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JP6736901B2 - 放射線硬化型インクジェット組成物及びインクジェット記録方法 - Google Patents

放射線硬化型インクジェット組成物及びインクジェット記録方法 Download PDF

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JP6736901B2 JP2016024423A JP2016024423A JP6736901B2 JP 6736901 B2 JP6736901 B2 JP 6736901B2 JP 2016024423 A JP2016024423 A JP 2016024423A JP 2016024423 A JP2016024423 A JP 2016024423A JP 6736901 B2 JP6736901 B2 JP 6736901B2
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Description

本発明は、放射線硬化型インクジェット組成物及び該組成物を用いるインクジェット記録方法に関する。
近年、高い耐水性、耐溶剤性、及び耐擦過性などを有する画像を記録媒体の表面に形成するため、インクジェット方式の記録方法において放射線を照射すると硬化する、放射線硬化型インクジェット組成物が使用されている。一般に、放射線硬化型インクジェット組成物は、単官能モノマーや多官能モノマーなどの重合性化合物、光重合開始剤などの有機材料によって構成されている。このため、放射線硬化型インクジェット組成物においては、硬化乾燥した印刷画像の臭気を低減することが重要な課題の一つとなっている。
例えば、特許文献1には、揮発度が低く、硬化乾燥後の印刷画像の臭気が少ない各種の光重合開始剤の組み合わせによって、硬化性と、記録媒体への接着性に優れ、印刷画像の臭気が少ない紫外線硬化型プロセスカラージェットインクが開示されている。
また、特許文献2には、少なくとも50重量%のトリメチロールプロパンホルマールアクリレート(CTFA)を含有させ、高Tgモノマーを5重量%未満とすることによって、フレキシビリティを損なわずに印刷段階及びエンドユーザーによって使用される際に低臭気となるインクジェットインクが開示されている。
特開2007−321034号公報 特開2015−14009号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示されている紫外線硬化型プロセスカラージェットインクは、印刷画像の臭気を低減できるが、インク自体の臭気を低減できていない。このため、印刷中に不快な臭気が充満し、作業者等の健康被害が懸念される。一方、上記特許文献2に開示されているインクジェットインクでは、ガラス転移温度(Tg)が十分高くないことにより塗膜硬度が確保できず、未反応モノマーや開始剤分解物が塗膜表面に出てくることにより、印刷画像の十分な低臭気性が確保できていない。
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することで、組成物自体の低臭気性と該組成物により形成される硬化膜の低臭気性とを両立できる放射線硬化型インクジェット組成物を提供するものである。
本発明は前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。
[適用例1]
本発明に係る放射線硬化型インクジェット組成物の一態様は、
(メタ)アクリロイルオキシ基もしくは(メタ)アクリロイル基を1つ有し、(メタ)アクリロイルオキシ基及び(メタ)アクリロイル基以外に窒素原子及び酸素原子を夫々1
つ以上有する環状構造を有するモノマーAと、
前記モノマーA以外の単官能モノマーBと、
を含有する放射線硬化型インクジェット組成物であって、
前記モノマーAの含有量が該組成物の総質量に対して25質量%以下であり、
前記モノマーAと前記単官能モノマーBとを合わせたmol平均Tgが45℃以上であることを特徴とする。
適用例1の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、組成物自体の標準沸点を高めることで、組成物自体の臭気を低減できる。また、硬化後も表面硬度が十分に確保されるので、塗膜を形成した後の大気中への未硬化モノマーの揮発が抑制され、硬化膜の臭気を低減することもできる。
[適用例2]
適用例1の放射線硬化型インクジェット組成物において、
さらに、重合開始剤としてアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を含有することができる。
[適用例3]
適用例2の放射線硬化型インクジェット組成物において、
前記アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の含有量が、組成物の総質量に対して1質量%以上20質量%以下であることができる。
適用例2または適用例3の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、組成物の硬化性に優れ、特にUV−LEDによる硬化プロセスによる硬化性に一層優れる傾向にある。
[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物において、前記モノマーAの含有量が、組成物の総質量に対して10質量%以上であることができる。
適用例4の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、組成物の硬化性に優れると共に、組成物自体の標準沸点を高めることができるので、組成物をより低臭気化できる。
[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物において、前記単官能モノマーBの含有量が、組成物の総質量に対して45質量%以上80質量%以下であることができる。
適用例5の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、組成物の硬化性を良好なものとすることができる。
[適用例6]
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物において、重合性化合物の合計含有量が、組成物の総質量に対して40質量%以上95質量%以下であることができる。
適用例6の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、粘度及び臭気をより低下させることができるとともに、光重合開始剤の溶解性及び反応性を更に優れたものとすることができる。
[適用例7]
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物において、前記単官能モノマーBが単官能(メタ)アクリレートであることができる。
適用例7のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、組成物の硬化性を良好なものとすることができる。
[適用例8]
適用例1ないし適用例7のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物において、前記単官能モノマーBとして、(メタ)アクリロイルオキシ基もしくは(メタ)アクリロイル基を1つ有し、(メタ)アクリロイルオキシ基及び(メタ)アクリロイル基以外に酸素原子を2つ以上有する環状構造を有するモノマーを含有することができる。
適用例8の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、組成物の硬化性に優れると共に、組成物自体の標準沸点を高めることができるので、組成物をより低臭気化できる。
[適用例9]
適用例1ないし適用例8のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物において、前記単官能モノマーBとして下記一般式(1)で表される化合物を含有することができる。
CH=CR−COOR−O−CH=CH−R ・・・(1)
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rは炭素数2〜20の2価の有機残基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜11の1価の有機残基である。)
[適用例10]
適用例9の放射線硬化型インクジェット組成物において、
前記一般式(1)で表される化合物の含有量が、組成物の総質量に対して1質量%以上30質量%以下であることができる。
適用例9または適用例10の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、組成物の硬化性をより良好なものとすることができ、組成物の粘度の上昇を抑制できる。また、組成物の保存安定性が良好となる傾向にある。
[適用例11]
適用例1ないし適用例10のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物において、さらに、色材を含有することができる。
適用例11の放射線硬化型インクジェット組成物によれば、着色されたインク組成物として使用することができる。
[適用例12]
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
記録媒体上に塗布した適用例1ないし適用例11のいずれか一例の放射線硬化型インクジェット組成物に対してUV−LEDを照射する工程を含むことを特徴とする。
[適用例13]
適用例12のインクジェット記録方法において、
前記UV−LEDの照射エネルギーが50〜1000mJ/cmであることができる。
[適用例14]
適用例12または適用例13のインクジェット記録方法において、
前記UV−LEDの照射強度が10〜1000mW/cmであることができる。
[適用例15]
適用例12ないし適用例14のいずれか一例のインクジェット記録方法において、
記録時の前記記録媒体の温度が45℃未満であることができる。
適用例12ないし適用例15のいずれか一例のインクジェット記録方法によれば、臭気が低減されたインクジェット記録方法を実現できる。
以下に本発明の好適な実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、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。
本明細書において、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及びそれに対応するメタクリロイルのうち少なくともいずれかを意味し、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びそれに対応するメタクリレートのうち少なくともいずれかを意味し、「(メタ)アクリル」はアクリル及びそれに対応するメタクリルのうち少なくともいずれかを意味する。
1.放射線硬化型インクジェット組成物
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物(以下、単に「インクジェット組成物」もしくは「組成物」ともいう。)は、インクジェット法によりインクジェットヘッドから吐出して用いる組成物である。以下、放射線硬化型インクジェット組成物の1実施形態として放射線硬化型インクジェットインク組成物について説明するが、組成物はインク組成物以外の組成物、例えば3D造形用に用いられる組成物であってもよい。また、「放射線硬化型」の1実施形態として「紫外線硬化型」と記載する場合があるが、本実施形態において組成物は放射線を照射することにより硬化させて用いる放射線硬化型組成物であればよく、紫外線硬化型や紫外線硬化型組成物を放射線硬化型や放射線硬化型組成物と読み替えてもよい。放射線としては、紫外線、赤外線、可視光線、エックス線等が挙げられる。放射線としては、放射線源が入手しやすく広く用いられている点、及び紫外線の放射による硬化に適した材料が入手しやすく広く用いられている点から、紫外線が好ましい。
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物は、(メタ)アクリロイルオキシ基もしくは(メタ)アクリロイル基を1つ有し、(メタ)アクリロイルオキシ基及び(メタ)アクリロイル基以外に窒素原子及び酸素原子を夫々1つ以上有する環状構造を有するモノマーAと、前記モノマーA以外の単官能モノマーBと、を含有し、前記モノマーAの含有量が該組成物の総質量に対して25質量%以下であり、前記モノマーAと前記単官能モノマーBとを合わせたmol平均Tgが45℃以上であることを特徴とする。
本発明における「mol平均Tg」とは、組成物に含まれるモノマーA及び単官能モノマーBの各モノマーをホモポリマーとしたときのガラス転移温度(Tg)の値と、組成物に含まれるモノマーAと単官能モノマーBの合計物質量に対する前記各モノマーの占める物質量の割合(モル分率)とから、下記式(2)により算出される値である。
mol平均Tg=m×Tg+m×Tg+…・・・・・(2)
(式中、m、m…は、組成物中に含まれるモノマーAと単官能モノマーBの合計物質量に対する各モノマーの占める物質量の割合(モル分率)を表す。Tg、Tg…は、
各モノマーをホモポリマーとしたときのガラス転移温度(Tg)の値を表す。)
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物において、モノマーAと単官能モノマーBとを合わせたmol平均Tgが45℃以上、好ましくは46℃以上、更に好ましくは48℃以上、より更に好ましくは50℃以上、特に好ましくは55℃以上であることによって、硬化後も表面硬度が十分に確保されるので、大気中への未硬化モノマーの揮発が抑制され、得られる硬化膜の臭気性を低減することができる。
以下、本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物に含まれ得る成分について説明する。
1.1.重合性化合物
1.1.1.モノマーA
モノマーAは、重合性化合物の一種であり、(メタ)アクリロイルオキシ基もしくは(メタ)アクリロイル基を1つ有し、(メタ)アクリロイルオキシ基及び(メタ)アクリロイル基以外に窒素原子及び酸素原子を夫々1つ以上有する環状構造を有するモノマーである。
本実施形態に係る組成物は、組成物の総質量に対してモノマーAを25質量%以下含有する。本実施形態に係る組成物が前記範囲でモノマーAを含有することで、組成物自体の標準沸点を高めることができるので、組成物自体の臭気性を低減することができる。また、組成物に含まれる単官能モノマーのmol平均Tgを高めることができるので、硬化性に優れ、大気中への単官能モノマーの揮発を低減し、得られる硬化膜の臭気性も低減できる。
本実施形態に係る組成物におけるモノマーAの含有量の上限値は、組成物の総質量に対して25質量%以下であるが、好ましくは23質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。モノマーAの含有量の上限値が前記範囲であると、組成物自体の低臭気性と該組成物によって形成された硬化膜の低臭気性とを両立させることができるが、特に硬化膜の低臭気性に優れたものとなる。一方、モノマーAの含有量の上限値が前記範囲を超えると、人体への毒性の観点から好ましくない場合がある。また、モノマーAの含有量の上限値が前記範囲を超えると、硬化性が劣る傾向や、粘度が上昇する傾向がある。
本実施形態に係る組成物におけるモノマーAの含有量の下限値は、組成物の総質量に対して好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、特に好ましくは10質量%超である。モノマーAの含有量の下限値が前記範囲であると、組成物自体の低臭気性と該組成物によって形成された硬化膜の低臭気性とを両立させることができるが、特に組成物自体の低臭気性に優れたものとなる。
モノマーAとしては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物であることが好ましく、(メタ)アクリロイル基が窒素原子に直接結合した化合物であることがより好ましい。また、窒素原子及び酸素原子のうち少なくともいずれか1つは環を構成する原子として含有することが好ましく、環状構造は複素環構造を有することがより好ましい。このような化合物であると、組成物自体の臭気性と硬化膜の臭気性とをより好適に低減することができる。
モノマーAの具体例としては、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、1−アクリロイルピロリジン−2−オン、1−メタクリロイルピロリジン−2−オン、1−アクリロイルピペリジン−2−オン、1−メタクリロイルピペリジン−2−オン、及びそれらの誘導体が挙げられる。これらの中でも、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が好ましい。モノマーAは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
1.1.2.単官能モノマーB
単官能モノマーBは、重合性化合物の一種であり、モノマーA以外の単官能モノマーである。単官能モノマーBとしては、特に限定されないが、従来公知の、重合性官能基、特に炭素間の不飽和二重結合を有する重合性官能基を有する単官能モノマーが使用可能である。単官能モノマーBは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
単官能モノマーBとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸及びマレイン酸等の不飽和カルボン酸;該不飽和カルボン酸の塩;前記不飽和カルボン酸のエステル、ウレタン、アミド及び無水物;アクリロニトリル、スチレン、種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン;N−ビニルフォルムアミド、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン及びN−ビニルカプロラクタム等のN−ビニル化合物が挙げられる。
単官能モノマーBの中でも、組成物の硬化性を良好なものとする観点から、単官能の(メタ)アクリル酸のエステル、すなわち単官能(メタ)アクリレートが好ましい。
単官能(メタ)アクリレートとしては、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ラクトン変性可とう性(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリル酸−1,4−ジオキサスピロ[4,5]デシ−2−イルメチルが挙げられる。
これらの単官能(メタ)アクリレートの中でも、組成物自体の臭気性を低減する観点から、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリル酸−1,4−ジオキサスピロ[4,5]デシ−2−イルメチル等の、(メタ)アクリロイルオキシ基もしくは(メタ)アクリロイル基を1つ有し、(メタ)アクリロイルオキシ基及び(メタ)アクリロイル基以外に酸素原子を2つ以上有する環状構造を有するモノマー(以下、「特定環状(メタ)アクリレート」ともいう。)であると組成物自体の標準沸点を高めることができ、組成物自体の臭気性を低減することができるため好ましい。モノマーAを用いることにより組成物自体の低臭気性と該組成物によって形成された硬化膜の低臭気性とを良好とすることができるが、モノマーAの含有量を組成物の総質量に対して25質量%超にすると毒性の観点や硬化性、粘度の観点で好ましくない場合がある。これに対して、特定環状(メタ)アクリレートを含有し、モノマーAの含有量を25質
量%以下とすることで、モノマーAを用いることによる同様の効果(組成物自体の低臭気性と該組成物によって形成された硬化膜の低臭気性)を良好にしつつ、これらの特性についても良好とすることが可能となる。
上記特定環状(メタ)アクリレートの含有量は、組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは10質量%以上70質量%以下、より好ましくは20質量%以上65質量%以下、特に好ましくは25質量%以上60質量%以下である。特定環状(メタ)アクリレートの含有量が上記範囲であると、組成物自体の臭気性を効果的に低減することができる。
また、単官能(メタ)アクリレートの中でも、芳香族骨格を有する単官能(メタ)アクリレートを含有することも好ましい。芳香族骨格を有する単官能(メタ)アクリレートを含有すると、後述する光重合開始剤の溶解性が良好となる傾向があり、硬化性が向上する傾向があるため好ましい。特に、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤やチオキサントン系光重合開始剤を用いる場合にその溶解性が良好となる傾向がある。芳香族骨格を有する単官能(メタ)アクリレートの中でもフェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましいが、臭気がより低いことからフェノキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
また、単官能(メタ)アクリレートとしては、ビニルエーテル基を含有するものも挙げられる。このような単官能(メタ)アクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−ビニロキシメチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1,1−ジメチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸m−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸o−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)
アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、及び(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコールモノビニルエーテルが挙げられる。
上記のビニルエーテル基を含有する単官能(メタ)アクリレートの中でも、組成物をより低粘度化でき、引火点が高く、かつ、組成物の硬化性に優れるため、下記一般式(1)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリレートが好ましい。
CH=CR−COOR−O−CH=CH−R ・・・(1)
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rは炭素数2〜20の2価の有機残基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜11の1価の有機残基である。)
本実施形態に係る組成物が上記一般式(1)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリレートを含有することにより、組成物の硬化性を優れたものとすることができ、さらに組成物を低粘度化することもできる。さらに言えば、ビニルエーテル基を有する化合物及び(メタ)アクリル基を有する化合物を別々に使用するよりも、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリル基を一分子中に共に有する化合物を使用する方が、組成物の硬化性を良好にする上で好ましい。
上記一般式(1)において、Rで表される炭素数2〜20の2価の有機残基としては、炭素数2〜20の直鎖状、分枝状又は環状の置換されていてもよいアルキレン基、構造中にエーテル結合及び/又はエステル結合による酸素原子を有する置換されていてもよい炭素数2〜20のアルキレン基、炭素数6〜11の置換されていてもよい2価の芳香族基が好適である。これらの中でも、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、及びブチレン基などの炭素数2〜6のアルキレン基、オキシエチレン基、オキシn−プロピレン基、オキシイソプロピレン基、及びオキシブチレン基などの構造中にエーテル結合による酸素原子を有する炭素数2〜9のアルキレン基が好適に用いられる。
上記一般式(1)において、Rで表される炭素数1〜11の1価の有機残基としては、炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状の置換されていてもよいアルキル基、炭素数6〜11の置換されていてもよい芳香族基が好適である。これらの中でも、メチル基又はエチル基である炭素数1〜2のアルキル基、フェニル基及びベンジル基などの炭素数6〜8の芳香族基が好適に用いられる。
上記の各有機残基が置換されていてもよい基である場合、その置換基は、炭素原子を含む基及び炭素原子を含まない基に分けられる。まず、上記置換基が炭素原子を含む基である場合、当該炭素原子は有機残基の炭素数にカウントされる。炭素原子を含む基としては、以下に限定されないが、例えばカルボキシル基、アルコキシ基が挙げられる。次に、炭素原子を含まない基としては、以下に限定されないが、例えば水酸基、ハロ基が挙げられる。
上記ビニルエーテル基含有単官能(メタ)アクリレート、特に上記一般式(1)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリレートの含有量は、組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは1質量%以上30質量%以下、より好ましくは3質量%以上25質量%以下、特に好ましくは5質量%以上22質量%以下である。ビニルエーテル基含有単官能(メタ)アクリレートの含有量が1質量%以上であると、組成物を低粘度化でき、かつ、組成物の硬化性を一層優れたものとすることができる。一方で、含有量が30質量%以下であると、インクの保存安定性を優れた状態に維持することができる。
単官能モノマーBの含有量は、組成物の硬化性を良好なものとする観点から、組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは45質量%以上80質量%以下、より好ましくは50質量%以上75質量%以下、特に好ましくは55質量%以上70質量%以下である。
1.1.3.その他のモノマー
本実施形態に係る組成物は、モノマーA及び単官能モノマーB以外の2官能以上の多官能モノマーを含有してもよい。多官能モノマーとしては、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。
2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキサイド)付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキサイド)付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
3官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、及びカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
2官能以上の多官能(メタ)アクリレートの含有量は、組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは0.5質量%以上15質量%以下、より好ましくは1質量%以上10質量%以下、特に好ましくは2質量%以上8質量%以下である。上記好ましい範囲とすることにより、硬化性、保存安定性、吐出安定性により優れる傾向にある。
本実施形態に係る組成物は、光重合開始剤や色材などの固形分を溶解又は分散させている媒体成分のうちで上記の重合性化合物を最も多く含む非水系組成物であることが、硬化性や保存安定性などの点で好ましい。組成物に含む媒体成分のうち質量比が最も多い媒体成分が重合性化合物である。重合性化合物の含有量は、組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは40質量%以上95質量%以下、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上がさらに好ましく、90質量%以下がより好ましく、80質量%以下がさらに好ましい。重合性化合物の含有量が上記範囲内であると、粘度及び臭気をより低下させることができるとともに、光重合開始剤の溶解性及び反応性を更に優れたものとすることができる。
1.2.光重合開始剤
本実施形態に係る組成物は、光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤と
しては、特に限定されないが、例えばアルキルフェノン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤、チタノセン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤等の公知の光重合開始剤が挙げられる。これらの中でも、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤が好ましい。アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤を含有することにより、組成物の硬化性に優れ、特にUV−LEDによる硬化プロセスによる硬化性に一層優れる傾向にある。
アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤の市販品としては、例えば、IRGACURE 819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド)、IRGACURE 1800(ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドと、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトンの質量比25:75の混合物)、IRGACURE TPO(2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)(以上全てBASF社製)等が挙げられる。
光重合開始剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記光重合開始剤の含有量は、組成物の総質量(100質量%)に対し、硬化性、吐出安定性が一層優れる点で、1質量%以上20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、13質量%以下がさらに好ましく、10質量%以下が特に好ましい。また、3質量%以上がさらに好ましく、5質量%以上が特に好ましい。
1.3.その他の添加剤
本実施形態に係る組成物は、必要に応じて、色材、分散剤、重合禁止剤、スリップ剤、光増感剤、重合禁止剤等の添加剤をさらに含んでもよい。
<色材>
本実施形態に係る組成物は、色材をさらに含んでもよい。本実施形態に係る組成物が色材を含むことにより、着色されたインク組成物として使用することができる。色材は、顔料及び染料のうち少なくとも一方を用いることができる。
(顔料)
色材として顔料を用いることにより、インク組成物の耐光性を向上させることができる。顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
無機顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタンを使用することができる。
有機顔料としては、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料が挙げられる。
更に詳しく言えば、ブラックインクに使用されるカーボンブラックとしては、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上、コロンビアカーボン(Carbon Columbia)社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch
880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(キャボット社(CABOT JAPAN K.K.)製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上、デグッサ(Degussa)社製)が挙げられる。
ホワイトインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21が挙げられる。
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、155、167、172、180が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、又はC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バットブルー 4、60が挙げられる。
また、マゼンタ、シアン、及びイエロー以外の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン 7、10、C.I.ピグメントブラウン 3、5、25、26、C.I.ピグメントオレンジ 1、2、5、7、13、14、15、16、24、34、36、38、40、43、63が挙げられる。
上記顔料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記の顔料を使用する場合、その平均粒子径は300nm以下が好ましく、50〜200nmがより好ましい。平均粒子径が上記の範囲内にあると、インク組成物における吐出安定性や分散安定性などの信頼性に一層優れるとともに、優れた画質の画像を形成することができる。ここで、本明細書における平均粒子径は、動的光散乱法により測定される。
(染料)
色材として染料を用いることができる。染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能である。前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー17、23、42、44、79、142、C.I.アシッドレッド52、80、82、249、254、289、C.I.アシッドブルー9、45、249、C.I.アシッドブラック1、2、24、94、C.I.フードブラック1、2、C.I.ダイレクトイエロー1、12、24、33、50、55、58、86、132、142、144、173、C.I.ダイレクトレッド1、4、9、80、81、225、227、C.I.ダイレクトブルー1、2、15、71、86、87、98、165、199、202、C.I.ダイレクトブラック19、38、51、71、154、168、171、195、C.I.リアクティブレッド14、32、55、79、249、C.I.リアクティブブラック3、4、35が挙げられる。
上記染料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
色材の含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましい。色材を含まない、若しくは、着色することを目的としない程度に色材を含有する(例えば0.1質量%以下)、クリア組成物(クリアインク)としてもよい。
<分散剤>
インク組成物が顔料を含む場合、顔料分散性をより良好なものとするため、分散剤をさらに含んでもよい。分散剤として、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤などの顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。その具体例として、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマー及びコポリマー、アクリル系ポリマー及びコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、及びエポキシ樹脂のうち一種以上を主成分とするものが挙げられる。高分子分散剤の市販品として、味の素ファインテクノ社製のアジスパーシリーズ、アベシア(Avecia)社やノベオン(Noveon)社から入手可能なソルスパーズシリーズ(Solsperse36000等)、BYK Additives&Instruments社製のディスパービックシリーズ、楠本化成社製のディスパロンシリーズが挙げられる。
<重合禁止剤>
本実施形態に係る組成物は、重合禁止剤としてヒンダードアミン化合物やその他のものをさらに含んでもよい。その他の重合禁止剤として、以下に限定されないが、例えば、p−メトキシフェノール、ヒドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ)、ヒドロキノン、クレゾール、t−ブチルカテコール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−ブチルフェノール)、及び4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)が挙げられる。重合禁止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合禁止剤の含有量は、組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは0.05質量%以上0.5質量%、より好ましくは0.1質量%以上0.5質量%以下である。
<スリップ剤>
本実施形態に係る組成物は、スリップ剤をさらに含んでもよい。スリップ剤としては、シリコーン系界面活性剤が好ましく、ポリエステル変性シリコーンまたはポリエーテル変性シリコーンであることがより好ましい。ポリエステル変性シリコーンとしては、BYK−347、348、BYK−UV3500、3510、3530(以上、BYK Additives&Instruments社製)等が挙げられ、ポリエーテル変性シリコーンとしては、BYK−3570(BYK Additives&Instruments社製)等が挙げられる。スリップ剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
スリップ剤の含有量は、組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは0.01質量%以上2質量%、より好ましくは0.05質量%以上1質量%以下である。
<光増感剤>
本実施形態に係る組成物は、光増感剤をさらに含んでもよい。光増感剤としては、アミン化合物(脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジン、エポキシ樹脂とアミンの反応生成物、トリエタノールアミントリアクリレートなど)、尿素化合物(アリルチオ尿素、o−トリルチオ尿素など)、イオウ化合物(ナトリウムジエチルジチオホスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩など)、ニトリル系化合物(N,N−ジエチル−p−アミノベンゾニトリルなど)、リン化合物(トリ−n−ブチルフォスフィン、ナトリウムジエチルジチオフォスファイドなど)、窒素化合物(ミヒラーケトン、N−ニトリソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ−1,3−オキサジン化合物、ホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドとジアミンの縮合物など)、塩素化合物(四塩化炭素、ヘキサクロロエタンなど)等が挙げられる。
1.4.物性
本実施形態に係る組成物の20℃における粘度は、好ましくは25mPa・s以下であり、より好ましくは5〜20mPa・sである。組成物の20℃における粘度が前記範囲にあると、ノズルから組成物が適量吐出され、組成物の飛行曲がりや飛散を一層低減することができるため、インクジェット記録装置に好適に使用することができる。なお、粘度の測定は、粘弾性試験機MCR−300(Pysica社製)を用いて、20℃の環境下で、Shear Rateを10〜1000に上げていき、Shear Rate200時の粘度を読み取ることにより測定することができる。
本実施形態に係る組成物の20℃における表面張力は、好ましくは20mN/m以上30mN/m以下である。組成物の20℃における表面張力が前記範囲にあると、組成物が撥液処理されたノズルに濡れにくくなる。これにより、ノズルから組成物が適量吐出され、組成物の飛行曲がりや飛散を一層低減することができるため、インクジェット記録装置に好適に使用することができる。なお、表面張力の測定は、自動表面張力計CBVP−Z(協和界面科学社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
1.5.組成物の製造方法
組成物の製造(調製)は、組成物に含有する各成分を混合し、成分が充分均一に混合するよう撹拌することにより製造することができる。本実施形態において、組成物の調製は、調製の過程において、光重合開始剤と重合性化合物の少なくとも一部とを混合した混合物に対して、超音波処理と加温処理の少なくとも何れかを施す工程を有することが好ましい。これにより、調製後の組成物の溶存酸素量を低減することができ、吐出安定性や保存安定性に優れた組成物とすることができる。上記混合物は、少なくとも上記の成分を含む
ものであればよく、組成物に含む他の成分を更に含むものでも良いし、組成物に含む全ての成分を含むものでもよい。混合物に含む重合性化合物は、組成物に含む重合性化合物の少なくとも一部であればよい。
2.インクジェット記録方法
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、記録媒体上に塗布した上記の放射線硬化型インクジェット組成物に対してUV−LED(紫外線発光ダイオード)を照射する工程を含むことを特徴とする。このようにして、記録媒体上に組成物が塗布された箇所に硬化膜が形成される。
<塗布工程>
上記の記録媒体上に組成物を塗布する工程においては、公知のインクジェット記録装置を用いることができる。組成物の吐出の際は、上述のように組成物の20℃における粘度を、25mPa・s以下とすることが好ましく、5〜20mPa・sとすることがより好ましい。組成物の粘度が前記範囲内のものであれば、組成物の温度を室温として、あるいは組成物を加熱せずに吐出させることができる。一方、組成物を所定の温度に加熱することによって粘度を好ましいものとして吐出させてもよい。このようにして、良好な吐出安定性が実現される。
放射線硬化型インクジェット組成物は、一般にインクジェット用途で使用される水性インク組成物よりも粘度が高いため、吐出時の温度変動による粘度変動が大きい。かかる組成物の粘度変動は、液滴サイズの変化及び液滴吐出速度の変化に対して大きな影響を与え、ひいては画質劣化を引き起こし得る。したがって、吐出時の組成物の温度はできるだけ一定に保つことが好ましい。
記録媒体としては、特に限定されないが、例えばポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート等のプラスチック類及びこれらの表面が加工処理されているもの、ガラス、コート紙等が挙げられる。
<硬化工程>
次に、硬化工程においては、記録媒体上に塗布された組成物がUV−LEDの照射によって硬化する。換言すれば、記録媒体上に形成された組成物の塗膜が、UV−LEDの照射によって硬化膜となる。これは、組成物に含まれ得る光重合開始剤が紫外線の照射により分解して、ラジカル、酸、及び塩基などの開始種を発生し、光重合性化合物の重合反応が、その開始種の機能によって促進されるためである。あるいは、紫外線の照射によって、重合性化合物の光重合反応が開始するためである。このとき、組成物において光重合開始剤と共に増感色素が存在すると、系中の増感色素が活性放射線を吸収して励起状態となり、光重合開始剤と接触することによって光重合開始剤の分解を促進させ、より高感度の硬化反応を達成させることができる。
また、紫外線源としてUV−LEDを使用することで、装置の小型化やコストの低下を実現できる。紫外線源としてのUV−LEDは、小型であるため、インクジェット記録装置内に取り付けることができる。例えば、組成物を吐出する印刷ヘッドが搭載されているキャリッジ(媒体幅方向に沿った両端及び/又は媒体搬送方向側)に取り付けることができる。さらに、上述の組成物の組成に起因して低エネルギー且つ高速での硬化を実現できる。照射エネルギーは、照射時間に照射強度を乗じて算出される。そのため、照射時間を短縮することができ、印刷速度が増大する。一方、照射強度を減少させることもできる。これにより、印刷物の温度上昇を低減できるので、硬化膜の低臭気化にも繋がる。
照射エネルギーは、硬化膜の臭気を低減する観点から、50〜1000mJ/cm
好ましく、100〜700mJ/cmがより好ましく、200〜600mJ/cmが特に好ましい。
照射強度は、硬化膜の臭気を低減する観点から、10〜1000mW/cmが好ましく、30〜700mW/cmがより好ましく、50〜500mW/cmが特に好ましい。
また、記録時の記録媒体の温度は、好ましくは45℃未満、より好ましくは40℃以下、特に好ましくは35℃以下である。記録時の記録媒体の温度を前記範囲とすることで、記録媒体の温度が上述の組成物における単官能モノマーのmol平均Tgよりも小さくなるため、塗膜を形成した後の大気中へのモノマーの揮発が抑制され、低臭気化を図ることができる。
3.実施例
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
3.1.組成物の調製
まず、色材、分散剤、重合性化合物(VEEA、実施例10ではCTFA)の一部を秤量して顔料分散用のタンクに入れ、タンクに直径1mmのセラミック製ビーズミルを入れて攪拌することにより、色材を重合性化合物中に分散させた顔料分散液を得た。次いで、表1または表2に記載の組成となるように、ステンレス製容器である混合物用タンクに、残りの重合性化合物、光重合開始剤、スリップ剤及び重合禁止剤を入れ、混合攪拌して完全に溶解させた後、上記で得られた顔料分散液を投入して、さらに常温で1時間混合撹拌し、さらに5μmのメンブランフィルターでろ過することにより各組成物を得た。
表中で使用した成分は、以下の通りである。
<重合性化合物>
(モノマーA)
・ACMO(商品名、KJケミカルズ株式会社製、アクリロイルモルフォリン)
(単官能モノマーB)
・CTFA(商品名「ビスコート#200」、大阪有機化学工業株式会社製、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート)
・MEDOL10(商品名、大阪有機化学工業株式会社製、2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート
・CHDOL10(商品名、大阪有機化学工業株式会社製、2−(メタ)アクリル酸−1,4−ジオキサスピロ[4,5]デシ−2−イルメチル)
・THFA(商品名「ビスコート#150」、大阪有機化学工業株式会社製、テトラヒドロフルフリルアクリレート)
・CHA(商品名「ビスコート#155」、大阪有機化学工業株式会社製、シクロヘキシルアクリレート)
・CD420(商品名、SARTOMER社製、3,3,5−トリメチルシクロヘキシルアクリレート)
・VEEA(商品名、株式会社日本触媒製、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル)
・PEA(商品名「ビスコート#192、大阪有機化学工業株式会社製、フェノキシエチルアクリレート」)
(多官能モノマー)
・DPHA(商品名、ダイセル・オルネクス株式会社製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
<光重合開始剤>
・IRGACURE 819(商品名、BASF社製、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド)
・TPO(商品名「IRGACURE TPO」、BASF社製、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)
<重合禁止剤>
・MEHQ(商品名「p−メトキシフェノール」、関東化学株式会社製、ヒドロキノンモノメチルエーテル)
<スリップ剤>
・BYK−UV3500(商品名、BYK Additives&Instruments社製、アクリル基を有するポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
<色材>
・カーボンブラック(商品名「MA−100」、三菱化学株式会社製)
<分散剤>
・Solsperse36000(商品名、Lubrizol社製、高分子分散剤)
3.2.印刷物の作製
インクジェットプリンターPX−G5000(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、上記で得られた組成物をそれぞれのノズル列に充填した。常温、常圧下でPETフィルム(商品名「PET50A PLシン」、リンテック株式会社製)上に、膜厚8μm(硬化後膜厚)となる量の組成物を基材に塗布してベタパターン画像を印刷すると共に、キャリッジの横に搭載した紫外線照射装置内の395nmにピーク波長を有するUV−LEDから、照射強度500mW/cmの紫外線を照射した。なお、積算照射エネルギーがタックフリーとなるエネルギー量の約1.5倍となるように設定することにより、ベタパターン画像を完全に硬化させた。以上のようにして、PETフィルム上にベタパターン画像が記録された印刷物を作製した。
3.3.評価方法
(1)単官能モノマーのmol平均Tg
配合した単官能モノマーのmol平均から下記式(2)によりmol平均Tgを算出した。
mol平均Tg=m×Tg+m×Tg+…・・・・・(2)
(式中、m、m…は、組成物中に含まれるモノマーAと単官能モノマーBの合計物質量に対する各モノマーの占める物質量の割合(モル分率)を表す。Tg、Tg…は、各モノマーをホモポリマーとしたときのガラス転移温度(Tg)の値を表す。)
なお、各モノマーをホモポリマーとしたときのガラス転移温度(Tg)は、表1、表2中でホモポリマーTg(℃)として記載した値である。
(2)組成物の臭気評価
上記で得られた各組成物の臭いを調製直後に直接嗅いで、下記の評価基準に基づいて評価を行った。
(評価基準)
AAA:無臭
AA :やっと感知できる臭い
A :何の臭いかわかる弱い臭い
B :楽に感知できる臭い
C :強い臭い
D :強烈な臭い
(3)硬化膜の臭気評価
上記で得られた各印刷物の硬化直後の硬化膜の臭いを直接嗅いで、下記の評価基準に基づいて評価を行った。
(評価基準)
AA:無臭
A :やっと感知できる臭い
B :何の臭いかわかる弱い臭い
C :楽に感知できる臭い
D :強い臭い
E :強烈な臭い
3.4.評価結果
下表1及び下表2に、実施例、比較例で用いた組成物の組成、並びに評価結果を示す。なお、表中の各実施例及び各比較例に示す各成分の数値は質量%を表す。
Figure 0006736901
Figure 0006736901
表1及び表2から、本発明に係る実施例1〜17の組成物は、組成物自体としても低臭気であり、硬化後も表面硬度が十分に確保され、未硬化モノマー及び光重合開始剤の分解物の揮発が抑制され、硬化膜としても低臭気であることが確認できた。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

Claims (12)

  1. (メタ)アクリロイルオキシ基もしくは(メタ)アクリロイル基を1つ有し、(メタ)アクリロイルオキシ基及び(メタ)アクリロイル基以外に窒素原子及び酸素原子を夫々1つ以上有する環状構造を有するモノマーAと、
    前記モノマーA以外の単官能モノマーBと、
    を含有する放射線硬化型インクジェット組成物であって、
    前記単官能モノマーBとして、
    (メタ)アクリロイルオキシ基もしくは(メタ)アクリロイル基を1つ有し、(メタ)アクリロイルオキシ基及び(メタ)アクリロイル基以外に酸素原子を2つ以上有する環状構造を有する、モノマーと、
    下記一般式(1)で表される化合物と、
    を含有し、
    前記モノマーAの含有量が該組成物の総質量に対して25質量%以下であり、
    前記モノマーAと前記単官能モノマーBとを合わせたmol平均Tgが45℃以上である、放射線硬化型インクジェット組成物。
    CH =CR −COOR −O−CH=CH−R ・・・(1)
    (式中、R は水素原子又はメチル基であり、R は炭素数2〜20の2価の有機残基であり、R は水素原子又は炭素数1〜11の1価の有機残基である。)
  2. さらに、重合開始剤としてアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を含有する、請求項1に記載の放射線硬化型インクジェット組成物。
  3. 前記アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の含有量が、組成物の総質量に対して1質量%以上20質量%以下である、請求項2に記載の放射線硬化型インクジェット組成物。
  4. 前記モノマーAの含有量が、組成物の総質量に対して10質量%以上である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の放射線硬化型インクジェット組成物。
  5. 前記単官能モノマーBの含有量が、組成物の総質量に対して45質量%以上80質量%以下である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の放射線硬化型インクジェット組成物。
  6. 重合性化合物の合計含有量が、組成物の総質量に対して40質量%以上95質量%以下である、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の放射線硬化型インクジェット組成物。
  7. 前記一般式(1)で表される化合物の含有量が、組成物の総質量に対して1質量%以上30質量%以下である、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の放射線硬化型インクジェット組成物。
  8. さらに、色材を含有する、請求項1ないし請求項のいずれか一項に記載の放射線硬化型インクジェット組成物。
  9. 記録媒体上に塗布した請求項1ないし請求項のいずれか一項に記載の放射線硬化型インクジェット組成物に対してUV−LEDを照射する工程を含む、インクジェット記録方法。
  10. 前記UV−LEDの照射エネルギーが50〜1000mJ/cmである、請求項に記載のインクジェット記録方法。
  11. 前記UV−LEDの照射強度が10〜1000mW/cmである、請求項または請求項10に記載のインクジェット記録方法。
  12. 記録時の前記記録媒体の温度が45℃未満である、請求項ないし請求項11のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
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