CN108602367A - 喷墨记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种喷墨记录方法,其具有:喷射工序,将包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂、光聚合引发剂的油墨组合物A及包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂、光聚合引发剂的油墨组合物B喷射至基材;以及照射工序,对喷射至基材的油墨组合物A及油墨组合物B进行光照射,油墨组合物A的吸光度ABSA、油墨组合物B的吸光度ABSB满足式(1),且,油墨组合物A中包含的微胶囊的浓度MA及油墨组合物B中包含的微胶囊的浓度MB满足式(2)。ABSA<ABSB式(1)MA<MB式(2)。

Description

喷墨记录方法
技术领域
本公开涉及喷墨记录方法。
背景技术
作为在基材上记录图像的记录方法的方式,有电子照相方式、升华型热转印方式、熔融型热转印方式、喷墨方式等。
喷墨方式的记录方法具有可使用廉价的装置来实施、由于能够高效使用油墨因此运营成本低、这样的优点。
作为喷墨方式的记录方法之一,有使用通过照射紫外线等活性能量射线可固化的喷墨用油墨的喷墨记录方法。
作为喷墨记录方法,例如提案有具有喷射喷墨油墨的工序及对喷射至基材的喷墨油墨照射紫外线(UV)使其固化的工序的喷墨记录方法,所述喷墨油墨包含水、光聚合引发剂和芯周围由聚合物壳包覆的胶囊,其中,胶囊的壳具有交联结构,芯包含通过照射紫外线形成反应产物的化学反应性化合物的至少一种(例如,参见国际公开第2015/158748号)。
另外,作为其他的喷墨记录方法,提案有使用油墨组的喷墨记录方法,其中,包含黄色色料的光化射线固化型油墨组合物及包含黑色色料的光化射线固化型油墨组合物相对于油墨组合物总量包含1~4质量%的具有多个官能团的噻吨酮类光聚合引发剂作为光聚合引发剂,包含青色色料的光化射线固化型油墨组合物及包含品红色料的光化射线固化型油墨组合物实质上不包含噻吨酮类光聚合引发剂(例如,参见日本特开2010-138315号公报)。
发明内容
发明要解决的技术课题
通过照射活化能量射线可固化的油墨组合物,根据油墨组合物中包含的着色剂的颜色及种类等的不同油墨组合物的光透射性不同,因此,照射部的固化性不同。
在通过喷墨法将固化性不同的两种以上的油墨组合物涂布在同一基材上进行固化的情况下,一种油墨组合物首先固化,另一种油墨组合物随后固化。此时,存在随后固化的油墨组合物液滴的形状容易发生变化且容易产生混色的倾向。需要说明的是,混色是指相邻的两种颜色的油墨互相掺混,因此不能得到所期望的颜色的现象。
国际公开第2015/158748号中记载的油墨未针对每种不同颜色的油墨的固化性进行探讨,预测喷射两种以上油墨时会产生颜色混合。
日本特开2010-138315号公报中记载的油墨组合物根据颜色改变油墨组合物中包含的光聚合引发剂的量及种类来调和固化性,由此抑制了形成图像时的混色。
但是,如日本特开2010-138315号公报中记载的油墨组合物那样,增加光聚合引发剂的量来调整固化性的方法对于作为媒介包含聚合性化合物进而包含聚合引发剂的油墨组合物是有效的,但对有可能会因增加聚合引发剂的量导致油墨组合物的粘度增大从而喷射性下降的以水为媒介的油墨组合物(即,水性油墨组合物)却无效。因此,在使用水性油墨组合物的喷墨记录方法中难以抑制混色的产生。
本公开是鉴于上述情况而完成的,其课题在于,提供一种在使用多种水性油墨组合物记录着色图像的情况下,能够抑制图像中产生混色的喷墨记录方法。
用于解决技术课题的手段
用于解决课题的具体方法包括以下方式。
<1>一种喷墨记录方法,其具有:喷射工序,将至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂的油墨组合物A及至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂的油墨组合物B喷射至基材;以及照射工序,对喷射至基材的油墨组合物A及油墨组合物B进行光照射,油墨组合物A的吸光度ABSA及油墨组合物B的吸光度ABSB满足下述式(1),且,油墨组合物A中包含的微胶囊的浓度MA及油墨组合物B中包含的微胶囊的浓度MB满足下述式(2)。
ABSA<ABSB式(1)
MA<MB式(2)
式(1)中,ABSA及ABSB表示油墨组合物A及油墨组合物B各自在波长360nm~390nm之间的吸光度的平均值。
式(2)中,MA或MB表示油墨组合物A或油墨组合物B中包含的微胶囊的质量标准的浓度。
<2>根据<1>所述的喷墨记录方法,其中,ABSA、ABSB、MA、及MB满足下述式(3)。
(1+0.1×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.4×(ABSB/ABSA))×MA式(3)
<3>根据<1>或<2>所述的喷墨记录方法,其中,MA为7质量%以上14质量%以下,MB为9质量%以上18质量%以下。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,照射工序在相同条件下对油墨组合物A及油墨组合物B进行光照射。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,相对于油墨组合物A的总质量,油墨组合物A包含4.0质量%~6.0质量%的喹吖啶酮类颜料;相对于油墨组合物B的总质量,油墨组合物B包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,相对于油墨组合物A的总质量,油墨组合物A包含1.7质量%~3.1质量%的铜酞菁类颜料;相对于油墨组合物B的总质量,油墨组合物B包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,相对于油墨组合物A的总质量,油墨组合物A包含3.0质量%~4.4质量%的单偶氮类颜料;相对于油墨组合物B的总质量,油墨组合物B包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
<8>根据<1>~<7>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,油墨组合物A及油墨组合物B中包含的微胶囊均内含光聚合引发剂。
<9>根据<8>所述的喷墨记录方法,其中,相对于微胶囊内含的聚合性化合物的含量,油墨组合物A及油墨组合物B中包含的微胶囊内含的光聚合引发剂的含量均为5质量%~10质量%。
<10>根据<1>~<9>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,光聚合引发剂包含双酰基氧化膦。
<11>根据<1>~<10>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,油墨组合物A及油墨组合物B中包含的微胶囊为相同的微胶囊。
发明效果
根据本公开,可提供在使用多种水性油墨组合物记录着色图像的情况下能够抑制图像中的混色的产生的喷墨记录方法。
附图说明
图1为表示实施例中的评价用样品的图像的图。
图2为表示实施例中的显色评价用的图像的图。
图3为表示实施例中的四色评价用样品的图像的图。
图4为表示实施例中的四色的显色评价用的图像的图。
具体实施方式
下面,对本发明的具体实施方式进行详细说明,但本发明不受下面的实施方式的任何限定。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示分别包含“~”前后记载的数值作为最小值及最大值的范围。
在本说明书中分段记载的数值范围中,在某数值范围中记载的上限值或下限值可以替换为其他分段记载的数值范围的上限值或下限值。另外,在本说明书中记载的数值范围中,在某数值范围中记载的上限值或下限值可以替换为实施例中所示的值。
在本说明书中,组合物中的各成分的量在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下,除非另有说明,否则意为组合物中存在的该多种物质的总量。
在本说明书中,术语“工序”不仅为独立工序,即使在不能明确地与其他工序区分的情况下,只要可以实现该工序的预期的目的则包含在本术语中。
在本说明书中,“光”为包含γ射线、β射线、电子束、紫外线、可见光线、红外线等活化能量射线的概念。
在本说明书中,有时将紫外线称为“UV(Ultra Violet)光”。
在本说明书中,有时将LED(Light Emitting Diode)光源产生的光称为“LED光”。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”为包含丙烯酸及甲基丙烯酸两者的概念,“(甲基)丙烯酸酯”为包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯两者的概念,“(甲基)丙烯酰基”为包含丙烯酰基及甲基丙烯酰基两者的概念。
《喷墨记录方法》
喷墨记录方法具有:喷射工序,将至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂的油墨组合物A及至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂的油墨组合物B喷射至基材;以及照射工序,对喷射至基材的油墨组合物A及油墨组合物B进行光照射,油墨组合物A的吸光度ABSA及油墨组合物B的吸光度ABSB满足下述式(1),且,油墨组合物A中包含的微胶囊的浓度MA及油墨组合物B中包含的微胶囊的浓度MB满足下述式(2)。
ABSA<ABSB式(1)
MA<MB式(2)
式(1)中,ABSA及ABSB表示油墨组合物A及油墨组合物B各自在波长360nm~390nm之间的吸光度的平均值。
式(2)中,MA或MB表示油墨组合物A或油墨组合物B中包含的微胶囊的质量标准的浓度。
本发明的一实施方式中的作用机理的详情尚不明确,可推测如下。
由于油墨组合物中包含的着色剂的颜色及种类等的差异,油墨组合物的透光性不同,照射部的固化性不同。在将固化性不同的油墨组合物涂布在同一基材上进行固化的情况下,一种油墨组合物先固化,另一种油墨组合物随后固化,因此在记录着色图像的情况下容易产生混色。国际公开第2015/158748号中记载的油墨未对每种不同颜色的油墨的固化性进行探讨,未探讨抑制混色的产生。日本特开2010-138315号公报中记载的油墨组合物根据颜色改变油墨组合物中包含的光聚合引发剂的量及种类,在油墨组合物之间调和固化性,由此抑制了形成图像时的混色,但对于将水作为媒介的水性油墨组合物却无效。
本公开的喷墨记录方法通过包含微胶囊的油墨组合物A及油墨组合物B的吸光度以及微胶囊的浓度满足式(1)及式(2)的关系,两种油墨组合物之间的固化速度之差小(或没有差)。因此,不易引起因一种油墨组合物先固化另一种油墨组合物后固化而产生的液滴的形状变化。其结果是,可以认为本公开的喷墨记录方法能够抑制混色的产生。
<喷射工序>
喷墨记录方法具有喷射工序:将至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂的油墨组合物A及至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂的油墨组合物B喷射至基材。
需要说明的是,前述水、着色剂及光聚合引发剂可以内含于微胶囊,也可以不内含于微胶囊而包含在油墨组合物中。另外,在油墨组合物进而包含敏化剂或其他添加剂的情况下,敏化剂或其他成分可以内含于微胶囊,也可以不内含于微胶囊而包含在油墨组合物中。
喷墨记录方法通过将油墨组合物A及油墨组合物B喷射至基材上,能够在基材上形成所期望的图像。
在本公开的用于喷墨记录方法的油墨组合物A及油墨组合物B之间,吸光度和微胶囊的浓度满足式(1)和式(2)的关系。
油墨组合物A及油墨组合物B通过吸光度ABSA及吸光度ABSB满足式(1),微胶囊的浓度MA和浓度MB满足式(2),能够使相比油墨组合物A固化反应所使用的光量较少的油墨组合物B的固化反应容易进行,减少油墨组合物A的固化速度与油墨组合物B之间的固化速度之差。其结果是,能够抑制混色。
油墨组合物A的吸光度ABSA及油墨组合物B的吸光度ABSB满足下述式(1)。
ABSA<ABSB式(1)
式(1)中,ABSA及ABSB表示油墨组合物A及油墨组合物B各自在波长360nm~390nm之间的吸光度的平均值。
波长360nm~390nm之间的吸光度可以通过下面的方法测定。
用超纯水将作为测定对象的油墨组合物稀释至2000倍制备稀释液,将该稀释液加入石英池(1cm×1cm),向对照池中加入超纯水进行测定。测定使用分光光度计(例如,日本分光(株)的V-570)在下面的条件下进行。
-条件-
测定波长:360nm~390nm
测定间隔:每1nm
对上述测定出的波长360nm~390nm的吸光度使用下述数学式(A)计算平均值。
[数学式1]
油墨组合物A的吸光度ABSA和油墨组合物B的吸光度ABSB满足式(1)(即,油墨组合物A的吸光度小于油墨组合物B)表示,向油墨组合物A及油墨组合物B入射相同光量的光时,就固化反应所使用的光量而言,油墨组合物A的一方多而油墨组合物B的一方少。
需要说明的是,在油墨组合物A及油墨组合物B中,吸光度的值大体上取决于油墨组合物中包含的着色剂的种类及含量。
油墨组合物A中包含的微胶囊的浓度MA及油墨组合物B中包含的微胶囊的浓度MB满足下述式(2)。
MA<MB式(2)
式(2)中,MA或MB表示油墨组合物A或油墨组合物B中包含的微胶囊的质量标准的浓度。
通过MA或MB满足式(2),能够使相比油墨组合物A固化反应所使用的光量较少的油墨组合物B的固化反应容易进行,减少油墨组合物A的固化速度与油墨组合物B之间的固化速度之差。其结果是,能够抑制混色。
在油墨组合物A中,优选MA为5质量%~40质量%。若MA为5质量%以上,则油墨组合物A的膜强度提高。另一方面,若MA为40质量%以下,则油墨组合物A的喷射性更优异。另外,油墨组合物B中的MB也同样。
从膜强度和喷射性的观点考虑,油墨组合物A的MA优选5质量%以上20质量%以下,更优选6质量%以上18质量%以下,进一步优选7质量%以上14质量%以下。
从与上述同样的观点考虑,油墨组合物B的MB优选7质量%以上25质量%以下,更优选8质量%以上20质量%以下,进一步优选9质量%以上18质量%以下,特别优选9质量%以上16质量%以下。
作为MA和MB的组合,MA优选为7质量%以上且14质量%以下,且,MB优选为9质量%以上18质量%以下。
若MA和MB为上述组合,则油墨组合物A与油墨组合物B之间的固化速度之差变小,混色进一步受到抑制。
油墨组合物A及油墨组合物B通过包含微胶囊,能够通过光照射形成膜。即,油墨组合物A及油墨组合物B中的微胶囊的浓度越高,油墨组合物中存在的聚合性化合物的量越多,聚合反应越容易进行。
油墨组合物A及油墨组合物B中的ABSA、ABSB、MA及MB优选满足下述式(3)。
(1+0.1×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.4×(ABSB/ABSA))×MA式(3)
式(3)是用MA及MB来表示具有吸光度ABSA的油墨组合物A及具有吸光度ABSB的油墨组合物B中的优选的微胶囊浓度的式子,若MB超过(1+0.1×(ABSB/ABSA))×MA,则混色进一步受到抑制。另一方面,若MB为低于(1+0.4×(ABSB/ABSA))×MA,则喷射性进一步提高。需要说明的是,“0.1”及“0.4”表示的系数为通过实验根据经验求得的值。
从与上述同样的观点考虑,油墨组合物A及油墨组合物B的ABSA、ABSB、MA及MB更优选满足下述式(4)。式(4)为用MA及MB表示具有吸光度ABSA的油墨组合物A及具有吸光度ABSB的油墨组合物B中的特别优选的微胶囊浓度的式子。
(1+0.15×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.3×(ABSB/ABSA))×MA式(4)
需要说明的是,在满足式(4)的情况下,也满足式(3)及式(2),在满足式(3)的情况下,也满足式(2)。
下面,对油墨组合物A及油墨组合物B中包含的各成分的详情进行说明。需要说明的是,将油墨组合物A及油墨组合物B也总称为“油墨组合物”。
[油墨组合物]
油墨组合物A及油墨组合物B至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂。
油墨组合物A及油墨组合物B中包含的各成分可以相同,也可以不同,但油墨组合物A及油墨组合物B满足上述式(1)以及式(2)。
除上述成分以外,油墨组合物例如也可以包含敏化剂等其他成分。
本公开的喷墨记录方法中,可以使用两种油墨组合物,也可以使用三种以上油墨组合物。
在使用两种油墨组合物的情况下,使用油墨组合物A及油墨组合物B的关系成立的两种油墨组合物。
在使用三种以上油墨组合物的情况下,当任意选择两种油墨组合物时,任意一种为油墨组合物A,另一种为油墨组合物B的关系在三种以上的油墨组合物中至少两种油墨组合物中成立即可。在使用三种以上的油墨组合物的情况下,当任意选择两种油墨组合物时,优选使用任意一种为油墨组合物A、另一种为油墨组合物B的关系在全部油墨组合物中成立的三种以上油墨组合物。
(着色剂)
油墨组合物至少含有一种着色剂。
油墨组合物中的着色剂优选包含在微胶囊的外部。
作为着色剂,没有特别限制,可以从颜料、水溶性染料、分散染料等公知的色料中任意选择使用。其中,从耐候性优异、色彩再现性丰富方面考虑,更优选包含颜料。
作为颜料,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以举出公知的有机颜料及无机颜料,另外,也可以举出用染料染色的树脂粒子、市售的颜料分散体及经表面处理的颜料(例如,使颜料分散在作为分散介质的水、液状化合物或不溶性树脂等中而成的物质及通过树脂或颜料衍生物等对颜料表面进行处理而成的物质等)。
作为有机颜料及无机颜料,例如可举出黄色颜料、红色颜料、品红颜料、青色颜料、蓝色颜料、绿色颜料、橙色颜料、紫色颜料、褐色颜料、黑色颜料、白色颜料等。
在使用着色剂作为颜料的情况下,制备颜料粒子时,可以根据需要使用颜料分散剂。
关于颜料等色料及颜料分散剂,可以适当参考日本特开2014-040529号公报的段落0180~0200。
油墨组合物的吸光度ABS根据着色剂的种类及含量来决定。
作为油墨组合物中的着色剂,优选黑色颜料、黄色颜料、品红颜料及青色颜料,更优选炭黑、喹吖啶酮类颜料、铜酞菁类颜料、单偶氮颜料、双偶氮颜料。
若油墨组合物的着色剂为上述颜料,则容易调整吸光度ABS。
作为喹吖啶酮类颜料,例如可举出C.I.颜料红122、202(包含与C.I.颜料紫19的混合物)、207、209等。
作为铜酞菁类颜料,例如可举出C.I.颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17:1、75、79等。
作为单偶氮颜料,例如可举出C.I.颜料黄色1、2、3、4、5、10、65、73、74、75、97、98、111、116、130、167、205等。
作为双偶氮颜料,例如可举出C.I.颜料黄色2、13、14、16、17、55、63、77、81、83、106、124、126、127、152、155、170、172、174、176、214、219等。
着色剂在油墨组合物中的含量可以适当选择,相对于油墨组合物的总质量,优选0.1质量%~30质量%,更优选0.5质量%~20质量%,进一步优选1.0质量%~10质量%。
在油墨组合物A包含喹吖啶酮类颜料作为着色剂的情况下,油墨组合物B优选包含炭黑作为着色剂。在该情况下,油墨组合物A更优选相对于油墨组合物A的总质量包含4.0质量%~6.0质量%的喹吖啶酮类颜料,油墨组合物B更优选相对于油墨组合物B的总质量包含1.5质量%~3.0质量%的炭黑,油墨组合物A进一步优选相对于油墨组合物A的总质量包含4.0质量%~6.0质量%的喹吖啶酮类颜料,油墨组合物B进一步优选相对于油墨组合物B的总质量包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
在油墨组合物A包含铜酞菁类颜料作为着色剂的情况下,油墨组合物B优选包含炭黑作为着色剂。在该情况下,油墨组合物A更优选相对于油墨组合物A的总质量包含1.7质量%~3.1质量%的铜酞菁类颜料,油墨组合物B更优选相对于油墨组合物B的总质量包含1.5质量%~3.0质量%的炭黑,油墨组合物A进一步优选相对于油墨组合物A的总质量包含1.7质量%~3.1质量%的铜酞菁类颜料,油墨组合物B进一步优选相对于油墨组合物B的总质量包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
在油墨组合物A包含单偶氮颜料作为着色剂的情况下,油墨组合物B优选包含炭黑作为着色剂。在该情况下,油墨组合物A更优选相对于油墨组合物A的总质量包含3.0质量%~4.5质量%的单偶氮颜料,油墨组合物B更优选相对于油墨组合物B的总质量包含1.5质量%~3.0质量%的炭黑,油墨组合物A进一步优选相对于油墨组合物A的总质量包含3.0质量%~4.5质量%的单偶氮颜料,油墨组合物B进一步优选相对于油墨组合物B的总质量包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
油墨组合物B在包含炭黑作为着色剂的情况下,从膜强度的观点考虑,更优选相对于油墨组合物B的总质量,包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
(微胶囊)
油墨组合物至少包含内含聚合性化合物的微胶囊中的至少一种。
微胶囊为具有最外壳的壳和作为壳所内含的区域的芯的结构,芯包含聚合性化合物。
微胶囊的判断可以通过将包含微胶囊的油墨组合物涂布在基材上并使其干燥,得到形貌观察用样品之后,切割该样品并用电子显微镜等观察剖面来进行确认。
微胶囊更优选具有壳和芯,其中,壳具有包含选自氨酯键及脲键中的至少一种键的三维交联结构;芯被壳内含,且包含聚合性化合物及光聚合引发剂。
油墨组合物A及油墨组合物B中包含的微胶囊优选为相同的组成。作为相同的组成的微胶囊,例如,可以举出如下微胶囊,即,若油墨组合物A中包含的微胶囊为芯中包含聚合性化合物的组成,则油墨组合物B中包含的微胶囊也为与油墨组合物A中包含的聚合性化合物相同的、芯中包含聚合性化合物的组成。需要说明的是,相同的组成的微胶囊是指构成壳的成分相同,且芯中包含相同的聚合性化合物成分。但是,壳及芯中的各成分的含量也可以不同。
若油墨组合物A中包含的微胶囊和油墨组合物B中包含的微胶囊为相同组成,则利用油墨组合物中包含的微胶囊的浓度容易控制油墨组合物的膜强度。另外,能够控制制造油墨时的制造及原料成本。
从与上述同样的观点考虑,油墨组合物A及油墨组合物B中包含的微胶囊更优选为相同的微胶囊(即,具有相同组成,且,所包含的成分的含量也相同的微胶囊)。
油墨组合物A中的微胶囊的浓度MA及油墨组合物B中的微胶囊的浓度MB如上所述。
-微胶囊的芯-
微胶囊具有后述被壳内含且包含聚合性化合物的芯。微胶囊优选具有后述被壳内含且包含聚合性化合物及光聚合引发剂的芯。除上述成分以外,芯例如还可以包含敏化剂等成分。
--内含率--
在此,聚合性化合物等的内含率(质量%)意为微胶囊的芯中所包含的(即,微胶囊所内含的)聚合性化合物等的量相对于制备包含微胶囊的油墨组合物时油墨组合物中的聚合性化合物等的总量,是指如下求得的值。在此,举出聚合性化合物为例进行说明。
--聚合性化合物的内含率(质量%)的测定方法--
下面的操作在液温25℃的条件下进行。
利用离心分离从油墨组合物中除去着色剂,对除去着色剂的油墨组合物(即,微胶囊的水分散物)进行下面的操作。
首先,制备聚合性化合物的内含率(质量%)的测定对象即水分散物,从制备的水分散物中选取两份相同质量的样品(以下,作为“样品1”及“样品2”。)。
对样品1,相对于该样品1中的固体成分总量加入100质量倍的四氢呋喃(THF)进行混合,制备稀释液。对得到的稀释液实施条件为80,000rpm(round per minute;下同。)、40分钟的离心分离。收集通过离心分离产生的上清液(以下,作为“上清液1”。)。一般认为,通过该操作,样品1中包含的全部聚合性化合物被提取到上清液1中。利用液相色谱(例如,Waters公司的液相色谱装置)测定收集的上清液1中包含的聚合性化合物的质量。将得到的聚合性化合物的质量作为“聚合性化合物的总量”。
另外,对样品2实施离心分离,离心分离的条件与对上述稀释液实施的离心分离相同。收集通过离心分离产生的上清液(以下,作为“上清液2”。)。一般认为,通过该操作,样品2中未被微胶囊内含的(即,游离)的聚合性化合物被提取到上清液2中。通过液相色谱(例如,Waters公司的液相色谱装置)测定收集到的上清液2中包含的聚合性化合物的质量。将得到的聚合性化合物的质量作为“聚合性化合物的游离量”。
基于上述“聚合性化合物的总量”及上述“聚合性化合物的游离量”,依据下述式子,求得聚合性化合物的内含率(质量%)。
聚合性化合物的内含率(质量%)=((聚合性化合物的总量-聚合性化合物的游离量)/聚合性化合物的总量)×100
在油墨组合物包含两种以上聚合性化合物的情况下,可以将两种以上聚合性化合物的总量作为“聚合性化合物的总量”,两种以上聚合性化合物的游离量的合计作为“聚合性化合物的游离量”,求得两种以上聚合性化合物总体的内含率,也可以将任意一种聚合性化合物的量作为“聚合性化合物的总量”,将上述任意一种聚合性化合物的游离量作为“聚合性化合物的游离量”,求得上述任意一种聚合性化合物的内含率。
关于微胶囊中是否内含有聚合物性化合物以外的成分,可以通过与调查是否内含有聚合性化合物的方法相同的方法来确认。
但是,针对分子量1,000以上的化合物,通过凝胶渗透色谱(GPC)测定上述上清液1及上清液2中包含的化合物的质量,分别作为“化合物的总量”及“化合物的游离量”,求得化合物的内含率(质量%)。
利用凝胶渗透色谱(GPC)进行的测定,可以使用HLC(注册商标)-8020GPC(东曹(株))作为测定装置,使用三根TSKgel(注册商标)Super Multipore HZ-H(4.6mmID×15cm,东曹(株))作为色谱柱,使用THF(四氢呋喃)作为洗提液。另外,作为测定条件,可以设定样品浓度为0.45质量%、流速为0.35mL/min、样品进样量为10μL、及测定温度为40℃,使用差示折射率(RI)检测器来进行测定。
校准曲线根据东曹(株)的“标准样品TSK standard,polystyrene”:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、“A-1000”、及“正丙苯”这8种样品制成。
关于光聚合引发剂的内含率,也可以用同样的方法测定上述聚合性化合物的内含率。
从膜的固化灵敏度的观点考虑,油墨组合物中的光聚合引发剂的内含率(质量%)优选为10质量%以上,更优选为50质量%以上,进一步优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,进一步优选为95质量%以上,进一步优选为97质量%以上,特别优选为99质量%以上。
在油墨组合物中包含两种以上光聚合引发剂的情况下,优选至少一种光聚合引发剂的内含率在上述范围。
-聚合性化合物-
微胶囊的芯包含有聚合性化合物(即,具有聚合性基团的化合物)。聚合性化合物可以仅使用一种,也可以并用两种以上。
从芯包含有聚合性化合物,由此提高膜的固化灵敏度及膜硬度的观点来看是有利的。特别是,在芯包含两种以上聚合性化合物,并包含二官能以下的聚合性化合物和三官能以上的聚合性化合物的情况下,可以兼顾油墨组合物所形成的膜的硬度及膜与基材的密合性,故优选。
需要说明的是,聚合性化合物的聚合性基团作为微胶囊具有的聚合性基团发挥功能。
微胶囊具有聚合性基团,由此通过照射活化能量射线,彼此相邻的微胶囊之间可以键合并形成膜。
作为聚合性基团,只要为能够引起聚合反应的基团即可,没有特别限制。作为聚合性基团,优选包含乙烯性双键的基团,更优选包含乙烯基及1-甲基乙烯基中的至少一者的基团。作为聚合性基团,从聚合反应性及所形成的膜的硬度的观点考虑,特别优选(甲基)丙烯酰基。
聚合性基团优选存在于微胶囊的表面部分(例如,在微胶囊通过分散介质而分散的情况下,与分散介质的接触部分)。
聚合性基团例如可以通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析来确认。
从兼顾密合性及膜的强度的观点考虑,相对于微胶囊的全部固体成分,微胶囊的芯中包含的聚合性化合物的含量(在包含两种以上的情况下为总量)优选30质量%~75质量%,更优选35质量%~65质量%,进一步优选35质量%~60质量%。
在聚合性化合物包含二官能以下的聚合性化合物和三官能以上的聚合性化合物的情况下,相对于二官能以下的聚合性化合物及三官能以上的聚合性化合物的总质量,二官能以下的聚合性化合物的比例优选为50质量%~90质量%,更优选为50质量%~80质量%,进一步优选为55质量%~65质量%。
若二官能以下的聚合性化合物的比例为50质量%以上,则密合性更优异。另一方面,若二官能以下的聚合性化合物的比例为90质量%以下,则膜的强度更优异。
微胶囊的芯中包含的聚合性化合物可以为聚合性单体、聚合性低聚物及聚合性聚合物中的任意一种,但从容易在微胶囊中移动、并容易配置在便于与聚合性基团相邻的微胶囊具有的聚合性基团反应的观点考虑,优选为聚合性单体。
作为聚合性化合物的分子量,重均分子量优选为100~100000,更优选为100~10000,进一步优选为100~4000,进一步优选为100~2000,特别优选为100~1000。
需要说明的是,重均分子量可以通过前文已述的凝胶渗透色谱(GPC)测定。
--聚合性单体--
在聚合性化合物为聚合性单体的情况下,从提高膜的固化灵敏度及膜硬度的观点来看,聚合性单体是有利的。
特别是,在芯包含二官能以下的聚合性单体和三官能以上的聚合性单体作为聚合性化合物的情况下,膜的硬度及密合性进一步提高,故优选。
作为可以包含在微胶囊的芯中的聚合性单体(下面,也称为内含聚合性单体),可以从具有可自由基聚合的烯类不饱和键的聚合性单体(即,自由基聚合性单体)及具有可阳离子聚合的阳离子聚合性基团的聚合性单体(即,阳离子聚合性单体)中选择。
作为自由基聚合性单体的例子,可以举出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、苯乙烯化合物、乙烯基萘化合物、N-乙烯基杂环化合物、不饱和聚酯、不饱和聚醚、不饱和聚酰胺及不饱和氨酯。
自由基聚合性单体优选具有烯类不饱和基团的化合物。
自由基聚合性单体可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
作为丙烯酸酯化合物,例如可举出丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸十三烷酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯(PEA)、双(4-丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、低聚酯丙烯酸酯、丙烯酸环氧酯、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、丙烯酸双环戊烯酯、双环戊烯基氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸双环戊酯、环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸十二烷酯、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸十八烷酯、异戊基丙烯酸酯、丙烯酸异十八烷酯、2-乙基己基二甘醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟丁酯、2-丙烯酰基氧基乙基氢化邻苯二甲酸、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基丙二醇丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、乙烯基醚丙烯酸酯、2-丙烯酰基氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰基氧基邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基-2-羟乙基邻苯二甲酸、内酯改性丙烯酸酯、丙烯酰基吗啉、丙烯酰胺、以及N-羟甲基丙烯酰胺及二丙酮丙烯酰胺等取代丙烯酰胺等的单官能丙烯酸酯化合物;
聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、聚丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(NDDA)、1,10-癸二醇二丙烯酸酯(DDDA)、3-甲基戊二醇二丙烯酸酯(3MPDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、双酚A环氧乙烷(EO)加成物二丙烯酸酯、双酚A环氧丙烷(PO)加成物二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、羟基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、烷氧基化二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯、及聚丁二醇二丙烯酸酯、烷氧基化环己酮二甲醇二丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、三噁烷二醇二丙烯酸酯、环己酮二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、及新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、新戊二醇环氧丙烷加成物二丙烯酸酯等二官能丙烯酸酯化合物;
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化异氰脲酸三丙烯酸酯、ε-己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六丙烯酸酯、己内酰胺改性二季戊四醇六丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯及丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等三官能以上的丙烯酸酯化合物。
作为甲基丙烯酸酯化合物,例如可举出甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸二甲基氨基甲酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯、苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、环己基甲基丙烯酸酯等单官能甲基丙烯酸酯化合物;
聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、四乙二醇二甲基丙烯酸酯等二官能的甲基丙烯酸酯化合物。
作为苯乙烯化合物,例如可举出苯乙烯、p-甲基苯乙烯、p-甲氧基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、p-甲基-β-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、及p-甲氧基-β-甲基苯乙烯。
作为乙烯基萘化合物,例如可举出1-乙烯基萘、甲基-1-乙烯基萘、β-甲基-1-乙烯基萘、4-甲基-1-乙烯基萘及4-甲氧基-1-乙烯基萘。
作为N-乙烯基杂环化合物,例如可举出N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基乙基乙酰胺、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基吩噻嗪、N-乙烯基乙酰苯胺、N-乙烯基乙基乙酰胺、N-乙烯基琥珀酸酰亚胺、N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺、N-乙烯基己内酰胺及N-乙烯基咪唑。
作为其他自由基聚合性单体,例如可举出烯丙基缩水甘油醚、邻苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、N-乙烯基甲酰胺等N-乙烯基酰胺。
在这些自由基聚合性单体中,作为二官能以下的聚合性单体,优选选自下述物质中的至少一种:1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(NDDA)、1,10-癸二醇二丙烯酸酯(DDDA)、3-甲基戊二醇二丙烯酸酯(3MPDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、环己酮二甲醇二丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯。
另外,作为三官能以上的聚合性单体,优选选自下述物质中的至少一种:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六丙烯酸酯、己内酰胺改性二季戊四醇六丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯及丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
二官能以下的自由基聚合性单体和三官能以上的自由基聚合性单体的组合优选二官能以下的丙烯酸酯化合物和三官能以上的丙烯酸酯化合物的组合,进一步优选二官能丙烯酸酯化合物和三官能以上的丙烯酸酯化合物的组合,进一步优选二官能丙烯酸酯化合物和三~八官能丙烯酸酯化合物的组合,进一步优选二官能丙烯酸酯化合物和三~六官能丙烯酸酯化合物的组合。
进而,作为二官能丙烯酸酯化合物,最优选将选自1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(NDDA)、1,10-癸二醇二丙烯酸酯(DDDA)、3-甲基戊二醇二丙烯酸酯(3MPDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、环己酮二甲醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种及选自下三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六丙烯酸酯、己内酰胺改性二季戊四醇六丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、及丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种进行组合。
作为阳离子聚合性单体的例子,可举出环氧基化合物、乙烯基醚化合物及氧杂环丁烷化合物。
阳离子聚合性单体优选具有至少一个烯烃、硫醚、乙缩醛、噻噁烷、硫杂环丁烷、氮丙啶、N、O、S或P杂环、醛、内酰胺或环状酯基的化合物。
阳离子聚合性单体可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
作为环氧基化合物,例如可举出1,4-丁二醇二缩水甘油醚、3-(双(缩水甘油基氧基甲基)甲氧基)-1,2-丙二醇、柠檬烯氧化物、2-联苯缩水甘油醚、3,4-环氧基环己基甲基-3’,4’-环氧基环己烷羧酸酯、来自环氧氯丙烷-双酚S的环氧化物、环氧基化苯乙烯、来自环氧氯丙烷-双酚F的环氧化物、来自环氧氯丙烷-双酚A的环氧化物、环氧基化酚醛清漆及脂环式聚环氧化物等二官能以下的环氧基化合物。
作为脂环式二环氧化物,例如可举出如环氧化物和二醇、多元醇及乙烯基醚那样的包含羟基的化合物的共聚物。具体而言,可举出3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基碳酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、柠檬烯二环氧化物、六氢化邻苯二甲酸的二缩水甘油基酯。
另外,作为其他环氧基化合物,可举出多元酸的聚缩水甘油基酯、多元醇的聚缩水甘油醚、聚氧化亚烷基二醇的聚缩水甘油醚、芳香族多元醇的聚缩水甘油基酯、氨酯聚环氧基化合物及聚环氧基聚丁二烯等三官能以上的环氧基化合物。
作为乙烯基醚化合物,例如可举出乙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、十八烷基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、环己烷二甲醇单乙烯基醚、苯基乙烯基醚、p-甲基苯基乙烯基醚、p-甲氧基苯基乙烯基醚、甲基乙烯基醚、β-甲基乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、4-(乙烯基氧基)丁基苯甲酸酯、双[4-(乙烯基氧基)丁基]己二酸酯、双[4-(乙烯基氧基)丁基]琥珀酸酯、4-(乙烯基氧基甲基)环己基甲基苯甲酸酯、双[4-(乙烯基氧基)丁基]间苯二甲酸、双[4-(乙烯基氧基甲基)环己基甲基]戊二酸酯、4-(乙烯基氧基)硬脂酸丁酯、双[4-(乙烯基氧基)丁基]己二基双氨基甲酸酯、双[4-(乙烯基氧基)甲基]环己基]甲基]对苯二酸酯、双[4-(乙烯基氧基)甲基]环己基]甲基]间苯二甲酸、双[4-(乙烯基氧基)丁基](4-甲基-1,3-亚苯基)-双氨基甲酸酯、双[4-乙烯基氧基)丁基](亚甲基二-4,1-亚苯基)双氨基甲酸酯及3-氨基-1-丙醇乙烯基醚等二官能以下的乙烯基醚化合物;
三[4-(乙烯基氧基)丁基]偏苯三酸酯等三官能以上的乙烯基醚化合物。
作为氧杂环丁烷化合物,例如可举出3-乙基-3-羟基甲基-1-氧杂环丁烷、1,4-双[3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、3-乙基-3-苯氧基甲基-氧杂环丁烷、双([1-乙基(3-氧杂环丁烷基)]甲基)醚、3-乙基-3-[(2-乙基己基氧基)甲基]氧杂环丁烷、3-乙基-[(三乙氧基甲硅烷基丙氧基)甲基]氧杂环丁烷及3,3-二甲基-2-(p-甲氧基苯基)-氧杂环丁烷。
除了上述列举的自由基聚合性单体以外,还可以使用:山下晋三编著的“交联剂手册”(1981年大成公司制);加藤清视编著的“UV·EB固化手册(原料篇)”(1985年、高分子刊行会);radtech研究会编著的“UV·EB固化技术的应用及市场”79页(1989年、CMC);泷山荣一郎编著的“聚酯树脂手册”(1988年、日刊工业新闻公司)等中记载的市售品或业界公知的自由基聚合性及交联性的单体。~
另外,除了上述列举的阳离子聚合性单体以外,还可以使用:J.V.Crivello等的“Advances in Polymer Science”,62,pages 1~47(1984)、Lee等的“Handbook of EpoxyResins”,McGraw Hill Book Company,New York(1967)、及P.F.Bruins等的“Epoxy ResinTechnology”(1968)中记载的化合物。
另外,作为聚合性单体,例如,已知有日本特开平7-159983号公报、日本特公平7-31399号公报、日本特开平8-224982号公报、日本特开平10-863号公报、日本特开平9-134011号公报、日本特表2004-514014号公报等各公报中记载的用于光聚合性组合物的光固化性聚合性单体,这些化合物也可以应用于微胶囊。
另外,作为聚合性单体,可以使用市场有售的市售品,例如可举出AH-600(二官能)、AT-600(二官能)、UA-306H(六官能)、UA-306T(六官能)、UA-306I(六官能)、UA-510H(10官能)、UF-8001G(二官能)、DAUA-167(二官能)(共荣社化学株式会社)、SR339A(PEA、单官能)、SR506(IBOA、单官能)、CD262(二官能)、SR238(HDDA、二官能)、SR341(3MPDDA、二官能)、SR508(二官能)、SR306H(二官能)、CD560(二官能)、SR833S(二官能)、SR444(三官能)、SR454(三官能)、SR492(三官能)、SR499(三官能)、CD501(三官能)、SR502(三官能)、SR9020(三官能)、CD9021(三官能)、SR9035(三官能)、SR494(四官能)、SR399E(五官能)(SARTOMER公司)、A-NOD-N(二官能NDDA)、A-DOD-N(二官能、DDDA)、A-200(二官能)、APG-400(二官能)、A-BPE-10(二官能)、A-BPE-20(二官能)、A-9300(三官能)、A-9300-1CL(三官能)、A-TMPT(三官能)、A-TMM-3L(三官能)、A-TMMT(四官能)、AD-TMP(四官能)(新中村化学工业株式会社)、UV-7510B(三官能)(日本合成化学株式会社)、KAYARAD DCPA-30(六官能)、KAYARAD DPEA-12(六官能)(日本化药株式会社)、Light acrylate NPA(二官能)、Light acrylate 3EG-A(二官能)(共荣社化学株式会社)。
除此之外,作为聚合性单体,可以优选使用NPGPODA(新戊二醇环氧丙烷加成物二丙烯酸酯)、SR531、SR285、SR256(SARTOMER公司制造)、A-DHP(二季戊四醇六丙烯酸酯、新中村化学工业株式会社)、ARONIX(注册商标)M-156(东亚合成株式会社)、V-CAP(BASF公司)、Viscoat#192(大阪有机化学工业株式会社)等市售品。
聚合性单体在制造微胶囊时通过将聚合性单体与构成微胶囊的成分一起溶解作为油相成分,并在油相成分中添加水相成分并混合、乳化,可以包含在微胶囊的芯中。
作为聚合性单体的分子量,重均分子量优选为100~4000,更优选为100~2000,进一步优选为100~1000。
需要说明的是,重均分子量可以通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。
在微胶囊的全部固体成分中,聚合性单体的含量优选为0.1质量%~75质量%,更优选为0.5质量%~60质量%,进一步优选为1质量%~50质量%。通过设为上述范围,可获得交联性及膜强度良好的图像。
--聚合性低聚物及聚合性聚合物--
在聚合性化合物为聚合性低聚物或聚合性聚合物的情况下,从通过降低膜的固化收缩来抑制膜与基材的密合性降低的观点来看,是有利的。
作为聚合性低聚物及聚合性聚合物,例如可举出丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯、聚醚、聚碳酸酯、环氧基树脂、聚丁二烯等低聚物及聚合物。
另外,也可以使用例如丙烯酸环氧酯、脂肪族氨酯丙烯酸酯、芳香族氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等树脂。
其中,从降低固化收缩的观点考虑,优选兼备硬段和软段且能够缓和固化时的应力的树脂,特别是选自聚氨酯树脂、聚酯树脂及环氧基树脂中的至少一种低聚物或聚合物更优选。
作为聚合性基团,优选(甲基)丙烯酸基、乙烯基、烯丙基、苯乙烯基等烯类不饱和基团、环氧基等,从聚合反应性的观点考虑,更优选选自(甲基)丙烯酸基、乙烯基及苯乙烯基中的至少一种基团,特别优选(甲基)丙烯酸基。
聚合性低聚物及聚合性聚合物可以仅具有一种聚合性基团,也可以具有两种以上。
这些聚合性基团可以通过高分子反应或共聚导入到聚合物或低聚物中。
例如,通过利用侧链具有羧基的聚合物或低聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应或具有环氧基的聚合物或低聚物与甲基丙烯酸等含烯类不饱和基羧酸的反应,可以将聚合性基团导入到聚合物或低聚物中。这些基团也可以并用。
作为聚合性低聚物及聚合性聚合物,可以使用市场有售的市售品。作为市售品的例子,可举出(ACA)Z200M、(ACA)Z230AA、(ACA)Z251、(ACA)Z254F(以上、daicel-allnex(株))、Hitaloid 7975D(日立化成(株))等丙烯酸树脂;
EBECRYL(注册商标)8402、EBECRYL(注册商标)8405、EBECRYL(注册商标)9270、EBECRYL(注册商标)8311、EBECRYL(注册商标)8701、KRM8667、KRM8528(以上、daicel-allnex(株))、CN964、CN9012、CN968、CN996、CN975、CN9782(以上、SARTOMER公司)、UV-6300B、UV-7600B、UV-7605B、UV-7620EA、UV-7630B(以上、日本合成化学工业(株))、U-6HA、U-15HA、U-108A、U-200PA、UA-4200(以上、新中村化学工业(株))、Teslac 2300、Hitaloid4863、Teslac 2328、Teslac 2350、Hitaloid 7902-1(以上、日立化成(株))、8UA-017、8UA-239、8UA-239H、8UA-140、8UA-585H、8UA-347H、8UX-015A(以上、大成fine chemical(株))等聚氨酯树脂;
CN294、CN2254、CN2260、CN2271E、CN2300、CN2301、CN2302、CN2303、CN2304(以上、SARTOMER公司)、EBECRYL(注册商标)436、EBECRYL(注册商标)438、EBECRYL(注册商标)446、EBECRYL(注册商标)524、EBECRYL(注册商标)525、EBECRYL(注册商标)811、EBECRYL(注册商标)812(以上、daicel-allnex(株))等聚酯树脂;
Blemmer(注册商标)ADE-400A、Blemmer(注册商标)ADP-400(以上、日油(株))等聚醚树脂;
聚碳酸酯二醇二丙烯酸酯(宇部兴产(株))等聚碳酸酯树脂;
EBECRYL(注册商标)3708(daicel-allnex(株))、CN120、CN120B60、CN120B80、CN120E50(以上、SARTOMER公司)、Hitaloid 7851(日立化成(株))等环氧基树脂;
CN301、CN303、CN307(以上、SARTOMER公司)等聚丁二烯树脂。
-光聚合引发剂-
微胶囊的芯优选包含至少一种光聚合引发剂。即,微胶囊优选内含至少一种光聚合引发剂。
若芯包含光聚合引发剂,则对于活化能量射线的灵敏度变高,可得到膜强度优异的图像。
另外,若微胶囊内含光聚合引发剂,则能够使用目前虽为高灵敏度但因对水的分散性或溶解性低的而难以使用的光聚合引发剂。因此,在将微胶囊用于油墨组合物的情况下,与现有的水性油墨组合物,能够实现高灵敏度的水性油墨组合物。另外,微胶囊内含有光聚合引发剂,由此使用的光聚合引发剂的选择范围扩大,进而所使用的光源的选择范围也扩大。因此,与目前相比也可提高固化灵敏度。
从与上述同样的观点考虑,油墨组合物A及油墨组合物B中包含的微胶囊优选均内含光聚合引发剂。
作为微胶囊的芯中可以包含的光聚合引发剂(下以下,也称为内含光聚合引发剂),可以适当选择公知的光聚合引发剂。
光聚合引发剂为吸收光(即,活化能量射线)并生成作为聚合引发种的自由基或阳离子的化合物。
作为光聚合引发剂,可以使用公知的化合物。作为光聚合引发剂的优选例,可举出(a)芳香族酮类等羰基化合物、(b)酰基膦氧化物化合物、(c)芳香族鎓盐化合物、(d)有机过氧化物、(e)硫代化合物、(f)六芳基二咪唑化合物、(g)酮肟酯化合物、(h)硼酸盐化合物、(i)嗪鎓化合物、(j)茂金属化合物、(k)活性酯化合物、(l)具有碳卤键的化合物、(m)烷基胺化合物等。
作为光聚合引发剂,芯可以单独包含一种上述(a)~(m)化合物或组合包含两种以上。
作为(a)羰基化合物、(b)酰基膦氧化物化合物及(e)硫代化合物的优选例,可举出“RADIATION CURING IN POLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY”,J.P.FOUASSIER,J.F.RABEK(1993),pp.77~117中记载的具有二苯甲酮骨架或噻吨酮骨架的化合物等。
作为更优选的例子,可举出日本特公昭47-6416号公报中记载的α-硫代二苯甲酮化合物、日本特公昭47-3981号公报中记载的苯偶姻醚化合物、日本特公昭47-22326号公报中记载的α-取代苯偶姻化合物、日本特公昭47-23664号公报中记载的苯偶姻衍生物、日本特开昭57-30704号公报中记载的芳酰基膦酸酯、日本特公昭60-26483号公报中记载的二烷氧基二苯甲酮、日本特公昭60-26403号公报、日本特开昭62-81345号公报中记载的苯偶姻醚类、日本特公平1-34242号公报、美国专利第4,318,791号手册、欧洲专利0284561A1号公报中记载的α-氨基二苯甲酮类、日本特开平2-211452号公报中记载的p-二(二甲基氨基苯甲酰基)苯、日本特开昭61-194062号公报中记载的硫代取代芳香族酮、日本特公平2-9597号公报中记载的酰基膦硫化物、日本特公平2-9596号公报中记载的酰基膦、日本特公昭63-61950号公报中记载的噻吨酮类、日本特公昭59-42864号公报中记载的香豆素类、国际公开第2015/158745号中记载的化合物等。
另外,也优选日本特开2008-105379号公报或日本特开2009-114290号公报中记载的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂的市售品的例子,可举出IRGACURE(注册商标)184、369、500、651、819、907、1000、1300、1700、1870、DAROCUR(注册商标)1173、2959、4265、ITX、LUCIRIN(注册商标)TPO〔以上均为BASF公司制造〕、ESACURE(注册商标)KTO37、KTO46、KIP150、EDB〔以上均为Lamberti公司制造〕、H-Nu(注册商标)470、470X〔以上均为Spectra GroupLimited公司制造〕、Omnipol9210〔IGM公司制造〕、SpeedCure7040〔LAMBSON公司制造〕等。
在这些光聚合引发剂中,作为光聚合引发剂,从对于UV光的灵敏度的观点考虑,更优选选自(a)羰基化合物及(b)酰基膦氧化物化合物中的至少一种化合物,具体而言,可举出双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)819)、2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基-1-丁酮(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)369)、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)907)、1-羟基-环己基-苯基-酮(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)1173)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-膦氧化物(例如,DAROCUR(注册商标)TPO、LUCIRIN(注册商标)TPO(均为BASF公司制造)等。
其中,从对LED光的适应性的观点考虑,作为光聚合引发剂,优选(b)酰基膦氧化物化合物,更优选单酰基膦氧化物化合物(特别优选2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-膦氧化物)或双酰基膦氧化物化合物(特别优选双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物)。
光聚合引发剂在制造微胶囊时,通过将光聚合引发剂与构成微胶囊的成分一起溶解作为油相成分,并在油相成分中添加水相成分并混合、乳化,能够包含在微胶囊的芯中。
相对于微胶囊的固体成分总量,光聚合引发剂的含量优选为0.1质量%~25质量%,更优选为0.5质量%~20质量%,进一步优选为0.5质量%~15质量%。
在微胶囊的芯包含有光聚合引发剂的情况下,芯中的光聚合引发剂与前述聚合性化合物的含量的比率,优选光聚合引发剂的含量相对于聚合性化合物的含量为0.5质量%~25质量%。
若芯中的光聚合引发剂的含量相对于聚合性化合物的含量为0.5质量%以上,则油墨组合物的膜强度进一步提高。另一方面,若芯中的光聚合引发剂的含量相对于聚合性化合物的含量为25质量%以下,则油墨组合物的喷射性进一步提高。
从与上述同样的观点考虑,更优选芯中的光聚合引发剂的含量相对于聚合性化合物的含量为1质量%~20质量%,进一步优选5质量%~10质量%。
特别是,油墨组合物A及油墨组合物B中包含的微胶囊所内含的光聚合引发剂的含量优选均为上述的范围。
-敏化剂-
微胶囊的芯可以包含有至少一种敏化剂。
若微胶囊的芯含有敏化剂,则可以进一步促进由照射活化能量射线引发的光聚合引发剂的分解。
敏化剂为吸收特定的活化能量射线而成为电子激发状态的物质。成为电子激发状态的敏化剂与光聚合引发剂接触,产生电子传递、能量传递、发热等作用。由此,促进光聚合引发剂的化学变化,即,分解,自由基、酸或碱的生成等。
作为敏化剂,例如可举出二苯甲酮、噻吨酮、异丙基噻吨酮、蒽醌、3-酰基香豆素衍生物、三联苯、苯乙烯基酮、3-(芳酰基亚甲基)噻唑啉、樟脑醌、曙红、罗丹明、赤藓红等。
另外,作为敏化剂,也可以优选使用日本特开2010-24276号公报中记载的通式(i)表示的化合物及日本特开平6-107718号公报中记载的通式(I)表示的化合物。
进而,也可以优选使用国际公开第2015/158745号中记载的化合物,具体而言,脂肪族叔胺(例如,甲基二乙醇胺,二甲基乙醇胺,三乙醇胺,三乙基胺及N-甲基吗啉);芳香族胺(例如,对二甲基氨基安息香酸戊酯、4-(二甲基氨基)安息香酸2-丁氧基乙酯、安息香酸2-(二甲基氨基)乙酯、4-(二甲基氨基)安息香酸乙酯及4-(二甲基氨基)2-乙基己基)安息香酸酯;(甲基)丙烯酸酯化的胺[例如,二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯(二乙基氨基乙基丙烯酸酯等)及N-烷基吗啉(甲基)丙烯酸酯(N-烷基吗啉丙烯酸酯等)]等。
其中,作为敏化剂,从对LED光的适应性及与光聚合引发剂的反应性的观点考虑,优选选自噻吨酮、异丙基噻吨酮及二苯甲酮中的至少一种,更优选选自噻吨酮及异丙基噻吨酮中的至少一种,进一步优选异丙基噻吨酮。
在微胶囊的芯含有敏化剂的情况下,相对于微胶囊的固体成分总量,敏化剂的含量优选为0.1质量%~25质量%,更优选为0.5质量%~20质量%,进一步优选为1质量%~15质量%。
(微胶囊的壳)
微胶囊优选具有具备三维交联结构的壳(以下,也简称为“壳”。),该三维交联结构包含选自氨酯键及脲键的至少一种键。
在本说明书中,“三维交联结构”是指通过交联而形成的立体网状结构。
若微胶囊的壳具有三维交联结构,则将微胶囊用于油墨组合物时,有利于提高分散稳定性及再分散性。
需要说明的是,再分散性意为对油墨组合物中的水蒸发后所形成的固化物中供给水类液体(例如,水、水溶液、水分散物等),由此固化物中的粒子(在此为微胶囊)再次分散在水类液体中的性质。作为上述固化物的例子,可举出形成于涂布头或喷墨头上的油墨组合物的固化物。
微胶囊的壳是否具有三维交联结构如下进行确认。以下的操作在液温25℃的条件下进行。
另外,以下的操作,首先,通过离心分离从油墨组合物中除去着色剂,对除去着色剂的油墨组合物(即,微胶囊的水分散物)进行下面的操作。
从水分散物中收集样品。对收集的样品加入相对于该样品中的固体成分总量为100质量倍的四氢呋喃(THF)并混合,制备稀释液。对得到的稀释液实施条件为80000rpm、40分钟的离心分离。离心分离后,通过目测确认有无残渣。在有残渣的情况下,用水使残渣再分散,制备再分散物,使用湿式粒度分布测定装置(LA-960、(株)堀场制造所制造),通过光散射法,测定得到的再分散物的粒度分布。
将通过上面的操作能够确认有粒度分布的情况判断为微胶囊的壳具有三维交联结构。
微胶囊的壳的三维交联结构例如可以通过三官能以上的异氰酸酯化合物或二官能的异氰酸酯化合物与水或具有两个以上活性氢基的化合物进行反应而形成。
特别是,在制造微胶囊时的原料包含至少一种具有三个以上反应性基团(异氰酸酯基或活性氢基)的化合物的情况下,交联反应在三个维度更有效地进行,并更有效地形成立体网状结构。
微胶囊中的三维交联结构优选为通过三官能以上的异氰酸酯化合物与水进行反应而形成的产物。
壳的三维交联结构优选包含下述结构(1)。
三维交联结构可以包含多个下述结构(1),多个结构(1)可以为相同结构,也可以为不同结构。
[化学式1]
结构(1)中,X表示可以具有环结构的烃基、选自由-NH-、>N-、-C(=O)-、-O-及-S-构成的组中的至少两个连结而形成的(p+m+n)价有机基团。
结构(1)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
结构(1)中,*表示键合位置,p、m及n分别为0以上,p+m+n为3以上。
作为X、R1、R2及R3的分子量的合计,优选低于2000,优选低于1500,更优选低于1000。若X、R1、R2及R3的分子量的合计为低于2000,能够提高芯所内含的化合物的内含率。
作为X表示的有机基团中的烃基,优选碳原子数1~15的直链状或支链状烃基,更优选碳原子数1~10的直链状或支链状烃基。
作为X表示的有机基团中的烃基以及R1、R2及R3表示的烃基可以具有的环结构,可举出脂环结构、芳香环结构等。
作为脂环结构,可举出环己烷环结构、双环己烷环结构、双环癸烷环结构、异冰片环结构、二环戊烷环结构、金刚烷环结构、三环癸烷环结构等。
作为芳香环结构,可举出苯环结构、萘环结构、联苯环结构等。
结构(1)中,p为0以上,优选1~10,更优选1~8,进一步优选1~6,特别优选1~3。
结构(1)中,m为0以上,优选1~10,更优选1~8,进一步优选1~6,特别优选1~3。
结构(1)中,n为0以上,优选1~10,进一步优选1~8,进一步优选1~6,特别优选1~3。
结构(1)中,p+m+n优选3~10的整数,更优选3~8的整数,进一步优选3~6的整数。
X表示的(p+m+n)价有机基团优选为下述(X-1)~(X-12)中任意一个表示的基团。
[化学式2]
式(X-1)~式(X-12)中,n表示1~200的整数,优选表示1~50的整数,更优选1~15的整数,特别优选1~8的整数。
式(X-11)~式(X-12)中,*表示键合位置。
式(X-1)~式(X-10)中,Y表示下述的(Y-1)。
[化学式3]
(Y-1)中,*1表示与(X-1)~(X-10)中的S或O的键合位置,*2表示与结构(1)中的R1、R2或R3的键合位置。
结构(1)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
R1、R2及R3中的烃基可以具有取代基,作为取代基,可举出后述的壳可以具有的亲水性基团。
R1、R2及R3优选分别独立地为下述(R-1)~(R-20)中任意一个表示的基团。(R-1)~(R-20)中,*表示键合位置。
[化学式4]
相对于壳的总质量,壳中的结构(1)的含有率优选为8质量%~100质量%,更优选为25质量%~100质量%,进一步优选为50质量%~100质量%。
壳优选包含下述结构(2)、结构(3)及结构(4)中的至少一种结构作为结构(1)。
[化学式5]
结构(2)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
结构(2)的R1、R2及R3表示的烃基分别与结构(1)的R1、R2及R3表示的烃基含义相同,优选范围也相同。
结构(2)中,*表示键合位置。
[化学式6]
结构(3)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
结构(3)的R1、R2及R3表示的烃基分别与结构(1)的R1、R2及R3表示的烃基含义相同,优选范围也相同。
结构(3)中,*表示键合位置。
[化学式7]
结构(4)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
结构(4)的R1、R2及R3表示的烃基分别与结构(1)的R1、R2及R3表示的烃基含义相同,优选范围也相同。
结构(4)中,*表示键合位置。
作为结构(1)~结构(4)的具体例,可以列举下述表1中所示的结构。
[表1]
微胶囊的壳的三维交联结构例如可以通过三官能以上的异氰酸酯化合物或二官能的异氰酸酯化合物与水或具有两个以上活性氢基的化合物进行反应而形成。
特别是,在制造微胶囊时的原料包含至少一种具有三个以上反应性基(异氰酸酯基或活性氢基)的化合物的情况下,交联反应在三个维度更有效地进行,并更有效地形成立体网状结构。
微胶囊的壳的三维交联结构优选为通过三官能以上的异氰酸酯化合物与水进行反应而形成的产物。
-三官能以上的异氰酸酯化合物-
三官能以上的异氰酸酯化合物为分子内具有三个以上异氰酸酯基的化合物。在本公开中,作为三官能以上的异氰酸酯化合物,可以使用通过后述方法合成的化合物及公知的化合物中的任意一种。作为三官能以上的异氰酸酯化合物,例如可举出三官能以上的芳香族异氰酸酯化合物、三官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物等。
作为公知的化合物,例如可举出“聚氨酯树脂手册”(岩田敬治编著,日刊工业新闻社发行(1987))中记载的化合物。
作为三官能以上的异氰酸酯化合物,优选分子内具有三个以上异氰酸酯基的化合物,具体而言,优选下述式(X)表示的化合物。
[化学式8]
式(X)中,X1表示n价有机基团。
式(X)中,n为3以上。n优选3~10,更优选3~8,进一步优选3~6。
作为式(X)表示的化合物,优选下述式(11)表示的化合物。
[化学式9]
式(11)中,X、R1、R2、R3、p、m及n与前述结构(1)中的X、R1、R2、R3、p、m及n含义相同,优选的形式也相同。
三官能以上的异氰酸酯化合物优选为由二官能异氰酸酯化合物(分子中具有两个异氰酸酯基的化合物)衍生而成的化合物。
三官能以上的异氰酸酯化合物更优选为由选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷、间苯二甲基二异氰酸酯、及二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯中的至少一种衍生而成的异氰酸酯化合物。
在此所说的“衍生”意为作为原料使用上述二官能的异氰酸酯化合物,且包含来自上述二官能异氰酸酯化合物的结构。
另外,作为三官能以上的异氰酸酯化合物,例如,作为二官能以上的异氰酸酯化合物(分子中具有两个以上异氰酸酯基的化合物)和三官能以上的多元醇、聚胺及聚硫醇等分子中具有三个以上活性氢基的化合物的加成体(加成物),也优选三官能以上的异氰酸酯化合物(加成型)、二官能以上的异氰酸酯化合物的三聚物(缩二脲型或异氰脲酸酯型)以及苯异氰酸酯的福尔马林缩合物等分子内具有三个以上的异氰酸酯基的化合物。
这些三官能以上的异氰酸酯化合物可以为包含多种化合物的混合物,优选下面所示的式(11A)或式(11B)表示的化合物为这些混合物的主成分,也可以包含其他成分。
--加成型--
加成型的三官能以上的异氰酸酯化合物优选下述式(11A)或式(11B)表示的化合物。
[化学式10]
式(11A)及式(11B)中,X2为(p+m+n)价有机基团,p、m及n分别为0以上,p+m+n为3以上。
式(11A)及式(11B)中,X3~X11分别独立地表示O、S或NH。
式(11A)及式(11B)中,R1~R6分别独立地表示2价有机基团。
式(11A)及式(11B)中,Z表示2价有机基团。
式(11A)及式(11B)中,作为X2,优选可以具有环结构的烃基、选自由-NH-、>N-、-C(=O)-、-O-及-S-构成的组中的至少两个连结而形成的(p+m+n)价有机基团。
式(11A)及式(11B)中,作为p+m+n,优选3~10,更优选3~8,进一步优选3~6。
式(11A)及式(11B)中,作为X3~X11,分别独立地优选O或S,更优选O。
式(11A)及式(11B)中,作为R1~R6,分别独立地优选可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
式(11A)及式(11B)中,R1~R6的优选形式分别独立地与结构(1)中的R1的优选的形式相同。
式(11A)及式(11B)中,在X2为可以具有环结构的烃基的情况下,作为上述环结构,可举出脂环结构、芳香环结构等。
作为脂环结构,可举出环己烷环结构、双环己烷环结构、双环癸烷环结构、异冰片环结构、二环戊烷环结构、金刚烷环结构、三环癸烷环结构等。
作为芳香环结构,可举出苯环结构、萘环结构、联苯环结构等。
式(11A)及式(11B)中,在R1~R6为可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基的情况下,作为上述环结构,可举出脂环结构、芳香环结构等。
作为脂环结构,可举出环己烷环结构、双环己烷环结构、双环癸烷环结构、异冰片环结构、二环戊烷环结构、金刚烷环结构、三环癸烷环结构等。
作为芳香环结构,可举出苯环结构、萘环结构、联苯环结构等。
式(11A)及式(11B)中,X2表示的(p+m+n)价有机基团优选为下述(X2-1)~(X2-10)中的任意一个表示的基团。
[化学式11]
式(X2-1)~式(X2-10)中,n表示1~200的整数,优选表示1~50的整数,更优选表示1~15的整数,特别优选表示1~8的整数。
式(X2-1)~式(X2-10)中,*表示键合位置。
式(11B)中,作为Z表示的2价有机基团,优选烃基、具有聚氧亚烷基结构的基团、具有聚己内酯结构的基团、具有聚碳酸酯结构的基团或具有聚酯结构的基团。
Z中的烃基可以为直链状的烃基,也可以为支链状的烃基,还可以为环状的烃基。
Z中的烃基的碳原子数优选为2~30。
式(11A)及式(11B)中,作为R1~R6,分别独立地优选基团(R-1)~基团(R-20)。
式(11A)及式(11B)中,作为R1~R6,分别独立地更优选为由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)衍生的基团(R-3)、由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)衍生的基团(R-7)、由三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)衍生的基团(R-5)、由间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)衍生的基团(R-9)、由1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷衍生的基团(R-1)及由二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯衍生的基团(R-2)中任意一种。
作为通式(11A)表示的化合物,优选为下述式(11A-1)表示的化合物。
[化学式12]
式(11A-1)中,R1、R2及R3与式(11A)中的R1、R2及R3含义相同,优选的形式也相同。
可以通过使后述分子中具有三个以上的活性氢基的化合物与后述二官能以上的异氰酸酯化合物进行反应,从而合成加成型三官能以上的异氰酸酯化合物。
在本说明书中,活性氢基意为羟基、伯氨基、仲氨基或巯基。
加成型三官能以上的异氰酸酯化合物例如通过将分子中具有三个以上活性氢基的化合物和二官能以上的异氰酸酯化合物在有机溶剂中一边搅拌一边加热(50℃~100℃)或通过一边添加辛酸亚锡等催化剂一边在低温(0℃~70℃)下搅拌可以得到(下述合成方案1)。
一般而言,使用二官能以上的异氰酸酯化合物,与分子中具有三个以上活性氢基的化合物进行反应的二官能以上的异氰酸酯化合物的摩尔数(分子数)相对于分子中具有三个以上活性氢基的化合物中的活性氢基的摩尔数(活性氢基的当量数)为0.6倍以上的摩尔数(分子数)。二官能以上的异氰酸酯化合物的摩尔数优选上述活性氢基的摩尔数的0.6倍~5倍,更优选0.6倍~3倍,进一步优选0.8倍~2倍。
--合成方案1--
[化学式13]
另外,加成型三官能以上的异氰酸酯化合物也可以在将分子中具有两个活性氢基的化合物与二官能以上的异氰酸酯化合物的加成物(预聚物;下述合成方案中的“(PP)”)合成之后,通过使该预聚物与分子中具有三个以上的活性氢基的化合物进行反应而得到(下述合成方案2)。
--合成方案2--
[化学式14]
作为二官能以上的异氰酸酯化合物,例如可举出二官能以上的芳香族异氰酸酯化合物、二官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物等。
作为二官能以上的异氰酸酯化合物的具体例,可举出异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、萘-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、3、3’-二甲氧基-联苯二异氰酸酯、3、3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、对苯二甲基二异氰酸酯、4-氯苯二甲基-1,3-二异氰酸酯、2-甲基苯二甲基-1,3-二异氰酸酯、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基六氟丙烷二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、亚丙基-1,2-二异氰酸酯、亚丁基-1,2-二异氰酸酯、环亚己基-1,2-二异氰酸酯、环亚己基-1,3-二异氰酸酯、环亚己基-1,4-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,4-双(异氰酸酯甲基)环己烷、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷(HXDI)、降冰片烯二异氰酸酯(NBDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、赖氨酸二异氰酸酯、1,3-双(2-异氰酸酯基-2-丙基)苯等。
在这些二官能以上的异氰酸酯化合物中,优选下述(I-1)~(I-24)所示的结构的化合物。
[化学式15]
在这些二官能以上的异氰酸酯化合物中,优选选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷(HXDI)、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)及二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯HMDI)中的至少一种。
另外,作为二官能以上的异氰酸酯化合物,也可以使用由上述化合物衍生的二官能的异氰酸酯化合物。例如可举出Duranate(注册商标)D101、D201、A101(旭化成株式会社制造)等。
分子中具有三个以上活性氢基的化合物为分子中三个以上选自羟基、伯氨基、仲氨基及巯基中的至少一种基团的化合物,例如,可举出下述(H-1)~(H-13)表示的结构的化合物。需要说明的是,化合物(H-4)、(H-5)及(H-11)中的n表示例如选自1~100的整数。
[化学式16]
作为加成型三官能以上的异氰酸酯化合物,可以使用市场有售的市售品。
作为市售品的例子,可举出Takenate(注册商标)D-102、D-103、D-103H、D-103M2、P49-75S、D-110、D-120N、D-140N、D-160N(三井化学株式会社制造)、Desmodur(注册商标)L75、UL57SP(住化Bayer Urethane株式会社制造)、Coronate(注册商标)HL、HX、L(日本聚氨酯株式会社制造)、P301-75E(旭化成株式会社制造)等。
在这些加成型三官能以上的异氰酸酯化合物中,更优选选自D-110、D-120N、D-140N及D-160N(三井化学株式会社制造)中的至少一种。
--缩二脲型或异氰脲酸酯型--
异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物优选下述式(11C)表示的化合物。
缩二脲型的三官能以上的异氰酸酯化合物优选下述式(11D)表示的化合物。
[化学式17]
式(11C)及式(11D)中,R1、R2及R3分别独立地表示2价的有机基团。
式(11C)及式(11D)中,优选R1、R2及R3分别独立地为可以具有碳原子数1~20的取代基的亚烷基、可以具有碳原子数1~20的取代基的环亚烷基或可以具有碳原子数1~20的取代基的亚芳基。
式(11C)及式(11D)中,特别优选R1、R2及R3分别独立地为选自前文已述的(R-1)~(R-20)表示的基团的基团。
式(11C)及式(11D)中,作为R1~R3,更优选分别独立地为由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)衍生的基团(R-3)、由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)衍生的基团(R-7)、由三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)衍生的基团(R-5)、由间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)衍生的基团(R-9)、由1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷衍生的基团(R-1)及由二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯衍生的基团(R-2)中的任意一种。
作为缩二脲型三官能以上的异氰酸酯化合物,可以使用市场有售的市售品。作为市售品的例子,可举出Takenate(注册商标)D-165N、NP1100(三井化学株式会社制造)、Desmodur(注册商标)N3200(住化Bayer Urethane)、Duranate(注册商标)24A-100(旭化成株式会社制造)等。
另外,作为异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物,可以使用市场有售的市售品。作为市售品的例子,可举出Takenate(注册商标)D-127、D-170N、D-170HN、D-172N、D-177N(三井化学株式会社制造)、Sumijule N3300、Desmodur(注册商标)N3600、N3900、Z4470BA(住化Bayer Urethane)、Coronate(注册商标)HX、HK(日本聚氨酯株式会社制造)、Duranate(注册商标)TPA-100、TKA-100、TSA-100、TSS-100、TLA-100、TSE-100(旭化成株式会社制造)等。
在这些缩二脲型及异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物中,更优选Duranate(注册商标)24A-100(旭化成株式会社制造)、D-120N、D-127(三井化学株式会社制造)、TKA-100、TSS-100及TSE-100(旭化成株式会社制造)。
(水或具有两个以上活性氢基的化合物)
微胶囊的壳可以通过使前文已述的三官能以上的异氰酸酯化合物与水或具有两个以上活性氢基的化合物进行反应而形成。
作为与三官能以上的异氰酸酯化合物进行反应的化合物,一般可以使用水。通过三官能以上的异氰酸酯化合物与水反应,可形成具有脲键的三维交联结构。
另外,作为与三官能以上的异氰酸酯化合物进行反应的化合物,除水以外,还可以举出具有两个以上活性氢基的化合物。作为具有两个以上活性氢基的化合物,可举出分子中具有羟基(-OH)、氨基(-NH)、硫醇基(-SH)的化合物等。具体而言,可以使用多官能醇、多官能苯酚、氮原子上具有氢原子的多官能胺、多官能硫醇等。
通过三官能以上的异氰酸酯化合物与多官能醇或多官能苯酚反应,可形成具有氨酯键的三维交联结构。
通过三官能以上的异氰酸酯化合物与氮原子上具有氢原子的多官能胺反应,可形成具有脲键的三维交联结构。
作为多官能醇的具体例,可举出丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、4,4’,4”-三羟基三苯基甲烷等。
作为多官能胺的具体例,可举出二乙烯三胺、四乙烯五胺、赖氨酸等。
作为多官能硫醇的具体例,可举出1,3-丙烷二硫醇、1,2-乙烷二硫醇等。
作为多官能苯酚的具体例,可举出双酚A等。
这些化合物可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
需要说明的是,具有两个以上活性氢基的化合物中也包含前文已述的分子中具有三个以上活性氢基的化合物。
-壳可以具有的亲水性基团-
微胶囊的壳优选具有至少一种亲水性基团。
若壳具有亲水性基团,则对水介质中的分散性进一步提高。因此,在将微胶囊用于油墨用途的情况下,能够进一步提高油墨组合物的喷射性及分散性稳定性。
另外,微胶囊若在壳中具有亲水性基团,则微胶囊的亲水性提高,再分散性优异。
在壳中,亲水性基团作为三维交联结构的一部分而存在。
在此,“亲水性基团作为三维交联结构的一部分而存在”是指亲水性基团与三维交联结构的亲水性基团以外的部分共价结合。
亲水性基团和三维交联结构的亲水性基团以外的部分共价结合优选为氨酯键或脲键,更优选为脲键。
作为壳中可以存在的亲水性基团,可举出阴离子性基团、非离子性基团等。更具体而言,可举出羧酸基、羧酸基的盐、膦酸基、膦酸基的盐、磷酸酯基、磷酸酯基的盐、磷酸基、磷酸基的盐、磺酸基、磺酸基的盐、硫酸基、硫酸基的盐、具有聚醚结构(例如,聚环氧乙烷、聚环氧丙烷等)的基团、具有甜菜碱结构的基团、铵基、锍基、鏻基等。需要说明的是,在本说明书中“亲水性基团”与上述活性氢基(羟基、伯氨基、仲氨基及巯基)有所区别。上述羧酸基的盐、磺酸基的盐、硫酸基的盐、膦酸基的盐及磷酸基的盐可以为在微胶囊的制造过程中通过中和所形成的盐。微胶囊的壳可以仅具有一种亲水性基团,也可以具有两种以上。
可以导入壳中的亲水性基团优选为选自具有聚醚结构的基团、羧酸基及羧酸基的盐中的至少一种。
下面,对向微胶囊的壳导入亲水性基团的方法进行说明。
可以通过使前文已述的三官能以上的异氰酸酯化合物、水或具有两个以上活性氢基的化合物及具有亲水性基团的化合物进行反应,向壳导入亲水性基团。
另外,也可以首先通过使二官能以上的异氰酸酯化合物与具有亲水性基团的化合物进行反应,制造导入有亲水性基团的异氰酸酯化合物,接着,通过使该“导入有亲水性基团的异氰酸酯化合物”与具有两个以上活性氢基的化合物进行反应,制造导入有亲水性基团的三官能以上的异氰酸酯化合物,接着,使该“导入有亲水性基团的三官能以上的异氰酸酯化合物”与水或具有两个以上活性氢基的化合物进行反应,由此,向微胶囊的壳导入亲水性基团。
-具有亲水性基团的化合物-
作为具有亲水性基团的化合物,可举出α-氨基酸(具体而言,赖氨酸、丙氨酸、精氨酸、天门冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸)等氨基酸。作为具有亲水性基团的化合物,除α-氨基酸以外,还可举出下面的具体例。
[化学式18]
使用具有阴离子性基团的化合物作为具有亲水性基团的化合物的情况下,具有阴离子性基团的化合物使用氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱;三乙胺等有机碱等,也可以中和至少部分阴离子性基团后使用。
在具有亲水性基团的化合物中,作为具有非离子性基团的化合物,优选具有聚醚结构的化合物,更优选具有聚氧亚烷基链的化合物。
作为具有聚氧亚烷基链的化合物的具体例,可举出聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚四亚甲基氧化物、聚苯乙烯氧化物、聚环亚己基氧化物、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-嵌段共聚物、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷无规共聚物等。
在这些具有聚氧亚烷基链的化合物中,优选聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷嵌段共聚物,更优选聚环氧乙烷。
另外,作为具有聚醚结构的化合物,也优选聚环氧乙烷的单醚体(作为单醚,例如可举出单甲醚、单乙醚等)、聚环氧乙烷的单酯体(作为单酯,例如可举出单醋酸酯,单(甲基)丙烯酸酯等)。
--导入有亲水性基团的异氰酸酯化合物--
另外,如上所述,也可以使用导入有亲水性基团的异氰酸酯化合物向壳导入亲水性基团。
作为导入有亲水性基团的异氰酸酯化合物,优选具有亲水性基团的化合物与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷(HXDI)、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)或二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(HMDI)的反应物。
在壳中导入具有聚醚结构的基团的情况下,作为导入有亲水性基团的异氰酸酯化合物,优选使用三羟甲基丙烷(TMP)、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)和聚乙二醇单甲醚的加成物(例如,三井化学公司的TakenateD-116N等)。
另外,在壳中导入羧基或其的盐的情况下,作为导入有亲水性基团的异氰酸酯化合物,优选使用2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)或其的盐与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的反应物(即,包含羧基或其的盐的异氰酸酯化合物)。
作为羧基的盐,优选钠盐、钾盐、三乙胺盐、二甲基乙醇胺盐,更优选钠盐或三乙胺盐。
在使用具有亲水性基团的化合物向壳导入亲水性基团的情况下,相对于微胶囊的固体成分总量,具有亲水性基团的化合物的添加量优选0.1质量%~50质量%,更优选0.1质量%~45质量%,进一步优选0.1质量%~40质量%,进一步优选1质量%~35质量%,进一步优选3质量%~30质量%。
-壳可以具有的聚合性基团-
微胶囊在芯中包含聚合性化合物(即,具有聚合性基团的化合物),因此具有聚合性基团,但除芯中包含的聚合性化合物的聚合性基团以外,微胶囊的壳也可以具有聚合性基团。
若微胶囊的壳具有聚合性基团,则通过照射活化能量射线,能够使彼此相邻的微胶囊键合,形成膜强度更为优异的图像。
下面,对向微胶囊的壳导入聚合性基团的方法进行说明。
作为向微胶囊的壳导入聚合性基团的方法,例如,可举出在形成具有选自氨酯键及脲键中的至少一种键的三维交联结构时,使前文已述的三官能以上的异氰酸酯化合物、水或前文已述的具有两个以上活性氢基的化合物与用于导入聚合性基团的单体进行反应的方法;
在制造前文已述的三官能以上的异氰酸酯化合物时,首先,使前文已述的二官能以上的异氰酸酯化合物和用于导入聚合性基团的单体进行反应,制造导入有聚合性基团的异氰酸酯化合物,接着,使导入有该聚合性基团的异氰酸酯化合物与水或前文已述的具有两个以上的活性氢基的化合物进行反应的方法;以及
在制造微胶囊时,使用于导入聚合性基团的单体与构成微胶囊的成分一起溶解在油相成分中,将油相成分与水相成分混合并乳化分散的方法等。
作为用于向微胶囊导入聚合性基团的聚合性化合物,可举出具有至少一个活性氢基且至少一个末端具有烯键式不饱和键的化合物。
具有至少一个活性氢基且至少一个末端具有烯类不饱和键的化合物可以用下述结构式(a)表示。
L1LcmZn式(a)
在结构式(a)中,L1表示m+n价连接基团,m及n分别独立地为选自1~100的整数,Lc表示1价烯类不饱和基团,Z表示活性氢基。
L1优选为2价以上的脂肪族基、2价以上的芳香族基、2价以上的杂环基、-O-、-S-、-NH-、-N<、-CO-、-SO-、-SO2-或它们的组合。
m及n分别独立地优选为1~50,更优选为2~20,进一步优选为3~10,特别优选为3~5。
作为Lc表示的1价烯类不饱和基团,可举出烯丙基、乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等。
Z优选为OH、SH、NH或NH2,更优选为OH或NH2,进一步优选为OH。
下面,将示出具有至少一个活性氢基且至少一个末端具有烯类不饱和键的化合物的例子,但不限定于该结构。需要说明的是,化合物(a-3)及(a-14)中的n表示例如选自1~90的整数。
[化学式19]
作为至具有少一个活性氢基且至少一个末端具有烯类不饱和键的化合物,可以使用市场有售的市售品,例如可举出丙烯酸羟乙酯(大阪有机化学工业株式会社制造)、丙烯酸4-羟丁酯、1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯(日本化成株式会社制造)、Blemmer(注册商标)AE-90U(n=2)、AE-200(n=4.5)、AE-400(n=10)、AP-150(n=3)、AP-400(n=6)、AP-550(n=9)、AP-800(n=13)(日油株式会社制造)、DENACOL(注册商标)ACRYLATE DA-212、DA-250、DA-314、DA-721、DA-722、DA-911M、DA-920、DA-931(Nagase chemteXCorporation制造)等丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯(共荣社化学株式会社制造)、Blemmer(注册商标)PE-90(n=2)、PE-200(n=4.5)、PE-350(n=8)、PP-1000(N=4~6)、PP-500(n=9)、PP-800(n=13)(日油株式会社制造)、A-TMM-3L(新中村化学工业公司制造)、SR399E(SARTOMER公司制造)等甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺(KJChemicals株式会社制造)等。
在这些具有至少一个活性氢基且至少一个末端具有烯类不饱和键的化合物中,优选丙烯酸羟乙酯(大阪有机化学工业株式会社制造)、AE-400(n=10)、AP-400(n=6)(日油株式会社制造)、DENACOL(注册商标)ACRYLATE DA-212(Nagase chemteXCorporation制造)及PP-500(n=9)(日油株式会社制造)、A-TMM-3L(新中村化学工业公司制造)、SR399E(SARTOMER公司制造)。
例如,如下述合成方案3所示,通过使三官能以上的异氰酸酯化合物的异氰酸酯基与具有至少一个活性氢基且至少一个末端具有烯类不饱和键的化合物的活性氢基进行反应,制造导入有聚合性基团的异氰酸酯化合物,使制得的导入有聚合性基团的异氰酸酯化合物与前文已述的具有两个以上活性氢基的化合物进行反应,由此,能够向微胶囊导入聚合性基团。
-合成方案3-
[化学式20]
用于导入聚合性基团的单体可以为单独一种,也可以为两种以上的组合。
制造导入有聚合性基团的异氰酸酯化合物时,优选以导入聚合性基团的单体的活性氢基的摩尔数为聚异氰酸酯的异氰酸酯基的摩尔数的0.01倍~0.3倍(更优选0.02倍~0.25倍,进一步优选0.03倍~0.2倍)的比率,使聚异氰酸酯(即,三官能以上的异氰酸酯化合物)与导入聚合性基团的单体的进行反应。
导入有聚合性基团的异氰酸酯化合物也有异氰酸酯基的平均官能团数为3以下的情况。但是,即使在该情况下,只要用于形成壳的原料中包含至少一个三官能以上的异氰酸酯化合物,便能形成具有三维交联结构的壳。
~微胶囊的物性~
从应用于油墨组合物时的分散性的观点考虑,微胶囊的体积平均粒径优选为0.01μm~10.0μm,更优选为0.01μm~5μm,进一步优选为0.05μm~1μm。
微胶囊的体积平均粒径可以通过光散射法测定。需要说明的是,本说明书中的体积平均粒径使用通过湿式粒度分布测定装置LA-960((株)堀场制造所制造)所测定的值。
~微胶囊的形成~
微胶囊的制造方法没有特别限定。
作为微胶囊的制造方法,从容易获得前文已述的微胶囊的观点考虑,优选下面所说明的实施方式的制造方法。
作为微胶囊的制造方法的一实施方式,优选具有制备工序,即,将包含三官能以上的异氰酸酯化合物、聚合性化合物及有机溶剂的油相成分与包含水的水相成分混合并乳化分散,制备微胶囊的水分散物。
在制备工序中,优选油相中进而包含光聚合引发剂、油相成分及水相成分中的至少一者具有亲水性基团的化合物。
-制备工序-
制备工序优选为将包含三官能以上的异氰酸酯化合物、聚合性化合物及有机溶剂的油相成分与包含水的水相成分混合并乳化分散,制备微胶囊的水分散物的工序。
制备工序优选油相成分中进而包含光聚合引发剂、油相成分及水相成分中的至少一者具有亲水性基团的化合物。
通过如上所述将油相成分与水相成分混合并乳化分散,形成前文已述的微胶囊。
在此,对作为油相成分进而包含光聚合引发剂,作为水相成分包含具有亲水性基团的化合物的形式进行说明。
制备工序中使用的油相成分包含三官能以上的异氰酸酯化合物、聚合性化合物、光聚合引发剂及有机溶剂。
制备工序中使用的水相成分包含水及具有亲水性基团的化合物。
在制备工序中,形成包含壳和芯的微胶囊,壳具有亲水性基团以及包含选自氨酯键及脲键中的至少一种键的三维交联结构,芯包含壳所内含的聚合性化合物及光聚合引发剂。所形成的微胶囊成为所制造的水分散物中的分散体。
另一方面,水相成分中的水成为所制造的水分散物中的分散介质。
关于壳的形成,更具体而言,通过三官能以上的异氰酸酯化合物与水的反应,形成具有包含脲键的三维交联结构的壳。另外,在三官能以上的异氰酸酯化合物包含氨酯键的情况(例如,在将多官能醇用作原料的三官能以上的异氰酸酯化合物的情况)下,壳的三维交联结构中便会包含氨酯键。
另外,也可以向水相中添加中和剂,通过中和剂中和具有亲水性基团的化合物的亲水性基团。由于具有亲水性基团的化合物也参与壳的形成反应,因此在亲水性基团被中和的情况下,便会在壳的三维交联结构中导入所中和的亲水性基团(例如,若亲水性基团为酸基,则为酸基的盐)。所导入的亲水性基团的盐将微胶囊分散在水中的效果优异。需要说明的是,亲水性基团的中和度可以通过中和剂的量等来调整。
作为中和剂,例如可举出氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺等。
在油相成分包含具有聚合性基团的异氰酸酯化合物的情况下,具有该聚合性基团的异氰酸酯化合物也参与壳的形成反应,因此壳中导入聚合性基团(即,形成具有聚合性基团的壳)。
作为油相成分中包含的有机溶剂,可举出醋酸乙酯、甲基乙基酮等。
有机溶剂优选在微胶囊形成过程中、另外在微胶囊形成后,除去其至少一部分。
油相成分中包含的三官能以上的异氰酸酯化合物的详情如前文已述。
油相成分中包含的具有聚合性基团的异氰酸酯化合物及聚合性化合物的详情如前文已述。
油相成分中包含的光聚合引发剂的详情如前文已述。
除上述成分以外,油相成分还可以根据需要包含其他成分。
作为其他成分,例如可举出前文已述的敏化剂等。
通过在油相成分中包含敏化剂,能够使微胶囊的芯包含这些成分。
水相成分中包含的具有亲水性基团的化合物的详情如前文已述。
除上述成分以外,水相成分还可以根据需要包含其他成分。
作为其他成分,例如可举出后述的表面活性剂。
前述方法中的从油相成分及水相成分中除去的有机溶剂及水的总量对应于所制造的微胶囊的固体成分总量。
相对于上述固体成分量,油相成分中的聚合性化合物的含量优选30质量%~75质量%,更优选35质量%~65质量%,进一步优选35质量%~60质量%。
相对于上述固体成分,油相成分中的光聚合引发剂的含量优选0.1质量%~25质量%,更优选0.5质量%~20质量%,进一步优选0.5质量%~15质量%。
以质量标准计,光聚合引发剂相对于聚合性化合物的比率优选0.5质量%~25质量%,更优选1质量%~20质量%,进一步优选5质量%~10质量%。
油相成分中的三官能以上的异氰酸酯化合物的量没有特别限定,例如,相对于上述固体成分总量,优选为5质量%~50质量%,更优选10质量%~40质量%,进一步优选15质量%~30质量%。
在油相成分包含具有聚合性基团的异氰酸酯化合物的情况下,油相成分中的聚合性化合物的量没有特别限定,例如,相对于上述固体成分总量,优选为0.1质量%~50质量%。
有机溶剂的量没有特别限定,可根据油相成分中包含的成分的种类、量等适当设定。
水相成分中的具有亲水性基团的化合物的量没有特别限定,例如,相对于上述固体成分总量,优选为0.01质量%~1质量%。
水相成分中的中和剂的量只要能够将亲水性基团的中和度设为所期望的值即可,没有特别限定,可根据水相成分中包含的具有亲水性基团的化合物的种类、量等适当设定。
水的量没有特别限定,可根据水相成分中包含的成分的种类、量等适当设定。
油相成分中包含的各成分简单混合即可,可以将全部成分一起混合,也可以将各成分分为数份混合。
关于水相成分中包含的各成分,与油相成分的情况相同,简单混合即可,可以将全部成分一起混合,也可以将各成分分为若干份混合。
作为油相成分与水相成分的混合方法,没有特别限定,例如,可举出通过搅拌混合。
作为将通过混合得到的混合物乳化的方法,没有特别限定,例如可举出使用均质器等乳化装置(例如,分散机等)进行乳化。
乳化中的分散机的转速例如为5000rpm~20000rpm,优选为10000rpm~15,000rpm。
乳化中的旋转时间例如为1分钟~120分钟,优选为3分钟~60分钟,更优选为3分钟~30分钟,进一步优选为5分钟~15分钟。
制备工序中的乳化可以在加热下进行。
通过在加热下进行乳化,能够使利用乳化发生的微胶囊的形成反应更有效地进行。另外,通过在加热下进行乳化,容易从混合物中除去作为油相成分而包含的有机溶剂的至少一部分。
在加热下进行乳化时的加热温度(即,反应温度)优选35℃~70℃,更优选40℃~60℃。
另外,制备工序可以包含:乳化阶段,使混合物(在例如低于35℃的温度下)乳化;加热阶段,对在乳化阶段得到的乳化物(在例如35℃以上的温度下)加热。
根据制备工序包含乳化阶段和加热阶段的方式,可形成具有更坚固的三维交联结构的壳,因此能够制造能够形成硬度更优异的膜的水分散物。
在制备工序包含乳化阶段和加热阶段的方式中,加热阶段的加热温度及加热时间的优选范围分别与在加热下进行乳化时的加热温度及加热时间的优选范围相同。
除上述实施方式的制造方法(以下,也称为“第一实施方式的制造方法”。)以外,例如,也可以通过以下(1)~(3)的方法制造微胶囊的水分散物。
可举出(1)具有将包含三官能以上的异氰酸酯化合物、聚合性化合物、光聚合引发剂、具有亲水性基团的化合物、中和剂及有机溶剂的油相成分与包含水的水相成分混合并乳化分散,制备水分散物的制备工序的制造方法(以下,也称为“第二实施方式的制造方法”。),
(2)具有将包含三官能以上的异氰酸酯化合物、聚合性化合物、光聚合引发剂、具有亲水性基团的化合物及有机溶剂的油相成分与包含水及中和剂的水相成分混合并乳化分散,制备水分散物的制备工序的制造方法(以下,也称为“第三实施方式的制造方法”。)及
(3)具有将包含三官能以上的异氰酸酯化合物、聚合性化合物、光聚合引发剂、中和剂及有机溶剂的油相成分与包含水及具有亲水性基团的化合物的水相成分混合并乳化分散,制备水分散物的制备工序的制造方法(以下,也称为“第四实施方式的制造方法”。)。
在第二~四实施方式的制造方法的任意一种方法中,在制备工序中,与第一实施方式的制造方法时同样,将油相成分与水相成分混合,并使得到的混合物乳化分散,由此,形成具有壳和芯的微胶囊,壳具有包含亲水性基团以及选自氨酯键及脲键中的至少一种键的三维交联结构,芯包含壳所内含的聚合性化合物及光聚合引发剂。所形成的微胶囊成为所制造的水分散物中的分散体,水相成分中的水成为所制造的水分散物中的分散介质。
在第二及第三实施方式的制造方法中,油相成分中的具有亲水性基团的化合物的量没有特别限定,例如,相对于上述固体成分总量,优选为0.01质量%~1质量%。
在第四实施方式的制造方法中,水相成分中的具有亲水性基团的化合物的量没有特别限定,例如,相对于上述固体成分总量,优选为0.01质量%~1质量%。
在第二及第四实施方式的制造方法中,油相成分中的中和剂的量只要能够将亲水性基团的中和度设为所期望的值即可,没有特别限定,可根据油相成分中或水相成分中包含的具有亲水性基团的化合物的种类、量等适当设定。在第三实施方式的制造方法中,水相成分中的中和剂的量也同样。
-其他工序-
上述实施方式的微胶囊的制造方法也可以根据需要具有制备工序以外的其他工序。
作为其他工序,可举出添加其他成分的工序。
关于所添加的其他成分,作为油墨组合物可以含有的其他成分,可包含后述的成分。
(水)
油墨组合物含有水。
水的量没有特别限制。其中,水的优选含量为30质量%~99质量%,更优选为40质量%~95质量%,进一步优选为50质量%~90质量%。
(可以包含在微胶囊外部的光聚合引发剂)
油墨组合物也可以在微胶囊外部包含有光聚合引发剂。
油墨组合物通过在微胶囊外部含有光聚合引发剂,能够提高微胶囊彼此的聚合反应的效率,并能够形成膜强度更高的膜。进而,对曝光照度低(例如,40mJ/cm2~70mJ/cm2)的活化能量射线(光)也以高效率进行聚合反应。
作为可以包含在微胶囊外部的上述光聚合引发剂,可举出与前文已述的光聚合引发剂(即,内含于微胶囊的光聚合引发剂)同样的物质。
作为可以包含在微胶囊外部的光聚合引发剂,优选为水溶性或水分散性的光聚合引发剂,从该观点考虑,例如可举出DAROCUR(注册商标)1173、IRGACURE(注册商标)2959、IRGACURE(注册商标)754、DAROCUR(注册商标)MBF、IRGACURE(注册商标)819DW、IRGACURE(注册商标)500(以上、BASF公司制造)、国际公开第2014/095724号中记载的酰基膦氧化物化合物、国际公开第86/05778号中记载的光聚合引发剂等。
需要说明的是,“水溶性”意为在105℃下干燥2小时的情况下,相对于25℃蒸馏水100g的溶解量超过1g的性质。
另外,“水分散性”意为为水不溶性且分散在水中的性质。在此,“水不溶性”表示在105℃下干燥2小时的情况下,相对于25℃蒸馏水100g的溶解量为1g以下的性质。
(可以包含在微胶囊外部的敏化剂)
油墨组合物也可以在微胶囊外部包含敏化剂。
若油墨组合物在微胶囊外部包含有敏化剂,则可以进一步促进由照射活化能量射线引发的光聚合引发剂的分解。
作为可以包含在微胶囊外部的敏化剂,可举出与前文已述的敏化剂(即,可以被微胶囊内含的敏化剂)同样的敏化剂。
(其他添加剂)
可以根据需要在油墨组合物中添加上述说明以外的其他成分。下面,对其他成分进行说明。
-表面活性剂-
油墨组合物可以包含有表面活性剂。需要说明的是,用于油墨组合物的表面活性剂与制造微胶时所用的表面活性剂有所区别。
作为表面活性剂,例如可举出非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、阴离子性活性剂等,可以使用任意表面活性剂。但是,优选阴离子性表面活性剂的含量相对于油墨组合物的总质量为1质量%以下。
若油墨组合物中的阴离子性表面活性剂的含量为1质量%以下,则可抑制油墨组合物中的着色剂的凝聚,油墨组合物的喷射性优异。从同样的观点考虑,阴离子性表面活性剂的含量优选0.5质量%以下,更优选0.1质量%以下,进一步优选0质量%(即,不包含)。
作为表面活性剂,例如可举出高级脂肪酸盐、烷基硫酸盐、烷基酯硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、磺基琥珀酸盐、萘磺酸盐、烷基磷酸盐、聚氧化烯烷基醚磷酸盐、聚氧化烯烷基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇、甘油酯、山梨醇酐酯、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、胺氧化物等。
作为表面活性剂,从微胶囊的分散性的观点考虑,优选烷基链长为8~18的烷基硫酸盐,更优选为选自十二烷基硫酸钠(SDS、烷基链长:12)及十六烷基硫酸钠(SCS、烷基链长:16)中的至少一种,进一步优选为十六烷基硫酸钠(SCS)。
另外,作为上述表面活性剂以外的其他表面活性剂,也可举出日本特开昭62-173463号及同62-183457号的各公报中记载的物质。例如,作为其他表面活性剂,可举出聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基烯丙基醚类、乙炔乙二醇类、聚氧乙烯/聚氧基丙烯嵌段共聚物类、硅氧烷类等非离子性表面活性剂。
另外,作为表面活性剂,也可举出有机氟化合物。
有机氟化合物优选为疏水性。作为有机氟化合物,包含氟类表面活性剂、油状氟类化合物(例如,氟油)及固体状氟化合物树脂(例如,四氟乙烯树脂),并可举出日本特公昭57-9053号(第8栏~第17栏)及日本特开昭62-135826号的各公报中记载的物质。
-阻聚剂-
从提高储存性的观点考虑,可以添加阻聚剂。作为阻聚剂,例如可举出对甲氧基苯酚、氢醌及甲氧基苯醌等醌类、吩噻嗪、儿茶酚类、烷基苯酚类、烷基双酚类、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸铜、二丁基二硫代氨基甲酸铜、水杨酸铜、硫代二丙酸酯类、硫醇基苯并咪唑、亚磷酸酯类等,优选对甲氧基苯酚、儿茶酚类、醌类,特别优选氢醌、苯醌、对甲氧基苯酚、TEMPO、TEMPOL、铜铁试剂Al、tris(N-nitroso-N-phenylhydroxylamine)aluminum salt等。
-紫外线吸收剂-
从提高得到的图像的耐候性及防止褪色的观点考虑,可以在油墨组合物中使用紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,可举出公知的紫外线吸收剂,例如苯并三唑类化合物、二苯甲酮类化合物、三嗪类化合物、苯丙噁唑类化合物等。
-有机溶剂-
为了改善与基材的密合性,可以在油墨组合物中添加下面的有机溶剂。
·醇类(例如,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、环己醇、苯甲醇等)。
·多元醇类(例如,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、甘油、己三醇、硫二甘醇、2-甲基丙二醇等)。
·多元醇醚类(例如,乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚醋酸酯、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、乙二醇单苯基醚、丙二醇单苯基醚等)。
·胺类(例如,乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、吗啉、N-乙基吗啉、乙二胺、二乙二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺、五甲基二乙烯三胺、四甲基丙烯二胺等)。
·酰胺类(例如,甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等)。
·杂环类(例如,2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮、2-噁唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、γ-丁内酯等)。
·亚砜类(例如,二甲基亚砜等)。
·砜类(例如,环丁砜等)。
·其他(尿素,乙腈、丙酮等)。
优选相对于油墨组合物整体添加0.1质量%~5质量%的有机溶剂。
~油墨组合物的优选的物性~
油墨组合物在将液温设为25℃~50℃的情况下,粘度优选为3mPa·s~15mPa·s,更优选为3mPa·s~13mPa·s。特别是,作为油墨组合物,优选25℃下的液体粘度为50mPa·s以下。若液体粘度为上述范围,则在应用于喷墨记录的情况下,能够实现高喷射稳定性。
需要说明的是,油墨组合物的粘度使用利用粘度计:VISCOMETER TV-22(东机产业(株)制造)所测定的值。
[基材]
作为基材,从更突出地显现本公开的喷墨记录方法产生的效果的观点考虑,优选为非渗透性或难渗透性基材。
作为基材,例如可举出金属板(例如,铝、锌、铜等)、塑料薄膜(例如,聚氯乙烯树脂、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、硝酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩醛等)等。
其中,作为基材,可以优选使用非吸收性基材。作为非吸收性基材,优选聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯等塑料基材,更优选聚氯乙烯树脂基材,进一步优选聚氯乙烯树脂片材或薄膜。
本公开的喷墨记录方法可以用于对于塑料基材以外的基材的图像记录。
作为塑料基材以外的基材,可举出纺织品基材。
作为纺织品基材的材料,例如可举出棉、丝、麻、羊毛等天然纤维;粘胶人造丝、莱赛尔等化学纤维;聚酯、聚酰胺、丙烯酸等合成纤维;选自由天然纤维、化学纤维及合成纤维构成的组中的至少两种的混合物等。
作为纺织品基材,可以使用国际公开第2015/158592号的段落0039~0042中记载的纺织品基材。
~喷射方法~
在喷墨记录方法中,作为所使用的喷墨记录装置,没有特别限制,可以任意选择使用可实现目标分辨率的公知喷墨记录装置。即,只要是包括市售品在内的公知的喷墨记录装置,均可以实施对图像形成方法中的基材喷射油墨组合物A及油墨组合物B。
作为喷墨记录装置,例如可举出包括油墨供给系统、温度传感器、加热机构的装置。
油墨供给系统例如由包含油墨组合物A及油墨组合物B的原始箱、供给管路、位于喷墨头紧前的油墨供给箱、过滤器、压电型喷墨头构成。压电型喷墨头能够按照能够以优选320dpi(dot per inch)×320dpi~4000dpi×4000dpi(dot per inch)、更优选400dpi×400dpi~1600dpi×1600dpi、进一步优选720dpi×720dpi的分辨率喷射优选1pl~100pl、更优选8pl~30pl的多尺寸点的方式进行驱动。需要说明的是,dpi表示每2.54cm(1inch)的点数。
在油墨供给工序中,由于喷射的油墨组合物A及油墨组合物B优选保持为一定温度,因此优选喷墨记录装置中具备油墨组合物A及油墨组合物B的温度恒定机构。保持为一定温度的部位对象是自油墨箱(在存在中间罐的情况下,为中间罐)至喷嘴射出面的管路系统、所有的部件。即,自油墨供给箱至喷墨头部分能够进行隔热及加温。
作为温度控制方法,没有特别限制,但例如优选在各管路部位设置多个温度传感器,根据油墨组合物A及油墨组合物B的流量、环境温度进行加热控制。温度传感器能够设置在油墨供给箱及喷墨头的喷嘴附近。另外,加热的头单元优选被热阻断或隔热,以防止装置主体受到来自外部气体的温度的影响。为缩短加热所期望的打印机启动时间或为降低热能损失,优选在与其他部位隔热的同时,减少加热单元整体的热容量。
<照射工序>
下面,对喷墨记录方法中的照射工序进行说明。
喷墨记录方法具有对前述喷射至基材的油墨组合物A及油墨组合物B进行光(活化能量射线)照射的照射工序。
照射工序只要是对供给到基材上的油墨组合物A及油墨组合物B照射活化能量射线的工序,便没有限定。
通过对油墨组合物A及油墨组合物B照射活化能量射线,油墨组合物A及油墨组合物B中的微胶囊进行聚合反应,使图像定影,可提高图像的膜强度等。
作为可以在照射工序使用的活化能量射线,可举出紫外线(UV光)、可见光线、电子束等,其中,优选紫外线(UV光)。
活化能量射线(光)的峰值波长也因根据需要所使用的敏化剂的吸收特性而不同,例如,优选为200nm~405nm,更优选为220nm~390nm,进一步优选为220nm~385nm。
需要说明的是,在不并用敏化剂和光聚合引发剂的情况下,例如,优选为200nm~310nm,更优选为200nm~280nm。
作为照射活化能量射线(光)时的曝光面照度,例如,适合以10mW/cm2~2000mW/cm2、优选20mW/cm2~1000mW/cm2进行照射。
作为用于产生活化能量射线(光)的源,公知有汞灯、金属卤化物灯、UV荧光灯、气体激光器、固体激光器等。
另外,上述所例示的光源向半导体紫外线发光装置的转换在产业及环境方面都有实用价值。
在半导体紫外线发光装置中,LED(Light Emitting Diode)(优选UV-LED)、LD(Laser Diode)(优选UV-LD)体积小、寿命长、效率高并且成本低,作为光源很有前景。
作为光源,优选金属卤化物灯、超高压汞灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯、LED或蓝紫色激光器。
其中,在并用敏化剂和光聚合引发剂的情况下,更优选可进行波长365nm、405nm或436nm的光照射的超高压汞灯、可进行波长365nm、405nm或436nm的光照射的高压汞灯或可进行波长355nm、365nm、385nm、395nm或405nm的光照射的LED,最优选可进行波长355nm、365nm、385nm、395nm或405nm的光照射的LED。
在照射工序中,优选供给至基材上的油墨组合物A及油墨组合物B受这样的UV光例如照射0.01秒~120秒、优选0.1秒~90秒。
照射条件以及基本的照射方法同样可以应用日本特开昭60-132767号公报中公开的照射条件及照射方法。具体而言,优选在包含油墨的喷射装置的头单元的两侧设置光源,并以所谓的往返方式扫描头单元和光源的方式,或利用不伴有驱动的其他光源实施的方式。活化能量射线的照射定为在油墨着墨并加热干燥后,放置一定时间(例如,0.01秒~120秒,优选0.01秒~60秒)后进行。
照射工序优选在相同条件下对油墨组合物A及油墨组合物B进行光照射。
“在相同条件下进行光照射”是指,在照射工序中,不改变光源的种类、光量及照射速度等条件,对油墨组合物A和油墨组合物B连续进行光照射。
通过在相同条件下进行光照射,无需与各油墨组合物对应地改变光源,喷墨记录的生产率进一步提高。
<加热干燥工序>
根据需要,喷墨记录方法可以在油墨供给工序后、照射工序前进而具有加热干燥工序。
在加热干燥工序中,喷射至基材上的油墨组合物A及油墨组合物B优选通过加热机构蒸发水及根据需要的并用的有机溶剂,由此定影图像。
对于对所喷射的油墨组合物A及油墨组合物B施加热使其干燥并定影的工序(加热干燥工序)进行说明。
作为加热机构,只要能够使水及根据需要併用的水溶性有机溶剂干燥即可,没有限定,可以使用热滚筒、热风、红外线灯、加热烤箱、加热版加热等。
加热温度优选40℃以上,更优选40℃~150℃左右,进一步优选40℃~80℃左右。需要说明的是,干燥或加热时间可以考虑所使用的油墨组合物A及油墨组合物B的组成及印刷速度适当设定。
通过加热定定影的油墨组合物A及油墨组合物B在照射工序中照射活化能量射线而进行光定影。如前文已述,在照射工序中,优选通过UV光进行定影。
[实施例]
下面,通过实施例对本发明的实施方式进行具体说明,但本发明的实施方式只要不脱离其主旨,则不限定于下面的实施例。需要说明的是,除非另有说明,否则“份”为质量标准。
另外,在下面的实施例中,将制造的微胶囊也称为“MC”。
〔MC分散物的制造〕
-油相成分的制造-
将TakenateD-120N(三官能以上的异氰酸酯化合物、固体成分75质量%、三井化学株式会社)4.58g、TakenateD-116N(作为亲水性基团具有环氧乙烷基的异氰酸酯化合物、醋酸乙酯50质量%溶液、三井化学株式会社)6.9g、具有下述羧基的异氰酸酯化合物(作为亲水性基团具有羧基的异氰酸酯化合物、固体成分35质量%)5.14g、SR399E(二季戊四醇五丙烯酸酯、五官能的聚合性化合物、SARTOMER公司)3.5g、SR833S(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二官能的聚合性化合物、SARTOMER公司)3.5g、IRGACURE(注册商标)819(光聚合引发剂、BASF公司、双酰基氧化膦)0.48g溶解在醋酸乙酯20g中,得到油相成分。
--具有羧基的异氰酸酯化合物的合成--
向三颈烧瓶中加入2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)45g、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)223.72g、醋酸乙酯(AcOEt)499.05g,加热至50℃,并向其中添加NEOSTANN U-6000.7677g,使其反应3小时,得到具有羧基的异氰酸酯化合物(具有亲水性基团的异氰酸酯化合物)。
-水相成分-
将1质量%氢氧化钠水溶液8.08g溶解在蒸馏水35g中,得到水相成分。
混合油相成分和水相成分,使用均质器,以12000rpm使得到的混合物乳化分散12分钟,得到乳化物。
以400rpm,在45℃下搅拌得到的乳化物,蒸馏去除蒸馏水、醋酸乙酯。进一步持续搅拌12小时~30小时,将固体成分调整为25质量%,得到MC分散物。
微胶囊具有壳和芯,壳具有亲水性基团以及包含选自氨酯键及脲键中的至少一种键的三维交联结构,芯包含二官能的聚合性化合物、五官能的聚合性化合物及光聚合引发剂。
在此,相对于微胶囊所内含的聚合性化合物的含量,微胶囊所内含的光聚合引发剂的含量为6.9质量%。
<MC分散物包含微胶囊的确认>
通过下面的方法确认上述得到的MC分散物包含微胶囊。需要说明的是,在液温25℃的条件下进行下面的操作。
从上述得到的MC分散物中收集样品。向收集的样品中加入该样品中的固体成分总量(在本实施例中为微胶囊)的100质量倍的四氢呋喃(THF)并混合,制备MC分散物的稀释液。对得到的稀释液实施离心分离(80000rpm、40分钟)。离心分离后,通过目测确认有无残渣,在确认到残渣的情况下,向该残渣中加入水,使用搅拌器搅拌1小时,由此用水使残渣再分散,得到再分散物。对得到的再分散物使用湿式粒度分布测定装置(LA-960、(株)堀场制作所制造),通过光散射法,测定粒度分布。将通过上面的操作确认到粒度分布的情况判断为MC分散物包含微胶囊。
<微胶囊的体积平均分散粒径>
通过光散射法测得上述得到的微胶囊的体积平均分散粒径为0.15μm。
在此,通过光散射法对体积平均粒径的测定,使用了湿式粒度分布测定装置LA-960((株)堀场制作所制造)。
<芯中包含光聚合引发剂的确认>
对上述得到的MC分散物,通过测定光聚合引发剂的内含率(%),确认微胶囊的芯中是否包含光聚合引发剂。详情如下所示。需要说明的是,在液温25℃的条件下进行下面的操作。
从上述MC分散物中收集两份相同质量的样品(以下,设为“样品1A”及“样品2A”。)。
相对于样品1A中的固体成分总量,向该样品1A中加入100质量倍的四氢呋喃(THF)并混合,制备稀释液。对得到的稀释液实施条件为80,000rpm、40分的离心分离。收集通过离心分离产生的上清液(以下,设为“上清液1A”。)。通过Waters公司制造的液相色谱装置“Waters2695”,测定收集的上清液1A中包含的光聚合引发剂的质量。将得到的光聚合引发剂的质量设为“光聚合引发剂的总量”。
另外,对样品2A实施与对上述稀释液实施的离心分离相同条件的离心分离。收集通过离心分离产生的上清液(以下,设为“上清液2A”。)。通过上述液相色谱装置测定收集的上清液2A中包含的光聚合引发剂的质量。将得到的光聚合引发剂的质量作为“光聚合引发剂的游离量”。
基于上述“光聚合引发剂的总量”及上述“光聚合引发剂的游离量”,根据下述式子,求得光聚合引发剂的内含率(质量%)。
光聚合引发剂的内含率(质量%)=((光聚合引发剂的总量-光聚合引发剂的游离量)/光聚合引发剂的总量)×100
其结果是,确认到,在微胶囊中内含率为99质量%以上,芯中包含光聚合引发剂。
<芯中包含聚合性化合物的确认>
对上述得到的MC分散物,通过测定聚合性化合物的内含率(质量%),确认微胶囊的芯中是否包含有聚合性化合物。
通过与上述的光聚合引发剂的内含的确认同样的方法,确认是否含有聚合性化合物。
其结果是,确认到,在微胶囊中内含率为99质量%以上,芯中包含聚合性化合物。需要说明的是,在此所说的聚合性化合物的内含率为用二官能以下的聚合性化合物与三官能以上的聚合性化合物的总量求得的值。
〔油墨组合物的制备〕
使用上述制造的MC分散物,以成为下述表2的黑色油墨(K1~K7)以及下述表3的品红油墨(M1~M4)、青色油墨(C1~C3)及黄色油墨(Y1~Y4)的方式混合各成分,制备各种颜色的油墨组合物。
各种颜色的油墨组合物在混合各成分之后,用搅拌器搅拌1小时,用孔径为1.5μm的过滤器(PVDF5μm过滤器、Millex(注册商标)-SV、直径25mm、Millipore公司制造)过滤,制备油墨组合物。
各种颜色的油墨组合物的吸光度ABS(360nm~390nm),通过将用超纯水稀释油墨组合物至2000倍而得到的稀释液加入石英池(1cm×1cm)中,并在对照池中加入超纯水来测定。使用分光光度计V-570(日本分光株式会社制造),在下面的条件下进行测定。
-条件-
测定波长:360nm~390nm
测定间隔:每1nm
ABS的平均值
上述测定的360nm~390nm的吸光度,通过使用下述数学式(A)并进行平均化来算出。
将各种颜色的油墨组合物的吸光度ABS的平均值示于下述表2及表3。
[数学式2]
[表2]
[表3]
表2及表3中的成分的详情如下所述。
·黑色颜料分散液…Projet Black APD1000(商品名),FUJIFILM ImagingColorants公司制造,炭黑的浓度14质量%
·黄色颜料分散液…Projet Yellow APD1000(商品名,FUJIFILM ImagingColorants公司制造,颜料·黄色74,单偶氮颜料的浓度16质量%
·品红颜料分散液…Projet Magenta APD1000(商品名),FUJIFILM ImagingColorants公司制造,喹吖啶酮类颜料的浓度14质量%
·青色颜料分散液…Projet Cyan APD1000(商品名),FUJIFILM ImagingColorants公司制造,铜酞菁类颜料的浓度14质量%
·MC分散物…微胶囊的浓度25质量%
·Capstone FS-31…氟类表面活性剂,DuPont公司制造,固体成分25质量%
[实施例1~20、比较例1~5]
使用上述制备的各种颜色的油墨组合物,根据实施例或比较例的喷墨记录方法进行图像记录并评价。详细如下所述。
<图像记录及评价>
按照下述表4~表7中记载的组合,将各种颜色的油墨组合物作为油墨组合物A(A液)及油墨组合物B(B液)的油墨组使用,进行图像记录,并进行下面的评价。将结果示于下述表4~表7。
(评价用样品的制造)
使用具备两个喷墨头及光照射用UV-LED光源(日亜化学工业(株)制造,NC4U134(商品名),峰值波长385nm)的喷墨打印机,向聚氯乙烯基材(艾利丹尼森公司制造,AVERY400GLOSS WHITE PERMANENT(商品名))上喷射油墨组合物A及油墨组合物B,所述两个喷墨头与分别填充有下述表4~表7所述的油墨组合物A及油墨组合物B的组合的储藏箱连接。
设定喷射条件,使得记录后的图像的分辨率为1200dpi×900dpi(dot per inch),从两个头进行喷射,记录图1所示的图像。图1的图像具有混色评价用的细线部1(设定宽度:1mm,长度:10cm)和耐磨损性评价用的整面图像部2。另外,图1中,A为用油墨组合物A记录的部分,B为用油墨组合物B记录的部分。
图像记录后经过0.1秒,通过UV-LED光源对图像记录的部分进行光照射,分别制作光照射部分的曝光量为10mJ/cm2、20mJ/cm2、30mJ/cm2或40mJ/cm2的评价用样品。
(1.混色)
在以上述各曝光量进行光照射而制作的评价用样品中,测定所形成的图像的细线部的宽度,按照下面的评价标准评价混色。需要说明的是,关于细线宽度的评价,在用油墨组合物A及油墨组合物B所形成的细线中,按与设置值1mm的偏差较大的细线进行评价。在此,细线宽度为在细线的任意三点处测定的平均值。
-评价标准-
A:在10mJ/cm2~40mJ/cm2的曝光条件中,两个以上曝光条件下的宽度为0.9mm以上1.1mm以下,且,油墨组合物A及油墨组合物B的细线宽度没有差别。
B:在10mJ/cm2~40mJ/cm2的曝光条件中,在任意曝光条件下宽度均为0.9mm以上1.1mm以下。
C:在10mJ/cm2~40mJ/cm2的曝光量的所有的条件下,宽度低于0.9mm或超过1.1mm。
(2.耐磨损性)
在以上述各曝光量进行光照射而制作的评价用样品中,相对于所形成的图像的整面图像部,使用经超纯水润湿的棉花,以横跨整面图像部的油墨组合物A所记录的部分与油墨组合物B所记录的部分的边界部分的方式,在下面的条件下,实施学振试验,并按照下面的评价标准对耐磨损性进行评价。需要说明的是,在油墨组合物A所记录的部分及油墨组合物B所记录的部分中,评价采用评价结果较差一者的结果。另外,将在下述评价标准的各曝光条件中1及2为一个的情况设为B,将在各曝光条件中为3~5的情况设为A。
-条件-
装置:AB-301学振型摩擦坚牢度试验机、Tester产业(株)
测试负载:200g
往复次数:3次、5次、10次、15次、20次
-评价标准-
5:即使往复次数为20次,图像也未从基材剥落。
4:往复次数为15次时,图像从基材剥落。
3:往复次数为10次时,图像从基材剥落。
2:往复次数为5次时,图像从基材剥落。
1:往复次数为3次时,图像从基材剥落。
(3.喷射性)
使用下述表4~表7中记载的油墨组合物A及油墨组合物B的组合,及与制作上述评价用样品时同样的喷墨打印机、同样的喷射条件以及同样的基材,在基材上记录图2所示的图像。在图2的纵向上输送基材,在横向上扫描头,由此记录图像。需要说明的是,曝光量采用40mJ/cm2
图2的图像为油墨组合物A及油墨组合物B所记录的正方形(1cm×1cm)交替排列的图像,具有余白X。
余白X以暂停时间(未喷射时间)为2秒、3秒、4秒、5秒或6秒的方式调整长度。
通过目测观察记录后的图像,按照下面的评价标准对喷射性进行评价。需要说明的是,将下述评价标准的1及2作为B,3~5作为A。
-评价标准-
5:在余白X相当于6秒的情况下,图像的画质变差。
4:当余白X相当于5秒的情况下,图像的画质变差。
3:当余白X相当于4秒的情况下,图像的画质变差。
2:当余白X相当于3秒的情况下,图像的画质变差。
1:当余白X相当于2秒的情况下,图像的画质变差。
(4.显色)
使用下述表4~表7中记载的油墨组合物A及油墨组合物B的组合,及与制作上述评价用样品时同样的喷墨打印机、同样的喷射条件以及同样的基材,在基材上记录各油墨组合物的2cm×2cm的图像。需要说明的是,曝光量设为40mJ/cm2
使用测色仪(SpectroEye,Xrite公司)测定各油墨组合物的图像的反射浓度(彩度)。
根据下述评价标准,对测定得到的油墨组合物A的图像的反射浓度(彩度)及油墨组合物B的图像的反射浓度(彩度)进行显色评价。需要说明的是,评价结果采用分数较低者。另外,将下述评价标准的1及2作为B,3~5作为A。
-评价标准-
5:青色的彩度为60以上,品红的彩度为75以上,黄色的彩度为90以上或黑色的浓度为2.0以上。
4:青色的彩度低于60且为58以上,品红的彩度低于75且为72.5以上,黄色的彩度低于90且为85以上或黑色的浓度低于2.0且为1.9以上。
3:青色的彩度低于58且为56以上,品红的彩度低于72.5且为70以上,黄色的彩度低于85且为80以上或黑色的浓度低于1.9且为1.8以上。
2:青色的彩度低于56且为54以上,品红的彩度低于70且为67.5以上,黄色的彩度低于80且为75以上或黑色的浓度低于1.8且为1.7以上。
1:青色的彩度低于54,品红的彩度低于67.5,黄色的彩度低于75或黑色的浓度低于1.7。
[表4]
MA<MB式(2)
(1+0.1×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.4×(ABSB/ABSA))×MA式(3)
(1+0.15×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.3×(ABSB/ABSA))×MA式(4)
需要说明的是,在满足式(4)的情况下,也满足式(3)及式(2)。在满足式(3)的情况下,也满足式(2)。
表中的式(2)的记载表示仅满足式(2)。
画质评价中各实施例的数值表示细线的宽度(单位:mm)。
[表5]
MA<MB式(2)
(1+0.1×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.4×(ABSB/ABSA))×MA式(3)
(1+0.15×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.3×(ABSB/ABSA))×MA式(4)
需要说明的是,在满足式(4)的情况下,也满足式(3)及式(2)。在满足式(3)的情况下,也满足式(2)。
表中的式(2)的记载表示仅满足式(2)。
画质评价中各实施例的数值表示细线的宽度(单位:mm)。
[表6]
MA<MB式(2)
(1+0.1×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.4×(ABSB/ABSA))×MA式(3)
(1+0.15×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.3×(ABSB/ABSA))×MA式(4)
需要说明的是,在满足式(4)的情况下,也满足式(3)及式(2)。在满足式(3)的情况下,也满足式(2)。
表中的式(2)的记载表示仅满足式(2)。
画质评价中各实施例的数值表示细线的宽度(单位:mm)。
[表7]
MA<MB式(2)
(1+0.1×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.4×(ABSB/ABSA))×MA式(3)
(1+0.15×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.3×(ABSB/ABSA))×MA式(4)
需要说明的是,在满足式(4)的情况下,也满足式(3)及式(2)。在满足式(3)的情况下,也满足式(2)。
表中的式(2)的记载表示仅满足式(2)。
画质评价中各实施例的数值表示细线的宽度(单位:mm)。
由表4~表7可知,在实施例中,混色、耐磨损性、喷射性及显色的评价结果优异。因此可以说,实施例为抑制混色的喷墨记录方法。
<使用四色的图像记录及评价>
使用具备四个喷墨头及光照射用UV-LED光源(日亚化学工业(株)制造,NC4U134(商品名),峰值波长385nm)的喷墨打印机,向聚氯乙烯基材(艾利丹尼森公司制造,AVERY400GLOSS WHITE PERMANENT(商品名))上喷射各种颜色的油墨组合物,所述四个喷墨头与分别填充有下述表8中记载的各种颜色的油墨组合物的储藏箱连接。
设定喷射条件,使得记录后的图像的分辨率为1200dpi×900dpi(dot per inch),从四个头进行喷射,记录图3所示的图像。图3的图像具有混色评价用的细线部11(设定宽度:1mm,长度:10cm)和耐磨损性评价用的整面图像部12。
图像记录后经过0.1秒,通过UV-LED光源,对图像记录的部分进行光照射,分别制作光照射部分的曝光量为10mJ/cm2、20mJ/cm2、30mJ/cm2或40mJ/cm2的评价用样品。
对于四色评价用样品,实施上述1.混色、2.耐磨损性、3.喷射性及4.显色的评价。将评价结果示于下述表8。
需要说明的是,3.喷射性,通过在基材上记录图4所示的图像来实施。图4的图像为青色(C)、品红(M)、黄色(Y)及黑色(K)的油墨组合物所记录的正方形依次排列而成的图像,具有余白X。余白X如前文已述。
[表8]
画质评价中各实施例的数值表示细线的宽度(单位:mm)。
由表8可知,混色、耐磨损性、喷射性及显色的评价结果优异。因此可以说,其为抑制混色的喷墨记录方法。
将2016年2月10日提交的日本专利申请2016-024174号的全部公开内容以参考形式并入本说明书中。
本说明书中所记载的所有文献、专利申请、及技术标准以参考形式并入本说明书中,各文献、专利申请、及技术标准以参考形式并入的程度与具体且分别地记载的情况的程度相同。

Claims (11)

1.一种喷墨记录方法,具有:
喷射工序,将至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂的油墨组合物A及至少包含内含聚合性化合物的微胶囊、水、着色剂及光聚合引发剂的油墨组合物B喷射至基材;以及
照射工序,对喷射至所述基材的所述油墨组合物A及所述油墨组合物B进行光照射,
所述油墨组合物A的吸光度ABSA及所述油墨组合物B的吸光度ABSB满足下述式(1),且,所述油墨组合物A中包含的所述微胶囊的浓度MA及所述油墨组合物B中包含的所述微胶囊的浓度MB满足下述式(2),
ABSA<ABSB 式(1)
MA<MB 式(2)
式(1)中,ABSA及ABSB表示油墨组合物A及油墨组合物B各自在波长360nm~390nm之间的吸光度的平均值,
式(2)中,MA或MB表示油墨组合物A或油墨组合物B中包含的微胶囊的质量标准的浓度。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其中,所述ABSA、所述ABSB、所述MA及所述MB满足下述式(3),
(1+0.1×(ABSB/ABSA))×MA<MB<(1+0.4×(ABSB/ABSA))×MA 式(3)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的喷墨记录方法,其中,所述MA为7质量%以上且14质量%以下,所述MB为9质量%以上且18质量%以下。
4.根据权利要求1~权利要求3中任一项所述的喷墨记录方法,其中,所述照射工序在相同条件下对所述油墨组合物A及所述油墨组合物B进行所述光照射。
5.根据权利要求1~权利要求4中任一项所述的喷墨记录方法,其中,相对于油墨组合物A的总质量,所述油墨组合物A包含4.0质量%~6.0质量%的喹吖啶酮类颜料;相对于油墨组合物B的总质量,所述油墨组合物B包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
6.根据权利要求1~权利要求5中任一项所述的喷墨记录方法,其中,相对于油墨组合物A的总质量,所述油墨组合物A包含1.7质量%~3.1质量%的铜酞菁类颜料;相对于油墨组合物B的总质量,所述油墨组合物B包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
7.根据权利要求1~权利要求6中任一项所述的喷墨记录方法,其中,相对于油墨组合物A的总质量,所述油墨组合物A包含3.0质量%~4.4质量%的单偶氮类颜料;相对于油墨组合物B的总质量,所述油墨组合物B包含1.5质量%~2.5质量%的炭黑。
8.根据权利要求1~权利要求7中任一项所述的喷墨记录方法,其中,所述油墨组合物A及所述油墨组合物B中包含的所述微胶囊均内含光聚合引发剂。
9.根据权利要求8所述的喷墨记录方法,其中,关于所述油墨组合物A及所述油墨组合物B中包含的所述微胶囊中内含的所述光聚合引发剂的含量,相对于所述微胶囊中内含的聚合性化合物的含量,均为5质量%~10质量%。
10.根据权利要求1~权利要求9中任一项所述的喷墨记录方法,其中,所述光聚合引发剂包含双酰基氧化膦。
11.根据权利要求1~权利要求10中任一项所述的喷墨记录方法,其中,所述油墨组合物A及所述油墨组合物B中包含的微胶囊为相同的微胶囊。
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