特許 7549904 コンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-04

(45)【発行日】2024-09-12

(54)【発明の名称】コンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インク

(51)【国際特許分類】

   C09D 11/30 20140101AFI20240905BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20240905BHJP

   B41M 5/00 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

C09D11/30

B41J2/01 501

B41M5/00 120

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022161407

(22)【出願日】2022-10-06

(65)【公開番号】P2024054931

(43)【公開日】2024-04-18

【審査請求日】2023-07-13

(73)【特許権者】

【識別番号】391040870

【氏名又は名称】紀州技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阪上 智洋

【審査官】河村 明希乃

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１７１６６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０５４６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００２２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００８１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０３８５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７５４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２５１６５０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０９Ｄ １１／００－１１／５４

Ｂ４１Ｊ ２／００－２／５２５

Ｂ４１Ｍ ５／００－５／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

着色剤、テルペンフェノール樹脂、セルロース系樹脂、樹脂Ａ、及びアルコール系溶剤を含有し、
前記樹脂Ａが、スチレンアクリル樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選ばれる１種以上であり、
前記テルペンフェノール樹脂の含有量と、樹脂Ａの含有量及び前記セルロース系樹脂の含有量の合計との質量比（前記テルペンフェノール樹脂の含有量：前記樹脂Ａの含有量及び前記セルロース系樹脂の含有量の合計）が１～６：１である、コンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インク。

【請求項2】

前記アルコール系溶剤が炭素数１～３のアルコールを含む、請求項１に記載のインク。

【請求項3】

シリコーン系表面調整剤を含有する、請求項１に記載のインク。

【請求項4】

前記アルコール系溶剤の含有量が、７０質量％以上９０質量％以下である、請求項１に記載のインク。

【請求項5】

電導度調整剤を含有する、請求項１～４の何れか１項に記載のインク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インクに関し、特に、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等に代表されるポリオレフィン樹脂を含有する基材の表面に対する密着性に優れた印刷を行うことのできるインクジェットプリンタ用インクに関する。

【背景技術】

【0002】

ポリオレフィン樹脂は表面の活性が極めて乏しく、インクジェットインクの乾燥皮膜との高い密着性を得ることが困難な材料として知られている。このようなポリオレフィン樹脂を含有する材料への印刷に関し、例えば、下記特許文献１にはスチレンアクリル樹脂等を含有するインクジェット用インクが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－０７２２３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記特許文献１に開示されているインクは溶剤にケトン系溶剤を使用しており、環境への負荷が大きい。そのため、環境への負荷が比較的小さいアルコール系溶剤を用いたインクが求められている。しかし、従来のアルコール系溶剤を用いたインクはポリオレフィン樹脂への密着性や耐久性が十分ではなかった。

【0005】

本発明は、環境への負荷が比較的小さいアルコール系溶剤を用いながら、乾燥皮膜がポリオレフィン樹脂への密着性及び耐久性に優れたコンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インクを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、
着色剤、テルペンフェノール樹脂、セルロース系樹脂、樹脂Ａ、及びアルコール系溶剤を含有し、
前記樹脂Ａが、スチレンアクリル樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選ばれる１種以上であり、
前記テルペンフェノール樹脂の含有量と、樹脂Ａの含有量及び前記セルロース系樹脂の含有量の合計との質量比（前記テルペンフェノール樹脂の含有量：前記樹脂Ａの含有量及び前記セルロース系樹脂の含有量の合計）が１～６：１である、コンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インクである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、環境への負荷が比較的小さいアルコール系溶剤を用いながら、乾燥皮膜がポリオレフィン樹脂への密着性及び耐久性に優れたコンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インクを提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜コンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インク＞
本実施形態のコンティニュアス方式インクジェットプリンタ用インク（以下、単にインクとも称することがある）は、
着色剤、テルペンフェノール樹脂、セルロース系樹脂、樹脂Ａ、及びアルコール系溶剤を含有し、
前記樹脂Ａが、スチレンアクリル樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選ばれる１種以上であり、
前記テルペンフェノール樹脂の含有量と、樹脂Ａの含有量及び前記セルロース系樹脂の含有量の合計との質量比（前記テルペンフェノール樹脂の含有量：前記樹脂Ａの含有量及び前記セルロース系樹脂の含有量の合計）が１～６：１である。
本実施形態のインクは、環境への負荷が比較的小さいアルコール系溶剤を用いながら、当該インクの乾燥皮膜（以下、単に乾燥皮膜とも称することがある）がポリオレフィン樹脂への密着性及び耐久性に優れる。当該ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等が例示できる。

【0009】

〔着色剤〕
前記着色剤は、従来のインクに用いられ、前記アルコールに溶解及び／又は分散するものであれば特に限定されず、顔料、染料何れも用いることができる。前記顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、硫化亜鉛等が例示できる。前記染料としては、アルコール系溶剤に可溶であれば特に限定されないが、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、５、７、２２、２３、２５、２７、２８、２９、３０、３４、３５、４３、４７、１２３、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、１４、１５、１６、１９、２１、３２、５６、６１、６５、７６、７９、８０、８１、８２、８３、８８、８９、９０、９１、１５１、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ１、２、５、６、１１、１４、２０、３６、４１、４４、４５、５４、５６、５７、５８、５９、６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、３、８、２３、２４、２５、２７、３５、４９、７８、８１、８２、８３、８４、９１、９６、９９、１００、１０２、１０９、１１８、１１９、１２１、１２２、１２３、１２４、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１４２、１６０、２１８、Ｃ．Ｉ．ディスパーズレッド９、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５、１１、１２、２４、２５、３８、４４、４６、５５、６４、６７、７０、７３、７５、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン３、１６、２１、２２等が例示できる。前記着色剤は、インクの色目および色濃度に応じて１種または２種以上を適宜の割合で用いることができる。

【0010】

前記インク中の前記着色剤の含有量は、印字の明瞭性の観点、及び耐光性の観点から、１重量％以上が好ましく、２重量％以上がより好ましく、３重量％以上が更に好ましい。前記インク中の前記染料の含有量は、当該着色剤の溶解性の観点、及び耐湿性の観点から、２０重量％以下が好ましく、１５重量％以下がより好ましく、１０重量％以下が更に好ましい。

【0011】

〔テルペンフェノール樹脂〕
前記テルペンフェノール樹脂は、テルペンモノマーとフェノールを共重合した樹脂であり、前記アルコール系溶剤に可溶なものであれば特に限定無く用いることができる。

【0012】

前記テルペンフェノール樹脂の重量平均分子量は、乾燥皮膜の観点から、５００以上が好ましく、６００以上がより好ましく、７００以上が更に好ましい。前記テルペンフェノール樹脂の重量平均分子量は、基材密着性の観点から、２，０００以下が好ましく、１，５００以下がより好ましく、１，２００以下が更に好ましい。なお、本明細書において、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の値である。

【0013】

前記インク中の前記テルペンフェノール樹脂の含有量は、乾燥皮膜と基材の密着性向上の観点から、１重量％以上が好ましく、２重量％以上がより好ましく、３重量％以上が更に好ましい。前記インク中の前記テルペンフェノール樹脂の含有量は、乾燥被膜強度の観点から、２０重量％以下が好ましく、１５重量％以下がより好ましく、１０重量％以下が更に好ましい。

【0014】

〔樹脂Ａ〕
前記樹脂Ａは、スチレンアクリル樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選ばれる１種以上であり、乾燥皮膜の強度向上の観点、及び乾燥皮膜の耐擦性向上の観点から、スチレンアクリル樹脂、ブチラール樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる１種以上が好ましい。

【0015】

前記樹脂Ａの重量平均分子量は、乾燥皮膜の強度向上の観点、及び乾燥皮膜の耐擦性向上の観点から、１，０００以上が好ましく、２，０００以上がより好ましく、３，０００以上が更に好ましい。前記樹脂Ａの重量平均分子量は、インク粘度や流動性の観点から、７０，０００以下が好ましく、５０，０００以下がより好ましく、３０，０００以下が更に好ましい。

【0016】

前記インク中の前記樹脂Ａの含有量は、乾燥皮膜の強度向上の観点、及び乾燥皮膜の耐擦性向上の観点から、０．３重量％以上が好ましく、０．５重量％以上がより好ましく、０．７重量％以上が更に好ましい。前記インク中の前記樹脂Ａの含有量は、基材密着性の観点から、２０重量％以下が好ましく、１５重量％以下がより好ましく、１０重量％以下が更に好ましい。

【0017】

〔セルロース系樹脂〕
前記セルロース系樹脂の例としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、硝酸セルロース、ヒドロキシプロピルセルロースからなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。これらの中でもエチルセルロース及びセルロースアセテートブチレートからなる群より選ばれる１種以上が好ましい。

【0018】

前記セルロース系樹脂の重量平均分子量は、乾燥皮膜の強度向上の観点から、２０，０００以上が好ましく、３０，０００以上がより好ましく、５０，０００以上が更に好ましい。前記セルロース系樹脂の重量平均分子量は、インク粘度や流動性の観点から、２００，０００以下が好ましく、１８０，０００以下がより好ましく、１６０，０００以下が更に好ましい。

【0019】

前記インク中の前記セルロース系樹脂の含有量は、乾燥皮膜の強度向上の観点から、０．１重量％以上が好ましく、０．２重量％以上がより好ましく、０．３重量％以上が更に好ましい。前記インク中の前記セルロース系樹脂の含有量は、インク粘度や流動性の観点から、２０重量％以下が好ましく、１５重量％以下がより好ましく、１０重量％以下が更に好ましい。

【0020】

前記インクにおける、前記テルペンフェノール樹脂の含有量と、樹脂Ａの含有量及び前記セルロース系樹脂の含有量の合計との質量比（前記テルペンフェノール樹脂の含有量：前記樹脂Ａの含有量及び前記セルロース系樹脂の含有量の合計）は、乾燥皮膜と基材の密着性向上の観点、及び乾燥皮膜の強度向上の観点から、１～６：１であり、１～５：１が好ましく、１．５～４：１がより好ましく、２～３：１が更に好ましい。

【0021】

〔アルコール系溶剤〕
前記アルコール系溶剤は、インクに用いられるものであれば特に限定なく用いることができるが、環境への負荷の観点から、好ましくは炭素数が１～３のアルコールを含有する。前記アルコール系溶剤は１種でもよいし、２種以上の混合物でもよい。

【0022】

前記インク中の前記アルコール系溶剤の含有量は、インク粘度や吐出性の観点から、７０質量％以上が好ましく、７３質量％以上がより好ましく、７５質量％以上が更に好ましい。前記インク中の前記アルコール系溶剤の含有量は、インク粘度および十分な乾燥塗膜形成の観点から、９０質量％以下が好ましく、８８質量％以下がより好ましく、８５質量％以下が更に好ましい。

【0023】

〔電導度調整剤〕
前記電導度調整剤としては、例えばチオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸アンモニウム、硝酸リチウム、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェート、テトラフェニルホウ素４級アンモニウム塩等を挙げることができる。かかる電導度調整剤の添加量はインク全体中の０．１～２重量％とすることが、好ましい導電特性と経済性を確保する上で望ましい。

【0024】

〔その他の成分〕
前記インクは、本発明の効果を損なわない限り、その他の添加剤を含有していてもよい。前記添加剤としては、表面調整剤、分散剤、キレート化剤、防腐剤、粘度調整剤、消泡剤等が挙げられる。これらの添加剤の含有量は特に限定されず、適宜必要に応じて設定することができる。

【0025】

［表面調整剤］
前記インクは、乾燥皮膜と基材の密着性向上の観点、及び乾燥皮膜の耐擦性向上の観点から、表面調整剤を含有してもよい。前記表面調整剤としては、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系表面改質剤が好ましい。前記シリコーン系表面改質剤の市販品の例としては、ＫＦ－３５３Ａ、ＫＦ－３５４Ｌ、ＫＦ６０１７、Ｘ－２２－６５５１、ＡＷ－３（以上、信越化学工業社製）等、８０１９ＡＤＤＩＴＩＶＥ、８０２９ＡＤＤＩＴＩＶＥ、８０３２ＡＤＤＩＴＩＶＥ、８０５４ＡＤＤＩＴＩＶＥ、８５２６ＡＤＤＩＴＩＶＥ、８６１６ＡＤＤＩＴＩＶＥ、５７ＡＤＤＩＴＩＶＥ、６７ＡＤＤＩＴＩＶＥ、Ｌ７００１、Ｌ７００２、Ｌ７６０４、ＦＺ２１０５、ＦＺ２１１０、ＦＺ２１２３、ＦＺ２１９１（以上、信越化学工業社製）等、ＢＹＫ－３００、ＢＹＫ－３０２、ＢＹＫ－３０６、ＢＹＫ－３０７、ＢＹＫ－３３０、ＢＹＫ－３３３、ＢＹＫ－３４７、ＢＹＫ－３７７、ＢＹＫ－３４５５（以上、ビックケミー・ジャパン社製）等が例示できる。

【0026】

〔インクの製造方法〕
前記インクは、前記各成分を公知の方法で混合することよって製造することができる。

【0027】

前記インクは、例えば、金属、木材、紙、ガラス、プラスチック等の種々の材料に対して用いることができるが、ポリオレフィン樹脂等の基材材料に対して好適に用いることができる。

【実施例】

【0028】

以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0029】

＜インクの調製＞
〔実施例１〕
エタノール８５重量部にテルペンフェノール樹脂（重量平均分子量Ｍｗ＝１，０５０）６部、スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量Ｍｗ＝１４，０００）１部およびエチルセルロース樹脂（重量平均分子量Ｍｗ＝１３５，０００）０．５部を溶解させた。この溶液に染料（ＶＡＬＩＦＡＳＴ ＢＬＡＣＫ ３８３０）６部を溶解させたのち、電導度調整剤（硝酸リチウム）０．６部を溶解させた。その後、表面調整剤（ＤＯＷＳＩＬ ８０５４ Ａｄｄｉｔｉｖｅ ０．３部／ＢＹＫ－３３０ ０．６部）を添加した。この黒色混合溶液を目開き１．０μｍのフィルタで濾過し、インクジェットプリンタ用のインクを得た。

【0030】

〔実施例２～１６〕
実施例１と同様にして、下表１に示す処方で実施例２～１６に係るインクを作成した。

【0031】

〔比較例１～４〕
実施例１と同様にして、下表２に示す処方で比較例１～４に係るインクを作成した。

【0032】

なお、表１及び表２に示す処方の各成分はそれぞれ下記を意味する。
・着色剤
ＶＡＬＩＦＡＳＴ ＢＬＡＣＫ ３８３０：オリヱント化学工業社製黒色染料
ＶＡＬＩＦＡＳＴ ＲＥＤ ３３１１：オリヱント化学工業社製赤色染料
♯２６５０：三菱ケミカル社製カーボンブラック
タイペークＣＲ－５８－２：石原産業社製酸化チタン
・樹脂
テルペンフェノール樹脂：ヤスハラケミカル社製ＹＳポリスターＳ１４５（重量平均分子量１，０５０；水酸基価１００－１５０）
スチレンアクリル樹脂：ＢＡＳＦ社製ジョンクリルＪＤＸ－３０８０（重量平均分子量１４，０００）
ブチラール樹脂：積水化学社製エスレックＢＬ－１（重量平均分子量１９，０００）
アクリル樹脂：星光ＰＭＣ社製Ｘ－３２１Ｌ
スチレンマレイン酸樹脂：荒川化学社製アラスター７００
ポリパラビニルフェノール樹脂：丸善石油化学社製マルカリンカーＳ－２Ｐ
ケトン樹脂：荒川化学工業社製ケトンレジンＫ－９０（重量平均分子量４５０）
ポリアミド樹脂：Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製トーマイド９２
エチルセルロース：ダウケミカル社製エトセルＳＴＤ－４５（重量平均分子量１３５，０００）
セルロースアセテートブチレート：イーストマン社製ＣＡＢ－３８１－２０（重量平均分子量７０，０００）
・電導度調整剤
硝酸リチウム：関東化学社製硝酸リチウム
チオシアン酸ナトリウム：富士フイルム和光純薬社製チオシアン酸ナトリウム
・表面調整剤
ＤＯＷ ＳＩＬ ８０５４ Ａｄｄｉｔｉｖｅ：ダウ・東レ社製シリコーン系表面調整剤
ＢＹＫ－３３０：ＢＹＫ社製シリコーン系表面調整剤
・分散剤
ＤＩＳＰＥＲ ＢＹＫ－２２００：ＢＹＫ社製分散剤
Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ ４１０００：ルーブリゾール社製分散剤
・溶剤
ＥＶＰ－ＣＣ：エタノール８６．９重量％、イソプロピルアルコール３．９重量％、ｎ－プロピルアルコール重量１０％の混合物

【0033】

＜評価方法＞
〔粘度〕
粘度（２０℃、ｍＰａ・ｓ）は、東機産業社製の粘度測定器ＲＥ－８０Ｌを使用して２０℃で測定した。

【0034】

〔導電率（２５℃、ｍＳ／ｃｍ）〕
導電率（２５℃、ｍＳ／ｃｍ）は、堀場製作所社製の導電率計ＥＳ－５１を使用して２５℃で測定した。

【0035】

〔耐擦性〕
協和界面製の摩擦試験機ＴＳ５０１を使用して２００ｇの荷重をかけながら段ボールで乾燥印字塗膜を擦り剥離の程度を評価した。印字塗膜は紀州技研工業製ＣＣＳ３１００を使用して作成した。
◎印：良好
○印：一部剥離するが識別に問題なし
△印：一部剥離し部分的に問題あり
×印：剥離が多く不良

【0036】

〔剥離性〕
乾燥印字塗膜に粘着テープ（セロハンテープ）を貼り、その後粘着テープを剥離したときの乾燥印字塗膜の剥がれの程度を評価した。印字塗膜は紀州技研工業製ＣＣＳ３１００を使用して作成した。
◎印：良好
○印：一部剥離するが識別に問題なし
△印：一部剥離し部分的に問題あり
×印：剥離が多く不良

【0037】

各評価結果を表１又は表２に示す。

【0038】

【表1】

【0039】

【表2】