溶剤系インクジェットインク組成物およびそれを用いたフルカラー画像形成方法
【課題】ピエゾ式インクジェットプリンタにて透明または明度の低い非吸収性材料にフルカラー画像を形成することである。
【解決手段】インク中において、有機溶剤の割合が７０重量％以上９０重量％未満であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、１気圧での沸点が９０℃以上１４０℃以下の中沸点アルコール系溶剤と、１気圧での沸点が９０℃より小さい低沸点アルコール系溶剤および／または１気圧での沸点が１４０℃より大きい高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％以下であり、顔料に酸化チタンを用いることによってインクの色は白となることを特徴とするものである。
【解決手段】インク中において、有機溶剤の割合が７０重量％以上９０重量％未満であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、１気圧での沸点が９０℃以上１４０℃以下の中沸点アルコール系溶剤と、１気圧での沸点が９０℃より小さい低沸点アルコール系溶剤および／または１気圧での沸点が１４０℃より大きい高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％以下であり、顔料に酸化チタンを用いることによってインクの色は白となることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク受容層を設けていない透明または明度が低い非吸収性材料に対して、ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される水を含まない溶剤系インクジェットインク組成物およびそれを用いたフルカラー画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット方式の印刷によって、さまざまな用途において容易にフルカラー画像が印刷できるようになってきている。代表的なインクジェット印刷方式としては、ピエゾ式とサーマル式があり、ピエゾ式は、ピエゾ圧電素子を用いて圧力によってヘッドノズルからインクを吐出させる方式であるため、様々な原料を使用することができ、用途展開しやすいインクジェット方式である。また、電気入力信号に応じて画像を形成することができるので、少量多品種の可変印刷に優れており、大型看板などの産業用途でも利用されている。
【０００３】
看板などは、耐久性のある非吸収性材料であることが多い。非吸収性材料であるプラスチックにインクジェットインクとして水系インクによって印刷する場合、インク受容層を設けていなければ、非吸収性材料におけるインクの吸収性および乾燥性が不十分となり、インクの滲みが発生しやすく、良好な印刷品質を確保することができない。例えば、特許第３８３００９２号公報や特許第４１２７５３１号公報にあるように、水系インク用に非吸収性材料であるプラスチック上に設けられるインク受容層が開発されている。
【０００４】
非吸収性材料がフィルム状であると、インク受容層を一般的なコーターで容易に形成できるが、フィルム状でなく板状などであると、インク受容層を形成することは難しくなる。そこでインクの改良によって、インク受容層を設けていない非吸収性材料でも良好な印刷品質を確保する開発が行われている。インク受容層を設けていない非吸収性材料に印刷するためのインクジェットインクとして、例えば特許第４０８２６８１号公報や特開２００５−１２６５４０号公報において、顔料、紫外線硬化樹脂、光重合開始剤を含有する紫外線硬化型インクジェットインク組成物が開発されている。
【０００５】
フルカラー画像を形成する場合、インクジェットインクは少なくともイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せによってフルカラー画像を印刷するが、これは、白色系の材料を対象としており、透明または明度の低い材料は対象としていない場合が多い。このような透明な材料では、次の２通りのような画像を形成する方法がある。ひとつは、少なくとも該３色の組合せによって透明な材料にフルカラー画像を印刷した上に、白色インクを重ねて印刷することで、フルカラー画像を形成する方法である。この方法であれば、透明な材料側から透明な材料を通して画像を見ることになり、形成した画像を保護することにもなる。もうひとつは、白色インクによって透明な材料に印刷した上に、少なくとも該３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷することで、フルカラー画像を形成する方法である。この方法であれば、透明な材料上の画像を直接見ることになる。これらのように、画像を形成する方法の違いにより、画像を見る側が異なるものである。透明な非吸収性材料の汎用なものとして、透明ガラス、透明アクリル板および軟包装で用いられるような透明フィルムなどがある。このようなフルカラー画像を形成する方法の問題として、材料にフルカラー画像用インクを印刷した上に白インクを印刷するため、もしくは、材料に白インクを印刷した上にフルカラー画像用インクを印刷するため、つまり、印刷した上に印刷するため、滲むという問題が起こりやすかった。このような問題が起こらないものとして、例えば特開２００５−３４１０２１号公報において、放射線（紫外線）硬化型インクジェットインクが開発されている。
【０００６】
しかしながら、これらのような紫外線硬化型インクジェットインク組成物では、印刷後に水銀ランプなどで紫外線を照射する設備が必要であり、汎用性があるものではない。非吸収性材料の形状によっては、照射することができない場合もある。そのため、紫外線硬化型でないインクジェットインクが望まれていた。白色インクとしては、例えば特公平２−４５６６３号公報において、過去に開発されているが、ピエゾ式やサーマル式ではなく、単色用のコンティニュアス式であり、フルカラー画像を形成することができるものではなかった。白色インク以外としては、例えば特願２００８−１８１３３１号公報において、イエロー、マゼンタ、シアンやブラックなどのフルカラー画像用の溶剤系インクジェットインク組成物を本発明者が開発している。
【特許文献１】特許第３８３００９２号公報
【特許文献２】特許第４１２７５３１号公報
【特許文献３】特許第４０８２６８１号公報
【特許文献４】特開２００５−１２６５４０号公報
【特許文献５】特開２００５−３４１０２１号公報
【特許文献６】特公平０２−０４５６６３号公報
【特許文献７】特願２００８−１８１３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ピエゾ式インクジェットプリンタにて透明または明度の低い非吸収性材料にフルカラー画像を形成することであり、そのための溶剤系インクジェットインクの白色を提供することであり、および、溶剤系インクジェットインクを用いたフルカラー画像形成方法を提供することである。
【０００８】
特に、溶剤系インクであってもピエゾ式インクジェットプリンタ内部の部品を浸食することがなく、インク受容層を設けていない透明または明度が低い非吸収性材料への印刷適性が良く、印刷の隠蔽性があり、印刷後の乾燥性が良く、印刷の堅牢性に優れた水を含まない溶剤系インクジェットインクの白色を提供することであり、および、イエロー、マゼンタ、シアンの少なくとも３色の組合せと白色とによって印刷することで滲みのない良好なフルカラー画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
少なくともイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せによって非吸収性材料にフルカラー画像を印刷した上に、白色インクを重ねて印刷するため、または、白色インクによって非吸収性材料に印刷した上に、少なくとも該３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷するため、溶剤系インクジェットインクは、白色以外のイエロー、マゼンタ、シアンなどの有色インクの組成と白色インクの組成とは似ているものであっても、重ねて印刷した時の他方への影響が極力小さくなるようにすることが要点であった。
【００１０】
なお、本発明では便宜上、水の沸点辺りのアルコール系溶剤を中沸点アルコール系溶剤と呼んで、それよりも沸点の低いものを低沸点アルコール系溶剤と、高いものを高沸点アルコール系溶剤と呼んでいる。沸点の値で具体的に定義すれば、１気圧での沸点において、９０℃より小さいアルコール系溶剤が低沸点アルコール系溶剤であり、９０℃以上１４０℃以下のアルコール系溶剤が中沸点アルコール系溶剤であり、１４０℃より大きいアルコール系溶剤が高沸点アルコール系溶剤である。
【００１１】
ここで、低沸点アルコール系溶剤や高沸点アルコール系溶剤が多くなると、次のような不具合が生じることがある。低沸点アルコール系溶剤では、プリンタのヘッドノズルの乾燥が促進され、ヘッドノズルの目詰まりが発生し、安定したインク吐出が得られなくなるということがある。高沸点アルコール系溶剤では、インクの乾燥が遅く、滲みの問題が発生し、印刷品質の低下を引き起こしてしまうということがある。しかしながら、有機溶剤中において、中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上、低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下、高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％以下という範囲であれば、これらのような不具合が生じることなく使用できることを見出したものである。すなわち、低沸点アルコール系溶剤割合が６０重量％よりも高い場合は、プリンタのヘッドノズルの乾燥が促進され、ヘッドノズルの目詰まりが発生し、安定したインク吐出が得られなくなる傾向があり、高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％よりも高い場合は、インクの乾燥が遅く、滲みの問題が発生し、印刷品質の低下を引き起こしてしまう傾向となる。中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％未満の場合は、混合する低沸点アルコール系溶剤や高沸点アルコール系溶剤の組み合わせに応じて、それぞれの不具合が発生してしまう傾向がある。
【００１２】
また、インク中に顔料が分散されていなければ良好な印刷品質を得ることができないが、本発明においては、有機溶剤による顔料分散と樹脂混合という製造工程を経ることにより、インク中に顔料が分散されている状態にすることができたものである。
【００１３】
本発明は、ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される非吸収性材料用の溶剤系インクジェットインク組成物において、少なくとも、顔料、樹脂、有機溶剤からなり、インク中において、有機溶剤の割合が７０重量％以上９０重量％未満であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、１気圧での沸点が９０℃以上１４０℃以下の中沸点アルコール系溶剤と、１気圧での沸点が９０℃より小さい低沸点アルコール系溶剤および／または１気圧での沸点が１４０℃より大きい高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％以下であり、顔料に酸化チタンを用いることによってインクの色は白となるであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される非吸収性材料用の溶剤系インクジェットインク組成物において、少なくとも、顔料、樹脂、有機溶剤からなり、インク中において、有機溶剤の割合が９０重量％以上であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、前記中沸点アルコール系溶剤と、前記低沸点アルコール系溶剤および／または前記高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が２５重量％以下であり、顔料によってインクの色は少なくともイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せとなり、少なくとも該３色の組合せによって非吸収性材料にフルカラー画像を印刷した上に、請求項１に記載の白色インクを重ねて印刷することを、または、請求項１に記載の白色インクによって非吸収性材料に印刷した上に、少なくとも該３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、ピエゾ式インクジェットプリンタにて透明または明度の低い非吸収性材料にフルカラー画像を形成することであり、そのための溶剤系インクジェットインクの白色を提供することができたものであり、および、溶剤系インクジェットインクを用いたフルカラー画像形成方法を提供することができたものである。
【００１６】
特に、溶剤系インクであってもピエゾ式インクジェットプリンタ内部の部品を浸食することがなく、インク受容層を設けていない透明または明度が低い非吸収性材料への印刷適性が良く、印刷の隠蔽性があり、印刷後の乾燥性が良く、印刷の堅牢性に優れた水を含まない溶剤系インクジェットインクの白色を提供することができたものであり、および、イエロー、マゼンタ、シアンの少なくとも３色の組合せと白色とによって印刷することで滲みのない良好なフルカラー画像形成方法を提供することができたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
中沸点アルコール系溶剤は、有機溶剤中において、割合が４０重量％以上であればよく、単独で用いることや複数を混合して用いることができるものである。また、使用状況において求められる様々な性能を出すためには、低沸点アルコール系溶剤や高沸点アルコール系溶剤と混合して用いた方がよい。ただし、これらアルコール系溶剤を用いた溶剤系インクに水を使用しないものである。水溶性のアルコール系溶剤であっても、水を含むと、本発明では良好な印刷品質にはならないからである。
【００１８】
インク中において、これら有機溶剤の含有量は、顔料に酸化チタンを用いて白色を出すため酸化チタンの含有量が多いので、７０重量％以上９０重量％未満であることが好ましく、７５重量％以上８５重量％未満であることがより好ましいものである。これら有機溶剤によって、ピエゾ式においてヘッドノズルからのインク吐出を安定させている。ただし、これらの重量％の値はあくまで計量によるものであり、自然蒸発などによる減少分は考慮していない数値である。
【００１９】
中沸点アルコール系溶剤の例としては、１−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、イソアミルアルコール、３−メチル−２−ブタノール、４−メチル−２ペンタノール、アリルアルコール、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などが挙げられる。
【００２０】
低沸点アルコール系溶剤の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどが挙げられ、高沸点アルコール系溶剤の例としては、１−ヘキサノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノールなどが挙げられる。
【００２１】
白色インクにするために、顔料として、酸化チタン、塩基性炭酸鉛、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウムなどを用いることができるが、比重が小さく沈降し難く、着色力および隠蔽性が高く、さらに酸やアルカリに対する耐久性にも優れている点から、酸化チタンを使用している。
【００２２】
酸化チタンには、アナターゼ型、ルチル型およびブルーカイト型の３種があり、汎用性が高いことからアナターゼ型とルチル型を選択することが好ましい。アナターゼ型は比重が小さく、小粒径化し易い特徴があり、一方ルチル型は屈折率が大きく隠蔽性が高い特徴がある。本発明においては、比重が小さく小粒径化しやすいことにより、分散安定性が高く、沈降が抑制でき、保存安定性が良く、また、吐出安定性が高められることからアナターゼ型を選択することが好ましいが、目的に応じて隠蔽性能を重視する場合はルチル型を選択しても良い。あるいはアナターゼ型とルチル型の２種を併用しても良い。
【００２３】
顔料としての酸化チタンがインク中に分散されている状態にするために、顔料と樹脂と有機溶剤などを一緒に混合して分散させるものではなく、まず顔料を有機溶剤に分散させることで、顔料分散液を作製する工程と、その後にこの顔料分散液と樹脂を混合する工程を経るものである。
【００２４】
顔料分散液を作製する工程は、サンドミルやボールミルなどの分散機を用いて、顔料を有機溶剤に分散させて作製する。顔料としての酸化チタンの割合は、３０重量％以上７０重量％未満の範囲が好ましい。分散性を高めるために分散剤を添加した方がよい。分散剤の割合は、分散剤の種類によって変わるが０．１重量％以上２０重量％以下の範囲で添加することができる。分散剤の割合が、２０重量％より大きくなると印刷の堅牢性が低下する傾向がある。顔料の平均粒子径としては、５０〜４００ｎｍのものが好ましい。着色力および隠蔽性が高く、また、分散安定性が高められる点から１００〜３００ｎｍであることがより好ましい。
【００２５】
この顔料分散液と樹脂を混合する工程は、顔料分散液と樹脂と有機溶剤などを、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合する。その後、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、溶剤系インクジェットインク組成物とするものである。このように、本発明の溶剤系インクジェットインク組成物は、有機溶剤による顔料分散と樹脂混合という製造工程を経るものである。
【００２６】
インク中において有機溶剤に溶けている樹脂が、ヘッドノズルから吐出されて溶剤が蒸発することで非吸収性材料上にて皮膜化されて、顔料を固定することができ、発色することになる。樹脂は、溶剤が蒸発することで、非吸収性材料上で皮膜化されるものであればよい。そのような樹脂の例としては、スチレンアクリル系樹脂、スチレンマレイン酸系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール樹脂、テルペンフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ブチラール樹脂などが挙げられ、非吸収性材料の物性に応じて使用することができる。樹脂の割合は、インク中に１重量％以上１０重量％以下の範囲が好ましい。
【００２７】
これら顔料、樹脂、有機溶剤以外に各種添加剤を使用してもよい。添加剤の使用目的は様々であるが、例えばピエゾ式インクジェットプリンタでの吐出を安定させるためや、良好な印刷品質を得るために使用してもよい。各種添加剤としては、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤、加水分解防止剤などが挙げられる。
【００２８】
ピエゾ式インクジェットプリンタに適したインク粘度は、２５℃で５．０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、４．５ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。また、インクの表面張力は、２５℃で３２ｍＮ／ｍ以下が好ましく、３０ｍＮ／ｍ以下がより好ましい。これらの物性になるように、顔料、樹脂、有機溶剤および添加剤などの混合割合を調整するものである。
【００２９】
非吸収性材料としては、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリオレフィンなどプラスチックや、金属（銅、アルミ、ステンレス）や、ガラスなどが挙げられ、形状は、板やフィルムなど特に限定されない。
【００３０】
以下、実施例にて具体的に説明する。請求項１のインク組成物を説明しているのは、実施例１〜４および比較例１〜３であり、請求項２の画像形成方法を説明しているのは、実施例５〜８である。なお、インクは、顔料分散液を作製して、それらを樹脂や有機溶剤などと混合する方法で作製している。
【００３１】
インクを作製するための白色分散液は、顔料としてアナターゼ型の酸化チタンを使用して作製を行った。分散液には分散剤（アビシア社製ソルスパース２００００）を添加している。顔料を５０重量％、有機溶剤を４４重量％、分散剤を６重量％の割合で、サンドミルを用いて分散させることで作製し、白色分散液とした。有機溶剤としては、１−プロパノールを使用している。なお、１−プロパノールは、１気圧での沸点が９７．２℃であるので、中沸点アルコール系溶剤に相当するものである。
【実施例１】
【００３２】
白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール４１重量％とイソプロパノール２３重量％と１−ヘキサノール５重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、実施例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。なお、１−プロパノールは中沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、イソプロパノールは、１気圧での沸点が８２．３℃であるので、低沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、１−ヘキサノールは、１気圧での沸点が１５７．１℃であるので、高沸点アルコール系溶剤に相当するものである。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は６５重量％であり、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は２９重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は６重量％である。
【実施例２】
【００３３】
白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール３３重量％とイソプロパノール３６重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、実施例２の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。なお、１−プロパノールは中沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、イソプロパノールは低沸点アルコール系溶剤に相当するものである。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は５５重量％であり、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は４５重量％である。
【実施例３】
【００３４】
白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール６４重量％と１−ヘキサノール５重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、実施例３の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。なお、１−プロパノールは中沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、１−ヘキサノールは高沸点アルコール系溶剤に相当するものである。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は９４重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は６重量％である。
【実施例４】
【００３５】
白色分散液作製における有機溶剤を１−ブタノールに変えて、その他は実施例１と同じにして、実施例４の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。なお、１−ブタノールは中沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、インク作製において、混合溶剤には中沸点アルコール系溶剤に相当する１−プロパノールを使用しているので、ここでは、中沸点アルコール系溶剤の複数を混合して用いているものである。
【００３６】
（比較例１）
白色分散液作製における有機溶剤をイソプロパノールに変えて、その他は同じにして、白色分散液を作製した。そのイソプロパノールを使用した白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（イソプロパノール４５重量％と１−ヘキサノール２４重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、比較例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤の割合はなく、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は７０重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は３０重量％である。この比較例１は、有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤と低沸点アルコール系溶剤と高沸点アルコール系溶剤の割合が実施例１と異なるものである。
【００３７】
（比較例２）
１−プロパノールを使用した白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール１５重量％とイソプロパノール５４重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、比較例２の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は３３重量％であり、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は６７重量％である。この比較例２は、有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤と低沸点アルコール系溶剤の割合が実施例２と異なるものである。
【００３８】
（比較例３）
１−プロパノールを使用した白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール４５重量％と１−ヘキサノール２４重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、比較例３の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は７０重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は３０重量％である。この比較例３は、有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤と高沸点アルコール系溶剤の割合が実施例３と異なるものである。
【００３９】
このようにして得られた実施例および比較例の溶剤系インクジェットインク組成物におけるインク粘度は、２５℃ですべて４．５ｍＰａ・ｓ以下であり、また、インクの表面張力は、２５℃ですべて３０ｍＮ／ｍ以下であり、ピエゾ式インクジェットプリンタに適した物性であった。これらのインクを用いて、プリンタ部品の浸食性（形状変化、重量変化）、印刷適性（滲み、ドット欠け、飛行曲がり）、印刷後の乾燥性、印刷の堅牢性の評価を行った。評価方法およびその評価結果（表１）を下記に表す。
【００４０】
＜浸食性＞
プリンタ部品の浸食性の評価として、プリンタにおいてインクと接する部品を取り出し、各インクに１ヶ月間５０℃で浸漬させて、その後の形状変化と重量変化を評価した。形状変化の評価は、観察によって行い、形状に変化がない場合は○、変化がある場合は×とした。重量変化の評価は、各部品の重量の変化率を測定して平均した変化率が５％未満の場合は○、５％以上の場合は×とした。
【００４１】
＜印刷適性＞
印刷適性の評価として、インク受容層を設けていない非吸収性材料（透明アクリル板、透明ガラス板、アルミ板の３種）を用いて、文字とベタを含むテストパターンを印刷して、滲みとドット欠けと飛行曲がりを観察によって評価した。滲みの評価は、滲みがない場合は○、滲みがある場合は×とした。インクがプリンタからうまく吐出されなかったために起こるドット欠けの評価は、テストパターンにドット欠けがない場合は○、ドット欠けがある場合は×とした。吐出したインクが適切な箇所に着弾しない飛行曲がりの評価は、テストパターンに飛行曲がりがない場合は○、飛行曲がりがある場合は×とした。
【００４２】
＜隠蔽性＞
隠蔽性の評価として、インク受容層を設けていない非吸収性材料である透明アクリル板を用いて、ベタを印刷して、目視観察によって評価した。印刷したベタ部分を通して透けて見ることができない場合は○、透けて見ることができる場合は×とした。
【００４３】
＜乾燥性＞
印刷後の乾燥性の評価として、ゴムローラーによる圧着によるインク移りの有無で評価した。インク受容層を設けていない非吸収性材料（透明アクリル板、透明ガラス板、アルミ板の３種）を用いて、ベタ印刷した試験片上に、２５℃環境にて印刷１０分後、普通紙を重ね合わせ、その上から荷重１ｋｇを載せたゴムローラー（ゴムロール幅１２ｃｍ、ゴムロール直径２ｃｍ）を転がして圧着を行い、インク移りを観察した。乾燥性の評価は、試験片上のベタ印刷に変化がなく普通紙へのインク移りがないと考えられる場合は○、試験片上のベタ印刷に薄くなることなどの変化があり普通紙へのインク移りがあると考えられる場合は×とした。
【００４４】
＜堅牢性＞
印刷の堅牢性の評価として、摩擦試験機にて評価した。摩擦試験機として、サウザランド形ラブテスター（安田精機製作所社製）を用いて、インク受容層を設けていない非吸収性材料（透明アクリル板、透明ガラス板、アルミ板の３種）を用いて、ベタ印刷した試験片上に、綿布で荷重９．３９×１０３Ｐａ与えて１００往復の条件で摩擦試験を実施して、印刷の欠落を観察した。堅牢性の評価は、ベタ印刷において欠落がない場合は○、部分的にでも欠落がある場合は×とした。
【００４５】
【表１】
【００４６】
実施例１〜４では、プリンタ部品の浸食性、印刷適性、印刷後の乾燥性、印刷の隠蔽性、印刷の堅牢性の各評価において良好な結果が得られた。これにより、課題を解決するに至った水を含まない溶剤系インクジェットインクの白色を提供することができるようになったものである。
【００４７】
比較例１では、中沸点アルコール系溶剤がなく、低沸点アルコール系溶剤と高沸点アルコール系溶剤の両方が多いものであり、その両方による不具合が出ている。比較例２では、中沸点アルコール系溶剤が少なく、低沸点アルコール系溶剤が多いものであり、低沸点アルコール系溶剤による不具合が出ている。比較例３では、高沸点アルコール系溶剤が多いものであり、高沸点アルコール系溶剤による不具合が出ている。
【実施例５】
【００４８】
イエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せと白色インクとを用いて、フルカラー画像を形成した。白色インクは実施例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を用いた。イエロー、マゼンタ、シアンの各色インクは、それぞれの顔料分散液を作製して、それらを樹脂や有機溶剤などと混合することで作製した。
【００４９】
それぞれの顔料分散液の作製において、分散剤（アビシア社製ソルスパース２００００）を添加しており、顔料と有機溶剤と分散剤の割合はどの分散液でも同じである。顔料を１０重量％、有機溶剤を８８重量％、分散剤を２重量％の割合で、サンドミルを用いて分散させることで作製しており、顔料を変えることでそれぞれの顔料分散液とした。有機溶剤としては、１−プロパノールを使用している。
【００５０】
顔料は汎用のものを使用することができる。ここでは、次のような顔料を使用して、各色の分散液を作成した。イエロー分散液は、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８を使用して作製した。マゼンタ分散液は、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を使用して作製した。シアン分散液は、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を使用して作製した。
【００５１】
イエロー、マゼンタ、シアンの各色インクは、それぞれの顔料分散液を樹脂や有機溶剤などと混合することで作製した。それぞれの顔料分散液を２０重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を４重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール３６重量％とイソプロパノール２０重量％と１−ヘキサノール２０重量％）を７６重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、溶剤系インクジェットインク組成物のイエロー、マゼンタ、シアンの各色となり、これによりイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せを得た。これらのインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は９４重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は５７重量％であり、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は２１重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は２１重量％である。なお、四捨五入により、有機溶剤中のアルコール系溶剤の合計が１００重量％になっていない。
【００５２】
これらイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せによって非吸収性材料としての透明アクリル板にフルカラー画像を印刷した上に、実施例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を重ねて印刷した。フルカラー画像は、財団法人日本規格協会のＪＩＳ−ＳＣＩＤ（Ｎ５）「自転車」反転画像を用いた。白色の印刷は、材料全面へのベタ印刷である。透明アクリル板側から透明アクリル板を通して画像を目視で観察すると、滲みのない良好なフルカラー画像であった。このような印刷を特徴とするフルカラー画像形成方法である。
【実施例６】
【００５３】
白色の印刷を、画像と同サイズのベタ印刷にした。それ以外は実施例５と同様に作製して、透明アクリル板側から透明アクリル板を通して画像を目視で観察すると、滲みのない良好なフルカラー画像であった。このような印刷を特徴とするフルカラー画像形成方法である。
【実施例７】
【００５４】
実施例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色によって非吸収性材料としての透明アクリル板に印刷した上に、実施例５で作製したイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷した。白色の印刷は、材料全面へのベタ印刷である。フルカラー画像は、財団法人日本規格協会のＪＩＳ−ＳＣＩＤ（Ｎ５）「自転車」画像を用いた。透明アクリル板上の画像を直接目視で観察すると、滲みのない良好なフルカラー画像であった。このような印刷を特徴とするフルカラー画像形成方法である。
【実施例８】
【００５５】
白色の印刷を、画像と同サイズのベタ印刷にした。それ以外は実施例７と同様に作製して、透明アクリル板上の画像を直接目視で観察すると、滲みのない良好なフルカラー画像であった。このような印刷を特徴とするフルカラー画像形成方法である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク受容層を設けていない透明または明度が低い非吸収性材料に対して、ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される水を含まない溶剤系インクジェットインク組成物およびそれを用いたフルカラー画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット方式の印刷によって、さまざまな用途において容易にフルカラー画像が印刷できるようになってきている。代表的なインクジェット印刷方式としては、ピエゾ式とサーマル式があり、ピエゾ式は、ピエゾ圧電素子を用いて圧力によってヘッドノズルからインクを吐出させる方式であるため、様々な原料を使用することができ、用途展開しやすいインクジェット方式である。また、電気入力信号に応じて画像を形成することができるので、少量多品種の可変印刷に優れており、大型看板などの産業用途でも利用されている。
【０００３】
看板などは、耐久性のある非吸収性材料であることが多い。非吸収性材料であるプラスチックにインクジェットインクとして水系インクによって印刷する場合、インク受容層を設けていなければ、非吸収性材料におけるインクの吸収性および乾燥性が不十分となり、インクの滲みが発生しやすく、良好な印刷品質を確保することができない。例えば、特許第３８３００９２号公報や特許第４１２７５３１号公報にあるように、水系インク用に非吸収性材料であるプラスチック上に設けられるインク受容層が開発されている。
【０００４】
非吸収性材料がフィルム状であると、インク受容層を一般的なコーターで容易に形成できるが、フィルム状でなく板状などであると、インク受容層を形成することは難しくなる。そこでインクの改良によって、インク受容層を設けていない非吸収性材料でも良好な印刷品質を確保する開発が行われている。インク受容層を設けていない非吸収性材料に印刷するためのインクジェットインクとして、例えば特許第４０８２６８１号公報や特開２００５−１２６５４０号公報において、顔料、紫外線硬化樹脂、光重合開始剤を含有する紫外線硬化型インクジェットインク組成物が開発されている。
【０００５】
フルカラー画像を形成する場合、インクジェットインクは少なくともイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せによってフルカラー画像を印刷するが、これは、白色系の材料を対象としており、透明または明度の低い材料は対象としていない場合が多い。このような透明な材料では、次の２通りのような画像を形成する方法がある。ひとつは、少なくとも該３色の組合せによって透明な材料にフルカラー画像を印刷した上に、白色インクを重ねて印刷することで、フルカラー画像を形成する方法である。この方法であれば、透明な材料側から透明な材料を通して画像を見ることになり、形成した画像を保護することにもなる。もうひとつは、白色インクによって透明な材料に印刷した上に、少なくとも該３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷することで、フルカラー画像を形成する方法である。この方法であれば、透明な材料上の画像を直接見ることになる。これらのように、画像を形成する方法の違いにより、画像を見る側が異なるものである。透明な非吸収性材料の汎用なものとして、透明ガラス、透明アクリル板および軟包装で用いられるような透明フィルムなどがある。このようなフルカラー画像を形成する方法の問題として、材料にフルカラー画像用インクを印刷した上に白インクを印刷するため、もしくは、材料に白インクを印刷した上にフルカラー画像用インクを印刷するため、つまり、印刷した上に印刷するため、滲むという問題が起こりやすかった。このような問題が起こらないものとして、例えば特開２００５−３４１０２１号公報において、放射線（紫外線）硬化型インクジェットインクが開発されている。
【０００６】
しかしながら、これらのような紫外線硬化型インクジェットインク組成物では、印刷後に水銀ランプなどで紫外線を照射する設備が必要であり、汎用性があるものではない。非吸収性材料の形状によっては、照射することができない場合もある。そのため、紫外線硬化型でないインクジェットインクが望まれていた。白色インクとしては、例えば特公平２−４５６６３号公報において、過去に開発されているが、ピエゾ式やサーマル式ではなく、単色用のコンティニュアス式であり、フルカラー画像を形成することができるものではなかった。白色インク以外としては、例えば特願２００８−１８１３３１号公報において、イエロー、マゼンタ、シアンやブラックなどのフルカラー画像用の溶剤系インクジェットインク組成物を本発明者が開発している。
【特許文献１】特許第３８３００９２号公報
【特許文献２】特許第４１２７５３１号公報
【特許文献３】特許第４０８２６８１号公報
【特許文献４】特開２００５−１２６５４０号公報
【特許文献５】特開２００５−３４１０２１号公報
【特許文献６】特公平０２−０４５６６３号公報
【特許文献７】特願２００８−１８１３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ピエゾ式インクジェットプリンタにて透明または明度の低い非吸収性材料にフルカラー画像を形成することであり、そのための溶剤系インクジェットインクの白色を提供することであり、および、溶剤系インクジェットインクを用いたフルカラー画像形成方法を提供することである。
【０００８】
特に、溶剤系インクであってもピエゾ式インクジェットプリンタ内部の部品を浸食することがなく、インク受容層を設けていない透明または明度が低い非吸収性材料への印刷適性が良く、印刷の隠蔽性があり、印刷後の乾燥性が良く、印刷の堅牢性に優れた水を含まない溶剤系インクジェットインクの白色を提供することであり、および、イエロー、マゼンタ、シアンの少なくとも３色の組合せと白色とによって印刷することで滲みのない良好なフルカラー画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
少なくともイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せによって非吸収性材料にフルカラー画像を印刷した上に、白色インクを重ねて印刷するため、または、白色インクによって非吸収性材料に印刷した上に、少なくとも該３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷するため、溶剤系インクジェットインクは、白色以外のイエロー、マゼンタ、シアンなどの有色インクの組成と白色インクの組成とは似ているものであっても、重ねて印刷した時の他方への影響が極力小さくなるようにすることが要点であった。
【００１０】
なお、本発明では便宜上、水の沸点辺りのアルコール系溶剤を中沸点アルコール系溶剤と呼んで、それよりも沸点の低いものを低沸点アルコール系溶剤と、高いものを高沸点アルコール系溶剤と呼んでいる。沸点の値で具体的に定義すれば、１気圧での沸点において、９０℃より小さいアルコール系溶剤が低沸点アルコール系溶剤であり、９０℃以上１４０℃以下のアルコール系溶剤が中沸点アルコール系溶剤であり、１４０℃より大きいアルコール系溶剤が高沸点アルコール系溶剤である。
【００１１】
ここで、低沸点アルコール系溶剤や高沸点アルコール系溶剤が多くなると、次のような不具合が生じることがある。低沸点アルコール系溶剤では、プリンタのヘッドノズルの乾燥が促進され、ヘッドノズルの目詰まりが発生し、安定したインク吐出が得られなくなるということがある。高沸点アルコール系溶剤では、インクの乾燥が遅く、滲みの問題が発生し、印刷品質の低下を引き起こしてしまうということがある。しかしながら、有機溶剤中において、中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上、低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下、高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％以下という範囲であれば、これらのような不具合が生じることなく使用できることを見出したものである。すなわち、低沸点アルコール系溶剤割合が６０重量％よりも高い場合は、プリンタのヘッドノズルの乾燥が促進され、ヘッドノズルの目詰まりが発生し、安定したインク吐出が得られなくなる傾向があり、高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％よりも高い場合は、インクの乾燥が遅く、滲みの問題が発生し、印刷品質の低下を引き起こしてしまう傾向となる。中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％未満の場合は、混合する低沸点アルコール系溶剤や高沸点アルコール系溶剤の組み合わせに応じて、それぞれの不具合が発生してしまう傾向がある。
【００１２】
また、インク中に顔料が分散されていなければ良好な印刷品質を得ることができないが、本発明においては、有機溶剤による顔料分散と樹脂混合という製造工程を経ることにより、インク中に顔料が分散されている状態にすることができたものである。
【００１３】
本発明は、ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される非吸収性材料用の溶剤系インクジェットインク組成物において、少なくとも、顔料、樹脂、有機溶剤からなり、インク中において、有機溶剤の割合が７０重量％以上９０重量％未満であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、１気圧での沸点が９０℃以上１４０℃以下の中沸点アルコール系溶剤と、１気圧での沸点が９０℃より小さい低沸点アルコール系溶剤および／または１気圧での沸点が１４０℃より大きい高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％以下であり、顔料に酸化チタンを用いることによってインクの色は白となるであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される非吸収性材料用の溶剤系インクジェットインク組成物において、少なくとも、顔料、樹脂、有機溶剤からなり、インク中において、有機溶剤の割合が９０重量％以上であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、前記中沸点アルコール系溶剤と、前記低沸点アルコール系溶剤および／または前記高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が２５重量％以下であり、顔料によってインクの色は少なくともイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せとなり、少なくとも該３色の組合せによって非吸収性材料にフルカラー画像を印刷した上に、請求項１に記載の白色インクを重ねて印刷することを、または、請求項１に記載の白色インクによって非吸収性材料に印刷した上に、少なくとも該３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、ピエゾ式インクジェットプリンタにて透明または明度の低い非吸収性材料にフルカラー画像を形成することであり、そのための溶剤系インクジェットインクの白色を提供することができたものであり、および、溶剤系インクジェットインクを用いたフルカラー画像形成方法を提供することができたものである。
【００１６】
特に、溶剤系インクであってもピエゾ式インクジェットプリンタ内部の部品を浸食することがなく、インク受容層を設けていない透明または明度が低い非吸収性材料への印刷適性が良く、印刷の隠蔽性があり、印刷後の乾燥性が良く、印刷の堅牢性に優れた水を含まない溶剤系インクジェットインクの白色を提供することができたものであり、および、イエロー、マゼンタ、シアンの少なくとも３色の組合せと白色とによって印刷することで滲みのない良好なフルカラー画像形成方法を提供することができたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
中沸点アルコール系溶剤は、有機溶剤中において、割合が４０重量％以上であればよく、単独で用いることや複数を混合して用いることができるものである。また、使用状況において求められる様々な性能を出すためには、低沸点アルコール系溶剤や高沸点アルコール系溶剤と混合して用いた方がよい。ただし、これらアルコール系溶剤を用いた溶剤系インクに水を使用しないものである。水溶性のアルコール系溶剤であっても、水を含むと、本発明では良好な印刷品質にはならないからである。
【００１８】
インク中において、これら有機溶剤の含有量は、顔料に酸化チタンを用いて白色を出すため酸化チタンの含有量が多いので、７０重量％以上９０重量％未満であることが好ましく、７５重量％以上８５重量％未満であることがより好ましいものである。これら有機溶剤によって、ピエゾ式においてヘッドノズルからのインク吐出を安定させている。ただし、これらの重量％の値はあくまで計量によるものであり、自然蒸発などによる減少分は考慮していない数値である。
【００１９】
中沸点アルコール系溶剤の例としては、１−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、イソアミルアルコール、３−メチル−２−ブタノール、４−メチル−２ペンタノール、アリルアルコール、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などが挙げられる。
【００２０】
低沸点アルコール系溶剤の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどが挙げられ、高沸点アルコール系溶剤の例としては、１−ヘキサノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノールなどが挙げられる。
【００２１】
白色インクにするために、顔料として、酸化チタン、塩基性炭酸鉛、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウムなどを用いることができるが、比重が小さく沈降し難く、着色力および隠蔽性が高く、さらに酸やアルカリに対する耐久性にも優れている点から、酸化チタンを使用している。
【００２２】
酸化チタンには、アナターゼ型、ルチル型およびブルーカイト型の３種があり、汎用性が高いことからアナターゼ型とルチル型を選択することが好ましい。アナターゼ型は比重が小さく、小粒径化し易い特徴があり、一方ルチル型は屈折率が大きく隠蔽性が高い特徴がある。本発明においては、比重が小さく小粒径化しやすいことにより、分散安定性が高く、沈降が抑制でき、保存安定性が良く、また、吐出安定性が高められることからアナターゼ型を選択することが好ましいが、目的に応じて隠蔽性能を重視する場合はルチル型を選択しても良い。あるいはアナターゼ型とルチル型の２種を併用しても良い。
【００２３】
顔料としての酸化チタンがインク中に分散されている状態にするために、顔料と樹脂と有機溶剤などを一緒に混合して分散させるものではなく、まず顔料を有機溶剤に分散させることで、顔料分散液を作製する工程と、その後にこの顔料分散液と樹脂を混合する工程を経るものである。
【００２４】
顔料分散液を作製する工程は、サンドミルやボールミルなどの分散機を用いて、顔料を有機溶剤に分散させて作製する。顔料としての酸化チタンの割合は、３０重量％以上７０重量％未満の範囲が好ましい。分散性を高めるために分散剤を添加した方がよい。分散剤の割合は、分散剤の種類によって変わるが０．１重量％以上２０重量％以下の範囲で添加することができる。分散剤の割合が、２０重量％より大きくなると印刷の堅牢性が低下する傾向がある。顔料の平均粒子径としては、５０〜４００ｎｍのものが好ましい。着色力および隠蔽性が高く、また、分散安定性が高められる点から１００〜３００ｎｍであることがより好ましい。
【００２５】
この顔料分散液と樹脂を混合する工程は、顔料分散液と樹脂と有機溶剤などを、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合する。その後、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、溶剤系インクジェットインク組成物とするものである。このように、本発明の溶剤系インクジェットインク組成物は、有機溶剤による顔料分散と樹脂混合という製造工程を経るものである。
【００２６】
インク中において有機溶剤に溶けている樹脂が、ヘッドノズルから吐出されて溶剤が蒸発することで非吸収性材料上にて皮膜化されて、顔料を固定することができ、発色することになる。樹脂は、溶剤が蒸発することで、非吸収性材料上で皮膜化されるものであればよい。そのような樹脂の例としては、スチレンアクリル系樹脂、スチレンマレイン酸系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール樹脂、テルペンフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ブチラール樹脂などが挙げられ、非吸収性材料の物性に応じて使用することができる。樹脂の割合は、インク中に１重量％以上１０重量％以下の範囲が好ましい。
【００２７】
これら顔料、樹脂、有機溶剤以外に各種添加剤を使用してもよい。添加剤の使用目的は様々であるが、例えばピエゾ式インクジェットプリンタでの吐出を安定させるためや、良好な印刷品質を得るために使用してもよい。各種添加剤としては、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤、加水分解防止剤などが挙げられる。
【００２８】
ピエゾ式インクジェットプリンタに適したインク粘度は、２５℃で５．０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、４．５ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。また、インクの表面張力は、２５℃で３２ｍＮ／ｍ以下が好ましく、３０ｍＮ／ｍ以下がより好ましい。これらの物性になるように、顔料、樹脂、有機溶剤および添加剤などの混合割合を調整するものである。
【００２９】
非吸収性材料としては、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリオレフィンなどプラスチックや、金属（銅、アルミ、ステンレス）や、ガラスなどが挙げられ、形状は、板やフィルムなど特に限定されない。
【００３０】
以下、実施例にて具体的に説明する。請求項１のインク組成物を説明しているのは、実施例１〜４および比較例１〜３であり、請求項２の画像形成方法を説明しているのは、実施例５〜８である。なお、インクは、顔料分散液を作製して、それらを樹脂や有機溶剤などと混合する方法で作製している。
【００３１】
インクを作製するための白色分散液は、顔料としてアナターゼ型の酸化チタンを使用して作製を行った。分散液には分散剤（アビシア社製ソルスパース２００００）を添加している。顔料を５０重量％、有機溶剤を４４重量％、分散剤を６重量％の割合で、サンドミルを用いて分散させることで作製し、白色分散液とした。有機溶剤としては、１−プロパノールを使用している。なお、１−プロパノールは、１気圧での沸点が９７．２℃であるので、中沸点アルコール系溶剤に相当するものである。
【実施例１】
【００３２】
白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール４１重量％とイソプロパノール２３重量％と１−ヘキサノール５重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、実施例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。なお、１−プロパノールは中沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、イソプロパノールは、１気圧での沸点が８２．３℃であるので、低沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、１−ヘキサノールは、１気圧での沸点が１５７．１℃であるので、高沸点アルコール系溶剤に相当するものである。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は６５重量％であり、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は２９重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は６重量％である。
【実施例２】
【００３３】
白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール３３重量％とイソプロパノール３６重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、実施例２の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。なお、１−プロパノールは中沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、イソプロパノールは低沸点アルコール系溶剤に相当するものである。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は５５重量％であり、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は４５重量％である。
【実施例３】
【００３４】
白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール６４重量％と１−ヘキサノール５重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、実施例３の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。なお、１−プロパノールは中沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、１−ヘキサノールは高沸点アルコール系溶剤に相当するものである。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は９４重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は６重量％である。
【実施例４】
【００３５】
白色分散液作製における有機溶剤を１−ブタノールに変えて、その他は実施例１と同じにして、実施例４の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。なお、１−ブタノールは中沸点アルコール系溶剤に相当するものであり、インク作製において、混合溶剤には中沸点アルコール系溶剤に相当する１−プロパノールを使用しているので、ここでは、中沸点アルコール系溶剤の複数を混合して用いているものである。
【００３６】
（比較例１）
白色分散液作製における有機溶剤をイソプロパノールに変えて、その他は同じにして、白色分散液を作製した。そのイソプロパノールを使用した白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（イソプロパノール４５重量％と１−ヘキサノール２４重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、比較例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤の割合はなく、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は７０重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は３０重量％である。この比較例１は、有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤と低沸点アルコール系溶剤と高沸点アルコール系溶剤の割合が実施例１と異なるものである。
【００３７】
（比較例２）
１−プロパノールを使用した白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール１５重量％とイソプロパノール５４重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、比較例２の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は３３重量％であり、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は６７重量％である。この比較例２は、有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤と低沸点アルコール系溶剤の割合が実施例２と異なるものである。
【００３８】
（比較例３）
１−プロパノールを使用した白色分散液を２５重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を６重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール４５重量％と１−ヘキサノール２４重量％）を６９重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、比較例３の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を得た。このインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は８０重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は７０重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は３０重量％である。この比較例３は、有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤と高沸点アルコール系溶剤の割合が実施例３と異なるものである。
【００３９】
このようにして得られた実施例および比較例の溶剤系インクジェットインク組成物におけるインク粘度は、２５℃ですべて４．５ｍＰａ・ｓ以下であり、また、インクの表面張力は、２５℃ですべて３０ｍＮ／ｍ以下であり、ピエゾ式インクジェットプリンタに適した物性であった。これらのインクを用いて、プリンタ部品の浸食性（形状変化、重量変化）、印刷適性（滲み、ドット欠け、飛行曲がり）、印刷後の乾燥性、印刷の堅牢性の評価を行った。評価方法およびその評価結果（表１）を下記に表す。
【００４０】
＜浸食性＞
プリンタ部品の浸食性の評価として、プリンタにおいてインクと接する部品を取り出し、各インクに１ヶ月間５０℃で浸漬させて、その後の形状変化と重量変化を評価した。形状変化の評価は、観察によって行い、形状に変化がない場合は○、変化がある場合は×とした。重量変化の評価は、各部品の重量の変化率を測定して平均した変化率が５％未満の場合は○、５％以上の場合は×とした。
【００４１】
＜印刷適性＞
印刷適性の評価として、インク受容層を設けていない非吸収性材料（透明アクリル板、透明ガラス板、アルミ板の３種）を用いて、文字とベタを含むテストパターンを印刷して、滲みとドット欠けと飛行曲がりを観察によって評価した。滲みの評価は、滲みがない場合は○、滲みがある場合は×とした。インクがプリンタからうまく吐出されなかったために起こるドット欠けの評価は、テストパターンにドット欠けがない場合は○、ドット欠けがある場合は×とした。吐出したインクが適切な箇所に着弾しない飛行曲がりの評価は、テストパターンに飛行曲がりがない場合は○、飛行曲がりがある場合は×とした。
【００４２】
＜隠蔽性＞
隠蔽性の評価として、インク受容層を設けていない非吸収性材料である透明アクリル板を用いて、ベタを印刷して、目視観察によって評価した。印刷したベタ部分を通して透けて見ることができない場合は○、透けて見ることができる場合は×とした。
【００４３】
＜乾燥性＞
印刷後の乾燥性の評価として、ゴムローラーによる圧着によるインク移りの有無で評価した。インク受容層を設けていない非吸収性材料（透明アクリル板、透明ガラス板、アルミ板の３種）を用いて、ベタ印刷した試験片上に、２５℃環境にて印刷１０分後、普通紙を重ね合わせ、その上から荷重１ｋｇを載せたゴムローラー（ゴムロール幅１２ｃｍ、ゴムロール直径２ｃｍ）を転がして圧着を行い、インク移りを観察した。乾燥性の評価は、試験片上のベタ印刷に変化がなく普通紙へのインク移りがないと考えられる場合は○、試験片上のベタ印刷に薄くなることなどの変化があり普通紙へのインク移りがあると考えられる場合は×とした。
【００４４】
＜堅牢性＞
印刷の堅牢性の評価として、摩擦試験機にて評価した。摩擦試験機として、サウザランド形ラブテスター（安田精機製作所社製）を用いて、インク受容層を設けていない非吸収性材料（透明アクリル板、透明ガラス板、アルミ板の３種）を用いて、ベタ印刷した試験片上に、綿布で荷重９．３９×１０３Ｐａ与えて１００往復の条件で摩擦試験を実施して、印刷の欠落を観察した。堅牢性の評価は、ベタ印刷において欠落がない場合は○、部分的にでも欠落がある場合は×とした。
【００４５】
【表１】
【００４６】
実施例１〜４では、プリンタ部品の浸食性、印刷適性、印刷後の乾燥性、印刷の隠蔽性、印刷の堅牢性の各評価において良好な結果が得られた。これにより、課題を解決するに至った水を含まない溶剤系インクジェットインクの白色を提供することができるようになったものである。
【００４７】
比較例１では、中沸点アルコール系溶剤がなく、低沸点アルコール系溶剤と高沸点アルコール系溶剤の両方が多いものであり、その両方による不具合が出ている。比較例２では、中沸点アルコール系溶剤が少なく、低沸点アルコール系溶剤が多いものであり、低沸点アルコール系溶剤による不具合が出ている。比較例３では、高沸点アルコール系溶剤が多いものであり、高沸点アルコール系溶剤による不具合が出ている。
【実施例５】
【００４８】
イエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せと白色インクとを用いて、フルカラー画像を形成した。白色インクは実施例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を用いた。イエロー、マゼンタ、シアンの各色インクは、それぞれの顔料分散液を作製して、それらを樹脂や有機溶剤などと混合することで作製した。
【００４９】
それぞれの顔料分散液の作製において、分散剤（アビシア社製ソルスパース２００００）を添加しており、顔料と有機溶剤と分散剤の割合はどの分散液でも同じである。顔料を１０重量％、有機溶剤を８８重量％、分散剤を２重量％の割合で、サンドミルを用いて分散させることで作製しており、顔料を変えることでそれぞれの顔料分散液とした。有機溶剤としては、１−プロパノールを使用している。
【００５０】
顔料は汎用のものを使用することができる。ここでは、次のような顔料を使用して、各色の分散液を作成した。イエロー分散液は、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８を使用して作製した。マゼンタ分散液は、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を使用して作製した。シアン分散液は、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を使用して作製した。
【００５１】
イエロー、マゼンタ、シアンの各色インクは、それぞれの顔料分散液を樹脂や有機溶剤などと混合することで作製した。それぞれの顔料分散液を２０重量％、樹脂としてスチレンアクリル樹脂（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル６９０）を４重量％、有機溶剤として混合溶剤（１−プロパノール３６重量％とイソプロパノール２０重量％と１−ヘキサノール２０重量％）を７６重量％の割合で、攪拌機を使用して充分に攪拌して混合して、１μｍのメンブランフィルターを用いてろ過処理することにより、溶剤系インクジェットインク組成物のイエロー、マゼンタ、シアンの各色となり、これによりイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せを得た。これらのインク中において、有機溶剤（混合溶剤）の割合は９４重量％であり、この有機溶剤（混合溶剤）中において、中沸点アルコール系溶剤（１−プロパノール）の割合は５７重量％であり、低沸点アルコール系溶剤（イソプロパノール）の割合は２１重量％であり、高沸点アルコール系溶剤（１−ヘキサノール）の割合は２１重量％である。なお、四捨五入により、有機溶剤中のアルコール系溶剤の合計が１００重量％になっていない。
【００５２】
これらイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せによって非吸収性材料としての透明アクリル板にフルカラー画像を印刷した上に、実施例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色を重ねて印刷した。フルカラー画像は、財団法人日本規格協会のＪＩＳ−ＳＣＩＤ（Ｎ５）「自転車」反転画像を用いた。白色の印刷は、材料全面へのベタ印刷である。透明アクリル板側から透明アクリル板を通して画像を目視で観察すると、滲みのない良好なフルカラー画像であった。このような印刷を特徴とするフルカラー画像形成方法である。
【実施例６】
【００５３】
白色の印刷を、画像と同サイズのベタ印刷にした。それ以外は実施例５と同様に作製して、透明アクリル板側から透明アクリル板を通して画像を目視で観察すると、滲みのない良好なフルカラー画像であった。このような印刷を特徴とするフルカラー画像形成方法である。
【実施例７】
【００５４】
実施例１の溶剤系インクジェットインク組成物の白色によって非吸収性材料としての透明アクリル板に印刷した上に、実施例５で作製したイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷した。白色の印刷は、材料全面へのベタ印刷である。フルカラー画像は、財団法人日本規格協会のＪＩＳ−ＳＣＩＤ（Ｎ５）「自転車」画像を用いた。透明アクリル板上の画像を直接目視で観察すると、滲みのない良好なフルカラー画像であった。このような印刷を特徴とするフルカラー画像形成方法である。
【実施例８】
【００５５】
白色の印刷を、画像と同サイズのベタ印刷にした。それ以外は実施例７と同様に作製して、透明アクリル板上の画像を直接目視で観察すると、滲みのない良好なフルカラー画像であった。このような印刷を特徴とするフルカラー画像形成方法である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される非吸収性材料用の溶剤系インクジェットインク組成物において、少なくとも、顔料、樹脂、有機溶剤からなり、インク中において、有機溶剤の割合が７０重量％以上９０重量％未満であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、１気圧での沸点が９０℃以上１４０℃以下の中沸点アルコール系溶剤と、１気圧での沸点が９０℃より小さい低沸点アルコール系溶剤および／または１気圧での沸点が１４０℃より大きい高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％以下であり、顔料に酸化チタンを用いることによってインクの色は白となることを特徴とする溶剤系インクジェットインク組成物。
【請求項２】
ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される非吸収性材料用の溶剤系インクジェットインク組成物において、少なくとも、顔料、樹脂、有機溶剤からなり、インク中において、有機溶剤の割合が９０重量％以上であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、前記中沸点アルコール系溶剤と、前記低沸点アルコール系溶剤および／または前記高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が２５重量％以下であり、顔料によってインクの色は少なくともイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せとなり、
少なくとも該３色の組合せによって非吸収性材料にフルカラー画像を印刷した上に、請求項１に記載の白色インクを重ねて印刷することを、または、請求項１に記載の白色インクによって非吸収性材料に印刷した上に、少なくとも該３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷することを特徴とする溶剤系インクジェットインクを用いたフルカラー画像形成方法。
【請求項１】
ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される非吸収性材料用の溶剤系インクジェットインク組成物において、少なくとも、顔料、樹脂、有機溶剤からなり、インク中において、有機溶剤の割合が７０重量％以上９０重量％未満であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、１気圧での沸点が９０℃以上１４０℃以下の中沸点アルコール系溶剤と、１気圧での沸点が９０℃より小さい低沸点アルコール系溶剤および／または１気圧での沸点が１４０℃より大きい高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が１０重量％以下であり、顔料に酸化チタンを用いることによってインクの色は白となることを特徴とする溶剤系インクジェットインク組成物。
【請求項２】
ピエゾ式インクジェットプリンタにて使用される非吸収性材料用の溶剤系インクジェットインク組成物において、少なくとも、顔料、樹脂、有機溶剤からなり、インク中において、有機溶剤の割合が９０重量％以上であり、有機溶剤が、アルコール系溶剤であり、前記中沸点アルコール系溶剤と、前記低沸点アルコール系溶剤および／または前記高沸点アルコール系溶剤とからなり、有機溶剤中において、前記中沸点アルコール系溶剤の割合が４０重量％以上であり、前記低沸点アルコール系溶剤の割合が６０重量％以下であり、前記高沸点アルコール系溶剤の割合が２５重量％以下であり、顔料によってインクの色は少なくともイエロー、マゼンタ、シアンからなる３色の組合せとなり、
少なくとも該３色の組合せによって非吸収性材料にフルカラー画像を印刷した上に、請求項１に記載の白色インクを重ねて印刷することを、または、請求項１に記載の白色インクによって非吸収性材料に印刷した上に、少なくとも該３色の組合せによるフルカラー画像を重ねて印刷することを特徴とする溶剤系インクジェットインクを用いたフルカラー画像形成方法。
【公開番号】特開２０１０−１００７７１（Ｐ２０１０−１００７７１Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７５１９８（Ｐ２００８−２７５１９８）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００１１５１１９）ユニオンケミカー株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００１１５１１９）ユニオンケミカー株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
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