JP2013177580A - インクジェットインク用顔料分散液、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク、及び印刷物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】顔料と、顔料分散剤と、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物とを含有し、前記顔料分散剤が、アミン価が20mgKOH/g以下、且つ、酸価が10mgKOH/g以下であって、スチレン由来の繰り返し単位と、炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位とを有する共重合体、前記共重合体のアルカリ金属塩、前記共重合体のアルカリ土類金属塩、前記共重合体のアンモニウム塩、及び前記共重合体のアミン誘導体よりなる群から選択される1種以上を含むインクジェットインク用顔料分散液である。
【選択図】なし
Description
また、特許文献2には、酸価とアミン価の両方をもち、かつ酸価がアミン価よりも大きい分散剤を用いた活性光線硬化型インクジェットインクが記載されている。引用文献2の手法によれば、高精細な画像を再現性よく安定に記録することができると記載されている。
なお、本発明において(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル及び/又はメタクリロイルを意味し、(メタ)アクリルとは、アクリル及び/又はメタクリルを意味し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
また、本発明において、活性エネルギー線とは、可視及び非可視領域の波長の電磁波のみならず、電子線のような粒子線、及び、電磁波と粒子線を総称する放射線又は電離放射線が含まれる。
本発明に係るインクジェットインク用顔料分散液は、顔料と、顔料分散剤と、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物とを含有し、前記顔料分散剤が、アミン価が20mgKOH/g以下、且つ、酸価が10mgKOH/g以下であって、スチレン由来の繰り返し単位と、炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位とを有する共重合体、前記共重合体のアルカリ金属塩、前記共重合体のアルカリ土類金属塩、前記共重合体のアンモニウム塩、及び前記共重合体のアミン誘導体よりなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする。
活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物は、通常溶媒を用いないため、重合性モノマーが分散媒としての役割を担っている。重合性モノマーを分散媒とする顔料分散液においては、当該重合性モノマーの重合反応等が徐々に進行し、保存下で粘度が上昇するという問題があった。特に、分散時の摩擦による昇温や、加熱条件下で使用することによりゲル化が発生したり、分散安定性が悪くなって粘度が上昇するという問題があった。通常、顔料分散剤は塩基性基や酸性基などの極性基が比較的多く含まれ、電気的反発により分散安定性を保っている。しかしながら、加熱条件下では、当該極性基がモノマーの重合反応を引き起こすため、ゲル化が発生したり、分散安定性が特に悪くなるものと推定される。
本発明のインクジェットインク用顔料分散液は、重合性モノマーであるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物を分散媒とし、顔料分散剤として、スチレン由来の繰り返し単位と、炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位とを有する共重合体、前記共重合体のアルカリ金属塩、前記共重合体のアルカリ土類金属塩、前記共重合体のアンモニウム塩、及び前記共重合体のアミン誘導体よりなる群から選択される1種以上を組み合わせて用いる。当該顔料分散剤は、スチレン由来の芳香環及び炭素数が12以上の不飽和脂肪酸の極性基などが、酸塩基相互作用やπ−π相互作用により、顔料に吸着するものと推定される。一方、ポリアルキレンオキシド鎖は、分散媒となるエチレン性二重結合を有する化合物との相溶性に優れている。このように、ポリアルキレンオキシド鎖の立体保護層により分散安定性を保つとともに、スチレン由来の芳香環や炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の脂肪酸が吸着して顔料を覆っている。また、本発明において顔料分散剤は、アミン価が20mgKOH/g以下、且つ、酸価が10mgKOH/g以下と、酸性基及び塩基性基が少ない低極性の顔料分散剤である。このため、加温した場合や、長期間保存した場合であっても極性基を誘因としたエチレン性不飽和二重結合の重合反応の促進を抑制ないし低減できると推定される。その結果、加温した場合や、長期間保存した場合であっても、粘度変化が小さいものと推定される。
また、上記のような低極性の顔料分散剤を用いることにより、インクジェットヘッドのインク吐出面に対する付着も少なく、撥液性に優れるものと推測される。
以下、このような本発明のインクジェットインク用顔料分散液の各成分について順に詳細に説明する。
本発明において顔料は特に限定されず、従来インクジェットインクに使用されている顔料、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、マイクロシリカ等の無彩色の無機顔料、又は有彩色の有機顔料等が挙げられる。これらは1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。具体的な有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、染料からの誘導体、フタロシアニン系有機顔料、キナクリドン系有機顔料、ペリレン系有機顔料、イソインドリノン系有機顔料、ピランスロン系有機顔料、チオインジゴ系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、キノフタロン系有機顔料、イソインドリン系有機顔料、その他の顔料として、カーボンブラック、ニッケルアゾエロー、ジオキサジンバイオレット等が挙げられる。
有機顔料をカラーインデックス(C.I.)ナンバーで例示すると、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14、16、17、20、24、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、117、120、125、128、129、130、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185、213、214
C.I.ピグメントレッド5、7、9、12、48、49、52、53、57、97、112、122、123、149、168、177、180、184、192、202、206、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、254、
C.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、
C.I.ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、
C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、
C.I.ピグメントグリーン7、36、58
C.I.ピグメントブラウン23、25、26等が挙げられる。
なお、上記顔料の分散粒径は、分散体中に分散している顔料粒子の分散粒径であって、レーザー光散乱粒度分布計により測定されるものである。レーザー光散乱粒度分布計による粒径の測定としては、分散体の分散媒として用いられるモノマー等で、分散体をレーザー光散乱粒度分布計で測定可能な濃度に適宜希釈(例えば、1000倍など)し、レーザー光散乱粒度分布計(例えば、大塚電子株式会社製、濃厚系粒径アナライザーFPAR−1000等)を用いて動的光散乱法により23℃にて測定することができる。
本発明において顔料分散剤は、アミン価が20mgKOH/g以下、且つ、酸価が10mgKOH/g以下であって、スチレン由来の繰り返し単位と、炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位とを有する共重合体(以下単に「共重合体」と称する場合がある。)、前記共重合体のアルカリ金属塩、前記共重合体のアルカリ土類金属塩、前記共重合体のアンモニウム塩、及び前記共重合体のアミン誘導体よりなる群から選択される1種以上(以下単に「共重合体等」と称する場合がある。)を含むものであり、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の顔料分散剤を含んでいてもよい。
本発明の顔料分散剤は、アミン価が20mgKOH/g以下、且つ、酸価が10mgKOH/g以下である。このような顔料分散剤を用いることにより、保存安定性、及びインクジェット吐出面に対する撥液性に優れた顔料分散液を得ることができる。2種以上の顔料分散剤を組み合わせて用いる場合には、当該顔料分散剤全体としてアミン価及び酸価が上記範囲内にあればよい。
顔料分散剤のアミン価は、保存安定性及びインクジェット吐出面に対する撥液性に優れる点から、中でも、17mgKOH/g以下であることが好ましい。また、顔料分散剤の酸価は、保存安定性及びインクジェット吐出面に対する撥液性に優れる点から、中でも、7mgKOH/g以下であることが好ましい。
なお、本発明においてアミン価とは、固形分1gを中和するのに必要な塩酸量に対して当量となる水酸化カリウムの質量(mg)を表し、JIS K7237に記載の方法により測定することができる。
また、本発明において酸価とは、固形分1gを中和するのに要するKOHの質量(mg)を表し、JIS K0070に記載の方法により測定することができる。
なお、本発明において固形分とは、溶媒や分散媒を除く成分を意味する。
本発明において顔料分散剤として用いられる上記特定の共重合体は、スチレン由来の繰り返し単位と、炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位とを有するものであればよく、更に他の繰り返し単位を有していてもよいものである。上記特定の共重合体は、少なくともモノマーとして、(1)スチレン、(2)炭素数が12以上の不飽和脂肪酸、及び、(3)エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシドを用いて、各モノマーのエチレン性不飽和二重結合により共重合されてなるものである。各モノマー由来の繰り返し単位とは、各モノマーのエチレン性不飽和二重結合が開いた構造(二重結合(C=C)が単結合(−C−C−)になった構造)を意味する。
以下、上記共重合体を構成する繰り返し単位について順に説明するが、(1)スチレンについては、その単位構造が明らかであるため、ここでの説明は省略する。
炭素数が12以上の不飽和脂肪酸は、エチレン性二重結合を1つ以上有していればよく、特に限定されない。中でも、顔料の分散性及び分散安定性の点から、炭素数が12〜30の不飽和脂肪酸であることが好ましく、炭素数が15〜20の不飽和脂肪酸であることが好ましく、炭素数が16〜18の不飽和脂肪酸であることが更に好ましい。
上記不飽和脂肪酸の炭素鎖中におけるエチレン性二重結合の位置は、特に限定されない。顔料の分散性及び分散安定性の点から、末端の炭素原子、及び、カルボキシ基のα位(2位)の炭素原子がエチレン性二重結合を有しないことが好ましく、中央か中央付近、すなわち、例えば炭素数が16〜18の不飽和脂肪酸の場合、4位から12位のいずれかの隣接する炭素に二重結合を有することが好ましい。
炭素数が12以上の不飽和脂肪酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
エステル化に用いられるアルコールは、特に限定されない。例えば、炭素数1〜30の直鎖又は分岐のアルコールが挙げられ、更に芳香族基、脂環式基等の置換基を有していてもよく、炭素鎖中に、酸素原子等の異種原子が含まれていてもよい。エステル化に用いられるアルコールの具体例としては、例えば、2−ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、2−フェノキシエタノール、2−(2−フェノキシエトキシ)エタノール等が挙げられる。
上記アルコールは1種単独であっても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記アミド化に用いられる化合物は、1種単独であっても2種以上組み合わせて用いてもよい。
エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシドは、特に限定されない。中でも、顔料の分散性及び分散安定性の点から、下記一般式(1)で表されるポリアルキレンオキシアリルエーテルであることが好ましい。
一般式(1): CH2=CH−CH2−O−[AO]n−R1
一般式(1)中、AOは炭素数2〜10のアルキレンオキシ単位を表し、複数あるAOは互いに同一であっても異なっていてもよい。R1は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は−C(=O)−R2で表される基であって、R2は炭素数1〜6のアルキル基を表す。nはAOの繰り返し単位数を表し、nは2以上の整数である。
上記エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシドの平均繰り返し単位数は、特に限定されない。中でも、顔料の分散性及び分散安定性の点から、不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位1モルに対して、10〜60モルであることが好ましく、20〜50モルであることがより好ましく、30〜40モルであることが更により好ましい。
エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシドは1種単独であっても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
顔料分散剤として用いられる、上記共重合体は、更にその他の繰り返し単位を有していてもよい。その他の繰り返し単位としては、エチレン性不飽和結合を有するジカルボン酸化合物由来の繰り返し単位等が挙げられる。具体例としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等が挙げられ、無水マレイン酸、無水シトラコン酸等のような酸無水物となっていてもよい。
顔料分散剤として用いられる上記共重合体は、上記スチレン由来の繰り返し単位と、上記炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、上記エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位と、必要に応じて他の繰り返し単位とを、例えば、エマルジョン、サスペンション、析出、溶液及びバルク重合のような公知の重合方法で製造することができる。中でも、フリーラジカル溶液重合及びバルク重合が好ましい。
酸性基又は塩基性基を含む繰り返し単位の含有量は、当該共重合体等中に、40質量%以下であることが好ましく、更に30質量%以下であることがより好ましい。
他の顔料分散剤は、特に限定されない。例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できる。界面活性剤としては、次に例示するような高分子界面活性剤(高分子分散剤)が挙げられる。
このような高分子分散剤としては、市販品を用いることができ、例えば、ルーブリゾール社製のSOLSPERSE、ビックケミー社製のDISPERBYK、エフカアディティブズ社製のEFKA等が挙げられる。
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物において用いられるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、後述する光重合開始剤の作用によって重合可能なものであればよく、特に限定されない。
エチレン性不飽和二重結合は上記化合物中に1個のみ有していても2個以上有していてもよい。得られるインクの硬化性及び膜強度の点からは、エチレン性不飽和二重結合を2個以上有する化合物が好ましい。一方、硬化時の収縮が小さく、被記録媒体への密着性の点からは、エチレン性不飽和二重結合を1個のみ有する化合物が好ましい。
また、単官能(メタ)アクリレートと、二官能(メタ)アクリレートを適宜組み合わせて用いることもできる。単官能(メタ)アクリレートと、二官能(メタ)アクリレートを組み合わせて用いる場合の含有比率は、用途に応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。中でも、密着性と膜強度を両立させる点から、単官能(メタ)アクリレートに対して、二官能(メタ)アクリレートが0〜60質量%であることが好ましく、0〜50質量%であることがより好ましい。
また、顔料分散液のゲル化防止や粘度上昇を抑制する点から、上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の酸価が、アクリル酸換算で0.1質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以下であることがより好ましい。なお、アクリル酸換算した酸価(質量%)は、(上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の1g当たりの酸価(mgKOH/g))/1000×(アクリル酸の分子量)/(水酸化カリウムの分子量)×100により求めることができる。
本発明のインクジェットインク用顔料分散液は、更に他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、シリコン系界面活性剤等を含む界面活性剤、可塑剤、表面調整剤、紫外線防止剤、光安定化剤、酸化防止剤、重合禁止剤等が挙げられる。中でも、本発明の顔料分散液は、更に、ポリアルキレンオキシド鎖及び/又は炭素数が12以上の脂肪族炭化水素鎖を有する化合物であって、アミド基を含んでいてもよく、末端がアミノ基であってもよく、当該アミノ基が塩を形成していてもよい化合物を含むことにより、インク吐出面に対する撥液性が更に向上する。また、本発明においては、後述する重合禁止剤を含有することにより、顔料分散液の保存安定性を更に向上することができる。
本発明の顔料分散液は、インク吐出面に対する撥液性の点から、更に、ポリアルキレンオキシド鎖及び/又は炭素数が12以上の脂肪族炭化水素鎖を有する化合物を含むことが好ましい。当該化合物は、アミド基を含んでいてもよく、末端がアミノ基であってもよく、当該アミノ基が塩を形成していてもよい。
上記特定の化合物は、顔料や、遊離した顔料分散剤が有する極性基や疎水性基と相互作用することで、インク吐出面に対する吸着を抑制することができるため、撥液性に優れている。
このような化合物としては、例えば、ルーブリゾール社製SOLSPERSE20000、SOLSPERSE9000、ビックケミー社製Disperbyk−191等が挙げられる。
本発明において重合禁止剤は特に限定されず、従来公知のものを適宜用いることができる。例えば、公知のヒンダートアミン類重合禁止剤、ヒンダートフェノール類重合禁止剤、キノン類重合禁止剤、ニトロソアミン類重合禁止剤、フェノチアジン類重合禁止剤等が挙げられる。本発明において重合禁止剤は、保存安定性を向上する点から、中でも、ニトロソアミン類重合禁止剤及び/又はフェノチアジン類重合禁止剤を用いることが好ましく、ニトロソアミン類重合禁止剤とフェノチアジン類重合禁止剤とを組み合わせて用いることがより好ましい。
フェノチアジン類重合禁止剤の具体例としては、例えば、フェノチアジン、2−メトキシフェノチアジン、2−シアノフェノチアジン、ビス(α−メチルベンジル)フェノチアジン、3,7−ジオクチルフェノチアジン、ビス(α、α−ジメチルベンジン)フェノチアジン、等が挙げられる。中でも、フェノチアジン類重合禁止剤は、フェノチアジン、2−メトキシフェノチアジン、又は2−シアノフェノチアジンであることが好ましい。
ニトロソアミン類重合禁止剤は、例えば、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンセリウム塩、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンナトリウム塩、N−ニトロソ−ジフェニルアミン、N−ニトロソ−N−シクロへキシルアニリン、N−ニトロソ−N−メチルアニリン、N−ニトロソジメチルアミン等が挙げられる。中でも、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンセリウム塩、及びN−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンナトリウム塩であることが好ましい。
また、上記重合禁止剤として、ニトロソアミン類重合禁止剤を用いる場合は、その含有量は特に限定されない。中でも、上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の重合反応を効率的に抑え、且つインクの硬化性が良好な点から、インクジェットインク組成物全体に対して0.001〜0.2質量%であることが好ましく、0.002〜0.1質量%であることがより好ましく、0.005〜0.05質量%であることが更により好ましい。
フェノチアジン類重合禁止剤とニトロソアミン類重合禁止剤を組み合わせて用いる場合には、インク組成物中の重合禁止剤の含有割合を従来よりも低くした場合であっても、重合反応を充分に抑制することができる。このため、活性エネルギー線を照射した際には、光重合開始剤が効率よく機能するため、エチレン性不飽和二重結合の重合反応が充分に進行し、硬化性にも優れている。
本発明においてインクジェットインク用顔料分散液の製造方法は特に限定されないが、通常顔料分散工程を有するものである。
顔料分散工程は、例えば、分散媒として好適なエチレン性不飽和二重結合を有する化合物に、顔料と、顔料分散剤と必要に応じて他の成分を加えて、ディゾルバー等で攪拌した後、ビーズミルを用いて、ジルコニアビーズ等で分散することが挙げられる。必要に応じて、ビーズ径が比較的大きめなジルコニアビーズ等を用いて上記分散の前に予備分散をしてもよい。得られた分散体を、必要に応じてメンブランフィルター等で濾過することにより、本発明のインクジェットインク用顔料分散液を得ることができる。
他の成分として、ポリアルキレンオキシド鎖及び/又は炭素数が12以上の脂肪族炭化水素鎖を有する化合物を用いる場合には、当該化合物は顔料分散時に添加してもよく、顔料分散後に添加してもよく、いずれの場合でも、インクジェットインク組成物をインク吐出面に対する撥液性に優れたものとすることができる。
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物は、前記本発明に係るインクジェットインク用顔料分散液と、光重合開始剤とを含有することを特徴とする。
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物は、前記本発明のインクジェットインク用顔料分散液を用いることにより常温保管時のみならず高温下においても長期間安定で、インク吐出面に対する撥液性に優れ、インクジェットの目詰まりが生じにくい。
以下、このような本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物の各成分について順に詳細に説明するが、顔料、顔料分散液、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物については、上記顔料分散剤におけるものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物において用いられる光重合開始剤は、活性エネルギー線の照射により前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の重合反応を促進するものであれば特に限定されず、従来公知の光重合開始剤を用いることができる。
また、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、2−ヒドロキシ−4’−ヒドロキシエトキシ−2−メチルプロピオフェノン、オリゴ{2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン}および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−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−ブタノンは内部硬化性に優れているため、厚膜での硬化性に特に有効である。特に、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドは活性エネルギー線に高感度で反応するため、インク組成物中1〜12質量%、好ましくは2〜8質量%含有させるとよい。
また、本発明においては、アシルフォスフィンオキサイド類とα−ヒドロキシケトン類とα−アミノアルキルフェノン類とを組み合わせて使用することが、薄膜と厚膜両方の硬化性に優れ、活性エネルギー線に対して高感度かつ短時間で硬化させることができる点から好ましい。
芳香族ケトン類の具体例としては、例えば、2,4−ジエチルチオキサントン(例えば、商品名:KAYACURE DETX−S、日本化薬社製等)、イソプロピルチオキサントン(例えば、商品名:Chivacure ITX、ダブルボンドケミカル社製等)等が挙げられる。
アルキルアミン化合物の具体例としては、例えば、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル(例えば、商品名:DAIDO UV−CURE EDB、大同化成工業社製等)、4,4‘−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン(例えば、商品名:EAB−SS、大同化成工業社製等)等が挙げられる。
また、チオ化合物の具体例としては、例えば、4−ベンゾイル−4‘−メチルジフェニルスルフィド(例えば、商品名:SPEED CURE BMS、Lambson社製等)、2−メルカプトベンゾチアゾール(例えば、商品名:M、川口化学工業社製等)等が挙げられる。
増感剤としては、中でも、2,4−ジエチルチオキサントン、4,4‘−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、及び4−ベンゾイル−4‘−メチルジフェニルスルフィドからなる群より選択される1種類以上を用いることが好ましい。
本発明において光重合開始剤の含有量は、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。中でも、硬化性と長期保存安定性を両立する点から、インクジェットインク組成物全体における、光重合開始剤の含有量が、2〜20質量%であることが好ましく、4〜15質量%であることがより好ましい。光重合開始剤を2種以上組み合わせて用いる場合には、光重合開始剤の合計の含有量が上記の範囲内であることが好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物は、更に他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、前記顔料分散剤の項で例示したものの他、増感剤等が挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインクは重合禁止剤を含有することにより、保存安定性を更に向上することができる。
本発明のインクジェットインク組成物の粘度は、インクジェットの吐出性、吐出安定性の点から、40℃での粘度が5〜20mPa・sであることが好ましい。
また、本発明のインクジェットインク組成物の表面張力は、インクジェットの吐出性、吐出安定性、基材へのレベリング性の点から、40℃での表面張力が20〜40mN/mであることが好ましい。
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物において、顔料の含有量は、分散性と着色力を両立する点から、インクジェットインク組成物全量に対して0.1〜40質量%が好ましく、0.2〜20質量%がより好ましい。有機顔料の場合、中でも、0.1〜20質量%が好ましく、0.2〜10質量%がより好ましい。また、分散性と着色力を両立する点から、無機顔料の場合、中でも、1〜40質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
インクジェットインク組成物において顔料分散剤の含有割合は、特に限定されず、顔料の種類によっても異なるが、顔料100質量部に対して、顔料分散剤は、通常20〜60質量部であり、分散性及び分散安定性の点から、25〜55質量部が好ましく、30〜50質量部がより好ましい。
また、インクジェットインク組成物におけるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の含有量は、特に限定されない。中でも、硬化性の点から、本発明のインクジェットインク組成物全体における上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の含有量が、30〜95質量%であることが好ましく、45〜95質量%であることがより好ましく、60〜90質量%であることが特に好ましい。
インクジェットインク組成物における顔料分散剤の含有量は特に限定されない。インクジェットインク組成物全体における顔料分散剤の含有量は、0.02〜24質量%であることが好ましく、中でも0.03〜20質量%であることが好ましく、0.06〜10質量%であることがより好ましい。顔料分散剤の含有量が少ないと立体保護層が形成されず顔料が凝集する恐れがある。また、含有量が多すぎると粘度が高くなる場合があり、吐出性が悪くなる恐れがある。
本発明のインクジェットインク組成物において、スチレン由来の繰り返し単位と、炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位とを有する共重合体、前記共重合体のアルカリ金属塩、前記共重合体のアルカリ土類金属塩、前記共重合体のアンモニウム塩、及び前記共重合体のアミン誘導体よりなる群から選択される1種以上を含む顔料分散剤の含有量は特に限定されない。インクジェットインク組成物全体における当該共重合体等の含有量は、0.02〜24質量%であることが好ましく、中でも0.03〜20質量%であることが好ましく、0.06〜10質量%であることがより好ましい。該共重合体等の含有量が少ないと立体保護層が形成されず顔料が凝集する恐れがある。また、含有量が多すぎると粘度が高くなる場合があり、吐出性が悪くなる恐れがある。但し、上記顔料分散剤及び上記共重合体等の含有量はそれぞれ固形分換算である。
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物の製造方法は、特に限定されない。本発明のインクジェットインク用顔料分散液に、光重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤等を加えて、均一になるまで攪拌することによりインクジェットインク組成物を得ることができる。
本発明に係る印刷物は、被記録媒体上に、前記本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物を硬化させて形成された層を有することを特徴とする。
本発明の印刷物は、保存安定性に優れ、且つ、硬化性にも優れた前記本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物を用いることにより、再現性が良く、高品質なものとなる。
以下、本発明の印刷物について説明するが、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物については前述したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
本発明の印刷物において、被記録媒体は特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等、インク非吸収性樹脂や、合成紙、ガラス類、金属類、ゴムなどを挙げることができる。
上記印刷物の製造方法は特に限定されないが、被記録媒体上に、前記本発明に係るインクジェットインク組成物を吐出する工程、及び、吐出されたインクジェットインク組成物に活性エネルギー線を照射して、該インクジェットインク組成物を硬化させる工程を含む、インクジェット記録方法を用いることが好ましい。
以下、上記各工程について説明する。
本工程では、通常、インクジェット方式により被記録媒体上に、インクジェットインク組成物を吐出する。インクジェット組成物を吐出して、所望の像を描画してもよいし、比較的広範囲にクリア層を形成してもよい。本発明においては、安定性に優れ、粘度の変化が少ない前記本発明に係るインクジェットインク組成物を用いるため、吐出安定性に優れる。
活性エネルギー線の線種は、上記光重合開始剤との組み合わせで、適宜選択されるものであり、特に制限されない。例えば、波長365nmの紫外線等が好適に用いられる。
活性エネルギー線の光源としては、紫外線を照射する場合には、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、紫外線レーザー、発光ダイオード(LED)等を用いることができ、特に制限されない。
インクジェットインク組成物が、被記録媒体に着弾後、直ちに活性エネルギー線を照射することが好ましい。
ジプロピレングリコールジアクリレート(SR508、sartomer製、不飽和二重結合当量121g/eq、酸価0.05質量%(アクリル酸換算))74.2部に、スチレン由来の繰り返し単位と、炭素数が16及び18の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、エチレン性不飽和二重結合を有し不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位1モルに対して10〜60モルのポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位とを有する共重合体、前記共重合体のアルカリ金属塩、前記共重合体のアルカリ土類金属塩、前記共重合体のアンモニウム塩、及び前記共重合体のアミン誘導体よりなる群から選択される1種以上を含む顔料分散剤(bykJET9150、ビックケミー社製、アミン価12mgKOH/g、酸価5mgKOH/g、固形分約70質量%)10.7部を溶解させ、PigmentYellow155(PY155、クラリアント社製 イエロー顔料)15部、フェノチアジン(TDP、川口化学薬品社製)0.1部を加え、ペイントシェイカーで、1mm直径のジルコニアビーズを用いて顔料粒子径(メジアン径)が200nm以下となるように分散し、実施例1の黄色顔料分散液を得た。粒子径は、大塚電子製 FPAR−1000によって測定した。
上記実施例1において、SR508の代わりに、イソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学社製、不飽和二重結合当量208g/eq、酸価0.003質量%(アクリル酸換算))74.2部を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508の代わりに、フェノキシエチルアクリレート(SR339A、sartomer社製、不飽和二重結合当量192g/eq、酸価0.02質量%(アクリル酸換算))74.2部を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を72.7部とした以外は、実施例1と同様にして分散液を得た後、当該分散液に、ポリアルキレンオキシド鎖を有し、片側末端にアミノ基を有する化合物(SOLSPERSE20000、ルーブリゾール社製(以下、S20000と称する場合がある。))1.5部を加えて攪拌し、実施例4の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を77.4部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ塩基性顔料分散剤(SOLSPERSE24000、ルーブリゾール社製、アミン価42mgKOH/g、酸価25mgKOH/g(以下、S24000と称する場合がある。))7.5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を77.4部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ塩基性顔料分散剤(SOLSPERSE32000、ルーブリゾール社製、アミン価31mgKOH/g、酸価15mgKOH/g(以下、S32000と称する場合がある。))7.5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を77.4部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ塩基性顔料分散剤(SOLSPERSE33000、ルーブリゾール社製、アミン価41mgKOH/g、酸価26mgKOH/g(以下、S33000と称する場合がある。))7.5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例3の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を77.4部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ塩基性顔料分散剤(SOLSPERSE39000、ルーブリゾール社製、アミン価29mgKOH/g、酸価33mgKOH/g(以下、S39000と称する場合がある。))7.5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例4の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を77.4部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ塩基性顔料分散剤(PB821、味の素ファインテクノ社製、アミン価9mgKOH/g、酸価13mgKOH/g)7.5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例5の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を77.4部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ塩基性顔料分散剤(PB881、味の素ファインテクノ社製、アミン価17mgKOH/g、酸価17mgKOH/g)7.5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例6の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を77.4部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ塩基性顔料分散剤(byk9076、ビックケミー社製、アミン価44mgKOH/g、酸価38mgKOH/g)7.5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例7の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を77.4部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ酸性顔料分散剤(byk145、ビックケミー社製、アミン価71mgKOH/g、酸価76mgKOH/g)7.5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例8の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1において、SR508を59.9部とし、bykJET9150の代わりに、櫛型骨格を持つ塩基性顔料分散剤(byk168、ビックケミー社製、アミン価11mgKOH/g、固形分約30質量%)25部を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例9の黄色顔料分散液を得た。
上記実施例1〜4及び比較例1〜9で得られた黄色顔料分散液の粘度を、AntonPaar製AMVn粘度計を用いて40℃の条件下で測定した。
また、上記実施例1〜4及び比較例1〜9の黄色顔料分散液をそれぞれ50ccのガラス瓶にインク組成物を40cc充填し、60℃で7日間保管し、保管後の顔料分散液の粘度を上記と同様の方法で測定し、保管後の粘度の保管前の粘度に対する変化率を求め、分散液の経時安定性評価を行った。評価結果を表1に示す。
A:変化率が−5%以上+5%未満であった。
B:変化率が5%以上10%未満であった。
C:変化率が10%以上20%未満であった。
D:変化率が20%以上であった。
経時安定性評価がAであれば、当該顔料分散液は経時安定性が特に優れている。また、経時安定性評価がBであれば、当該顔料分散液は実用上問題なく使用できる。
上記実施例1〜4及び比較例1〜9で得られた黄色顔料分散液をそれぞれ40ccと京セラ社製ノズル材料(SUS430+撥水膜)を50ccのガラス瓶に充填し、60℃で7日間浸漬した。浸漬後、当該ノズル材料を取り出して45度に傾けたときに分散体が流れ落ちる秒数を測定した。評価結果を表1に示す。
A:5秒未満で流れ落ちた。
B:5秒以上10秒未満で流れ落ちた。
C:10秒以上かかって流れ落ちた。
D:付着した。
撥液性評価がAであれば、当該顔料分散液は撥液性が特に優れている。また、撥液性評価がBであれば、当該顔料分散液は実用上問題なく使用できる。
中でも、ポリアルキレンオキシド鎖及び/又は炭素数が12以上の脂肪族炭化水素鎖を有する化合物を含む実施例4の顔料分散液は、撥液性試験の結果が2〜3秒であり、実施例1〜3の3〜4秒よりも更に優れていることが明らかとなった。
実施例1において、bykJET9150を9.4部とし、PY155の代わりに、PigmentRed122(PR122,DIC社製、マゼンタ色顔料)22部とし、SR508の代わりにフェノキシエチルアクリレート(SR339A、サートマー社製)68.5部とした以外は、実施例1と同様にし、実施例5のマゼンタ色顔料分散液を得た。
実施例5において、SR339Aの代わりに、SR508を68.5部とした以外は、実施例5と同様にし、実施例6のマゼンタ色顔料分散液を得た。
実施例5において、SR339Aを66.3部とした以外は、実施例5と同様にして分散液を得た後、当該分散液に、ポリアルキレンオキシド鎖及び炭素数12以上の脂肪族炭化水素を有し当該脂肪族炭化水素鎖が脂肪酸由来である化合物(SOLSPERSE20000、ルーブリゾール社製)2.2部を加えて攪拌し、実施例7のマゼンタ色顔料分散液を得た。
実施例5において、SR339Aの代わりに、SR508を66.3部とした以外は、実施例5と同様にして分散液を得た後、当該分散液に、SOLSPERSE20000 2.2部を加えて攪拌し、実施例8のマゼンタ色顔料分散液を得た。
実施例5において、SR339Aの代わりに、SR508を66.3部とした以外は、実施例5と同様にして分散液を得た後、当該分散液に、ポリアルキレンオキシド鎖を有し、片側末端にアミノ基を有する化合物(SOLSPERSE9000、ルーブリゾール社製(以下、S9000と称する場合がある。))を2.2部加えて攪拌し、実施例9のマゼンタ色顔料分散液を得た。
実施例5において、bykJET9150の代わりに、SOLSPERSE33000を11部とし、SR339Aの代わりに、SR508を66.9部とした以外は、実施例5と同様にし、比較例10のマゼンタ色顔料分散液を得た。
実施例1において、bykJET9150を9.4部とし、SR508を66.3部とし、PY155の代わりに、PigmentVioret19(PV19、クラリアント社製、紫色顔料)22部とした以外は、実施例1と同様にして分散剤を得た後、当該分散剤に、SOLSPERSE20000を2.2部加えて攪拌し、実施例10の紫色顔料分散液を得た。
実施例1において、bykJET9150を6.8部とし、SR508を79.9部とし、PY155の代わりに、PigmentBlue15:4(東洋インキ社製、シアン色顔料)12部とした以外は、実施例1と同様にして分散剤を得た後、当該分散剤に、SOLSPERSE20000を1.2部加えて攪拌し、実施例11の紫色顔料分散液を得た。
実施例1において、bykJET9150を6.8部とし、SR508を79.9部とし、PY155の代わりに、カーボンブラック(degusa社製、黒色顔料)12部とした以外は、実施例1と同様にして分散剤を得た後、当該分散剤に、SOLSPERSE20000を1.2部加えて攪拌し、実施例12の紫色顔料分散液を得た。
実施例3で得られた黄色顔料分散液に、エチレン性二重結合を有する化合物であるN−ビニルカプロラクタム(V−CAP、ISPジャパン社製、)、2−ヒドロキシ−3−フェノキシエチルアクリレート(M600A、共栄社化学社製、)、ビスフェノールAジアクリレート(EO20モル変性体)(A−BPE−20、新中村化学社製、)、イソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学社製、)、及びフェノキシエチルアクリレート(SR339A、sartomer社製、)、光重合開始剤として、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(Lucirin TPO、BASF社製)、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−1(イルガキュア369、BASF社製)、及び1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュア184、BASF社製)と、重合禁止剤としてフェノチアジン(TDP、川口化学薬品社製)、シリコン系界面活性剤(Tegorad2300)を下記表4の組成になるようにそれぞれ配合し、実施例13の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物を得た。
なお、表4中、各成分は質量部で表される。
実施例13において、実施例3の黄色顔料分散液の代わりに、実施例4の黄色顔料分散液を用いて、下記表4の組成となるように、各成分を配合し、実施例13と同様に実施例14〜25の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物を得た。
なお、表4中のエチレン性二重結合を有する化合物及び重合禁止剤の略号は以下のとおりである。
TBCH:t−ブチルシクロヘキシルアクリレート、BASF社製
FA−511AS:ジシクロペンテニルアクリレート、日立化成工業社製
EC−A:エチルカルビトールアクリレート、共栄社化学社製
1,9−NDA:1,9−ノナンジオールジアクリレート、共栄社化学社製
SR9003:プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、sartomer社製
V#335HP:テトラエチレングリコールジアクリレート、大阪有機化学社製
4HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート、大阪有機化学社製
SR257:ステアリルアクリレート、sartomer社製
実施例13において、実施例3の黄色顔料分散液の代わりに、比較例9の黄色顔料分散液用いて、下記表4の組成となるように、各成分を配合し、実施例13と同様に比較例11の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物を得た。
実施例13において、実施例3の黄色顔料分散液の代わりに、実施例8のマゼンタ色顔料分散液、実施例11の青色顔料分散液、及び実施例12の黒色顔料分散液をそれぞれ用いて、下記表5の組成となるように、各成分を配合し、実施例13と同様に実施例26〜28の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物を得た。なお、表5中、各成分は質量部で表される。
上記実施例13〜28及び比較例11で得られた活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物の粘度を、AntonPaar製AMVn粘度計を用いて40℃の条件下で測定した。
また、上記実施例13〜28及び比較例11で得られた活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物をそれぞれ50ccのガラス瓶にインク組成物を40cc充填し、60℃で4週間保管し、保管後のインク組成物の粘度を上記と同様の方法で測定し、保管後の粘度の保管前の粘度に対する変化率を求め、分散液の経時安定性評価を行った。評価基準は、上記分散液の経時安定性評価(1)と同じである。評価結果を表4及び5に示す。
Claims (5)
- 顔料と、顔料分散剤と、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物とを含有し、前記顔料分散剤が、アミン価が20mgKOH/g以下、且つ、酸価が10mgKOH/g以下であって、スチレン由来の繰り返し単位と、炭素数が12以上の不飽和脂肪酸由来の繰り返し単位と、エチレン性不飽和二重結合を有するポリアルキレンオキシド由来の繰り返し単位とを有する共重合体、前記共重合体のアルカリ金属塩、前記共重合体のアルカリ土類金属塩、前記共重合体のアンモニウム塩、及び前記共重合体のアミン誘導体よりなる群から選択される1種以上を含む、インクジェットインク用顔料分散液。
- 更に、ポリアルキレンオキシド鎖及び/又は炭素数が12以上の脂肪族炭化水素鎖を有する化合物であって、アミド基を含んでいてもよく、末端がアミノ基であってもよく、当該アミノ基が塩を形成していてもよい化合物を含む、請求項1に記載のインクジェットインク用顔料分散液。
- 前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の1g当たりの不飽和二重結合当量が100〜300g/eqで、且つ、酸価がアクリル酸換算で0.1質量%以下である、請求項1又は2に記載のインクジェットインク用顔料分散液。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のインクジェットインク用顔料分散液と、光重合開始剤とを含有する、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
- 被記録媒体上に、請求項4に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成部を硬化させて形成された層を有する印刷物。
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