JP2008214436A - インク組成物、インクジェット記録方法、印刷物、平版印刷版の製造方法、及び平版印刷版 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】重合開始剤、重合性モノマー、及び燐酸基含有ポリマーを含有し、前記燐酸基含有ポリマーの重量平均分子量が10,000以上30,000以下であることを特徴とするインク組成物、並びに前記インク組成物をインクジェット記録装置により吐出する工程と、吐出されたインク組成物に活性放射線を照射してインク組成物を硬化する工程と、を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
【選択図】なし
Description
インクジェット方式によれば、普通紙のみならずプラスチックシート、金属板など非吸水性の被記録媒体にも印字可能であるが、印字する際の高速化及び高画質化が重要な課題となっており、印字後の液滴の乾燥、硬化に要する時間が、印刷物の生産性や印字画像の鮮鋭度に大きく影響する性質を有している。
紫外線などの放射線の照射により硬化可能なインクジェット記録用インクの高感度化を達成することにより、放射線に対し高い硬化性が付与され、インクジェット記録の生産性向上、消費電力低減、放射線発生器への負荷軽減による高寿命化、硬化不足に基づく低分子物質の揮発発生の防止など、多くの利益が生じる。また、高感度化は、特にインクジェット記録用インクにより形成された画像の強度を向上させ、特に、平版印刷版の形成に応用した場合、画像部の硬化強度が高まることになり、高耐刷性が得られることになる。
平版印刷版の画像部を形成するためには、支持体上に吐出されたインクの硬化性(硬化感度)、支持体との密着性、等が望まれている。
これに対して、脂環ポリマー、フッ素系ポリマーを含有するインクやポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレア樹脂及びポリエステル樹脂から選択される樹脂を含有するUVインクジェット用インクが開示されている(例えば、特許文献8,9参照。)。
しかしながら、基板との密着性が十分ではなく、また、インクの調製時に粘度上昇がみられインク調製の作業性、インクの突出性が満足できるものではなかった。
また、本発明のさらなる目的は、基板との密着性に優れた画像を有する印刷物、耐刷性に優れた平版印刷版、及びその製造方法を提供することにある。
即ち、本発明は下記の手段により達成されるものである。
<2> 燐酸基含有ポリマーを1質量%以上10質量%以下含有することを特徴とする上記<1>に記載のインク組成物。
<4> インクジェット記録用であることを特徴とする上記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<6> 前記活性放射線が、発光ピーク波長が350〜420nmの範囲にあり、かつ被記録媒体表面での最高照度が10〜2,000mW/cm2となる紫外線を発生する発光ダイオードにより照射される紫外線であることを特徴とする上記<5>に記載のインクジェット記録方法。
<8> 上記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のインク組成物を支持体上に吐出する工程と、吐出されたインク組成物に活性放射線を照射して、前記インク組成物を硬化させることにより、前記インク組成物が硬化してなる疎水性画像を前記支持体上に形成する工程と、を含むことを特徴とする平版印刷版の製造方法。
また、本発明によれば、基板との密着性に優れた画像を有する印刷物、耐刷性に優れた平版印刷版、及びその製造方法を提供できる。
本発明で言う「放射線」とは、その照射により組成物中において開始種を発生させうる活性エネルギー線を付与することができるものであれば、特に制限はなく、広くα線、γ線、X線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。従って、本発明のインク組成物としては、放射線として、紫外線を照射することにより硬化可能なインク組成物であることが好ましい。
また、本発明のインク組成物は、前記重合開始剤、重合性モノマー、及び燐酸基含有ポリマーを含有するが、着色剤を含有することが好ましく、必要に応じてその他の添加剤を含有することができる。
以下、本発明のインク組成物の構成成分等について詳細に説明する。
本発明における燐酸基含有ポリマー(以下、「特定燐酸基含有ポリマー」ともいう。)は、その重量平均分子量が10,000以上30,000以下とする必要がある。インク組成物の基板との密着性、インク組成物の粘度制御の観点から、10,000以上 25,000以下が好ましく、10,000以上20,000以下がより好ましく、10,000以上15,000以下が特に好ましい。
前記重量平均分子量を10,000以上とすることにより、基板への密着性が向上する傾向となり、また、20,000以下とすることにより、燐酸基含有ポリマー添加時のインク組成物の粘度上昇を抑制でき易くなる傾向となり好ましい。
本発明のインク組成物中に前記特定燐酸基含有ポリマーを含有させることにより、基板との密着性に優れたインク組成物とすることができ、また、該インク組成物を用いたインクジェット記録方法を提供することができる。また、前記インク組成物を用いたインクジェット記録方法により記録された印刷物が基板との密着性に優れた画像とすることができる。
それらの中でも、インク組成物中に含んで用いた際の基板との密着性との観点から、前記ポリマーとしては(1−1)ポリウレタン樹脂、(1−2)ポリエステル樹脂、(1−3)ポリウレア樹脂、(1−4)(メタ)アクリル系樹脂から選択される1種以上であることが好ましい態様である。更に好ましくは、(1−4)(メタ)アクリル系樹脂である。
本発明で使用するポリウレタン樹脂について説明する。
(i)本発明で使用されるポリウレタン樹脂は、下記式(1)’で表されるジイソシアネート化合物の少なくとも1種と式(1)”で表されるジオール化合物の少なくとも1種との反応生成物で表される構造単位を基本骨格とするポリウレタン樹脂である。
OCN−X0−NCO (1)’
HO−Y0−OH (1)”
(式中、X0、Y0は2価の有機残基を表す。)
好適に使用されるポリウレタン樹脂は、上記式(1)’で表されるジイソシアネート化合物と、式(23)、(24)、(25)のジオール化合物の少なくとも1種との反応生成物で表される構造単位および/または、テトラカルボン酸2無水物をジオール化合物で開環させた化合物から由来される構造単位を基本骨格とするポリウレタン樹脂である。
上記式(23)〜(25)中、Z0は下記の基を示す。
式中、R2、R3は同一でも相違していてもよく、水素原子、アルキル、アラルキル、アリール、アルコキシ、またはハロゲノ基を示す。好ましくは、水素原子、炭素数1〜8個のアルキル、炭素数6〜15個のアリール、炭素数1〜8個のアルコキシ、またはハロゲノ基を示す。またL21、R2、R3のうちの2つが結合して環を形成してもよい。
式中、R4、R5は同一でも相違していてもよく、水素原子、アルキル、アラルキル、アリールまたはハロゲノ基を示す。好ましくは水素原子、炭素数1〜8個のアルキル基、または炭素数6〜15個のアリール基を示す。またL21、R4、R5のうちの2つが結合して環を形成してもよい。
式中、L22、L23は同一でも相違していてもよく、単結合、二重結合、または二価の脂肪族炭化水素基を示す。好ましくは単結合、二重結合、またはメチレン基を示す。
式中、Aは単核または多核の芳香環を示す。好ましくは炭素数6〜18個の芳香環を示す。
a)テトラカルボン酸二無水物をジオール化合物で開環させて得られたアルコール末端の化合物と、ジイソシアネート化合物とを反応させる方法。
b)ジイソシアネート化合物をジオール化合物過剰の条件下で反応させ得られたアルコール末端を有するウレタン化合物と、テトラカルボン酸二無水物とを反応させる方法。
すなわち、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ビス−β−ヒドロキシエトキシシクロヘキサン、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加体、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加体、ビスフェノールFのエチレンオキサイド付加体、ビスフェノールFのプロピレンオキサイド付加体、水添ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加体、水添ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加体、ヒドロキノンジヒドロキシエチルエーテル、p−キシリレングリコール、ジヒドロキシエチルスルホン、ビス(2−ヒドロキシエチル)−2,4−トリレンジカルバメート、2,4−トリレン−ビス(2−ヒドロキシエチルカルバミド)、ビス(2−ヒドロキシエチル)−m−キシリレンジカルバメート、ビス(2−ヒドロキシエチル)イソフタレート等が挙げられる。
すなわち、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ヘプタエチレングリコール、オクタエチレングリコール、ジ−1,2−プロピレングリコール、トリ−1,2−プロピレングリコール、テトラ−1,2−プロピレングリコール、ヘキサ−1,2−プロピレングリコール、ジ−1,3−プロピレングリコール、トリ−1,3−プロピレングリコール、テトラ−1,3−プロピレングリコール、ジ−1,3−ブチレングリコール、トリ−1,3−ブチレングリコール、ヘキサ−1,3−ブチレングリコール、平均分子量1000のポリエチレングリコール、平均分子量1500のポリエチレングリコール、平均分子量2000のポリエチレングリコール、平均分子量3000のポリエチレングリコール、平均分子量7500のポリエチレングリコール、平均分子量400のポリプロピレングリコール、平均分子量700のポリプロピレングリコール、平均分子量1000のポリプロピレングリコール、平均分子量2000のポリプロピレングリコール、平均分子量3000のポリプロピレングリコール、平均分子量4000のポリプロピレングリコール等。
またL1、L2、L3、L4中にはイソシアネート基と反応しない他の官能基、例えばエーテル、カルボニル、エステル、シアノ、オレフイン、ウレタン、アミド、ウレイド基またはハロゲン原子等が存在していてもよい。n1、n2はそれぞれ2以上の整数であり、好ましくは2〜100の整数を示す。
このようなジオール化合物としては、以下に示すものが含まれる。
HO−L7−CO−O−L6−OH (12)
すなわち、式(15)としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール等、式(16)としては、下記に示す化合物等、
HO−L6−NH−CO−L7−CO−NH−L6−OH (19)
HO−L7−CO−NH−L6−OH (20)
HO−AR2−(L16−AR3)n−OH (21)
HO−AR2−L16−OH (22)
AR2、AR3は同一でも相違していてもよく、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基を示し、好ましくは炭素数6〜15個の芳香族基を示す。nは0〜10の整数を示す。
すなわち、カテコール、レゾルシン、ハイドロキノン、4−メチルカテコール、4−t−ブチルカテコール、4−アセチルカテコール、3−メトキシカテコール、4−フェニルカテコール、4−メチルレゾルシン、4−エチルレゾルシン、4−t−ブチルレゾルシン、4−ヘキシルレゾルシン、4−クロロレゾルシン、4−ベンジルレゾルシン、4−アセチルレゾルシン、4−カルボメトキシレゾルシン、2−メチルレゾルシン、5−メチルレゾルシン、t−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−t−アミルハイドロキノン、テトラメチルハイドロキノン、テトラクロロハイドロキノン、メチルカルボアミノハイドロキノン、メチルウレイドハイドロキノン、メチルチオハイドロキノン、ベンゾノルボルネン−3,6−ジオール、ビスフェノールA、ブスフェノールS、3,3’−ジクロロビスフェノールS、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−チオジフェノール、2,2’−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,4−ビス(p−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、1,4−ビス(2−(p−ヒドロキシフェニル)プロピル)ベンゼン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メチルアミン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシアントラキノン、2−ヒドロキシベンジルアルコール、4−ヒドロキシベンジルアルコール、2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルベンジルアルコール、4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルベンジルアルコール、4−ヒドロキシフェネチルアルコール、2−ヒドロキシエチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2−ヒドロキシエチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート、レゾルシンモノ−2−ヒドロキシエチルエーテル等が挙げられる。
L17は置換基(例えば、アルキル、アラルキル、アリール、アルコキシ、アリーロキシ、ハロゲン原子(−F、−Cl、−Br、−I)、カルボキシル基などの各基が含まれる。)を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基または複素環基を示す。必要に応じ、L17中にイソシアネート基と反応しない他の官能基、例えばカルボニル、エステル、ウレタン、アミド基などを有していてもよい。なおR106、L17、R108のうちの2個で環を形成してもよい。
すなわち、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、プロパン−1,2−ジアミン、ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルシロキサン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、4−アミノ−2,2−6,6−テトラメチルピペリジン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、リジン、L−シスチン、イソホロンジアミン等のような脂肪族ジアミン化合物;o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−トリレンジアミン、ベンジジン、o−ジトルイジン、o−ジアニシジン、4−ニトロ−m−フェニレンジアミン、2,5−ジメトキシ−p−フェニレンジアミン、ビス−(4−アミノフェニル)スルホン、4−カルボキシ−o−フェニレンジアミン、3−カルボキシ−m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノフェニルエーテル、1,8−ナフタレンジアミン等のような芳香族ジアミン化合物;2−アミノイミダゾール、3−アミノトリアゾール、5−アミノ−1H−テトラゾール、4−アミノピラゾール、2−アミノベンズイミダゾール、2−アミノ−5−カルボキシ−トリアゾール、2,4−ジアミノ−6−メチル−S−トリアジン、2,6−ジアミノピリジン、L−ヒスチジン、DL−トリプトファン、アデニン等のような複素環アミン化合物;エタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、1−アミノ−2−プロパノール、1−アミノ−3−プロパノール、2−アミノエトキシエタノール、2−アミノチオエトキシエタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール、o−アミノフェノール、4−メチル−2−アミノフェノール、2−クロロ−4−アミノフェノール、4−メトキシ−3−アミノフェノール、4−ヒドロキシベンジルアミン、4−アミノ−1−ナフトール、4−アミノサリチル酸、4−ヒドロキシ−N−フェニルグリシン、2−アミノベンジルアルコール、4−アミノフェネチルアルコール、2−カルボキシ−5−アミノ−1−ナフトール、L−チロシン等のようなアミノアルコールまたはアミノフェノール化合物。
使用するジイソシアネートおよびジオール化合物のモル比は好ましくは0.8:1〜1.2:1であり、ポリマー末端にイソシアネート基が残存した場合、アルコール類またはアミン類等で処理することにより、最終的にイソシアネート基が残存しない形で合成される。
<合成例1>
500mlの3つ口フラスコに1,6−ヘキサンジイソシアネート125gと2,3−ジヒドロキシプロピルフォスフォネート67gをジオキサン290mlに溶解した。N,N−ジエチルアニリンを1gを入れた後ジオキサン還流下6時間攪拌した。反応後、水4L、酢酸40ccの溶液に少しずつ加えポリマーを析出させた。この固体を真空乾燥させることにより185gのポリウレタン樹脂(A−1)を得た。燐酸基含有量は2.12meq/gであつた。GPCにて分子量を測定したところ重量平均(ポリスチレン標準)で12000であった。
本発明における燐酸基含有ポリマーとして、前記特定の重量平均分子量を有するポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
本発明で使用し得るポリエステル樹脂は、次の(1)又は(2)の方法等により合成できる。
(1)前記(1−1)ポリウレタン樹脂の項で述べた式(23)、(24)、(25)のジオール化合物と、ジカルボン酸又はその誘導体と、を反応させる。
(2)過剰のジオール化合物と、ジカルボン酸又はその誘導体と、を反応させて末端に水酸基を有するポリエステル樹脂を合成し、次いでテトラカルボン酸二無水物を反応させる。
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキサン、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加体、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加体、ビスフェノールFのエチレンオキシド付加体、ビスフェノールFのプロピレンオキシド付加体、水添ビスフェノールAのエチレンオキシド付加体、水添ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加体、ヒドロキノンジヒドロキシエチルエーテル、p−キシリレングリコール、ビス(2−ヒドロキシエチル)イソフタレートなどが挙げられる。
これらの中でも、方法(1)又は(2)に併用されるジオール化合物としては、芳香族基を有するジオール化合物、炭素数2〜10の脂肪族ジオール化合物が特に好ましい。
これらの中でも、方法(1)又は(2)において使用されるジカルボン酸又はその誘導体としては、芳香族基を有するジカルボン酸又はその誘導体、炭素数2〜10の脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体が特に好ましい。
テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’、4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−スルホニルジフタル酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’−{3,3’(アルキルホスホリルジフェニレン)−ビス(イミノカルボニル)}ジフタル酸二無水物、ヒドロキノンジアセテートとトリメリット酸無水物の付加体、ジアセチルジアミンとトリメリット酸無水物の付加体などの芳香族テトラカルボン酸二無水物、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族又は脂環族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらの中でも、芳香族テトラカルボン酸二無水物が特に好ましい。
末端水酸基と反応しうる官能基を有する鎖延長剤としては、例えば、ジアリールオキザレート化合物、ジアリールフタレート化合物、ジアリールカーボネート化合物、ビス(N−アシルラクタム)化合物、ビス(N−アシルイミド)化合物、ビスベンゾオキサジノン化合物、ポリイソシアネート化合物、ビスオキサゾロン化合物、ビス(N−アシルイミダゾール)化合物、アルコキシシラン化合物、シラノール化合物、フロキサン化合物、ビスアジリジン化合物、ポリイソチオシアネート化合物、ジビニルエーテル化合物、ジケテンアセタール化合物、不飽和シクロアセタール化合物、ビスカルボジイミド化合物等の化合物が挙げられる。
Xは、酸素原子、硫黄原子、又は−N(R17)−を表し、R17は、水素原子、又は1価の有機基を表す。ここで、R17は、置換基を有してもよいアルキル基などが挙げられ、なかでも、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基がラジカル反応性が高いことから好ましい。
ここで、導入し得る置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、ニトロ基、シアノ基、アミド基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基などが挙げられる。ここで、炭素原子を有する置換基としては、総炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい。
また、ここで導入し得る置換基としては、一般式(III)と同様のものが例示される。
また、Yは、酸素原子、硫黄原子、又は−N(R17)−を表す。R18は、一般式(III)のR17の場合と同義であり、好ましい例も同様である。
R13としては、好ましくは、水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基などが挙げられ、なかでも、水素原子、メチル基がラジカル反応性が高いことから好ましい。
R14、R15は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルアミノ基、置換基を有してもよいアリールアミノ基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基などが挙げられ、なかでも、水素原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基がラジカル反応性が高いことから好ましい。ここで、炭素原子は、総炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい。
ここで、導入し得る置換基としては、一般式(III)と同様のものが例示される。また、Zは、酸素原子、硫黄原子、−N(R18)−、又は置換基を有してもよいフェニレン基を表す。R18は、一般式(III)のR17の場合と同義であり、好ましい例も同様である。
Aは、置換基を有してもよいアルキレン基、又は置換基を有してもよいフェニレン基を表す。これらの中でも、メチレン基がラジカル反応性が高いことから好ましい。
ここで、導入し得る置換基としては、一般式(III)と同様のものが例示される。
(3)前記(1)又は(2)の方法において使用した、ジカルボン酸又はその誘導体として、炭素−炭素不飽和結合を有するジカルボン酸又はその誘導体を使用する、或いは、併用する。
(4)前記(1)又は(2)の方法により合成された側鎖にカルボキシ基を有する特定ポリエステル樹脂のカルボキシ基の一部を、炭素−炭素不飽和結合を有するハロゲン化物又はエポキシ化合物と反応させる。
また、前記ポリエステル樹脂の鎖中には、他の結合、例えば、ウレタン、エステル、ウレイド、エーテル結合などを有してもよい。
コハク酸無水物(ジカルボン酸成分)100g及び2,3−ジヒドロキシプロピルフォスフォネート(ジオール成分)206.4gの混合物(ポリエステル樹脂(B−1)の原料成分)に、ジブチル錫ジラウリレート0.5wt%を加え、窒素ガス雰囲気下で、180℃に加温して3時間攪拌反応させた。同温度で反応器内の圧力を減圧して、50mHgとして、更に3時間加熱攪拌しながら、留出物を留去した。反応器を室温に戻した後に、溶媒としてN,N−ジメチルアセトアミドを加えて60wt%溶液とした後に、ピロメリト酸無水物(テトラカルボン酸二無水物、ポリエステル樹脂(B−1)の原料成分)を攪拌しながら加えた。110℃に昇温して、8時間反応させた後、Rapi−Cure DVE−3(ISP Europe社製、ビニルエーテル化合物)で希釈して、ポリエステル樹脂(B−1)を含有する20wt%溶液とした。
本発明における燐酸基含有ポリマーとして、前記特定の重量平均分子量を有するポリウレア樹脂を用いることが好ましい。
前記ポリウレア樹脂は、水不溶性且つアルカリ可溶性であることが好ましく、そのポリマー主鎖に尿素結合を有するものであれば特に制限はない。
ここで、尿素結合とは、一般的には「−NH−CO−NH−」のことを指すが、本発明における尿素結合とは、上記「−NH−」の水素部分が任意の置換基により置換されている構造も包含するものと定義する。
本発明における尿素結合としては、例えば、下記一般式(a)で表されるものが挙げられる。
ここで、Ra、Ra’がアルキル基である場合には、炭素数1〜20程度のものが好ましく、炭素数1〜6程度のものがより好ましい。Ra、Ra’がアリール基である場合には、炭素数6〜24程度のものが好ましく、炭素数6〜15程度のものがより好ましい。Ra、Ra’がアラルキル基である場合には、炭素数7〜24程度のものが好ましく、炭素数7〜15程度のものがより好ましい。また、RaおよびRa’で表される置換基の少なくとも一方と、該置換基が結合している窒素原子の他方の結合手と、が互いに結合して環構造を形成していてもよく、例えば下記式で表される如き結合もまた、本発明における尿素結合に包含される。
本発明においては、下記一般式(I)で表されるジイソシアネート化合物の少なくとも1種と、前記(1−1)ポリウレタン樹脂の項で述べた式(23)、(24)、(25)のジオール化合物の少なくとも1種と、1級あるいは2級アミンなどのポリマー主鎖に尿素結合を導入しうる化合物の少なくとも1種と、からなる反応生成物を基本骨格とする高分子化合物(ポリウレア樹脂)が好ましい。
さらに、R1は置換基を有していてもよく、導入可能な置換基としては、例えば、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ハロゲン原子(−F、−Cl、−Br、−I)などが好ましい。
また、本発明に用いられるジイソシアネート化合物としては、上記一般式(I)で表される範囲のもの以外にも、例えば、後述するジオール化合物からなるオリゴマーまたはポリマーなどの高分子化合物の両末端に、イソシアネート基を有する高分子量のジイソシアネート化合物などを用いることもできる。
例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートの二量体、2,6−トリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、3,3’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート等の如き芳香族ジイソシアネート化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等の如き脂肪族ジイソシアネート化合物;イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4(又は2,6)ジイソシアネート、1,3−(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等の如き脂肪環ジイソシアネート化合物;1,3−ブチレングリコール1モルとトリレンジイソシアネート2モルとの付加体等の如きジオールとジイソシアネートとの反応物であるジイソシアネート化合物等が挙げられる。
中でも、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、3,3’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネートが感度、耐薬品性
の観点より好ましい。
このような化合物の具体例としては、以下に示すものが挙げられるが本発明はこれらに
限定されるものではない。
具体的には、2,4−トリレン−ビス(2−ヒドロキシエチルカルバミド)、m−キシリレン−ビス(2−ヒドロキシエチルカルバミド)、ヘキサメチレン−ビス(2−ヒドロキシエチルカルバミド)、4,4’−ジフェニルメタン−ビス(2−ヒドロキシエチルカルバミド)、1,5−ナフタレン−ビス(2−ヒドロキシエチルカルバミド)等が挙げられ、中でも、ヘキサメチレン−ビス(2−ヒドロキシエチルカルバミド)、4,4’−ジフェニルメタン−ビス(2−ヒドロキシエチルカルバミド)が特に好ましい。
具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−ビス−β−ヒドロキシエトキシシクロヘキサン、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加体、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加体、ビスフェノールFのエチレンオキサイド付加体、ビスフェノールFのプロピレンオキサイド付加体、水添ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加体、水添ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加体、ヒドロキノンジヒドロキシエチルエーテル、p−キシリレングリコール、ジヒドロキシエチルスルホン、ビス(2−ヒドロキシエチル)−2,4−トリレンジカルバメート、ビス(2−ヒドロキシエチル)−m−キシリレンジカルバメート、ビス(2−ヒドロキシエチル)イソフタレート等が挙げられる。
使用するジイソシアネート化合物に対する、一般式(II)〜(IV)で表されるジオール化合物と、1級あるいは2級アミンおよび/または尿素結合を有する化合物との合計のモル比は、好ましくは0.8:1〜1.2:1であり、ポリマー末端にイソシアネート基が残存した場合、アルコール類又はアミン類等で処理することにより、最終的にイソシアネート基が残存しない形で合成される。
また、一般式(II)〜(IV)で表されるジオール化合物に対する、1級あるいは2級アミンおよび/またはウレア化合物のモル比は、95:5〜0:100であることが好ましく、90:10〜10:90であることがより好ましく、80:20〜20:80であることがさらに好ましい。
<合成例1>
コンデンサー、撹拌機を備えた500mlの3つ口丸底フラスコに、2,3−ジヒドロキシプロピルフォスフォネート13.4g(0.066モル)、ヘキサメチレンジアミン2.4g(0.040モル)を加え、N,N−ジメチルアセトアミド120mlに溶解した。これにヘキサメチレンジイソシアネート50.1g(0.20モル)を添加し、100℃にて6時間、加熱撹拌した。その後、N,N−ジメチルホルムアミド200mlおよび酢酸50mlにて希釈した。反応溶液を水4l中に撹拌しながら投入し、白色のポリマーを析出させた。このポリマーを濾別し、水で洗浄後、真空下乾燥させることにより75gのポリマーを得た。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて分子量を測定したところ、質量平均(ポリスチレン標準)で14,000であった。更に滴定により、リン酸基含有量(酸価)を測定したところ1.22meq/gであった[前記ポリウレア樹脂(C−1)]。
3−(1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチルカルボニルアミノ)プロピルフォスフォネート13.4g(0.066モル)、ヘキサメチレンジアミン4.2g(0.04モル)、およびヘキサメチレンジイソシアネート10.1g(0.060モル)を用い、合成例1と同様にして反応、後処理を行なった。白色のポリマー76gを得た。GPCにより分子量を測定したところ質量平均(ポリスチレン標準)で22,000であった。また滴定により、燐酸基含有量を測定したところ、1.20meq/gであった[前記ポリウレア樹脂(C−2)]。
燐酸基を有するポリマーの構造単位は、下記一般式(1)で表されるものであることが好ましい。
このような一般式(1)で表される構造単位として好ましいものを下記一般式(1−2)に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、このような燐酸基を構造単位中に複数有していてもよく、その場合、Z1、又は、Z3の位置に連結基Wを介して燐酸基が結合する態様や、連結基Wが分岐構造を有し、その先端に別の燐酸基が連結している態様をとることができる。
上記Wとしては、炭素数1〜20の直鎖または分岐、鎖状または環状のアルキレン、炭素数2〜20の直鎖または分岐、鎖状または環状のアルケニレン、炭素数2〜20のアルキニル基、炭素数6〜20のアリーレン(単環、複素環)、−OC(=O)−、−OC(=O)Ar−、−OC(=O)O−、−OC(=O)OAr−、−C(=O)N(R)−、−C(=O)N(Ar)−、−SO2N(R)−、−SO2N(Ar)−、アルキレンオキシ、ポリアルキレンオキシ、−OAr−(アリーレンオキシ、ポリアリーレンオキシ)、−C(=O)O−、−C(=O)O−Ar−、−C(=O)Ar−、−C(=O)−、−SO2O−、−SO2OAr−、−OSO2−、−OSO2Ar−、−N(R)SO2−、−N(Ar)SO2−、−N(R)C(=O)−、−N(Ar)C(=O)−、−N(R)C(=O)O−、−N(Ar)C(=O)O−、−OC(=O)N(R)−、−OC(=O)N(Ar)−、−N(Ar)−、−N(R)−、−N+(R)(R’)−、−N+(R)(Ar)−、−N+(Ar)(Ar’)−、−S−、−SAr−、−ArS−、ヘテロ環基(ヘテロ原子としては例えば、窒素、酸素およびイオウ等を少なくとも1個以上含み、3ないし12員環の単環、縮合環)、−OC(=S)−、−OC(=S)Ar−、−C(=S)O−、−C(=S)OAr−、−C(=S)OAr−、−C(=O)S−、−C(=O)SAr−、−ArC(=O)−、−ArC(=O)N(R)−、−ArC(=O)N(Ar)−、−ArC(=O)O−、−ArC(=O)O−、−ArC(=O)S−、−ArC(=S)O−、−ArO−、−ArN(R)−等が挙げられる。
なお、上記R、R’は、水素原子、直鎖または分岐のアルキル基(炭素数1〜20、更に1〜8が好適。)、鎖状または環状のアルキル基(炭素数1〜20、更に1〜8が好適。)、直鎖または分岐のアルケニル基(炭素数1〜20、更に1〜8が好適。)、鎖状または環状のアルケニル基(炭素数1〜20、更に1〜8が好適。)、直鎖または分岐のアルキニル基(炭素数1〜20、更に1〜8が好適。)、鎖状または環状のアルキニル基(炭素数1〜20、更に1〜8が好適。)を表し、Ar、Ar’はアリール基を表す。
数1〜20のアルキルスルホニル基(例えば、メタンスルホニル、オクチルスルホニル、2−メトキシエチルスルホニル、2−ヘキシルデシルスルホニル等)、炭素数6〜20のアリールスルホニル基(例えば、ベンゼンスルホニル、p−トルエンスルホニル、4−フェニルスルホニルフェニルスルホニル等)、炭素数2〜20のアルコキシカルボニルアミノ基(例えば、エトキシカルボニルアミノ等)、炭素数7〜20のアリールオキシカルボニルアミノ基(例えば、フェノキシカルボニルアミノ、ナフトキシカルボニルアミノ等)、炭素数0〜20のアミノ基(例えばアミノ、メチルアミノ、ジエチルアミノ、ジイソプロピルアミノ、アニリノ、モルホリノ等)、炭素数3〜20のアンモニオ基(例えば、トリメチルアンモニオ基、ジメチルベンジルアンモニオ基など)、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、スルホ基、メルカプト基、炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基(例えば、メタンスルフィニル、オクタンスルフィニル等)、炭素数6〜20のアリールスルフィニル基(例えば、ベンゼンスルフィニル、4−クロロフェニルスルフィニル、p−トルエンスルフィニル等)、炭素数1〜20のアルキルチオ基(例えば、メチルチオ、オクチルチオ、シクロヘキシルチオ等)、炭素数6〜20のアリールチオ基(例えば、フェニルチオ、ナフチルチオ等)、炭素数1〜20のウレイド基(例えば、3−メチルウレイド、3,3−ジメチルウレイド、1,3−ジフェニルウレイド等)、炭素数2〜20のヘテロ環基(ヘテロ原子としては例えば、窒素、酸素およびイオウ等を少なくとも1個以上含み、3ないし12員環の単環、縮合環で、例えば、2−フリル、2−ピラニル、2−ピリジル、2−チエニル、2−イミダゾリル、モルホリノ、2−キノリル、2−ベンツイミダゾリル、2−ベンゾチアゾリル、2−ベンゾオキサゾリル等)、炭素数1〜20のアシル基(例えば、ホルミル、アセチル、ベンゾイル、トリフルオロアセチル等)、炭素数0〜20のスルファモイルアミノ基(例えば、N−ブチルスルファモイルアミノ、N−フェニルスルファモイルアミノ等)、炭素数3〜50のシリル基(例えば、トリメチルシリル、ジメチル−t−ブチルシリル、トリフェニルシリル等)、アゾ基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)が挙げられる。
また、上記Z1〜Z3が水素原子、またはハロゲン原子以外の場合、これらはさらに置換基を有していてもよく、その置換基の例としては上記具体例として挙げた如き置換基が挙げられる。
Wは上記一般式(1−2)で挙げたものと同義である。以下に、このようなWで表される2価の置換基として、密着性の観点から特に好ましい具体例を挙げるが本発明はこれらに限定されるものではない。
また、上記燐酸基含有モノマーにさらに下記の共重合成分を加えて共重合を行なったものを特定ポリマーとして用いてもよい。
(2)スルホンアミド基を有する重合性モノマー
(3)置換スルホンアミド基を有する重合性モノマー
(4)カルボン酸基を有する重合性モノマー
(5)スルホン酸基を有する重合性モノマー
(6)例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレートまたは2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の脂肪族水酸基を有するアクリル酸エステル類、およびメタクリル酸エステル類。
(7)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸アミル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−クロロエチル、グリシジルアクリレート、N−ジメチルアミノエチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアルキレート等のアクリレート。
(8)メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸2−クロロエチル、グリシジルメタクリレート、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート等のメタクリレート。
(10)エチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル等のビニルエーテル類。
(11)ビニルアセテート、ビニルクロロアセテート、ビニルブチレート、安息香酸ビニル等のビニルエステル類。
(13)メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、プロピルビニルケトン、フェニルビニルケトン等のビニルケトン類。
(14)エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類。
(16)マレイミド、N−アクリロイルアクリルアミド、N−アセチルメタクリルアミド、N−プロピオニルメタクリルアミド、N−(p−クロロベンゾイル)メタクリルアミド等の不飽和イミド。
共重合成分として更により好ましくは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル酸であることが好ましい。更に好ましくは、アクリル酸プロピル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ブチルが挙げられる。
前記上記以外のポリマーの好ましい態様は、インク溶解性の観点から(メタ)アクリル樹脂である。
共重合成分としては、更に好ましくは、アクリル酸プロピル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ブチルが挙げられる。
本発明における特定燐酸基含有ポリマーは単独で用いても混合して用いてもよい。
前記燐酸基が0.4meq/g以上含まれることにより、より基板への密着性が向上する傾向となり、また3.6meq/g以下であることがよりインクへの溶解性が向上する傾向となり好ましい。
本発明における特定燐酸基含有ポリマーは単独で用いても混合して用いてもよい。
本発明のインク組成物中に含まれる、特定燐酸基含有ポリマーの含有量は特に限定されるものではないが、インク溶解性とインク粘度の観点から、1質量%以上20質量%以下が好ましく、1質量%以上15質量%以下がより好ましく、1質量%以上10質量%以下が特に好ましい。
尚、本発明における特定燐酸基含有ポリマーの上述の好適な態様の組合せがより好ましい態様である。
本発明のインク組成物には、基板との密着性向上のため、特定燐酸基含有ポリマーと共に以下に詳述する重合性モノマーとしての重合性化合物(カチオン重合性化合物、ラジカル重合性化合物)を併用する必要がある。
前記重合性化合物としては、以下のエポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニルエーテル化合物等が挙げられる。
本発明に併用しうるカチオン重合性化合物は、後述する、放射線の照射により重合反応を開始し、硬化する化合物であれば特に制限はなく、光カチオン重合性モノマーとして知られる各種公知のカチオン重合性のモノマーを使用することができる。カチオン重合性モノマーとしては、例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892号、同2001−40068号、同2001−55507号、同2001−310938号、同2001−310937号、同2001−220526号などの各公報に記載されているエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。
芳香族エポキシドとしては、少なくとも1個の芳香族核を有する多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジ又はポリグリシジルエーテルが挙げられ、例えば、ビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、並びにノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
脂肪族エポキシドとしては、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル等があり、その代表例としては、エチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル又は1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリンあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテルに代表されるポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
単官能エポキシ化合物の例としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、1,2−ブチレンオキサイド、1,3−ブタジエンモノオキサイド、1,2−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、1,2−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、3−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−ビニルシクロヘキセンオキサイド等が挙げられる。
単官能ビニルエーテルの例としては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、n−ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、4−メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ジシクロペンテニルビニルエーテル、2−ジシクロペンテノキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールビニルエーテル等が挙げられる。
ビニルエーテル化合物としては、ジ又はトリビニルエーテル化合物が、硬化性、被記録媒体との密着性、形成された画像の表面硬度などの観点から好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。
本発明のインク組成物において、オキセタン環を有する化合物としては、その構造内にオキセタン環を1〜4個有する化合物が好ましい。このような化合物を使用することで、組成物の粘度をハンドリング性の良好な範囲に維持することが容易となり、また、インク組成物等に適用した場合において、硬化後の組成物と被記録媒体との高い密着性を得ることができる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられ、フルオロアルキル基としては、これらアルキル基の水素のいずれかがフッ素原子で置換されたものが好ましく挙げられる。
Ra2は、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数2〜6個のアルケニル基、芳香環を有する基、炭素数2〜6個のアルキルカルボニル基、炭素数2〜6個のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜6個のN−アルキルカルバモイル基を表す。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられ、アルケニル基としては、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基等が挙げられ、芳香環を有する基としては、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基、フェノキシエチル基等が挙げられる。アルキルカルボニル基としては、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ブチルカルボニル基等が、アルキコキシカルボニル基としては、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等が、N−アルキルカルバモイル基としては、エチルカルバモイル基、プロピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、ペンチルカルバモイル基等が挙げられる。また、Ra2は置換基を有していてもよく、置換基としては、1〜6のアルキル基、フッ素原子が挙げられる。
Ra5は、酸素原子、硫黄原子、メチレン基、NH、SO、SO2、C(CF3)2、又は、C(CH3)2を表す。
Ra6は、炭素数1〜4個のアルキル基、又は、アリール基を表し、nは0〜2,000の整数である。Ra7は炭素数1〜4個のアルキル基、アリール基、又は、下記構造を有する1価の基を表す。下記式中、Ra8は炭素数1〜4個のアルキル基、又はアリール基であり、mは0〜100の整数である。
特開2004−91556号公報に記載されたオキセタン化合物も本発明に併用することができる。当該化合物は、同公報の段落番号[0022]ないし[0058]に詳細に記載されている。
本発明に併用される他のオキセタン化合物のなかでも、組成物の粘度と粘着性の観点から、オキセタン環を1個有する化合物を使用することが好ましい。
また、本発明におけるラジカル重合性化合物としては、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物であり、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する化合物であればどのようなものでもよく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の化学構造形態を持つものが含まれる。
ラジカル重合性化合物は1種のみ用いてもよく、また目的とする特性を向上するために任意の比率で2種以上を併用してもよい。好ましくは2種以上併用して用いることが、反応性、物性などの性能を制御する上で好ましい。
これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性、密着性、表面硬度の観点から、ジビニルエーテル化合物、トリビニルエーテル化合物が好ましく、特に、ジビニルエーテル化合物が好ましい。ビニルエーテル化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
本発明のインク組成物は、前記リン酸基含有重合性化合物及び前記他の重合性化合物を重合硬化させる重合開始剤の少なくとも一種を含有することが好ましい。前記重合開始剤は、活性エネルギー線の波長領域に吸収を有し、活性エネルギー線に曝されたときに重合性化合物に作用して重合硬化を促進し得るものである。
本発明のインク組成物は、着色剤を含有することが好ましい。
本発明に用いることのできる着色剤としては、特に制限はないが、耐候性に優れ、色再現性に富んだ顔料及び油溶性染料が好ましく、溶解性染料等の任意の公知の着色剤から選択して使用することができる。本発明のインク組成物又はインクジェット記録用インク組成物に好適に使用し得る着色剤は、硬化反応である重合反応において重合禁止剤として機能しないことが好ましい。これは、活性放射線による硬化反応の感度を低下させないためである。
顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料及び無機顔料、又は顔料を、分散媒として不溶性の樹脂等に分散させたもの、或いは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等を用いることができる。また、樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いることができる。
これらの顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年刊)、W.Herbst,K.Hunger「Industrial Organic Pigments」、特開2002−12607号公報、特開2002−188025号公報、特開2003−26978号公報、特開2003−342503号公報に記載の顔料が挙げられる。
オレンジ色を呈する顔料として、C.I.ピグメントオレンジ66(イソインドリンオレンジ)の如きイソインドリン系顔料、C.I.ピグメントオレンジ51(ジクロロピラントロンオレンジ)の如きアントラキノン系顔料が挙げられる。
白色顔料の具体例としては、塩基性炭酸鉛(2PbCO3Pb(OH)2、いわゆる、シルバーホワイト)、酸化亜鉛(ZnO、いわゆる、ジンクホワイト)、酸化チタン(TiO2、いわゆる、チタンホワイト)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3、いわゆる、チタンストロンチウムホワイト)などが利用可能である。
顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリアクリレート、脂肪族多価カルボン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、顔料誘導体等を挙げることができる。また、Zeneca社のSolsperseシリーズなどの市販の高分子分散剤を用いることも好ましい。
また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料100質量部に対し、1〜50質量部添加することが好ましい。
顔料粒子の平均粒径を上記好ましい範囲となるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を維持することができる。
本発明に用いることのできる染料は、油溶性のものが好ましい。具体的には、25℃での水への溶解度(水100gに溶解する色素の質量)が1g以下であるものを意味し、好ましくは0.5g以下、より好ましくは0.1g以下である。従って、所謂、水に不溶性の油溶性染料が好ましく用いられる。
油溶化基としては、長鎖、分岐アルキル基、長鎖、分岐アルコキシ基、長鎖、分岐アルキルチオ基、長鎖、分岐アルキルスルホニル基、長鎖、分岐アシルオキシ基、長鎖、分岐アルコキシカルボニル基、長鎖、分岐アシル基、長鎖、分岐アシルアミノ基長鎖、分岐アルキルスルホニルアミノ基、長鎖、分岐アルキルアミノスルホニル基及びこれら長鎖、分岐置換基を含むアリール基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アリールカルボニルオキシ基、アリールアミノカルボニル基、アリールアミノスルホニル基、アリールスルホニルアミノ基等が挙げられる。
また、カルボン酸、スルホン酸を有する水溶性染料に対して、長鎖、分岐アルコール、アミン、フェノール、アニリン誘導体を用いて油溶化基であるアルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノスルホニル基、アリールアミノスルホニル基に変換することにより染料を得てもよい。
また、退色、特にオゾンなどの酸化性物質に対する耐性や硬化特性を向上させるために、酸化電位が貴である(高い)ことが望ましい。このため、本発明で用いる油溶性染料として、酸化電位が1.0V(vs SCE)以上であるものが好ましく用いられる。酸化電位は高いほうが好ましく、酸化電位が1.1V(vsSCE)以上のものがより好ましく、1.15V(vs SCE)以上のものが特に好ましい。
特に好ましい染料は、特開2004−250483号公報の段落番号[0034]に記載されている一般式(Y−II)〜(Y−IV)で表される染料であり、具体例として特開2004−250483号公報の段落番号[0060]から[0071]に記載の化合物が挙げられる。尚、該公報記載の一般式(Y−I)の油溶性染料はイエローのみでなく、ブラックインク、レッドインクなどのいかなる色のインクに用いてもよい。
特に好ましい染料は、特開2002−121414号公報の段落番号[0084]から[0122]に記載されている一般式(M−1)〜(M−2)で表されるアゾ染料であり、具体例として特開2002−121414号公報の段落番号[0123]から[0132]に記載の化合物が挙げられる。尚、該公報記載の一般式(3)、(4)、(M−1)〜(M−2)の油溶性染料はマゼンタのみでなく、ブラックインク、レッドインクなどのいかなる色のインクに用いてもよい。
特に好ましい染料は、特開2002−121414号公報の段落番号[0133]から[0196]に記載されている一般式(C−I)、(C−II)で表されるフタロシアニン染料であり、更に一般式(C−II)で表されるフタロシアニン染料が好ましい。この具体例としては、特開2002−121414号公報の段落番号[0198]から[0201]に記載の化合物が挙げられる。尚、前記式(I)〜(IV)、(IV−1)〜(IV−4)、(C−I)、(C−II)の油溶性染料はシアンのみでなく、ブラックインクやグリーンインクなどのいかなる色のインクに用いてもよい。
以下に、必要に応じて本発明に用いることのできる種々の添加剤について述べる。
本発明においては、得られる画像の耐候性向上、退色防止の観点から、紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤、などが挙げられる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.5質量%〜15質量%であることが好ましい。
本発明には、重合開始剤の開始効率の向上、感光波長の長波長化の目的で、必要に応じ、増感剤を添加してもよい。増感剤としては、重合開始剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものであれば、何れでもよい。好ましくは、アントラセン、9,10−ジアルコキシアントラセン、ピレン、ペリレンなどの芳香族多縮環化合物、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーケトンなどの芳香族ケトン化合物、フェノチアジン、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物が挙げられる。増感剤の添加量は目的に応じて適宜選択されるが、重合開始剤に対し0.01モル%〜1モル%で用いることが好ましく、0.1モル%〜0.5モル%がより好ましい。
組成物の安定性向上のため、酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許、同第223739号公報、同309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54−48535号公報、同62−262047号公報、同63−113536号公報、同63−163351号公報、特開平2−262654号公報、特開平2−71262号公報、特開平3−121449号公報、特開平5−61166号公報、特開平5−119449号公報、米国特許第4814262号明細書、米国特許第4980275号明細書等に記載のものを挙げることができる。
インク組成物中における酸化防止剤の添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1質量%〜8質量%であることが好ましい。
本発明には、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。前記有機系の褪色防止剤としては、ハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類、などが挙げられる。前記金属錯体系の褪色防止剤としては、ニッケル錯体、亜鉛錯体、などが挙げられ、具体的には、リサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのI〜J項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や、特開昭62−215272号公報の127頁〜137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を使用することができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1質量%〜8質量%であることが好ましい。
本発明には、吐出物性の制御を目的として、チオシアン酸カリウム、硝酸リチウム、チオシアン酸アンモニウム、ジメチルアミン塩酸塩などの導電性塩類を添加することができる。
本発明には、被記録媒体との密着性を改良するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、tert−ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、などが挙げられる。
この場合、耐溶剤性やVOCの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量はインク組成物全体に対し0.1質量%〜5質量%が好ましく、より好ましくは0.1質量%〜3質量%の範囲である。
本発明には、膜物性を調整するため、前記特定燐酸基含有ポリマー以外の各種高分子化合物を添加することができる。高分子化合物としては、アクリル系重合体、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらは2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合が好ましい。更に、高分子結合材の共重合組成として、「カルボキシル基含有モノマー」、「メタクリル酸アルキルエステル」、又は「アクリル酸アルキルエステル」を構造単位として含む共重合体も好ましく用いられる。
本発明には、界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。なお、前記界面活性剤の代わりに有機フルオロ化合物を用いてもよい。前記有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。前記有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57−9053号(第8〜17欄)、特開昭62−135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。
タッキファイヤーとしては、具体的には、特開2001−49200号公報の5〜6pに記載されている高分子量の粘着性ポリマー(例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1〜20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3〜14の脂環属アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6〜14の芳香属アルコールとのエステルからなる共重合物)や、重合性不飽和結合を有する低分子量粘着付与性樹脂などである。
本発明のインク組成物は、上述のように、重合開始剤、重合性モノマー、特定燐酸基含有ポリマー、着色剤、等を含有するものである。
本発明のインク組成物において、上述の構成成分の好適な態様が好ましく、それぞれの好適な態様の組合せがより好ましい。
本発明のインク組成物が好適に適用されるインクジェット記録方法(本発明のインクジェット記録方法)について、以下説明する。
本発明のインクジェット記録方法は、上記した本発明のインク組成物を、被記録媒体(支持体、記録材料等)上にインク組成物をインクジェット記録装置により吐出する工程、及び、吐出されたインク組成物に活性放射線を照射してインク組成物を硬化する工程、を含むことを特徴とする。硬化したインク組成物は、被記録媒体上に画像を形成する。
また、本発明のインク組成物は、硬化時の熱収縮が少なく、基材(被記録媒体)との密着性に優れるため、インクの硬化収縮、硬化反応時の発熱などにより、フィルムのカール、変形が生じやすいフィルム、例えば、熱でシュリンク可能な、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルムなどにおいても、高精細な画像を形成しうるという利点を有する。
更に、本発明に適用しうる被記録材料としては、後述する平版印刷版の支持体が挙げられる。
特に、本発明のインクジェット記録方法では、放射線照射が、発光波長ピークが350〜420nmであり、かつ、前記被記録媒体表面での最高照度が10〜2,000mW/cm2となる紫外線を発生する発光ダイオードから照射されることが好ましい。
そのため、高品質で、更に、柔軟性に優れる画像を有する印刷物となる。
本発明の平版印刷版の製造方法は、(a)本発明のインク組成物を支持体上に吐出する工程、及び(b)吐出されたインク組成物に活性放射線を照射して、前記インク組成物を硬化させることにより、前記インク組成物が硬化してなる疎水性画像を前記支持体上に形成する工程、を含む平版印刷版の製造方法である。
また、本発明の平版印刷版は、上記本発明の平版印刷版の製造方法により製造された平版印刷版であり、支持体と、該支持体上に形成された疎水性画像とを有する。
(支持体)
本発明の平版印刷版における支持体(被記録媒体)としては、特に限定されず、寸度的に安定な板状の支持体であればよい。支持体としては、親水性の支持体であることが好ましい。支持体としては、例えば、紙、プラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等)がラミネートされた紙、金属板(例えば、アルミニウム、亜鉛、銅等)、プラスチックフィルム(例えば、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール等)、上述した金属がラミネートされ又は蒸着された紙又はプラスチックフィルム等が挙げられる。好ましい支持体としては、ポリエステルフィルム及びアルミニウム板が挙げられる。中でも、寸法安定性がよく、比較的安価であるアルミニウム板が好ましい。
アルミニウム板を使用するに先立ち、粗面化処理、陽極酸化処理等の表面処理を施すことが好ましい。表面処理により、親水性の向上及び画像記録層と支持体との密着性の確保が容易になる。アルミニウム板を粗面化処理するに先立ち、所望により、表面の圧延油を除去するための界面活性剤、有機溶剤、アルカリ性水溶液等による脱脂処理が行われる。
機械的粗面化処理の方法としては、ボール研磨法、ブラシ研磨法、ブラスト研磨法、バフ研磨法等の公知の方法を用いることができる。また、アルミニウムの圧延段階において凹凸を設けたロールで凹凸形状を転写する転写法も用いてもかまわない。
電気化学的粗面化処理の方法としては、例えば、塩酸、硝酸等の酸を含有する電解液中で交流又は直流により行う方法が挙げられる。また、特開昭54−63902号公報に記載されているような混合酸を用いる方法も挙げられる。
粗面化処理されたアルミニウム板は、必要に応じて、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液を用いてアルカリエッチング処理を施され、更に、中和処理された後、所望により、耐摩耗性を高めるために陽極酸化処理を施される。
陽極酸化処理の条件は、用いられる電解質により種々変わるので一概に特定することはできないが、一般的には、電解質濃度1質量%〜80質量%溶液、液温5℃〜70℃、電流密度5A/dm2〜60A/dm2、電圧1V〜100V、電解時間10秒〜5分であることが好ましい。形成される陽極酸化皮膜の量は、1.0g/m2〜5.0g/m2であることが好ましく、1.5g/m2〜4.0g/m2であることがより好ましい。この範囲で、良好な耐刷性と平版印刷版の非画像部の良好な耐傷性が得られるので好ましい。
封孔処理としては、蒸気封孔のほかフッ化ジルコン酸の単独処理、フッ化ナトリウムによる処理など無機フッ素化合物を含有する水溶液による封孔処理、塩化リチウムを添加した蒸気封孔、熱水による封孔処理でも可能である。
中でも、無機フッ素化合物を含有する水溶液による封孔処理、水蒸気による封孔処理及び熱水による封孔処理が好ましい。以下にそれぞれ説明する。
無機フッ素化合物を含有する水溶液による封孔処理に用いられる無機フッ素化合物としては、金属フッ化物が好適に挙げられる。
具体的には、例えば、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ジルコン酸ナトリウム、フッ化ジルコン酸カリウム、フッ化チタン酸ナトリウム、フッ化チタン酸カリウム、フッ化ジルコン酸アンモニウム、フッ化チタン酸アンモニウム、フッ化チタン酸カリウム、フッ化ジルコン酸、フッ化チタン酸、ヘキサフルオロケイ酸、フッ化ニッケル、フッ化鉄、フッ化リン酸、フッ化リン酸アンモニウムが挙げられる。なかでも、フッ化ジルコン酸ナトリウム、フッ化チタン酸ナトリウム、フッ化ジルコン酸、フッ化チタン酸が好ましい。
無機フッ素化合物を含有する水溶液は、更に、リン酸塩化合物を含有することが好ましい。リン酸塩化合物を含有すると、陽極酸化皮膜の表面の親水性が向上するため、機上現像性および耐汚れ性を向上させることができるので好ましい。
具体的には、例えば、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸一アンモニウム、リン酸一カリウム、リン酸一ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸カルシウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸二水素ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸鉛、リン酸二アンモニウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸リチウム、リンタングステン酸、リンタングステン酸アンモニウム、リンタングステン酸ナトリウム、リンモリブデン酸アンモニウム、リンモリブデン酸ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムが挙げられる。なかでも、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウムが好ましい。
無機フッ素化合物とリン酸塩化合物の組み合わせは、特に限定されないが、水溶液が、無機フッ素化合物として、少なくともフッ化ジルコン酸ナトリウムを含有し、リン酸塩化合物として、少なくともリン酸二水素ナトリウムを含有することが好ましい。
水溶液中のリン酸塩化合物の濃度は、機上現像性および耐汚れ性の向上の点で、0.01質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、また、溶解性の点で、20質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
水溶液の温度は、20℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、また、100℃以下であることが好ましく、80℃以下であることがより好ましい。
水溶液は、pH1以上であることが好ましく、pH2以上であることがより好ましく、また、pH11以下であることが好ましく、pH5以下であることがより好ましい。
無機フッ素化合物を含有する水溶液による封孔処理の方法は、特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法が挙げられる。これらは単独で1回又は複数回用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、浸漬法が好ましい。浸漬法を用いて処理する場合、処理時間は、1秒以上であることが好ましく、3秒以上であることがより好ましく、また、100秒以下であることが好ましく、20秒以下であることがより好ましい。
水蒸気による封孔処理は、例えば、加圧又は常圧の水蒸気を連続的に又は非連続的に、陽極酸化皮膜に接触させる方法が挙げられる。
水蒸気の温度は、80℃以上であることが好ましく、95℃以上であることがより好ましく、また、105℃以下であることが好ましい。
水蒸気の圧力は、(大気圧−50mmAq)から(大気圧+300mmAq)までの範囲(1.008×105〜1.043×105Pa)であることが好ましい。
また、水蒸気を接触させる時間は、1秒以上であることが好ましく、3秒以上であることがより好ましく、また、100秒以下であることが好ましく、20秒以下であることがより好ましい。
水蒸気による封孔処理は、例えば、陽極酸化皮膜を形成させたアルミニウム板を熱水に浸漬させる方法が挙げられる。
熱水は、無機塩(例えば、リン酸塩)又は有機塩を含有していてもよい。
熱水の温度は、80℃以上であることが好ましく、95℃以上であることがより好ましく、また、100℃以下であることが好ましい。
熱水に浸漬させる時間は、1秒以上であることが好ましく、3秒以上であることがより好ましく、また、100秒以下であることが好ましく、20秒以下であることがより好ましい。
本発明に用いられる親水化処理としては、米国特許第2,714,066号、同第3,181,461号、同第3,280,734号及び同第3,902,734号の各明細書に記載されているようなアルカリ金属シリケート法がある。この方法においては、支持体をケイ酸ナトリウムなどの水溶液で浸漬処理し、又は電解処理する。そのほかに、特公昭36−22063号公報に記載されているフッ化ジルコン酸カリウムで処理する方法、米国特許第3,276,868号、同第4,153,461号および同第4,689,272号の各明細書に記載されているようなポリビニルホスホン酸で処理する方法などが挙げられる。
支持体は、中心線平均粗さが0.10〜1.2μmであることが好ましい。この範囲であると、画像記録層との良好な密着性、良好な耐刷性と良好な汚れ難さが得られるので好ましい。
本発明に用いられるインクジェット記録装置としては、特に制限はなく、市販のインクジェット記録装置が使用できる。即ち、本発明においては、市販のインクジェット記録装置を用いて被記録媒体へ記録することができる。
本発明で用いることのできるインクジェット記録装置としては、例えば、インク供給系、温度センサー、活性放射線源を含む。
インク供給系は、例えば、本発明のインク組成物を含む元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドからなる。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、1pl〜100pl、好ましくは、8pl〜30plのマルチサイズドットを例えば、320dpi×320dpi〜4000dpi×4000dpi、好ましくは、400dpi×400dpi〜1600dpi×1600dpi、より好ましくは、720dpi×720dpiの解像度で吐出できるよう駆動することができる。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
支持体の表面上に吐出されたインク組成物は、活性放射線を照射することによって硬化する。このとき、インク組成物中に、重合開始剤(光開始剤)とともに、増感色素が存在すると、系中の増感色素が活性放射線を吸収して励起状態となり、重合開始剤と接触することによって重合開始剤の分解を促進させ、より高感度な硬化反応を達成できる。
本発明で特に好ましい活性放射線源は、UV−LEDであり、特に好ましくは、350nm〜420nmにピーク波長を有するUV−LEDである。
LEDの被記録媒体上での最高照度は10mW/cm2〜2,000mW/cm2であることが好ましく、20mW/cm2〜1,000mW/cm2であることがより好ましく、特に好ましくは50mW/cm2〜800mW/cm2である。
活性放射線の照射条件並びに基本的な照射方法としては、特開昭60−132767号公報に開示される内容が適用できる。具体的には、インクの吐出装置を含むヘッドユニットの両側に光源を設け、いわゆるシャトル方式でヘッドユニットと光源を走査することによって行われる。活性放射線の照射は、インク着弾後、一定時間(例えば、0.01秒〜0.5秒、好ましくは、0.01秒〜0.3秒、より好ましくは、0.01秒〜0.15秒)をおいて行われることになる。このようにインク着弾から照射までの時間を極短時間に制御することにより、被記録媒体に着弾したインクが硬化前に滲むことを防止するこが可能となる。また、多孔質な被記録媒体に対しても光源の届かない深部までインクが浸透する前に露光することができる為、未反応モノマーの残留を抑えられ、その結果として臭気を低減することができる。
更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させてもよい。WO99/54415号パンフレットでは、照射方法として、光ファイバーを用いた方法やコリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へUV光を照射する方法が開示されている。
前述のように、本発明によれば、活性放射線により高感度で硬化し、更に、硬化により形成される画像が柔軟性を有し、基板との密着性に優れるインク組成物を得ることができる。
これらのことから、本発明の平版印刷版の製造方法により得られた平版印刷版(本発明の平版印刷版)は、高画質で柔軟性に優れる画像部を有し、耐刷性にも優れる。
《インクの調製》
<イエローインク1>
・C.I.ピグメントイエロー13 3質量部
・光カチオン重合開始剤:トリフェニルスルフォニウム塩(UVI−6992、ダウケミカル社製) 10.8質量部
・増感色素:9,10−ジブトキシアントラセン 8.1質量部
・重合性化合物
モノマー:3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(セロキサイド2021A:ダイセルユーシービー社製) 11.0質量部
モノマー:3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサノナン(OXT−221:東亞合成(株)製) 3.8質量部
モノマー:3−エチル−3−フェノキシメチルオキセタン(OXT−211:東亞合成(株)製) 56.7質量部
・特定燐酸基含有ポリマー:例示化合物(D−1) 5質量部
・C.I.ピグメントレッド57:1 3質量部
・光カチオン重合開始剤:トリフェニルスルフォニウム塩(UVI−6992、ダウケミカル社製) 10.8質量部
・増感色素:9,10−ジブトキシアントラセン 8.1質量部
・重合性化合物
モノマー:3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(セロキサイド2021A:ダイセルユーシービー社製) 11.0質量部
モノマー:3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサノナン(OXT−221:東亞合成(株)製) 3.8質量部
モノマー:3−エチル−3−フェノキシメチルオキセタン(OXT−211:東亞合成(株)製) 56.7質量部
・特定燐酸基含有ポリマー:例示化合物(D−1) 5.0質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 3質量部
・光カチオン重合開始剤:トリフェニルスルフォニウム塩(UVI−6992、ダウケミカル社製) 10.8質量部
・増感色素:9,10−ジブトキシアントラセン 8.1質量部
・重合性化合物
モノマー:3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(セロキサイド2021A:ダイセルユーシービー社製) 11.0質量部
モノマー:3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサノナン(OXT−221:東亞合成(株)製) 3.8質量部
モノマー:3−エチル−3−フェノキシメチルオキセタン(OXT−211:東亞合成(株)製) 56.7質量部
・特定燐酸基含有ポリマー:例示化合物(D−1) 5.0質量部
・C.I.ピグメントブラック7 3質量部
・光カチオン重合開始剤:トリフェニルスルフォニウム塩(UVI−6992、ダウケミカル社製) 10.8質量部
・増感色素:9,10−ジブトキシアントラセン 8.1質量部
・重合性化合物
モノマー:3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(セロキサイド2021A:ダイセルユーシービー社製) 11.0質量部
モノマー:3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサノナン(OXT−221:東亞合成(株)製) 3.8質量部
モノマー:3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(OXT−101:東亞合成(株)製) 56.7質量部
・特定燐酸基含有ポリマー:例示化合物(D−1) 5.0質量部
次に、ピエゾ型インクジェットノズルを有する市販のインクジェット記録装置を用いて、被記録媒体への記録を行った。インク供給系は、元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドから成り、インク供給タンクからインクジェットヘッド部分までを断熱及び加温を行った。温度センサーは、インク供給タンク及びインクジェットヘッドのノズル付近にそれぞれ設け、ノズル部分が常に70℃±2℃となるよう、温度制御を行った。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、8〜30plのマルチサイズドットを720×720dpiの解像度で射出できるよう駆動した。着弾後はUV光を露光面照度100mW/cm2、に集光し、被記録媒体上にインク着弾した0.1秒後に照射が始まるよう露光系、主走査速度及び射出周波数を調整した。また、露光時間を可変とし、露光エネルギーを照射した。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
<マゼンタインク2>
実施例1で調製したマゼンタインク1において、前記例示化合物(D−1)を、前記例示化合物(D−2)に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク2を調製した。
<マゼンタインク3>
実施例1で調製したマゼンタインク1において、前記例示化合物(D−1)を、前記例示化合物(A−1)に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク3を調製した。
<マゼンタインク4>
実施例1で調製したマゼンタインク1において、前記例示化合物(D−1)を、前記例示化合物(B−1)に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク4を調製した。
<マゼンタインク5>
実施例1で調製したマゼンタインク1において、前記例示化合物(D−1)を、前記例示化合物(C−1)に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク5を調製した。
<マゼンタインク6>
実施例1で調製したマゼンタインク1において、増感色素として用いた「9,10−ジブトキシアントラセン」8.1質量部を、「Darocur ITX(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製)」8.1質量部に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク6を調製した。
<マゼンタインク7>
実施例1で調製したマゼンタインク1において用いた「C.I.ピグメントレッド57:1」3質量部を、下記に示す「油溶性染料M−1(酸化電位+1.37V)」3質量部に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク7を調製した。
<マゼンタインク8>
実施例1で調製したマゼンタインク1において用いた「C.I.ピグメントレッド57:1」3質量部を、下記に示す「油溶性染料M−2(酸化電位+0.94V)」3質量部に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク8を調製した。
<マゼンタインク9>
実施例1で調製したマゼンタインク1において、前記例示化合物(D−1)をセロキサイド2021Aに変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク9を調製した。
<マゼンタインク10>
実施例1で調製したマゼンタインク1において、前記例示化合物(D−1)を、下記比較化合物(1)に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク10を調製した。
<マゼンタインク11>
実施例1で調製したマゼンタインク1において、前記例示化合物(D−1)を、下記比較化合物(2)に変更した以外は、前記マゼンタインク1と同様にして、マゼンタインク11を調製した。
以上のようにして調製した、実施例2〜8及び比較例1〜3のマゼンタインク2〜11と、実施例1で調製したマゼンタインク1を用いて、実施例1に記載の方法と同様にして、マゼンタ画像を作製した。
以上のようにして調製したインクを用いて、実施例1に記載の方法と同様にして形成した画像について、下記の方法に準じて、硬化感度、被記録媒体に対する密着性の評価を行った。
1.硬化感度の測定
紫外線照射後の画像面において、触診で粘着感の無くなる露光エネルギー量(mJ/cm2)を硬化感度と定義した。数値が小さいものほど高感度であることを表す。使用した基板は PET(HIGASHIYAMA 社製)である。
2.被記録媒体に対する密着性の評価
被記録媒体に対する密着性の評価は、被記録媒体としてコロナ処理ポリプロピレン板及び銅基板を用いて行った。
マゼンタ画像を有するコロナ処理ポリプロピレン板及び銅基板を、クロスハッチテスト(EN ISO2409)により評価した。この試験は、値が大きいほど良好で、3B以上を実用上問題の無い状態と評価する。
実施例1で調製したマゼンタインク1を使用し、また、Integration Technology社製メタルハライドランプVzero085の代わりに、紫外発光ダイオード(UV−LED)を用いた以外は、実施例1と同様にして、インクジェット画像記録を行った。
本実施例ではUV−LEDとして日亜化学製のNCCU033を用いた。当該LEDは1チップから波長365nmの紫外光を出力するものであって、約500mAの電流を通電することにより、チップから約100mWの光が発光される。これを7mm間隔に複数個配列し、被記録媒体(以下、「メディア」とも言う。)表面で0.3W/cm2のパワーが得られる。打滴後露光されるまでの時間、及び露光時間はメディアの搬送速度及びヘッドとLEDの搬送方向の距離により変更可能である。本実施例では着弾後、約0.5秒後に露光される。
メディアとの距離及び搬送速度の設定に応じて、メディア上の露光エネルギーを0.01〜15J/cm2の間で調整することができる。
実施例9において、マゼンタインク1の代わりに、比較例2にて調製したマゼンタインク10を用いた以外は、実施例9と同様にしてインクジェット画像記録を行った。
各形成した画像について、前記方法に準じて、硬化感度及び密着性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
《インクの調製》
<イエローインク2>
(イエローインク組成物)
・トリデシルアクリレート(Sartomer社製SR498E) 11.0部
・特定燐酸基含有ポリマー〔例示化合物(D−1):〕 5.0部
・N−ビニルカプロラクタム 16.0部
・2−フェノキシエチルアクリレート
(Sartomer社製SR339) 27.4部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(Sartomer社製SR351) 3.0部
・ジプロピレングリコールジアクリレート
(Sartomer社製SR508) 1.0部
・Solsperse 32000(Noveon社製、分散剤) 0.4部
・Cromophtal Yellow LA 3.6部
(Ciba Specialty Chemicals社製顔料)
・Genorad 16(Rahn社製、重合抑制剤) 0.05部
・Rapi−Cure DVE−3 2.0部
(ISP Europe社製ビニルエーテル化合物)
・Lucirin TPO(BASF社製、光開始剤) 8.5部
・ベンゾフェノン(光開始剤) 4.0部
・Irgacure 184 4.0部
(Ciba Specialty Chemicals社製、光開始剤)
・イソプロピルチオキサントン(ITX) 1.0部
・Byk 307(BYK Chemie社製、消泡剤) 0.05部
・トリデシルアクリレート(Sartomer社製SR498E) 11.0部
・特定燐酸基含有ポリマー〔例示化合物(D−1):〕 5.0部
・N−ビニルカプロラクタム 16.0部
・2−フェノキシエチルアクリレート(Sartomer社製、SR339)
29.4部
・トリメチロールプロパントリアクリレート 5.0部
(Sartomer社製、SR351)
・Solsperse 32000(Noveon社製、分散剤) 0.4部
・Cinquasia Mazenta RT−355D 3.6部
(Ciba Specialty Chemicals社製、顔料)
・Genorad 16(Rahn社製、重合抑制剤) 0.05部
・Rapi−Cure DVE−3 4.0部
(ISP Europe社製、ビニルエーテル化合物)
・Lucirin TPO(BASF社製、光開始剤) 8.5部
・ベンゾフェノン(光開始剤) 4.0部
・Irgacure 184 4.0部
(Ciba Specialty Chemicals社製、光開始剤)
・イソプロピルチオキサントン(ITX) 1.0部
・Byk 307(BYK Chemie社製、消泡剤) 0.05部
(シアン色インク組成物)
・特定燐酸基含有ポリマー〔例示化合物(D−1): 5.0部
・トリデシルアクリレート 11.0部
(Sartomer社製SR498E)
・2−フェノキシエチルアクリレート 27.4部
(Sartomer社製SR339)
・N−ビニルカプロラクタム 16.0部
・トリメチロールプロパントリアクリレート 8.0部
(Sartomer社製SR351)
・Solsperse 32000(Noveon社製分散剤) 0.4部
・Irgalite Blue GLVO 3.6部
(Ciba Specialty Chemicals社製顔料)
・Genorad 16(Rahn社製、重合抑制剤) 0.05部
・Rapi−Cure DVE−3 4.0部
(ISP Europe社製ビニルエーテル化合物)
・Lucirin TPO(BASF社製光開始剤) 8.5部
・ベンゾフェノン(光開始剤) 4.0部
・Irgacure 184 4.0部
(Ciba Specialty Chemicals社製光開始剤:)
・Byk 307(BYK Chemie社製消泡剤) 0.05部
(ブラックインク組成物)
・特定燐酸基含有ポリマー〔例示化合物D−1〕 5.0部
・トリデシルアクリレート(Sartomer社製、SR498E) 11.0部
・イソボルニルアクリレート 19.0部
(Sartomer社製、SR506D)
・2−フェノキシエチルアクリレート〕 28.4部
(Sartomer社製、SR339)
・トリメチロールプロパントリアクリレート〕 8.0部
(Sartomer社製、SR351)
・Solsperse 32000(Noveon社製、分散剤) 0.4部
・Microlith Black C−K 2.6部
(Ciba Specialty Chemicals社製、顔料)
・Genorad 16(Rahn社製、重合抑制剤) 0.05部
・Lucirin TPO(BASF社製、光開始剤) 8.5部
・ベンゾフェノン(光開始剤) 4.0部
・Irgacure 184 4.0部
(Ciba Specialty Chemicals社製、光開始剤:
・イソプロピルチオキサントン(ITX) 1.0部
・Byk 307(BYK Chemie社製、消泡剤) 0.05部
着弾後はUV光を露光面照度300mW/cm2に集光し、被記録媒体上にインク着弾した0.1秒後に照射が始まるよう露光系、主走査速度及び射出周波数を調整した。また、露光時間を可変とし、露光エネルギーを照射した。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
上記調製した各色インクを用い、環境温度25℃にて、ブラック→シアン→マゼンタ→イエローの順に射出、1色毎に紫外線光を照射した。触診で粘着性が無くなる様、完全に硬化するエネルギーとして、1色あたりのトータル露光エネルギーが一律900mJ/cm2で露光した。被記録媒体としては、砂目立てしたアルミニウム支持体、印刷適性を持たせた表面処理済みの透明二軸延伸ポリプロピレンフィルム、軟質塩化ビニルシート、キャストコート紙、市販の再生紙に各カラー画像を記録したところ、いずれもドットの滲みの無い高解像度の画像が得られた。
更に、上質紙においてもインクが裏周りすることなく、十分にインクが硬化し、未反応モノマーによる臭気が殆どしなかった。また、フィルムに記録したインクには十分な可とう性があり、折り曲げてもインクにクラックが入ることは無く、セロテープ(登録商標)剥離による密着性テストにおいても問題無かった。
<マゼンタインク13>
実施例10で調製したマゼンタインク12において、前記例示化合物(D−1)を、前記例示化合物(D−2)に変更した以外は、前記マゼンタインク12と同様にして、マゼンタインク13を調製した。
<マゼンタインク14>
実施例10で調製したマゼンタインク12において、前記例示化合物(D−1)を、前記例示化合物(D−3)に変更した以外は、前記マゼンタインク12と同様にして、マゼンタインク14を調製した。
<マゼンタインク15>
実施例10で調製したマゼンタインク12において、前記例示化合物(D−1)を、前記例示化合物(A−1)に変更した以外は、前記マゼンタインク12と同様にして、マゼンタインク15を調製した。
<マゼンタインク16>
実施例10で調製したマゼンタインク12において、前記例示化合物(D−1)を、前記例示化合物(C−1)に変更した以外は、前記マゼンタインク12と同様にして、マゼンタインク16を調製した。
<マゼンタインク17>
・N−ビニルカプロラクタム 25.0部
・2−フェノキシエチルアクリレート 36.4部
(Sartomer社製、SR339)
・特定燐酸基含有ポリマー〔例示化合物(B−1)〕 5.0部
・Solsperse 32000(Noveon社製、分散剤) 0.4部
・Cinquasia Mazenta RT−355D 3.6部
(Ciba Specialty Chemicals社製、顔料)
・Genorad 16(Rahn社製、重合抑制剤) 0.05部
・Rapi−Cure DVE−3 4.0部
(ISP Europe社製、ビニルエーテル化合物)
・Lucirin TPO(BASF社製、光開始剤) 8.5部
・ベンゾフェノン(光開始剤:) 4.0部
・Irgacure 184 4.0部
(Ciba Specialty Chemicals社製、光開始剤)
・イソプロピルチオキサントン(ITX) 1.0部
・Byk 307(BYK Chemie社製、消泡剤) 0.05部
<マゼンタインク18>
実施例10で調製したマゼンタインク12において、前記例示化合物(D−1)を、2−フェノキシエチルアクリレートに変更した以外は、前記マゼンタインク12と同様にして、マゼンタインク18を調製した。
<マゼンタインク19>
実施例10で調製したマゼンタインク12において、前記例示化合物(D−1)を、前記比較化合物(1)に変更した以外は、前記マゼンタインク12と同様にして、マゼンタインク19を調製した。
<マゼンタインク20>
実施例10で調製したマゼンタインク12において、前記例示化合物(D−1)を、前記比較化合物(2)に変更した以外は、前記マゼンタインク12と同様にして、マゼンタインク20を調製した。
以上のようにして調製した、実施例10〜20、及び比較例5〜7のマゼンタインク12〜20を用い、実施例1に記載の方法と同様にして、マゼンタ画像を形成した。この形成された各画像及び画像形成前のインクについて前述の方法に準じて、実施例1と同様に硬化感度、被記録媒体に対する密着性の評価を行った。
Claims (9)
- 重合開始剤、重合性モノマー、及び燐酸基含有ポリマーを含有し、前記燐酸基含有ポリマーの重量平均分子量が10,000以上30,000以下であることを特徴とするインク組成物。
- 燐酸基含有ポリマーを1質量%以上10質量%以下含有することを特徴とする請求項1に記載のインク組成物。
- 着色剤を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のインク組成物。
- インクジェット記録用であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 被記録媒体上に、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインク組成物をインクジェット記録装置により吐出する工程と、吐出されたインク組成物に活性放射線を照射してインク組成物を硬化する工程と、を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
- 前記活性放射線が、発光ピーク波長が350〜420nmの範囲にあり、かつ被記録媒体表面での最高照度が10〜2,000mW/cm2となる紫外線を発生する発光ダイオードにより照射される紫外線であることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録方法。
- 請求項5又は6に記載のインクジェット記録方法によって記録されたことを特徴とする印刷物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のインク組成物を支持体上に吐出する工程と、吐出されたインク組成物に活性放射線を照射して、前記インク組成物を硬化させることにより、前記インク組成物が硬化してなる疎水性画像を前記支持体上に形成する工程と、を含むことを特徴とする平版印刷版の製造方法。
- 請求項8に記載の平版印刷版の製造方法によって製造されたことを特徴とする平版印刷版。
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