説明

白色インク組成物

【課題】ヒビ割れが発生することを低減でき、かつ、耐擦性に優れた画像を記録することができる白色インク組成物を提供すること。
【解決手段】本発明に係る白色インク組成物は、白色顔料と、ポリオレフィンワックスと、スライドガラス上に0.5gを滴下して、温度50℃、湿度0%RHの条件で10分間乾燥したときにヒビが発生する樹脂成分と、を含み、前記ポリオレフィンワックスの含有量(W1)と前記樹脂成分の含有量(W2)との比(W1/W2)は、1/10以上6以下である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、白色インク組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、様々な記録方式を用いて、記録媒体にインクを付着させて所望の画像を形成することが知られている。このような画像の形成に用いるインクは、その用途に応じて様々な成分が添加され調製されている。
【0003】
例えば、特許文献1には、印刷層を保護するために用いられる紫外線硬化型のオーバープリント用インク組成物について記載されている。また、特許文献2には、インクジェット方式を用いた配線パターンの形成に用いられる導体パターン用インクについて記載されている。
【0004】
ところで、記録媒体に付着された画像には、インクに含まれる成分や、記録方法等によって、ヒビ割れが生じる場合がある。このような不具合を防止するために、上記の特許文献1には、オーバーコート用インク組成物に種々のオリゴマーやモノマーを添加することについて記載されている。また、上記の特許文献2では、導体パターン用インクにポリエチレングリコール等の非イオン性化合物を添加して、導体パターンのヒビ割れを防止することについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−120846号公報
【特許文献2】特開2007−194175号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記の特許文献1および特許文献2に記載されているように、画像のヒビ割れを防止するために、インク組成物に種々の材料を添加すると、画像の耐擦性が低下する場合があった。
【0007】
本発明のいくつかの態様にかかる目的の一つは、ヒビ割れの発生を低減でき、かつ、耐擦性に優れた画像を記録することができる白色インク組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【0009】
[適用例1]
本発明に係る白色インク組成物の一態様は、
白色顔料と、
ポリオレフィンワックスと、
スライドガラス上に0.5gを滴下させて、温度50℃、湿度0%RHの条件で10分間乾燥させたときにヒビが発生する樹脂成分と、
を含む。
【0010】
適用例1に記載の態様によれば、ヒビ割れの発生を低減でき、かつ、耐擦性に優れた画像を得ることができる。また、本適用例の白色インク組成物を用いて白色画像を形成した場合には、該白色画像にカラー画像を重ねた場合であっても、記録された画像のヒビ割れの発生を効果的に低減することができる。
【0011】
[適用例2]
適用例1において、
前記樹脂成分は、フルオレン系樹脂およびスチレンアクリル系樹脂の少なくとも一方であることができる。
【0012】
[適用例3]
適用例1または適用例2において、
前記ポリオレフィンワックスの含有量(W1)と前記樹脂成分の含有量(W2)との比(W1/W2)は、1/10以上6以下であることができる。
【0013】
適用例3に記載の態様によれば、よりヒビ割れの発生が低減された、あるいはより耐擦性に優れた画像を得ることができる。また、本適用例の白色インク組成物を用いて白色画像を形成した場合には、該白色画像にカラー画像を重ねた場合であっても、よりヒビ割れの発生が低減された画像を得ることができる。
【0014】
[適用例4]
適用例1または適用例2において、
前記ポリオレフィンワックスの含有量(W1)と前記樹脂成分の含有量(W2)との比(W1/W2)は、1/6以上3以下であることができる。
【0015】
適用例4に記載の態様によれば、よりヒビ割れの発生が低減された、あるいはより耐擦性に優れた画像を得ることができる。また、本適用例の白色インク組成物を用いて白色画像を形成した場合には、該白色画像にカラー画像を重ねた場合であっても、よりヒビ割れの発生が低減された画像を得ることができる。
【0016】
[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
前記ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、10nm以上800nm以下であることができる。
【0017】
適用例5に記載の態様によれば、ヒビ割れの発生が低減された画像を得ることができる。
【0018】
[適用例6]
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
前記ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、150nm以上800nm以下であることができる。
【0019】
適用例6に記載の態様によれば、ヒビ割れの発生が低減された画像を得ることができる。
【0020】
[適用例7]
適用例1ないし適用例6のいずれか1例において、
前記ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、前記白色顔料の平均粒子径よりも大きいことができる。
【0021】
適用例7に記載の態様によれば、画像を形成した際に、ポリオレフィンワックスが画像の表面に現れやすくなるので、画像の滑り性を向上させ、より耐擦性に優れた画像を得ることができる。
【0022】
[適用例8]
適用例1ないし適用例7のいずれか1例において、
前記樹脂成分の含有量は、0.5質量%以上3質量%以下であることができる。
【0023】
適用例8に記載の態様によれば、インクジェット記録装置から白色インク組成物を吐出させた際に、白色インク組成物の吐出安定性を向上させることができる。また、画像の耐擦性を向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に本発明の好適な実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。
【0025】
1.白色インク組成物
本発明の一実施形態に係る白色インク組成物は、白色顔料と、ポリオレフィンワックスと、樹脂成分と、を含む。以下、本実施形態に係る白色インク組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
【0026】
1.1.白色顔料
本実施形態に係る白色インク組成物は、白色顔料を含有する。白色顔料としては、例えば金属酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。金属酸化物としては、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等が挙げられる。また、白色顔料には、中空構造を有する粒子を含み、中空構造を有する粒子としては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。中空構造を有する粒子としては、例えば、米国特許第4,880,465号や特許第3,562,754号などの明細書に記載されている粒子を好ましく用いることができる。本実施形態の白色インク組成物に含有される白色顔料としては、これらの中でも、白色度および耐擦性の観点から、二酸化チタンが好ましい。
【0027】
前記白色顔料の含有量(固形分)は、白色インク組成物の全質量に対して、好ましくは1質量%以上20質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上15質量%以下である。白色顔料の含有量が上記範囲を超えると、インクジェット式記録ヘッドの目詰まりが発生して信頼性を損なうことがある。一方、白色インク組成物の含有量が上記範囲未満であると、白色度等の色濃度が不足する傾向がある。
【0028】
体積基準の平均粒子径(以下、「平均粒子径」という。)として、白色顔料は好ましくは30nm以上600nm以下であり、より好ましくは200nm以上400nm以下である。平均粒子径が前記範囲を超えると、粒子が沈降するなどして分散安定性を損なったり、インクジェット式記録ヘッドの目詰まり等信頼性を損なうことがある。一方、平均粒子径が前記範囲未満であると、白色度が不足する傾向にある。
【0029】
白色顔料の平均粒子径は、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計(例えば、「マイクロトラックUPA」日機装株式会社製)が挙げられる。
【0030】
なお、本発明において「白色インク組成物」とは、エプソン純正写真用紙<光沢>(セイコーエプソン社製)に、duty100%以上で吐出されたインクの明度(L)および色度(a、b)が、分光測光器Spectrolino(商品名、GretagMacbeth社製)を用いて、測定条件をD50光源、観測視野を2°、濃度をDIN NB、白色基準をAbs、フィルターをNo、測定モードをReflectance、として設定して計測した場合に、70≦L≦100、−4.5≦a≦2、−6≦b≦2.5、の範囲を示すものをいう。
【0031】
また、本明細書において、「duty値」とは、下式で算出される値である。
【0032】
duty(%)=実吐出ドット数/(縦解像度×横解像度)×100
(式中、「実吐出ドット数」は単位面積当たりの実吐出ドット数であり、「縦解像度」および「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。)
【0033】
1.2.ポリオレフィンワックス
本実施形態に係る白色インク組成物は、ポリオレフィンワックスを含有する。ポリオレフィンワックスの機能の一つとしては、画像のヒビ割れの発生を低減することが挙げられる。本実施形態に係る白色インク組成物は、後述するようにフルオレン系樹脂またはスチレンアクリル系樹脂を含有しているので、画像にヒビ割れが発生することがある。このような場合、ポリオレフィンワックスをさらに添加することで、画像のヒビ割れの発生を効果的に低減することが可能となる。
【0034】
ポリオレフィンワックスとしては、特に限定されるものではなく、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンまたはその誘導体から製造されたワックスおよびそのコポリマー、具体的には、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、ポリブチレン系ワックス等が挙げられる。これらの中でも、画像のヒビ割れの発生を効果的に低減できるという観点から、ポリエチレン系ワックスが好ましい。これらのポリエチレン系ワックスは、1種単独または2種以上組み合わせて用いることができる。
【0035】
白色インク組成物に好適なポリオレフィンワックスの市販品としては、「ケミパールW4005」(三井化学株式会社製、ポリエチレン系ワックス、粒径200〜800nm、環球法軟化点110℃、針入度法硬度3、固形分40%)等のケミパールシリーズが挙げられる。その他、AQUACER513(ポリエチレン系ワックス、粒径100〜200nm、融点130℃、固形分30%)、AQUACER507、AQUACER515、AQUACER840(以上、ビックケミー・ジャパン株式会社製)等のAQUACERシリーズや、ハイテックE−7025P、ハイテックE-2213、ハイテックE-9460、ハイテックE-9015、ハイテックE−4A、ハイテックE−5403P、ハイテックE−8237(以上、東邦化学株式会社製)等のハイテックシリーズ、ノプコートPEM−17(サンノプコ社製、ポリエチレンエマルジョン、粒径40nm)等が挙げられる。これらは、常法によりポリオレフィンワックスを水中に分散させた水系エマルジョンの形態で市販されている。本実施形態に係る白色インク組成物においては、水系エマルジョンの形態のまま直接添加することができる。
【0036】
ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、好ましくは10nm以上800nm以下であり、より好ましくは150nm以上800nm以下であり、特に好ましくは200nm以上800nm以下である。ポリオレフィンワックスの平均粒子径が前記範囲にあると、画像のヒビ割れの発生を低減することができるが、150nm以上800nm以下の平均粒子径を有するポリオレフィンワックスを用いることでヒビ割れの発生を防止できる効果がより一層高くなる。
【0037】
また、ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、上述した白色顔料の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。ポリオレフィンワックスの平均粒子径が白色顔料の平均粒子径よりも大きいと、ポリオレフィンワックスが画像の表面に現れやすくなる。ポリエチレンワックスは、摩擦係数の低い性質を備えているので、画像の表面にあることによって、画像の滑り性を向上させることができ、画像の耐擦性を向上させることができる。特に、白色顔料よりも粒子径の大きいポリオレフィンワックスと、後述する樹脂成分(フルオレン系樹脂またはスチレンアクリル系樹脂)と、を併用することにより、耐擦性をより効果的に向上できる。
【0038】
ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計(例えば、「マイクロトラックUPA」日機装株式会社製)を用いることができる。
【0039】
ポリオレフィンワックスの含有量(固形分)は、白色インク組成物の全質量に対して、好ましくは0.2質量%以上30質量%以下であり、より好ましくは0.3質量%以上5質量%以下、特に好ましくは0.3質量%以上3質量%以下である。ポリオレフィンワックスの含有量が上記範囲を超えると、記録された画像の耐擦性が低下することがある。一方、上記範囲未満であると、画像のヒビ割れの発生を低減できる効果が期待できない場合がある。
【0040】
1.3.樹脂成分
本実施形態に係る白色インク組成物は、スライドガラス(例えば、MICRO SLIDE GLASS S−7213、松波硝子工業株式会社製)上に樹脂成分0.5gを滴下して、温度50℃、湿度0%RHの条件で10分間乾燥したときにヒビ割れが発生する樹脂成分を含有する。樹脂成分の具体例としては、フルオレン系樹脂およびスチレンアクリル系樹脂の少なくとも一方である樹脂成分を含有する。本実施形態に係る白色インク組成物に含まれる樹脂成分は、白色インク組成物を記録媒体に定着させる機能を有するだけでなく、記録媒体に形成された画像の耐擦性を向上させる機能を有する。
【0041】
上記樹脂成分は、乾燥させた際にヒビ割れを発生する場合がある。樹脂成分のヒビ割れは、例えば、スライドガラス(MICRO SLIDE GLASS S−7213、松波硝子工業株式会社製)上に樹脂成分0.5gを滴下して、温度50℃、湿度0%RHの条件で10分間乾燥したときにおける、樹脂成分のヒビ割れの有無によって判断することができる。なお、樹脂成分の乾燥は、例えば、公知の恒温恒湿槽等を用いて行うことができる。
【0042】
樹脂成分として用いられるフルオレン系樹脂は、フルオレン骨格を有する樹脂であれば特に制限されるものではなく、例えば下記のモノマー単位(a)ないし(d)を共重合することにより得ることができる。
(a)イソホロンジイソシアネート(CAS No.4098−71−9)
(b)4,4’−(9−フルオレニリデン)ビス[2−(フェノキシ)エタノール](CAS No.117344−32−8)
(c)3−ヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)−2−メチルプロピオン酸(CAS No.4767−03−7)
(d)トリエチルアミン(CAS No.121−44−8)
【0043】
本発明に用いられるフルオレン系樹脂は、4,4’−(9−フルオレニリデン)ビス[2−(フェノキシ)エタノール](CAS No.117344−32−8)で示されるようなフルオレン骨格を有するモノマーを含有する樹脂であれば特に制限されない。
【0044】
また、樹脂成分として用いられるスチレンアクリル系樹脂としては、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α―メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α―メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。なお、共重合体の形態としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれの形態でも用いることができる。
【0045】
なお、スチレンアクリル系樹脂としては、市販されているものを利用してもよい。スチレンアクリル系樹脂の市販品としては、具体例には、ジョンクリル62J(BASFジャパン株式会社製)等が挙げられる。
【0046】
フルオレン系樹脂およびスチレンアクリル系樹脂は、いずれも白色インク組成物によって形成される画像の耐擦性を向上させることができるが、特に白色インク組成物にフルオレン系樹脂が配合されると、より画像の耐擦性を向上させることができる。
【0047】
樹脂成分の含有量(固形分)は、白色インク組成物の全質量に対して、好ましくは0.2質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0.4質量%以上5質量%以下、特に好ましくは0.5質量%以上3質量%以下である。樹脂成分の含有量が上記範囲を超えると、画像のヒビ割れが発生したり、インクジェット式記録ヘッドの吐出安定性が低下する場合がある。一方、上記範囲未満であると、耐擦性に優れた画像を形成することができない場合がある。
【0048】
本実施形態に係る白色インク組成物において、ポリオレフィンワックスの含有量(W1)と樹脂成分の含有量(W2)との比(W1/W2)は、1/10以上6以下であり、好ましくは1/6以上3以下である。本実施形態に係る白色インク組成物は、ポリオレフィンワックスと樹脂成分とが上記比の値の範囲内で含有されていると、ひび割れの発生が少なく、かつ、耐擦性に優れた画像を記録することができる。一方、本実施形態に係る白色インク組成物は、ポリオレフィンワックスと樹脂成分との比が上記値の範囲を超えて含有されていると、インクジェット式記録ヘッドの吐出安定性を低下させたり、耐擦性に優れない画像を形成する場合がある。また、本実施形態に係る白色インク組成物は、ポリオレフィンワックスと樹脂成分との比が上記値の範囲未満で含有されていると、インクジェット式記録ヘッドの吐出安定性を低下させたり、ヒビ割れの発生した画像を形成する場合がある。
【0049】
1.4.その他の成分
本実施形態に係る白色インク組成物は、有機溶媒を含有することができる。白色インク組成物には、複数種の有機溶媒が含有されていてもよい。白色インク組成物に用いる有機溶媒としては、1,2−アルカンジオール類、多価アルコール類、ピロリドン誘導体等が挙げられる。
【0050】
1,2−アルカンジオール類としては、例えば、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−オクタンジオール等が挙げられる。1,2−アルカンジオール類は、記録媒体に対する白色インク組成物の濡れ性を高めて均一に濡らす作用に優れているため、記録媒体上に優れた画像を形成することができる。1,2−アルカンジオール類を含有する場合には、その含有量が、白色インク組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
【0051】
多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン等が挙げられる。多価アルコール類は、白色インク組成物をインクジェット式記録装置に用いた場合に、ヘッドのノズル面でのインクの乾燥固化を抑制して目詰まりや吐出不良等を低減できるという観点から好ましく用いることができる。多価アルコール類を含有する場合には、その含有量が、白色インク組成物の全質量に対して、2質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
【0052】
ピロリドン誘導体として、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、N−ブチル−2−ピロリドン、5−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。ピロリドン誘導体は、樹脂成分の良好な溶解剤として作用することができる。ピロリドン誘導体を含有する場合には、その含有量が、白色インク組成物の全質量に対して、3質量%以上25質量%以下であることが好ましい。
【0053】
また、本実施形態に係る白色インク組成物は、界面活性剤を含有することができる。界面活性剤としては、シリコン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤等が挙げられる。
【0054】
シリコン系界面活性剤としては、ポリシロキサン系化合物等が好ましく用いられ、例えば、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。より詳しくは、BYK−306、BYK−307、BYK−333、BYK−341、BYK−345、BYK−346、BYK−348(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−4515、KF−6011、KF−6012、KF−6015、KF−6017(以上商品名、信越化学株式会社製)等が挙げられる。シリコン系界面活性剤は、記録媒体上で白色インクの濃淡ムラや滲みを生じないように均一に広げる作用を有するという観点から好ましく用いることができる。シリコン系界面活性剤を含有する場合には、その含有量が、白色インク組成物の全質量に対して、0.1質量%以上1.5質量%以下であることが好ましい。
【0055】
アセチレングリコール系界面活性剤として、例えば、サーフィノール104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG−50、104S、420、440、465、485、SE、SE−F、504、61、DF37、DF110D、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA(以上全て商品名、Air Products and Chemicals. Inc.社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD−001、PD−002W、PD−003、PD−004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF−103、AF−104、AK−02、SK−14、AE−3(以上全て商品名、日信化学工業株式会社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル株式会社製)等が挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤は、他の界面活性剤と比較して、表面張力および界面張力を適正に保つ能力に優れており、かつ起泡性がほとんどないという特性を有する。アセチレン系界面活性剤を含有する場合には、その含有量は、白色インク組成物の全質量に対して、0.1質量%以上1.0質量%以下であることが好ましい。
【0056】
本実施形態に係る白色インク組成物は、水を50%以上含有する、いわゆる水系インクであってもよい。水系インクは、非水系(溶剤系)インク(例えば、記録物に用いるインクとしては特開2007−16103号公報に記載されたインクを参照)に比べて、記録ヘッドに用いられているピエゾ素子や、記録媒体に含まれる有機バインダー等への反応性が弱いので、これらを溶かしたり、腐食させたりすることを低減できる場合がある。また、水系インクは、高沸点・低粘度の溶剤を多く含有する非水系インクに比べて、乾燥性に優れた画像を形成することができる場合がある。さらに、水系インクは、溶剤系インクに比べて、臭気も抑えられており、かつ、その組成の50%以上が水であるので環境にも良いという利点がある。
【0057】
本実施形態に係る白色インク組成物は、さらに、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を含有することができる。本実施形態に係る白色インク組成物は、これらの化合物を含有していると、その特性がさらに向上する場合がある。
【0058】
pH調整剤としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
【0059】
防腐剤・防かび剤としては、例えば、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンジソチアゾリン−3−オン等が挙げられる。市販品では、プロキセルXL2、プロキセルGXL(以上商品名、アビシア社製)や、デニサイドCSA、NS−500W(以上商品名、ナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。
【0060】
防錆剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【0061】
キレート化剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸およびそれらの塩類(エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム塩等)等が挙げられる。
【0062】
本実施形態に係る白色インク組成物は、従来公知の装置、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、バスケットミル、ロールミルなどを使用して、従来の顔料インクと同様に調製することができる。調製に際しては、メンブランフィルターやメッシュフィルター等を用いて粗大粒子を除去することが好ましい。
【0063】
1.5.白色インク組成物の物性
白色インク組成物をインクジェット式記録装置に用いる場合において、白色インク組成物の20℃における粘度は、2mPa・s以上10mPa・s以下であることが好ましく、3mPa・s以上6mPa・s以下であることがより好ましい。白色インク組成物は、20℃における粘度が上記範囲内にあると、ノズルから適量吐出され、飛行曲がりを起こすことや飛散することを一層低減できるので、インクジェット式記録装置に好適に使用することができる。白色インク組成物の粘度は、振動式粘度計VM−100AL(山一電機株式会社製)を用いて、白色インク組成物の温度を20℃に保持することで測定できる。
【0064】
1.6.用途
本実施の形態に係る白色インク組成物は、特に限定されないが、各種インクジェット記録方式に適用することができる。インクジェット記録方式としては、例えば、サーマルジェット式インクジェット、ピエゾ式インクジェット、連続インクジェット、ローラーアプリケーション、スプレーアプリケーション等が挙げられる。
【0065】
本実施形態に係る白色インク組成物は、各種記録媒体に塗布することにより白色画像を形成することができる。記録媒体としては、例えば、紙、厚紙、繊維製品、シートまたはフィルム、プラスチック、ガラス、セラミックス、金属等が挙げられる。
【0066】
なお、記録媒体に形成された白色画像には、画像の保護や光沢性の付与等の観点から、その表面に顔料等の色材を含有していないクリアインク組成物が塗布される場合がある。クリアインク組成物からなる層(以下、「クリア層」ともいう。)の形成時には、白色画像に含まれる成分が凝集したり、クリアインク組成物に含まれる成分が凝集したりする場合がある。これにより、記録媒体に形成される白色画像およびクリア層の少なくとも一方がヒビ割れる場合がある。しかしながら、本実施形態に係る白色インク組成物を用いると、クリア層を有する白色画像を形成する場合であっても、ヒビ割れの発生を効果的に低減することができる。なお、クリアインク組成物としては、公知の組成のものを用いることができる。
【0067】
また、白色インク組成物は、例えばプラスチック製品や金属製品のような白色とは限らない記録媒体にカラー画像を記録する場合において、カラー画像の発色性を向上させるために、記録媒体の色を消す用途に使用されてもよい。また、白色インク組成物は、透明シートにカラー画像を記録する場合において、カラー画像の透過性を下げるための白色遮蔽層(下地層)の形成に用いられることがある。このとき、カラーインク組成物を用いたカラー画像の形成時に、白色画像(下地層)に含まれる成分が凝集したり、カラーインク組成物に含まれる成分が凝集したりする場合がある。これにより、記録媒体に形成される白色画像(下地層)およびカラー画像の少なくとも一方がヒビ割れる場合がある。しかしながら、本実施形態の白色インク組成物は、カラー画像を記録するための下地層として用いられても、ヒビ割れの発生を効果的に低減することができる。なお、カラーインク組成物としては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の色材(上述した白色顔料を除く)を含む公知の組成からなるものを用いることができる。
【0068】
2.実施例
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【0069】
2.1.インク組成物の調製
(1)白色インク組成物
表1〜表2に示す配合量で、二酸化チタン粒子、ポリオレフィンワックスとしてのポリエチレンワックス、樹脂成分としてのフルオレン系樹脂又はスチレンアクリル系樹脂、1,2−ヘキサンジオール、2−ピロリドン、プロピレングリコール、ポリシロキサン系界面活性剤およびイオン交換水を混合撹拌し、孔径5μmの金属フィルターにてろ過、真空ポンプを用いて脱気処理をして、例1〜13の各白色インク組成物を得た。なお、表1〜2の例1〜13に記載されている単位は、質量%であり、二酸化チタン粒子、ポリエチレンワックス、および樹脂成分についてはいずれも固形分換算した値である。
【0070】
表1および表2に記載の成分は、以下のものを用いた。
【0071】
・二酸化チタン粒子(シーアイ化成株式会社製、商品名「NanoTek(R) Slurry」、平均粒子径300nmの二酸化チタン粒子を固形分濃度15%の割合で含むスラリー)
・ポリシロキサン系界面活性剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製、商品名「BYK−348」)
・ポリエチレン系ワックスA(三井化学株式会社製、商品名「ケミパール W4005」、平均粒子径600nm)
・ポリエチレン系ワックスB(サンノプコ社製、商品名「ノプコート PEM−17」、平均粒子径40nm)
・ポリエチレン系ワックスC(ビックケミー・ジャパン株式会社製、商品名「AQUACER513」、平均粒子径150nm)
・スチレンアクリル系樹脂(BASFジャパン株式会社製、商品名「ジョンクリル62J」
【0072】
また、表1〜2に記載したフルオレン系樹脂としては、以下のようにして合成したものを用いた。フルオレン系樹脂は、イソホロンジイソシアネート30質量部、4,4’−(9−フルオレニリデン)ビス[2−(フェノキシ)エタノール]50質量部、3−ヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)−2−メチルプロピオン酸100質量部、トリエチルアミン30質量部を量りとり十分に混合した後、触媒存在下120℃で5時間撹拌することにより合成した。得られたフルオレン系樹脂は、4,4’−(9−フルオレニリデン)ビス[2−(フェノキシ)エタノール]をモノマー構成比率略50質量%含有する、分子量3300の樹脂であった。
【0073】
なお、表1および表2に記載のスチレンアクリル系樹脂およびフルオレン系樹脂は、いずれも、スライドガラス(MICRO SLIDE GLASS S−7213、松波硝子工業株式会社製)上に、0.5g滴下して、温度50℃、湿度0%RHの条件で10分間乾燥したときにおいて、ヒビ割れが発生するものであった。
【0074】
(2)シアンインク組成物
C.I.ピグメントブルー15:3(シアン顔料)を4質量%、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体(分子量25,000、ガラス転移温度80℃、酸価180、顔料分散用樹脂)2質量%、スチレン−アクリル酸共重合体(分子量50,000、酸価130、平均粒子径75nm)2質量%、1,2−ヘキサンジオール 5質量%、界面活性剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製、商品名「BYK−348」)0.6質量%、サーフィノールDF−110D(商品名、日信化学工業株式会社製)0.2質量%、2−ピロリドン5質量%、プロピレングリコール10質量%、純水 残分、を混合攪拌して、シアンインク組成物を調製した。
【0075】
2.2.耐擦性評価試験
2.2.1.耐擦性評価用サンプルの作成
耐擦性評価用サンプルの作成には、インクジェット記録方式のプリンターとして、インクジェットプリンターPX−G930(商品名、セイコーエプソン株式会社製、ノズル解像度:180dpi)の紙案内部に温度が可変できるヒーターを取り付けて改造したものを用いた。
【0076】
次に、表1〜2に記載の白色インク組成物を、インクジェットプリンター(セイコーエプソン株式会社製、製品名「PX−G930」)専用のインクカートリッジにそれぞれ充填した。このようにして得られたインクカートリッジを上記の改造したプリンターに装着した。また、ブラック以外のインクカートリッジは、それぞれ市販のものを装着した。ブラック以外のインクカートリッジは、ダミーとして用いるもので、本実施例の評価では用いないので、効果には関与しない。
【0077】
次いで、「ルミラー(R) S10−100μm」(東レ株式会社製、インク受容層が形成されていない市販のPETシート)に対して、解像度1440×720dpiで、100%dutyのベタパターンの白色画像を記録した。このようにして、耐擦性評価サンプルが得られた。
【0078】
なお、改造したプリンターのヒーター温度は、40℃に設定した。また、白色画像の記録中に、改造したプリンターのヘッド近傍にある記録媒体の表面温度を測定したところ、記録媒体の表面温度は、改造したプリンターのヒーター設定温度と略同一であった。
【0079】
2.2.2.耐擦性評価
得られた耐擦性評価サンプルを50℃の恒温槽で10分乾燥後、学振型摩擦堅牢試験機AB−301(テスター産業株式会社製を用いて、荷重200g,摩擦回数10回の条件で、摩擦用白綿布(カナキン3号)を取り付けた摩擦子と記録物とを擦り合わせ、画像の表面状態を目視にて観察した。なお、評価基準は以下のとおりであり、C以上の評価であると実用上使用に問題ない程度の耐擦性を備えると判断できる。
A:画像の表面に傷がなく、画像の剥がれも認められない
B:画像の表面に傷は認められるが、画像の剥がれは認められない
C:画像の表面に傷が認められ、わずかに画像の剥がれが認められる
D:画像が完全に剥がれる
【0080】
2.3.ヒビ割れ試験
2.3.1.ヒビ割れ評価用サンプルの作成
ヒビ割れ評価用サンプルの作成には、上記の耐擦性評価用サンプルの作成で用いたプリンターと同様に、インクジェット記録方式のプリンターとして、インクジェットプリンターPX−G930(商品名、セイコーエプソン株式会社製、ノズル解像度:180dpi)の紙案内部に温度が可変できるヒーターを取り付けて改造したものを用いた。
【0081】
次に、表1〜2に記載の白色インク組成物を、インクジェットプリンター(セイコーエプソン株式会社製、製品名「PX−G930」)専用のインクカートリッジにそれぞれ充填した。また、シアンインク組成物は、「2.1.インク組成物の調製 (2)シアンインク組成物」で調製したものを、インクカートリッジに充填した。
【0082】
このようにして得られたインクカートリッジをプリンターに装着した。なお、ブラックおよびシアン以外のインクカートリッジはそれぞれ市販のものを装着した。ブラックおよびシアン以外のインクカートリッジは、ダミーとして用いるもので、本実施例の評価では用いないので、効果には関与しない。
【0083】
次いで、白色インク組成物を吐出して、「ルミラー(R) S10−100μm」(東レ株式会社製、インク受容層が形成されていない市販のPETシート)に対して、解像度1440×720dpiで、100%dutyのベタパターンの白色画像を形成した。そして、得られた白色画像を50℃の恒温槽で10分乾燥後、白色画像上に上記のシアンインク組成物を吐出して、解像度1440×720dpiで、30%〜100%dutyのduty毎にシアン画像を形成した。このようにして、ヒビ割れ評価用サンプルを得た。
【0084】
なお、改造したプリンターのヒーター温度は、40℃に設定した。また、白色画像およびシアン画像の記録中に、改造したプリンターのヘッド近傍にある記録媒体の表面温度を測定したところ、記録媒体の表面温度は、改造したプリンターのヒーター設定温度と略同一であった。
【0085】
2.3.2.ヒビ割れ評価
得られたヒビ割れ評価用サンプルを50℃の恒温槽で10分乾燥後、画像表面を目視により判定した。評価基準は下記の通りであり、C以上の評価であると実用上の使用に問題ない程度にヒビ割れを防止できていると判断できる。
A:duty100%でも画像のヒビ割れ無し
B:duty80%までなら画像のヒビ割れ無し
C:duty50%までなら画像のヒビ割れ無し
D:duty30%でも画像がヒビ割れる
【0086】
2.4.評価結果
以上の評価結果を表1〜2に併せて示す。
【0087】
【表1】

【0088】
【表2】

【0089】
表1の評価試験結果に示すように、例1〜例11の白色インク組成物は、いずれも実用上の使用に問題ない程度にヒビ割れの防止された画像を記録でき、かつ、実用上の使用に問題ない程度の耐擦性を備えた画像を記録できた。特に、例2〜例10の白色インク組成物は、ポリオレフィンワックスの含有量(W1)と樹脂成分の含有量(W2)との比(W1/W2)が、1/10以上6以下である。そのため、表1の評価試験結果に示すように、例2〜例10に係る白色インク組成物は、より効果的にヒビ割れの防止できた画像を記録でき、かつ、より耐擦性に優れた画像を記録できた。
【0090】
一方、表2に記載の例12の白色インク組成物は、樹脂成分を含有していない。そのため、表2の評価試験結果に示すように、例12の白色インク組成物は、耐擦性が不十分な画像を記録した。
【0091】
また、表2に記載の例13および例14の白色インク組成物は、ポリオレフィン系ワックスを含有していない。そのため、表2の評価試験結果に示すように、例13および例14の白色インク組成物は、低dutyの画像の記録に用いても、画像のヒビ割れを防止できなかった。
【0092】
また、表2に記載の例15の白色インク組成物は、ポリオレフィン系ワックスおよび樹脂成分を含有していない。そのため、表2の評価試験結果に示すように、例15の白色インク組成物は、耐擦性が不十分な画像を記録した。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
白色顔料と、
ポリオレフィンワックスと、
スライドガラス上に0.5gを滴下させて、温度50℃、湿度0%RHの条件で10分間乾燥させたときにヒビが発生する樹脂成分と、
を含む、白色インク組成物。
【請求項2】
請求項1において、
前記樹脂成分は、フルオレン系樹脂およびスチレンアクリル系樹脂の少なくとも一方である、白色インク組成物。
【請求項3】
請求項1または請求項2において、
前記ポリオレフィンワックスの含有量(W1)と前記樹脂成分の含有量(W2)との比(W1/W2)は、1/10以上6以下である、白色インク組成物。
【請求項4】
請求項1または請求項2において、
前記ポリオレフィンワックスの含有量(W1)と前記樹脂成分の含有量(W2)との比(W1/W2)は、1/6以上3以下である、白色インク組成物。
【請求項5】
請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
前記ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、10nm以上800nm以下である、白色インク組成物。
【請求項6】
請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
前記ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、150nm以上800nm以下である、白色インク組成物。
【請求項7】
請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、
前記ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、前記白色顔料の平均粒子径よりも大きい、白色インク組成物。
【請求項8】
請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、
前記樹脂成分の含有量は、0.5質量%以上3質量%以下である、白色インク組成物。

【公開番号】特開2012−77232(P2012−77232A)
【公開日】平成24年4月19日(2012.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−225428(P2010−225428)
【出願日】平成22年10月5日(2010.10.5)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】