JP2013076005A - エネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭化水素系非イオン性界面活性剤を含有するエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。より好ましくはアルコキシル化アルコール系非イオン性界面活性剤を含有するエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
【選択図】なし
Description
一方、先に着弾し硬化したインク硬化物の表面近傍にシリコーン系化合物が存在することから、インク硬化物表面の表面自由エネルギーが低下する。このため、先に着弾して硬化したインク硬化物表面上にインク液滴を重ねて画像を形成する場合においては、インク硬化物表面に対して重なるインク液滴の濡れ性が不十分となり、インク硬化物表面とその上に着弾したインク液滴との界面ではじきが発生し、重ね塗りされるインク液滴の広がりが悪くなる。したがって、例えば、被記録材料表面に対して搬送方向と直交する方向にインクヘッドを複数回往復させて、同一の記録領域において段階的に画像形成を行う、いわゆるマルチパス方式においては、インク硬化物表面上に重ね塗りされるインク液滴の広がりが悪くなるため印刷表面に凹凸が生じ、表面粗さが粗くなり、滑らかで光沢のある印刷表面を得ることが難しかった。
[1]炭化水素系非イオン性界面活性剤を含有するエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
[2]前記炭化水素系非イオン性界面活性剤のHLBが7〜15の範囲にある、前記[1]に記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
[3]前記炭化水素系非イオン性界面活性剤が、アルコキシル化アルコール系非イオン性界面活性剤である、前記[1]または[2]に記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
[4]800以上5000以下の重量平均分子量を有する重合性オリゴマーを、インク組成物100質量部に対して5質量部以上40質量部以下の量で含有する、前記[1]〜[3]のいずれかに記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
[5]前記重合性オリゴマーが、単体として重合させた場合に−50〜30℃のガラス転移温度(Tg)を有する、前記[4]に記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
[6]2官能重合性モノマーを、インク組成物100質量部に対して5質量部以上40質量部以下の量で含有する、前記[4]または[5]に記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
[7]重合性モノマーとして、単官能重合性モノマーおよび3官能以上の重合性モノマーを含み、インク組成物100質量部に対して、単官能重合性モノマーの含有量が40質量部以下であり、3官能以上の重合性モノマーの含有量が50質量部以下である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
[8]アシルホスフィンオキサイド系開始剤、α−アミノアルキルフェノン系開始剤およびチオキサントン系開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の光重合開始剤を含有する、前記[1]〜[7]のいずれかに記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
[9]インク保存安定化剤として、HALS、メトキノンおよびハイドロキノンを含有する前記[1]〜[8]のいずれかに記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
本発明のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物(以下、「本発明のインク組成物」と記載する場合がある)は、炭化水素系非イオン性界面活性剤を含有する。炭化水素系非イオン性界面活性剤を界面活性物質として含有することにより、インクの重ね塗りの際に、被記録材料表面に先に着弾して硬化したインク硬化物に対して重なるインク液滴の濡れ性を向上させることができ、インク硬化物表面上に着弾したインク液滴の良好な広がりを実現することができる。これにより、印刷物表面の表面粗さを滑らかにし、光沢感に優れる印刷物を得ることができる。また、ノズルヘッド周辺部にインク組成物が付着することを抑制し、インク組成物の液溜まりの発生を防ぐことにより、ノズルヘッドにおけるインク組成物の固着を防止することができる。なお、本明細書において、「界面活性物質」とは、分子構造中に親水性部位と疎水性部位を有し、添加することによりインク組成物の表面張力を調整し得る物質のことを意味する。
なお、HLB値とは、親水性・疎水性のバランスを数値的に示した界面活性剤の性状を示す尺度のひとつであり、Hydrophile−Lipophile balanceの略称である。
アルコキシル化アルコール系非イオン性界面活性剤としては、先に例示したようなものを用いることができるが、下記式(1)〜(3):
R−O−(CH2−CH2−O)n−H (1)
R−O−(CH2−CH(CH3)−O)n−H (2)
R−O−{(CH2−CH2−O)/(CH2−CH(CH3)−O)}n−H (3)
〔式(1)〜(3)中、Rは炭素数6〜25の直鎖または分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基またはアルキルアリール基であり、nは3〜30の数である〕
のいずれかで示される構造を有するアルコキシル化アルコール系非イオン性界面活性剤を用いることがより好ましい。
上記式の非イオン性界面活性剤は、炭素数6〜25の直鎖または分枝の飽和または不飽和アルコールのエチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物またはエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加物であり、アルコールとしては、例えばオクチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、イソデシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、スチレン化フェノール、ナフトール、フェノール、オクチルフェノールおよびノニルフェノール等が挙げられる。エチレンオキサイドの付加モル数nは、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。
そのような非イオン性界面活性剤として、例えば、ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシプロピレン2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレン/プロピレン2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルエーテル、ポリオキシプロピレンノニルエーテル、ポリオキシエチレン/プロピレンノニルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシプロピレンデシルエーテル、ポリオキシエチレン/プロピレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシプロピレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレン/プロピレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレンウンデシルエーテル、ポリオキシプロピレンウンデシルエーテル、ポリオキシエチレン/プロピレンウンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシプロピレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン/プロピレンラウリルエーテル等を好適に使用し得る。炭化水素系非イオン性界面活性剤として、上記のアルコキシル化アルコール系非イオン性界面活性剤を用いることにより、被記録材料面に先に着弾して硬化したインク硬化物に対して重なるインク液滴の濡れ性を特に効果的に向上させることができ、インク硬化物上に重ね塗りされるインク液滴の良好な広がりを実現することができる。また、ノズルヘッド周辺部にインク組成物が付着し、インク組成物の液溜まりが生じることを効果的に防止することができる。
そのようなシリコーン系化合物としては、例えば、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系化合物が挙げられる。具体的には、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリアラルキル変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。これらとして、商品名でBYK−300、BYK−302、BYK−306、BYK−307、BYK−310、BYK−315、BYK−320、BYK−322、BYK−323、BYK−325、BYK−330、BYK−331、BYK−333、BYK−337、BYK−344、BYK−370、BYK−375、BYK−377、BYK−UV3500、BYK−UV3510、BYK−UV3570(以上、ビックケミー社製)、TEGO−Rad2100、TEGO−Rad2200N、TEGO−Rad2250、TEGO−Rad2300、TEGO−Rad2500、TEGO−Rad2600、TEGO−Rad2700(以上、デグサ社製)、グラノール100、グラノール115、グラノール400、グラノール410、グラノール435、グラノール440、グラノール450、B−1484、ポリフローATF−2、KL−600、UCR−L72、UCR−L93(共栄社化学社製)などを用いてもよい。これらは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
そのようなフッ素系界面活性剤としては、例えば、分子中にパーフルオロアルキル基を含む構造を有するものが挙げられる。例えば、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、含フッ素基・親水性基含有オリゴマー〔製品名:メガファックF-430(DIC社製)等〕、含フッ素基・親水性基・親油性基含有オリゴマー〔製品名:メガファックF-477(DIC社製)等〕、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー〔製品名:メガファックF-552(DIC社製)等〕、含フッ素基・親水性基・親油性基・UV反応性基含有オリゴマー〔製品名:メガファックRS−721−K(DIC社製)等〕が挙げられる。これらは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
以下、本発明のインク組成物を構成し得る成分について説明する。
本発明のインク組成物に含有し得る重合性化合物としては、光の作用により光重合開始剤から発生した活性ラジカル等によって重合し得る化合物であれば、特に制限されることはなく、従来公知の単官能重合性モノマー、多官能重合性モノマーおよび/または重合性オリゴマーを用いることができる。これらの化合物を所望するインク組成物の特性を得られるよう、単独でまたは複数組み合わせて用いることができる。
ここで、本明細書中、「モノマー」とは重量平均分子量が800未満のものを、「オリゴマー」とは重量平均分子量が800以上10,000以下のものをいう。なお、本明細書において「重量平均分子量」は、モノマーについてはその構造より算出した値であり、オリゴマーについてはGPC(Gel Permeation Chromatography)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
単官能(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、例えば、
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−ブチルシクロヘキシル(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、ブトシキメチル(メタ)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、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−トリフルオロエチル(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、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、ポリエチレンオキシ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シドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシ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シ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シ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)アクリレートおよび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。
ここで、本明細書中「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、後述の「(メタ)アクリルアミド」等の表記も同様の意味を有する。
2官能(メタ)アクリレート化合物としては、具体的には、例えば、
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、ポリエチレングルコールジ(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)アクリレートおよびトリシクロデカンジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
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、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリス((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、トリス((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)アクリレートおよびエトキシ化グリセリントリアクリレート等の3官能(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、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)アクリレートおよびエトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の4官能(メタ)アクリレート;
ソルビトールペンタ(メタ)アクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の5官能(メタ)アクリレート;ならびに
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)アクリレートおよ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)アクリレート等の6官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。
そのような実施態様において、本発明のインク組成物は、800以上5000以下の重量平均分子量を有する重合性オリゴマー(A)(以下、「重合性オリゴマー(A)」と記載する場合がある)を、インク組成物100質量部に対して5質量部以上40質量部以下の量で含有する。
以下、この実施態様(以下、「本発明の実施態様(1)」と記載する場合がある)について説明する。
重合性オリゴマー(A)を上記範囲の量で含有することにより、十分な柔軟性を有する印字膜を形成することができ、硬化後に印字膜を延伸させた場合においてもひび割れや剥がれの発生を抑えることのできる柔軟性に優れ、良好な延伸性を有するインク組成物が得られうる。
本発明の実施態様(1)において含有し得るウレタンアクリレートオリゴマーとしては、例えば、ポリオールと多価イソシアネートとを反応させて得られるイソシアネート化合物と、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとの反応生成物が挙げられる。イソシアネート化合物としては、例えばジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート等が挙げられ、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば2−ヒドロキシエチルアクリレート等が挙げられる。
本発明の実施態様(1)における重合性オリゴマー(A)としては、ウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマーまたはエポキシアクリレートオリゴマーあるいはそれらの混合物であることが好ましく、ウレタンアクリレートオリゴマーがより好ましい。また、ウレタンアクリレートオリゴマーとしては、密着性を付与しやすい、柔軟性を得やすい等の観点から、脂肪族イソシアネートとヒドロキシ基を有するアクリレートとからなる脂肪族系ウレタンアクリレートオリゴマーが好ましい。
本発明の実施態様(1)においては、分子内に(メタ)アクリロイルオキシ基を有する単官能重合性モノマーを用いることが好ましく、中でも、分子内に(メタ)アクリロイルオキシ基とエーテル結合官能基(分子内に−O−、−OCO−または−COO−を有する官能基)を有する単官能重合性モノマーを用いることが好ましい。そのような単官能重合性モノマーとしては、具体的には、例えば、グリシジル(メタ)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、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキシド(メタ)アクリレートおよびオキセタニルアクリレートを挙げることができる。
さらに、本発明の実施態様(1)においては、単官能重合性モノマーとして、分子内に(メタ)アクリロイルオキシ基とエーテル結合官能基を有する単官能重合性モノマーと、分子内に(メタ)アクリロイルオキシ基を有しエーテル結合官能基を含まない単官能モノマー(例えばイソボニル(メタ)アクリレート等)を併用することにより、より密着性に優れるインク組成物を得ることができる。
重合性化合物として、反応点が比較的少なく低粘度である2官能重合性モノマーを含有することにより、柔軟性を低下させることなく、硬化性および密着性に優れたインク組成物を得ることができる。
オリゴマー(A):10質量部以上30質量部以下
(より好ましくは10質量部以上25質量部以下)
単官能重合性モノマー: 15質量部以上50質量部以下
(より好ましくは20質量部以上45質量部以下)
2官能重合性モノマー: 5質量部以上30質量部以下
(より好ましくは10質量部以上30質量部以下)
重合性オリゴマー(A)、単官能重合性モノマーおよび2官能重合性モノマーを前記範囲で含有することにより、良好な延伸性および柔軟性を有し、かつ密着性に優れたインク組成物を得ることができる。また得られるインク組成物が適度な粘度を有することから、安定的な連続吐出が可能なインク組成物となる。
そのような実施態様において、本発明のインク組成物は、重合性化合物として単官能重合性モノマーおよび3官能以上の多官能重合性モノマーを含有する。
以下、この実施態様(以下、「本発明の実施態様(2)」と記載する場合がある)について説明する。
2官能重合性モノマーとしては、先に例示したような2官能モノマーを用いることができるが、中でも、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、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(メタ)アクリレート、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、テトラ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)アクリレートを用いることがより好ましい。これらは単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
また、本発明の実施態様(2)における3官能以上の多官能重合性モノマーの含有量は、インク組成物100質量部に対して50質量部以下の量であることが好ましく、40質量部以下の量であることがより好ましい。3官能以上の多官能重合性モノマーの含有量の下限値は、特に限定されるものではないが、インク組成物100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上である。
さらに、本発明の実施態様(2)における、2官能モノマーの含有量は、特に限定されるものではないが、インク組成物100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは40質量部以下、より好ましくは35質量部以下である。
単官能モノマー:15質量部以上30質量部以下
(より好ましくは15質量部以上25質量部以下)
2官能モノマー: 15質量部以上35質量部以下
(より好ましくは20質量部以上35質量部以下)
3官能以上の多官能モノマー: 15質量部以上40質量部以下
(より好ましくは20質量部以上35質量部以下)
重合性化合物として、反応性の異なるモノマーを上記範囲の量で併用することにより、適度な粘度を保ち連続吐出性に優れるとともに、硬化性および密着性に優れる本発明のインク組成物を得ることができる。
本発明のインク組成物は、低エネルギーの照射手段により重合を開始させるために光重合開始剤を含有することが好ましい。本発明のインク組成物に含有し得る光重合開始剤としては、アシルホスフィンオキサイド系開始剤、α−アミノアルキルフェノン系開始剤およびチオキサントン系開始剤、アリールアルキルケトン系開始剤、オキシムケトン系開始剤、アシルホスホナート系開始剤、チオ安息香酸S−フェニル系開始剤、チタノセン系開始剤、芳香族ケトン系開始剤、ベンジル系開始剤、キノン誘導体系開始剤、ケトクマリン系開始剤などが挙げられる。中でも、アシルホスフィンオキサイド系開始剤、α−アミノアルキルフェノン系開始剤およびチオキサントン系開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の光重合開始剤を含有することが好ましい。このような光重合開始剤を使用することにより、十分な硬化性を付与することができる。特に、α−アミノアルキルフェノン系開始剤とチオキサントン系開始剤とを併用することにより、酸素阻害を受けにくく、より十分な硬化速度を得ることができるため好ましい。
また、光重合開始剤として、α−アミノアルキルフェノン系開始剤とチオキサントン系開始剤とを併用する場合、その比率は、α−アミノアルキルフェノン系開始剤とチオキサントン系開始剤の総量に対して以下の範囲にあることが好ましい。
α−アミノアルキルフェノン系開始剤:60〜95%(より好ましくは70〜90%)
チオキサントン系開始剤:5〜40%(より好ましくは10〜30%)
本発明のインク組成物が有色である場合、本発明のインク組成物は着色材を含有する。本発明に用いられる着色材としては、従来公知の各種染料を使用することもできるが、耐候性の観点より、無機顔料、有機顔料のいずれかまたは両方を使用することが好ましい。
インク組成物中の顔料誘導体および顔料分散剤の含有量は、それぞれ、インク組成物100質量部に対して、0.05質量部以上5質量%以下であることが好ましい。
本発明のインク組成物は、インク保存安定化剤を含有することが好ましい。インク保存安定化剤を含有することにより保存安定性を高めることができる。また、熱エネルギーにより重合性化合物が重合することによるヘッド詰まりを防止する観点からも、インク保存安定化剤を添加することが好ましい。
本発明のインク組成物におけるインク保存安定化剤としては、HALS、メトキノンおよびハイドロキノンが好ましい。特にHALSおよびハイドロキノンを合わせて用いることが好ましく、HALS、メトキノンおよびハイドロキノンの3種を組み合わせて用いることがより好ましい。
本発明のインク組成物において、HALS、メトキノンおよびハイドロキノンの3種を組み合わせてインク保存安定化剤として用いる場合、これらの含有量は、インク組成物100質量部に対して、それぞれ以下の範囲にあることが好ましい。
HALS:0.1質量部以上2質量部以下
(より好ましくは0.1質量部以上1質量部以下)
メトキノン:0.005質量部以上0.1質量部以下
(より好ましくは0.01質量部以上0.1質量部以下)
ハイドロキノン:0.005質量部以上0.1質量部以下
(より好ましくは0.01質量部以上0.1質量部以下)
インク保存安定化剤の含有量が前記範囲にあると、エネルギー線照射時のインク組成物の硬化を阻害することなく、長期保管した場合でもゲル化を起こしにくいインク組成物を得ることができる。
表1中の重合性オリゴマーの重量平均分子量(Mw)は、以下のようにして測定した。
下記測定条件下、オリゴマー単体をゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリスチレン換算の重量平均分子量を求めた。
測定条件
測定装置:HEWLETT PACKARD SERIES1050
カラム:Shodex GPC KF805L
温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.5mL/分
表1中の重合性オリゴマー単体のガラス転移温度は、以下のようにして測定した。
重合性オリゴマー、光重合性開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(1,2−α−ヒドロキシアルキルフェノン系開始剤,BASF社製,IRGACURE 184)〔オリゴマー/開始剤の質量比:97/3〕および希釈溶剤としてメチルエチルケトンを、粘度が100mPa・s(25℃)となるように混合した溶液を調製した。この溶液を、乾燥後の膜厚が50〜100μmとなるようにガラス基板上にバーコータを用いて塗布し均一な塗膜を形成した。次に、上記ガラス基板を60℃のチャンバーで5分間乾燥した後、メタルハライドランプを用いて紫外線(積算光量:1,000mJ/cm2)を塗膜に照射して重合物を形成した。得られた重合物をガラス基板から剥離し、試験サンプルを、TG−DTA2000S Thermo Plus Evo II、DSC8230(株式会社リガク社製)を用いて測定した。測定は、昇温温度10℃/分、測定温度範囲−60℃〜200℃の範囲で行った。
実施例1:柔軟性インク組成物
プラスチック製ビンに、着色材、顔料分散剤、単官能モノマーおよび二官能モノマーを表2に示す配合量で計り取り、これに直径0.3mmジルコニアビーズ100質量部を加えた。この混合物をペイントコンディショナー(東洋精機社製)により2時間分散処理して、一次分散体を得た。次に、得られた一次分散体に、表2に示す配合量で残りの成分を加え、マグネチックスターラーにより混合物を30分撹拌した。撹拌後、グラスフィルター(桐山製作所製)を用いて、この混合物を吸引ろ過し、インク組成物を調製した。
表2(実施例2〜14)及び表3(実施例15〜24、比較例1および2)に示す組成となるように、実施例1と同様にして、インク組成物を調製した。
プラスチック製ビンに、着色材、顔料分散剤、単官能モノマーおよび二官能モノマーを表4に示す配合量で計り取り、これに直径0.3mmジルコニアビーズ100質量部を加えた。この混合物をペイントコンディショナー(東洋精機社製)により2時間分散処理して、一次分散体を得た。次に、得られた一次分散体に、表4に示す配合量で残りの成分を加え、マグネチックスターラーにより混合物を30分撹拌した。撹拌後、グラスフィルター(桐山製作所製)を用いて、この混合物を吸引ろ過し、インク組成物を調製した。
表4(実施例26〜38)及び表5(実施例39〜46、比較例3および4)に示す組成となるように、実施例25と同様にして、インク組成物を調製した。
R100型粘度計(東機産業社製)を用いて、25℃、コーン回転数10rpmの条件下で粘度を測定した。
全自動平衡式エレクトロ表面張力計ESB−V(協和科学社製)を用いて、25℃における表面張力を測定した。
下記装置および印刷条件により、100mm×100mmの100%べた印刷後の画像の表面粗さを測定した。
装置:
UJF−3042(ミマキエンジニアリング社製UV−LEDプリンター)
印刷条件:
記録密度 900×600dpi
印刷基材 ポリエチレンテレフタレート(東洋紡社製‘’A−4300’’)
表面粗さの測定を以下の測定条件により行い、下記の基準で評価した。
測定条件:
測定装置:汎用三次元表面構造解析装置「NewView5030」(ZYGO社製)
カメラモード:640×480 20Hz
波長幅−1:0.6000μm
波長幅−2:0.6000μm
スキャン長:40μm
拡張スキャン長:1000μm
評価基準:
○:表面粗さRaが1μm未満であった。
△:表面粗さRaが1μm〜2μmであった。
×:表面粗さRaが2μmを超えていた。
拡張型塗布装置GEN4ヘッド搭載(リコープリンティングシステムス株式会社製)にて、マルチドロップ・駆動周波数20kHzで10分間連続吐出を行った。その後、ヘッドの撥油面の状態を下記の基準で評価した。なお、本明細書において、撥油面上のインクの付着をインク液溜まりと表現した。
○:撥油面上にインクの付着は無かった。
×:撥油面上にインクの付着が見られた。
ポリエチレンテレフタレート(東洋紡社製‘’A−4300’’100mm×150mm)からなる各フィルム上に、実施例1〜14、17〜38および41〜46ならびに比較例1〜4のインク組成物をそれぞれバーコータにより印刷して、厚さ3μm(バーコータ:#4)の印字膜をそれぞれ形成した。この印字膜に、照射手段として紫外線LED(日亜化学工業社製NCCU001E)を用い、トータル照射光量が300mJ/cm2となるように紫外線を照射して硬化させた。
このようにして硬化させた印字膜を指で触り、指へのインクの付着の有無を目視で調べ、下記の基準において硬化性を評価した。なお、評価は、画像部分から非印刷部分に向かって指で画像を擦って行った。
○:指にインクが付着せず、画像が乱れることが無かった。
△:指にインクはほとんど付着しないが、画像に指紋の跡がくっきりと残った。
×:指にインクが薄く付着し、指でなぞった部分の画像が大きく乱れた。
ポリエチレンテレフタレート(東洋紡社製‘’A−4300’’100mm×150mm)からなる各フィルム上に、実施例15、16、39および40のインク組成物をそれぞれバーコータにより印刷して、厚さ3μm(バーコータ:#4)の印字膜をそれぞれ形成した。この印字膜に、照射手段としてECS−151S(アイグラフィックス株式会社)を用い、トータル照射光量が100mJ/cm2となるように紫外線を照射して硬化させた。
このようにして硬化させた印字膜を指で触り、指へのインクの付着の有無を目視で調べ、下記の基準において硬化性を評価した。なお、評価は、画像部分から非印刷部分に向かって指で画像を擦って行った。
○:指にインクが付着せず、画像が乱れることが無かった。
△:指にインクはほとんど付着しないが、画像に指紋の跡がくっきりと残った。
×:指にインクが薄く付着し、指でなぞった部分の画像が大きく乱れた。
上記〔LED硬化性〕に記載したのと同様の方法により試験サンプルを調製した。得られた試験サンプルを50mm×50mmの正方形にカットし、これを平坦な板に印刷面を上にして置いて、下記の基準で硬化収縮を評価した。
○:画像試験片は四隅とも反り返ることはなかった。
△:画像試験片はややカールしていた。試験サンプルの四角の浮き上がった部分の 合計が30mm未満であった。
×:画像試験片はカールしていた。試験サンプルの四角の浮き上がった部分の合計 が30mm以上であった。
インクを、内側がポリエチレンでコートされたアルミ製パウチに充填した。この容器を70℃で14日間保存した後のインクの粘度変化、及びゲル化の有無を観察し、下記の基準で保存安定性を評価した。
○:10%未満の粘度変化であった。
△:容器内でゲル化が進み、部分的に固体状態が存在した。
×:容器内でゲル化が進み、インク全体が固体状態となっていた。
JIS K5600−5−6に規定された「碁盤目試験セロテープ(登録商標)剥離」に従って評価した。評価基準は下記のようにした。
○:碁盤目試験で剥がれ部分が10個以下
△:碁盤目試験で剥がれ部分が11〜20個
×:碁盤目試験で剥がれ部分が21個以上
上記〔LED硬化性〕に記載したのと同様の方法により試験サンプルを調製した。得られた試験サンプルの画像部を外側に向け、円筒(φ10)に沿って曲げて評価した。評価基準は下記のようにした。
○:画像にひびが入ることはなかった。
△:画像にわずかにひびが入った。
×:画像に多くのひびが入った。
上記〔LED硬化性〕に記載したのと同様の方法により試験サンプルを調製した。得られた試験サンプルの画像表面を爪でひっかき、表面状態を下記の基準で評価した。
○:傷つきは無かった。
△:爪でひっかいた跡が傷となって残った。
×:爪でひっかいた跡の部分が画像ごと取れた。
上記〔LED硬化性〕に記載したのと同様の方法により試験サンプルを調製した。得られた試験サンプルの画像表面を指で触り、表面状態を下記の基準で評価した。
○:表面はさらさらしており、指への付着感は無かった。
△:表面はややしっとりとしており、指への付着感はペタペタ感が有った。
×:表面はべたべたしており、指に画像の一部が付着した。
Claims (9)
- 炭化水素系非イオン性界面活性剤を含有するエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
- 前記炭化水素系非イオン性界面活性剤のHLBが7〜15の範囲にある、請求項1に記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
- 前記炭化水素系非イオン性界面活性剤が、アルコキシル化アルコール系非イオン性界面活性剤である、請求項1または2に記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
- 800以上5000以下の重量平均分子量を有する重合性オリゴマーを、インク組成物100質量部に対して5質量部以上40質量部以下の量で含有する、請求項1〜3のいずれかに記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
- 前記重合性オリゴマーが、単体として重合させた場合に−50〜30℃のガラス転移温度(Tg)を有する、請求項4に記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
- 2官能重合性モノマーを、インク組成物100質量部に対して5質量部以上40質量部以下の量で含有する、請求項4または5に記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
- 重合性モノマーとして、単官能重合性モノマーおよび3官能以上の多官能重合性モノマーを含み、インク組成物100質量部に対して、単官能重合性モノマーの含有量が40質量部以下であり、3官能以上の多官能重合性モノマーの含有量が50質量部以下である、請求項1〜3のいずれかに記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
- アシルホスフィンオキサイド系開始剤、α−アミノアルキルフェノン系開始剤およびチオキサントン系開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の光重合開始剤を含有する、請求項1〜7のいずれかに記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
- インク保存安定化剤として、HALS、メトキノンおよびハイドロキノンを含有する請求項1〜8のいずれかに記載のエネルギー線硬化型非水系インクジェットインク組成物。
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