JP2012193254A - インク組成物、画像形成方法及び印画物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(成分A)芳香族ケトン構造又は脂肪族1,2−ジケトン構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a1)、3級アミン構造又はチオール構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a2)、及びエチレン性不飽和二重結合を有する繰り返し単位(a3)を含む重合体、並びに(成分B)色材を含有するインク組成物を用いる。
【選択図】なし
Description
高分子量を有するノリッシュII型開始剤を含む組成物の例としては、例えば特許文献1に記載されているものが挙げられ、製造が容易で、硬化性の高いインクジェット記録用インク組成物が記載されている。
<2> さらに(成分C)有機溶剤を含有する、<1>に記載のインク組成物。
<3> 前記インク組成物における(成分C)の含有量が5〜95質量%である、<2>に記載のインク組成物。
<4> 前記インク組成物における(成分C)の含有量が40〜90質量%である、<3>に記載のインク組成物。
<5> さらに(成分D)水を含有する、<1>又は<2>に記載のインク組成物。
<6> 前記インク組成物における(成分D)の含有量が5〜95質量%である、<5>に記載のインク組成物。
<7> 前記インク組成物における(成分D)の含有量が40〜90質量%である、<6>に記載のインク組成物。
<8> 前記(成分A)がさらに水溶性基を有する繰り返し単位(a4)を含む、<1>〜<7>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<9> 前記水溶性基が、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、ホスホン酸基、及びこれらの塩、4級アンモニウム塩、窒素原子又は酸素原子を含む複素環化合物から水素原子を1個除いた残基、アミド基、カルバモイル基、アルコール性水酸基、並びにポリアルキレンオキシ構造を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1つの基である<8>に記載のインク組成物。
<10> 前記(成分A)の(a1)が芳香族ケトン構造を有する繰り返し単位である、<1>〜<9>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<11> 前記(成分A)の(a2)が3級アミン構造を有する繰り返し単位である、<1>〜<10>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<12> 前記(成分A)の(a3)が(メタ)アクリロイルオキシ基又は(メタ)アクリルアミド基を有する繰り返し単位である、<1>〜<11>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<13> インクジェット記録用である、<1>〜<12>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<14> <1>〜<13>のいずれか1項に記載のインク組成物を記録媒体に付与するインク付与工程と、付与した前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを含む画像形成方法。
<15> 前記インク付与工程は、インクジェット法により前記インク組成物を付与する工程である、<14>に記載の画像形成方法。
<16> <14>又は<15>に記載の画像形成方法によって記録された印画物。
本発明では、(成分A)芳香族ケトン構造又は脂肪族1,2−ジケトン構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a1)、3級アミン構造又はチオール構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a2)、及びエチレン性不飽和二重結合を有する繰り返し単位(a3)を含む重合体と、(成分B)色材とをインク組成物に用いることで、記録した画像の耐水性、耐溶剤性及び基材との密着性に優れたインク組成物を得ることに成功した。
(成分A)芳香族ケトン構造又は脂肪族1,2−ジケトン構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a1)、3級アミン構造又はチオール構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a2)、及びエチレン性不飽和二重結合を有する繰り返し単位(a3)を含む重合体。
(成分B)色材。
本発明に用いられる(成分A)は、芳香族ケトン構造又は脂肪族1,2−ジケトン構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a1)、3級アミン構造又はチオール構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a2)、及びエチレン性不飽和二重結合を有する繰り返し単位(a3)を含む重合体であれば制限することなく使用できる。ここで、前記(a1)、(a2)及び(a3)は同一分子内に存在している。(成分A)を使用することで、インク組成物の架橋反応を進めることができる。
以下に(a1)、(a2)、及び(a3)の説明をする。
本発明に用いられる(成分A)は、芳香族ケトン構造又は脂肪族1,2−ジケトン構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位を含む。
芳香族ケトン構造は芳香族基とカルボニル基とが連結した構造を含んでいればよく、脂肪族1,2−ジケトン構造は脂肪族基中に2つのカルボニル基を有し、前記2つのカルボニル基が隣接した構造を含んでいればよい。
前記芳香族ケトン構造における芳香族基は単環であることが好ましい。また、前記脂肪族1,2−ジケトン構造における脂肪族基は飽和炭化水素であることが好ましい。
Rm1がアルキル基である場合、前記アルキル基は、ハロゲン原子、アリール基、水酸基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルスルファニル基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルボキシル基、スルホ基等で置換されていてもよい。前記アルキル基は、直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。前記アルキル基の炭素数は1〜20であることが好ましく、1〜16であることがさらに好ましく、1〜12であることが特に好ましい。
Rm1がアリール基である場合、前記アリール基はハロゲン原子、アルキル基、水酸基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルスルファニル基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルボキシル基、スルホ基等で置換されていてもよい。前記アリール基の炭素数は6〜20であることが好ましく、6〜14であることがさらに好ましく、6〜10であることが特に好ましい。
前記アルキル基は、炭素数1〜8の直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基であることが好ましい。前記アルキル基は置換基を有していても有していなくてもよい。
前記アリール基は、炭素数6〜10のアリール基であることが好ましい。前記アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
前記アルキルスルファニル基は、炭素数1〜8のアルキルスルファニル基であることが好ましい。前記アルキルスルファニル基は置換基を有していても有していなくてもよい。
前記アルキルアミノ基は、炭素数1〜8のアルキルアミノ基であることが好ましい。前記アルキルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
前記アルコキシ基は、炭素数1〜8のアルコキシ基であることが好ましい。前記アルコキシ基は置換基を有していても有していなくてもよい。
前記アルコキシカルボニル基は、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基であることが好ましい。前記アルコキシカルボニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
前記アシルオキシ基は、炭素数1〜8のアシルオキシ基であることが好ましい。前記アシルオキシ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
前記アシル基は、炭素数1〜8のアシル基であることが好ましい。前記アシル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
n11、n12、n21、n22及びn31は各々独立に0〜4の整数を表す。R31、R32及びR33がそれぞれ複数存在する場合、互いに同一でも異なっていてもよい。
R4及びR5は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、水酸基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルスルファニル基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルボキシル基、又はスルホ基を表す。ただしR4及びR5は互いに結合して環を形成してもよい。
R31、R32又はR33がアルキル基である場合、前記アルキル基は、炭素数1〜8の直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基であることが好ましい。前記アルキル基は置換基を有していても有していなくてもよい。
R31、R32又はR33がアリール基である場合、前記アリール基は、炭素数6〜10のアリール基であることが好ましい。前記アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R31、R32又はR33がアルキルスルファニル基である場合、前記アルキルスルファニル基は、炭素数1〜8のアルキルスルファニル基であることが好ましい。前記アルキルスルファニル基は置換基を有していても有していなくてもよい。
R31、R32又はR33がアルキルアミノ基である場合、前記アルキルアミノ基は、炭素数1〜8のアルキルアミノ基であることが好ましい。前記アルキルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R31、R32又はR33がアルコキシ基である場合、前記アルコキシ基は、炭素数1〜8のアルコキシ基であることが好ましい。前記アルコキシ基は置換基を有していても有していなくてもよい。
R31、R32又はR33がアルコキシカルボニル基である場合、前記アルコキシカルボニル基は、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基であることが好ましい。前記アルコキシカルボニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R31、R32又はR33がアシルオキシ基である場合、前記アシルオキシ基は、炭素数1〜8のアシルオキシ基であることが好ましい。前記アシルオキシ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R31、R32又はR33がアシル基である場合、前記アシル基は、炭素数1〜8のアシル基であることが好ましい。前記アシル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R4及びR5は互いに結合して環を形成してもよい。環を形成する場合は、芳香環を形成することがさらに好ましい。
R4及びR5がアルキル基である場合、前記アルキル基は、炭素数1〜8の直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基であることが好ましい。前記アルキル基は置換基を有していても有していなくてもよい。
R4及びR5がアリール基である場合、前記アリール基は、炭素数6〜10のアリール基であることが好ましい。前記アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R4及びR5がアルキルスルファニル基である場合、前記アルキルスルファニル基は、炭素数1〜8のアルキルスルファニル基であることが好ましい。前記アルキルスルファニル基は置換基を有していても有していなくてもよい。
R4及びR5がアルキルアミノ基である場合、前記アルキルアミノ基は、炭素数1〜8のアルキルアミノ基であることが好ましい。前記アルキルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R4及びR5がアルコキシ基である場合、前記アルコキシ基は、炭素数1〜8のアルコキシ基であることが好ましい。前記アルコキシ基は置換基を有していても有していなくてもよい。
R4及びR5がアルコキシカルボニル基である場合、前記アルコキシカルボニル基は、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基であることが好ましい。前記アルコキシカルボニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R4及びR5がアシルオキシ基である場合、前記アシルオキシ基は、炭素数1〜8のアシルオキシ基であることが好ましい。前記アシルオキシ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
R4及びR5がアシル基である場合、前記アシル基は、炭素数1〜8のアシル基であることが好ましい。前記アシル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
Rb1〜Rb6は、少なくともいずれか2つが結合して環を形成していることが好ましい。
Rb1〜Rb6は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基であることが好ましく、水素原子又はアルキル基であることがさらに好ましい。
Rb1〜Rb6がアルキル基である場合、前記アルキル基は、炭素数1〜8の直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基であることが好ましい。前記アルキル基は置換基を有していても有していなくてもよい。
Rb1〜Rb6がアリール基である場合、前記アリール基は、炭素数6〜10のアリール基であることが好ましい。前記アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
ここで、一般式(1−P1)において、L1及びL2が同時に単結合となることはない。
また、R2は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基は、直鎖構造であっても分岐構造であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を表す。R2は水素原子または炭素数1〜2のアルキル基、即ち、メチル基、又は、エチル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。なお、R2は置換基を有していても、置換基を有していなくてもよいが、置換基を有していないことが好ましい。
L3及びL4は、前記一般式(1−P1)におけるL2と好ましい範囲も含めて同様である。
前記一般式(1−P2)において、L3及びL4が各々独立にエーテル結合又はエステル結合を含む炭素数2〜12のアルキレン基であり、X2が前記一般式(1−A1)〜(1−A3)で表される化合物から水素原子を2個除いた残基であることが好ましい。
本発明に用いられる(成分A)は、3級アミン構造又はチオール構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a2)を含む。
前記3級アミン構造は、3級アミノ基を含んでいればよく、3級アミンから水素原子をp個除いたp価の基を含んでいることがさらに好ましい。前記3級アミンとしては、脂肪族アミン、芳香族アミン等が挙げられ、脂肪族アミン、N,N−ジアルキルアニリン等が好ましい。
前記チオール構造は、チオール基を含んでいればよく、チオールから水素原子をq個除いたq価の基を含んでいることがさらに好ましい。前記チオールとしては、複素環にチオール基が結合した複素環式チオール等が好ましい。
ここで、一般式(2−P1)において、L7及びL8が同時に単結合となることはない。
また、R10は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基は、直鎖構造であっても分岐構造であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。R10は水素原子または炭素数1〜2のアルキル基、即ち、メチル基、又は、エチル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。なお、R10は置換基を有していても、置換基を有していなくてもよいが、置換基を有していないことが好ましい。
ここで、一般式(2−P2)において、L9及びL10が同時に単結合となることはない。
また、R11は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基は、直鎖構造であっても分岐構造であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。R11は水素原子または炭素数1〜2のアルキル基、即ち、メチル基、又は、エチル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。なお、R11は置換基を有していても、置換基を有していなくてもよいが、置換基を有していないことが好ましい。
前記−RN−E−で表される基の例としては、−C2H4−E−、−C(CH3)2−CH2−E−、−C2H4−CO−NH−CH2−E−、−C6H12−E−、−C2H4−NH−COO−C2H4−E−等が挙げられる。ここで、前記Eは窒素原子を3つ有する5員の複素環基を表す。
ここで、一般式(2−P3)において、L11及びL12が同時に単結合となることはない。
前記飽和炭化水素の炭素数は3〜30であることが好ましく、3〜25であることがより好ましく、3〜10であることがさらに好ましい。前記飽和炭化水素は直鎖状、分岐状、又は環状のいずれであってもよい。
前記L13は、炭素数3〜10の直鎖状の飽和炭化水素から3個の水素原子を除いた残基であることが特に好ましい。
エチレン性不飽和二重結合基の例としては、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、イタコン酸エステル基、クロトン酸エステル基、イソクロトン酸エステル基、マレイン酸エステル基等の不飽和カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、及びスチレン基等のラジカル重合性基などが挙げられる。中でも、(メタ)アクリロイルオキシ基、及び(メタ)アクリルアミド基が好ましい。(メタ)アクリロイルオキシ基とはアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を意味し、(メタ)アクルアミド基とは、アクリルアミド基又はメタクリルアミド基を意味する。
ここで一般式(3−P1)において、L14及びL15は同時に単結合になることはない。
前記(メタ)アクリロイルオキシ基は下記一般式(AE)で表される基であることが好ましい。
また、R15は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基は、直鎖構造であっても分岐構造であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。R15は水素原子または炭素数1〜2のアルキル基、即ち、メチル基、又は、エチル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
なお、R15は置換基を有していても、置換基を有していなくてもよいが、置換基を有していないことが好ましい。
前記飽和炭化水素の炭素数は3〜30であることが好ましく、3〜25であることがより好ましく、3〜10であることがさらに好ましい。前記飽和炭化水素は直鎖状、分岐状、又は環状のいずれであってもよい。
前記L16は、炭素数3〜10の直鎖状の飽和炭化水素から2+r個の水素原子を除いた残基であることがより好ましく、さらに、前記飽和炭化水素中にエーテル結合(−O−)を含むことが特に好ましい。
X4は(メタ)アクリロイルオキシ基又は(メタ)アクリルアミド基であることが好ましい。(メタ)アクリロイルオキシ基の好ましい構造としては、前述のX3で記載した一般式(AE)を挙げることができ、(メタ)アクリルアミド基の好ましい構造としては、前述のX3で記載した一般式(AA)を挙げることができる。
以下にエチレン性不飽和二重結合基を有する繰り返し単位(a3)の具体例を示す。なお、本発明はこれらの具体例に何ら限定されるものではない。
式(12)中、R2a及びR2bは、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。R2a及びR2bは互いに結合して4〜6員環を形成していてもよい。)
イオン性水溶性基としては、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、ホスホン酸基、及びこれらの塩からなる群から選ばれる基であることがより好ましく、カルボキシル基、スルホ基、及びこれらの塩からなる群から選ばれる基であることがさらに好ましく、カルボキシル基及びこの塩であることが特に好ましい。
4級アンモニウムイオンとしては、トリアルキルアンモニウム構造を有していることが好ましく、前記アルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、1〜5であることがさらに好ましい。具体的にはトリメチルアンモニウム構造又はトリエチルアンモニウム構造を有していることが好ましい。
4級アンモニウム塩の具体例としては、−N+(CH3)3Cl−、−N+(C2H5)3Cl−、−N+(C4H9)3Cl−等が挙げられ、−N+(CH3)3Cl−又は−N+(C2H5)3Cl−等であることが好ましい。
ここで、L172、L173、L174、L182、L183、L184、L192、L193、及びL194は同一であっても異なっていてもよい。
<(成分B)色材>
本発明のインク組成物は、(成分B)色材を含有する。
本発明に用いることができる色材としては、特に制限はなく、顔料、水溶性染料、分散染料等の公知の色材から任意に選択して使用することができる。この中でも、色材としては、耐候性に優れ、色再現性に富む点から、顔料を含むことがより好ましい。
顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の有機顔料及び無機顔料などが挙げられ、また、染料で染色した樹脂粒子、市販の顔料分散体や表面処理された顔料(例えば、顔料を分散媒として水、液状有機化合物や不溶性の樹脂等に分散させたもの、及び、樹脂や顔料誘導体等で顔料表面を処理したもの等)も挙げられる。なお、前記顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年、朝倉書店発行)、橋本勲著「有機顔料ハンドブック」(2006年、カラーオフィス発行)、W. Herbst, K. Hunger編「Industrial Organic Pigments」(1992年、Wiley−VHC発行)、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、特開2009−235370号公報に記載のものが挙げられる。
本発明において使用できる有機顔料および無機顔料の具体例としては、特開2008−13646号公報の段落番号〔0126〕〜〔0131〕に記載の化合物などを挙げることができ、これらを本発明にも適用することができる。
なお、本発明においては、粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)等の市販の粒径測定装置を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
次に、本発明における着色剤として好ましく使用される染料について述べる。
染料としては、従来公知の化合物(染料)から適宜選択して使用することができる。具体的には、特開2002−114930号公報の段落番号〔0023〕〜〔0089〕、特開2008−13646号公報の段落番号〔0136〕〜〔0140〕に記載の化合物などを挙げることができ、これらを本発明にも適用することができる。
また、本発明においては、分散染料を用いることもできる。
分散染料の好ましい具体例としては、C.I.ディスパースイエロー 5,42,54,64,79,82,83,93,99、100,119,122,124,126,160,184:1,186,198,199,201,204,224及び237;C.I.ディスパーズオレンジ 13,29,31:1,33,49,54,55,66,73,118,119及び163;C.I.ディスパーズレッド 54,60,72,73,86,88,91,92,93,111,126,127,134,135,143,145,152,153,154,159,164,167:1,177,181,204,206,207,221,239,240,258,277,278,283,311,323,343,348,356及び362;C.I.ディスパーズバイオレット 33;C.I.ディスパーズブルー 56,60,73,87,113,128,143,148,154,158,165,165:1,165:2,176,183,185,197,198,201,214,224,225,257,266,267,287,354,358,365及び368;並びにC.I.ディスパーズグリーン 6:1及び9等が挙げられる。
色材として顔料を用いる場合には、顔料粒子を調製する際に、必要に応じて顔料分散剤を用いてもよく、用いることのできる顔料分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいはスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。
極性基としては、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、燐酸基、硼酸基、水酸基が挙げられるが、好ましくはスルホン酸基、カルボン酸基であり、更に好ましくは、スルホン酸基である。
ビーズミル分散を行う際に使用するビーズは、好ましくは0.01〜3.0mm、より好ましくは0.05〜1.5mm、更に好ましくは0.1〜1.0mmの体積平均径を有するものを用いることにより、安定性に優れた顔料分散物を得ることができる。
本発明のインク組成物には、必須成分である(成分A)〜(成分B)に加えて、本発明の効果を損なわない限りにおいて、公知の添加剤を併用することができる。以下、インク組成物に使用しうる添加剤について説明する。
本発明のインク組成物は、目的に応じて、さらに、有機溶剤を併用することも好ましい態様の1つとして挙げることができる。
本発明のインク組成物が水を含んでいる場合、有機溶剤は水溶性有機溶剤であることが望ましい。ここで水溶性有機溶剤とは、25℃の水に対する溶解度が10質量%以上である有機溶剤をいう。
・多価アルコール類(例えば、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、ポリ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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール、2−メチルプロパンジオール等)、
・多価アルコールエーテル類(例えば、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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、
・アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、
・アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、
・複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、プロピオンカーボネート等)、
・スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、
・スルホン類(例えば、スルホラン等)、
・その他(尿素、アセトニトリル、アセトン等)
本発明のインク組成物は、水を含有することも好ましい態様の1つとして挙げることができる。
水としては、不純物を含まないイオン交換水、蒸留水などを用いることが好ましい。
本発明のインク組成物における水の含有量は、5〜95質量%であることが好ましく、30〜95質量%であることがさらに好ましく、40〜90質量%であることが特に好ましい。
(成分A)、(成分B)に加えて(成分C)、(成分D)を含む場合、インク組成物中におけるそれぞれの含有量は、(成分A)1〜50質量%、(成分B)0.1〜30質量%、(成分C+D)20〜98.9質量%であることが好ましく、(成分A)2〜40質量%、(成分B)0.5〜25質量%、(成分C+D)35〜97.5質量%であることがさらに好ましく、(成分A)3〜30質量%、(成分B)0.5〜20質量%、(成分C+D)50〜96.5質量%であることが特に好ましい。
本発明のインク組成物には、界面活性剤を添加することができる。好ましく使用される界面活性剤としては、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、第四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。特にアニオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤を好ましく用いることができる。
本発明のインク組成物には、ラテックスを添加することができる。本発明に用いうるラテックスとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン、シリコン−アクリル共重合体およびアクリル変性フッ素授脂等のラテックスが挙げられる。ラテックスは、乳化剤を用いてポリマー粒子を分散させたものであっても、また乳化剤を用いないで分散させた所謂ソープフリーラテックスであってもよい。乳化剤としては界面活性剤が多く用いられるが、スルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有するポリマー(例えば、可溶化基がグラフト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー)を用いることも好ましい。
本発明のインク組成物には、(成分A)と異なる水性ポリマーを添加することができる。
水性ポリマーの好ましい例としては、天然高分子が挙げられ、その具体例としては、にかわ、ゼラチン、ガゼイン、若しくはアルブミンなどのたんぱく質類、アラビアゴム、若しくはトラガントゴムなどの天然ゴム類、サボニンなどのグルコシド類、アルギン酸及びアルギン酸プロピレングリコールエステル、アルギン酸トリエタノールアミン、若しくはアルギン酸アンモニウムなどのアルギン酸誘導体、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、若しくはエチルヒドロキシルセルロースなどのセルロース誘導体が挙げられる。
本発明のインク組成物は、低分子量の重合開始剤を含まないことが望ましいが、本発明の効果を阻害しない範囲で重合開始剤を含有しても良い。重合開始剤は水溶性であることが好ましく、水溶性の程度としては、25℃において蒸留水に0.5質量%以上溶解することが好ましく、1質量%以上溶解することが好ましく、3質量%以上溶解することが特に好ましい。
また、α−アミノケトン類及びアシルフォスフィンオキシド類からなる群より選択される重合開始剤を用いることが好ましい。
またアシルフォスフィンオキシド類との併用も可能である。この場合水溶性の重合開始剤を用いることが好ましい。水溶性は25℃において蒸留水に0.5質量%以上溶解することが好ましく、1質量%以上溶解することが好ましく、3質量%以上溶解することが特に好ましい。
本発明においては、低分子量の増感剤を含まないことが望ましいが、公知の増感色素を併用することができる。併用しうる公知の増感色素の例としては、ベンゾフェノン、チオキサントン等が挙げられ、特にイソプロピルチオキサントン、アントラキノン、3−アシルクマリン誘導体、ターフェニル、スチリルケトン、3−(アロイルメチレン)チアゾリン、ショウノウキノン、エオシン、ローダミン及びエリスロシンなどが好ましい態様として挙げられる。
本発明のインク組成物は、(成分A)以外の重合性化合物を含有しても良い。重合性化合物は、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つ有する水溶性の化合物であれば、どのようなものでもよく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の化学形態を持つものが含まれる。特定重合性化合物は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。
さらに、単官能、二官能、三官能以上の多官能モノマーの少なくとも3種の重合性化合物を併用する態様が、安全性を維持しつつ、更に、感度、滲み、記録媒体との密着性をより改善することができるという観点から好ましい。
本発明に係るインク組成物の調製方法としては、特に制限はなく、各成分を、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、撹拌槽型ミルなどの媒体撹拌ミル、ディスパーなどの簡単な分散機により撹拌、混合し、分散させることにより調製することができる。各成分の添加順序については任意である。また、分散粒子をより微細化するために、ビーズミルや高圧噴射ミルなどの分散機を用いて混合してもよい。また、顔料や高分子分散剤の種類によっては、顔料分散前のプレミックス時にアニオン性樹脂を添加するようにしてもよい。
本発明の画像形成方法は、前記インク組成物を記録媒体上に付与するインク付与工程と、付与した前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを含むことを特徴とする。これらの工程を行うことで、記録媒体上に定着したインク組成物による画像が形成される。
以下、本発明の画像形成方法における、インク付与工程について説明する。本発明におけるインク付与工程は、前記インク組成物を記録媒体上に付与する工程であれば限定されない。
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、好ましくは1〜100pl、より好ましくは8〜30plのマルチサイズドットを、好ましくは320×320〜4,000×4,000dpi、より好ましくは400×400〜1,600×1,600dpi、さらに好ましくは720×720dpi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。
温度コントロールの方法としては、特に制約はないが、例えば、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク組成物の流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。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設けることができる。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体を外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断若しくは断熱されていることが好ましい。加熱に要するプリンタ立上げ時間を短縮するため、あるいは熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
以下、本発明の画像形成方法における、照射工程について説明する。本発明における照射工程は、前記記録媒体上に付与されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する工程であれば限定されない。本発明のインク組成物に活性エネルギー線を照射することで、インク組成物中の化合物の架橋反応が進行し、画像を定着させ、印画物の耐溶剤性等を向上させることが可能となる。
更に、UV光は、露光面照度が、例えば、10mW/cm2〜2,000mW/cm2、好ましくは、20mW/cm2〜1,000mW/cm2で照射されることが適当である。
照射条件並びに基本的な照射方法は、特開昭60−132767号公報に開示されている。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方式や、駆動を伴わない別光源によって行われ、駆動を伴わない別光源によって行われる方式が好ましい。活性放射線の照射は、インク着弾、熱定着後、一定時間(例えば、0.01秒間〜60秒間、好ましくは、0.01秒間〜30秒間、より好ましくは、0.01秒間〜15秒間)をおいて行われることになる。
記録媒体上に吐出されたインク組成物は、加熱手段により必要に応じて併用される水及び有機溶剤が蒸発されることにより定着されることが好ましい。吐出された本発明のインク組成物に熱を加え、定着する工程について説明する。
加熱手段としては、必要に応じて併用される水及び有機溶剤を乾燥させることができればよく、限定されないが、ヒートドラム、温風、赤外線ランプ、熱オーブン、ヒート版加熱などを使用することができる。
加熱温度は、インク組成物中に必要に応じて併用される水及び有機溶剤が蒸発し、かつ(成分A)、および、必要に応じて添加されるポリマーバインダーの皮膜を形成することができれば特に制限はないが、40℃以上であればその効果が得られ、40℃〜150℃程度が好ましく、より好ましくは、40℃〜80℃程度である。
なお、乾燥/加熱時間は、インク組成物中に必要に応じて併用される水及び有機溶剤が蒸発し、かつ樹脂剤の皮膜を形成することができれば特に制限はなく、用いるインク組成物の組成・印刷速度を加味して適宜設定することができる。
加熱により定着された前記溶剤型インク組成物は、必要に応じ、UV光を照射して、さらに光定着することができる。印刷物の強度、耐水性、耐溶剤性等を向上するためにUV光による定着をすることが好ましい。
本発明の印画物は、本発明の画像形成方法によって記録されたことを特徴とする。本発明の印画物は、本発明の画像形成方法によって記録された印画物であることから、記録された画像の耐溶剤性、耐水性及び基材への密着性に優れた印画物となる。
IRGALITE BLUE GLVO(シアン顔料、C.I.Pigment Blue 15:3、BASF・ジャパン社製)35部と、アジスパーPB821(ポリエステル系高分子分散剤、味の素(株)製)12.5部と、プロピレンカーボネート(4−メチル−2−オキソ−1,3−ジオキソラン、和光純薬社製)52.5部とを混合し、撹拌機で均一になるまで撹拌し、得られた予備分散液を、さらに縦型ビーズミル(アイメックス(株)製レディーミル)で0.1mmジルコニアビーズを用いて3〜6時間分散し、色材分散物Aを作製した。色材分散物Aにおける色材の体積平均粒子径を、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定すると、190nmとなった。
攪拌機、冷却管を備えた500mlの三口フラスコにメチルエチルケトン44gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン25gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.43g、ベンジルメタクリレート30g、メタクリル酸5g、及びメチルメタクリレート15gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン1gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.21gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出した樹脂を乾燥し、ポリマー分散剤D−1を43g得た。
得られた樹脂の組成は、1H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は42,000であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)に記載の方法により酸価を求めたところ、65.4mgKOH/gであった。
ピグメント・ブルー15:3(フタロシアニンブルーA220、大日精化(株)製)10部と、上記ポリマー分散剤D−1を5部と、メチルエチルケトン42部と、1mol/L NaOH水溶液5.5部と、イオン交換水87.2部とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて2〜6時間分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去することにより、顔料濃度が10.2質量%の色材分散物B(着色粒子)を得た。
(成分A)は、Eur.Polym.J.Vol.23,No.12,pp.985−987,1987、特開2010−209183号公報、WO2010/029017号、特開昭52−988号公報等を参考に合成を行った。実施例で用いた化合物を以下に示す。なお、式中における数値は、それぞれの繰り返し単位の比率(モル基準)を表す。
実施例で用いた有機溶剤を以下に示す。
・2−ピロリドン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・2−メチルプロパンジオール(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・プロピレンカーボネート(和光純薬社製)
比較例で用いたポリマーバインダーを以下に示す。
ELVACITE 2013(Lucite International, Inc製。メチルメタクリレートとn−ブチルメタクリレートの共重合体。)
・DPGDA(ジプロピレングリコールジアクリレート)(UCB製)
特開2006−28516号公報の203段落に記載の方法を参考に合成した。
<インク組成物の調製>
得られた色材分散物A、及びBを用い、下記表に示す組成の実施例1〜8、及び比較例1〜3のインク組成物を、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて2,500回転/分にて10分間撹拌して、それぞれ調製した。得られたインク組成物は、プラスチック製のディスポーザブルシリンジに詰め、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)製の孔径5μmのフィルタ(ミリポア社製のMillex−SV、直径25mm)にて濾過して完成インクとした。なお、下表における配合量の各数値は、質量部を表す。
また、インク組成物の粘度を、VISCOMATE VM−10A−L(CMCマテリアルズ(株)製)を用い、25℃の条件下で測定したところ、実施例1〜8の粘度は8〜17mPa・sであった。
次に、インクジェット記録装置として、市販のインクジェットプリンタ(ローランド ディー.ジー.社製SP−300V)を用意した。
得られた各インク組成物を上記インクジェットプリンタに装填し、ポリ塩化ビニルシート(エイブリィ・デニソン社製、AVERY 400 GLOSS WHITE PERMANENT)に画像を形成し、以下の各評価用の印画物を得た。
得られた各インク組成物及び印刷物を使用し、以下の評価を行った。評価結果を下表に示す。
基材との密着性評価方法としてクロスハッチテスト(JIS K 5600−5−6)を行った。上記画像記録方法に従い、画像部の平均膜厚が12μmのベタ画像を描画した。
その後、各々の印刷物に対して、クロスハッチテストを実施した。なお、評価は、JIS K5600−5−6に従い、0〜5の6段階評価とした。ここで、評価0がカットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれがないことを意味する。なお、評価3までは実用上問題のないレベルである。
上記画像記録方法に従い、平均膜厚が12μmのベタ画像の描画を行った後、印刷物の表面を蒸留水を含浸した綿棒にてこすり、以下の基準で評価した。なお、評価Bまでは実用上問題のないレベルである。
A:10回以上こすっても、画像に変化が認められなかった。
B:5〜9回のこすりで、画像の濃度が低下した。
C:2〜4回のこすりで、画像の濃度が低下した。
D:1回こすっただけで、画像の濃度が著しく低下した。
上記画像記録方法に従い、平均膜厚が12μmのベタ画像の描画を行った後、印刷物の表面をイソプロピルアルコールを含浸した綿棒にてこすり、以下の基準で評価した。なお、評価Bまでは実用上問題のないレベルである。
A:10回以上こすっても、画像に変化が認められなかった。
B:5〜9回のこすりで、画像の濃度が低下した。
C:2〜4回のこすりで、画像の濃度が低下した。
D:1回こすっただけで、画像の濃度が著しく低下した。
Claims (16)
- (成分A)芳香族ケトン構造又は脂肪族1,2−ジケトン構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a1)、3級アミン構造又はチオール構造の少なくとも一方を有する繰り返し単位(a2)、及びエチレン性不飽和二重結合を有する繰り返し単位(a3)を含む重合体、並びに
(成分B)色材
を含有するインク組成物。 - さらに(成分C)有機溶剤を含有する、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記インク組成物における(成分C)の含有量が5〜95質量%である、請求項2に記載のインク組成物。
- 前記インク組成物における(成分C)の含有量が40〜90質量%である、請求項3に記載のインク組成物。
- さらに(成分D)水を含有する、請求項1又は請求項2に記載のインク組成物。
- 前記インク組成物における(成分D)の含有量が5〜95質量%である、請求項5に記載のインク組成物。
- 前記インク組成物における(成分D)の含有量が40〜90質量%である、請求項6に記載のインク組成物。
- 前記(成分A)がさらに水溶性基を有する繰り返し単位(a4)を含む、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記水溶性基が、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、ホスホン酸基、及びこれらの塩、4級アンモニウム塩、窒素原子又は酸素原子を含む複素環化合物から水素原子を1個除いた残基、アミド基、カルバモイル基、アルコール性水酸基、並びにポリアルキレンオキシ構造を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基である請求項8に記載のインク組成物。
- 前記(成分A)の(a1)が芳香族ケトン構造を有する繰り返し単位である、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(成分A)の(a2)が3級アミン構造を有する繰り返し単位である、請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(成分A)の(a3)が(メタ)アクリロイルオキシ基又は(メタ)アクリルアミド基を有する繰り返し単位である、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載のインク組成物。
- インクジェット記録用である、請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のインク組成物を記録媒体に付与するインク付与工程と、付与した前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを含む画像形成方法。
- 前記インク付与工程は、インクジェット法により前記インク組成物を付与する工程である、請求項14に記載の画像形成方法。
- 請求項14又は請求項15に記載の画像形成方法によって記録された印画物。
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