JP3718478B2

JP3718478B2 - Ink composition

Info

Publication number: JP3718478B2
Application number: JP2002067872A
Authority: JP
Inventors: 隆博古谷; 長幸鷹尾
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2022-03-13
Also published as: JP2003268266A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色材、分散剤および溶媒を少なくとも含むインク組成物、とくに、インクジェット記録用の顔料インク組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、圧力、熱、電界などを駆動源として液状のインクをノズルから記録媒体に向けて吐出させ、印刷するものである。このようなインクジェット記録方式は、ランニングコストが低く、高画質化が可能なことより、近年、オフィス用のみならず民生用としても急速に普及している。
【０００３】
インクジェット記録用のインクとしては、水溶性染料を水性媒体に溶解した水性染料インクが、着色力が大きい、ヘッドオリフィスでの目詰まりが少ないなどの理由により、使用されてきている。しかしながら、この水性染料インクは、耐水性および耐候性が十分でないという問題を抱えている。
【０００４】
近年、Ａ−Ｏサイズにも対応できる大型のインクジェットプリンターが開発され、屋外用ポスターなどの屋外用途での使用環境が増え、また、デジタルカメラの普及により、長期間保存する用途も増加している。このような背景のもと、耐水性および耐候性にすぐれた顔料インクの開発が盛んに行われている。
【０００５】
しかし、溶媒に水および水性溶剤を用いた水性顔料インクは、普通紙に印字した場合、コックリング（乾燥後に波打ち）が起こるため、ポスター用などには不適切である。また、溶媒に脂肪族炭化水素やアルコールを用いた油性顔料インク（特表平９−５１１７８０号、特表平１０−５０７４８７号、特表平１１−５０１３５３号、特開平２０００−３８５３３号、特開平２００１−３２９１９３号などの各公報）は、コックリングは少ないものの、光沢紙などに印字した場合、定着性が不十分で印字物が擦れやすいという問題を抱えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の事情に照らし、定着性、耐水性および印字性にすぐれ、かつ普通紙に対しコックリングなく印字可能なインク組成物、とくにインクジェット記録用の顔料インク組成物を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するため、鋭意検討した結果、主溶媒として（ポリ）アルキレングリコールのモノアルキルエーテルモノアルキルエステル化合物またはジアルキルエステル化合物などからなる特定の物性を持った化合物を使用すると、ヘッド目詰まりを起こすことなく、すぐれた印字安定性が得られ、かつ普通紙にコックリングなく印字でき、さらに印字物の定着性および耐水性を改善できることを知り、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、色材、分散剤および溶媒を少なくとも含むインク組成物において、主溶媒として、２０℃における表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、粘度が１〜２０ｃｐ、蒸気圧が０．２ｈＰａ以下、沸点が１５０℃以上である、（ポリ）アルキレングリコールのモノアルキルエーテルモノアルキルエステル化合物またはジアルキルエステル化合物を、溶媒全体の５０重量％以上用い、分散剤としてポリエーテル構造を有するアクリル樹脂を少なくとも含むことを特徴とするインク組成物に係るものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、主溶媒として用いる化合物は、２０℃における表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、好適には２８ｍＮ／ｍ以上（通常は、７２ｍＮ／ｍ以下）、粘度が１〜２０ｃｐ、好適には２〜１０ｃｐ、蒸気圧が０．２ｈＰａ以下、好適には０．１ｈＰａ以下（通常は、０．００１ｈＰａ以上）、沸点が１５０℃以上、好適には２００℃以上（通常は、４００℃以下）の物性を有するものである。
【００１０】
２０℃における表面張力が２５ｍＮ／ｍ未満では、紙に印字した場合、浸透性が大きいため、裏移りを起こしやすく、印字濃度が低くなる場合があり、さらに表面張力が低いと、印字を高速化した場合、インク滴ができにくくなる。また、粘度が１ｃｐ未満または２０ｃｐを超えると、印字安定性が悪くなる。さらに、蒸気圧が０．２ｈＰａ未満となったり、沸点が１５０℃未満となると、インク組成物が塗布ヘッド上で乾燥し、ヘッド目詰まりを起こしやすい。
【００１１】
本発明における上記物性を有する化合物としては、（ポリ）アルキレングリコールの誘導体があり、この誘導体には、（ポリ）アルキレングリコール、つまりアルキレングリコールもしくはポリアルキレングリコールのモノアルキルエーテル化合物またはモノアルキルエステル化合物などの遊離の水酸基をひとつ有する化合物、モノアルキルエーテルモノアルキルエステル化合物、ジアルキルエーテル化合物、ジアルキルエステル化合物などの遊離の水酸基を持たない化合物などがある。これらの中でも、とくに、エステル基を有する化合物として、モノアルキルエーテルモノアルキルエステル化合物またはジアルキルエステル化合物が好ましく、エステル基がメチルエステル基であるものが最も好ましい。
【００１２】
（ポリ）アルキレングリコールのモノアルキルエーテルモノアルキルエステル化合物またはジアルキルエステル化合物としては、エチレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテルモノアルキルエステル、エチレングリコールジアルキルエステル、ジエチレングリコールジアルキルエステル、トリエチレングリコールジアルキルエステル、プロピレングリコールジアルキルエステル、ジプロピレングリコールジアルキルエステル、トリプロピレングリコールジアルキルエステルなどが挙げられる。これらの中から、その１種を単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００１３】
具体的には、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノエチルエステル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノブチルエステル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステル、ジエチレングリコールジメチルエステル、トリエチレングリコールジメチルエステルなどが挙げられる。
【００１４】
本発明において、このような化合物は、分子内に極性基（エステル基、エーテル基）と疎水基（アルキル基）を併せ持っていることから、これを主溶媒として使用することにより、あらゆる印字媒体に対してすぐれた定着性および耐水性を発揮するという効果がある。また、上記の定着性および耐水性は、エステル基、エーテル基数およびアルキル基の炭素数で、容易に調整することが可能である。とくに、エーテル基とエステル基は普通紙に印字した際のコックリングを防止でき、また光沢紙に対する定着性を向上させる働きを有している。
【００１５】
本発明において、上記の化合物を主溶媒とするとは、上記の化合物を、溶媒全体の５０重量％以上使用することを意味し、とくに好ましく６０重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上、最も好ましくは８０重量％以上使用するのがよい。他の有機溶媒を併用するときは、本発明の特徴を損なうことのないように、各有機溶媒に応じて、適宜の範囲に設定するのがよい。
【００１６】
本発明において、色材としては、無機顔料、有機顔料、染料などが挙げられ、このうち、耐候性の点から、顔料が好ましい。
無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリポン、酸化鉄、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブデートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、マイカなどが挙げられる。
【００１７】
有機顔料としては、アゾ系、アゾメチン系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリン系、イソインドリノン系顔料などが挙げられる。
染料としては、アゾ系、アントラキノン系、インジゴ系、フタロシアニン系、カルボニル系、キノンイミン系、メチン系、キノリン系、ニトロ系などが挙げられ、これらの中でも、分散染料がとくに好ましい。
【００１８】
本発明において、分散剤には、ビニル樹脂、アクリル樹脂、アミノ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、セルロース系樹脂、天然たんぱく質、これらの共重合体など、公知の一般的な樹脂を使用できる。
これらの中でも、ポリオキシエチレン構造またはポリオキシプロピレン構造のうちの少なくとも１種を含むポリエーテル構造を有する樹脂が好ましい。ポリエーテル構造は、溶媒として用いる前記（ポリ）アルキレングリコールの誘導体との親和性が良いため、顔料の分散安定性にすぐれている。さらに、光沢紙などへの親和性も良いため、印字物の定着性も高めることもできる。
【００１９】
このような効果を発揮するポリエーテル構造を有する樹脂は、たとえば、ポリエーテル系マクロモノマーと、極性または疎水性である一般的なモノマーとを、共重合させることにより、容易に合成することができる。
ポリエーテル系マクロモノマーには、日本油脂社製の「ＰＭＥ−２００」、「ＰＭＥ−４００」、「ＰＭＥ−１０００」、「ＡＭＥ−４００」、「ＰＰ−５００」、「ＰＰ−８００」、「ＰＰ−１０００」、「ＰＥ−３５０」、新中村化学社製の「ＡＭＰ−１０Ｇ」、「ＡＭＰ−６０Ｇ」などがある。
【００２０】
一般的なモノマーには、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エチルアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、フマール酸、アクリロイルオキシエチルフタレート、アクリロイルオキシサクシネートなどのカルボキシル基含有モノマー、アクリル酸２−スルホン酸エチル、メタクリル酸２−スルホン酸エチル、ブチルアクリルアミドスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー、メタクリル酸２−ホスホン酸エチル、アクリル酸２−ホスホン酸エチルなどのホスホン酸基含有モノマー、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピルなどの水酸基含有モノマーなどがある。これらの中で、カルボキシル基または水酸基含有モノマーがとくに好ましい。
【００２１】
また、アクリル酸アミド、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸アミド、メタクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノプロピルなどの第１級アミノ基含有モノマー、アクリル酸メチルアミノエチル、アクリル酸メチルアミノプロピル、アクリル酸エチルアミノエチル、アクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸メチルアミノエチル、メタクリル酸メチルアミノプロピル、メタクリル酸エチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピルなどの第２級アミノ基含有モノマー、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸ジエチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジエチルアミノプロピルなどの第３級アミノ基含有モノマー、アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、アクリル酸ジメチルアミノエチルベンジルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルベンジルクロライド塩などの第４級アミノ基含有モノマーなども使用することができる。
【００２２】
さらに、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸セチル、メタクリル酸セチル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、メタクリル酸ベヘニルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステルなども使用できる。
【００２３】
また、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレンなどのスチレン系モノマー、イタコン酸ベンジルなどのイタコン酸エステル、マレイン酸ジメチルなどのマレイン酸エステル、フマール酸ジメチルなどのフマール酸エステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレンなどのα−オレフィンなどを使用することもできる。
【００２４】
本発明においては、上記の色材、分散剤および溶媒を必須成分として、必要により、任意成分として、界面活性剤や、バインダ、表面調整剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、電荷付与剤、殺菌剤、防腐剤、防臭剤、電荷調整剤、湿潤剤、皮はり防止剤、香料、顔料分散剤、顔料誘導体など、公知の一般的な添加剤を、適宜使用することができる。
【００２５】
本発明のインク組成物は、上記の各成分を、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、攪拌槽型ミルなどの媒体攪拌ミル、ディスパーなどの簡単な分散機により、よく撹拌混合し、分散させることにより、調製することができる。
【００２６】
このように調製される本発明のインク組成物、とくにインクジェット記録用の顔料インク組成物は、２０℃における表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、とくに好ましくは２８ｍＮ／ｍ以上であるのがよい。また、粘度は２〜３０ｃｐ、とくに好ましくは３〜２０ｃｐであるのがよい。表面張力および粘度を上記範囲に設定すると、インク組成物の定着性、耐水性および印字性に好ましい結果が得られる。上記設定は、主溶媒として前記した化合物を使用したことにより、他の構成成分の種類や量を適宜調整することで、容易に行えるものである。
【００２７】
また、上記の顔料インク組成物は、分散粒子の平均粒径が０．０１〜１μｍ、とくに好ましくは０．０２〜０．５μｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．２μｍであるのがよい。０．０１μｍ未満ではインク組成物の分散性が不安定となりやすく、１μｍを超えるとヘッド詰まりが起こりやすい。
【００２８】
本発明のインク組成物は、インクジェット印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、感熱転写印刷などのあらゆる印刷方式のインクとして、使用することができる。上記印刷方式の中でも、とくにインクジェット印刷に適用すると、前記した本発明の効果がより良く発現できるので、望ましい。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を記載して、より具体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味するものとする。
【００３０】
実施例１
１００ｃｃのプラスチック製ビンに、顔料として銅フタロシアニンブルー顔料（大日本インキ化学工業社製の「ファストゲンブルーＧＮＰＳ」）４部、分散剤としてスチレン／メタクリル酸／アクリル酸ブチル／ポリエーテル系マクロモノマー（日本油脂社製の「ＰＭＥ４００」）（重量比：２０／１０／５０／２０）の共重合体４部、溶媒としてエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステル１２部、直径３mmのジルコニアビーズ１００部を計り取り、ペイントシェーカー（東洋精機社製）で２時間分散した。
この分散後、顔料濃度が５重量％になるように、上記と同じ溶媒で希釈して、インク組成物Ａを調製した。
【００３１】
実施例２
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステルを同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｂを調製した。
【００３２】
実施例３
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、ジエチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルを同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｃを調製した。
【００３３】
実施例４
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルを同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｄを調製した。
【００３４】
実施例５
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、トリエチレングリコールモノエチルエーテルモノメチルエステルを同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｅを調製した。
【００３５】
実施例６
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、トリエチレングリコールジメチルエステルを同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｆを調製した。
【００３６】
実施例７
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノエチルエステルを同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｇを調製した。
【００３７】
比較例１
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、エチレングリコールを同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｈを調製した。
【００３８】
比較例２
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、脂肪族炭化水素溶剤（エクソン化学社製の「アイソパーＧ」）を同量使用し、分散剤として、スチレン／メタクリル酸／アクリル酸ブチル／ポリエーテル系マクロモノマー（重量比：２０／１０／５０／２０）の共重合体に代えて、ｐ−メチルスチレン／メタクリル酸イソブチル／アクリル酸２−エチルヘキシル（重量比：５５／３５／１０）の共重合体を同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｉを調製した。
【００３９】
比較例３
溶媒として、エチレングリコールモノブチルエーテルモノメチルエステルに代えて、水／トリエチレングリコール（重量比９０／１０）の混合溶媒を同量使用し、分散剤として、スチレン／メタクリル酸／アクリル酸ブチル／ポリエーテル系マクロモノマー（重量比：２０／１０／５０／２０）の共重合体に代えて、ジョンソンポリマー社製の「ジョンクリル６２」を同量使用した以外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｊを調製した。
【００４０】
上記の実施例１〜７のインク組成物Ａ〜Ｇおよび比較例１〜３のインク組成物Ｈ〜Ｊについて、下記の方法により、定着性、耐水性、印字性およびコックリングを評価した。これらの結果は、表１に示されるとおりであった。
【００４１】
＜定着性＞
インク組成物を、Ｎｏ．４ワイヤーバー（東洋精機社製）を用いて、光沢紙上（日立マクセル社製のフォト光沢紙）に塗布したのち、１００ｇの分銅をのせた布で光沢紙上を３秒間隔で１０回摺動させた。この摺動により、擦りとられなかったものを○、擦りとられたものを×、と評価した。
【００４２】
＜耐水性＞
インク組成物を、Ｎｏ．４ワイヤーバー（東洋精機社製）を用いて、光沢紙上（日立マクセル社製のフォト光沢紙）に塗布したのち、イオン交換水に１時間浸漬した。この浸漬で、滲みのないものを○、滲みのあるものを×、評価した。
【００４３】
＜印字性＞
インク組成物を、インクジェットプリンター（エプソン社製の「ＭＪ−５１０Ｃ」）を用いて、光沢紙（日立マクセル社製のフォト光沢紙）に印字した。この印字試験により、ドット抜けのないものを○、ドット抜けのあるものを×、と評価した。
【００４４】
＜コックリング＞
インク組成物を、Ｎｏ．４ワイヤーバー（東洋精機社製）を用いて、普通紙上に塗布し、乾燥したのちに、コックリング（波打ち）のないものを○、コックリングのあるものを×、と評価した。
【００４５】

【００４６】
上記の表１の結果から明らかなように、本発明の実施例１〜７のインク組成物Ａ〜Ｇは、いずれも、すぐれた定着性、耐水性および印字性を示しており、かつ普通紙に印字してもコックリングがなく、すべての評価項目において、すぐれていることがわかる。これに対して、比較例１のインク組成物Ｈは、耐水性、印字性およびコックリングが不十分であり、また比較例２のインク組成物Ｉは、定着性が不十分であり、さらに比較例３のインク組成物Ｊは、定着性、耐水性およびコックリングが不十分であった。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、（ポリ）アルキレングリコールのモノアルキルエーテルモノアルキルエステル化合物またはジアルキルエステル化合物などからなる特定の物性を持った化合物を主溶媒に用いたことにより、従来に比べ、定着性、耐水性および印字性にすぐれ、しかも普通紙に対してもコックリングなく印字できる、インク特性が大幅に改善されたインク組成物を提供できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink composition containing at least a coloring material, a dispersant, and a solvent, and more particularly to a pigment ink composition for inkjet recording.
[0002]
[Prior art]
In the ink jet recording method, printing is performed by ejecting liquid ink from a nozzle toward a recording medium using pressure, heat, an electric field or the like as a driving source. Such an ink jet recording system is rapidly spreading not only for office use but also for consumer use in recent years because of its low running cost and high image quality.
[0003]
As an ink for inkjet recording, an aqueous dye ink obtained by dissolving a water-soluble dye in an aqueous medium has been used for reasons such as high coloring power and less clogging at the head orifice. However, this water-based dye ink has a problem that water resistance and weather resistance are not sufficient.
[0004]
In recent years, large-scale inkjet printers that can handle A-O sizes have been developed, the usage environment for outdoor applications such as outdoor posters has increased, and the use of long-term storage has increased due to the widespread use of digital cameras. . Against this background, pigment inks with excellent water resistance and weather resistance have been actively developed.
[0005]
However, an aqueous pigment ink using water and an aqueous solvent as a solvent is not suitable for a poster or the like because cockling (rippling after drying) occurs when printing on plain paper. In addition, an oil-based pigment ink using an aliphatic hydrocarbon or alcohol as a solvent (Japanese Patent Publication No. 9-511780, Japanese Patent Publication No. 10-507487, Japanese Patent Publication No. 11-501353, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-38533, Japanese Patent Application Laid-Open No. Each publication (2001-329193, etc.) has a problem that although there is little cockling, when printed on glossy paper or the like, the fixing property is insufficient and the printed matter is easily rubbed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In light of the above-described conventional circumstances, the present invention provides an ink composition, particularly a pigment ink composition for inkjet recording, which has excellent fixability, water resistance, and printability and can be printed on plain paper without cockling. It is an object.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventors have found that a compound having specific physical properties, such as a monoalkyl ether monoalkyl ester compound or a dialkyl ester compound of (poly) alkylene glycol, as a main solvent. When used, it is known that excellent print stability can be obtained without causing clogging of the head, printing can be performed on plain paper without cockling, and the fixing property and water resistance of the printed matter can be improved, thereby completing the present invention. It came to.
[0008]
That is, the present invention provides an ink composition containing at least a colorant, a dispersant, and a solvent. As a main solvent, the surface tension at 20 ° C. is 25 mN / m or more, the viscosity is 1 to 20 cp, the vapor pressure is 0.2 hPa or less, A polyalkylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester compound or dialkyl ester compound having a boiling point of 150 ° C. or higher is used in an amount of 50% by weight or more of the total solvent, and contains at least an acrylic resin having a polyether structure as a dispersant. those relating to the ink composition according to claim.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the compound used as the main solvent has a surface tension at 20 ° C. of 25 mN / m or more, preferably 28 mN / m or more (usually 72 mN / m or less), and a viscosity of 1 to 20 cp, preferably 2 to 10 cp, vapor pressure of 0.2 hPa or less, preferably 0.1 hPa or less (usually 0.001 hPa or more), boiling point of 150 ° C. or more, preferably 200 ° C. or more (usually 400 ° C. or less). It is what you have.
[0010]
When the surface tension at 20 ° C. is less than 25 mN / m, when printing on paper, the penetrability is large, so that the set-off is likely to occur, the print density may be lowered, and when the surface tension is low, the printing speed is increased. In this case, it becomes difficult to form ink droplets. On the other hand, when the viscosity is less than 1 cp or more than 20 cp, the printing stability is deteriorated. Furthermore, when the vapor pressure is less than 0.2 hPa or the boiling point is less than 150 ° C., the ink composition is dried on the coating head and head clogging is likely to occur.
[0011]
The compound having the above physical properties in the present invention includes a (poly) alkylene glycol derivative, and this derivative includes (poly) alkylene glycol, that is, alkylene glycol or polyalkylene glycol monoalkyl ether compound or monoalkyl ester compound, etc. And compounds having no free hydroxyl group, such as a compound having one free hydroxyl group, a monoalkyl ether monoalkyl ester compound, a dialkyl ether compound, and a dialkyl ester compound. Among these, a monoalkyl ether monoalkyl ester compound or a dialkyl ester compound is particularly preferable as the compound having an ester group, and a compound in which the ester group is a methyl ester group is most preferable.
[0012]
The monoalkyl ether monoalkyl ester compound or dialkyl ester compound of (poly) alkylene glycol includes ethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, diethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, triethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, propylene glycol mono Alkyl ether monoalkyl ester, dipropylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, tripropylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, ethylene glycol dialkyl ester, diethylene glycol dialkyl ester, triethylene glycol dialkyl ester, propylene glycol dialkyl ester, dipropylene Recall dialkyl ester, tripropylene glycol dialkyl ester. Among these, one of them can be used alone, or two or more of them can be mixed and used.
[0013]
Specifically, diethylene glycol monoethyl ether monomethyl ester, diethylene glycol monoethyl ether monoethyl ester, diethylene glycol monoethyl ether monobutyl ester, diethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester, dipropylene glycol monoethyl ether monomethyl ester, triethylene glycol monoethyl ether monomethyl Examples include esters, triethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester, tetraethylene glycol monoethyl ether monomethyl ester, tetraethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester, diethylene glycol dimethyl ester, and triethylene glycol dimethyl ester.
[0014]
In the present invention, such a compound has both a polar group (an ester group and an ether group) and a hydrophobic group (an alkyl group) in the molecule. On the other hand, it has an effect of exhibiting excellent fixing property and water resistance. The fixing property and water resistance can be easily adjusted by the number of ester groups, ether groups, and alkyl groups. In particular, ether groups and ester groups can prevent cockling when printed on plain paper, and have a function of improving fixability to glossy paper.
[0015]
In the present invention, the use of the above compound as a main solvent means that the above compound is used in an amount of 50% by weight or more, particularly preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and most preferably. Is preferably 80% by weight or more. When other organic solvents are used in combination, it is preferable to set them within an appropriate range according to each organic solvent so as not to impair the characteristics of the present invention.
[0016]
In the present invention, examples of the color material include inorganic pigments, organic pigments, dyes, and the like. Among these, pigments are preferable from the viewpoint of weather resistance.
Examples of inorganic pigments include carbon black, titanium oxide, zinc white, zinc oxide, trypone, iron oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, kaolinite, montmorillonite, talc, barium sulfate, calcium carbonate, silica, alumina, cadmium red, red pepper, Molybdenum red, chrome vermilion, molybdate orange, yellow lead, chrome yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, titanium yellow, chromium oxide, pyridiane, cobalt green, titanium cobalt green, cobalt chrome green, ultramarine blue, ultramarine blue, bitumen , Cobalt blue, cerulean blue, manganese violet, cobalt violet, mica and the like.
[0017]
Examples of organic pigments include azo, azomethine, polyazo, phthalocyanine, quinacridone, anthraquinone, indigo, thioindigo, quinophthalone, benzimidazolone, isoindoline, and isoindolinone pigments. It is done.
Examples of the dye include azo series, anthraquinone series, indigo series, phthalocyanine series, carbonyl series, quinone imine series, methine series, quinoline series, and nitro series. Among these, disperse dyes are particularly preferable.
[0018]
In the present invention, the dispersant includes vinyl resin, acrylic resin, amino resin, polyester resin, alkyd resin, phenol resin, melamine resin, amide resin, silicon resin, fluorine resin, cellulose resin, natural protein, Known general resins such as coalescence can be used.
Among these, a resin having a polyether structure containing at least one of a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure is preferable. Since the polyether structure has good affinity with the (poly) alkylene glycol derivative used as a solvent, it has excellent dispersion stability of the pigment. Furthermore, since it has a good affinity for glossy paper, the fixability of printed matter can be improved.
[0019]
A resin having a polyether structure that exhibits such an effect can be easily synthesized, for example, by copolymerizing a polyether-based macromonomer and a general monomer that is polar or hydrophobic. .
Polyether macromonomers include “PME-200”, “PME-400”, “PME-1000”, “AME-400”, “PP-500”, “PP-800”, “ “PP-1000”, “PE-350”, “AMP-10G”, “AMP-60G” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
[0020]
Common monomers include carboxyl group-containing monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, ethyl acrylic acid, propyl acrylic acid, isopropyl acrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, acryloyloxyethyl phthalate, acryloyloxy succinate, Sulfonic acid group-containing monomers such as acrylic acid 2-ethyl sulfonate, methacrylic acid 2-ethyl sulfonate, and butylacrylamide sulfonic acid, and phosphonic acid group-containing monomers such as methacrylic acid 2-ethyl phosphonate and acrylic acid 2-ethyl phosphonate And hydroxyl group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, and hydroxypropyl methacrylate. Among these, a carboxyl group- or hydroxyl group-containing monomer is particularly preferable.
[0021]
In addition, primary amino group-containing monomers such as acrylic acid amide, aminoethyl acrylate, aminopropyl acrylate, methacrylic acid amide, aminoethyl methacrylate, aminopropyl methacrylate, methylaminoethyl acrylate, methylaminopropyl acrylate Secondary amino group-containing monomers such as ethylaminoethyl acrylate, ethylaminopropyl acrylate, methylaminoethyl methacrylate, methylaminopropyl methacrylate, ethylaminoethyl methacrylate, ethylaminopropyl methacrylate, dimethylamino acrylate Ethyl, diethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl acrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate Tertiary amino group-containing monomers such as dimethylaminopropyl methacrylate and diethylaminopropyl methacrylate, dimethylaminoethylmethyl chloride acrylate, dimethylaminoethylmethyl chloride methacrylate, dimethylaminoethylbenzyl chloride acrylate, dimethyl methacrylate Quaternary amino group-containing monomers such as aminoethylbenzyl chloride salts can also be used.
[0022]
Furthermore, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, benzyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, methacrylic acid n-propyl, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, tridecyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl methacrylate, acrylic acid Alkyl (meth) acrylates such as lauryl, lauryl methacrylate, cetyl acrylate, cetyl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, behenyl acrylate, behenyl methacrylate Ester, or the like can also be used.
[0023]
Also, styrene monomers such as styrene, α-methyl styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-tert-butyl styrene, itaconate such as benzyl itaconate, dimethyl maleate, etc. Fumarate esters such as maleate and dimethyl fumarate, and α-olefins such as acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, and ethylene can also be used.
[0024]
In the present invention, the above-described coloring material, dispersant and solvent are essential components, and as necessary, surfactants, binders, surface conditioning agents, leveling agents, antifoaming agents, antioxidants, pH adjustments as optional components. Well-known general additives such as additives, charge imparting agents, bactericides, antiseptics, deodorants, charge control agents, wetting agents, anti-skinning agents, perfumes, pigment dispersants, pigment derivatives, etc. Can do.
[0025]
In the ink composition of the present invention, each of the above components is mixed with a container drive medium mill such as a ball mill, a centrifugal mill or a planetary ball mill, a high-speed rotating mill such as a sand mill, a medium agitation mill such as a stirring tank mill, or a simple disperser. It can be prepared by mixing well with a disperser and dispersing.
[0026]
The ink composition of the present invention thus prepared, particularly the pigment ink composition for inkjet recording, has a surface tension at 20 ° C. of 25 mN / m or more, particularly preferably 28 mN / m or more. Further, the viscosity is 2 to 30 cp, particularly preferably 3 to 20 cp. When the surface tension and the viscosity are set in the above ranges, favorable results are obtained for the fixing property, water resistance and printability of the ink composition. The above setting can be easily performed by appropriately adjusting the types and amounts of the other components by using the above-described compound as the main solvent.
[0027]
The pigment ink composition has an average particle size of dispersed particles of 0.01 to 1 μm, particularly preferably 0.02 to 0.5 μm, and more preferably 0.05 to 0.2 μm. If it is less than 0.01 μm, the dispersibility of the ink composition tends to be unstable, and if it exceeds 1 μm, head clogging tends to occur.
[0028]
The ink composition of the present invention can be used as an ink for all printing methods such as ink jet printing, offset printing, gravure printing, thermal transfer printing and the like. Among the above printing methods, application to inkjet printing is particularly desirable because the above-described effects of the present invention can be expressed better.
[0029]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described in more detail. In the following, “parts” means parts by weight.
[0030]
Example 1
In a 100 cc plastic bottle, 4 parts of copper phthalocyanine blue pigment ("Fastgen Blue GNPS" manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a pigment, and styrene / methacrylic acid / butyl acrylate / polyether macromonomer (as a dispersant) 4 parts of a copolymer of “PME400” (weight ratio: 20/10/50/20) manufactured by NOF Corporation, 12 parts of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester as a solvent, 100 parts of zirconia beads having a diameter of 3 mm, It was dispersed for 2 hours with a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.).
After this dispersion, ink composition A was prepared by diluting with the same solvent as described above so that the pigment concentration was 5% by weight.
[0031]
Example 2
Ink composition B was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same amount of diethylene glycol monoethyl ether monomethyl ester was used as the solvent instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester.
[0032]
Example 3
Ink composition C was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same amount of diethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester was used as the solvent instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester.
[0033]
Example 4
Ink composition D was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same amount of dipropylene glycol monobutyl ether monomethyl ester was used instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester as a solvent.
[0034]
Example 5
Ink composition E was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same amount of triethylene glycol monoethyl ether monomethyl ester was used instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester as a solvent.
[0035]
Example 6
Ink composition F was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same amount of triethylene glycol dimethyl ester was used instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester as a solvent.
[0036]
Example 7
Ink composition G was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same amount of diethylene glycol monoethyl ether monoethyl ester was used instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester as a solvent.
[0037]
Comparative Example 1
Ink composition H was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same amount of ethylene glycol was used instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester as a solvent.
[0038]
Comparative Example 2
Instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester as solvent, the same amount of aliphatic hydrocarbon solvent (“Isopar G” manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.) is used, and styrene / methacrylic acid / butyl acrylate / polyether as dispersant. Copolymer of p-methylstyrene / isobutyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate (weight ratio: 55/35/10) instead of the copolymer of the system macromonomer (weight ratio: 20/10/50/20) Ink composition I was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same amount of coalescence was used.
[0039]
Comparative Example 3
As a solvent, instead of ethylene glycol monobutyl ether monomethyl ester, the same amount of a mixed solvent of water / triethylene glycol (weight ratio 90/10) is used, and as a dispersant, styrene / methacrylic acid / butyl acrylate / polyether system. An ink composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same amount of “John Crill 62” manufactured by Johnson Polymer was used instead of the copolymer of macromonomer (weight ratio: 20/10/50/20). Article J was prepared.
[0040]
For the ink compositions A to G of Examples 1 to 7 and the ink compositions H to J of Comparative Examples 1 to 3, the fixability, water resistance, printability and cockling were evaluated by the following methods. These results were as shown in Table 1.
[0041]
<Fixability>
The ink composition is designated After coating on glossy paper (photo glossy paper manufactured by Hitachi Maxell) using a 4-wire bar (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), slide it on the glossy paper 10 times at intervals of 3 seconds with a cloth with 100 g of weight. It was. Those that were not rubbed by this sliding were evaluated as ◯, and those that were rubbed out were evaluated as x.
[0042]
<Water resistance>
The ink composition is designated A 4-wire bar (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) was applied onto glossy paper (photo glossy paper manufactured by Hitachi Maxell), and then immersed in ion-exchanged water for 1 hour. In this immersion, the case without blur was evaluated as ○, and the case with blur as ×.
[0043]
<Printability>
The ink composition was printed on glossy paper (photo glossy paper manufactured by Hitachi Maxell) using an inkjet printer ("MJ-510C" manufactured by Epson Corporation). By this printing test, the case where there was no missing dot was evaluated as ○, and the case where there was a missing dot was evaluated as ×.
[0044]
<Cock ring>
The ink composition is designated A 4-wire bar (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) was applied on plain paper and dried, and after that it was evaluated as ◯ when there was no cockling (waving) and x when there was cockling.
[0045]

[0046]
As is clear from the results in Table 1 above, the ink compositions A to G of Examples 1 to 7 of the present invention all showed excellent fixing properties, water resistance and printability, and plain paper. Even if printed on, there is no cockling, and all the evaluation items are excellent. On the other hand, the ink composition H of Comparative Example 1 has insufficient water resistance, printability and cockling, and the ink composition I of Comparative Example 2 has insufficient fixing properties. The ink composition J of Example 3 was insufficient in fixability, water resistance and cockling.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the present invention uses a compound having specific physical properties, such as a monoalkyl ether monoalkyl ester compound or a dialkyl ester compound of (poly) alkylene glycol, as a main solvent. It is possible to provide an ink composition having excellent ink characteristics, excellent ink resistance, water resistance and printability, and capable of printing on plain paper without cockling.

Claims

In an ink composition containing at least a colorant, a dispersant, and a solvent, the main solvent has a surface tension at 20 ° C. of 25 mN / m or more, a viscosity of 1 to 20 cp, a vapor pressure of 0.2 hPa or less, and a boiling point of 150 ° C. or more. An ink composition comprising at least an acrylic resin having a polyether structure as a dispersant, using a (poly) alkylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester compound or dialkyl ester compound in an amount of 50% by weight or more of the total solvent. object.

The main solvent is ethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, diethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, triethylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, propylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, dipropylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, It is at least one selected from propylene glycol monoalkyl ether monoalkyl ester, ethylene glycol dialkyl ester, diethylene glycol dialkyl ester, triethylene glycol dialkyl ester, propylene glycol dialkyl ester, dipropylene glycol dialkyl ester, tripropylene glycol dialkyl ester The ink composition according to Motomeko 1.

The ink composition according to claim 1 or 2 colorant is a pigment.

The ink composition according to any one of claims 1 to 3 , which has a surface tension at 20 ° C of 25 mN / m or more and a viscosity of 2 to 30 cp.