JP2012236885A - 光重合開始剤組成物、光重合性インク、インクカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】紫外線ＬＥＤ（ＵＶＬＥＤ）を硬化光源として用いることができ、皮膚感さ性や生殖毒性において深刻な安全面での問題がない、常温で液体の光重合開始剤組成物、該組成物を含む光重合性インク及び光重合性インクジェット用インク、該インクジェット用インクを収容したインクカートリッジの提供。
【解決手段】（１）チオキサントン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及びｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルを含み、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルの配合割合が２３重量％以上の光重合開始剤組成物。
（２）上記光重合開始剤組成物を含む光重合性インク。
（３）上記光重合性インクを収容したインクカートリッジ。
【選択図】なし
【解決手段】（１）チオキサントン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及びｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルを含み、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルの配合割合が２３重量％以上の光重合開始剤組成物。
（２）上記光重合開始剤組成物を含む光重合性インク。
（３）上記光重合性インクを収容したインクカートリッジ。
【選択図】なし
Description
本発明は、光重合開始剤組成物、該組成物を含む光重合性インク及び光重合性インクジェット用インク、該インクジェット用インクを収容したインクカートリッジに関する。
既存の光ラジカル重合開始剤の多くは固体又は粉末状であり、インク材料として利用するためにはモノマーに均一溶解させなければならず長時間の攪拌が必要である。また、モノマーの種類や添加量によっては加温が必要な場合があり煩雑である。一方、短時間のモノマーとの攪拌で均一に溶解でき容易にインク化できる常温液体の光ラジカル重合開始剤も知られている。しかし、近年、省エネルギー化に有効な硬化光源として注目されている紫外線ＬＥＤ（ＵＶＬＥＤ）において、実用上使用可能な波長は３６５ｎｍ以上の長波長であり、このような長波長に対応できる液体の光ラジカル重合開始剤は少ない。一部知られているものも、毒性に問題があったり非常に高価であるなど実用上の問題が多い。
例えば特許文献１にはフェニルグリオキシレートを使用することが記載されているが、代表的なフェニルグリオキシレートであって、安価で容易に入手可能なフェニルグリオキシックアシッドメチルエステル〔旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：ＤＡＲＯＣＵＲ ＭＢＦ〕は、ＬＬＮＡ試験（皮膚感さ性試験：詳しくは後述する）においてＳＩ値が８．６（３未満が陰性）という非常に高い値であることが確認されており、毒性が高いため実用できない。
また、特許文献２には、多成分を組み合わせた常温液体光重合開始剤組成物が開示されている。しかし、ＵＶＬＥＤに対応できるものとして示されたホスフィンオキサイド系化合物は、その代表的かつ安価で容易に入手可能な化合物である２，４，６−トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド〔旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ〕が、ＭＳＤＳ（化学物質安全性データシート）において生殖毒性を示すＲ６２のＲ警句が付記されていることから分かるように、毒性が高いため実用できない。また、硬化光源として高圧水銀ランプやメタルハライドランプを使用すれば、毒性の高いホスフィンオキサイド以外の化合物を用いることができるが、省エネルギー化という観点で好ましくない。
また、特許文献２には、多成分を組み合わせた常温液体光重合開始剤組成物が開示されている。しかし、ＵＶＬＥＤに対応できるものとして示されたホスフィンオキサイド系化合物は、その代表的かつ安価で容易に入手可能な化合物である２，４，６−トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド〔旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ〕が、ＭＳＤＳ（化学物質安全性データシート）において生殖毒性を示すＲ６２のＲ警句が付記されていることから分かるように、毒性が高いため実用できない。また、硬化光源として高圧水銀ランプやメタルハライドランプを使用すれば、毒性の高いホスフィンオキサイド以外の化合物を用いることができるが、省エネルギー化という観点で好ましくない。
また、特許文献３、４には、チタノセン系化合物を使用することが記載されているが、チタノセン系化合物は一般に合成法が複雑なため非常に高価であるし、容易に入手可能な市販品であるビス（η−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〔旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ７８４〕はＭＳＤＳにおいて生殖毒性を示すＲ６２のＲ警句が付記されていることから分かるように、毒性が高いため実用できない。
また、特許文献５には、ベンゾフェノン系化合物を使用することが記載されているが、ベンゾフェノン系化合物は、３６５ｎｍ以上の長波長域における反応性が不十分であり、ＵＶＬＥＤを適用できない。
また、特許文献５には、ベンゾフェノン系化合物を使用することが記載されているが、ベンゾフェノン系化合物は、３６５ｎｍ以上の長波長域における反応性が不十分であり、ＵＶＬＥＤを適用できない。
本発明は、紫外線ＬＥＤ（ＵＶＬＥＤ）を硬化光源として用いることができ、皮膚感さ性や生殖毒性において深刻な安全面での問題がない、常温で液体の光重合開始剤組成物、該組成物を含む光重合性インク及び光重合性インクジェット用インク、該インクジェット用インクを収容したインクカートリッジの提供を目的とする。
上記課題は、次の１）〜５）の発明によって解決される。
１） チオキサントン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及び、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルを含み、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルの配合割合が２３重量％以上である光重合開始剤組成物。
２） 前記チオキサントン化合物が２，４−ジエチルチオキサントン又はイソプロピルチオキサントンである１）に記載の光重合開始剤組成物。
３） １）又は２）に記載の光重合開始剤組成物を含む光重合性インク。
４） インクジェット用である３）に記載の光重合性インク。
５） ４）に記載の光重合性インクジェット用インクを収容したインクカートリッジ。
１） チオキサントン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及び、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルを含み、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルの配合割合が２３重量％以上である光重合開始剤組成物。
２） 前記チオキサントン化合物が２，４−ジエチルチオキサントン又はイソプロピルチオキサントンである１）に記載の光重合開始剤組成物。
３） １）又は２）に記載の光重合開始剤組成物を含む光重合性インク。
４） インクジェット用である３）に記載の光重合性インク。
５） ４）に記載の光重合性インクジェット用インクを収容したインクカートリッジ。
本発明によれば、ＵＶＬＥＤを硬化光源として用いることができ、皮膚感さ性や生殖毒性において深刻な安全面での問題がない、常温で液体の光重合開始剤組成物、該組成物を含む光重合性インク及び光重合性インクジェット用インク、該インクジェット用インクを収容したインクカートリッジを提供できる。
また、常温で液体の光重合開始剤組成物であるから、これを用いてインクを製造する際の取り扱いが容易であるし、各成分材料は安価な市販品を容易に調達できるという利点もある。
更に、インクの製造に際し、省エネルギーなＵＶＬＥＤによる乾燥工程を採用できるため、一般的な無溶剤型の光重合性インクの特徴である揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を放出しないという利点をそのまま有しつつ、消費エネルギーを低減できる。
また、常温で液体の光重合開始剤組成物であるから、これを用いてインクを製造する際の取り扱いが容易であるし、各成分材料は安価な市販品を容易に調達できるという利点もある。
更に、インクの製造に際し、省エネルギーなＵＶＬＥＤによる乾燥工程を採用できるため、一般的な無溶剤型の光重合性インクの特徴である揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を放出しないという利点をそのまま有しつつ、消費エネルギーを低減できる。
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の光重合開始剤組成物は、チオキサントン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルを含むが、これらの成分のうち、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルのみが常温で液体の材料である。そこで、常温で液体の光重合開始剤組成物とするため、該成分の配合割合を２３重量％以上とする。しかし、該成分単独では光重合開始剤の機能がないため、使用する温度環境や必要とする硬化性、他の配合成分の種類や比率等を総合的に考慮して配合割合を決める。通常は２３〜４０重量％程度の範囲から選択するが、好ましくは２３〜３０重量％程度である。
本発明の光重合開始剤組成物は、チオキサントン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルを含むが、これらの成分のうち、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルのみが常温で液体の材料である。そこで、常温で液体の光重合開始剤組成物とするため、該成分の配合割合を２３重量％以上とする。しかし、該成分単独では光重合開始剤の機能がないため、使用する温度環境や必要とする硬化性、他の配合成分の種類や比率等を総合的に考慮して配合割合を決める。通常は２３〜４０重量％程度の範囲から選択するが、好ましくは２３〜３０重量％程度である。
チオキサントン化合物としては、２，４−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンが挙げられる。２，４−ジエチルチオキサントンの市販品としては、日本化薬社製：ＤＥＴＸ−Ｓ、ＬＡＭＢＳＯＮ社製：Ｓｐｅｅｄｃｕｒｅ ＤＥＴＸ、大同化成工業社製：ＵＶ−ＣＵＲＥ ＤＥＴＸなどがある。また、イソプロピルチオキサントンの市販品としては、ｌａｍｂｅｒｔｉ社製：ＥＳＡＣＵＲＥ ＩＴＸ、ＬＡＭＢＳＯＮ社製：Ｓｐｅｅｄｃｕｒｅ ＩＴＸなどがある。
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの市販品としては、ＬＡＭＢＳＯＮ社製：Ｓｐｅｅｄｃｕｒｅ ８４、大同化成工業社製：ＵＶ−ＣＵＲＥ＃１７４、旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４などがある。
ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルの市販品としては、ｌａｍｂｅｒｔｉ社製：ＥＳＡＣＵＲＥ ＥＨＡ、ＬＡＭＢＳＯＮ社製：Ｓｐｅｅｄｃｕｒｅ ＥＨＡ、大同化成工業社製：ＵＶ−ＣＵＲＥ ＥＨＡ、旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：ＤＡＲＯＣＵＲ ＥＨＡなどがある。
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの市販品としては、ＬＡＭＢＳＯＮ社製：Ｓｐｅｅｄｃｕｒｅ ８４、大同化成工業社製：ＵＶ−ＣＵＲＥ＃１７４、旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４などがある。
ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルの市販品としては、ｌａｍｂｅｒｔｉ社製：ＥＳＡＣＵＲＥ ＥＨＡ、ＬＡＭＢＳＯＮ社製：Ｓｐｅｅｄｃｕｒｅ ＥＨＡ、大同化成工業社製：ＵＶ−ＣＵＲＥ ＥＨＡ、旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：ＤＡＲＯＣＵＲ ＥＨＡなどがある。
上記市販品は、いずれも皮膚感さ性や生殖毒性に問題のないものであるが、例えば「旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４」及び「ＤＡＲＯＣＵＲ ＥＨＡ」は、ＭＳＤＳにおいて皮膚感さ性陰性又は皮膚感さ性なしと評価されており、併記されたＲ警句にも生殖毒性を示すものはない。
また、「日本化薬社製：ＤＥＴＸ−Ｓ」は皮膚感さ性試験であるＬＬＮＡ試験におけるＳＩ値が１．４と陰性であり、ＣＡＳ番号からＲ警句を調査できるＡＲＩＥＬ ＷＥＢＩＮＳＩＧＨＴ（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｅｂｉｎｓｉｇｈｔ．ａｒｉｅｌｒｅｓｅａｒｃｈ．ｃｏｍ／Ｈｏｍｅ．ａｓｐｘ）においても皮膚感さ性や生殖毒性を示すＲ警句の付記はない。同じく「ｌａｍｂｅｒｔｉ社製：ＥＳＡＣＵＲＥ ＩＴＸ」についても同調査による皮膚感さ性や生殖毒性を示すＲ警句の付記はない。
なお、上記「ＬＬＮＡ試験」とは、ＯＥＣＤテストガイドライン４２９として定められる皮膚感さ性試験であり、文献（例えば「機能材料」２００５年９月号、Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．９、Ｐ５５）に示されるように、皮膚感さ性の程度を示すＳｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ（ＳＩ値）が３未満の場合に感さ性について問題なしと判断するものである。また、ＭＳＤＳ（化学物質安全性データシート）において、皮膚感さ性陰性又は皮膚感さ性なしと評価されたものは、当然上記ＳＩ値を満たすものである。
また、「日本化薬社製：ＤＥＴＸ−Ｓ」は皮膚感さ性試験であるＬＬＮＡ試験におけるＳＩ値が１．４と陰性であり、ＣＡＳ番号からＲ警句を調査できるＡＲＩＥＬ ＷＥＢＩＮＳＩＧＨＴ（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｅｂｉｎｓｉｇｈｔ．ａｒｉｅｌｒｅｓｅａｒｃｈ．ｃｏｍ／Ｈｏｍｅ．ａｓｐｘ）においても皮膚感さ性や生殖毒性を示すＲ警句の付記はない。同じく「ｌａｍｂｅｒｔｉ社製：ＥＳＡＣＵＲＥ ＩＴＸ」についても同調査による皮膚感さ性や生殖毒性を示すＲ警句の付記はない。
なお、上記「ＬＬＮＡ試験」とは、ＯＥＣＤテストガイドライン４２９として定められる皮膚感さ性試験であり、文献（例えば「機能材料」２００５年９月号、Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．９、Ｐ５５）に示されるように、皮膚感さ性の程度を示すＳｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ（ＳＩ値）が３未満の場合に感さ性について問題なしと判断するものである。また、ＭＳＤＳ（化学物質安全性データシート）において、皮膚感さ性陰性又は皮膚感さ性なしと評価されたものは、当然上記ＳＩ値を満たすものである。
光重合性インク材料として、本発明の常温で液体の光重合開始剤を使用すれば、インク製造時の作業性が良くなり、製造工程を簡略化できるため、インク製造にかかる時間やコストを低減できる。しかし、皮膚感さ性や生殖毒性に問題がない光重合開始剤であれば、常温で液体でないものでも、作業性を損なわない範囲で併用することもできる。このような光重合開始剤としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、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、２−ヒドロキシ−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−１−プロパン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モリホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタノン−１、２−ジメチルアミノ−２−（４−メチルベンジル）−１−（４−モルフォリン−４−イル−フェニル）ブタン−１−オンなど。
２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、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、２−ヒドロキシ−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−１−プロパン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モリホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタノン−１、２−ジメチルアミノ−２−（４−メチルベンジル）−１−（４−モルフォリン−４−イル−フェニル）ブタン−１−オンなど。
光重合性インク材料に使用する光重合性モノマーとしては、皮膚感さ性や生殖毒性において深刻な問題がないものが望ましく、例えば以下の材料が挙げられる。
ポリエチレングリコールジメタクリレート〔ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯ（ＯＣ２Ｈ４）ｎ−ＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２（ｎ＝９〜１４）〕、γ−ブチロラクトンメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート〔ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ−（ＯＣ３Ｈ６）ｎ−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２（ｎ≒１２）〕、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエトキシ化テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ステアリルアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミドなど。
また、使用する光重合性モノマーを適宜選定することにより、光重合性インクジェットインクを得ることもできる。
ポリエチレングリコールジメタクリレート〔ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯ（ＯＣ２Ｈ４）ｎ−ＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２（ｎ＝９〜１４）〕、γ−ブチロラクトンメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート〔ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ−（ＯＣ３Ｈ６）ｎ−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２（ｎ≒１２）〕、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエトキシ化テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ステアリルアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミドなど。
また、使用する光重合性モノマーを適宜選定することにより、光重合性インクジェットインクを得ることもできる。
また、単体では皮膚感さ性に多少問題があるが、光重合性インクとして問題が生じない範囲で、以下のような（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミドを併用することもできる。
エチレングリコールジ（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、γ−ブチロラクトンアクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ホルマール化トリメチロールプロパンモノ（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン（メタ）アクリル酸安息香酸エステル、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート〔ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ−（ＯＣ２Ｈ４）ｎ−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２（ｎ≒４）〕、同（ｎ≒９）、同（ｎ≒１４）、同（ｎ≒２３）〕、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクレート〔ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯ−（ＯＣ３Ｈ６）ｎ−ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２（ｎ≒７）〕、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）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、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物のジ（メタ）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、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、メタアクリロイルモルホリン、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、エチレンオキサイド変性テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ（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、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、ポリエステルジ（メタ）アクリレート、ポリエステルトリ（メタ）アクリレート、ポリエステルテトラ（メタ）アクリレート、ポリエステルペンタ（メタ）アクリレート、ポリエステルポリ（メタ）アクリレート、ビニルカプロラクタム、ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、ポリウレタンジ（メタ）アクリレート、ポリウレタントリ（メタ）アクリレート、ポリウレタンテトラ（メタ）アクリレート、ポリウレタンペンタ（メタ）アクリレート、ポリウレタンヘキサ（メタ）アクリレートなど。
エチレングリコールジ（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、γ−ブチロラクトンアクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ホルマール化トリメチロールプロパンモノ（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン（メタ）アクリル酸安息香酸エステル、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート〔ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ−（ＯＣ２Ｈ４）ｎ−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２（ｎ≒４）〕、同（ｎ≒９）、同（ｎ≒１４）、同（ｎ≒２３）〕、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクレート〔ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯ−（ＯＣ３Ｈ６）ｎ−ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２（ｎ≒７）〕、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）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、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物のジ（メタ）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、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、メタアクリロイルモルホリン、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、エチレンオキサイド変性テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ（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、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、ポリエステルジ（メタ）アクリレート、ポリエステルトリ（メタ）アクリレート、ポリエステルテトラ（メタ）アクリレート、ポリエステルペンタ（メタ）アクリレート、ポリエステルポリ（メタ）アクリレート、ビニルカプロラクタム、ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、ポリウレタンジ（メタ）アクリレート、ポリウレタントリ（メタ）アクリレート、ポリウレタンテトラ（メタ）アクリレート、ポリウレタンペンタ（メタ）アクリレート、ポリウレタンヘキサ（メタ）アクリレートなど。
また、インクの着色剤としては公知の無機顔料や有機顔料を使用することができる。
ブラック顔料としては、ファーネス法又はチャネル法で製造されたカーボンブラック等が使用できる。
イエロー顔料としては、Ｐｉｇ．Ｙｅｌｌｏｗ系の顔料、例えばピグメントイエロー１、ピグメントイエロー２、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１６、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー７５、ピグメントイエロー８３、ピグメントイエロー９３、ピグメントイエロー９５、ピグメントイエロー９７、ピグメントイエロー９８、ピグメントイエロー１１４、ピグメントイエロー１２０、ピグメントイエロー１２８、ピグメントイエロー１２９、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１５０、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１５４、ピグメントイエロー１５５、ピグメントイエロー１８０等が使用できる。
ブラック顔料としては、ファーネス法又はチャネル法で製造されたカーボンブラック等が使用できる。
イエロー顔料としては、Ｐｉｇ．Ｙｅｌｌｏｗ系の顔料、例えばピグメントイエロー１、ピグメントイエロー２、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１６、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー７５、ピグメントイエロー８３、ピグメントイエロー９３、ピグメントイエロー９５、ピグメントイエロー９７、ピグメントイエロー９８、ピグメントイエロー１１４、ピグメントイエロー１２０、ピグメントイエロー１２８、ピグメントイエロー１２９、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１５０、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１５４、ピグメントイエロー１５５、ピグメントイエロー１８０等が使用できる。
マゼンタ顔料としては、Ｐｉｇ．Ｒｅｄ系の顔料、例えばピグメントレッド５、ピグメントレッド７、ピグメントレッド１２、ピグメントレッド４８（Ｃａ）、ピグメントレッド４８（Ｍｎ）、ピグメントレッド５７（Ｃａ）、ピグメントレッド５７：１、ピグメントレッド１１２、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１２３、ピグメントレッド１６８、ピグメントレッド１８４、ピグメントレッド２０２、ピグメントバイオレット１９等が使用できる。
シアン顔料としては、Ｐｉｇ．Ｂｌｕｅ系の顔料、例えばピグメントブルー１、ピグメントブルー２、ピグメントブルー３、ピグメントブルー１５、ピグメントブルー１５：３、ピグメントブルー１５：４、ピグメントブルー１６、ピグメントブルー２２、ピグメントブルー６０、バットブルー４、バットブルー６０等が使用できる。
白色顔料としては、硫酸バリウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、微粉ケイ酸、合成ケイ酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等が使用できる。
その他にも、必要に応じて物理特性などを考慮して、種々の無機顔料や有機顔料が使用できる。
シアン顔料としては、Ｐｉｇ．Ｂｌｕｅ系の顔料、例えばピグメントブルー１、ピグメントブルー２、ピグメントブルー３、ピグメントブルー１５、ピグメントブルー１５：３、ピグメントブルー１５：４、ピグメントブルー１６、ピグメントブルー２２、ピグメントブルー６０、バットブルー４、バットブルー６０等が使用できる。
白色顔料としては、硫酸バリウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、微粉ケイ酸、合成ケイ酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等が使用できる。
その他にも、必要に応じて物理特性などを考慮して、種々の無機顔料や有機顔料が使用できる。
また、添加剤として、４−メトキシ−１−ナフトール、メチルハイドロキノン、ハイドロキノン、ｔ−ブチルハイドロキノン、メトキノン、ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、フェノチアジン、２，２′−ジヒドロキシ−３，３′−ジ（α−メチルシクロヘキシル）−５，５′−ジメチルジフェニルメタン、ｐ−ベンゾキノン、ジ−ｔ−ブチルジフェニルアミン、９，１０−ジ−ｎ−ブトキシシアントラセン、４，４′−［１，１０−ジオキソ−１，１０−デカンジイルビス（オキシ）］ビス［２，２，６，６−テトラメチル］−１−ピペリジニルオキシなどの従来から一般的に使用されるラジカル重合禁止剤、高級脂肪酸系、シリコーン系、フッ素系などの界面活性剤、極性基含有高分子顔料分散剤などを用いることができる。
本発明の光重合性インクは容器に収容してインクカートリッジとして用いることができる。これにより、インク交換などの作業において、インクに直接触れる必要がなく、手指や着衣の汚れなどの心配がなく、またインクへのごみ等の異物混入を防止できる。
容器としては特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを有するものなどが好適である。
上記インクカートリッジについて、図１及び図２を参照して説明する。図１はインクカートリッジのインク袋２４１の一例を示す概略図であり、図２は図１のインク袋２４１をカートリッジケース２４４内に収容したインクカートリッジ２００を示す概略図である。
図１に示すように、インク注入口２４２からインクをインク袋２４１内に充填し、該インク袋中に残った空気を排気した後、該インク注入口２４２を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口２４３に装置本体の針を刺して装置に供給する。インク袋２４１は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成する。そして、図２に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース２４４内に収容し、インクカートリッジ２００として各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いる。
本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録装置に着脱可能とすることが好ましい。これにより、インクの補充や交換を簡素化でき作業性を向上させることができる。
容器としては特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを有するものなどが好適である。
上記インクカートリッジについて、図１及び図２を参照して説明する。図１はインクカートリッジのインク袋２４１の一例を示す概略図であり、図２は図１のインク袋２４１をカートリッジケース２４４内に収容したインクカートリッジ２００を示す概略図である。
図１に示すように、インク注入口２４２からインクをインク袋２４１内に充填し、該インク袋中に残った空気を排気した後、該インク注入口２４２を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口２４３に装置本体の針を刺して装置に供給する。インク袋２４１は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成する。そして、図２に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース２４４内に収容し、インクカートリッジ２００として各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いる。
本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録装置に着脱可能とすることが好ましい。これにより、インクの補充や交換を簡素化でき作業性を向上させることができる。
また、本発明の光重合性インクジェット用インクを加温することにより液状化して印刷を行い、室温に保持した基材上でインク滴が増粘又は固体化した後に光硬化するインクジェット印刷プロセスを採用すれば、上質紙などの吸収性の基材においてもインク滴のにじみや裏抜けを抑制でき、高い画像品質を達成することができる。
また、該印刷プロセスを実施する機構を備えたインクジェット記録装置とすれば、インク供給、印刷、乾燥といった過程を一連の作業として効率化できる。
また、該印刷プロセスを実施する機構を備えたインクジェット記録装置とすれば、インク供給、印刷、乾燥といった過程を一連の作業として効率化できる。
図３に、上記のようなインクジェット記録装置（印刷装置）の一例の概略図を示す。
図３は、印刷ユニット３［各色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の印刷ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなる］のそれぞれにより、被印刷基材供給ロール１から供給された被印刷基材２（図の左から右へ搬送）に吐出された各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の印刷毎に、紫外線光源（硬化用光源）４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから光照射（ＵＶ光）して硬化し、カラー画像を形成する例を示している。印刷ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、インク吐出部分においてはインクが液状化するように加温する機構を設けたものであり、基材保持部分（図中基材の上側又は下側の部分）においては、必要に応じて接触又は非接触で基材を室温程度に冷却する機構を設けたものである。先に印刷する色の印刷面積が小さく搬送速度も遅い場合には、後から印刷する色に対しても自然放冷により基材は室温程度に保たれるが、先に印刷する色の印刷面積が大きかったり搬送速度が速い場合には、基材温度が上昇してしまうため、必要に応じて、基材を室温程度に保持するための冷却機構を設けることが望ましい。
被印刷基材２としては、紙、フィルム、金属、あるいはこれらの複合材料等が用いられる。また、図３ではロール状の被印刷基材２を示しているが、シート状であってもよい。さらに、片面印刷だけでなく両面印刷してもよい。
印刷の高速化に際し、各色を印刷する毎に紫外線を照射するとより高い硬化性が得られるが、例えば紫外線光源４ａ、４ｂ、４ｃを微弱なものとしたり省略したりして、複数色を印刷した後にまとめて４ｄにより十分量の紫外線を照射して硬化することにより、省エネ、低コスト化を図ることも可能である。
なお、図中の５は加工ユニット、６は印刷物巻き取りロールである。
図３は、印刷ユニット３［各色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の印刷ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなる］のそれぞれにより、被印刷基材供給ロール１から供給された被印刷基材２（図の左から右へ搬送）に吐出された各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の印刷毎に、紫外線光源（硬化用光源）４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから光照射（ＵＶ光）して硬化し、カラー画像を形成する例を示している。印刷ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、インク吐出部分においてはインクが液状化するように加温する機構を設けたものであり、基材保持部分（図中基材の上側又は下側の部分）においては、必要に応じて接触又は非接触で基材を室温程度に冷却する機構を設けたものである。先に印刷する色の印刷面積が小さく搬送速度も遅い場合には、後から印刷する色に対しても自然放冷により基材は室温程度に保たれるが、先に印刷する色の印刷面積が大きかったり搬送速度が速い場合には、基材温度が上昇してしまうため、必要に応じて、基材を室温程度に保持するための冷却機構を設けることが望ましい。
被印刷基材２としては、紙、フィルム、金属、あるいはこれらの複合材料等が用いられる。また、図３ではロール状の被印刷基材２を示しているが、シート状であってもよい。さらに、片面印刷だけでなく両面印刷してもよい。
印刷の高速化に際し、各色を印刷する毎に紫外線を照射するとより高い硬化性が得られるが、例えば紫外線光源４ａ、４ｂ、４ｃを微弱なものとしたり省略したりして、複数色を印刷した後にまとめて４ｄにより十分量の紫外線を照射して硬化することにより、省エネ、低コスト化を図ることも可能である。
なお、図中の５は加工ユニット、６は印刷物巻き取りロールである。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
実施例１〜８、比較例１〜２
下記Ａ〜Ｄの材料を、表１の実施例及び比較例の各欄に示す配合割合（数値は重量％）で混合し、光重合開始剤組成物を得た。
Ａ：２，４−ジエチルチオキサントン（日本化薬社製：ＤＥＴＸ−Ｓ）
Ｂ：イソプロピルチオキサントン（ｌａｍｂｅｒｔｉ社製：ＥＳＡＣＵＲＥ ＩＴＸ）
Ｃ：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
〔旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４〕
Ｄ：ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシル
〔旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：ＤＡＲＯＣＵＲ ＥＨＡ〕
これらの光重合開始剤組成物について、２５℃における外観性状が液体であるか固体であるかを目視観察した。結果を表１に示す。
次いで、トリメチロールプロパントリメタクリレート１００重量部に対し、上記各光重合開始剤組成物を３０重量部配合したインクを作成し、厚さ約１０ミクロンの塗膜を作成した。その後、インテグレーションテクノロジー社製：ＵＶＬＥＤ（中心波長３６５ｎｍ）により、積算光量５０００ｍＪ／ｃｍ２となるように光照射し、塗膜の硬化状態を指触で確認し、塗膜が液状であれば未硬化、固体状であれば硬化と判定した。結果を表１に示す。
下記Ａ〜Ｄの材料を、表１の実施例及び比較例の各欄に示す配合割合（数値は重量％）で混合し、光重合開始剤組成物を得た。
Ａ：２，４−ジエチルチオキサントン（日本化薬社製：ＤＥＴＸ−Ｓ）
Ｂ：イソプロピルチオキサントン（ｌａｍｂｅｒｔｉ社製：ＥＳＡＣＵＲＥ ＩＴＸ）
Ｃ：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
〔旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４〕
Ｄ：ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシル
〔旧チバジャパン社（現ＢＡＳＦ社）製：ＤＡＲＯＣＵＲ ＥＨＡ〕
これらの光重合開始剤組成物について、２５℃における外観性状が液体であるか固体であるかを目視観察した。結果を表１に示す。
次いで、トリメチロールプロパントリメタクリレート１００重量部に対し、上記各光重合開始剤組成物を３０重量部配合したインクを作成し、厚さ約１０ミクロンの塗膜を作成した。その後、インテグレーションテクノロジー社製：ＵＶＬＥＤ（中心波長３６５ｎｍ）により、積算光量５０００ｍＪ／ｃｍ２となるように光照射し、塗膜の硬化状態を指触で確認し、塗膜が液状であれば未硬化、固体状であれば硬化と判定した。結果を表１に示す。
１ 被印刷基材供給ロール
２ 被印刷基材
３ 印刷ユニット
３ａ 各色の印刷ユニット
３ｂ 各色の印刷ユニット
３ｃ 各色の印刷ユニット
３ｄ 各色の印刷ユニット
４ａ 紫外線光源
４ｂ 紫外線光源
４ｃ 紫外線光源
４ｄ 紫外線光源
５ 加工ユニット
６ 印刷物巻き取りロール
２００ インクカートリッジ
２４１ インク袋
２４２ インク注入口
２４３ インク排出口
２４４ カートリッジケース
２ 被印刷基材
３ 印刷ユニット
３ａ 各色の印刷ユニット
３ｂ 各色の印刷ユニット
３ｃ 各色の印刷ユニット
３ｄ 各色の印刷ユニット
４ａ 紫外線光源
４ｂ 紫外線光源
４ｃ 紫外線光源
４ｄ 紫外線光源
５ 加工ユニット
６ 印刷物巻き取りロール
２００ インクカートリッジ
２４１ インク袋
２４２ インク注入口
２４３ インク排出口
２４４ カートリッジケース
Claims (5)
- チオキサントン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及びｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルを含み、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸−２−エチルヘキシルの配合割合が２３重量％以上である光重合開始剤組成物。
- 前記チオキサントン化合物が、２，４−ジエチルチオキサントン又はイソプロピルチオキサントンである請求項１に記載の光重合開始剤組成物。
- 請求項１又は２に記載の光重合開始剤組成物を含む光重合性インク。
- インクジェット用である請求項３に記載の光重合性インク。
- 請求項４に記載の光重合性インクジェット用インクを収容したインクカートリッジ。
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- 2011-05-10 JP JP2011105567A patent/JP5857439B2/ja active Active
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