JP2011195786A - インクジェット印刷インク用重合性化合物及びインク組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ノズルからの吐出性及び活性光線照射による速硬化性に優れる高速印刷可能なインクジェット印刷インク用重合性化合物及びインク組成物を提供する
【解決手段】 、一般式(1)で表されるインクジェット印刷インク用重合性化合物(A)並びに該重合性化合物(A)、光重合開始剤(C)及び着色剤(D)を含有するインクジェット印刷用インク組成物である。
【化1】
Figure 2011195786

[式中、R1、R2、R3及びR5はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基であり、R4は炭素数2〜4のアルキレン基であり、a及びbは、それぞれ独立に0〜5でかつ1≦a+b≦5を満たす整数であり、c及びdはそれぞれ独立に0〜5の整数である。]
【選択図】なし

Description

本発明は、活性光線照射によりインク硬化物を形成するインクジェット印刷インク用重合性化合物及びインク組成物に関する。
活性光線照射によりインク硬化物を形成するいわゆるUV印刷は、その作業性(速硬化性)の観点から、コーティング剤や塗料、印刷インキ等適用範囲が広がりつつある。
一般に光硬化性インクは、光重合開始剤、重合性化合物(モノマー、オリゴマー又はポリマー)、用途に応じ着色剤及び添加剤からなる。着色剤は大別して顔料及び染料からなり、塗膜を着色するために配合される。速硬化性は、重合性化合物により左右され、その性能を向上させるための組成が多数提案されている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の組成物は速硬化する点においては改良されているが、インク組成物としての粘度が高く、インクジェット印刷に使用した場合にノズルからの吐出が困難、又はノズル詰まりが発生する等吐出性が悪いという問題がある。
特開2006−28404号公報
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ノズルからの吐出性及び活性光線照射による速硬化性に優れる高速印刷可能なインクジェット印刷インク用重合性化合物及びインク組成物を提供することにある。
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、本発明に到達した。即ち、本発明は、一般式(1)で表されるインクジェット印刷インク用重合性化合物(A)並びに該重合性化合物(A)、光重合開始剤(C)及び着色剤(D)を含有するインクジェット印刷用インク組成物である。
Figure 2011195786
[式中、R1、R2、R3及びR5はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基であり、R4は炭素数2〜4のアルキレン基であり、a及びbは、それぞれ独立に0〜5でかつ1≦a+b≦5を満たす整数であり、c及びdはそれぞれ独立に0〜5の整数である。]
本発明のインクジェット印刷インク用重合性化合物(A)を用いたインク組成物を使用することにより、インクジェット印刷用のノズルからの吐出性が良好で、かつ高速印刷が可能となる。
本発明のインクジェット印刷インク用重合性化合物(A)は、前記一般式(1)で表される。
前記一般式(1)におけるR1、R2、R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基である。
炭素数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基としては、直鎖又は分岐のアルキル基(メチル基、エチル基、n−又はiso−プロピル基、n−、sec−、iso−又はtert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基及びデシル基等)、直鎖又は分岐のアルケニル基(アリル基、メタリル基、ブテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基、ノネニル基及びデセニル基等)並びに直鎖又は分岐のアルキル基で置換されていてもよいシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基及びブチルシクロヘキシル基等)等が挙げられる。
これらの内、R1、R2及びR5として硬化速度の観点から好ましいのは、水素原子及び炭素数1〜4のアルキル基であり、更に好ましいのは、水素原子、メチル基及びエチル基であり、特に好ましいのは水素原子及びメチル基である。
また、R3として硬化速度の観点から好ましいのは、水素原子及び炭素数1〜4のアルキル基であり、更に好ましいのは、水素原子、メチル基、エチル基及びn−プロピル基である。
前記一般式(1)におけるR4は炭素数2〜4のアルキレン基(エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基及び1,2−、1,3−、2,3−又は1,4−ブチレン基等)である。これらの内、硬化速度の観点から好ましいのはエチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基及び1,4−ブチレン基であり、更に好ましいのはエチレン基及び1,4−ブチレン基である。
前記一般式(1)におけるa及びbはそれぞれ独立に0〜5でかつ1≦a+b≦5を満たす整数であり、c及びdはそれぞれ独立に0〜5の整数である。
a及びbは、硬化速度の観点から、それぞれ独立に0〜2でかつ1≦a+b≦2を満たす整数であることが好ましい。また、硬化速度の観点から、cは0〜2の整数であることが好ましく、dは0〜3の整数であることが好ましい。
重合性化合物(A)の25℃での粘度は、ノズルからの吐出性の観点から、100mPa・s以下であることが好ましく、更に好ましくは50mPa・s以下である。
本発明における粘度は、粘度測定装置[FUNGILAB社製「ビスコエリートB型」]を用いて測定される。
活性光線照射による速硬化性を向上させるために使用される従来の化合物は、粘度が著しく高く、ノズルからの吐出性が不十分であるという問題があるが、本発明の重合性化合物(A)は、分子中の重合性官能基の1つをビニルアセタール骨格とすることにより、低粘度と速硬化性の両立を実現している。
重合性化合物(A)の粘度は、R1〜R5の種類及びa〜dの値を適宜選択することにより調整することができる。
本発明の重合性化合物(A)は、例えば以下の方法で製造できる。
反応容器に、ビニルアセタール骨格有する化合物の前駆体であるビニルアセタールのビニル基の部分がハロゲン化エチル基でありかつ水酸基を有する化合物を仕込み、一般式(1)においてcが1以上の化合物の場合は溶融温度以上に加熱して減圧下でアルキレン基がR4であるアルキレンオキサイドを例えば2〜10時間かけて少量ずつ加え、そのまま1〜3時間攪拌してアルキレンオキサイドを付加して冷却する。続いてテトラヒドロフラン等の溶剤、カリウム−t−ブトキシド等の塩基及びテトラ(n−ブチル)アンモニウムブロミド等の相関移動触媒を加えて25〜100℃で1〜24時間反応させてハロゲン化エチル基をビニル基に変換した後、更にα位がR5で置換されたアクリル酸等と必要により触媒(水酸化ナトリウム等)を加え、20〜130℃で2〜10時間反応させ、分液、溶媒の減圧留去等の後処理を行なうことにより重合性化合物(A)が得られる。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、本発明の重合性化合物(A)、光重合開始剤(C)及び着色剤(D)を含有する。
インクジェット印刷用インク組成物においては、重合性化合物(A)を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、重合性化合物として重合性化合物(A)のみを用いてもよいし、(A)と他の重合性化合物(B)の1種以上とを併用してもよい。
他の重合性化合物(B)としては、後述の光重合開始剤(C)によって重合反応を開始する化合物であれば、特に制限無く公知のものを使用することができる。
他の重合性化合物(B)としては、ラジカル重合性化合物(B1)とイオン重合性化合物(B2)が挙げられる。
ラジカル重合性化合物としては炭素数3〜35の(メタ)アクリルアミド化合物(B11)、炭素数4〜35の(メタ)アクリレート化合物(B12)、炭素数6〜35の芳香族ビニル化合物(B13)、炭素数3〜20のビニルエーテル化合物(B14)及びその他のラジカル重合性化合物(B15)等が挙げられる。ラジカル重合性物質(B1)は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、必要により、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類等の重合禁止剤を併用してもよい。尚、上記及び以下において、「アクリレート」、「メタクリレート」の双方或いはいずれかを指す場合「(メタ)アクリレート」と、「アクリル」、「メタクリル」の双方或いはいずれかを指す場合「(メタ)アクリル」と、それぞれ記載することがある。
炭素数3〜35の(メタ)アクリルアミド化合物(B11)としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルフォリンが挙げられる。
炭素数4〜35の(メタ)アクリレート化合物(B12)としては、例えば以下の単官能〜六官能の(メタ)アクリレートが挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、エチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、tert−オクチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−n−ブチルシクロへキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモブチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピレンモノアクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、アルコキシメチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシルカルビトール(メタ)アクリレート、アルコキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシル(メタ)アクリレート、4−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4−クロロフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノビニルエーテルモノアクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴプロピレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート及びEO変性−2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
二官能(メタ)アクリレートとしては、1,4−ブタンジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリプロピレンジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ブチルエチルプロパンジオール(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンメタノールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、オリゴエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチル−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFポリエトキシジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、オリゴプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチル−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート及びトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
三官能の(メタ)アクリレートとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスルトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びエトキシ化グリセリントリアクリレート等が挙げられる。
四官能の(メタ)アクリレートとしては、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート及びエトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
五官能の(メタ)アクリレートとしては、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。
六官能の(メタ)アクリレートとしては、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート及びカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
炭素数6〜35の芳香族ビニル化合物(B13)としては、ビニルチオフェン、ビニルフラン、ビニルピリジン、スチレン、メチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロルメチルスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロルスチレン、ジクロルスチレン、ブロムスチレン、ビニル安息香酸メチルエステル、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン、3−プロピルスチレン、4−プロピルスチレン、3−ブチルスチレン、4−ブチルスチレン、3−ヘキシルスチレン、4−ヘキシルスチレン、3−オクチルスチレン、4−オクチルスチレン、3−(2−エチルヘキシル)スチレン、4−(2−エチルヘキシル)スチレン、アリルスチレン、イソプロペニルスチレン、ブテニルスチレン、オクテニルスチレン、4−t−ブトキシカルボニルスチレン、4−メトキシスチレン及び4−t−ブトキシスチレン等が挙げられる。
炭素数3〜35のビニルエーテル化合物(B14)としては、例えば以下の単官能又は多官能ビニルエーテルが挙げられる。
単官能ビニルエーテルとしては、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、テトラヒドロフリ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及びフェノキシポリエチレングリコールビニルエーテルが挙げられる。
多官能ビニルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキサイドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキサイドジビニルエーテル等のジビニルエーテル類;トリメチロールエタントリビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル及びプロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテルが挙げられる。
その他のラジカル重合性化合物(B15)としては、ビニルエステル化合物(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル及びバーサチック酸ビニル等)、アリルエステル化合物(酢酸アリル等)、ハロゲン含有単量体(塩化ビニリデン及び塩化ビニル等)及びオレフィン化合物(エチレン及びプロピレン等)等が挙げられる。
これらの内、硬化速度の観点から(メタ)アクリルアミド化合物(B11)及び(メタ)アクリレート化合物(B12)が好ましく、特に(メタ)アクリレート化合物(B12)が好ましい。
イオン重合性化合物(B2)としては、炭素数3〜20のエポキシ化合物(B21)及び炭素数4〜20のオキセタン化合物(B22)等が挙げられる。
炭素数3〜20のエポキシ化合物(B21)としては、例えば以下の単官能又は多官能エポキシ化合物が挙げられる。
単官能エポキシ化合物としては、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及び3−ビニルシクロヘキセンオキサイドが挙げられる。
多官能エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールSジグリシジルエーテル、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、4−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−2−エチルヘキシル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、1,1,3−テトラデカジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、1,2,7,8−ジエポキシオクタン及び1,2,5,6−ジエポキシシクロオクタンが挙げられる。
これらのエポキシ化合物の中でも、硬化速度に優れるという観点から、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドが好ましく、脂環式エポキシドが特に好ましい。
炭素数4〜20のオキセタン化合物(B22)としては、オキセタン環を1個〜6個有する化合物等が挙げられる。
オキセタン環を1個有する化合物としては、例えば、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−(メタ)アリルオキシメチル−3−エチルオキセタン、(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチルベンゼン、4−フルオロ−[1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、4−メトキシ−[1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、[1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)エチル]フェニルエーテル、イソブトキシメチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニルオキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−エチルヘキシル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、エチルジエチレングリコール(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンタジエン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルオキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラヒドロフルフリル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−テトラブロモフェノキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−トリブロモフェノキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−ヒドロキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−ヒドロキシプロピル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ブトキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタクロロフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル及びボルニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテルが挙げられる。
オキセタン環を2〜6個有する化合物としては、例えば、3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサ−ノナン、3,3’−(1,3−(2−メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス−(3−エチルオキセタン)、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,2−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、1,4−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ポリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、PO変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、PO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル及びEO変性ビスフェノールF(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテルが挙げられる。
これらの内、オキセタン環を1〜2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により、インクジェット印刷用インク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更に容易となり、また硬化後のインクの被記録媒体との密着性を更に高くすることができる。
他の重合性化合物(B)を併用する場合、重合性化合物(A)と他の重合性化合物(B)の比率[(A):(B)]は特に限定されないが、1:10〜10:1であることが好ましい。
また、(A)と(B)を併用した場合の混合物の25℃での粘度は、ノズルからの吐出性の観点から、100mPa・s以下であることが好ましく、更に好ましくは50mPa・s以下である。
光重合開始剤(C)としては、例えばラジカル重合開始剤(C1)又はカチオン重合開始剤(C2)が挙げられる。光重合開始剤(C)は、光の作用、又は増感色素の電子励起状態との相互作用を経て、化学変化を生じ、ラジカル、酸及び塩基の内の少なくともいずれか1種を生成する化合物である。光重合開始剤(C)としては、照射される活性光線、例えば、400〜200nmの紫外線、遠紫外線、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線、又はイオンビーム等に感度を有するものを適宜選択して使用することができる。
本発明においてラジカル重合開始剤(C1)としては、例えば、従来知られているアシルホスフィンオキサイド誘導体系重合開始剤(C11)、α−アミノアセトフェノン誘導体系重合開始剤(C12)、ベンジルケタール誘導体系重合開始剤(C13)、α−ヒドロキシアセトフェノン誘導体系重合開始剤(C14)、ベンゾイン誘導体系重合開始剤(C15)、オキシムエステル誘導体系重合開始剤(C16)、チタノセン誘導体系重合開始剤(C17)、有機過酸化物系重合開始剤(C18)、アゾ化合物系重合開始剤(C19)及びその他の重合性開始剤(C110)等の公知の化合物が挙げられる。(C)は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
アシルホスフィンオキサイド誘導体系重合開始剤(C11)としては、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド[チバジャパン社製(DAROCUR TPO)]及びビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド[チバジャパン社製(IRGACUR 819)]等が挙げられる。
α−アミノアセトフェノン誘導体系重合開始剤(C12)としては、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン[チバジャパン社製(IRGACUR 907)]、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン[チバジャパン社製(IRGACUR 369)]及び1,2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン[チバジャパン社製(IRGACUR 379)]等が挙げられる。
ベンジルケタール誘導体系重合開始剤(C13)としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン[チバジャパン社製(IRGACUR 651)]等が挙げられる。
α−ヒドロキシアセトフェノン誘導体系重合開始剤(C14)としては、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン[チバジャパン社製(IRGACUR 184)]、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン[チバジャパン社製(DAROCUR 1173)]、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン[チバジャパン社製(IRGACUR 2959)]及び2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン[チバジャパン社製(IRGACUR 127)]等が挙げられる。
ベンゾイン誘導体系重合開始剤(C15)としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテル等が挙げられる。
オキシムエステル誘導体系重合開始剤(C16)としては、1,2−オクタンジオン−1−(4−[フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)][チバジャパン社製(IRGACURE OXE 01)]及びエタノン−1−(9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(0−アセチルオキシム)[チバジャパン社製(IRGACURE OXE 02)]等が挙げられる。
チタノセン誘導体系重合開始剤(C17)としては、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム[チバジャパン社製(IRGACUR 784)]等が挙げられる。
有機過酸化物系重合開始剤(C18)としては、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジ−(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、2,5,−ジメチル−2,5,−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3,−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド及びt−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド等が挙げられる。
アゾ化合物系重合開始剤(C19)としては、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)及び2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)等が挙げられる。
その他の重合性開始剤(C110)としては、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン等が挙げられる。
ラジカル重合開始剤(C1)の添加量は、光硬化性の観点から、ラジカル重合性物質(B)の重量に対して、好ましくは0.05〜30重量%、更に好ましくは0.1〜20重量%である。
カチオン重合開始剤(C2)としては、例えば、スルホニウム塩誘導体(C21)及びヨードニウム塩誘導体(C22)等の公知の化合物を用いることができる。
スルホニウム塩誘導体(C21)としては、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラート、トリフェニルスルホニウムブロミド、トリ−p−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート、トリ−p−トリルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、[p−(フェニルメルカプト)フェニル]ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスファート[サンアプロ(株)製「CPI−100P]及び[p−(フェニルメルカプト)フェニル]ジフェニルスルホニウム[トリ(パーフルオロエチル)]トリフルオロホスファート等が挙げられる。
ヨードニウム塩誘導体(C22)としては、ヨードニウム(4−メチルフェニル){4−(2−メチルプロピル)フェニル}−ヘキサフルオロフォスフェート[チバジャパン社製(DAROCUR 250)]、ヨードニウム[ビス(4−t−ブチルフェニル)]ヘキサフルオロフォスフェート、ヨードニウム[ビス(4−t−ブチルフェニル)]トリフルオロ[トリス(パーフルオロエチル)]フォスフェート、ヨードニウム[ビス(4−メトキシフェニル)]トリフルオロ[トリス(パーフルオロエチル)]フォスフェート及びヨードニウム[ビス(4−メトキシフェニル)][テトラキス(パーフルフェニル)]ボレート等が挙げられる。
カチオン重合開始剤(C2)の添加量は、ラジカル発生効率及び硬化物の物性の観点から、ラジカル重合開始剤(B)の重量に対して1〜200重量%が好ましく、5〜100重量%が更に好ましい。
光重合開始剤(C)は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤(D)としては従来、塗料及びインキ等に使用されている無機顔料及び有機顔料等の顔料並びに染料が使用できる。
無機顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、紺青、硫酸バリウム、カドミウムレッド、酸化チタン、亜鉛華、ベンガラ、アルミナ、炭酸カルシウム、群青、カーボンブラック、グラファイト及びチタンブラック等が挙げられる。
有機顔料としては、β−ナフトール系、β−オキシナフトエ酸系アニリド系、アセト酢酸アニリド系、ピラゾロン系等の溶性アゾ顔料、β−ナフトール系、β−オキシナフトエ酸系、β−オキシナフトエ酸系アニリド系、アセト酢酸アニリド系モノアゾ、アセト酢酸アニリド系ジスアゾ、ピラゾロン系等の不溶性アゾ顔料、銅フタロシニンブルー、ハロゲン化銅フタロシアニンブルー、スルホン化銅フタロシアニンブルー、金属フリーフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、イソシンドリノン系、キナクリドン系、ジオキサンジン系、ペリノン系及びペリレン系等の多環式又は複素環式化合物が挙げられる。
染料の具体例として、イエロー染料としては、カップリング成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類、ピラゾロン類、ピリドン類若しくは開鎖型活性メチレン化合物類を有するアリール又はヘテリルアゾ染料、カップリング成分として開鎖型活性メチレン化合物を有するアゾメチン染料、ベンジリデン染料及びモノメチンオキソノール染料等のメチン染料、ナフトキノン染料及びアントラキノン染料等のキノン系染料等、キノフタロン染料、ニトロ、ニトロソ染料、アクリジン染料並びにアクリジノン染料等が挙げられる。
マゼンタ染料としては、カップリング成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類、ピラゾロン類、ピリドン類、ピラゾロトリアゾール類、閉環型活性メチレン化合物類若しくはヘテロ環(ピロール、イミダゾール、チオフェン及びチアゾール誘導体等)を有するアリール又はヘテリルアゾ染料、カップリング成分としてピラゾロン類又はピラゾロトリアゾール類を有するアゾメチン染料、アリーリデン染料、スチリル染料、メロシアニン染料及びオキソノール染料等のメチン染料、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料及びキサンテン染料等のカルボニウム染料、ナフトキノン、アントラキノン及びアントラピリドン等のキノン系染料並びにジオキサジン染料等の縮合多環系染料等が挙げられる。
シアン染料としては、インドアニリン染料及びインドフェノール染料等のアゾメチン染料、シアニン染料、オキソノール染料及びメロシアニン染料等のポリメチン染料、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料及びキサンテン染料等のカルボニウム染料、フタロシアニン染料、アントラキノン染料、カップリング成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類、ピロロピリミジノン若しくはピロロトリアジノン誘導体を有するアリール又はヘテリルアゾ染料並びにインジゴ・チオインジゴ染料が挙げられる。
着色剤(D)の粒子径は、塗膜の鮮映性の観点から、平均粒子径として0.01μm〜2.0μmが好ましく、0.01μm〜1.0μmが更に好ましい。
着色剤(D)の添加量は特に限定されないが、インクジェット印刷用インク組成物中に1〜60重量%の範囲で添加されることが好ましい。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物における重合性化合物(A)の含有量は、吐出性及び硬化物の物性の観点から、インク組成物の重量に基づき、通常5〜95重量%、好ましくは10〜90重量%、更に好ましくは15〜85重量%である。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物における光重合性化合物(C)の含有量は、硬化物の物性の観点から、インク組成物の重量に基づき、通常0.5〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%、更に好ましくは0.5〜3重量%である。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物における着色剤(D)の含有量は、インク組成物の重量に基づき、通常1〜40重量%、好ましくは5〜30重量%、更に好ましくは10〜20重量%である。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、必要により溶剤、増感剤及び密着性付与剤(シランカップリング剤等)等を含有することができる。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、顔料を用いる場合その分散性及びインクジェット印刷用インク組成物の保存安定性を向上させるために顔料分散剤を添加することが好ましい。
顔料分散剤としてはビックケミー社製顔料分散剤(Anti−Terra−U、Disperbyk−101,103、106、110、161、162、164、166、167、168,170、174、182、184又は2020等)、味の素ファインテクノ社製顔料分散剤(アジスパーPB711、PB821、PB814、PN411及びPA111等)及びルーブリゾール社製顔料分散剤(ソルスパーズ5000、12000、32000、33000及び39000等)が挙げられる。これらの顔料分散剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。顔料分散剤の添加量は特に限定されるものではないが、インクジェット印刷用インク組成物中に0〜10重量%の範囲で用いることが好ましい。
溶剤としては、グリコールエーテル類(エチレングリコールモノアルキルエーテル及びプロピレングリコールモノアルキルエーテル等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン等)、エステル類(エチルアセテート、ブチルアセテート、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート及びプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン、メシチレン及びリモネン等)、アルコール類(メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ゲラニオール、リナロール及びシトロネロール等)及びエーテル類(テトラヒドロフラン及び1,8−シネオール等)が挙げられる。これらは、単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
インクジェット印刷用インク組成物における溶剤の含有量は、0〜99重量%であることが好ましく、更に好ましくは3〜95重量%、特に好ましくは5〜90重量%である。
増感剤としては、ケトクマリン、フルオレン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、アントラキノン、ナフチアゾリン、ビアセチル、ベンジル及びこれらの誘導体、ペリレン並びに置換アントラセン等が挙げられる。増感剤の含有量は、インクジェット印刷用インク組成物に対して0〜20重量%が好ましく、更に好ましくは1〜15重量%、特に好ましくは5〜10重量%である。
密着性付与剤としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、尿素プロピルトリエトキシシラン、トリス(アセチルアセトネート)アルミニウム及びアセチルアセテートアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。密着性付与剤の含有量は、インクジェット印刷用インク組成物に対して0〜20重量%が好ましく、更に好ましくは1〜15重量%、特に好ましくは5〜10重量%である。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、更に、使用目的に合わせて、無機微粒子、分散剤、消泡剤、レベリング剤、チクソトロピー性付与剤、スリップ剤、難燃剤、帯電防止剤、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等を含有することができる。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、光重合開始剤(C)の選択により、300〜700nmの活性光線の照射で光硬化できるため、一般的に使用されている高圧水銀灯の他、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ及びハイパワーメタルハライドランプ等(UV・EB硬化技術の最新動向、ラドテック研究会編、シーエムシー出版、138頁、2006)が使用できる。また、LED光源を使用した照射装置も好適に使用できる。活性光線の照射時及び/又は照射後に硬化速度を加速させる目的で、加熱を行ってもよい。加熱温度は、通常、30℃〜200℃であり、好ましくは35℃〜150℃、更に好ましくは40℃〜120℃である。
本発明のインクジェット印刷用インク組成物の基材への塗布方法としては、スピンコート、ロールコート、スプレーコート等の公知のコーティング法並びに平版印刷、カルトン印刷、金属印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷及びグラビア印刷といった公知の印刷法を適用できる。また、微細液滴を連続して吐出するインクジェット方式の塗布にも適用できる。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に規定しない限り、%は重量%、部は重量部を示す。
尚、以下において、粘度は粘度測定装置[FUNGILAB社製「ビスコエリートB型」]を用いて測定した。
[本発明の重合性化合物(A)の製造]
<実施例1>
[一般式(2)で表される重合性化合物(A1)の合成]
Figure 2011195786
蒸留装置付きの反応容器に、グリセロール[東京化成(株)製]92部、クロロアセタール[東京化成(株)製]153部を仕込み、生成したエタノールを蒸留除去しながら160度まで加熱し、温度を160±10℃に保ちながら、20時間攪拌した。その後、減圧下にて分留することで、下記一般式(3)で示される無色液体の化合物122部(収率80%)を得た。
Figure 2011195786
蒸留装置付きの反応容器に、上記一般式(3)で示される無色液体の化合物153部及びテトラヒドロフラン1000部を仕込み均一に溶解させた後、カリウム−t−ブトキシド[和光純薬(株)製]224部及びテトラ(n−ブチル)アンモニウムブロミド[東京化成(株)製]6部を仕込み、25℃で5時間反応させた。その後、減圧下にて分留することで、下記一般式(4)で示される無色液体の化合物75部(収率65%)を得た。
Figure 2011195786
反応容器に、上記一般式(4)で示される無色液体の化合物116部、トリエチルアミン[和光純薬(株)製]202部及びアクリロイルクロリド[東京化成(株)製]181部を仕込み、25℃で5時間反応させた。得られた反応液に酢酸エチルを500部加え、水で3回洗浄し、酢酸エチルを減圧留去することで目的とする重合性化合物(A1)157部(収率92%)を得た。(A1)は無色液体で、その粘度は7mPa・s(25℃)であった。
<実施例2>
[一般式(5)で表される重合性化合物(A2)の合成]
Figure 2011195786
「グリセロール[東京化成(株)製]92部」を「トリメチロールエタン[東京化成(株)製]120部」に代える以外は実施例1と同様にして、目的とする重合性化合物(A2)86部を得た。(A2)は無色液体で、その粘度は10mPa・s(25℃)であった。
尚、「グリセロール92部」を「トリメチロールエタン120部」に変更するに際して、反応成分のモル比及び非反応成分(溶剤等)の重量比が、実施例1における場合と同等となるように各原料の量を調整して反応操作を行った。
<実施例3>
[一般式(6)で表される重合性化合物(A3)の合成]
Figure 2011195786
蒸留装置付きの反応容器に、トリメチロールプロパン[東京化成(株)製]134部及び2−クロロプロピオンアルデヒドジメチルアセタール[ALDRICH製]139部を仕込み、生成したメタノールを蒸留除去しながら160度まで加熱し、温度を160±10℃に保ちながら、20時間攪拌した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、下記一般式(7)で示される無色液体の化合物184部(収率88%)を得た。
Figure 2011195786
耐圧反応容器に、上記一般式(7)で示される無色液体の化合物209部を仕込み、50度まで加熱し、温度を50±10℃に保ちながら、減圧下でエチレンオキサイド[東京化成(株)製]132部を5時間かけて少量ずつ加え、そのまま1時間攪拌して冷却することで、下記一般式(8)で示される無色液体の化合物341部(収率100%)を得た。
Figure 2011195786
蒸留装置付きの反応容器に、上記一般式(8)で示される無色液体の化合物341部及びテトラヒドロフラン1000部を仕込み均一に溶解させた後、カリウム−t−ブトキシド[和光純薬(株)製]224部及びテトラ(n−ブチル)アンモニウムブロミド[東京化成(株)製]6部を仕込み、25℃で5時間反応させた。その後、溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより下記一般式(9)で示される無色液体の化合物164部(収率54%)を得た。
Figure 2011195786
反応容器に、上記一般式(9)で示される無色液体の化合物304部、トリエチルアミン[和光純薬(株)製]202部及びメタクリロイルクロリド[東京化成(株)製]209部を仕込み、25℃で5時間反応させた。得られた反応液に酢酸エチルを500部加え、水で3回洗浄し、酢酸エチルを減圧留去することで目的とする重合性化合物(A3)333部(収率90%)を得た。(A3)は無色液体で、その粘度は70mPa・s(25℃)であった。
実施例4(ラジカル重合系)
[インク組成物の調製]
<高濃度顔料分散液の調製>
酸化チタン[石原産業社製「タイペークR−930」]50部、顔料分散剤[ルーブリゾール社製「ソルスパーズ32000」]5部及びN,N−ジエチルアクリルアミド45部[興人(株)製「DEAA」]からなる混合物を、ボールミルを用いて3時間混練することにより顔料濃度50重量%の顔料分散剤液を調製した。
<顔料を含有するインク組成物の調製>
前記顔料分散剤液40部、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシド[チバジャパン社製「Irgacure TPO」]3部、ジエチルチオキサントン[日本化薬(株)製「カヤキュアDETX−S」]3部及び重合性化合物(A1)54部をボールミルを用いて25℃で3時間混練して本発明のインクジェット印刷用インク組成物(Q−1)を製造した。
実施例5及び6(ラジカル重合系)
「重合性化合物(A1)」を「重合性化合物(A2)」又は「重合性化合物(A3)」に代える以外は実施例4と同様にして本発明のインクジェット印刷用インク組成物(Q−2)及び(Q−3)を製造した。
実施例7〜9(カチオン重合系)
「イルガキュアTPO[チバジャパン社製]3部」を「(4−メチルフェニル){4−(2−メチルプロピル)フェニル}−ヘキサフルオロフォスフェートヨードニウムとプロピレンカーボネートの混合物(混合重量比3:1)[チバジャパン社製「Irgacure 250」]3部」に、「N,N−ジエチルアクリルアミド[興人(株)製「DEAA」]45部」を「ブチルビニルエーテル[東京化成(株)製]45部」に代える以外は実施例4〜6と同様にして本発明のインクジェット印刷用インク組成物(Q−4)〜(Q−6)を製造した。
比較例1(速硬化性だが高粘度の系;ラジカル重合系)
<高濃度顔料分散液の調製>
重合性化合物(A1)をジペンタエリスリトールペンタアクリレート[三洋化成工業(株)製「ネオマーDA−600」;粘度7000mPa・s(25℃)]に代える以外は実施例4と同様にして比較用のインクジェット印刷用インク組成物(Q’−1)を製造した。
比較例2(低粘度であるが硬化速度が遅い系;ラジカル重合系)
重合性化合物(A1)をトリプロピレングリコールジアクリレート[三洋化成工業(株)製「ネオマーPA−305」;粘度15mPa・s(25℃)]に代える以外は実施例4と同様にして比較用のインクジェット印刷用インク組成物(Q’−2)を製造した。
[塗膜硬化性評価]
実施例4〜9及び比較例1〜2で得た各インクジェット印刷用インク組成物を、表面処理を施した厚さ100μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム[東洋紡(株)製コスモシャインA4300]に、アプリケーターを用いて膜厚20μmとなるように塗布した。露光については下記2種の照射装置を用いて実施した。
(1)ベルトコンベア式UV照射装置(アイグラフィックス(株)製「ECS−151U」)を使用して露光を行った。露光量は365nmとして150mJ/cm2であった。
(2)スポット式LED照射装置(フォセオン・テクノロジー社製「RX FireFlex」)を使用して露光を行なった。露光量は150mJ/cm2であった。
硬化後塗膜の光照射直後及び光照射5分後の硬化性を、指触及び爪で強く引っ掻くことにより、以下の評価基準で評価した結果を表1に示す。
◎:表面にタックがなく爪で傷つかない。
○:表面にタックはないが、爪で傷つく。
△:表面にタックがあり、爪で傷つく。
×:未硬化。
[吐出性評価]
実施例4〜6及び比較例1〜2で得た各インクジェット印刷用インク組成物を、吐出性評価装置(マイクロジェット(株)製「インクジェット吐出実験キット;IJHC−10」)を用いて吐出性を以下の基準により評価した結果を表1に示す。
○;ノズルつまり無し。
×;ノズルつまり有り。
Figure 2011195786
表1の結果から、本発明のインクジェット印刷用インク組成物は、優れた吐出性と速硬化性を有することがわかる。
本発明のインク組成物は、低粘度、かつ活性光線照射による速硬化性に優れ、高速印刷可能であるため、各種コーティング剤、インキ(UV印刷インキ及びUVインクジェット印刷インキ等)又は塗料用の材料として極めて有用である。

Claims (4)

  1. 一般式(1)で表される請求項1記載のインクジェット印刷インク用重合性化合物(A)。
    Figure 2011195786
    [式中、R1、R2、R3及びR5はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基であり、R4は炭素数2〜4のアルキレン基であり、a及びbは、それぞれ独立に0〜5でかつ1≦a+b≦5を満たす整数であり、c及びdはそれぞれ独立に0〜5の整数である。]
  2. 前記一般式(1)におけるR1、R2及びR5が、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R3が水素原子、メチル基、エチル基又はn−プロピル基であり、R4がエチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基又は1,4−ブチレン基であり、a及びbがそれぞれ独立に0〜2でかつ1≦a+b≦2を満たす整数であり、cが0〜2の整数であり、dが0〜5の整数である請求項1記載の重合性化合物。
  3. 25℃での粘度が100mPa・s以下である請求項1又は2記載の重合性化合物。
  4. 請求項1〜3のいずれか記載の重合性化合物、光重合開始剤(C)及び着色剤(D)を含有するインクジェット印刷用インク組成物。
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