CN116209580A - 喷墨油墨及喷墨记录方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷墨油墨以及喷墨记录方法,所述喷墨油墨含有水、水溶性有机溶剂、以及包含聚合物P及聚合性单体M的粒子,在将水溶性有机溶剂的含有质量设为Ws、将聚合性单体M的含有质量设为Wm时,Ws/Wm比为1.1以上,水溶性有机溶剂与聚合性单体M的HSP距离ΔHSP(s‑m)为15.0MPa1/2~25.0MPa1/2。
Description
技术领域
本公开涉及一种喷墨油墨及喷墨记录方法。
背景技术
一直以来,对于喷墨油墨及喷墨记录方法进行有多种研究。
例如,在专利文献1中,作为能够形成与塑料基材的密合性优异的图像且分散稳定性优异的喷墨油墨组合物,公开了一种含有水、和包含特定的结构单位及亲水性基团的链状聚合物且包含聚合性基团的粒子的喷墨油墨组合物。
另外,在专利文献2中,作为固化性、填充性、密合性及喷吐稳定性优异的喷墨记录方法,公开了一种包括下述工序的喷墨记录方法:第一工序,从喷头向被记录介质喷吐光固化型油墨组合物的液滴并使其着落而形成图像,所述光固化型油墨组合物含有溶剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,上述聚合性化合物为分散在上述溶剂中的粒子;第二工序,使构成上述图像的上述光固化型油墨组合物所含的溶剂蒸发;以及第三工序,向上述第二工序后的图像照射光,在上述第三工序中开始照射时,构成上述第二工序后的图像的光固化型油墨组合物所含的聚合性化合物的含量相对于该油墨组合物的总质量为20~90质量%。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6584677号公报
专利文献2:日本专利第6047904号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
但是,有时要求更为提高喷墨油墨的保存稳定性及所记录的图像的耐摩擦性。
本公开的一方式的目的在于提供一种保存稳定性及所记录的图像的耐摩擦性优异的喷墨油墨、以及使用上述喷墨油墨能够记录耐摩擦性优异的图像的喷墨记录方法。
用于解决技术课题的手段
用于解决上述课题的具体手段包括以下方式。
<1>一种喷墨油墨,其含有水、水溶性有机溶剂、以及包含聚合物P及聚合性单体M的粒子,
在将水溶性有机溶剂的含有质量设为Ws、将聚合性单体M的含有质量设为Wm时,Ws/Wm比为1.1以上,
水溶性有机溶剂与聚合性单体M的HSP距离ΔHSP(s-m)为15.0MPa1/2~25.0MPa1/2。
<2>根据<1>所述的喷墨油墨,其中,
Ws/Wm比为2.0~6.0。
<3>根据<1>或<2>所述的喷墨油墨,其中,
水溶性有机溶剂与聚合物P的HSP距离ΔHSP(s-p)为8.0MPa1/2~16.0MPa1/2。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的喷墨油墨,其中,
在将水溶性有机溶剂的含有质量设为Ws、将聚合物P的含有质量设为Wp时,Ws/Wp比为1.0~6.0。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的喷墨油墨,其中,
聚合物P包含作为氨基甲酸酯键及脲键中的至少一者的键U。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的喷墨油墨,其中,
聚合物P的玻璃化转变温度为80℃以下。
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的喷墨油墨,其中,
聚合物P的重均分子量为10000~50000。
<8>根据<1>~<7>中任一项所述的喷墨油墨,其中,
聚合性单体M包含25℃下的粘度为10mPa·s~150mPa·s的单体(M-1),
聚合性单体M的总量中单体(M-1)所占的比例为50质量%以上。
<9>根据<1>~<8>中任一项所述的喷墨油墨,其中,
水溶性有机溶剂包含沸点为190℃以下的溶剂(S-1),
水溶性有机溶剂的总量中溶剂(S-1)所占的比例为50质量%以上。
<10>一种喷墨记录方法,其包括:
通过喷墨法向基材上赋予<1>~<9>中任一项所述的喷墨油墨的工序;以及
对基材上所赋予的喷墨油墨照射活性能量线的工序,
自喷墨油墨着落在基材上的时刻至活性能量线的照射开始的时间为1.00秒以下。
发明效果
根据本公开的一方式,提供一种保存稳定性及所记录的图像的耐摩擦性优异的喷墨油墨、以及使用上述喷墨油墨能够记录耐摩擦性优异的图像的喷墨记录方法。
具体实施方式
在本公开中,用“~”表示的数值范围是指包含“~”前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。
在本公开中,作为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,否则是指组合物中存在的该多种物质的合计量。
在本公开中分段记载的数值范围中,在某数值范围中所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,也可以替换为实施例中所示的值。
在本公开中,术语“工序”不仅为独立的工序,而且即使为不能与其他工序明确区分的情况,如果达到了该工序所预期的目的,则也包含在本术语中。
在本公开中,化学式中的“*”表示键合位置。
在本公开中,“图像”的概念中不仅包括图案图像(例如,文字、记号、或图形),也包括实地图像。
在本公开中,“光”为包含γ射线、β射线、电子束、紫外线、可见光线等活性能量射线的概念。
在本公开中,有时将紫外线称为“UV(Ultra Violet)光”。
在本公开中,有时将由LED(Light Emitting Diode)光源产生的光称作“LED光”。
在本公开中,“(甲基)丙烯酸”为包括丙烯酸及甲基丙烯酸两者的概念,“(甲基)丙烯酸酯”为包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯两者的概念,“(甲基)丙烯酰基”为包括丙烯酰基及甲基丙烯酰基两者的概念。
〔喷墨油墨〕
本公开的喷墨油墨(以下,也简称为“油墨”)含有水、水溶性有机溶剂和包含聚合物P及聚合性单体M的粒子,在将水溶性有机溶剂的含有质量设为Ws、将聚合性单体M的含有质量设为Wm时,Ws/Wm比为1.1以上,水溶性有机溶剂与聚合性单体M的HSP距离ΔHSP(s-m)为15.0MPa1/2~25.0MPa1/2。
本公开的油墨的保存稳定性及所记录的图像的耐摩擦性优异。
起到该效果的原因推测如下。
在使含有水和包含聚合物及聚合性单体的粒子的喷墨油墨着落在基材上、通过照射活性能量线和/或赋予热使着落后的油墨固化而获得图像的方式的图像记录中,有时要求兼顾油墨的保存稳定性和所记录的图像的耐摩擦性。
具体而言,在上述方式的图像记录中,主要在粒子内进行固化,另一方面,粒子间不进行固化(即,粒子彼此的连结),其结果,有时膜(即图像)整体的强度不足,图像的耐摩擦性不足。在缩短自油墨着落至活性能量线照射开始的时间的情况(例如,设为1.00秒以下的情况)下,粒子之间难以进行固化的现象特别明显。
考虑为了提高图像的耐摩擦性,期望在基材上所赋予油墨中促进聚合性单体从粒子中渗出,由此促进粒子间的固化,促进膜(即图像)整体的固化。作为促进聚合性单体从粒子中渗出的方法,考虑有通过缩短水溶性有机溶剂与聚合性单体的HSP距离ΔHSP(s-m)而在基材上所赋予的油墨的液滴中促进聚合性单体从粒子中渗出的方法。
但是,若过度促进聚合性单体M从粒子中渗出,则即使在向基材赋予前的油墨中,有时也会出现聚合性单体从粒子中的渗出,其结果,油墨的保存稳定性下降。
关于上述问题,在本公开的油墨中,Ws/Wm比为1.1以上,ΔHSP(s-m)为15.0MPa1/2~25.0MPa1/2。
在本公开的油墨中,由于Ws/Wm比为1.1以上(大致上,相对于粒子中的聚合性单体M的量含有一定程度多的量的水溶性有机溶剂),且ΔHSP(s-m)为25.0MPa1/2以下,因而在油墨赋予到基材上时,在基材上的油墨中,聚合性单体M容易从粒子中渗出。由此,促进粒子间的固化(即,粒子彼此的连结),促进膜(即图像)整体的固化,其结果,图像的耐摩擦性提高。
另一方面,在本公开的油墨中,由于ΔHSP(s-m)为15.0MPa1/2以上,因而在向基材赋予前的油墨中,聚合性单体从粒子中的渗出受到抑制,油墨的保存稳定性下降受到抑制。
可认为根据本公开的油墨,如上所述会起到保存稳定性及所记录的图像的耐摩擦性优异这样的效果。
<Ws/Wm比>
在本公开的油墨中,在将水溶性有机溶剂的含有质量设为Ws、将聚合性单体M的含有质量设为Wm时,Ws/Wm比为1.1以上。
由于Ws/Wm比为1.1以上,因此图像的耐摩擦性提高。可认为其原因是由于油墨含有相对于聚合性单体M的量一定程度多的量的水溶性有机溶剂,由此促进聚合性单体M从特定粒子中渗出。
从更为提高图像的耐摩擦性的观点出发,Ws/Wm比优选为1.3以上,更优选为1.5以上,进一步优选为2.0以上。
另一方面,从更为提高油墨的保存稳定性的观点出发,Ws/Wm比优选为6.5以下,更优选为6.3以下,进一步优选为6.0以下。
作为Ws/Wm比的特别优选范围的一例,可举出2.0~6.0。
<ΔHSP(s-m)>
在本公开的油墨中,水溶性有机溶剂与聚合性单体M的HSP距离ΔHSP(s-m)为15.0MPa1/2~25.0MPa1/2。
由于ΔHSP(s-m)为15.0MPa1/2以上,因此油墨的保存稳定性提高。可认为其原因是由于聚合性单体M从特定粒子中的过度渗出受到抑制。
从更为提高油墨的保存稳定性的观点出发,ΔHSP(s-m)优选为16.0MPa1/2以上,更优选为17.0MPa1/2以上。
由于ΔHSP(s-m)为25.0MPa1/2以下,因此图像的耐摩擦性提高。可认为其原因是由于促进了聚合性单体M从特定粒子中渗出。
从更为提高图像的耐摩擦性的观点出发,ΔHSP(s-m)优选为24.0MPa1/2以下,更优选为23.0MPa1/2以下,进一步优选为21.0MPa1/2以下。
本公开中的水溶性有机溶剂与聚合性单体M的HSP距离ΔHSP(s-m)是通过下述数学式(X1)求得的值。
ΔHSP(s-m)=Σ(ΔHSP(si-mj)×Msi×Mmj)…数学式(X1)
数学式(X1)中,
i及j分别独立地表示1以上的整数,
Msi表示第i种的溶剂种类相对于油墨中所含有的水溶性有机溶剂的总量的质量分数(即,超过0且低于1的值),
Mmj表示第j种的单体种类相对于油墨中所含有的聚合性单体M的总量的质量分数(即,超过0且低于1的值),
ΔHSP(si-mj)表示第i种溶剂种类与第j种单体种类的HSP距离。
例如,假设下述情况:
在油墨中,作为三种水溶性有机溶剂,含有:
相对于水溶性有机溶剂的总量的质量分数为0.1的溶剂s1、
相对于水溶性有机溶剂的总量的质量分数为0.2的溶剂s2、以及
相对于水溶性有机溶剂的总量的质量分数为0.7的溶剂s3,
并且,
作为三种聚合性单体M,含有:
相对于聚合性单体M的总量的质量分数为0.3的单体m1、
相对于聚合性单体M的总量的质量分数为0.3的单体m2、以及
相对于聚合性单体M的总量的质量分数为0.4的单体m3。
在该情况下,
在将溶剂s1与单体m1的HSP距离设为ΔHSP(s1-m1)、
将溶剂s1与单体m2的HSP距离设为ΔHSP(s1-m2)、
将溶剂s1与单体m3的HSP距离设为ΔHSP(s1-m3)、
将溶剂s2与单体m1的HSP距离设为ΔHSP(s2-m1)、
将溶剂s2与单体m2的HSP距离设为ΔHSP(s2-m2)、
将溶剂s2与单体m3的HSP距离设为ΔHSP(s2-m3)、
将溶剂s3与单体m1的HSP距离设为ΔHSP(s3-m1)、
将溶剂s3与单体m2的HSP距离设为ΔHSP(s3-m2)、
将溶剂s3与单体m3的HSP距离设为ΔHSP(s3-m3)时,
ΔHSP(s-m)通过数学式(X)如下所述进行计算。
ΔHSP(s-m)
=Σ(ΔHSP(si-mj)×Msi×Mmj)
=ΔHSP(s1-m1)×0.1×0.3
+ΔHSP(s1-m2)×0.1×0.3
+ΔHSP(s1-m3)×0.1×0.4
+ΔHSP(s2-m1)×0.2×0.3
+ΔHSP(s2-m2)×0.2×0.3
+ΔHSP(s2-m3)×0.2×0.4
+ΔHSP(s3-m1)×0.7×0.3
+ΔHSP(s3-m2)×0.7×0.3
+ΔHSP(s3-m3)×0.7×0.4
接着,对HSP距离(例如,ΔHSP(si-mj))进行说明。
HSP距离是与想比较的两种物质(以下,设为物质1及物质2)的相溶性存在关联的值。HSP距离越短,物质1与物质2的相溶性越高。
HSP距离通过将物质1及物质2各自的δD(分散项)(以下,设为δD1及δD2)、δP(极化项)(以下,设为δP1及δP2)及δH(氢键项)(以下,设为δH1及δH2)套用在下述数学式(A)中而求得。在此,δD(分散项)、δP(极化项)及δH(氢键项)是构成HSP(即,汉森溶解度参数)的三个参数。
更具体而言,例如,第i种溶剂种类与第j种单体种类的HSP距离ΔHSP(si-mj)通过将第i种溶剂种类的分散项、第i种溶剂种类的极化项、第i种溶剂种类的氢键项、第j种单体种类的分散项、第j种单体种类的极化项及第j种单体种类的氢键项分别代入下述数学式(A)中的δD1、δP1、δH1、δD2、δP2及δH2而求得。
[数学式1]
符合水溶性有机溶剂或聚合性单体M的各化合物中的分散项(δD)、极化项(δP)及氢键项(δH)按如下所述进行确定。
利用结构式编辑软件(ChemBioDraw Ultra 13.0)将各化合物的结构式变换为Smiles符号。然后,将所得到的Smiles符号聚合物的键合点*改写为X,根据HSPiP(HSPiP4th edition 4.1.07)的Y-MB,计算各化合物的δD、δP及δH的值。
<Ws/Wp比>
在本公开的油墨中,在将水溶性有机溶剂的含有质量设为Ws、将聚合物P的含有质量设为Wp时,Ws/Wp比优选为0.9~6.4,更优选为0.9~6.3,进一步优选为1.0~6.0,进一步优选为1.5~6.0,进一步优选为2.0~6.0。
在Ws/Wp比为0.9以上的情况下,图像的耐摩擦性更为提高。
在Ws/Wp比为6.4以下的情况下,油墨的保存稳定性更为提高。
在本公开中,在油墨中所含有的聚合物P包含后述的经中和的阴离子性基团(例如羧基的盐(例如-COONa))的情况下,在Ws/Wp比的计算中,将聚合物P中的经中和的阴离子性基团(例如羧基的盐(例如-COONa))视作未经中和的阴离子性基团(例如羧基)来计算Ws/Wp比。即,此时的Wp是将聚合物P中的经中和的阴离子性基团视作未经中和的阴离子性基团时的聚合物P的含有质量。
<ΔHSP(s-p)>
在本公开的油墨中,聚合物P与水溶性有机溶剂的HSP距离ΔHSP(s-p)优选为7.0MPa1/2~20.0MPa1/2,更优选为8.0MPa1/2~16.0MPa1/2,进一步优选为8.5MPa1/2~15.5MPa1/2,进一步优选为9.0MPa1/2~15.0MPa1/2。
在ΔHSP(s-p)为7.0MPa1/2以上的情况下,油墨的保存稳定性更为提高。
在ΔHSP(s-p)为20.0MPa1/2以下的情况下,图像的耐摩擦性更为提高。
具体而言,ΔHSP(s-p)为通过下述数学式(X2)求得的值。
ΔHSP(s-p)=Σ(ΔHSP(si-pk)×Msi×Mpk)…数学式(X2)
数学式(X2)中,
i及k分别独立地表示1以上的整数,
Msi表示第i种溶剂种类相对于油墨中所含有的水溶性有机溶剂的总量的质量分数(即,超过0且低于1的值),
Mpk表示第k种聚合物种类相对于油墨中所含有的聚合物P的总量的质量分数(即,超过0且低于1的值),
ΔHSP(si-pk)表示第i种溶剂种类与第k种聚合物种类的HSP距离。
在本公开中,在油墨中所含有的聚合物P包含后述的经中和的阴离子性基团(例如羧基的盐(例如-COONa))的情况下,在ΔHSP(s-p)的计算中,将聚合物P中的经中和的阴离子性基团视作未经中和的阴离子性基团(例如羧基)来计算ΔHSP(s-p)。
ΔHSP(si-pk)通过将第i种溶剂种类的分散项、第i种溶剂种类的极化项、第i种溶剂种类的氢键项、第k种聚合物种类的分散项、第k种聚合物种类的极化项及第k种聚合物种类的氢键项分别套用在前述数学式(A)中的δD1、δP1、δH1、δD2、δP2及δH2中而求得。
符合水溶性有机溶剂的各化合物(例如,第i种溶剂种类)中的分散项(δD)、极化项(δP)及氢键项(δH)通过前述方法确定。
符合聚合物P的第k种聚合物中的分散项(以下,设为“δD(聚合物k)”)、
极化项(以下,设为“δP(聚合物k)”)、以及
氢键项(以下,设为“δH(聚合物k)”)基于Journal of Applied Polymer Science,12,p.2359(1968)中记载的K.W.SUH及J.M.CORBETT的方法来确定。
详细而言,δD(聚合物k)、δP(聚合物k)及δH(聚合物k)按如下所述进行确定。
使500mg试样(即,聚合物k)完全溶解于10mL四氢呋喃(THF)中,向所得到的溶液中滴加去离子水,直至溶液浑浊。将溶液浑浊时刻的体积分数〔去离子水/(去离子水+THF)〕设为Vw。
使500mg试样(即,聚合物k)完全溶解于10mL四氢呋喃(THF)中,向所得到的溶液中滴加己烷,直至溶液浑浊。将溶液浑浊时刻的体积分数〔己烷/(己烷+THF)〕设为Vh。
使用所得到的Vw及Vh,通过下述数学式(D1)、(P1)及(H1)分别确定δD(聚合物k)、δP(聚合物k)及δH(聚合物k)。
δD(聚合物k)
=〔Vw1/2×δD(W/T)+Vh1/2×δD(H/T)〕/〔Vw1/2+Vh1/2〕
…数学式(D1)
δP(聚合物k)
=〔Vw1/2×δP(W/T)+Vh1/2×δP(H/T)〕/〔Vw1/2+Vh1/2〕
…数学式(P1)
δH(聚合物k)
=〔Vw1/2×δH(W/T)+Vh1/2×δH(H/T)〕/〔Vw1/2+Vh1/2〕
…数学式(H1)
数学式(D1)中,以下参数分别为通过下述数学式求出的值。
δD(W/T)
=δD(THF)×(1-Vw)+δD(water)×Vw
δD(H/T)
=δD(THF)×(1-Vh)+δD(hexane)×Vh
δP(W/T)
=δP(THF)×(1-Vw)+δP(water)×Vw
δP(H/T)
=δP(THF)×(1-Vh)+δP(hexane)×Vh
δH(W/T)
=δH(THF)×(1-Vw)+δH(water)×Vw
δH(H/T)
=δH(THF)×(1-Vh)+δH(hexane)×Vh
在上述数学式中,作为以下参数,使用以下数值。
δD(THF)=16.8
δD(water)=15.5
δD(hexane)=14.9
δP(THF)=5.7
δP(water)=16
δP(hexane)=0
δH(THF)=8
δH(water)=42.3
δH(hexane)=0
以下,对本公开的油墨中可含有的各成分进行说明。
<水>
本公开的油墨含有水。
水的含量相对于本公开的油墨的总量优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上,特别优选为50质量%以上。
水的含量相对于本公开的油墨的总量的上限根据其他成分的含量适当确定,例如为99质量%,优选为95质量%,更优选为90质量%。
<水溶性有机溶剂>
本公开的油墨含有至少一种水溶性有机溶剂。
由此,可确保从喷墨头喷吐油墨的喷吐性。
在本公开中,“水溶性有机溶剂”中的“水溶性”是指相对于25℃的100g水溶解1g以上的性质。
水溶性有机溶剂相对于25℃的100g水的溶解量优选为5g以上,更优选为10g以上。
水溶性有机溶剂的含量相对于油墨的总量优选为1质量%~35质量%,更优选为5质量%~30质量%,进一步优选为8质量%~15质量%,进一步优选为10质量%~20质量%。
在水溶性有机溶剂的含量为1质量%以上的情况下,油墨的喷吐性更为提高。
在水溶性有机溶剂的含量为35质量%以下的情况下,油墨的保存稳定性更为提高。
水溶性有机溶剂的具体例如下所述。
·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、苄醇等)
·多价醇类(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、硫基二甘醇、2-甲基丙烷二醇等)
·多价醇醚类(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、乙二醇单甲醚乙酸酯、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、丙二醇单苯醚等)
·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-咪唑烷酮、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)
(沸点为190℃以下的水溶性有机溶剂(S-1))
本公开的油墨中的水溶性有机溶剂优选含有至少一种沸点为190℃以下的水溶性有机溶剂(S-1)(以下,也简称为“水溶性有机溶剂(S-1)”)。
由此,所记录的图像的耐粘连性更为提高。
在本公开中,耐粘连性优异是指抑制了图像的粘连(即,在图像上叠放被接触物的情况下,被接触物粘贴在图像上的现象)的性质。
在本公开中,沸点是指1个气压(101325Pa)下的沸点。
作为水溶性有机溶剂(S-1),可举出例如:丙二醇(沸点188℃)、丙二醇单甲醚(沸点121℃)、乙二醇单甲醚(沸点124℃)、丙二醇单乙醚(沸点133℃)、乙二醇单乙醚(沸点135℃)、丙二醇单丙醚(沸点149℃)、乙二醇单丙醚(沸点151℃)、丙二醇单丁醚(沸点170℃)、乙二醇单丁醚(沸点171℃)、2-乙基-1-己醇(沸点187℃)、二丙二醇单甲醚(沸点188℃)、二乙二醇二甲醚(沸点162℃)、二乙二醇二乙醚(沸点188℃)、二丙二醇二甲醚(沸点175℃)等。
从更为提高图像的耐粘连性的观点出发,水溶性有机溶剂(S-1)在本公开的油墨中的水溶性有机溶剂中所占的比例优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上。
沸点为190℃以下的水溶性有机溶剂(S-1)在本公开的油墨中的水溶性有机溶剂中所占的比例可以为100质量%,也可以低于100质量%。
在油墨含有水溶性有机溶剂(S-1)的情况下,水溶性有机溶剂(S-1)的含量相对于油墨的总量优选为1质量%~35质量%,更优选为5质量%~30质量%,进一步优选为8质量%~15质量%,进一步优选为10质量%~20质量%。
(沸点超过190℃的有机溶剂)
本公开的油墨中的水溶性有机溶剂可以含有至少一种沸点超过190℃的水溶性有机溶剂。
作为沸点超过190℃的水溶性有机溶剂,可举出例如:2-甲基-1,3-丙烷二醇(MPdiol)(沸点214℃)、乙二醇(沸点196℃)、1,2-丁二醇(沸点193℃)、甘油(沸点290℃)、1,2-己二醇(沸点223℃)、1,3-丙烷二醇(沸点213℃)、二乙二醇(沸点245℃)、二乙二醇单丁醚(沸点230℃)、三乙二醇(沸点285℃)、二丙二醇(沸点232℃)、三丙二醇(沸点267℃)、三羟甲基丙烷(沸点295℃)、2-吡咯烷酮(沸点245℃)、三丙二醇单甲醚(沸点243℃)、三乙二醇单甲醚(沸点248℃)等。
<粒子>
本公开的油墨含有至少一种包含聚合物P及聚合性单体M的粒子(以下,也称作“特定粒子”)。
在本公开的油墨中,特定粒子中包含聚合物P及聚合性单体M有助于油墨的保存稳定性。
本公开的油墨的优选方式为如下方式:在基材上赋予前的油墨中,聚合性单体M滞留在特定粒子中,并且,在基材上赋予后的油墨中,聚合性单体M从特定粒子中渗出。
(聚合物P)
特定粒子包含至少一种聚合物P。
聚合物P在赋予基材前的油墨中起到将聚合性单体M留在特定粒子内的作用,由此,有助于提高油墨的保存稳定性。
聚合物P既可以是链状聚合物,也可以是交联聚合物。
在本公开中,链状聚合物是指不具有交联结构的聚合物,交联聚合物是指具有交联结构的聚合物。
链状聚合物既可以具有环状结构,也可以具有支链结构。
关于包含作为链状聚合物的聚合物P的特定粒子,可参照例如日本专利第6584677号公报。
作为聚合物P为交联聚合物时的特定粒子的优选方式,可举出包括由作为交联聚合物的聚合物P构成的壳和包含聚合性单体的核的微胶囊。
关于包含作为交联聚合物的聚合物P的特定粒子,可参照例如日本专利第6510681号公报。
-重均分子量(Mw)-
聚合物P的重均分子量(Mw)优选为3000~200000,更优选为4000~150000,进一步优选为5000~100000,进一步优选为8000~80000,进一步优选为10000~50000。
在聚合物P的Mw为3000以上的情况下,油墨的保存稳定性更为提高。可认为其原因是由于在聚合物P的Mw为3000以上的情况下,在赋予基材前的油墨中,可更为有效地发挥聚合物P的功能(将聚合性单体M留在特定粒子内的功能;换言之抑制聚合性单体M从特定粒子中渗出的功能)。
在聚合物P的Mw为200000以下的情况下,图像的耐粘连性更为提高。可认为其原因是由于在聚合物P的Mw为200000以下的情况下,在赋予到基材上的油墨的干燥过程中的流动性下降(即增粘)受到抑制,其结果,更为促进液体成分(即,水及水溶性有机溶剂)从油墨中挥发。
在本公开中,数均分子量(Mn)及重均分子量(Mw)是指利用凝胶渗透色谱(GPC)通过聚苯乙烯换算所计算出的值。
作为使用柱,例如使用TSKgel(注册商标)SuperHZM-H、TSKgel(注册商标)SuperHZ4000、及TSKgel(注册商标)SuperHZ200(以上为东曹公司制造)。
-玻璃化转变温度(Tg)-
聚合物P的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限制。
从提高聚合物P的运动性、更为提高图像的画质(详细而言,抑制图像的粗糙)的观点出发,聚合物P的Tg优选为120℃以下,更优选为100℃以下,进一步优选为80℃以下,进一步优选为70℃以下。
另一方面,聚合物P的Tg优选为0℃以上,更优选为10℃以上,进一步优选为20℃以上,进一步优选为30℃以上。
在本公开中,聚合物的玻璃化转变温度(Tg)是指使用示差扫描热量测定(DSC)测定出的值。
玻璃化转变温度的具体测定按照JIS K 7121(1987年)或JIS K 6240(2011年)中记载的方法进行。
本公开中的玻璃化转变温度为外推玻璃化转变开始温度(以下,有时称作Tig)。
对玻璃化转变温度的测定方法更具体地进行说明。
在求取玻璃化转变温度的情况下,以比所预测的树脂的玻璃化转变温度低约50℃的温度保持至装置稳定之后,以加热速度:20℃/分钟,加热至比玻璃化转变结束时的温度高约30℃的温度,制作示差热分析(DTA)曲线或DSC曲线。
外推玻璃化转变开始温度(Tig)、即本公开中的玻璃化转变温度作为将DTA曲线或DSC曲线中的低温侧的基线延长至高温侧的直线与在玻璃化转变的阶梯状变化部分的曲线的梯度最大点处画出的切线的交点的温度而求得。
在油墨包含两种以上聚合物P的情况下,聚合物P的玻璃化转变温度(Tg)是指各个聚合物P的玻璃化转变温度的加权平均值。
作为聚合物P,可举出氨基甲酸酯聚合物、氨基甲酸酯脲聚合物、脲聚合物、丙烯酸聚合物、聚酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺等。
在此,氨基甲酸酯聚合物是指包含氨基甲酸酯键且不包含脲键的聚合物,脲聚合物是指包含脲键且不包含氨基甲酸酯键的聚合物,氨基甲酸酯脲聚合物是指包含氨基甲酸酯键和脲键的聚合物。
另外,丙烯酸聚合物是指包含选自由丙烯酸、丙烯酸的衍生物(例如,丙烯酸酯等)、甲基丙烯酸、及甲基丙烯酸的衍生物(例如,甲基丙烯酸酯等)组成的组中的至少一种的原料单体的聚合物(均聚物或共聚物)。
-键U-
聚合物P优选包含作为氨基甲酸酯键及脲键中的至少一者的键U。换言之,聚合物P优选为氨基甲酸酯聚合物、氨基甲酸酯脲聚合物、或脲聚合物。
在聚合物P包含键U的情况下,在着落于基材的油墨中,由于键U彼此的相互作用(例如氢键),特定粒子彼此容易产生相互作用。因此,从特定粒子中渗出的聚合性单体M(具体为单体(M-1))的聚合所引起的特定粒子彼此的连结更容易进行。由此,特定粒子间的固化更容易进行,因此图像的耐磨损性更为提高。
键U优选包含氨基甲酸酯键。
换言之,聚合物P优选包含氨基甲酸酯键且不包含脲键,或者包含氨基甲酸酯键及脲键。
-亲水性基团-
聚合物P优选包含至少一种亲水性基团。
由此,有助于油墨中的特定粒子的分散稳定性,其结果,油墨的保存稳定性更为提高。
从更为提高油墨的保存稳定性的观点出发,作为亲水性基团,优选阴离子性基团或非离子性基团,更优选阴离子性基团。
例如,在比较相同分子量的阴离子性基团和非离子性基团的情况下,阴离子性基团一方的油墨的保存稳定性提高的效果优异。即,阴离子性基团(特别优选为选自由羧基及羧基的盐组成的组中的至少一种)即使在其分子量小的情况下,也能够充分发挥油墨的保存稳定性提高的效果。
作为非离子性基团,可举出具有聚醚结构的基团,优选包含聚亚烷基氧基的一价基团。
阴离子性基团既可以经中和,也可以未经中和。
作为未经中和的阴离子性基团,可举出羧基、磺基、硫酸基、膦酸基、磷酸基等。
经中和的阴离子性基团是指“盐”的形态(例如,羧基的盐(例如-COONa))的阴离子性基团。作为经中和的阴离子性基团,可举出羧基的盐、磺基的盐、硫酸基的盐、膦酸基的盐、磷酸基的盐等。
中和可使用例如碱金属氢氧化物(例如,氢氧化钠、氢氧化钾等)、有机胺(例如,三乙胺等)来进行。
作为聚合物P中的亲水性基团,从进一步提高油墨的保存稳定性的观点出发,优选阴离子性基团,更优选选自由羧基、羧基的盐、磺基、磺基的盐、硫酸基、硫酸基的盐、膦酸基、膦酸基的盐、磷酸基、及磷酸基的盐组成的组中的至少一种,进一步优选选自由羧基、羧基的盐、磺基及磺基的盐组成的组中的至少一种。
作为上述的羧基的盐、磺基的盐、硫酸基的盐、膦酸基的盐、及磷酸基的盐中的“盐”,优选碱金属盐或有机胺盐,更优选碱金属盐。
作为碱金属盐中的碱金属,优选K或Na。
另外,在聚合物P包含阴离子性基团(例如,选自由羧基及羧基的盐组成的组中的至少一种)作为亲水性基团的情况下,在将1g聚合物P中所含的阴离子性基团(例如,羧基及羧基的盐)的总毫摩尔数作为聚合物P的酸值时,从分散稳定性的观点出发,聚合物P的酸值优选为0.10mmol/g~2.00mmol/g,更优选为0.30mmol/g~1.50mmol/g。
另外,在聚合物P具有阴离子性基团作为亲水性基团的情况下,聚合物P中的阴离子性基团的中和度优选50%~100%,更优选70%~90%。
在此,中和度是指聚合物P中的“经中和的阴离子性基团的数量”相对于“未经中和的阴离子性基团(例如羧基)的数量与经中和的阴离子性基团(例如羧基的盐)的数量的合计”之比(即,比〔经中和的阴离子性基团的数量/(未经中和的阴离子性基团的数量+经中和的阴离子性基团的数量)〕)。
聚合物P中的阴离子性基团的中和度可通过中和滴定进行测定。
-聚合性基团-
特定粒子不仅包含聚合物P,也包含后述的聚合性单体M(即,包含聚合性基团的化合物)。聚合性单体M有助于膜的耐摩擦性提高。因而,聚合物P未必需要包含有聚合性基团。
但是,从更为提高膜的耐摩擦性的观点出发,聚合物P可以包含聚合性基团。
作为聚合物P中可包含的聚合性基团,优选光聚合性基团或热聚合性基团。
作为光聚合性基团,优选自由基聚合性基团,更优选包含烯键式双键的基团,进一步优选(甲基)丙烯酰基、烯丙基、苯乙烯基、或乙烯基。作为自由基聚合性基团,从自由基聚合反应性及所形成的膜的硬度的观点出发,特别优选(甲基)丙烯酰基。
作为热聚合性基团,优选环氧基、氧杂环丁烷基、氮丙啶基、氮杂环丁烷基、酮基、醛基、或嵌段异氰酸酯基。
聚合物P可以仅含有一种聚合性基团,也可以含有两种以上。
聚合物P包含聚合性基团例如可通过傅里叶变换红外光谱测定(FT-IR)分析来确认。
在将1g聚合物P中的烯键式双键的毫摩尔数设为聚合物P的C=C价的情况下,从更为提高图像的硬度的观点出发,聚合物P的C=C价优选为0.05mmol以上,更优选为0.10mmol/g以上,进一步优选为0.30mmol/g以上,特别优选为0.50mmol/g以上。
从更为提高图像的耐水性及耐醇性的观点出发,聚合物P的C=C价优选为0.05mmol以上,更优选为0.10mmol/g以上,进一步优选为0.30mmol/g以上,进一步优选为0.50mmol/g以上,进一步优选为0.60mmol/g以上,特别优选为0.70mmol/g以上。
另一方面,从油墨的经时固化性提高(即,抑制经时引起的油墨的固化性降低)的观点来看,聚合物P的C=C价优选4.00mmol/g以下,更优选3.00mmol/g以下,进一步优选2.00mmol/g以下,特别优选1.50mmol/g以下。
聚合物P可以包含上述结构(即,键U、亲水性基团及聚合性基团)以外的其他结构。
作为其他结构,可举出聚硅氧烷键(即,二价的聚硅氧烷基)、一价聚硅氧烷基、一价氟化烃基、二价氟化烃基等。
-聚合物P的优选结构-
聚合物P优选包含来自异氰酸酯化合物(以下,也称作“NCO”)的结构单元和来自包含活性氢基的化合物的结构单元。
上述优选方式的聚合物P包含通过异氰酸酯化合物的异氰酸酯基和包含活性氢基的化合物的活性氢基的反应形成的键U。
作为活性氢基,优选为羟基、伯氨基或仲氨基。
例如,通过异氰酸酯基和羟基的反应形成氨基甲酸酯基。
另外,通过异氰酸酯基和伯氨基或仲氨基的反应形成脲基。
以下,有时将成为具有上述优选结构的聚合物P的原料的异氰酸酯化合物及包含活性氢基的化合物称作原料化合物。
作为原料化合物的异氰酸酯化合物可以仅为一种,也可以为两种以上。
作为原料化合物的包含活性氢基的化合物可以仅为一种,也可以为两种以上。
作为原料化合物的异氰酸酯化合物之中的至少一种,优选二官能以上的异氰酸酯化合物。
作为原料化合物的包含活性氢基的化合物的至少一种,优选包含两个以上活性氢基的化合物。
原料化合物之中,异氰酸酯化合物及包含活性氢基的化合物中的至少一者优选包含亲水性基团。由此,易于制造包含亲水性基团的聚合物P。在这种情况下,最终所得的聚合物P中的亲水性基团中的至少一部分基团也可以是原料化合物中的亲水性基团经中和后的基团。
更优选的方式为如下方式:原料化合物之中,包含活性氢基的化合物中的至少一种为包含活性氢基及亲水性基团的化合物。
在聚合物P包含聚合性基团的情况下,原料化合物之中,异氰酸酯化合物及包含活性氢基的化合物中的至少一者优选包含聚合性基团。由此,易于制造包含聚合性基团的聚合物P。
更优选的方式为如下方式:原料化合物之中,包含活性氢基的化合物中的至少一种为包含活性氢基及聚合性基团的化合物。
如前所述,聚合物P可以是链状聚合物,也可以是交联聚合物。
作为聚合物P的链状聚合物可通过使二官能的异氰酸酯化合物和包含两个活性氢基的化合物进行反应来制造。
作为聚合物P的交联聚合物可通过使三官能以上的异氰酸酯化合物和包含两个以上的活性氢基的化合物进行反应来制造。
作为聚合物P的交联聚合物也可通过使二官能的异氰酸酯化合物和包含三个以上的活性氢基的化合物进行反应来制造。
以下,对优选的原料化合物进行说明。
-异氰酸酯化合物-
作为异氰酸酯化合物,优选为二官能以上的异氰酸酯化合物,更优选为二官能~六官能的异氰酸酯化合物。
使用二官能的异氰酸酯化合物作为原料化合物时的聚合物P包含作为来自二官能的异氰酸酯化合物的结构单元的下述结构单元(P1)。
[化学式1]
结构单元(P1)中,L1表示碳原子数1~20的二价的有机基团,*表示键合位置。
作为L1的具体例,可举出从以下的具体例所涉及的二官能的异氰酸酯化合物中除去两个异氰酸酯基(NCO基)后的残基。
二官能的异氰酸酯化合物的具体例如下所述。其中,二官能的异氰酸酯化合物不限定于以下的具体例。
[化学式2]
另外,作为二官能的异氰酸酯化合物,也可使用由上述具体例所衍生的二官能的异氰酸酯化合物。可举出例如:DURANATE(注册商标)D101、D201、A101(旭化成株式会社制)等。
另外,三官能以上的异氰酸酯化合物优选为选自由二官能的异氰酸酯化合物组成的组中的至少一种与选自由包含三个以上的活性氢基的化合物(例如,三官能以上的多元醇化合物、三官能以上的多胺化合物、及三官能以上的多硫醇化合物)组成的组中的至少一种的反应生成物。
与包含三个以上的活性氢基的化合物发生反应的二官能的异氰酸酯化合物的摩尔数(分子数)相对于包含三个以上的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)优选0.6倍以上,更优选0.6倍~5倍,进一步优选0.6倍~3倍,进一步优选0.8倍~2倍。
作为用于形成三官能以上的异氰酸酯化合物的二官能的异氰酸酯化合物,可举出上述具体例所涉及的二官能的异氰酸酯化合物。
作为用于形成三官能以上的异氰酸酯化合物的、包含三个以上的活性氢基的化合物,可举出国际公开第2016/052053号的段落0057~0058所记载的化合物。
作为三官能以上的异氰酸酯化合物,可举出:加成型的三官能以上的异氰酸酯化合物、异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物、缩二脲型的三官能以上的异氰酸酯化合物等。
作为加成型的三官能以上的异氰酸酯化合物的市售品,可举出:TAKENATE(注册商标)D-102、D-103、D-103H、D-103M2、P49-75S、D-110N、D-120N、D-140N、D-160N(以上为三井化学(株))、Desmodur(注册商标)L75、UL57SP(住化拜耳聚氨酯(株))、CORONATE(注册商标)HL、L(东曹(株))、P301-75E(旭化成(株))等。
作为异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物的市售品,可举出:TAKENATE(注册商标)D-127N、D-170N、D-170HN、D-172N、D-177N(以上为三井化学(株))、SUMIDURN3300、Desmodur(注册商标)N3600、N3900、Z4470BA(以上为住化拜耳聚氨酯(株))、CORONATE(注册商标)HX、HK(以上为东曹(株)制造)、DURANATE(注册商标)TPA-100、TKA-100、TSA-100、TSS-100、TLA-100、TSE-100(以上为旭化成(株)制造)等。
作为缩二脲型的三官能以上的异氰酸酯化合物的市售品,可举出:TAKENATE(注册商标)D-165N、NP1100(以上为三井化学(株)制造)、Desmodur(注册商标)N3200(住化拜耳聚氨酯(株))、DURANATE(注册商标)24A-100(旭化成(株))等。
作为原料化合物的异氰酸酯化合物之中的至少一种也可以是包含亲水性基团的异氰酸酯化合物。关于包含亲水性基团的异氰酸酯化合物,可参照国际公开第2016/052053号的段落0112~0118及段落0252~0254。
作为原料化合物的异氰酸酯化合物之中的至少一种也可以是包含聚合性基团的异氰酸酯化合物。关于包含聚合性基团的异氰酸酯化合物,可参照国际公开第2016/052053号的段落0084~0089、0203及0205。
-包含活性氢基的化合物-
作为包含活性氢基的化合物,优选为包含两个以上的活性氢基的化合物。
作为包含两个以上的活性氢基的化合物,更优选为多元醇化合物(即,具有两个以上羟基的化合物)或多胺化合物(即,具有两个以上氨基的化合物)。
使用包含活性氢基及亲水性基团的化合物作为原料化合物时的聚合物P优选包含至少一种下述结构单元(PO)。
[化学式3]
结构单元(P0)中,
L0表示二价的有机基团,
Y1及Y2分别独立地表示氧原子、硫原子、或-NR1-基,
R1表示氢原子或碳原子数1~10的烃基,
*表示键合位置。
结构单元(P0)中,L0所表示的二价的有机基团既可以是由碳原子及氢原子构成的基团,也可以是包含碳原子及氢原子、且包含杂原子(例如,氧原子、氮原子、硫原子等)的基团。
L0所表示的二价的有机基团可以包含亲水性基团及聚合性基团之中的至少一个。
作为L0的具体例,可举出从后述的包含两个以上的活性氢基的化合物的具体例中除去两个活性氢基后的残基。
作为R1,优选氢原子或碳原子数1~6的烃基,更优选氢原子或碳原子数1~3的烃基。
Y1及Y2优选分别独立地为氧原子或-NR1-基,更优选为氧原子。
以下,示出作为包含活性氢基的化合物的二醇化合物的具体例,但包含活性氢基的化合物不限定于以下的具体例。
[化学式4]
化合物(12)~(15)中,nC7H15、nC9H19、nC11H23、及nC17H35分别表示正庚基、正壬基、正十一烷基、正十七烷基。
化合物(16)PPG为聚丙二醇,n为重复数。
化合物(16-2)PEG为聚乙二醇,n为重复数。
化合物(17)PEs为聚酯二醇,n为重复数,Ra及两个Rb分别独立地为碳原子数2~25的二价的烃基。化合物(17)PEs中的n个Ra可以相同也可以不同。化合物(17)PEs中的(n+1)个Rb可以相同也可以不同。
化合物(18)PC为聚碳酸酯二醇,n为重复数,(n+1)个Rc分别独立地为碳原子数2~12(优选为3~8、更优选为3~6)的亚烷基。化合物(18)PC中的(n+1)个Rc可以相同也可以不同。
化合物(19)PCL为聚己内酯二醇,n及m分别为重复数,Rd为碳原子数2~25的亚烷基。
-包含活性氢基及聚合性基团的化合物-
作为包含活性氢基的化合物,也可举出包含活性氢基及聚合性基团的化合物。
包含活性氢基及聚合性基团的化合物适于作为用于将聚合性基团导入聚合物P的化合物(以下,也称作“聚合性基团导入用化合物”)。
以下,示出作为包含活性氢基及聚合性基团的化合物的二醇化合物的具体例,但包含活性氢基及聚合性基团的化合物不限定于以下的具体例。
[化学式5]
关于包含活性氢基及聚合性基团的化合物,可以适当参照国际公开第2016/052053号的段落0075~0089的记载。
-包含活性氢基及亲水性基团的化合物-
作为包含活性氢基的化合物,也可举出包含活性氢基及亲水性基团的化合物。
包含活性氢基及亲水性基团的化合物适于作为用于将亲水性基团导入聚合物P的化合物(以下,也称作“亲水性基团导入用化合物”)。
使用包含活性氢基及亲水性基团的化合物作为原料化合物时的聚合物P优选包含下述结构单元(P2)。
[化学式6]
结构单元(P2)中,
L21表示碳原子数1~20的三价的有机基团,
L22表示单键或碳原子数1~20的二价的有机基团,
A1表示羧基、羧基的盐、磺基或磺基的盐,
*表示键合位置。
L21所表示的碳原子数1~20的三价的有机基团中的碳原子数优选2~20,更优选3~20,进一步优选4~20。
作为L21所表示的三价的有机基团,优选将三价的烃基、或三价的烃基中的至少一个碳原子用杂原子(优选为氧原子、硫原子、或氮原子)取代后而成的基团。
L22所表示的碳原子数1~20的二价的有机基团中的碳原子数优选1~10,更优选1~6。
作为L22所表示的二价的有机基团,优选将二价的烃基(优选为亚烷基)、或二价的烃基(优选为亚烷基)中的至少一个碳原子用氧原子或硫原子(优选为氧原子)取代后而成的基团。
L22也可以为单键。
以下,示出包含活性氢基及亲水性基团的化合物的具体例,但包含活性氢基及亲水性基团的化合物不限定于以下的具体例。以下的具体例中的羧基及磺基也可以分别经中和(即,也可以为羧基的盐及磺基的盐)。
[化学式7]
关于包含活性氢基及亲水性基团的化合物,可以适当参照国际公开第2016/052053号的段落0112~0118及段落0252~0254的记载。
聚合物P的含量相对于特定粒子的固体成分总量优选为10质量%~90质量%,更优选为20质量%~80质量%,进一步优选为30质量%~70质量%,进一步优选为40质量%~60质量%。
在本公开中,特定粒子的固体成分总量是指从特定粒子中除去溶剂(即,水及有机溶剂)后的总量。在特定粒子不含溶剂的情况下,特定粒子的固体成分总量与特定粒子的总量一致。
聚合物P相对于油墨的总量的含量优选为0.3质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~15质量%,进一步优选为1质量%~10质量%。
<聚合性单体M>
特定粒子包含至少一种聚合性单体M。
在基材上赋予后的油墨固化时,聚合性单体M有助于使特定粒子彼此连结,提高图像的耐摩擦性。
特定粒子所含的聚合性单体M可以仅为一种,也可以为两种以上。
作为特定粒子所含的聚合性单体M,可以使用国际公开第2016/052053号的段落0097~0105中记载的化合物。
作为聚合性单体M的分子量,优选为100~4000,进一步优选为100~2000,进一步优选为100~1000,进一步优选为100~900,进一步优选为100~800,特别优选为150~750。
作为特定粒子中可包含的聚合性单体M,优选光聚合性单体,更优选自由基聚合性单体。
自由基聚合性单体在分子结构中具有自由基聚合性基团。
自由基聚合性单体的自由基聚合性基团的优选形式与前述的聚合物P可包含的自由基聚合性基团的优选形式相同。
作为自由基聚合性单体的例子,可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、及不饱和氨基甲酸酯。
自由基聚合性单体优选具有烯键式不饱和基团的化合物。
在特定粒子包含自由基聚合性单体的情况下,特定粒子可以仅包含一种自由基聚合性单体,也可以包含两种以上。
作为丙烯酸酯化合物,可举出:2-羟基乙基丙烯酸酯、丁氧基乙基丙烯酸酯、卡必醇丙烯酸酯、环己基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、十三烷基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PEA)、双(4-丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、齐聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、丙烯酸二环戊基酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、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、丙烯酸月桂酯、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、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸异硬脂酯、2-乙基己基二甘醇丙烯酸酯、2-羟基丁基丙烯酸酯、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-羟基乙基邻苯二甲酸、内酯改性丙烯酸酯、丙烯酰吗啉、丙烯酰胺、取代丙烯酰胺(例如、N-羟甲基丙烯酰胺、及双丙酮丙烯酰胺)等单官能的丙烯酸酯化合物;
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、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、二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、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的丙烯酸酯化合物;
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、乙氧基化异氰尿酸三丙烯酸酯、ε-己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、二三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、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等。
作为甲基丙烯酸酯化合物,可举出:甲基丙烯酸甲酯、正丁基甲基丙烯酸酯、烯丙基甲基丙烯酸酯、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、苄基甲基丙烯酸酯、二甲基氨基甲基甲基丙烯酸酯、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、羟基乙基甲基丙烯酸酯、苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、环己基甲基丙烯酸酯等单官能的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等。
作为苯乙烯化合物,可举出:苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对甲基-β-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基-β-甲基苯乙烯等。
作为乙烯基萘化合物,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、4-甲氧基-1-乙烯基萘等。
作为N-乙烯基杂环化合物,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、N-乙烯基咪唑等。
作为其他的自由基聚合性的单体,可举出:烯丙基缩水甘油醚、二烯丙基邻苯二甲酸酯、三烯丙基偏苯三酸酯、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,作为二官能以下的自由基聚合性单体,优选选自下述单体中的至少一种: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、及聚丙二醇二丙烯酸酯。
另外,作为三官能以上的自由基聚合性单体,优选选自下述单体中的至少一种: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、二三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。
特定粒子可以包含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。在该情况下,二官能以下的自由基聚合性单体主要更为提高膜与基材的密合性,三官能以上的自由基聚合性单体主要更为提高膜的硬度。
作为二官能以下的自由基聚合性单体与三官能以上的自由基聚合性单体的组合,可举出:二官能的丙烯酸酯化合物与三官能的丙烯酸酯化合物的组合、二官能的丙烯酸酯化合物与五官能的丙烯酸酯化合物的组合、单官能的丙烯酸酯化合物与四官能的丙烯酸酯化合物的组合等。
从更为提高膜与基材的密合性的观点出发,特定粒子中可包含的自由基聚合性单体中的至少一种优选为具有环状结构的自由基聚合性单体(以下,也称作“环状自由基聚合性单体”)。
作为环状自由基聚合性单体,可举出:环己基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、丙烯酸二环戊基酯、乙氧基化异氰尿酸三丙烯酸酯、ε-己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯等。
另外,也可举出以下说明的二官能以上的环状自由基聚合性单体。
从进一步提高膜与基材的密合性的观点出发,特定粒子中可包含的自由基聚合性单体中的至少一种优选为一分子中包含一个以上的环状结构和两个以上的(甲基)丙烯酰基的聚合性单体(以下,也称为“二官能以上的环状自由基聚合性单体”)。
作为二官能以上的环状自由基聚合性单体,可举出:
三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、
双酚A环氧乙烷(EO)加成物二(甲基)丙烯酸酯、
双酚A环氧丙烷(PO)加成物二(甲基)丙烯酸酯、
乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、
烷氧基化二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、
烷氧基化环己酮二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、
环己酮二甲醇二(甲基)丙烯酸酯等。
在特定粒子包含自由基聚合性单体的情况下,该自由基聚合性单体整体中二官能以上的环状自由基聚合性单体所占的比例优选为10质量%~100质量%,更优选为30质量%~100质量%,特别优选为40质量%~100质量%。
除上述例举的自由基聚合性单体以外,也可使用山下晋三编著的《交联剂手册》(1981年大成社);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固化技术的应用与市场》79页(1989年,CMC);泷山荣一郎著的《聚酯树脂手册》(1988年,日刊工业新闻社)等中所记载的市售品、以及业界公知的自由基聚合性及交联性的单体。
聚合性单体M相对于特定粒子的固体成分总量的含量优选为10质量%~90质量%,更优选为20质量%~80质量%,进一步优选为30质量%~70质量%,进一步优选为40质量%~60质量%。
聚合性单体M的含量相对于油墨的总量优选为0.3质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~15质量%,进一步优选为1质量%~10质量%。
由于单体(M-1)的上述粘度为150mPa·s以下,因而在基材上,更为促进聚合性单体M(此时为单体(M-1))从特定粒子中渗出,其结果,图像的耐摩擦性更为提高。
由于单体(M-1)的上述粘度为10mPa·s以上,因而油墨的保存稳定性更为提高。
作为单体(M-1),只要是25℃下的粘度为10mPa·s~150mPa·s的聚合性单体即可。
作为单体(M-1),可从上述例示的自由基聚合性单体中适当选择25℃下的粘度为10mPa·s~150mPa·s的单体进行使用。
在此,聚合性单体的粘度是使用粘度计测定的值。
作为粘度计,可使用例如VISCOMETER TV-22(东机产业(株))。
从更为提高油墨的保存稳定性及图像的耐摩擦性的观点出发,聚合性单体M的总量中单体(M-1)所占的比例优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上。
本公开的油墨中的聚合性单体M的总量中单体(M-1)所占的比例可以为100质量%,也可以低于100质量%。
在聚合性单体M包含单体(M-1)的情况下,单体(M-1)的含量相对于油墨的总量优选为0.3质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~15质量%,进一步优选为1质量%~10质量%。
作为选作聚合性单体M的自由基聚合性单体,还可举出日本特开平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自由基聚合性单体。
作为自由基聚合性单体的市售品的例子,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)、Light Acrylate NPA(二官能)、Light Acrylate 3EG-A(二官能)(以上为共荣社化学(株)制造)、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)(以上为沙多玛公司制造)、A-NOD-N(NDDA、二官能)、A-DOD-N(DDDA、二官能)、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)(以上为新中村化学工业(株)制造)、UV-7510B(三官能)(日本合成化学(株))、KAYARAD DPCA-30(六官能)、KAYARAD DPEA-12(六官能)(以上为日本化药(株)制造)等。
此外,作为自由基聚合性单体,可优选使用NPGPODA(新戊二醇环氧丙烷加成物二丙烯酸酯)、SR531、SR285、SR256(以上为沙多玛公司制造)、A-DHP(二季戊四醇六丙烯酸酯、新中村化学工业(株))、Aronix(注册商标)M-156(东亚合成(株))、V-CAP(BASF公司)、Viscoat#192(大阪有机化学工业(株))等市售品。
<自由基聚合引发剂>
特定粒子可以包含自由基聚合引发剂中的至少一种。
在本公开中,自由基聚合引发剂是指吸收光而生成自由基的化合物。
其中,本公开中所说的自由基聚合引发剂的概念中不包含吸收光而生成自由基且相当于前述的光产酸剂的化合物。
在特定粒子包含自由基聚合性单体作为聚合性单体的情况下,优选特定粒子包含自由基聚合引发剂中的至少一种。
由此,所形成的膜的耐摩擦性及密合性更为提高。
可认为其原因是由于自由基聚合性单体中的自由基聚合性基团与自由基聚合引发剂的距离变近,膜的固化敏感性(以下,也简称为“敏感性”。)提高。
另外,在特定粒子包含自由基聚合引发剂的情况下,可使用以往因虽为高敏感度但在水中的分散性低或溶解性低而难以使用的自由基聚合引发剂(例如,在水中的溶解度在25℃下为1.0质量%以下的自由基聚合引发剂)。由此,所使用的自由基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,固化敏感性能够较以往提高。
作为上述的因虽为高敏感度但在水中的分散性低或溶解性低而难以使用的自由基聚合引发剂,具体而言,可举出后述的羰基化合物及酰基氧化膦化合物,优选酰基氧化膦化合物。
如此一来,在本公开的水分散物及油墨中,通过使特定粒子包含在水中的溶解性低的物质,能够使水系的组合物即本公开的水分散物及油墨中含有该物质。
另外,与现有的光固化性组合物相比,特定粒子包含自由基聚合引发剂的形式的水分散物及油墨的保存稳定性也优异。可认为其原因是由于自由基聚合引发剂包含在特定粒子中,因而自由基聚合引发剂的凝聚或沉淀受到抑制。
作为自由基聚合引发剂,例如,可适当参照国际公开第2016/052053号的段落0091~0094的记载。
作为自由基聚合引发剂,更优选(a)芳香族酮等羰基化合物或(b)酰基氧化膦化合物,具体而言,可举出:双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(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-甲基硫基苯基)-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)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦(例如,DAROCUR(注册商标)TPO、LUCIRIN(注册商标)TPO(均由BASF公司制造))等。
其中,从提高敏感性的观点及对于LED光的适应性的观点等出发,作为内含光聚合引发剂,优选(b)酰基氧化膦化合物,更优选单酰基氧化膦化合物(特别优选2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦)、或双酰基氧化膦化合物(特别优选双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)。
作为LED光的波长,优选355nm、365nm、385nm、395nm、或405nm。
包含自由基聚合引发剂的形式的特定粒子例如能够通过使包含聚合物P(或用于制造聚合物P的原料化合物)、自由基聚合性单体及光聚合引发剂的油相成分与水相成分混合而成的混合物乳化来制造。
自由基聚合引发剂的含量相对于特定粒子的固体成分总量优选为0.1质量%~15质量%,更优选为0.5质量%~10质量%,进一步优选为1质量%~6质量%。
(增敏剂)
特定粒子可以包含增敏剂中的至少一种。
在特定粒子包含光聚合引发剂中的至少一种的情况下,特定粒子优选包含增敏剂中的至少一种。
若特定粒子含有增敏剂,则能够更为促进由活性能量线照射引起的光聚合引发剂的分解。
增敏剂为吸收特定的活性能量线而成为电子激发状态的物质。成为电子激发状态后的增敏剂与光聚合引发剂接触而发生电子移动、能量移动、放热等作用。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。
作为增敏剂,可举出例如:二苯甲酮、硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、蒽醌、3-酰基香豆素衍生物、联三苯、苯乙烯基酮、3-(芳酰基亚甲基)噻唑啉、樟脑醌、曙红、若丹明、赤藓红等。
另外,作为增敏剂,也可适当使用日本特开2010-24276号公报中记载的通式(i)所表示的化合物、日本特开平6-107718号公报中记载的通式(I)所表示的化合物等。
上述之中,作为增敏剂,从对LED光的适应性及与光聚合引发剂的反应性的观点出发,优选选自硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、及二苯甲酮中的至少一种,更优选选自硫杂蒽酮及异丙基硫杂蒽酮中的至少一种,进一步优选异丙基硫杂蒽酮。
在特定粒子包含增敏剂的情况下,既可以单独包含一种增敏剂,也可以包含两种以上。
在特定粒子包含增敏剂的情况下,增敏剂的含量相对于特定粒子的固体成分量优选为0.1质量%~20质量%,更优选为0.2质量%~15质量%,进一步优选为0.3质量%~10质量%。
包含光聚合引发剂及增敏剂的特定粒子例如能够通过使包含聚合物P(或用于制造聚合物P的原料化合物)、自由基聚合性单体、光聚合引发剂及增敏剂的油相成分与水相成分混合而成的混合物乳化来制造。
(其他成分)
特定粒子可以包含上述成分以外的其他成分。
作为其他成分,可举出例如包含选自由聚硅氧烷键(即,二价的聚硅氧烷基)、一价的聚硅氧烷基、一价的氟化烃基及二价的氟化烃基组成的组中的至少一种的化合物。
(特定粒子的水分散物的制备方法)
本公开的油墨可通过制造含有上述特定粒子和水的特定粒子的水分散物、并根据需要向所得到的水分散物中添加其他成分来制造。
另外,本公开的油墨是特定粒子的水分散物的一种形式,因此根据油墨的组成,也能够作为特定粒子的水分散物直接(即,不添加其他成分)制造油墨。
制造特定粒子的水分散物的方法没有特别限制。
作为制造特定粒子的水分散物的方法,可举出以下的制法A及制法B。
-制法A-
制法A具有通过将包含有机溶剂、聚合物P及聚合性单体的油相成分与包含水的水相成分混合并使其乳化来获得特定粒子的水分散物的工序。
制法A适于作为包含作为链状聚合物的形式的聚合物P的特定粒子的水分散物的制造方法。
关于制法A,可参照日本专利第6584677号公报等公知文献。
-制法B-
制法B具有通过将包含有机溶剂、聚合物P的原料化合物(例如,三官能以上的异氰酸酯化合物、具有两个以上的活性氢基的化合物等)及聚合性单体的油相成分与包含水的水相成分混合并使其乳化来获得特定粒子的水分散物的工序。
制法B适于作为包含作为交联聚合物的形式的聚合物P的特定粒子(例如,微胶囊)的水分散物的制造方法。
关于制法B,可参照国际公开第2016/052053号等公知文献。
(色料)
本公开的油墨可以为含有至少一种色料的油墨(所谓的“着色油墨”),也可以为不含有色料的油墨(所谓的“透明油墨”)。
在油墨含有色料的情况下,色料优选含于特定粒子的外部(即,特定粒子不包含色料)。
作为色料,没有特别限制,可从颜料、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、色彩再现性丰富的方面出发,更优选包含颜料。
作为颜料,没有特别限制,可根据目的适当选择,例如,可举出公知的有机颜料及无机颜料等,另外,作为颜料,也可举出用染料染色的树脂粒子、市售的颜料分散体、经表面处理的颜料(例如,将颜料作为分散介质分散在水、液状化合物、不溶性树脂等中而得的物质、及用树脂、颜料衍生物等对颜料表面进行处理后的物质等)。
作为有机颜料及无机颜料,可举出例如:黄色颜料、红色颜料、品红色颜料、蓝色颜料、青色颜料、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。
在使用颜料作为色料的情况下,可以根据需要使用颜料分散剂。
另外,在使用颜料作为色料的情况下,作为颜料,可以使用颜料粒子表面具有亲水性基团的自分散颜料。
关于色料及颜料分散剂,可适当参照日本特开2014-040529号公报的段落0180~0200、国际公开第2016/052053号的段落0122~0129。
在本公开的油墨含有色料的情况下,相对于油墨总量,色料的含量优选为0.1质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~10质量%,特别优选为0.5质量%~5质量%。
(其他成分)
本公开的油墨可以根据需要含有除上述说明的成分以外的其他成分。
其他成分可以包含在特定粒子中,也可以不包含在特定粒子中。
作为既可以包含在特定粒子中也可以不包含在特定粒子中的成分,本公开的油墨可以含有表面活性剂、阻聚剂、紫外线吸收剂等。
另外,本公开的油墨可以根据需要在特定粒子的外部含有水溶性聚合性单体、水溶性光聚合引发剂、水溶性树脂等。
关于这些成分,例如,可参照国际公开第2016/052053号的段落0134~0157。
(油墨的优选制造方法)
制造本公开的油墨的方法没有特别限制,但优选为包括下述工序的方式:
通过上述的水分散物的制造方法(制法A或制法B)制造特定粒子的水分散物的工序;以及
向特定粒子的水分散物中添加颜料、水溶性有机溶剂等其他成分并混合的工序。
另外,作为制造本公开中的油墨的方法的另一方式,还可举出通过利用上述水分散物的制造方法(制法A或制法B)制造特定粒子的水分散物的工序直接制造油墨作为特定粒子的水分散物的方式(即,不向特定粒子的水分散物中添加其他成分的方法)。
(油墨的优选物性)
本公开的油墨在将油墨设为25℃~50℃的情况下,粘度优选为3mPa·s~15mPa·s,更优选为3mPa·s~13mPa·s。特别是本公开的油墨在将油墨设为25℃的情况下的粘度优选为50mPa·s以下。若油墨的粘度为上述范围,则能够实现更高的喷吐稳定性。
此外,油墨的粘度为使用粘度计测定的值。
作为粘度计,例如,可使用VISCOMETER TV-22(东机产业(株))。
〔喷墨记录方法〕
作为本公开的喷墨记录方法的一例(以下,也称作“记录方法X”),可举出如下的喷墨记录方法:
包括:
通过喷墨法向基材上赋予上述的本公开的油墨的工序(以下,也称作“赋予工序”);以及
对基材上所赋予的油墨照射活性能量线的工序(以下,也称作“照射工序”),
自油墨着落在基材上的时刻至活性能量线的照射开始的时间为1.00秒以下。
记录方法X还可以根据需要而包括其他工序。
以下,有时将照射活性能量线的操作称为“曝光”,有时将自油墨着落在基材上的时刻至活性能量线的照射开始的时间称作“自油墨着落至曝光开始的时间”。
在记录方法X中,由于使用本公开的油墨,因此可发挥与通过本公开的油墨获得的效果同样的效果。
在记录方法X中,自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下有助于图像的画质提高(例如,抑制图像的粗糙)。
另外,一般而言,在自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下的情况下,在着落于基材上的油墨中,有时聚合性单体M从特定粒子中的渗出不充分,其结果,图像的耐摩擦性下降。
但是,由于在记录方法X中使用本公开的油墨,因此虽然自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下,但是聚合性单体M从特定粒子中的渗出也会发生,可确保图像的耐摩擦性。换言之,如记录方法X中所述,在自油墨着落至曝光开始的时间短的情况下,本公开的油墨所产生的效果得以特别有效地发挥。
<基材>
作为记录方法X中所使用的基材,没有特别限制,可以是非渗透性基材,也可以是渗透性基材,但优选为非渗透性基材。
在此,非渗透性基材是指在ASTM试验法的ASTM D570中吸水率(单位:质量%,测定时间:24小时)低于10的基材。
非渗透性基材的上述吸水率优选为5以下。
作为非渗透性基材,可举出例如:
层压有塑料(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等)的纸、
金属板(例如,铝、锌、铜等金属板)、
塑料薄膜(例如,聚氯乙烯(PVC:Polyvinyl Chloride)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、聚对苯二甲酸乙二酯(PET:Polyethylene Terephthalate)、聚乙烯(PE:Polyethylene)、聚苯乙烯(PS:Polystyrene)、聚丙烯(PP:Polypropylene)、聚碳酸酯(PC:Polycarbonate)、聚乙烯醇缩醛、丙烯酸树脂等薄膜)、
层压或蒸镀有上述金属的纸、
层压或蒸镀有上述金属的塑料薄膜、
皮革等。
作为皮革,可举出:天然皮革(也称为“真皮”)、合成皮革(例如,PVC(聚氯乙烯)皮革、PU(聚氨酯)皮革)等。关于皮革,例如可参照日本特开2009-058750号公报的段落0163~段落0165。
例如,在对作为非渗透性基材的皮革(例如,车辆用的座垫、包、鞋、钱包等)或塑料膜形成膜的情况下,对所形成的膜要求具有优异的耐摩擦性及密合性。
另外,在对皮革及塑料膜以外的基材形成膜时,有时也对所形成的膜要求具有优异的耐摩擦性及密合性。
根据本公开的膜形成方法,能够满足这样的要求。
从提高表面能的观点出发,基材也可以经表面处理。
作为表面处理,可举出:电晕处理、等离子体处理、火焰(Frame)处理、热处理、磨损处理、光照射处理(UV处理)、火焰处理等,但并不限定于这些处理。
<赋予工序>
赋予工序是通过喷墨法向基材上赋予上述本公开的油墨的工序。
(油墨的赋予条件等)
通过喷墨法的油墨赋予,能够通过从公知的喷墨记录装置的喷墨头中喷吐油墨来进行。
作为喷墨头,优选压电型的喷墨头。
作为喷墨头的分辨率,优选为300dpi以上,更优选为600dpi以上,进一步优选为800dpi以上。
在此,dpi(dot per inch)表示每2.54cm(1inch)的点数。
从喷墨头喷吐的油墨的打滴量(每1点的打滴量)优选为1pL(皮升)~100pL,更优选为3pL~80pL,进一步优选为3pL~50pL。
(基材的温度等)
在赋予工序中,油墨着落侧的基材的表面的温度优选为20℃~80℃,更优选为25℃~75℃,进一步优选为30℃~70℃,进一步优选为40℃~70℃。
在油墨着落侧的基材的表面的温度为20℃~80℃的情况下,图像的画质及耐摩擦性更为提高。可认为其原因是由于更容易得到单体(M-1)从特定粒子中渗出的效果。
(基材的加热)
记录方法X优选满足下述至少一项:赋予工序前,包括加热基材的预加热工序;以及在赋予工序中进行基材的加热及油墨的赋予。
由此,图像的画质及耐摩擦性更为提高。可认为其原因是由于更容易得到聚合性单体M从特定粒子渗出的效果。
另外,在记录方法X满足上述至少一项的情况下,容易将基材的表面的温度调节为上述优选的温度。
在预加热工序中加热及赋予工序中加热的各道加热中,作为用于加热基材的加热装置,不受特别限定,可举出例如:加热鼓、热风、红外线灯、红外线LED、红外线加热器、热烤箱、加热板、红外线激光、红外线干燥器等。
<照射工序>
照射工序是对基材上所赋予的油墨照射活性能量线的工序(换言之,将基材上所赋予的油墨曝光的工序)。
通过本工序中的活性能量线的照射(即,曝光),油墨中的聚合性单体M聚合,油墨固化,获得图像。更详细而言,如前所述,油墨着落后,聚合性单体M从特定粒子中有效地渗出,由此,特定粒子间的固化(即,特定粒子彼此的连结)充分地进行,其结果,获得画质及耐摩擦性优异的图像。
作为活性能量线,可举出紫外线(UV光)、可见光线、电子束等,其中,优选UV光。
对基材上所赋予的油墨的活性能量线的照射可以在基材及基材上所赋予的油墨被加热的状态下进行。
活性能量线的照射条件及基本的照射方法可应用日本特开昭60-132767号公报中公开的照射条件及照射方法。
在记录方法X中,如前所述,自油墨着落的时刻至活性能量线的照射开始的时间短(即,1.00秒以下)。
该方式的油墨赋予及活性能量线的照射优选使用具备包括活性能量线的照射喷墨头和在该喷墨头附近所配置的活性能量线源的单元的喷墨记录装置来进行。
根据该单元,在从上述单元的喷墨头喷吐油墨而使油墨着落在基材上之后,能够在着落后1.00秒以下这样的快速定时,从上述单元的活性能量线源照射活性能量线。
作为照射活性能量线用的光源,可举出汞灯、金属卤化物灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯、紫外线荧光灯、气体激光、固体激光、LED(发光二极管)、LD(激光二极管)等。
其中,作为活性能量线照射用的光源,优选为作为紫外线照射用光源的金属卤化物灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯或紫外LED(以下,也称为UV-LED)。
紫外线的峰值波长例如优选为200nm~405nm,更优选为220nm~400nm,进一步优选为340nm~400nm。
作为来自LED光源的光(LED光)的峰值波长,优选为200nm~600nm,更优选为300nm~450nm,进一步优选为320nm~420nm,进一步优选为340nm~405nm,进一步优选为355nm、365nm、385nm、395nm或405nm。
作为UV-LED,可举出例如日亚化学株式会社制的、主发射光谱具有365nm与420nm之间的波长的UV-LED。
另外,还可举出美国专利第6,084,250号说明书中记载的、可发射在300nm与370nm之间设置中心的活性射线的UV-LED。
另外,通过将若干UV-LED组合,能够照射不同波长范围的紫外线。
活性能量线的照射能量(即,曝光量)优选为20mJ/cm2以上,更优选为100mJ/cm2以上,进一步优选为300mJ/cm2以上,特别优选为500mJ/cm2以上,最优选为900mJ/cm2以上。
曝光量的上限没有特别限制,上限可以是5J/cm2,也可以是1,500mJ/cm2。
LED在基材上的最高照度优选10mW/cm2~8,000mW/cm2,更优选20mW/cm2~5,000mW/cm2,进一步优选30mW/cm2~3000mW/cm2,进一步优选50mW/cm2~1000mW/cm2。
活性能量线的照射时间优选为0.01秒~120秒,更优选为0.1秒~90秒。
(自油墨着落至曝光开始的时间)
在记录方法X中,自油墨着落至曝光开始的时间(即,从油墨着落在基材上的时刻至活性能量线照射开始的时间)为1.00秒以下。
如前所述,自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下有助于图像的画质提高。
自油墨着落至曝光开始的时间的下限没有特别限制,作为下限,可举出例如0.01秒、0.05秒、0.10秒等。
<干燥工序>
记录方法X优选进一步包括将照射活性能量线后的油墨(即图像)加热干燥的干燥工序。
由此,图像的耐摩擦性更为提高,更为抑制图像的粘连。
作为用于加热油墨的加热装置,不受特别限定,可举出例如:加热鼓、热风、红外线灯、红外线LED、红外线加热器、热烤箱、加热板、红外线激光、红外干燥器等。
加热干燥中的加热温度优选40℃以上,更优选40℃~200℃,进一步优选40℃~100℃,进一步优选40℃~80℃,进一步优选45℃~70℃。
加热温度是指基材上的油墨的温度,可用采用了红外热成像装置H2640(日本AVIONICS株式会社制)的温度记录仪进行测定。
加热时间可考虑到加热温度、油墨的组成、印刷速度等适当设定。加热时间优选5秒钟以上,更优选5秒钟~20分钟,更优选10秒钟~10分钟,进一步优选20秒钟~5分钟。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明具体地进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
以下,只要没有特别说明,“份”表示质量份。
只要没有特别说明,“室温”表示25℃。
〔聚合物P的准备〕
作为特定粒子所含的聚合物P,准备氨基甲酸酯A~E及G~I、以及丙烯酸F。
详细内容示于以下。
<氨基甲酸酯A的准备>
在三颈烧瓶中加入:
二羟甲基丙酸(DMPA)(7.8g)、
异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)(28.0g)、
DURANOL T5652(旭化成(株)制,聚碳酸酯二醇;以下,也称作T5652)(17.5g)、
双酚A环氧二丙烯酸酯(21.2g)、
Silaplane FM-DA11(JNC(株)制,反应性有机硅(包含聚硅氧烷键的二醇化合物);以下,也称作FM-DA11)(11.1g)、及
甲乙酮(55.0g),并加热至70℃。向其中添加NEOSTANN U-600(日东化成(株)制,无机铋催化剂;以下,也称作U-600)0.1g,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加作为封端剂的异丙醇(IPA)(59.9g)、甲乙酮(84.7g),在70℃下搅拌7小时。搅拌7小时后,自然冷却至室温,接着,用甲乙酮进行浓度调节,由此得到氨基甲酸酯A的30质量%溶液(溶剂:IPA及甲乙酮的混合溶剂)。
氨基甲酸酯A的重均分子量(Mw)为30000,酸值为0.7mmol/g。氨基甲酸酯A具有丙烯酰基作为光聚合性基团。
<氨基甲酸酯B的准备>
在三颈烧瓶中加入:
二羟甲基丙酸(DMPA)(10.7g)、
异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)(37.3g)、
聚乙二醇(分子量2000)(40.4g)、
双酚A环氧二丙烯酸酯(29.0g)、及
甲乙酮(76.2g),并加热至70℃。向其中添加0.2g的NEOSTANN U-600,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加作为封端剂的异丙醇(IPA)(82.2g)和甲乙酮(115.5g),在70℃下搅拌7小时。搅拌7小时后,自然冷却至室温,接着,用甲乙酮进行浓度调节,由此得到氨基甲酸酯B的30质量%溶液(溶剂:IPA及甲乙酮的混合溶剂)。
氨基甲酸酯B的重均分子量(Mw)为30000,酸值为0.7mmol/g。氨基甲酸酯B具有丙烯酰基作为光聚合性基团。
<氨基甲酸酯C的准备>
在三颈烧瓶中加入:
二羟甲基丙酸(DMPA)(7.2g)、
二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯(HMDI)(41.2g)、
三环癸烷二甲醇(11.0g)、
双酚A环氧二丙烯酸酯(19.4g)、及
乙酸乙酯(45.2g),并加热至70℃。向其中加入0.1g的NEOSTANN U-600,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加作为封端剂的异丙醇(IPA)(55.2g)和乙酸乙酯(76.3g),在70℃下搅拌7小时。搅拌7小时后,自然冷却至室温,接着,用乙酸乙酯进行浓度调节,由此得到氨基甲酸酯C的30质量%溶液(溶剂:IPA及乙酸乙酯的混合溶剂)。
氨基甲酸酯C的重均分子量(Mw)为30000,酸值为0.7mmol/g。氨基甲酸酯C具有丙烯酰基作为光聚合性基团。
<氨基甲酸酯D的准备>
在三颈烧瓶中加入:
二羟甲基丙酸(DMPA)(8.2g)、
异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)(24.5g)、
聚丙二醇(分子量2000)(38.7g)、
双酚A环氧二丙烯酸酯(7.0g)、
FM-DA11(11.7g)、及
甲乙酮(58.1g),并加热至70℃。向其中添加0.1g的NEOSTANN U-600,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加作为封端剂的异丙醇(IPA)(63.1g)和甲乙酮(89.1g),在70℃下搅拌7小时。搅拌7小时后,自然冷却至室温,接着,用甲乙酮进行浓度调节,由此得到氨基甲酸酯D的30质量%溶液(溶剂:IPA及甲乙酮的混合溶剂)。
氨基甲酸酯D的重均分子量(Mw)为30000,酸值为0.7mmol/g。氨基甲酸酯D具有丙烯酰基作为光聚合性基团。
<氨基甲酸酯E的准备>
在三颈烧瓶中加入:
二羟甲基丙酸(DMPA)(8.2g)、
异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)(24.5g)、
PLACCEL 220N(大赛璐(株)制,聚己内酯二醇;也称作PCL220N)(38.7g)、
双酚A环氧二丙烯酸酯(7.0g)、
FM-DA11(11.7g)、及
甲乙酮(58.1g),并加热至70℃。向其中添加0.1g的NEOSTANN U-600,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加作为封端剂的异丙醇(IPA)(63.1g)和甲乙酮(89.1g),在70℃下搅拌7小时。搅拌7小时后,自然冷却至室温,接着,用甲乙酮进行浓度调节,由此得到氨基甲酸酯E的30质量%溶液(溶剂:IPA及甲乙酮的混合溶剂)。
氨基甲酸酯E的重均分子量(Mw)为30000,酸值为0.7mmol/g。氨基甲酸酯E具有丙烯酰基作为光聚合性基团。
<丙烯酸F的准备>
在三颈烧瓶中加入乙酸乙酯(64.9g),在20mL/min的氮气流下于70℃搅拌30分钟。用时4小时向其中滴加甲基丙烯酸(MAA)(6.0g)、甲基丙烯酸甲酯(60.0g)、丙烯酸正丁酯(34.0g)、V-65(富士胶片和光纯药(株)制)(5.4g)、乙酸乙酯(10.8g)及异丙醇(IPA)(32.5g)的混合溶液,同时在冰浴中冷却,再加热搅拌1小时。接着,加热至80℃后,搅拌2小时,自然冷却至室温,用乙酸乙酯进行浓度调节,由此得到丙烯酸F的30质量%溶液(溶剂:IPA及乙酸乙酯的混合溶剂)。
丙烯酸F的重均分子量(Mw)为30000,酸值为0.7mmol/g。
<氨基甲酸酯G的准备>
在三颈烧瓶中加入:
二羟甲基丙酸(DMPA)(7.5g)、
异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)(46.6g)、
三环癸烷二甲醇(21.2g)、
双酚A环氧二丙烯酸酯(7.5g)、
FM-DA11(12.6g)、及
甲乙酮(64.5g),并加热至70℃。向其中添加NEOSTANN U-600(日东化成(株)制,无机铋催化剂;以下,也称作U-600)0.1g,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加作为封端剂的异丙醇(IPA)(67.7g)和甲乙酮(95.5g),在70℃下搅拌7小时。搅拌7小时后,自然冷却至室温(25℃;下同),接着,用甲乙酮进行浓度调节,由此得到氨基甲酸酯G的30质量%溶液(溶剂:IPA及甲乙酮的混合溶剂)。
氨基甲酸酯G的重均分子量(Mw)为30000,酸值为0.7mmol/g。氨基甲酸酯G具有丙烯酰基作为光聚合性基团。
<氨基甲酸酯H(Mw8000)的准备>
缩短反应时间,除此以外,与氨基甲酸酯A(Mw30000)的准备同样操作准备氨基甲酸酯H(Mw8000)。
<氨基甲酸酯I(Mw70000)的准备>
延长反应时间,除此以外,与氨基甲酸酯A(Mw30000)的准备同样操作准备氨基甲酸酯I(Mw70000)。
〔实施例1〕
<特定粒子的水分散物的制备>
-油相成分的制备-
将氨基甲酸酯A的30质量%溶液(66.7g)、
作为聚合性单体M的SR833S(20.0g)、
作为光聚合引发剂的IRGACURE(注册商标)819(1.5g)、作为增敏剂的ITX(异丙基硫杂蒽酮)(0.25g)、及
乙酸乙酯(36.7g)混合,并在室温下搅拌30分钟,得到油相成分。
SR833S为二官能的自由基聚合性单体,具体而言,其为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(分子量304)。
IRGACURE(注册商标)819为酰基氧化膦类自由基聚合引发剂,具体而言,其为双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦。
-水相成分的制备-
将蒸馏水(140g)和作为中和剂的氢氧化钠混合并搅拌15分钟,由此制备水相成分。
调节作为中和剂的氢氧化钠的使用量,以在所制造的粒子中使中和度达到90%。
-特定粒子的水分散物的制备-
混合上述油相成分和上述水相成分,在室温下使用均质机以12000rpm使所得到的混合物乳化10分钟,得到乳化物。
将得到的乳化物添加在蒸馏水(60g)中,将得到的液体加热至50℃,并在50℃下搅拌5小时,由此从上述液体中蒸馏除去乙酸乙酯。
用蒸馏水将蒸馏除去乙酸乙酯后的液体稀释,以使固体成分含量达到20质量%,由此得到特定粒子的水分散物(特定粒子含量20质量%)。
特定粒子的体积平均分散粒径为150nm。
<油墨的制备>
混合下述组成的各成分,制备油墨。
-油墨的组成-
·上述特定粒子的水分散物(特定粒子含量20质量%)
…52份
·颜料分散液(Pro-jet Cyan APD1000(FUJIFILM Imaging Colorants公司制),颜料浓度14质量%)
…15份
·氟类表面活性剂(DuPont公司制,Capstone FS-31,固体成分25质量%)
…0.3份
·丙二醇(PG)
…15份
·水
…合计达到100份的余量
表2中示出上述油墨中的、
水溶性有机溶剂的含有质量Ws相对于聚合性单体M的含有质量Wm之比即Ws/Wm比(以下,也称作“Ws/Wm”)、
水溶性有机溶剂与聚合性单体M的HSP距离ΔHSP(s-m)、
水溶性有机溶剂的含有质量Ws相对于聚合物P的含有质量Wp之比Ws/Wp比(以下,也称作“Ws/Wp”)、及
聚合物P与水溶性有机溶剂的HSP距离ΔHSP(s-p)。
此外,在各实施例及各比较例中,使用通过前述方法求出的各化合物的δD、δP及δH,计算ΔHSP(s-m)及ΔHSP(s-p)。
表1中示出通过前述方法求出的各化合物的δD、δP及δH。
[表1]
<图像记录>
向喷墨记录装置(产品名“DMP-2850”,富士胶片公司制)附带的墨盒中填充上述油墨,如以下操作在作为基材的PVC(聚氯乙烯)膜上记录图像。
作为设作基材的PVC膜,使用Avery Dennison公司制的“AVERY(注册商标)400GLOSS WHITE PERMANENT”。
加热基材,使赋予油墨的一面(即,供油墨着落的面)的温度达到50℃(预加热工序)。该预加热使用压板加热器进行,压板加热器在DMP-2850中相对于喷墨头设于基材输送方向上游侧。
从上述喷墨记录装置的喷墨头向加热后的基材上喷吐赋予上述油墨(赋予工序)。油墨的喷吐条件设为900dpi(dots per inch)、1点10pL。油墨的赋予在保持基材加热的状态下进行,由此,使油墨着落在保持为50℃的基材的表面。基材加热的保持使用压板加热器进行,压板加热器在DMP-2850中设于喷墨头的下方(即,油墨赋予区域)。
从配置在上述喷墨头附近的395nmLED灯(产品名“PEL UV CURE UNIT”,PRINTEDELECTRONICS公司制),对基材上所赋予的油墨照射(即,曝光)UV光(峰值波长395nm)(照射工序)。UV光的照射能量设为1000mJ/cm2。
将自油墨着落至曝光的时间(即,从油墨着落在基材上的时刻至UV光的照射开始的时间)调节为0.20秒(参照表2)。
接着,在50℃、180秒的条件下将曝光后的油墨加热干燥,得到图像(干燥工序)。通过使基材的与油墨赋予面相反侧的面接触加热板进行油墨的加热干燥。
<评价>
使用上述所得到的油墨,进行以下评价。
将结果示于表2。
(油墨的保存稳定性)
进行如下操作(以下,也称作保存试验):油墨制备后1小时以内,将装有油墨的密封容器放入60℃恒温室中,在该状态下将装有油墨的密封容器放置两周。
测定保存试验前后的油墨的粘度,根据下述式计算油墨的粘度的变化率。油墨的粘度使用VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD制)在25℃的温度下测定。
粘度变化率=(保存试验后的油墨的粘度)/(保存试验前的油墨的粘度)
基于所得到的粘度变化率,根据下述评价标准评价油墨的保存稳定性。
在下述评价标准中,油墨的保存稳定性最优异的等级为“5”。
-保存稳定性的评价标准-
5:粘度变化率低于1.1。
4:粘度变化率为1.1以上且低于1.2。
3:粘度变化率为1.2以上且低于1.3。
2:粘度变化率为1.3以上且低于2。
1:粘度变化率为2以上。
<图像的耐摩擦性>
依照上述图像记录的操作,以100%的记录工作状态,在基材(PVC薄膜)上记录10cm×3cm的长方形的实地图像,得到记录物。
将得到的记录物在25℃、相对湿度50%的环境下放置24小时。使用学振式摩擦试验机,对放置后的记录物的图像记录面施加200g的负荷,用棉布(细布3号)摩擦100次。
目测观察实施以上操作后的记录物的图像记录面,依照下述评价标准,评价图像的耐摩擦性。
在下述评价标准中,图像的耐摩擦性最优异的等级为“5”。
-图像的耐摩擦性的评价标准-
5:图像上未带擦痕。
4:图像上带有擦痕,但未到达基底(基材)。
3:图像上带有擦痕,擦痕的一部分到达了基底(基材),但可看到基底的面积超过记录初始的图像的面积(30cm2)的0%且低于5%。
2:图像上带有擦痕,擦痕的一部分到达了基底(基材),可看到基底的面积为记录初始的图像的面积(30cm2)的5%以上且低于50%。
1:图像上带有擦痕,擦痕的一部分到达了基底(基材),可看到基底的面积为记录初始的图像的面积(30cm2)的50%以上。
(图像的耐粘连性)
依照上述图像记录的操作,在基材(PVC膜)上记录5cm×5cm的正方形的实地图像,得到记录物。
在得到的记录物的图像记录面上放置A6尺寸的PVC膜(以下,设为“PVC薄膜2”)。从放置在图像记录面上的PVC膜2的上方施加300g/cm2的负荷,在该状态下,在40℃下保持24小时。
经过24小时后,将记录物与PVC膜2分离,目测观察记录物上的实地图像,依照下述评价标准,评价图像的耐粘连性。
在下述评价标准中,图像的耐粘连性最优异的等级、即图像的粘连(即,在图像上叠放被接触物的情况下被接触物粘贴在图像上的现象)受到最大抑制的等级为“5”。
-图像的耐粘连性的评价标准-
5:未目视观察到图像的剥落及浓度下降。
4:在图像的至少一部分上目视观察到浓度下降,但未目视观察到图像的剥落。
3:目视观察到图像的剥落,但剥落的面积超过记录初始的图像的面积(25cm2)的0%且低于5%。
2:目视观察到图像的剥落,剥落的面积为记录初始的图像的面积(25cm2)的5%以上且低于50%。
1:目视观察到图像的剥落,剥落的面积为记录初始的图像的面积(25cm2)的50%以上。
<画质评价>
依照上述图像记录的操作,以5%、50%、75%及100%的各记录工作状态,分别在基材(PVC薄膜)上记录2cm×2cm的正方形的实地图像,得到记录物(即,具备由四个实地图像组成的图像组的记录物)。
从20cm、30cm及50cm的各距离对所得到的记录物上的图像组整体进行观察,依照以下所示的评价标准,评价图像的画质(粗糙)。
在下述评价标准中,图像的画质最优异的等级(即,图像的粗糙受到最大抑制的等级)为“5”。
-图像的画质的评价标准-
5:在自20cm距离的观察、自30cm距离的观察及自50cm距离的观察中的所有观察中,图像组整体均未见粗糙。
4:在自20cm距离的观察中,图像组的一部分上可见粗糙,但在自30cm距离的观察及自50cm距离的观察中,图像组整体未见粗糙。
3:在自20cm距离的观察及自30cm距离的观察中,图像组的一部分上可见粗糙,但在自50cm距离的观察中,图像组整体未见粗糙。
2:在自20cm距离的观察、自30cm距离的观察及自50cm距离的观察中的所有观察中,图像组的一部分上可见粗糙。
1:在自20cm距离的观察、自30cm距离的观察及自50cm距离的观察中的所有观察中,图像组整体均可见粗糙。
〔实施例2、3、6及7、以及比较例1〕
通过调节特定粒子的水分散物的制备中的聚合性单体M的加入量及油墨制备中的特定粒子的水分散物的加入量,将聚合性单体M相对于油墨整体的含量如表2及表3所示进行变更,除此以外,进行与实施例1同样的操作。
将结果示于表2及表3。
〔实施例4、5及14、以及比较例2〕
通过变更油墨制备中的水溶性有机溶剂的加入量,将水溶性有机溶剂相对于油墨整体的含量如表2及表3所示进行变更,除此以外,进行与实施例1同样的操作。
将结果示于表2及表3。
〔实施例8~11、15~18〕
通过变更特定粒子的水分散物的制备中的聚合物P的溶液的种类,将油墨中的特定粒子所含有的聚合物P的种类如表2所示进行变更,除此以外,进行与实施例1同样的操作。
将结果示于表2。
〔实施例12及13〕
通过调节特定粒子的水分散物的制备中的聚合物P(即,氨基甲酸酯A)的溶液的加入量及油墨制备中的特定粒子的水分散物的加入量,将聚合物P(即,氨基甲酸酯A)相对于油墨整体的含量如表2所示进行变更,除此以外,进行与实施例1同样的操作。
将结果示于表2。
〔实施例19~31及33、以及比较例3~7〕
将水溶性有机溶剂和/或聚合性单体M如表2及表3所示进行变更,除此以外,进行与实施例1同样的操作。
将结果示于表2及表3。
〔实施例32〕
将自油墨着落至曝光的时间如表3所示进行变更,除此以外,进行与实施例1同样的操作。
实施例32的曝光不使用喷墨头附近的光源实施,而使用相对于喷墨头设于下游侧的传送带式LED曝光装置实施。照射的UV光的峰值波长及照射能量均设为与实施例1相同。曝光后的加热干燥也与实施例1同样操作实施。
将结果示于表3。
[表2]
[表3]
-表2及表3的说明-
作为油墨中的成分,仅示出了水溶性有机溶剂、以及特定粒子中的聚合物P及聚合性单体M,省略了油墨中的其他成分的记载。
水溶性有机溶剂、聚合物P及聚合性单体M的各自的含量均为相对于油墨的总量的含量。
水溶性有机溶剂的简称的含义如下所述。
·PG:丙二醇
·1,2-BD:1,2-丁二醇
·MP Diol:2-甲基-1,3-丙烷二醇
·DEG:二乙二醇
·DPGmME:二丙二醇单甲醚
·EG:乙二醇
聚合性单体M的简称含义如下所述。
·SR833S:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯。沙多玛公司制。
·GPO3A:下述三官能丙烯酸酯GPO3A(分子量470)。
·SR295:季戊四醇四丙烯酸酯。沙多玛公司制。
·A-400:聚乙二醇#400二丙烯酸酯。新中村工业公司制。
·Viscoat#802:三季戊四醇丙烯酸酯、单及二季戊四醇丙烯酸酯、聚季戊四醇丙烯酸酯的混合物。分子量805。大阪有机化学工业公司制。
·SR339:2-苯氧基乙基丙烯酸酯。沙多玛公司制。
·SR268:四乙二醇二丙烯酸酯。沙多玛公司制。
·FA-513A:丙烯酸二环戊酯。日立化成株式会社制。
·SR238:1,6-己二醇二丙烯酸酯。沙多玛公司制。
[化学式8]
如表2及表3所示,在各实施例中使用如下油墨:
含有水、水溶性有机溶剂、以及包含聚合物P及聚合性单体M的粒子,
水溶性有机溶剂的含有质量Ws相对于聚合性单体M的含有质量Wm之比Ws/Wm为1.1以上,
水溶性有机溶剂与聚合性单体M的HSP距离ΔHSP(s-m)为15.0MPa1/2~25.0MPa1/2。
在这些各实施例中,油墨的保存稳定性优异,并且,图像的耐摩擦性优异。在各实施例中,图像的耐粘连性及画质也优异。
相对于各实施例,在Ws/Wm低于1.1的比较例1、2及7中,图像的耐摩擦性下降。
在ΔHSP(s-m)低于15.0MPa1/2的比较例3~5中,油墨的保存稳定性下降。
在ΔHSP(s-m)超过25.0MPa1/2的比较例6中,图像的耐摩擦性下降。
由实施例1~3及6的结果可知,在Ws/Wm比为2.0以上的情况下(实施例1~3),图像的耐摩擦性更为提高。
由实施例1~3及7的结果可知,在Ws/Wm比为6.0以下的情况下(实施例1~3),油墨的保存稳定性更为提高。
由实施例8及9的结果可知,在ΔHSP(s-p)为8.0MPa1/2以上的情况下(实施例9),油墨的保存稳定性更为提高。
由实施例10及11的结果可知,在ΔHSP(s-p)为16.0MPa1/2以下的情况下(实施例10),图像的耐摩擦性更为提高。
由实施例1~5及12的结果可知,在水溶性有机溶剂的含有质量Ws相对于聚合物P的含有质量Wp之比Ws/Wp比为1.0以上的情况下(实施例1~5),图像的耐摩擦性更为提高。
由实施例1~5、13及14的结果可知,在Ws/Wp比为6.0以下的情况下(实施例1~5),油墨的保存稳定性更为提高。
由实施例1及16的结果可知,在聚合物P的玻璃化转变温度Tg为80℃以下的情况下(实施例1),图像的画质更为提高。
由实施例1及17的结果可知,在聚合物P的重均分子量为10000以上的情况下(实施例1),油墨的保存稳定性更为提高。
由实施例1及18的结果可知,在聚合物P的重均分子量为50000以下的情况下(实施例1),图像的耐粘连性更为提高。
由实施例19~22的结果可知,在聚合性单体M包含25℃下的粘度为10mPa·s~150mPa·s的单体(M-1)、且聚合性单体M的总量中单体(M-1)所占的比例为50质量%以上的情况下(实施例20及21),油墨的保存稳定性及图像的耐摩擦性更为提高。
由实施例1、29~31及33的结果可知,在油墨中,水溶性有机溶剂的总量中沸点为190℃以下的溶剂(S-1)所占的比例为50质量%以上的情况下(实施例1及33),图像的耐粘连性更为提高。
2020年9月29日申请的日本专利申请第2020-163388号的全部公开内容通过参考而被引入本说明书中。
关于本说明书中记载的所有文献、专利申请及技术标准,以与对各文献、专利申请及技术标准通过参考被引入的方式进行具体且分别记载的情况相同程度地通过参考引入本说明书中。
Claims (10)
1.一种喷墨油墨,其含有水、水溶性有机溶剂、以及包含聚合物P及聚合性单体M的粒子,
在将所述水溶性有机溶剂的含有质量设为Ws、将所述聚合性单体M的含有质量设为Wm时,Ws/Wm比为1.1以上,
所述水溶性有机溶剂与所述聚合性单体M的HSP距离ΔHSP(s-m)为15.0MPa1/2~25.0MPa1/2。
2.根据权利要求1所述的喷墨油墨,其中,
所述Ws/Wm比为2.0~6.0。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的喷墨油墨,其中,
所述水溶性有机溶剂与所述聚合物P的HSP距离ΔHSP(s-p)为8.0MPa1/2~16.0MPa1/2。
4.根据权利要求1~权利要求3中任一项所述的喷墨油墨,其中,
在将所述水溶性有机溶剂的含有质量设为Ws、将所述聚合物P的含有质量设为Wp时,Ws/Wp比为1.0~6.0。
5.根据权利要求1~权利要求4中任一项所述的喷墨油墨,其中,
所述聚合物P包含作为氨基甲酸酯键及脲键中的至少一者的键U。
6.根据权利要求1~权利要求5中任一项所述的喷墨油墨,其中,
所述聚合物P的玻璃化转变温度为80℃以下。
7.根据权利要求1~权利要求6中任一项所述的喷墨油墨,其中,
所述聚合物P的重均分子量为10000~50000。
8.根据权利要求1~权利要求7中任一项所述的喷墨油墨,其中,
所述聚合性单体M包含25℃下的粘度为10mPa·s~150mPa·s的单体(M-1),
所述聚合性单体M的总量中单体(M-1)所占的比例为50质量%以上。
9.根据权利要求1~权利要求8中任一项所述的喷墨油墨,其中,
所述水溶性有机溶剂包含沸点为190℃以下的溶剂(S-1),
所述水溶性有机溶剂的总量中所述溶剂(S-1)所占的比例为50质量%以上。
10.一种喷墨记录方法,其包括:
通过喷墨法在基材上赋予权利要求1~权利要求9中任一项所述的喷墨油墨的工序;以及
对所述基材上所赋予的所述喷墨油墨照射活性能量线的工序,
自所述喷墨油墨着落在所述基材上的时刻至所述活性能量线的照射开始的时间为1.00秒以下。
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