEヘルスケアライフサイエンス社製)をのせた直径25mmフィルターホルダー(ADVANTEC社製)をのせる。サクションベッセル内が減圧されないようにコックを使用して減圧ポンプを稼働する。着色剤分散体15gをファンネルにはかり取る。ポンプとサクションベッセルの開圧をスタートとし着色剤分散体全量がフィルターを通過する時間を計測する。この時のサクションベッセル内の圧力は0.05MPa~0.07Mpaである。評点2以上を実用可能領域とした。
5:K、C、M、Y各色において、30秒未満でろ過ができる
4:K、C、M、Y各色において、30秒以上45秒未満でろ過ができる
3:K、C、M、Y各色において、45秒以上60秒未満でろ過ができる
2:K、C、M、Y各色において、60秒以上90秒未満でろ過ができる
1:K、C、M、Y各色において、90秒未満でろ過できない
【0157】
<評価3:乾燥流動性評価>
得られたインクジェットインキセットに関して、ブラックインキ、シアンインキ、マゼンタインキ、イエローインキ、それぞれを金属製の容器に、蓋をせずに10部充填し、25℃かつ湿度50%の条件下で24時間放置し、放置後のインキについて目視で流動性を確認した。インクジェット記録方式は、非常に微細なノズルから、ピエソ素子の振動という非常に小さな力によって、インキ液滴を記録部材に直接吐出付着させて文字や画像を得る記録方式である。その為、ノズル端面でインキが乾燥固着してしまうとインキ液滴が吐出できない問題が生じてしまう。よって、ある程度乾燥した状態においても、流動するインクが必要であり、本試験方法により、その評価が可能である。評価基準は下記のとおりとした。評点2以上を実用可能領域とした。
5:K、C、M、Y各色において、表面に膜張りもなく、全体で流動性を確認できる
4:K、C、M、Y各色において、表面に一部分膜張りが観察されるが、全体で流動性を確認できる
3:K、C、M、Y各色において、流動性がある部分と流動性がない部分が確認できる
2:K、C、M、Y各色において、一部分のみ流動性を確認できる
1:K、C、M、Y各色において、流動性が確認できない
【0158】
<評価4:上質紙濃度評価>
得られたインクジェットインキをインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、型番:EM-930C、ピエゾ方式)に装填し、上質紙(日本製紙社製NPiフォームNEXT-IJ、米坪64g/m2)に、ブラックインキ、シアンインキ、マゼンタインキ、イエローインキ、それぞれでベタ100%画像を印刷した。印刷物を25℃、相対湿度50%で24時間放置後、得られた試験片をX-rite社製の濃度計、eXactAdvanceにて測色した。測色条件は、濃度基準にISOステータスT、視野角2°、光源D50である。印刷濃度は数値が大きい方が、印刷濃度がより高いことを意味する。評価基準は、下記のとおりとした。評点2以上を実用可能領域とした。
5:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度に対して、0.3以上の範囲で高い
4:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度に対して、0.2以上0.3未満の範囲で高い
3:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度に対して、0.1以上0.2未満の範囲で高い
2:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度に対して、0.1未満の範囲で高い
1:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度以下である
【0159】
<評価5:コート紙濃度評価>
得られたインクジェットインキをインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、型番:EM-930C、ピエゾ方式)に装填し、コート紙(王子製紙社製OKトップコート、米坪104.7g/m2)に、ブラックインキ、シアンインキ、マゼンタインキ、イエローインキ、それぞれでベタ100%画像を印刷した。印刷物を25℃、相対湿度50%で24時間放置後、得られた試験片をX-rite社製の濃度計、eXactAdvanceにて測色した。測色条件は、濃度基準にISOステータスT、視野角2°、光源D50である。印刷濃度は数値が大きい方が、印刷濃度がより高いことを意味する。評価基準は、下記のとおりとした。評点2以上を実用可能領域とした。
5:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度に対して、0.7以上の範囲で高い
4:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度に対して、0.5以上0.7未満の範囲で高い
3:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度に対して、0.2以上0.5未満の範囲で高い
2:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度に対して、0.0超え0.2未満の範囲で高い
1:OD値K、C、M、Y各色において、比較例3の濃度以下である
【0160】
<評価6:耐ブロッキング性評価>
得られたインクジェットインキをインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、型番:EM-930C、ピエゾ方式)に装填し、コート紙( 王子製紙社製OK トップコート、米坪104.7g/m2)に、ブラックインキ、シアンインキ、マゼンタインキ、イエローインキ、それぞれでベタ100%画像を印刷した。得られた印刷物について、印刷物の印刷層と印刷層を重ねた後、荷重20kg/cm2、60℃80%RHの環境下で24時間放置し、印刷物の印刷層と重ねた基材を剥がし、重ねた基材へとの剥離抵抗または転移面積にて耐ブロッキング性を評価した。インクジェットインクを印刷した後の印刷物は、乾燥工程で暖められながら印刷機内の搬送ロ-ラーに擦れたり、印刷後も温調のない倉庫などに荷重のかかるロール状態でしばしば保管される。その際に、熱融着しやすいインキ膜の場合、搬送ローラーや基材にインキ膜が取られてしまうブロッキング現象が生じ、問題になってしまう。よって、高温加圧状態においても、熱融着しない特性が必要であり、本試験方法により、その評価が可能である。評点基準は下記のとおりとした。評点2以上を実用可能領域とした。
5:K、C、M、Y各色において、剥離抵抗がなく、印刷層の転移がない
4:K、C、M、Y各色において、弱い剥離抵抗があるが、印刷層の転移がない
3:K、C、M、Y各色において、やや強い剥離抵抗があるが、印刷層の転移がない
2:K、C、M、Y各色において、印刷層の転移が10%未満の面積で認められる
1:K、C、M、Y各色において、印刷層の転移が10%以上の面積で認められる
【0161】
実施例及び比較例の評価結果を下記表4に示す。
【0162】
【0163】
表4の結果から、実施例1~46は、良好な保存安定性と優れた粒子性及び乾燥流動性を有するインクジェットインキを作製できる着色剤分散体が提供することが出来ることがわかる。また、得られた印刷物は、非常に高い印刷濃度を示し、優れた耐ブロッキング性を示すことがわかる。
なお、比較例1は、無水マレイン酸変性物単位を含まない、比較例2はシアノ基含有モノマー単位を含まない、比較例3は疎水性モノマー単位を含まないため、本願の課題を解決できない。