(57)【要約】【課題】構成成分が加水分解することがなく、保存安定性に優れ、かつ金属部材の腐食を生じることがなく、しかも印刷物の耐水性にも優れたインクジェット用水性インキを提供する。【解決手段】（ａ）分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマー、（ｂ）水溶性光重合開始剤、（ｃ）水溶性着色剤および（ｄ）水性媒体を主成分とすることを特徴とするコンティニアスインクジェット用水性インキ。（ａ）成分としては、成分が分子中に少なくとも１つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーが好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマー、（ｂ）水溶性光重合開始剤、（ｃ）水溶性着色剤および（ｄ）水性媒体を主成分とすることを特徴とするコンティニアスインクジェット用水性インキ。
【請求項２】
（ａ）成分が分子中に少なくとも１つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーからなり、かつ該（ａ）成分の含有率が１〜５０重量％である請求項１に記載のコンティニアスインクジェット用水性インキ。
【請求項３】
（ｂ）成分の含有率が０．１〜１０重量％である請求項１または請求項２に記載のコンティニアスインクジェット用水性インキ。
【請求項４】
（ｃ）成分が水溶性染料からなり、かつ該（ｃ）成分の含有率が０．１〜２０重量％である請求項１〜３の何れかに記載のコンティニアスインクジェット用水性インキ。
【請求項５】
系のｐＨが７．０〜１２．０である請求項１〜４の何れかに記載のコンティニアスインクジェット用水性インキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット用水性インキに関わり、さらに詳しくは、本質的に、分子中にエステル結合をもたない水溶性成分および水性媒体からなる、光重合型のコンティニアスインクジェット用水性インキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式には、ピエゾ素子を用いたコンティニアスインクジェット方式とドロップオンデマンド方式があり、特に前者の方式は印刷速度が速い利点を有し、近年業務用途に広く採用されている。
一方、インクジェット用インクには、水性媒体を用いた水性インク、有機溶剤を用いた油性インク、加熱溶融させて印刷するソリッドインクがあり、今日では、環境上の問題、印刷操作上などの観点から、水性インクが推奨されている。
従来の水性インクは、水溶性染料を水性媒体に溶解したもので、有機溶剤を放出しない利点を有するが、印刷後の耐水性に劣っており、インキ吸収性のよいインキ受理層を設けた専用紙を用いない限り、十分な耐水性が得られないという欠点がある。
【０００３】
また、印刷物の耐擦性、重ね印刷時のインキのにじみ防止等を改善するため、重合型水性インキが提案されており、例えば、水溶性の光硬化型樹脂プレポリマー、光重合開始剤、水溶性染料および水を含むインク（特許文献１参照。）、顔料、水溶性樹脂、紫外線照射等により固化する水溶性モノマー、光重合開始剤および水を含むインク（特許文献２参照。）や、非水溶性粘性マクロマー（例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート等）のエマルジョン、あるいは該エマルジョンと水溶性モノマーを含むインク（特許文献３、特許文献４参照。）等があり、これらのインキでは、印刷部分が紫外線照射等により硬化ないし固化しているため、耐水性もかなり改善されている。
【０００４】
しかし、従来の重合型水性インキは、重合性成分がエステル結合を有するもの（特許文献１、特許文献３、特許文献４）、着色剤に顔料を必須とするもの（特許文献２）、あるいはエマルジョン型のもの（特許文献３、特許文献４）であり、何れにも様々の問題があった。
即ち、重合性成分がエステル結合を有する場合、保存中ないし印刷中に該エステル結合が加水分解してインキが酸性となり、その結果インクジェット記録装置に使用されている金属部材に腐食が発生したり、またアルカリ溶解性着色剤では溶解性が低下するため、凝集や粘度上昇を生じ、印刷品質が損なわれるおそれがある。また、顔料を着色剤とするインキやエマルジョン型インキの場合は、顔料やエマルジョンの良好な分散状態を維持して、所要の印刷品質を確保することが困難である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１８６７２５号公報
【特許文献２】
特開平７−２２４２４１号公報
【特許文献３】
特開平８−４８９２２号公報
【特許文献４】
特開平１０−２１９１５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、本質的に、分子中にエステル結合をもたない水溶性成分および水性媒体からなり、構成成分が加水分解することがなく、保存安定性に優れ、かつ金属部材の腐食を生じることがなく、しかも印刷物の耐水性にも優れた、光重合型のコンティニアスインクジェット用水性インキを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（ａ）分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマー、（ｂ）水溶性光重合開始剤、（ｃ）水溶性着色剤および（ｄ）水性媒体を主成分とすることを特徴とするコンティニアスインクジェット用水性インキ、
からなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（ａ）成分
本発明における（ａ）成分は、分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する水溶性光重合型モノマーからなる。
本発明でいう「光重合型モノマー」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の活性放射線により重合するモノマーを意味する。
【０００９】
（ａ）成分の例としては、
Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタクリルアミド、Ｎ−（２−ジメチルアミノエチル）アクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ−（２−ジエチルアミノエチル）アクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）アクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ−（２−ジメチルアミノエチル）メタクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ−（２−ジエチルアミノエチル）メタクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）メタクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）アクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジエチルアミノエチル）アクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ビス（３−ジメチルアミノプロピル）アクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）メタクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジエチルアミノエチル）メタクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ビス（３−ジメチルアミノプロピル）メタクリルアミドまたはその４級化物、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）アクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）メタクリルアミド、Ｎ−アクリロイルモルフォリン、Ｎ−メタクリロイルモルフォリン、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスメタクリルアミド等の分子中に少なくとも１つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマー；
【００１０】
Ｎ，Ｎ−ジメチルビニルアミンまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ジエチルビニルアミンまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミンまたはその４級化物、Ｎ，Ｎ−ジエチルアリルアミンまたはその４級化物、４−ビニルピリジンまたはその４級化物、４−アリルピリジンまたはその４級化物等の水溶性不飽和アミン類；
ｐ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスチレンまたはその４級化物、ｐ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノスチレンまたはその４級化物、ｐ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−αーメチルスチレンまたはその４級化物、ｐ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ−αーメチルスチレンまたはその４級化物等の水溶性アミノ基含有芳香族ビニル化合物
等を挙げることができる。
【００１１】
これらの（ａ）成分のうち、分子中に少なくとも１つのアミド結合を有する水溶性エチレン性不飽和モノマーが好ましく、さらに好ましくはアクリルアミド誘導体であり、特に、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）アクリルアミド、Ｎ−アクリロイルモルフォリン、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド等が好ましい。
本発明において、（ａ）成分は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００１２】
本発明の水性インキ中の（ａ）成分の含有率は、個々のモノマーの水への溶解度、モノマー混合物におけるモノマーの組み合わせなどによって変わるが、水性インキ全体の、好ましくは１〜５０重量％、さらに好ましくは３〜３０重量％、特に好ましくは５〜１５重量％である。（ａ）成分の含有率が１重量％未満では、光重合型成分の量が少なく、印刷物の耐水性が不十分となるおそれがあり、一方５０重量％を超える条件とするのは、モノマーの水への溶解度の面で、使用できるモノマーの種類が少なくなり、またモノマーの均一な溶解状態を維持することが困難となるおそれがある。
【００１３】
（ｂ）成分
本発明における（ｂ）成分は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の活性放射線の照射により、前記（ａ）成分の重合を開始する活性種を生じる、水溶性光重合開始剤からなる。
【００１４】
好ましい（ｂ）成分の例としては、１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名Ｉｒｇａｃｕｒｅ２９５９、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）、チオキサントンアンモニウム塩（商品名Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ  ＱＴＸ、シェル化学（株）製）、ベンゾフェノンアンモニウム塩（商品名Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ  ＡＢＱ、シェル化学（株）製）等を挙げることができる。
本発明において、（ｂ）成分は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００１５】
本発明の水性インキ中の（ｂ）成分の含有率は、好ましくは０．１〜１０重量％、さらに好ましくは０．３〜５重量％、特に好ましくは０．５〜２重量％である。（ｂ）成分の含有率が０．１重量％未満では、活性放射線の照射時に（ａ）成分の重合を完結させることが困難となり、印刷物の耐水性が不十分となるおそれがあり、一方１０重量％を超えると、（ａ）成分の重合後に（ｂ）成分が残存して、印刷品質が損なわれるおそれがある。
【００１６】
（ｃ）成分
本発明における（ｃ）成分は、水溶性着色剤からなる。
好ましい（ｃ）成分の例としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック３２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック３８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック５１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１４６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１０６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１６８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２００、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２０２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２０３、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２３７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１２；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１８、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２６、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド７３、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２６５；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１７、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー３８、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー４２、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー６１、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１２７等を挙げることができる。
本発明において、（ｃ）成分は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができ、また（ｃ）成分の色調は、印刷目的ないし印刷内容に応じて適宜選定することができる。
【００１７】
本発明の水性インキ中の（ｃ）成分の含有率は、好ましくは０．１〜２０重量％、さらに好ましくは１．０〜１０重量％、特に好ましくは２．０〜６重量％である。（ｃ）成分の含有率が０．１重量％未満では、必要な印刷濃度を達成することが困難となるおそれがあり、一方２０重量％を超えると、水性インキが高粘度になるとともに、活性放射線の照射による硬化が不足して印刷物の耐水性が不十分となるおそれがある。
【００１８】
（ｄ）水性媒体
本発明における（ｄ）成分は、水を主体成分とする水性媒体からなる。
この水性媒体は、より具体的には、水単独あるいは水と親水性有機溶媒との混合物からなる
前記親水性有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、グリセリン、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モノエチルエーテル、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、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アセトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等を挙げることができる。
これらの親水性有機溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
水と親水性有機溶媒との混合物からなる水性媒体中の親水性有機溶媒の含有率は、通常、５０〜９８重量％、好ましくは７０〜９０重量％である。
【００１９】
他の添加剤
本発明の水性インキには、必要に応じて、前記以外の種々の水溶性添加剤を配合することができる。
前記水溶性添加剤の例としては、水性インクの保存中や印刷中の望ましくない重合を防止する熱重合禁止剤（例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、メチルハイドロキノン、フェノチアジン、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアンモニウム塩、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩等）、湿潤剤（例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、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モノエチルエーテル等のアルコール類）、界面活性剤（消泡用、表面張力調整用等）、紫外線吸収剤、防腐・防かび剤等を挙げることができる。
【００２０】
ｐＨ調整
本発明の水性インキは、水性インキの保存安定性をさらに向上させ、またインクジェット記録装置の腐食をささに効果的に防止するために、ｐＨを中性ないしアルカリ性、好ましくは７．０〜１２．０、さらに好ましくは７．５〜１１．５に維持することが望ましい。
ｐＨ調整に使用される塩基性化合物の例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；トリエタノールアミン、メチル・ジエタノールアミン、エチル・ジエタノールアミン、ジメチル・エタノールアミン、ジエチル・エタノールアミン、モルフォリン等の有機アミン類等を挙げることができる。
これらの塩基性化合物は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
なお、前記特許文献２のインキでも、使用される水溶性樹脂の溶解性を向上させ、またインクジェット記録装置の腐食防止の観点からも、ｐＨを７〜１０に調整することが好ましいとされているが、該水溶性樹脂は実質上不飽和カルボン酸エステル単位を有する樹脂であり、またその実施例の水溶性モノマーも不飽和カルボン酸エステル構造を有しており、ｐＨを前記範囲に調整しても、これらのエステル部分の加水分解を有効に抑制することは困難である。
【００２１】
粘度調整
本発明の水性インキは、インクジェット用水性インキとしての特性上、粘度を、常温（２５℃）で、５ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは２ｍＰａ・ｓ以下に調整することが望ましい。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
実施例および比較例における「部」は、重量基準である。
実施例および比較例における評価は、次のようにして行った。
ｐＨ変化
調製直後の水性インキのｐＨ（初期値）と７０℃の環境下で３週間放置後の水性インキのｐＨ（３週間後）を測定した。
金属腐食
インクジェット記録装置を８時間連続運転したのち、水性インキに接触する金属部材の表面を１００倍光学顕微鏡で観察して、下記基準で評価した。
○：腐食なし
×：腐食あり
耐水性
インクジェット記録装置を用いて、水性インク専用紙（表２では、単に「専用紙」と表記）、コピー紙あるいはグロス紙に印刷し、印刷面にメタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）により、紫外線を２，０００Ｊ／ｍ２  の光量となるように照射し、その後印刷物を静水中に１分間浸漬して乾燥したのち、下記基準で評価した。
○：インキが水に流されない
×：インキが水に流される
【００２３】
実施例１〜４および比較例１〜３
表１に示す各成分を混合して調製した各水性インキについて、評価を行なった。評価結果を表２に示す。
【００２４】
【表１】
2004285135.tif 000002
（＊１）    １−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−２−ヒドロキシ
−２−メチル−１−プロパン−１−オン
（＊２）    ジエチレングリコール
【００２５】
【表２】
2004285135.tif 000003
【００２６】
【発明の効果】
本発明のコンティニアスインクジェット用水性インキは、水溶性光重合型モノマーが、分子中にエステル結合をもたず、水性媒体中で中性ないしアルカリ性を呈する成分からなるため、構成成分が加水分解して酸性化することがなく、保存安定性に優れ、かつインクジェット記録装置の金属部材の腐食を有効に防止でき、しかも印刷物の耐水性にも優れており、高品質の印刷物を生産性よく提供することができる。