WO2022176286A1 - インクセット - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ink set comprising a pretreatment liquid and an ink composition.
- a pretreatment liquid for inkjet recording containing water-insoluble resin fine particles, an organic acid such as malonic acid, a cross-linking agent, and water is known.
- An image obtained by using this pretreatment liquid has no ink bleeding, excellent adhesion, and excellent lamination strength.
- the pretreatment liquid and ink composition are directed to printing for lamination.
- the printed part for such applications exists inside the laminated product and is not located on the outermost layer when the printed matter is used. Therefore, in the invention described in Patent Document 1, it is not intended to improve effects such as abrasion resistance of the printed portion.
- Patent Literature 2 describes that printing is performed with ink for inkjet recording after treating the surface of an object to be printed with an acidic pretreatment liquid. It also describes that various acids can be used to acidify the pretreatment liquid. However, the printed pattern obtained by such printing is limited to images without bleeding.
- the problem to be solved by the present invention is to obtain an ink set that forms excellent image quality even in the presence of an acid atmosphere in the vicinity of ink nozzles or the like that occurs when a volatile acid is used in the pretreatment liquid. .
- the present invention is as follows.
- An ink set comprising a pretreatment liquid and an ink composition, wherein the pretreatment liquid contains an organic acid having a boiling point of 120° C. or less at 1 atm, the ink composition is a pigment, and the acid value is 200 mgKOH/ g or more of an alkali-soluble resin or a crosslinked product thereof in an ink composition of 1.8% by mass or more, a water-dispersible resin, and water.
- prints and images are excellent in abrasion resistance, and the flying trajectory of the ink composition ejected from the nozzles is not disturbed even in an atmosphere in which a volatile organic acid is present.
- the effect of forming excellent image quality (acid resistance) can be exhibited.
- the ink set of the present invention is an ink set having a pretreatment liquid and an ink composition, and will be described in order below.
- the ink composition may be an ink composition for inkjet or for textile printing.
- the glass transition temperature and weight average molecular weight for the resins herein are defined as follows. ⁇ Glass transition temperature>
- the glass transition temperature of the resin is the theoretical glass transition temperature obtained by thermal analysis, unless the resin is an acrylic copolymer resin.
- a method of thermal analysis according to JIS K7121 (method for measuring the transition temperature of plastics), as an example, using a Pyris1 DSC manufactured by PerkinElmer, a temperature increase rate of 20 ° C./min and a nitrogen gas flow rate of 20 ml/min.
- the glass transition temperature can be measured at
- the weight average molecular weight of the resin in the present invention can be measured by gel permeation chromatography (GPC) method.
- GPC gel permeation chromatography
- PLgel PLgel
- MIXED-D manufactured by Polymer Laboratories
- tetrahydrofuran as a developing solvent
- column temperature 25 ° C. flow rate 1 ml / min
- RI Chromatography is performed under the conditions of a detector, a sample injection concentration of 10 mg/ml, and an injection amount of 100 microliters, and the polystyrene equivalent weight average molecular weight is determined.
- the pretreatment liquid in the present invention contains an organic acid having a boiling point of 120° C. or less under 1 atm, and may further contain a surfactant.
- Organic acid with a boiling point of 120°C or less under 1 atmosphere As the organic acid with a boiling point of 120°C or less under 1 atmosphere used in the pretreatment liquid, formic acid (boiling point of 100.8°C under 1 atmosphere) and/or acetic acid (boiling point of 118°C under 1 atmosphere) is used. can.
- Such an organic acid is preferably contained in the pretreatment liquid in an amount of 5.0% by mass or more, more preferably 8.0% by mass or more.
- the content is preferably 30.0% by mass or less, more preferably 25.0% by mass or less. If the content of the organic acid is too small, it may take time for the resin in the ink composition printed thereon to fix. Also, if the content is excessive, it may take time for the organic acid to evaporate after printing and the free acid in the print or image to disappear.
- the pretreatment liquid may or may not contain a surfactant.
- a surfactant that can be contained, anionic surfactants and nonionic surfactants are preferred. If a cationic surfactant or an amphoteric surfactant is contained, there is a possibility of forming a salt with an organic acid having a boiling point of 120° C. or less under 1 atm.
- the content of the surfactant is, for example, 0 to 1.0% by mass, preferably 0.01 to 1.0% by mass, more preferably 0.1 to 0.7% by mass, relative to the entire pretreatment liquid. is.
- Phosphate-based surfactants alkenylsuccinic acid-based surfactants, alkylbenzene sulfonic acid alkali metal salts, taurine-based surfactants, and polyoxyethylene alkylphenyl sulfate alkali metal salts can be used as anionic surfactants.
- Phosphate-based surfactants are preferably phosphate ester-based surfactants, and Plysurf AL, Plysurf DB-01, Plysurf A219B, Plysurf A208B, and Plysurf 212C (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) are used. can do.
- alkenyl succinic acid surfactant and/or a taurine surfactant can be used together with the phosphate surfactant.
- alkenyl succinic acid or its salt alkenyl succinic acid (Seiko PMC) and dipotassium alkenyl succinate (Kao Corporation) can be used.
- alkylbenzenesulfonic acid alkali metal salts sodium dodecylbenzenesulfonate and the like can be used.
- taurine surfactants examples include N-acyl taurine salts (Nikko Chemicals Co., Ltd.), LMT (N-lauroylmethyltaurate Na), MMT (N-myristoylmethyltaurate Na), PMT (N-palmitoylmethyltaurate Na), SMT. (N-stearoylmethyl taurine Na) can be included.
- N-acyl taurine salts Nakko Chemicals Co., Ltd.
- LMT N-lauroylmethyltaurate Na
- MMT N-myristoylmethyltaurate Na
- PMT N-palmitoylmethyltaurate Na
- SMT SMT.
- alkali metal salt of polyoxyethylene alkylphenyl sulfate sodium polyoxyethylene nonylphenyl sulfate and the like can be used.
- nonionic surfactant one or more selected from silicone surfactants, fluorosurfactants and acetylenic surfactants can be used.
- silicone-based surfactants include BYK-347, BYK-377, BYK-3455 (BYK-Chemie Japan) and the like.
- fluorine-based surfactants examples include F-410, F-444, F-553 (manufactured by DIC Corporation), FS-65, FS-34, FS-35, FS-31, FS-30 (manufactured by , manufactured by DuPont).
- acetylenic surfactants include Surfynol 104E, Surfynol 104H, Surfynol 104A, Surfynol 104BC, Surfynol 104DPM, Surfynol 104PA, Surfynol 104PG-50, Surfynol 420, Surfynol 440, Surfynol 465 (EVONIK), Dynol 607, Dynol 609, Olfine E1004, Olfine E1010, Olfine E1020, Olfine PD-001, Olfine PD-002W, Olfine PD-004, Olfine PD-005, Olfine EXP. 4001, Olfine EXP. 4200, Olfine EXP. 4123, Olfine EXP.
- One or two or more selected from those commercially available under trade names such as 4300 (Nissin Kagaku Kogyo Co., Ltd.) can be mentioned.
- solvent As a solvent for the pretreatment liquid in the present invention, water alone or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent can be employed.
- water-soluble organic solvent include monoalcohols, polyhydric alcohols, lower alkyl ethers of polyhydric alcohols, ketones, ethers, esters, and nitrogen-containing compounds. These may be used alone or in combination of two or more.
- Examples of the monoalcohols include methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, n-nonyl alcohol, n-decanol, or these. isomers, cyclopentanol, cyclohexanol, etc., and preferably alcohols having an alkyl group of 1 to 6 carbon atoms can be used.
- polyhydric alcohols examples include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,2- Hexanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanediol, heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, glycerin, pentaerythritol, diethylene glycol, dipropylene Glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, thiodiglycol and the like can be used.
- lower alkyl ethers of polyhydric alcohols include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and ethylene glycol.
- Isobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol-n-propyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono-n-propyl ether, dipropylene glycol mono -n-butyl ether and the like can be used.
- the content of the water-soluble organic solvent is preferably as low as possible, and may be omitted. However, the content when blended is preferably 0 to 10.0% by mass, more preferably 0 to 5.0% by mass in the pretreatment liquid. If it exceeds 10.0% by mass, poor drying and anti-blocking properties will decrease.
- the pretreatment liquid in the present invention may or may not contain a water-soluble polyvalent metal salt as another component.
- the water-soluble polyvalent metal salt is an organic or inorganic acid salt of a polyvalent metal having a solubility of 1 g/100 mL or more, preferably 2 g/100 mL or more, more preferably 20 g/100 mL or more in 100 mL of water at 20°C. be.
- the water-soluble polyvalent metal salt may be a double salt containing a polyvalent metal, or a hydrate.
- polyvalent metals include one or more selected from magnesium, calcium, strontium, zinc, copper, iron, and aluminum.
- organic acid for constituting the water-soluble polyvalent metal salt for example, one or more of fatty acids represented by RCOOH (wherein R is hydrogen and an organic group having 1 to 30 carbon atoms).
- Such organic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, octylic acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, 12-hydroxystearic acid, ricinoleic acid, oleic acid, vaccenic acid, Linoleic acid, linolenic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, cerotic acid, montanic acid, melissic acid, lactic acid, citric acid, gluconic acid, malic acid, tartaric acid, succinic acid, malonic acid, glutaric acid, maleic acid, fumaric acid acid, glutaconic acid, benzoic acid, ascorbic acid and the like.
- water-soluble polyvalent metal salts that are polyvalent metal salts of organic acids include zinc acetate, calcium acetate, strontium acetate, magnesium acetate, zinc formate, calcium formate, strontium formate, copper (II) formate, magnesium formate, calcium benzoate, magnesium benzoate, zinc benzoate, calcium lactate, magnesium lactate, aluminum lactate, iron (II) lactate, copper lactate, calcium ascorbate, magnesium ascorbate, calcium propionate, magnesium propionate, calcium gluconate, One or more selected from magnesium gluconate, zinc gluconate, copper gluconate, zinc citrate, copper citrate, and hydrates thereof may be used.
- water-soluble polyvalent metal salts that are polyvalent metal salts of inorganic acids include zinc chloride, aluminum chloride, calcium chloride, strontium chloride, iron chloride, copper (II) chloride, nickel chloride, magnesium chloride, chloride manganese (II), zinc bromide, calcium bromide, strontium bromide, iron (II) bromide, copper (II) bromide, magnesium bromide, zinc iodide, calcium iodide, magnesium iodide, aluminum nitrate, Calcium nitrate, Strontium nitrate, Iron(III) nitrate, Copper(II) nitrate, Magnesium nitrate, Zinc sulfate, Aluminum sulfate, Iron(II) sulfate, Iron(III) sulfate, Copper sulfate, Magnesium sulfate, Potassium aluminum sulfate, Phosphorus One or two or more selected from calcium di
- the blending amount of the water-soluble polyvalent metal salt is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the type of salt and the purpose of blending.
- the lower limit of the content of the water-soluble polyvalent metal salt is, for example, 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more in terms of solid content in the pretreatment liquid.
- the upper limit of the water-soluble polyvalent metal salt content is, for example, 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less in terms of solid content in the pretreatment liquid.
- the content of the water-soluble polyvalent metal salt is, for example, 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass in terms of solid content in the pretreatment liquid. .
- the ink composition of the present invention contains a pigment of each hue to obtain an ink composition of each color.
- pigments conventionally used in ordinary ink compositions can be used without particular limitation.
- organic pigments include dye lake pigments, azo-based, benzimidazolone-based, phthalocyanine-based, quinacridone-based, anthraquinone-based, dioxazine-based, indigo-based, thioindico-based, perylene-based, perinone-based, diketopyrrolopyrrole-based, Examples include isoindolinone, nitro, nitroso, anthraquinone, flavanthrone, quinophthalone, pyranthrone, and indanthrone pigments.
- Examples of inorganic pigments include carbon black, titanium oxide, red iron oxide, graphite, iron black, chromium oxide green, and aluminum hydroxide. Specific examples of pigments include the following.
- Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 42, 73, 74, 75, 81, 83, 87, 93, 95, 97, 98, 108, 109, 114, 120, 128, 129, 138, 139, 150, 151, 155, 166, 180, 184, 185, 213, etc., preferably C.I. I. Pigment Yellow 150, 155, 180, 213 and the like.
- Examples of magenta pigments include C.I. I.
- Examples of cyan pigments include C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 18, 22, 27, 29, 60, preferably C.I.
- Black pigments for use in black ink compositions include, for example, carbon black (C.I. Pigment Black 7).
- White pigments for use in white ink compositions include, for example, titanium oxide and aluminum oxide, preferably titanium oxide surface-treated with various materials such as alumina and silica.
- the content of the pigment in the ink composition is preferably 1.0 to 20.0% by mass with respect to the total mass of the ink composition. If the pigment content is less than 1% by mass, the image quality of the resulting printed matter tends to deteriorate. On the other hand, if it exceeds 20.0% by mass, it tends to adversely affect the viscosity characteristics of the ink composition.
- the ink composition in the invention may contain a pigment dispersant, if necessary.
- the pigment dispersant is used to improve the dispersibility of the pigment and the storage stability of the ink composition of the present invention, and conventionally used ones can be used without particular limitation. It is preferred to use agents.
- examples of such pigment dispersants include carbodiimide dispersants, polyesteramine dispersants, fatty acid amine dispersants, modified polyacrylate dispersants, modified polyurethane dispersants, polychain polymer nonionic dispersants, A polymer ion activator and the like can be mentioned. These pigment dispersants can be used alone or in combination of two or more.
- the pigment dispersant is preferably contained in an amount of 1 to 200 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of pigments used. If the content of the pigment dispersant is less than 1 part by mass, the pigment dispersion and the storage stability of the ink composition of the present invention may deteriorate. On the other hand, it is possible to contain more than 200 parts by mass, but there are cases where there is no difference in the effect. A more preferable lower limit for the content of the pigment dispersant is 5 parts by mass, and a more preferable upper limit is 60 parts by mass.
- Alkali-soluble resin or crosslinked product thereof having an acid value of 200 mgKOH/g or more Alkali-soluble resins having an acid value of 200 mgKOH/g or more or crosslinked products thereof include, for example, acrylic copolymer resins, maleic acid-based copolymer resins, polyester resins obtained by polycondensation reaction, polyurethane resins, etc. or crosslinked products thereof. is mentioned. Materials for synthesizing this alkali-soluble resin are disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-94825. Copolymer resins, polyester resins, polyurethane resins, etc. can be used. Furthermore, resins obtained using materials other than these can also be used. The said alkali-soluble resin can be used individually or in combination of 2 or more types.
- the content of the alkali-soluble resin is preferably 5.0 parts by mass or more, more preferably 15.0 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the pigment, from the viewpoint of improving the dispersibility of the pigment. preferable.
- the content of the alkali-soluble resin is preferably 100.0 parts by mass or less and 80.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the pigment. is more preferable, and 60.0 parts by mass or less is even more preferable.
- acrylic copolymer resin for example, a mixture of an anionic group-containing monomer and another copolymerizable monomer is mixed with a usual radical generator (e.g., benzoyl peroxide, tertiarybutyl peroxybenzoate, azo bisisobutyronitrile, etc.) in a solvent, and those obtained by polymerization can be used.
- a radical generator e.g., benzoyl peroxide, tertiarybutyl peroxybenzoate, azo bisisobutyronitrile, etc.
- the anionic group-containing monomer includes, for example, a monomer having at least one anionic group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphonic acid group. is particularly preferred.
- Examples of the monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate, 2-carboxypropyl (meth)acrylate, anhydrous Maleic acid, fumaric anhydride, maleic acid half ester, and the like.
- examples of the monomer having a sulfonic acid group include sulfoethyl methacrylate.
- Examples of the monomer having a phosphonic acid group include phosphonoethyl methacrylate.
- Other monomers copolymerizable with the anionic group-containing monomer preferably include a hydrophobic group-containing monomer from the viewpoint of improving the adsorptivity with the pigment.
- the hydrophobic group-containing monomers include, for example, monomers having a long-chain alkyl group, alkyl esters having 8 or more carbon atoms of a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid such as (meth)acrylic acid (e.g.
- monomers having an aromatic hydrocarbon group include styrene-based monomers such as benzyl (meth)acrylate, styrene, ⁇ -methylstyrene and vinyltoluene.
- the hydrophobic group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
- Other monomers copolymerizable with the anionic group-containing monomer may include hydrophilic group-containing monomers from the viewpoint of suppressing aggregation of the alkali-soluble resin in the aqueous medium.
- hydrophilic group-containing monomer examples include monomers having a (poly)oxyalkylene chain, such as methoxypolyethylene glycol, methoxypolyethylenepolypropyleneglycol, ethoxypolyethyleneglycol, ethoxypolyethylenepolypropyleneglycol, propoxypolyethyleneglycol, and propoxypolyethylene.
- monomers having a (poly)oxyalkylene chain such as methoxypolyethylene glycol, methoxypolyethylenepolypropyleneglycol, ethoxypolyethyleneglycol, ethoxypolyethylenepolypropyleneglycol, propoxypolyethyleneglycol, and propoxypolyethylene.
- Esterification products of single-terminal alkyl-blocked (poly)alkylene glycols such as polypropylene glycol and radically polymerizable unsaturated carboxylic acids such as (meth)acrylic acid, and radically polymerizable unsaturated carboxylic acids such as (meth)acrylic acid ethylene oxide adducts and/or propylene oxide adducts; basic group-containing monomers such as vinylpyrrolidones such as 1-vinyl-2-pyrrolidone and 1-vinyl-3-pyrrolidone; 2-vinylpyridine; -Vinylpyridines such as vinylpyridine, 5-methyl-2-vinylpyridine, 5-ethyl-2-vinylpyridine, vinylimidazoles such as 1-vinylimidazole, 1-vinyl-2-methylimidazole, 3-vinylpiperidine , vinyl biperidines such as N-methyl-3-vinylpiperidine, dimethylaminoethyl (me
- a monomer having a hydroxyl group for example, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl esters of (meth)acrylic acid such as hydroxypropyl (meth) acrylate, etc.;
- a monomer having an epoxy group for example, glycidyl (Meth)acrylate and the like.
- the hydrophilic group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
- copolymerizable monomers other than the hydrophobic group-containing monomer and the hydrophilic group-containing monomer include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, (meth) Alkyl esters of (meth)acrylic acid having less than 8 carbon atoms, such as propyl acrylate, isopropyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, and cyclohexyl (meth)acrylate mentioned.
- the hydrophobic group-containing monomer and other copolymerizable monomers other than the hydrophilic group-containing monomer can be used alone or in combination of two or more.
- the bifunctional or higher functional cross-linking agent may have two or more reactive functional groups in the molecule in order to react with the functional groups possessed by the alkali cross-linkable resin.
- the reactive functional group include epoxy group, hydroxyl group, isocyanate group, amino group, and aziridine group.
- crosslinkers that are dispersed, emulsified, dissolved in water or are dispersible, emulsifiable and/or soluble in water are particularly preferred.
- the bifunctional or higher functional cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
- the acid value of the alkali-soluble resin is 200 mgKOH/g or more, more preferably 210 mgKOH/g or more, and even more preferably 220 mgKOH/g or more, from the viewpoint of enhancing reactivity with the organic acid contained in the pretreatment liquid. Moreover, the acid value of the alkali-soluble resin is preferably 300 mgKOH/g or less, more preferably 250 mgKOH/g or less, and even more preferably 240 mgKOH/g or less, from the viewpoint of improving the water resistance of printed matter.
- the acid value was obtained by arithmetically determining the number of mg of potassium hydroxide theoretically required to neutralize 1 g of the alkali-soluble resin, based on the composition of the monomers used for synthesizing the alkali-soluble resin. Theoretical acid number.
- the glass transition temperature of the alkali-soluble resin is preferably 0°C or higher, more preferably 20°C or higher, and even more preferably 40°C or higher, from the viewpoint of improving the blocking resistance of printed matter.
- the glass transition temperature of the alkali-soluble resin is preferably 100° C. or lower, more preferably 80° C. or lower, and even more preferably 60° C. or lower, from the viewpoint of improving the bending resistance of printed matter.
- the weight-average molecular weight of the alkali-soluble resin is 5,000 or more, more preferably 8,000 or more, and even more preferably 13,000 or more, from the viewpoint of improving the water resistance of printed matter.
- the weight-average molecular weight of the alkali-soluble resin is 50,000 or less, preferably 30,000 or less, more preferably 20,000 or less, from the viewpoint of enhancing solubility in an aqueous medium.
- Water-dispersible resin As the water-dispersible resin, one or more selected from acrylic resin emulsions, styrene-acrylic resin emulsions, polyurethane resin emulsions, and polyolefin resin emulsions can be employed.
- the solid content of the water-dispersible resin in the ink composition of the present invention is preferably 10.0% by mass or more, more preferably 13.0% by mass or more, from the viewpoint of improving print image quality and scratch resistance. And, from the viewpoint of improving print quality, it is preferably 30.0% by mass or less, more preferably 25.0% by mass or less. Further, the ratio of the solid content of the water-dispersible resin to the total amount of the resin and the pigment in the ink composition in the present invention is preferably 30.0% by mass or more from the viewpoint of improving the print image quality and scratch resistance. It is more preferably 40.0% by mass or more, still more preferably 50.0% by mass or more, and most preferably 60.0% by mass.
- the acid value of the water-dispersible resin is preferably 20 mgKOH/g or less, more preferably 10 mgKOH/g or less, even more preferably 5 mgKOH/g or less, most preferably 1 mgKOH/g or less, and 0 mgKOH/g, from the viewpoint of enhancing acid resistance. It may be g.
- the acid value was obtained by arithmetically determining the number of mg of potassium hydroxide theoretically required to neutralize 1 g of the alkali-soluble resin, based on the composition of the monomers used for synthesizing the alkali-soluble resin. Theoretical acid number.
- the acrylic resin emulsion is a polymer obtained by mixing one or more of the following monomers.
- (meth)acrylic acid ester with alcohol having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl ( Meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, allyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate and the like can be mentioned.
- (Meth)acrylate is a general term for acrylate and methacrylate.
- ethylenically unsaturated monomers may be used in combination.
- a styrene-acrylic resin emulsion is an emulsion in which a styrene-acrylic resin is dispersed in water, and can be produced by emulsion polymerization, dispersion polymerization, suspension polymerization, pulverization or solution/bulk polymerization, followed by post-emulsification. Further information on this method and stabilizers can be found in "Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers" (P.A. Lovell, M.S. El-Aasser, John Wiley & Sons Ltd., England, 1977, by citing incorporated herein).
- styrene-acrylic resin emulsions include M6963 (manufactured by Japan Coating Resin Co., Ltd.) J-450, J-734, J-7600, J-352, J-390, J-7100, J-741, J-74J. , J-511, J-840, J-775, HRC-1645, HPD-71, PDX-6102B, JDX-5050 (styrene acrylic resin emulsion, manufactured by BASF), UC-3900 (styrene acrylic resin emulsion, manufactured by Toagosei Co., Ltd.).
- the polyurethane-based resin emulsion is an emulsion in which a polyurethane resin is dispersed in water, and may be anionic, cationic, or nonionic, but anionic and nonionic are preferred.
- the polyurethane resins include polyether-based polyurethane resins, polyester-based polyurethane resins, polyester/polyether-based polyurethane resins, and polycarbonate-based polyurethane resins.
- the polyurethane-based resin emulsion can be used alone or in combination of two or more.
- Examples of commercially available polyurethane resin emulsions include "Superflex 210" (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., anionic polyester polyurethane resin), “Superflex 130” (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.).
- anionic polyether polyurethane resin anionic polyether polyurethane resin
- Superflex 500M Densiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., nonionic polyester polyurethane resin
- Superflex 460 Densiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., anionic polycarbonate-based polyurethane resin
- Impranil DLP1380 manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd., anionic polyester-based polyurethane resin
- Vibond PU407 manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd., anionic/nonionic polyester-based polyurethane resin
- Superflex 420NS manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., anionic polycarbonate-based polyurethane resin
- SF460, SF460S, SF420, SF110, SF300, SF361 polyurethane resin
- the polyolefin resin emulsion is an emulsion in which polyolefin resin is dispersed in water.
- the polyolefin resins include polyethylene resins, polypropylene resins, polybutylene resins, and polyolefin resins obtained by copolymerizing two or more of ethylene, propylene, and butylene.
- the polyolefin resin includes a modified polyolefin resin obtained by introducing an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an acryloyl group, and other polymer chains into the polyolefin chain; an oxidized polyolefin resin obtained by oxidizing a part of the polyolefin chain; A halogenated polyolefin resin partially treated with halogen may also be used.
- the polyolefin resin emulsion can be used alone or in combination of two or more.
- polyolefin resin emulsions examples include “Chemipearl S100” (Mitsui Chemicals, Inc., polyethylene resin emulsion), “Chemipearl XEP800H” (Mitsui Chemicals, Inc., polypropylene resin emulsion), “Arrow Base TC-4010” (Unitika Ltd., polypropylene resin emulsion).
- the resin emulsion includes AP4710 (acrylic-silicon resin emulsion, Showa Emulsion), which is used in ink compositions other than the acrylic resin emulsion, the styrene acrylic resin emulsion, the polyurethane resin emulsion, and the polyolefin resin emulsion. (manufactured by Kobunshi Co., Ltd.) and other known resin emulsions (other resin emulsions) can be included as long as the effects of the present invention are not impaired.
- the other resin emulsions include polyvinyl acetate-based resin emulsions and polyvinyl chloride-based resin emulsions.
- the styrene acrylic resin emulsion and/or the polyurethane resin emulsion is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, from the viewpoint of improving coating film resistance such as scratch resistance. 90% by mass or more is more preferable, and 95% by mass or more is most preferable.
- the ink composition of the present invention can contain any surfactant in order to optimize the printing or textile printing process.
- a surfactant such as a silicone-based surfactant conventionally used in ink compositions in order to improve ejection stability.
- silicone surfactants include polyether-modified silicone oil, polyester-modified polydimethylsiloxane, polyester-modified methylalkylpolysiloxane, and the like. These can be used singly or in combination of two or more.
- the content of the surfactant in the ink composition of the invention is preferably 0.005 to 1.0% by mass.
- the surface tension of the ink composition of the present invention will be high, and the ejection stability from the inkjet head will be lowered. On the other hand, if it exceeds 1.0% by mass, bubbles increase in the ink composition and the ejection stability deteriorates.
- additives can be added to the ink composition of the present invention in order to develop various functionalities as necessary. Specifically, surface conditioners, light stabilizers, surface treatment agents, antioxidants, anti-aging agents, cross-linking accelerators, polymerization inhibitors, plasticizers, preservatives, pH adjusters, antifoaming agents, moisturizing agents etc.
- a resin that functions as a vehicle but is not curable may or may not be blended.
- a solvent may be contained, but it is not necessary to contain it.
- the ink composition in the present invention may contain a basic compound from the viewpoint of dissolving the alkali-soluble resin.
- the basic compound include inorganic basic compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; ammonia, methylamine, ethylamine, monoethanolamine, N,N-dimethylethanolamine, N,N-diethylethanolamine, organic basic compounds such as N,N-dibutylethanolamine, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine;
- the said basic compound can be used individually or in combination of 2 or more types.
- the proportion of the basic compound in the ink composition of the present invention may be any amount that dissolves the alkali-soluble resin in the medium, but is usually 0.00 to 0.000 from the viewpoint of enhancing the dispersion stability of the alkali-soluble resin. It is preferably 05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and from the viewpoint of increasing the water resistance of printed matter, it is preferably 1% by mass or less, and 0.5% by mass or less. is more preferable.
- the ink composition of the present invention may further contain known resins, pigment dispersants, antifungal agents, antirust agents, thickeners, antioxidants, ultraviolet absorbers, preservability improvers, and antiseptics. Additives such as foaming agents and pH adjusters can be added.
- the pretreatment liquid in the present invention can be prepared by adding predetermined amounts of an organic acid and, if necessary, a surfactant or the like to water in any order.
- the method of preparing (manufacturing) the ink composition of the present invention is not particularly limited, and the above components may be added in order or simultaneously and mixed.
- the following methods (1) and (2) can be adopted.
- a method of preparing an ink composition by preparing a pigment dispersion (ink base) using a sand mill, an agitator mill, etc., and then adding the remaining ingredients.
- the ink composition in the present invention has an initial viscosity after production of 2.0 to 15.0 mPa ⁇ s, preferably 3.0 to 12.0 mPa ⁇ s.
- the viscosity can be measured, for example, with an E-type viscometer (trade name “RE100L type viscometer”, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
- the printing method using the ink set of the present invention consists of two steps: a step of applying a pretreatment liquid to the surface of a substrate to be printed such as a printing paper or a resin film; and a printing step of printing with an ink composition.
- the step of applying the pretreatment liquid may be performed by inkjet printing or other known methods.
- the step of printing with the ink composition may be performed wet-on-wet in which the applied pretreatment liquid is not dried, or may be performed after drying the applied pretreatment liquid. You can go wet.
- Pretreatment liquid 1 (20 parts by mass of acetic acid, 0.2 parts by mass of Surfynol 440 (acetylene diol-based surfactant, HLB8, manufactured by EVONIK), and purified water were stirred and mixed to make 100 parts by mass)
- Pretreatment liquid 2 (10 parts by mass of acetic acid in pretreatment liquid 1)
- Pretreatment liquid 3 pretreatment liquid 1 in which acetic acid is replaced with lactic acid (an organic acid having a boiling point of over 120°C at 1 atm))
- Alkali-soluble resin varnish 25 parts by mass of alkali-soluble resin 1, sodium hydroxide having a neutralization equivalent of 100%, and purified water were mixed to make 100 parts by mass, and dissolved by heating and stirring at 90° C. to obtain alkali-soluble resin varnish 1. .
- 25 parts by mass of each of the alkali-soluble resins 2 to 5, sodium hydroxide in a mass that gives a neutralization equivalent of 100% for each alkali-soluble resin, and purified water were mixed to make 100 parts by mass. , and dissolved by heating and stirring at 90° C. to obtain alkali-soluble resin varnishes 2 to 5, respectively.
- ⁇ Aqueous each color ink base> As shown in Table 1, 50 parts by mass of JR-809, 40 parts by mass of alkali-soluble resin varnish 2, and 10 parts by mass of purified water were stirred and mixed, and then kneaded in a wet circulation mill to prepare an aqueous white ink base 1. did. Similarly, each pigment, each alkali-soluble resin varnish, and purified water were stirred and mixed as shown in Table 1, and then kneaded in a wet circulation mill to prepare water-based ink bases for each color.
- M6963 (trade name “M6963”, styrene-acrylic emulsion (solid content concentration 45% by mass), acid value less than 10 mgKOH / g, manufactured by Japan Coating Resin Co., Ltd.)
- R967 (trade name “NeoRez R-967”, polyether polyurethane emulsion (solid content concentration 40% by mass), acid value 19 mgKOH/g, manufactured by DSM Neoresins)
- the print of the nozzle check image is a print obtained by printing a test image preset on the printer side using a dedicated program on the printer side. ⁇ : Even when printing on 20 or more print media, ejection was confirmed from all nozzles when the nozzle check image was printed. ⁇ : After printing started, the nozzle check image was printed within 20 print media. Nozzles with non-ejection or crooked ejection were found during printing.
- Examples 1 to 10 which are examples according to the present invention, images having excellent image quality and coating film resistance can be formed.
- Comparative Example 1 using an ink composition in which the alkali-soluble resin only has an acid value of less than 200 mgKOH/g
- Comparative Example 3 in which the content of the alkali-soluble resin varnish in the ink composition is small, especially the image quality was not good.
- Comparative Example 2 in which an organic acid having a boiling point of over 120° C. under 1 atm was used, both the image quality and the coating film resistance were not good.
Landscapes
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Abstract
Description
特許文献2には、被印刷物表面を酸性の前処理液で処理した後に、インクジェット記録用インクにより印刷を行うことが記載されている。そして、前処理液を酸性にするために各種の酸を使用できることも記載されている。しかしながら、このような印刷により得られる印字パターンは画像等に滲みがないものに留まる。
すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)前処理液とインク組成物とを有するインクセットであって、前処理液が1気圧下で沸点120℃以下の有機酸を含有し、インク組成物が、顔料、酸価が200mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂又はその架橋物をインク組成物中1.8質量%以上含有し、さらに水分散性樹脂、および水を含有するインクセット。
(2)インク組成物中に該水分散性樹脂を固形分で10.0~30.0質量%含有する(1)に記載のインクセット。
(3)該水分散性樹脂は、酸価15mgKOH/g以下のアクリル系樹脂及び/又はスチレン-アクリル系樹脂である(1)又は(2)に記載のインクセット。
(4)インクジェット印刷用である(1)~(3)のいずれか1項に記載のインクセット。
(5)捺染用である(1)~(4)のいずれか1項に記載のインクセット。
(6)酸価が200mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂が、構成する単量の質量比で、スチレン/ラジカル重合性不飽和カルボン酸の炭素数が8以上のアルキルエステル/(メタ)アクリル酸=35~55/25~35/15~35のもの、又は(メタ)アクリル酸の炭素数が8未満のアルキルエステル/アクリル酸/メタクリル酸=50~70/13~25/15~25のものである(1)~(5)のいずれかに記載のインクセット。
<ガラス転移温度>
本発明における樹脂のガラス転移温度は、樹脂がアクリル系共重合体樹脂の場合、下記のWoodの式により求めた理論ガラス転移温度である。
Woodの式:1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3+・・・・・+Wx/Tgx
[式中、Tg1~Tgxは樹脂を構成する単量体1、2、3・・・xのそれぞれの単独重合体のガラス転移温度、W1~Wxは単量体1、2、3・・・xのそれぞれの重合分率、Tgは理論ガラス転移温度を表す。ただし、Woodの式におけるガラス転移温度は絶対温度である。]
本発明における樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によって測定することができる。一例として、GPC装置としてWater2690(ウォーターズ社製)、カラムとしてPLgel、5μ、MIXED-D(Polymer Laboratories社製)を使用して、展開溶媒としてテトラヒドロフラン、カラム温度25℃、流速1ミリリットル/分、RI検出器、試料注入濃度10ミリグラム/ミリリットル、注入量100マイクロリットルの条件下、クロマトグラフィーを行ない、ポリスチレン換算の重量平均分子量として求める。
本発明中の前処理液は、1気圧下で沸点120℃以下の有機酸を含有し、さらに界面活性剤を含有することができる。
(1気圧下で沸点120℃以下の有機酸)
前処理液にて使用される1気圧下で沸点120℃以下の有機酸としては、ギ酸(1気圧下で沸点100.8℃)、及び/又は酢酸(1気圧下で沸点118℃)を使用できる。
このような有機酸は前処理液中に5.0質量%以上含有することが好ましく、8.0質量%以上含有することがより好ましい。また30.0質量%以下含有することが好ましく、25.0質量%以下含有することがより好ましい。有機酸の含有量が過少であると、その上に印刷したインク組成物中の樹脂の定着に時間を要する可能性がある。また、過剰に含有させると、印刷後に有機酸が蒸発して印字や画像中の遊離の酸が消滅するまでに時間を要する可能性がある。
前処理液に界面活性剤を含有しても良く、含有しなくても良い。含有できる界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤が好ましい。カチオン系界面活性剤や両性界面活性剤を含有させると、上記1気圧下で沸点120℃以下の有機酸と塩を構成してしまう可能性がある。
界面活性剤の含有量は、例えば、前処理液全体に対して、0~1.0質量%、好ましくは0.01~1.0質量%、より好ましくは0.1~0.7質量%である。
リン酸塩系界面活性剤としては、リン酸エステル系界面活性剤が好ましく、プライサーフAL、プライサーフDB-01、プライサーフA219B、プライサーフA208B、プライサーフ212C(第一工業製薬社)を使用することができる。リン酸塩系界面活性剤と共に、アルケニルコハク酸系界面活性剤及び/又はタウリン系界面活性剤等を併用できる。
アルケニルコハク酸又はその塩としては、アルケニルコハク酸(星光PMC社)、アルケニルコハク酸ジカリウム(花王社)を使用できる。
アルキルベンゼンスルホン酸アルカリ金属塩類としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどを使用できる。
タウリン系界面活性剤としては、N-アシルタウリン塩(日光ケミカルズ社)、LMT(N-ラウロイルメチルタウリンNa)、MMT(N-ミリストイルメチルタウリンNa)、PMT(N-パルミトイルメチルタウリンNa)、SMT(N-ステアロイルメチルタウリンNa)を含有できる。
ポリオキシエチレンアルキルフェニル硫酸アルカリ金属塩としては、ポリオキシエチレンノニルフェニル硫酸ナトリウム等を使用できる。
シリコーン系界面活性剤としては、BYK-347、BYK-377、BYK-3455(ビックケミー・ジャパン社)等などが挙げられる。
本発明中の前処理液は溶媒として、水のみ、又は水と水溶性有機溶媒の混合溶媒を採用できる。
この水溶性有機溶媒としては、例えば、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、ケトン類、エーテル類、エステル類、窒素含有化合物類等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記モノアルコール類としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、n-ペンタノール、n-ヘキサノール、n-ヘプタノール、n-オクタノール、n-ノニルアルコール、n-デカノール、またはこれらの異性体、シクロペンタノール、シクロヘキサノール等が挙げられ、好ましくはアルキル基の炭素数が1~6のアルコールを使用できる。
上記多価アルコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、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、ポリプロピレングリコール、チオジグリコール等を使用できる。
上記多価アルコールの低級アルキルエーテル類としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、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ジエチルエーテル、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イソプロピルエーテル、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イソブチルエーテル、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-n-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、ジプロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル等を使用できる。
上記水溶性有機溶媒の含有量としては、極力少なくすることが好ましく、配合しないこともできる。
しかしながら配合する際の含有量は、前処理液中0~10.0質量%が好ましく、さらに好ましくは0~5.0質量%である。10.0質量%を超えるときには乾燥不良や耐ブロッキング性が低下する。
本発明中の前処理液には、その他の成分として水溶性多価金属塩を含有しても良く、含有しなくても良い。
水溶性多価金属塩としては20℃における水100mLに対する溶解度が1g/100mL以上、好ましくは2g/100mL以上、より好ましくは20g/100mL以上である、多価金属の有機酸又は無機酸の塩である。
水溶性多価金属塩は、多価金属を含む複塩であってもよく、水和物であってもよい。
多価金属としては、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、銅、鉄、及びアルミニウムから選ばれる1種又は2種以上があげられる。
無機酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩化水素(塩酸)、臭化水素、ヨウ化水素、塩素酸、臭素酸、炭酸、リン酸から選ばれる1種又は2種以上があげられる。
水溶性多価金属塩の含有量の下限は、例えば、前処理液中に固形分換算で0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上である。また、水溶性多価金属塩の含有量の上限は、例えば、前処理液中に固形分換算で20質量%以下、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
水溶性多価金属塩の含有量は、例えば、前処理液中に固形分換算で0.1~20質量%、好ましくは0.5~15質量%、より好ましくは1~10質量%である。
(顔料)
本発明中のインク組成物には、各色相の顔料を含有させて、各色のインク組成物を得る。
このような顔料としては、通常のインク組成物で従来から使用されている顔料を特に制限なく使用できる。
そして有機顔料としては、例えば、染料レーキ顔料、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジコ系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、イソインドリノン系、ニトロ系、ニトロソ系、アンスラキノン系、フラバンスロン系、キノフタロン系、ピランスロン系、インダンスロン系の顔料等が挙げられる。無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラ、黒鉛、鉄黒、酸化クロムグリーン、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
また、顔料の具体例としては以下のものが挙げられる。
イエロー顔料としては、例えば、C.I.PigmentYellow1、2、3、12、13、14、16、17、42、73、74、75、81、83、87、93、95、97、98、108、109、114、120、128、129、138、139、150、151、155、166、180、184、185、213等が挙げられ、好ましくは、C.I.PigmentYellow150、155、180、213等が挙げられる。
マゼンタ顔料としては、例えば、C.I.PigmentRed5、7、12、22、38、48:1、48:2、48:4、49:1、53:1、57、57:1、63:1、101、102、112、122、123、144、146、149、168、177、178、179、180、184、185、190、202、209、224、242、254、255、270、C.I.PigmentViolet19等が挙げられ、好ましくは、C.I.PigmentRed122、202、C.I.PigmentViolet19等が挙げられる。
シアン顔料としては、例えば、C.I.PigmentBlue1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、18、22、27、29、60等で、好ましくは、C.I.PigmentBlue15:4等が挙げられる。
ブラックインク組成物として使用するためのブラック顔料としては、例えば、カーボンブラック(C.I.Pigment Black7)等が挙げられる。
ホワイトインク組成物として使用するためのホワイト顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム等が挙げられ、好ましくは、アルミナ、シリカ等の種々の材料で表面処理された酸化チタンが挙げられる。
インク組成物における顔料の含有量は、インク組成物の総質量に対して1.0~20.0質量%であることが好ましい。顔料の含有量が1質量%未満では、得られる印刷物の画像品質が低下する傾向がある。一方、20.0質量%を超えると、インク組成物の粘度特性に悪影響を与える傾向がある。
本発明中のインク組成物は、必要に応じて顔料分散剤を含有していてもよい。
顔料分散剤は、顔料の分散性、本発明のインク組成物の保存安定性を向上させるために使用するもので、従来から使用されているものを特に制限なく使用できるが、その中でも高分子分散剤を使用することが好ましい。このような顔料分散剤としては、カルボジイミド系分散剤、ポリエステルアミン系分散剤、脂肪酸アミン系分散剤、変性ポリアクリレート系分散剤、変性ポリウレタン系分散剤、多鎖型高分子非イオン系分散剤、高分子イオン活性剤等が挙げられる。これら顔料分散剤は単独で又は2種以上を混合して使用できる。
上記顔料分散剤は、使用する全顔料の量を100質量部としたときに、1~200質量部含有することが好ましい。顔料分散剤の含有量が1質量部未満では、顔料分散、本発明のインク組成物の貯蔵安定性が低下する場合がある。一方、200質量部を超えて含有させることもできるが効果に差がでない場合もある。顔料分散剤の含有量のより好ましい下限は5質量部、より好ましい上限は60質量部である。
酸価が200mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂又はその架橋物としては、例えば、アクリル系共重合樹脂、マレイン酸系共重合樹脂、縮重合反応によって得られるポリエステル樹脂、およびポリウレタン樹脂など又はその架橋物が挙げられる。このアルカリ可溶性樹脂を合成するための材料については、例えば、特開2000-94825号公報に開示されており、該公報に記載されている材料を使用して得られるアクリル系共重合樹脂、マレイン酸系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが利用可能である。さらには、これら以外のその他の材料を用いて得られた樹脂も利用可能である。前記アルカリ可溶性樹脂は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記疎水性基含有単量体としては、例えば、長鎖アルキル基を有する単量体として、(メタ)アクリル酸などのラジカル重合性不飽和カルボン酸の炭素数が8以上のアルキルエステル類(例えば、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、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシステアリル(メタ)アクリレートなど)、炭素数が8以上のアルキルビニルエーテル類(例えば、ドデシルビニルエーテルなど)、炭素数が8以上の脂肪酸のビニルエステル類(例えば、ビニル2-エチルヘキサノエート、ビニルラウレート、ビニルステアレートなど);脂環族炭化水素基を有する単量体として、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなど;芳香族炭化水素基を有する単量体として、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエンなどのスチレン系単量体などが挙げられる。前記疎水性基含有単量は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
また好ましくは(メタ)アクリル酸の炭素数が8未満のアルキルエステル/アクリル酸/メタクリル酸=50~70/13~25/15~25、より好ましくはアクリル酸シクロヘキシル/アクリル酸/メタクリル酸=50~70/13~25/15~25である。
前記アルカリ可溶性樹脂は、当該樹脂を適度に架橋して、顔料の凝集を抑制させる観点から、2官能以上の架橋剤を使用してもよく、架橋させなくてもよい。
水分散性樹脂として、アクリル系樹脂エマルジョン、スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、ポリウレタン系樹脂エマルジョン及びポリオレフィン系樹脂エマルジョンから選ばれた1種以上を採用できる。
また本発明中のインク組成物中の樹脂と顔料の合計量に対する、水分散性樹脂の固形分の割合は、印刷画質および耐擦過性を向上させる観点から、30.0質量%以上が好ましく、40.0質量%以上がより好ましく、50.0質量%以上がさらに好ましく、60.0質量%が最も好ましい。そして、印刷画質を向上させる観点から、93.0質量%以下が好ましく、90.0質量%以下がより好ましい。
また水分散性樹脂の酸価は、耐酸性を高める観点から、20mgKOH/g以下が好ましく、10mgKOH/g以下がより好ましく、5mgKOH/g以下がさらに好ましく、1mgKOH/g以下が最も好ましく、0mgKOH/gでもよい。なお、前記酸価は、アルカリ可溶性樹脂を合成するために用いる単量体の組成に基づいて、アルカリ可溶性樹脂1gを中和するのに理論上要する水酸化カリウムのmg数を算術的に求めた理論酸価である。
アクリル系樹脂エマルジョンは、下記の単量体から1種又は2種以上を混合した重合体である。
例えば、炭素数1~18のアルキル基を有するアルコールとの(メタ)アクリル酸エステル、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。なお、(メタ)アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートの総称である。また、上記に加えて下記エチレン性不飽和単量体を併用しても良い。例えば、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸、(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド等。
この方法及び安定化剤についての詳しい情報は、“Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers”(P.A.Lovell,M.S.El-Aasser,John Wiley & Sons Ltd.,England、1977年、引用することにより本明細書に包含する)に記載されている。
スチレンアクリル系樹脂エマルジョンの市販品としては、M6963(ジャパンコーティングレジン社製)J-450、J-734、J-7600、J-352、J-390、J-7100、J-741、J-74J、J-511、J-840、J-775、HRC-1645、HPD-71、PDX-6102B、JDX-5050(スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、BASF社製)、UC-3900(スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、東亜合成社製)などが挙げられる。
本発明中のインク組成物は、印刷や捺染工程を最適化させるために任意の界面活性剤を含有でき、さらにインクジェット用インク組成物にする際には、使用するインクジェットヘッドに応じて、界面活性剤として従来からインク組成物に使用されているシリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を、吐出安定性を改良するために含有することが好ましい。
シリコーン系界面活性剤の具体例としては、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性メチルアルキルポリシロキサン等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を併用して用いることができる。
本発明中のインク組成物における界面活性剤の含有量は、好ましくは0.005~1.0質量%である。0.005質量%未満であると、本発明のインク組成物の表面張力が高くなり、インクジェットヘッドからの吐出安定性が低下する。一方、1.0質量%を超えると、インク組成物中に泡が増加し吐出安定性が低下する。
本発明中のインク組成物には、必要に応じて種々の機能性を発現させるため、各種の添加剤を添加することができる。具体的には、表面調整剤、光安定化剤、表面処理剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、重合禁止剤、可塑剤、防腐剤、pH調整剤、消泡剤、保湿剤等が挙げられる。また、ビヒクルとして機能するが硬化性ではない樹脂を配合しても良く、配合しなくても良い。また、溶媒を含有させても良いが、含有しなくても良い。
本発明中のインク組成物には、アルカリ可溶性樹脂を溶解させる観点から、塩基性化合物を含有しても良い。前記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基性化合物;アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、モノエタノールアミン、N、N-ジメチルエタノールアミン、N、N-ジエチルエタノールアミン、N、N-ジブチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリンなどの有機塩基性化合物などが挙げられる。前記塩基性化合物は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明中の前処理液は、水に対して、有機酸及び必要に応じて界面活性剤等の所定量を任意の順で添加して調製できる。
本発明中のインク組成物を調製(製造)する方法としては、特に限定されず、上記の成分を順番に、あるいは同時に添加して、混合すればよい。例えば、下記(1)や(2)の方法を採用できる。
(1)前記塩基性化合物の存在下にアルカリ可溶性樹脂を水に溶解した水性樹脂ワニス、顔料、必要に応じて顔料分散剤などを混合した後、各種分散機、例えばボールミル、アトライター、ロールミル、サンドミル、アジテーターミルなどを利用して顔料分散液(インクベース)を調製し、さらに残りの材料を添加して、インク組成物を調製する方法。
(2)上記の方法で顔料を分散した後、酸析法や再公表特許WO2005/116147号公報に記載のイオン交換手段などにより、顔料表面にアルカリ可溶性樹脂を析出させた樹脂被覆顔料を得、次いで得られた樹脂被覆顔料を塩基性化合物で中和し、各種分散機(高速攪拌装置など)を用いて水に再分散し、さらに残りの材料を添加して、インク組成物を調製する方法。
本発明中のインク組成物は、製造後の初期粘度が2.0~15.0mPa・s、好ましくは3.0~12.0mPa・sの範囲である。粘度は、例えば、E型粘度計(商品名「RE100L型粘度計」、東機産業社製)により測定できる。
本発明のインクセットによる印刷方法は、印刷用紙、樹脂フィルム等の被印刷基材表面に対して、前処理液を塗布する工程と、インク組成物により印刷を行う印刷工程の2つの工程からなる。
前処理液を塗布する工程はインクジェット印刷によっても良く、その他の周知の方法により行ってもよい。
この2つの工程に関して、インク組成物により印刷を行う工程は、塗布された前処理液が乾燥してないウエットオンウエットで行ってもよく、塗布された前処理液を乾燥させた後に行うドライオンウェットで行ってもよい。
前処理液1(酢酸20質量部、サーフィノール440(アセチレンジオール系界面活性剤、HLB8、EVONIK社製)の0.2質量部、及び精製水を撹拌混合し、100質量部としたもの)
前処理液2(前処理液1において酢酸を10質量部としたもの)
前処理液3(前処理液1において酢酸を乳酸(1気圧下で沸点が120℃を超える有機酸)に置換したもの)
JR-809(商品名「JR-809」、シリカとアルミナで処理された酸化チタン、平均粒子径0.23μm、DBP給油量24ml/100g、テイカ社製)
PF-690(商品名「PF-690」、シリカとアルミナと有機物で処理された酸化チタン、平均粒子径0.21μm、DBP給油量16ml/100g、石原産業社製)
HB890(商品名「ハイブラック890」、平均一次粒子径15nm、DBP給油量95ml/100g、pH8.0、オリオンエンジニアドカーボンズ社製)
PB15:3(ピグメントブルー15:3)
PR122(ピグメントレッド15:3)
PY14(ピグメントイエロー14)
アルカリ可溶性樹脂1(重量平均分子量15000、酸価235mgKOH/gの、アクリル酸シクロヘキシル/アクリル酸/メタクリル酸=65/16/19の共重合体)
アルカリ可溶性樹脂2(重量平均分子量9500、酸価235mgKOH/gの、アクリル酸シクロヘキシル/アクリル酸/メタクリル酸=65/16/19の共重合体)
アルカリ可溶性樹脂3(重量平均分子量15800、酸価144mgKOH/gの、スチレン/アクリル酸ラウリル/アクリル酸=51/30/19の共重合体共重合体)
アルカリ可溶性樹脂4(重量平均分子量30000、酸価220mgKOH/gの、スチレン/アクリル酸ラウリル/アクリル酸=40/30/30の共重合体)
アルカリ可溶性樹脂5(重量平均分子量32000、酸価188mgKOH/gの、スチレン/アクリル酸ラウリル/アクリル酸=45/30/25の共重合体)
アルカリ可溶性樹脂1を25質量部と、中和当量100%となる水酸化ナトリウムと、精製水を混合して100質量部とし、90℃で加熱撹拌して溶解させ、アルカリ可溶性樹脂ワニス1とした。
同様にして、アルカリ可溶性樹脂2~5それぞれを25質量部と、それぞれのアルカリ可溶性樹脂に対して中和当量が100%となる質量の水酸化ナトリウムと、精製水を混合して100質量部とし、90℃で加熱撹拌して溶解させ、それぞれアルカリ可溶性樹脂ワニス2~5とした。
表1の通りJR-809を50質量部、アルカリ可溶性樹脂ワニス2を40質量部、及び精製水10質量部を攪拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、水性白色インクベース1を調製した。
同様にして、表1の通り各顔料、各アルカリ可溶性樹脂ワニス、及び精製水を攪拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉を行い、水性各色インクベースを調製した。
M6963(商品名「M6963」、スチレン-アクリル系エマルジョン(固形分濃度45質量%)、酸価10mgKOH/g未満、ジャパンコーティングレジン社製)
R967(商品名「NeoRez R-967」、ポリエーテルポリウレタン系エマルジョン(固形分濃度40質量%)、酸価19mgKOH/g、DSM Neoresins社製)
グリセリン
プロピレングリコール
<添加剤>
E1010(商品名「オルフィンE-1010」、アセチレンジオール系界面活性剤、HLB13、日信化学工業社製)
表2に示す通り各成分を撹拌混合して、各実施例及び比較例のインク組成物を得た。「アルカリ可溶性樹脂ワニス2(後添)」は、一旦得たインク組成物にさらにアルカリ可溶性樹脂ワニス2を添加したものである。
(画質)
綿100%の白色布帛に実施例及び比較例の前処理液を、A4サイズあたり10g含浸させた後に加熱乾燥して印刷媒体を得た。加熱乾燥した後であっても前処理液に含有された酸が印刷媒体中に含有されていた。揮発性の有機酸が存在する雰囲気下では、一般にノズルから吐出されたインク組成物の飛翔軌道が乱れる傾向があるところ、そのような飛翔軌道が乱れないときには優れた画質を形成できる効果を発揮できる。
前記印刷媒体に対して、SPECTRA社製ヘッドを搭載した評価用プリンターと、実施例および比較例のインク組成物を用いてベタ画像を印字し、続いてノズルチェック画像を印字し、印刷媒体を交換した。その後、画像の印字とノズルチェック画像の印字と印刷媒体の交換を19回繰り返した。
ノズルチェック画像の印字は、プリンター側で予め設定されたテスト用画像を、プリンター側による専用のプログラムにより印刷して得た印字である。
○:印刷媒体20枚以上の印刷媒体に印刷しても、ノズルチェック画像を印刷した際に全てのノズルから吐出が確認された
×:印刷開始後、印刷媒体20枚以内に、ノズルチェック画像を印刷した際に不吐出または吐出曲がりの発生したノズルが確認された
JIS L0849乾燥条件に従ってII型試験機で試験(200gの荷重で100mmの長さを100回往復摩擦)を行い、変退色グレースケールを用いて評価した。
○:4-5級~5級
△:3-4級~4級
×:3級以下
また、1気圧下で沸点が120℃を超える有機酸を使用した比較例2によれば、画質及び塗膜耐性共に良好ではない結果になった。
Claims (6)
- 前処理液とインク組成物とを有するインクセットであって、
前処理液が1気圧下で沸点120℃以下の有機酸を含有し、
インク組成物が、顔料、酸価が200mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂又はその架橋物をインク組成物中1.8質量%以上含有し、さらに水分散性樹脂、および水を含有するインクセット。 - インク組成物中に該水分散性樹脂を固形分で10.0~30.0質量%含有する請求項1に記載のインクセット。
- 該水分散性樹脂は、酸価15mgKOH/g以下のアクリル系樹脂及び/又はスチレン-アクリル系樹脂である請求項1又は2に記載のインクセット。
- インクジェット印刷用である請求項1~3のいずれか1項に記載のインクセット。
- 捺染用である請求項1~4のいずれか1項に記載のインクセット。
- 酸価が200mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂が、構成する単量の質量比で、スチレン/ラジカル重合性不飽和カルボン酸の炭素数が8以上のアルキルエステル/(メタ)アクリル酸=35~55/25~35/15~35のもの、又は(メタ)アクリル酸の炭素数が8未満のアルキルエステル/アクリル酸/メタクリル酸=50~70/13~25/15~25のものである請求項1~5のいずれかに記載のインクセット。
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