【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット方式印刷用の紫外線硬化型インク組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット方式の画像形成方法は、高速印字性や低騒音性に優れ、現像や定着等の処理が不要であるという特長があり、複雑な画像を正確且つ迅速に形成することができる。特に、コンピュータを用いて作成した文字や各種図形等の文字・画像情報を被記録媒体に印字する記録装置に用いられ、近年急速に普及している。
【０００３】
最近では、インクジェット方式の画像形成法は、銀塩写真方式と同品質の画質を得ることが可能であり且つ非常に安価で済むことから、大きな画像面積を必要とする大型の宣伝広告等のように頻繁に取り替える利用者にとって経済的に大きなメリットがある。
【０００４】
ここで、一般的には、上述したインクジェット方式に適用されるインク組成物として、ある特定の波長領域の紫外線（ＵＶ）照射により硬化する紫外線硬化型インクが知られている。このような紫外線硬化型インクの主成分としては、例えば、感光性樹脂、顔料又は染料である着色剤及び光重合開始剤等があり、必要に応じて各種添加剤を含有させる場合もある。
【０００５】
また、上述した紫外線硬化型インクの粘度は、一般的に、２５℃の条件で２０ｍＰａ・ｓ以上であり、現行のインクジェット方式に採用するには、１５ｍＰａ・ｓ以下でなければならず、１０ｍＰａ・ｓ前後が好ましいとされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、インクジェット方式の画像形成方法に用いられる紫外線硬化型インクは、インクジェット方式の原理的制約により低粘度である必要があり、組成的に低粘度の感光性樹脂を用いて粘度を低く設定している。しかし、これでは、紫外線硬化型インクの硬化性が悪化しまう。
【０００７】
このため、従来では、紫外線硬化型インクを印字前に加熱して粘度を１５ｍＰａ・ｓ以下として所望の硬化性を持たせ、インクジェット方式に適用させていた。しかし、これでは、紫外線硬化型インクをインクジェット方式に適用させるために最適な粘度まで加熱する機構が必要であり、記録装置の部品点数が多くなり、コスト高となるという問題がある。
【０００８】
また、従来では、紫外線硬化型インクの組成物である光重合開始剤の含有量を増やすことにより低粘度で所望の硬化性を持たせる方法もあるが、光重合開始剤の残存量が多量となり、紫外線硬化型インクの保存安定性が著しく低下するという問題がある。なお、光重合開始剤の含有量の増量は、通常、５〜１０ｗｔ％の範囲内で行われている。
【０００９】
さらに、光重合開始剤の含有量が多量となると、紫外線硬化型インクを被記録媒体上に硬化させて画像や文字等となる印字膜を形成した後に、未反応の光重合開始剤が重合反応を再び開始させ、印字膜の経時劣化を招くという問題がある。このような印字膜の経時劣化は、例えば、印字や画像等の記録の保存性を悪化させる原因となる。
【００１０】
また、上述したように、紫外線硬化型インクの粘度には原理的制約があり、感光性樹脂に高粘度の材料を含有させることは難しいため、被記録媒体に対する定着性が悪いという問題もある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑み、インクジェット方式で画像形成を行うに際し、低粘度での硬化性、定着性及び保存安定性を向上できる紫外線硬化型インク組成物を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する第１の態様は、光重合性モノマーと、顔料又は染料である着色剤と、重合反応を開始させるＵＶ増感剤とを含有するインクジェット方式印刷用の紫外線硬化型インク組成物であって、揮発性有機溶剤を２０〜４０ｗｔ％含有することを特徴とする紫外線硬化型インク組成物にある。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、粘度が、２５℃において１５ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする紫外線硬化型インク組成物にある。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記揮発性有機溶剤自体の蒸気圧が、１００℃において２０ｍｍＨｇ以上であることを特徴とする紫外線硬化型インク組成物にある。
【００１５】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記揮発性有機溶剤に溶解する樹脂化合物を更に含有することを特徴とする紫外線硬化型インク組成物にある。
【００１６】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記樹脂化合物が、オリゴマー又はポリマーであることを特徴とする紫外線硬化型インク組成物にある。
【００１７】
本発明の第６の態様は、第４又は５の態様において、前記樹脂化合物の含有量が、２〜８ｗｔ％であることを特徴とする紫外線硬化型インク組成物にある。
【００１８】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記ＵＶ増感剤の含有量が、５ｗｔ％以下であることを特徴とする紫外線硬化型インク組成物にある。
【００１９】
本発明の紫外線硬化型インク組成物は、インクジェット方式印刷用に用いられるもので、揮発性有機溶剤を２０〜４０ｗｔ％含有する以外は、基本的な組成は従来と同様であり、他の基本的な成分として、光重合性モノマーと、顔料又は染料である着色剤と、重合反応を開始させるＵＶ増感剤とを含有する。
【００２０】
ここで、揮発性有機溶剤としては、例えば、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ヘキシルアセテート、メトキシプロピルアセテート、シクロヘキサン、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル及びこれらの混合物等を挙げることができる。
【００２１】
このような揮発性有機溶剤の含有量としては、紫外線硬化型インク組成物をインクジェット方式に適用するために必要な粘性等を考慮すると、例えば、２０〜４０ｗｔ％である。これは、揮発性有機溶剤の溶剤量が４０ｗｔ％より大きいと定着性が悪くなり、逆に、溶剤量が２０ｗｔ％より小さいと粘度が高くなり印字前の予熱が必要となるだけでなく、紫外線硬化型インク組成物の保存安定性等も悪くなるためである。
【００２２】
なお、揮発性有機溶剤の粘度は、紫外線硬化型インク組成物を調製した際の粘性を考慮して低粘度であることが好ましい。また、揮発性有機溶剤自体の蒸気圧としては、例えば、１００℃で２０ｍｍＨｇ以上であることが望ましい。
【００２３】
このような揮発性有機溶剤は、被記録媒体上に画像形成すると、その直後に揮発するため、紫外線硬化型インク組成物の硬化性や定着性等の特性に影響を及ぼすことはない。従って、紫外線硬化型インク組成物に揮発性有機溶剤を含有させることにより、紫外線硬化型インク組成物に所望の硬化性及び定着性を持たせつつ、紫外線硬化型インク組成物の粘度を下げることが可能となる。
【００２４】
このように、本発明の紫外線硬化型インク組成物では、揮発性有機溶剤を２０〜４０ｗｔ％含有させることにより、紫外線硬化型インク組成物の粘度を１５ｍＰａ・ｓ以下に設定することが可能となる。従って、インクジェット方式の画像形成に際し、低粘度であるため印字前の加熱の必要がなく、硬化性、定着性及び保存安定性を向上させるという効果を奏する。
【００２５】
また、インクジェット方式を採用した記録装置に、紫外線硬化型インク組成物を印字前に加熱する機構を設ける必要がなくなるため、記録装置の部品点数を少なくして大幅なコストの削減を図ることができる。
【００２６】
以下、本発明の紫外線硬化型インク組成物の揮発性有機溶剤以外の基本的な成分について説明する。勿論、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２７】
光重合性モノマーとしては、例えば、単官能アクリレート、二官能アクリレート、多官能アクリレート及びこれらの混合物を挙げることができる。なお、光重合性モノマーとしては、これら各種アクリレートを一つ又は複数組み合せたアクリルモノマーを用いてもよい。
【００２８】
また、本発明では、上述したように、揮発性有機溶剤を含有させることで、比較的高粘度の光重合性モノマーを用いても、紫外線硬化型インク組成物の粘度を低く抑えることができる。従って、光重合性モノマーとして用いる材料の選択肢を広範囲に設定することができる。
【００２９】
なお、単官能アクリレートとしては、例えば、ヒドロキシプロピルアクリレート（ＨＰＡ）、テトラヒドロフルフリルアクリレート（ＴＨＦＡ）、フェノールＥＯ変性（ｎ＝２）アクリレート、２−エチルヘキシルＥＯ変性（ｎ＝２）アクリレート、２−ヒドロキシー３−フェノキシプロピルアクリレート、イソボルニルアクリレート（ＩＢＸＡ）、アクリロイルモルホリン（ＡＣＭＯ）等を挙げることができる。
【００３０】
二官能アクリレートとしては、例えば、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＮＰＧＤＡ）、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジアクリレート（ＭＡＮＤＡ）、ビスフェノールＡ ＥＯ変性（ｎ＝４）ジアクリレート（Ａ−ＢＰＥ４）等を挙げることができる。
【００３１】
多官能アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）、トリメチロールプロパンＰＯ変性（ｎ＝３）トリアクリレート（ＴＭＰＰＯＡ）、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（ＤＴＭＰＴＡ）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＴＡ）、ジペンタエリスリトール ペンタ／ヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）等を挙げることができる。
【００３２】
また、着色剤としては、本発明では、公知の顔料及び染料の何れかを用いればよく、その種類等は特に限定されるものではない。
【００３３】
さらに、ＵＶ増感剤は、一般的に、光重合開始剤や光増感剤等があり、紫外線（ＵＶ）照射により重合反応を開始させるものである。このようなＵＶ増感剤としては、例えば、一剤又は複数の混合剤である光重合開始剤を用いてもよく、光重合開始剤と光増感剤とを組み合せたものを用いてもよい。例えば、励起波長の異なる複数の光重合開始剤を組み合せたＵＶ増感剤や、これに光増感剤を添加したものであってもよい。
【００３４】
また、本発明では、ＵＶ増感剤の含有量は、５ｗｔ％以下であり、好ましくは、３ｗｔ％以下である。すなわち、上述した揮発性有機溶剤を含有させることにより、比較的高粘度の光重合性モノマーを用いることができるため、ＵＶ増感剤の含有量を低く設定できる。これは、光重合性モノマーの重合反応を頻度よく行わせなくても、比較的高粘度の光重合性モノマーを用いて所望の硬化性を持たせることができるためである。
【００３５】
このように、ＵＶ増感剤の含有量を低く設定できるため、紫外線硬化型インク組成物の保存安定性を向上させることができる。また、画像や文字となる印字膜に含まれる未反応のＵＶ増感剤の残存量を低減できるため、印字膜の経時劣化を効果的に防止できる。従って、例えば、印字や画像等の記録の保存性を向上させることができる。
【００３６】
また、本発明の紫外線硬化型インク組成物には、上述した揮発性有機溶剤と共に、この揮発性有機溶剤に溶解する、例えば、アクリル樹脂等の樹脂化合物を含有させてもよい。
【００３７】
このような樹脂化合物としては、揮発性有機溶剤に溶解するオリゴマーやポリマー等であり、具体的には、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）等を挙げることができる。また、樹脂化合物の含有量は、２〜８ｗｔ％であり、好ましくは、４〜８ｗｔ％である。
【００３８】
なお、オリゴマーは、その分子内に反応性を有する官能基、すなわち、反応性基が導入されている。これは、オリゴマーは、分子量が比較的小さく通常ではオイル状態であり、各オリゴマー内の反応性基の作用により重合体に組み込ませ、紫外線硬化型インク組成物が硬化した後に所望の硬化性を持たせるためである。一方、ポリマーは、オリゴマーに比べ分子量が大きいため、揮発性有機溶剤が揮発した後は充分な硬化性が得られるため、特に反応性を有する官能基が導入されていなくてもよい。勿論、ポリマーの分子内に反応性を有する官能基を導入してもよい。
【００３９】
このように、紫外線硬化型インク組成物に樹脂化合物を含有させることにより、紫外線硬化型インク組成物の被記録媒体への定着性を向上させることができる。このため、本発明の紫外線硬化型インク組成物は、例えば、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＶＣ、ＰＰ及びＰＣ等のフィルムからなる被記録媒体への印字が可能であり、各フィルムに対して優れた定着性を発揮する。また、被記録媒体に対する定着性に優れているため、ドット径を小さくすることもできる。勿論、本発明の紫外線硬化型インク組成物を用いて画像形成が可能な記録媒体は、上述したフィルム等に限定されない。
【００４０】
また、本発明の紫外線硬化型インク組成物は、揮発性有機溶剤を含有するものであるが、紫外線硬化型インク組成物を構成する基本的な成分の材料と揮発性有機溶剤の材料との組み合わせは特に限定されず、紫外線硬化型インク組成物の粘度、硬化性、保存安定性、定着性等の所望の特性が得られるように適宜調整すればよい。
【００４１】
勿論、揮発性有機溶剤と共に樹脂化合物を含有させる場合でも、樹脂化合物の材料と揮発性有機溶剤の材料及び紫外線硬化型インク組成物を構成する基本的な成分の材料との組み合わせも特に限定されない。
【００４２】
なお、本発明では、上述した紫外線硬化型インク組成物に、他の成分として、例えば、各種の分散剤、安定剤、界面活性剤等の従来公知のものを必要に応じて更に配合することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を説明するが、紫外線硬化型インク組成物の組成は、あくまで例示であり、本発明の範囲を制限するものではない。なお、各実施例及び比較例に用いる顔料、光重合開始剤及びその他の添加剤には、それぞれ同一の材料を用いた。
【００４４】
（実施例１）
イソボルニルアクリレート３４ｗｔ％、トリプロピレングリコールジアクリレート３２ｗｔ％、乳酸エチル２０ｗｔ％（揮発性有機溶剤）、光重合開始剤５ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを実施例１の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００４５】
（実施例２）
イソボルニルアクリレート２５ｗｔ％、トリプロピレングリコールジアクリレート２３ｗｔ％、乳酸エチル４０ｗｔ％（揮発性有機溶剤）、光重合開始剤３ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを実施例２の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００４６】
（実施例３）
イソボルニルアクリレート２５ｗｔ％、トリプロピレングリコールジアクリレート２３ｗｔ％、酢酸エチル３８ｗｔ％（揮発性有機溶剤）、光重合開始剤３ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、アクリル樹脂２ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを実施例３の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００４７】
（実施例４）
イソボルニルアクリレート２５ｗｔ％、トリプロピレングリコールジアクリレート２３ｗｔ％、酢酸エチル３６ｗｔ％（揮発性有機溶剤）、光重合開始剤３ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、アクリル樹脂４ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを実施例４の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００４８】
（実施例５）
イソボルニルアクリレート２５ｗｔ％、トリプロピレングリコールジアクリレート２３ｗｔ％、酢酸エチル３２ｗｔ％（揮発性有機溶剤）、光重合開始剤３ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、アクリル樹脂８ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを実施例５の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００４９】
（比較例１）
イソボルニルアクリレート３９ｗｔ％、トリプロピレングリコールジアクリレート３５ｗｔ％、乳酸エチル１０ｗｔ％（揮発性有機溶剤）、光重合開始剤７ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを比較例１の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００５０】
（比較例２）
イソボルニルアクリレート１６ｗｔ％、トリプロピレングリコールジアクリレート１４ｗｔ％、乳酸エチル５２ｗｔ％（揮発性有機溶剤）、光重合開始剤３ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを比較例２の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００５１】
（比較例３）
イソボルニルアクリレート４５ｗｔ％、ヘキサンジオールジアクリレート４３ｗｔ％、光重合開始剤３ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを比較例３の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００５２】
（比較例４）
イソボルニルアクリレート２５ｗｔ％、ヘキサンジオールジアクリレート２３ｗｔ％、酢酸エチル２５ｗｔ％（揮発性有機溶剤）、光重合開始剤３ｗｔ％、顔料５ｗｔ％、アクリル樹脂１５ｗｔ％、その他の添加剤４ｗｔ％の組成からなる紫外線硬化型インク組成物を調製し、これを比較例４の紫外線硬化型インク組成物とした。
【００５３】
（試験例１）
ここで、上述した実施例１〜５の紫外線硬化型インク組成物、及び比較例１〜４の紫外線硬化型インク組成物の粘度（ｍＰａ・ｓ）、印字前の加熱の有無、２５℃の条件下での保存安定性、硬化性、ドット径、密着性についての特性試験を行った。その結果を表１及び２に示す。
【００５４】
なお、硬化性の特性試験については、メタルハライドランプ（１２０Ｗ）を用いて、搬送速度３０ｍ／ｍｉｎのポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）のフィルムからなる各被記録媒体上に１０μｍの印字膜をそれぞれ形成した後、その印字膜がセロハンテープを貼って剥すことにより剥離するかどうかで評価した。この硬化性の特性試験の評価により、紫外線硬化型インク組成物の被記録媒体への定着性を判別することが可能となる。
【００５５】
印字前の加熱の有無は、粘度・温度曲線（図１参照）により、紫外線硬化型インク組成物の粘度が１５ｍＰａ・ｓより大きい場合に加熱の必要が有るものとし、小さい場合に加熱の必要が無いものとして評価した。
【００５６】
また、粘度・温度曲線は、例えば、紫外線硬化型インク組成物の粘度が２３ｍＰａ・ｓである場合に、インクジェット方式に適用させるには、紫外線硬化型インク組成物を４０〜４５℃に加熱する必要があることを表している。
【００５７】
さらに、保存安定性は、温度２５℃で保管し、粘度変化が１０％以内であるものを良好と評価した。なお、ドット径は、ＰＣフィルム上に形成した印字膜の直径を測定した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
表１の結果から、実施例１及び２は、比較例１〜３に比べて、揮発性有機溶剤の含有量が２０〜４０ｗｔ％の範囲内で、所望の定着性を維持しつつ紫外線硬化型インク組成物の粘度を小さくできることが分かった。これにより、紫外線硬化型インク組成物を印字前に加熱しなくてもインクジェット方式による印字が可能となる。
【００６１】
また、実施例１及び２の紫外線硬化型インク組成物は、比較例２及び３に比べて、被記録媒体に対する硬化性に優れていることが分かった。従って、実施例１及び２の紫外線硬化型インク組成物は、被記録媒体に対して定着性に優れていることが分かった。なお、比較例１の紫外線硬化型インク組成物は、実施例１及び２と同様に硬化性には優れているが、揮発性有機溶剤の含有量が少ないため、粘度が大きく、印字前に４０℃程度の加熱が必要であるという欠点がある。
【００６２】
さらに、実施例１及び２の紫外線硬化型インク組成物は、低粘度にもかかわらず、ドット径を８０、９０μｍと小さくできる。これらドット径の数値は、高粘度の比較例１〜３の紫外線硬化型インク組成物のドット径と同じか、若しくはそれ以下である。
【００６３】
さらには、実施例１及び２は、比較例１に比べて光重合開始剤の含有量を５ｗｔ％以下に設定できるため、紫外線硬化型インク組成物の保存安定性を１年又はそれ以上にできることが分かった。
【００６４】
一方、表２の結果から、実施例３〜５の紫外線硬化型インク組成物は、比較例４に比べて、アクリル樹脂の含有量が２〜８ｗｔ％の範囲内で粘度が１５ｍＰａ・ｓ以下であり、且つ硬化性に優れていることが分かった。特に、アクリル樹脂の含有量が、４〜８ｗｔ％の範囲内では、更に優れた硬化性が得られることが分かった。
【００６５】
これにより、実施例３〜５の紫外線硬化型インク組成物は、比較例４に比べて、被記録媒体に対して定着性に優れていることが分かった。特に、実施例４及び５の紫外線硬化型インク組成物は、アクリル樹脂の含有量が多い分だけ、更に優れた定着性が得られることが分かった。
【００６６】
また、実施例３〜５の紫外線硬化型インク組成物のドット径は、比較例４に比べて低粘度にもかかわらず、６０〜８０μｍと小さくできることが分かった。
【００６７】
なお、比較例４では、アクリル樹脂の含有量を１５ｗｔ％としたため、被記録媒体への定着性及びドット径については実施例３〜５と同様に優れているが、粘度が大きく、印字前に４０℃程度の加熱が必要であるという欠点がある。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の紫外線硬化型インク組成物は、揮発性有機溶剤を２０〜４０ｗｔ％含有させることにより、インクジェット方式の画像形成に際し、低粘度で印字前の加熱が必要なく、被記録媒体を選ばず印字が可能であり、硬化性、定着性及び保存安定性に優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例及び比較例の粘度・温度曲線を示す図である。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an ultraviolet curable ink composition for inkjet printing.
[0002]
[Prior art]
The image forming method of the ink jet system has the features that it is excellent in high-speed printability and low noise, does not require processing such as development and fixing, and can form a complex image accurately and quickly. In particular, it is used in a recording apparatus for printing character and image information such as characters and various figures created by using a computer on a recording medium, and has been rapidly spreading in recent years.
[0003]
Recently, the image forming method of the ink jet method can obtain the same image quality as that of the silver halide photographic method and is very inexpensive. There is a great economic advantage for users who change frequently.
[0004]
Here, generally, as an ink composition applied to the above-mentioned inkjet method, an ultraviolet curable ink which is cured by irradiation of ultraviolet (UV) light in a specific wavelength region is known. The main components of such an ultraviolet curable ink include, for example, a photosensitive resin, a colorant that is a pigment or a dye, a photopolymerization initiator, and the like, and may contain various additives as necessary.
[0005]
Further, the viscosity of the above-described ultraviolet curable ink is generally 20 mPa · s or more at 25 ° C., and must be 15 mPa · s or less in order to be adopted in the current inkjet method. It is said that around s is preferable.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, the ultraviolet curable ink used in the image forming method of the ink jet system needs to have a low viscosity due to the principle restriction of the ink jet system, and the viscosity is set low by using a photosensitive resin having a low composition. ing. However, this causes the curability of the ultraviolet curable ink to deteriorate.
[0007]
For this reason, conventionally, the ultraviolet curable ink was heated before printing so as to have a viscosity of 15 mPa · s or less to have a desired curability, and was applied to an ink jet system. However, this requires a mechanism for heating the ultraviolet curable ink to an optimum viscosity in order to apply the ink to the ink-jet method, which causes a problem that the number of components of the recording apparatus increases and the cost increases.
[0008]
Conventionally, there is also a method of providing a desired curability at a low viscosity by increasing the content of a photopolymerization initiator, which is a composition of an ultraviolet curable ink, but the residual amount of the photopolymerization initiator becomes large. In addition, there is a problem that the storage stability of the ultraviolet curable ink is significantly reduced. The content of the photopolymerization initiator is usually increased within the range of 5 to 10% by weight.
[0009]
Further, when the content of the photopolymerization initiator is large, after the ultraviolet curable ink is cured on the recording medium to form a print film that becomes an image or a character, the unreacted photopolymerization initiator undergoes a polymerization reaction. Is started again, which causes the deterioration of the print film over time. Such deterioration over time of the printing film causes, for example, deterioration of the preservability of records such as printing and images.
[0010]
Further, as described above, the viscosity of the ultraviolet curable ink is restricted in principle, and it is difficult to contain a high-viscosity material in the photosensitive resin, so that there is a problem that the fixability to a recording medium is poor.
[0011]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an ultraviolet-curable ink composition that can improve curability at low viscosity, fixability, and storage stability when forming an image by an inkjet method. .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect to solve the above-mentioned problem is an ultraviolet curable ink composition for inkjet printing, comprising a photopolymerizable monomer, a colorant that is a pigment or a dye, and a UV sensitizer that initiates a polymerization reaction. An ultraviolet curable ink composition comprising 20 to 40% by weight of a volatile organic solvent.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an ultraviolet-curable ink composition according to the first aspect, which has a viscosity of 15 mPa · s or less at 25 ° C.
[0014]
A third aspect of the present invention is the ultraviolet curable ink composition according to the first or second aspect, wherein the volatile organic solvent itself has a vapor pressure of 20 mmHg or more at 100 ° C.
[0015]
A fourth aspect of the present invention is the ultraviolet curable ink composition according to any one of the first to third aspects, further comprising a resin compound soluble in the volatile organic solvent.
[0016]
A fifth aspect of the present invention is the ultraviolet curable ink composition according to the fourth aspect, wherein the resin compound is an oligomer or a polymer.
[0017]
A sixth aspect of the present invention is the ultraviolet curable ink composition according to the fourth or fifth aspect, wherein the content of the resin compound is 2 to 8 wt%.
[0018]
A seventh aspect of the present invention is the ultraviolet curable ink composition according to any one of the first to sixth aspects, wherein the content of the UV sensitizer is 5 wt% or less.
[0019]
The ultraviolet-curable ink composition of the present invention is used for ink-jet printing, and has the same basic composition as that of the related art except that it contains a volatile organic solvent in an amount of 20 to 40% by weight. It contains a photopolymerizable monomer, a colorant that is a pigment or a dye, and a UV sensitizer that initiates a polymerization reaction.
[0020]
Here, as the volatile organic solvent, for example, ethyl lactate, butyl lactate, propyl acetate, butyl acetate, hexyl acetate, methoxypropyl acetate, cyclohexane, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and mixtures thereof And the like.
[0021]
The content of such a volatile organic solvent is, for example, 20 to 40% by weight in consideration of the viscosity and the like required for applying the ultraviolet-curable ink composition to an inkjet method. When the amount of the volatile organic solvent is more than 40% by weight, the fixing property is deteriorated. On the contrary, when the amount of the solvent is less than 20% by weight, the viscosity becomes high and preheating before printing is required. This is because the storage stability and the like of the curable ink composition also deteriorate.
[0022]
Note that the viscosity of the volatile organic solvent is preferably low in consideration of the viscosity when the ultraviolet curable ink composition was prepared. The vapor pressure of the volatile organic solvent itself is preferably, for example, 20 mmHg or more at 100 ° C.
[0023]
Such a volatile organic solvent volatilizes immediately after an image is formed on a recording medium, and thus does not affect properties such as curability and fixability of the ultraviolet curable ink composition. Therefore, by adding a volatile organic solvent to the ultraviolet-curable ink composition, it is possible to reduce the viscosity of the ultraviolet-curable ink composition while imparting the desired curability and fixability to the ultraviolet-curable ink composition. It becomes possible.
[0024]
As described above, in the ultraviolet-curable ink composition of the present invention, the viscosity of the ultraviolet-curable ink composition can be set to 15 mPa · s or less by including the volatile organic solvent in an amount of 20 to 40% by weight. . Therefore, when forming an image by an ink jet method, it has a low viscosity, so that it is not necessary to heat it before printing, thereby improving the curability, fixability and storage stability.
[0025]
Further, since it is not necessary to provide a mechanism for heating the ultraviolet-curable ink composition before printing in a recording apparatus employing an ink jet system, it is possible to reduce the number of components of the recording apparatus and to achieve a significant cost reduction. .
[0026]
Hereinafter, basic components other than the volatile organic solvent of the ultraviolet curable ink composition of the present invention will be described. Of course, the present invention is not limited to these.
[0027]
Examples of the photopolymerizable monomer include a monofunctional acrylate, a bifunctional acrylate, a polyfunctional acrylate, and a mixture thereof. In addition, you may use the acrylic monomer which combined these acrylates one or more as a photopolymerizable monomer.
[0028]
Further, in the present invention, as described above, by adding a volatile organic solvent, even when a relatively high-viscosity photopolymerizable monomer is used, the viscosity of the ultraviolet-curable ink composition can be kept low. Therefore, the choice of the material used as the photopolymerizable monomer can be set in a wide range.
[0029]
In addition, as a monofunctional acrylate, for example, hydroxypropyl acrylate (HPA), tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA), phenol EO-modified (n = 2) acrylate, 2-ethylhexyl EO-modified (n = 2) acrylate, 2-hydroxy-acrylate Examples thereof include 3-phenoxypropyl acrylate, isobornyl acrylate (IBXA), and acryloylmorpholine (ACMO).
[0030]
As the bifunctional acrylate, for example, hexanediol diacrylate (HDDA), neopentyl glycol diacrylate (NPGDA), tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), neopentyl glycol hydroxypivalate diacrylate (MANDA), bisphenol A EO modified (N = 4) diacrylate (A-BPE4) and the like.
[0031]
Examples of the polyfunctional acrylate include trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), pentaerythritol triacrylate (PETA), trimethylolpropane PO-modified (n = 3) triacrylate (TMPPOA), ditrimethylolpropane tetraacrylate (DTMPTA), Examples thereof include pentaerythritol tetraacrylate (PETTA) and dipentaerythritol penta / hexaacrylate (DPHA).
[0032]
In the present invention, any of known pigments and dyes may be used as the colorant, and the type and the like are not particularly limited.
[0033]
Further, the UV sensitizer generally includes a photopolymerization initiator, a photosensitizer and the like, and initiates a polymerization reaction by ultraviolet (UV) irradiation. As such a UV sensitizer, for example, a photopolymerization initiator that is one agent or a plurality of mixed agents may be used, or a combination of a photopolymerization initiator and a photosensitizer may be used. . For example, a UV sensitizer obtained by combining a plurality of photopolymerization initiators having different excitation wavelengths, or a UV sensitizer to which a photosensitizer is added may be used.
[0034]
In the present invention, the content of the UV sensitizer is 5 wt% or less, preferably 3 wt% or less. That is, by containing the above-mentioned volatile organic solvent, a photopolymerizable monomer having a relatively high viscosity can be used, so that the content of the UV sensitizer can be set low. This is because a desired curability can be obtained by using a relatively high-viscosity photopolymerizable monomer without frequently performing the polymerization reaction of the photopolymerizable monomer.
[0035]
Thus, since the content of the UV sensitizer can be set low, the storage stability of the ultraviolet curable ink composition can be improved. Further, the remaining amount of the unreacted UV sensitizer contained in the print film that becomes an image or a character can be reduced, so that deterioration of the print film over time can be effectively prevented. Therefore, for example, it is possible to improve the storability of records such as prints and images.
[0036]
Further, the ultraviolet curable ink composition of the present invention may contain, together with the volatile organic solvent described above, a resin compound such as an acrylic resin, which is soluble in the volatile organic solvent.
[0037]
Examples of such a resin compound include oligomers and polymers that dissolve in a volatile organic solvent, and specific examples thereof include an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS). The content of the resin compound is 2 to 8 wt%, preferably 4 to 8 wt%.
[0038]
In the oligomer, a reactive functional group, that is, a reactive group is introduced into the molecule. This is because the oligomer has a relatively small molecular weight and is usually in an oil state, and is incorporated into a polymer by the action of a reactive group in each oligomer, and has a desired curability after the ultraviolet curable ink composition is cured. It is to make it. On the other hand, the polymer has a larger molecular weight than the oligomer, so that sufficient curability can be obtained after the volatile organic solvent is volatilized. Therefore, it is not necessary to introduce a functional group having a particularly reactive property. Of course, a reactive functional group may be introduced into the polymer molecule.
[0039]
As described above, by including the resin compound in the ultraviolet-curable ink composition, the fixability of the ultraviolet-curable ink composition to a recording medium can be improved. For this reason, the ultraviolet curable ink composition of the present invention can print on a recording medium composed of films such as PET, PE, PVC, PP, and PC, and has excellent fixability to each film. Demonstrate. Further, the dot diameter can be reduced because of excellent fixability to a recording medium. Of course, the recording medium on which an image can be formed using the ultraviolet-curable ink composition of the present invention is not limited to the above-described film and the like.
[0040]
Further, the ultraviolet-curable ink composition of the present invention contains a volatile organic solvent, but a combination of a material of a basic component and a material of a volatile organic solvent constituting the ultraviolet-curable ink composition. Is not particularly limited, and may be appropriately adjusted so as to obtain desired properties such as viscosity, curability, storage stability, and fixability of the ultraviolet curable ink composition.
[0041]
Of course, even when the resin compound is contained together with the volatile organic solvent, the combination of the material of the resin compound, the material of the volatile organic solvent, and the material of the basic components constituting the ultraviolet curable ink composition is not particularly limited.
[0042]
In the present invention, conventionally known components such as various dispersants, stabilizers, and surfactants may be further added to the above-described ultraviolet-curable ink composition as necessary. it can.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, examples of the present invention will be described. However, the composition of the ultraviolet-curable ink composition is merely an example, and does not limit the scope of the present invention. The same materials were used for the pigments, photopolymerization initiators, and other additives used in each of the examples and comparative examples.
[0044]
(Example 1)
An ultraviolet-curing type having a composition of 34% by weight of isobornyl acrylate, 32% by weight of tripropylene glycol diacrylate, 20% by weight of ethyl lactate (volatile organic solvent), 5% by weight of a photopolymerization initiator, 5% by weight of a pigment, and 4% by weight of other additives. An ink composition was prepared and used as an ultraviolet curable ink composition of Example 1.
[0045]
(Example 2)
UV curable composition composed of 25% by weight of isobornyl acrylate, 23% by weight of tripropylene glycol diacrylate, 40% by weight of ethyl lactate (volatile organic solvent), 3% by weight of photopolymerization initiator, 5% by weight of pigment, and 4% by weight of other additives An ink composition was prepared and used as an ultraviolet curable ink composition of Example 2.
[0046]
(Example 3)
Composition of 25% by weight of isobornyl acrylate, 23% by weight of tripropylene glycol diacrylate, 38% by weight of ethyl acetate (volatile organic solvent), 3% by weight of photopolymerization initiator, 5% by weight of pigment, 2% by weight of acrylic resin, and 4% by weight of other additives Was prepared, and this was used as the UV-curable ink composition of Example 3.
[0047]
(Example 4)
Composition of 25% by weight of isobornyl acrylate, 23% by weight of tripropylene glycol diacrylate, 36% by weight of ethyl acetate (volatile organic solvent), 3% by weight of photopolymerization initiator, 5% by weight of pigment, 4% by weight of acrylic resin, and 4% by weight of other additives Was prepared, and this was used as the ultraviolet-curable ink composition of Example 4.
[0048]
(Example 5)
Composition of 25% by weight of isobornyl acrylate, 23% by weight of tripropylene glycol diacrylate, 32% by weight of ethyl acetate (volatile organic solvent), 3% by weight of photopolymerization initiator, 5% by weight of pigment, 8% by weight of acrylic resin, and 4% by weight of other additives Was prepared, and this was used as the ultraviolet-curable ink composition of Example 5.
[0049]
(Comparative Example 1)
An ultraviolet-curing type having a composition of 39% by weight of isobornyl acrylate, 35% by weight of tripropylene glycol diacrylate, 10% by weight of ethyl lactate (volatile organic solvent), 7% by weight of photopolymerization initiator, 5% by weight of pigment, and 4% by weight of other additives. An ink composition was prepared and used as an ultraviolet curable ink composition of Comparative Example 1.
[0050]
(Comparative Example 2)
An ultraviolet-curing type having a composition of 16% by weight of isobornyl acrylate, 14% by weight of tripropylene glycol diacrylate, 52% by weight of ethyl lactate (volatile organic solvent), 3% by weight of photopolymerization initiator, 5% by weight of pigment, and 4% by weight of other additives. An ink composition was prepared and used as an ultraviolet curable ink composition of Comparative Example 2.
[0051]
(Comparative Example 3)
A UV curable ink composition comprising 45 wt% of isobornyl acrylate, 43 wt% of hexanediol diacrylate, 3 wt% of a photopolymerization initiator, 5 wt% of a pigment, and 4 wt% of other additives was prepared, and this was compared with Comparative Example 3. UV-curable ink composition.
[0052]
(Comparative Example 4)
25% by weight of isobornyl acrylate, 23% by weight of hexanediol diacrylate, 25% by weight of ethyl acetate (volatile organic solvent), 3% by weight of photopolymerization initiator, 5% by weight of pigment, 15% by weight of acrylic resin, and 4% by weight of other additives Was prepared as an ultraviolet-curable ink composition of Comparative Example 4.
[0053]
(Test Example 1)
Here, the viscosities (mPa · s) of the UV-curable ink compositions of Examples 1 to 5 and the UV-curable ink compositions of Comparative Examples 1 to 4, conditions of heating before printing, and conditions of 25 ° C. Characteristic tests were performed on storage stability, curability, dot diameter, and adhesion under the following conditions. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0054]
In addition, regarding the property test of curability, using a metal halide lamp (120 W), a conveyance speed of 30 m / min, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polycarbonate After forming a print film of 10 μm on each recording medium composed of a film of (PC), it was evaluated whether or not the print film was peeled off by sticking a cellophane tape. The evaluation of the curability property test makes it possible to determine the fixing property of the ultraviolet curable ink composition to a recording medium.
[0055]
The presence or absence of heating before printing is determined by the viscosity / temperature curve (see FIG. 1) when heating is necessary when the viscosity of the ultraviolet curable ink composition is greater than 15 mPa · s, and when the viscosity is small, heating is necessary. It was evaluated as none.
[0056]
The viscosity-temperature curve is, for example, when the viscosity of the ultraviolet-curable ink composition is 23 mPa · s, it is necessary to heat the ultraviolet-curable ink composition to 40 to 45 ° C. in order to apply the ink-jet method. It means that there is.
[0057]
Furthermore, the storage stability was evaluated as good if the storage was at a temperature of 25 ° C. and the change in viscosity was within 10%. In addition, the dot diameter measured the diameter of the printing film formed on the PC film.
[0058]
[Table 1]
[Table 2]
From the results in Table 1, Examples 1 and 2 were compared with Comparative Examples 1 to 3 when the content of the volatile organic solvent was in the range of 20 to 40% by weight, and while maintaining the desired fixing property, the ultraviolet curable type was used. It was found that the viscosity of the ink composition could be reduced. This makes it possible to perform printing by the inkjet method without heating the ultraviolet-curable ink composition before printing.
[0061]
Further, it was found that the ultraviolet curable ink compositions of Examples 1 and 2 were superior to Comparative Examples 2 and 3 in curability to a recording medium. Therefore, it was found that the ultraviolet curable ink compositions of Examples 1 and 2 were excellent in fixability to a recording medium. The UV-curable ink composition of Comparative Example 1 was excellent in curability as in Examples 1 and 2, but had a high viscosity due to the low content of the volatile organic solvent, and had a viscosity of 40% before printing. There is a drawback that heating at about ° C is required.
[0062]
Further, the UV curable ink compositions of Examples 1 and 2 can reduce the dot diameter to 80 or 90 μm despite the low viscosity. The numerical values of these dot diameters are the same as or smaller than the dot diameters of the high-viscosity UV-curable ink compositions of Comparative Examples 1 to 3.
[0063]
Further, in Examples 1 and 2, since the content of the photopolymerization initiator can be set to 5 wt% or less as compared with Comparative Example 1, the storage stability of the ultraviolet curable ink composition can be one year or more. I understood.
[0064]
On the other hand, from the results in Table 2, the UV-curable ink compositions of Examples 3 to 5 had a viscosity of 15 mPa · s or less in the range of 2 to 8 wt% of the acrylic resin as compared with Comparative Example 4. It was found that the composition had excellent curability. In particular, it was found that when the content of the acrylic resin was in the range of 4 to 8 wt%, more excellent curability was obtained.
[0065]
Accordingly, it was found that the ultraviolet curable ink compositions of Examples 3 to 5 were superior to Comparative Example 4 in the fixability to a recording medium. In particular, it was found that the UV-curable ink compositions of Examples 4 and 5 were able to obtain more excellent fixing properties because of the higher content of the acrylic resin.
[0066]
In addition, it was found that the dot diameters of the ultraviolet-curable ink compositions of Examples 3 to 5 can be reduced to 60 to 80 μm in spite of lower viscosity than Comparative Example 4.
[0067]
In Comparative Example 4, since the content of the acrylic resin was set to 15 wt%, the fixability to the recording medium and the dot diameter were excellent as in Examples 3 to 5, but the viscosity was large and the viscosity was large before printing. There is a disadvantage that heating at about 40 ° C. is required.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, the UV-curable ink composition of the present invention contains a volatile organic solvent in an amount of 20 to 40% by weight. Printing is possible irrespective of the recording medium.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing viscosity-temperature curves of Examples and Comparative Examples of the present invention.
