JP2014101490A - インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、記録物、重合性化合物及び組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のインクは活性エネルギー線の照射によって硬化(乾燥)させることができるものであり、各種印刷用インクだけでなく、硬化性組成物としてコーティング剤、接着剤等に適用できる。印刷用インクについては、オフセット印刷、スクリーン印刷を始めとする各種印刷用途に適用可能であるが、中でもインクジェット記録用インク(以下「インク」ということもある)、及びこれを用いたインクジェット記録方法に適している。
〔2〕インクにおいて、前記重合性化合物におけるアクリルアミド基とは異なる重合性官能基の少なくとも一つが下記式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル構造を有する重合性官能基である重合性化合物を含む。
〔4〕インクにおいて、下記式(5)、(6)で表される化合物を含む。
〔5〕インクにおいて、下記式(7)、(8)で表される化合物を含む。
〔7〕インクにおいて下記式(9)で表される化合物を含む。
〔9〕前記〔1〕から〔7〕に記載のインクを吐出させる吐出手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
〔10〕前記〔1〕から〔7〕に記載のインクにより記録されていることを特徴とする記録物。
〔11〕重合性化合物において、分子構造中に二つ以上の重合性官能基を有し、前記重合性官能基の一つが式(1)で表されるアクリルアミド基であるもの。前記化合物のアクリルアミド基とは異なる重合性官能基の少なくとも一つが式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル構造を有するもの。更に、式(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)で表される化合物を含む。
〔12〕重合性化合物を含む組成物において、重合性化合物が分子構造中に二つ以上の重合性官能基を有し、前記重合性官能基の一つが式(1)で表されるアクリルアミド基であるもの。前記重合性化合物のアクリルアミド基とは異なる重合性官能基の少なくとも一つが式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル構造を有するもの。更に、式(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)で表される化合物を含む。
本発明のインクに用いる重合性化合物は、分子構造中に二つ以上の重合性官能基を有し、その内の一つが前記式(1)で表されるアクリルアミド基であることを特徴とする。重合性化合物の好ましい態様としてアクリルアミド基と(メタ)アクリル酸エステル構造を同一分子中に含有するものが挙げられる。更に好ましい態様として、前記式(3)〜(6)で表されるものを挙げることができ、より好ましい態様としては前記式(7)、(8)、(9)で表されるものを挙げることができる。
また、式(3)〜(6)において、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は、炭素数1〜15の2価又は3価の基を示し、その構造中に環構造及び、ヘテロ原子を含むことができる。また、R3は、水素原子、又は、炭素数1〜15のアルキル基を示し、環構造及びヘテロ原子を含むことができる。R4は、単結合又は炭素数1〜15の2価又は3価の基を示し、その構造中に環構造及び、ヘテロ原子を含むことができる。Aは、少なくとも1個の窒素原子を有する環構造を示す。nは、1又は2の整数を示す。〕
式(3)で表される化合物であって、R3が水素であり、nが1である場合の例としては次のA―1〜A−14を挙げることができる。
なお、A−13、A−14はR2が環構造を有する場合の例である。
B−1〜B−4はR2がヘテロ原子を含まない例であり、B−5、B−6はR2がヘテロ原子として窒素原子を含む例である。
下記F−1〜F−10は、本発明の重合性化合物が重合性官能基としてアリル基又はビニルエーテル基を有する例である。重合性官能基はアクリルアミド基の窒素原子とエーテル結合を介して結合していることが好ましい。
本発明のインクに用いる重合性化合物は重合開始剤を加えて用いることができ、この際に用いる重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤などが挙げられるが、ラジカル重合開始剤とアニオン重合開始剤が好ましく、特にラジカル重合開始剤が好ましい。
インクの場合の重合開始剤は、外部エネルギーを吸収して重合開始種を生成する化合物である。重合を開始するために使用される外部エネルギーは、熱又は活性エネルギー線に大別され、それぞれ熱重合開始剤又は光重合開始剤が使用される。活性エネルギー線にはγ線、β線、電子線、紫外線、可視光線、赤外線が挙げられる。また、熱重合開始剤及び光重合開始剤としては公知の化合物が使用できる。
本発明のインクは着色剤を含有してもよく、これにより着色画像を形成することができる。着色剤については特に制限はなく、顔料、油溶性染料、水溶性染料、分散染料等の任意の公知の着色剤から適宜選択して用いることができる。
着色剤としては、耐候性に優れ、色再現性に富む顔料や油溶性染料が好ましく、顔料がより好ましい。また、本発明のインク組成物に好適に使用し得る着色剤は、活性エネルギー線による硬化反応の感度を低下させないという観点から、硬化反応である重合反応に対して重合禁止剤として機能しない化合物を選択することが好ましい。
顔料としては特に限定されないが、例えばカラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が挙げられ、目的に応じて適宜選択して使用できる。
緑顔料としては、例えば、Pigment Green 7,26,36,50、等が挙げられる。
黄顔料としては、例えば、Pigment Yellow 1,3,12,13,14,17,34,35,37,55,74,81,83,93,94,95,97,108,109,110,137,138,139,153,154,155,157,166,167,168,180,185,193、等が挙げられる。
黒顔料としては、例えば、Pigment Black 7,28,26、等が挙げられ、白色顔料としては、例えば、Pigment White 6,18,21、等が挙げられる。
また、着色剤を分散させる際に分散剤を添加することも可能である。分散剤の種類には特に制限はないが、高分子分散剤が好ましい。これらの分散剤は、着色剤100質量部に対し、1〜50質量部添加することが好ましい。
着色剤は、インクの使用目的に応じて1種又は2種以上を適宜選択して用いればよい。
本発明のインクは、前記重合性化合物以外の重合性化合物を含むことも可能である。この場合、本発明のインクに用いる重合性化合物1に対して、0.01〜100(質量比)の範囲で用いることができ、好ましくは、0.1〜50(質量比)である。併用可能な重合性化合物としてはラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物、アニオン重合性化合物が挙げられる。
ラジカル重合性化合物は、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つ有する化合物であれば特に限定されず、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。併用するラジカル重合性化合物は1種を単独で用いてもよく、また目的とする特性を向上させるために任意の比率で2種以上を併用してもよい。
具体的には、2−エチルヘキシルジグリコールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、2−アクリロイロキシエチルフタル酸、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、2−アクリロイロキシエチルコハク酸、ノニルフェノールエチレンオキシド付加物アクリレート、変性グリセリントリアクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、変性ビスフェノールAジアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物ジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリレンジイソシアナートウレタンプレポリマー、ラクトン変性可撓性アクリレート、ブトキシエチルアクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ヘキサメチレンジイソシアナートウレタンプレポリマー、2−ヒドロキシエチルアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ヘキサメチレンジイソシアナートウレタンプレポリマー、ステアリルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ラクトン変性アクリレート等が挙げられる。
本発明のインクには、前記重合開始剤の活性光線照射による分解を促進させるために増感剤を添加することができる。増感剤は、特定の活性エネルギー線を吸収して電子励起状態となるものである。電子励起状態となった増感剤は、重合開始剤と接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用を生じることにより、重合開始剤の化学変化(分解、ラジカル、酸又は塩基の生成)を促進させる。増感剤としては、重合開始剤に開始種を発生させる活性エネルギー線の波長に応じた化合物を使用すればよい。増感剤としては増感色素が好ましく、例えば以下のような、350〜450nm域に吸収波長を有するものが挙げられる。
本発明のインクには共増感剤を含有させることもできる。共増感剤は、増感色素の活性エネルギー線に対する感度を一層向上させたり、酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。共増感剤の例としては、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等のアミン系化合物、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプト−4(3H)−キナゾリン、β−メルカプトナフタレン等のチオール及びスルフィド類を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明のインクには、必要に応じて、重合禁止剤、溶剤等のその他の成分を添加することができる。重合禁止剤は、インクの保存性(保管安定性)を高める観点から添加する。また、本発明のインクは、必要に応じて加熱し低粘度化して吐出することができ、その場合の熱重合によるヘッド詰まりを防ぐためにも重合禁止剤を添加することが好ましい。
その例としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ベンゾキノン、p−メトキシフェノール、TEMPO、TEMPOL、クペロンAl等が挙げられる。重合禁止剤の添加量は、インク全量に対し、200〜20,000ppmが好ましい。
本発明のインクの粘度は、インクジェット装置における吐出性を考慮した場合、吐出時の環境において、7〜30mPa・sが好ましく、さらに、7〜25mPa・sが好ましい。
更に、必要に応じて、公知の添加剤である界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類等を、適宜選択して添加することができる。また、ポリオレフィンやPET等に対する接着性を改善するために、重合阻害のない粘着付与剤(タッキファイヤー)を含有させることも可能である。
本発明のインクは、容器に収容してインクカートリッジとして使用することができる。インクカートリッジとして使用することにより、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いため、手指や着衣の汚れを防ぐことができる。また、インクへのごみ等の異物混入を防止できる。
次に、本発明のインクジェット記録装置について説明する。
本発明のインクジェット記録装置(印刷装置)は、前述のインクカートリッジ及びインクを吐出させて記録を行う方式のインク吐出ヘッドを備える。
印字(吐出)する方法としては、連続噴射型やオンデマンド型などが挙げられる。またオンデマンド型としては、ピエゾ方式、サーマル方式又は静電方式等が挙げられる。
印刷ユニット23a、23b、23c、23d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、加温機構を設けても良い。
評価に用いた試料は、本発明の重合性化合物の効果をより明確にするため、インクとするに必要な着色剤を始めとする各種添加成分を含まない組成とした。
1H−NMRは、JEOL製1H−NMR(500MHz)を用いて測定し、IRは、PERKIN ELMER製FT−IR SpectrumGXを用いて測定した。
<F−2の合成>
ジアリルアミン(7.8g,80mmol)を脱水ジクロロメタン(70mL)中に加え、フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、トリエチルアミン(11.6g,115mmol)を加えた。混合物を約−10℃に冷却した後、アクリル酸クロライド(8.7g,96mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。析出物を濾過によって取り除き、濾液を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、減圧下で濃縮して茶色油状物を得た。得られた油状物をカラムクロマトグラフィー(Wakogel C300 250g)により精製して、淡黄色油状物(6.4g)を得た。この淡黄色油状物は、下記1H−NMR及びIRから、下記の構造式で表される化合物[F−2]であることが確認された。精製後の収率は約53%であった。
1H−NMR(CDCl3):δ3.89(s,2H),3.99(d,2H),5.09(d,1H),5.12(d,2H),5.17(d,1H),5.63(dd,1H),5.69−5.79(m,2H),6.31(dd,1H),6.41−6.49(m,1H)
IR(NaCl):3083,3012,2984,2921,1652,1615,1465,1439,1416,1360,1277,1224,1194,1138,1059,980,957,925,795,653,559cm−1
<A−3の合成>
N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(東京化成工業(株)製試薬)(8.1g,70mmol)を脱水ジクロロメタン(70mL)中に加え、フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、トリエチルアミン(10.1g,100mmol)を加えた。混合物を約−10℃に冷却した後、アクリル酸クロライド(7.6g,84mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。析出物を濾過によって取り除き、濾液を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、減圧下で濃縮して茶色油状物を得た。得られた油状物をカラムクロマトグラフィー(Wakogel C300 250g)により精製して、無色油状物(7.8g)を得た。この無色油状物は、下記1H−NMR及びIRから、下記の構造式で表される化合物[A−3]であることが確認された。精製後の収率は約66%。
1H−NMR(CDCl3)δ3.57−3.62(m,2H),4.22−4.27(m,2H),5.61(d,1H),5.83(d,1H),6.04−6.14(m,2H),6.24(d,1H),6.39(d,1H),6.38−6.52(br,1H)
IR(NaCl)3285,3074,2958,1727,1660,1629,1548,1408,1296,1272,1246,1190,1126,1068,1036,984,901,809,668cm−1
<A−4の合成>
N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(東京化成工業(株)製試薬)(13.0g,113mmol)を脱水ジクロロメタン(70mL)中に加え、フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、トリエチルアミン(17.2g,170mmol)を加えた。混合物を約−10℃に冷却した後、メタクリル酸クロライド(14.6g,140mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。析出物を濾過によって取り除き、濾液を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、減圧下で濃縮して茶色油状物を得た。得られた油状物をカラムクロマトグラフィー(Wakogel C300 500g)により精製して、無色油状物(13.0g)を得た。この無色油状物は、下記1H−NMR及びIRから、下記の構造式で表される化合物[A−4]であることが確認された。精製後の収率は約66%。
1H−NMR(CDCl3)δ1.95(dd,3H),3.65(t,2H),4.29(t,2H),5.58−5.62(m,1H),5.63−5.68(m,1H),6.10−6.16(m,2H),6.18−6.28(br,1H),6.25−6.23(m,1H),6.23−6.32(m,1H)
IR(NaCl)3290,3078,2959,1719,1661,1628,1558,1541,1507,1456,1407,1375,1320,1297,1245,1166,1041,986,955,814cm−1
<C−5の合成>
2−(メチルアミノ)エタノール(東京化成工業(株)製試薬)(15.0g,200mmol)を脱水ジクロロメタン(170mL)中に加え、フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、トリエチルアミン(24.3g,240mmol)を加えた。混合物を約−10℃に冷却した後、アクリル酸クロライド(18.1g,200mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。析出物を濾過によって取り除き、濾液を濃縮して得られた液体に酢酸エチル(200ml)を加えて、室温で攪拌した。この酢酸エチル溶液を濃縮して得られた黄色油状物をカラムクロマトグラフィー(Wakogel C300 300g)により精製して、無色油状物(7.9g)を得た。この無色油状物は、下記1H−NMR及びIRから、下記の構造式で表される化合物[C−5]であることが確認された。精製後の収率は約30%。
1H−NMR(CDCl3)δ3.05(s,1.5H),3.15(s,1.5H),3.69(t,1H),3.74(t,1H),4.30(t,1H),4.36(t,1H),5.67−5.73(m,1H),5.83−5.88(m,1H),6.05−6.16(m,1H),6.30−6.44(m,1H),6.54−6.65(m,1H)
IR(NaCl)2957,1726,1651,1614,1451,1409,1376,1295,1271,1189,1137,1062,982,810,795,751,667,604cm−1
<C−6の合成>
2−(メチルアミノ)エタノール(東京化成工業(株)製試薬)(8.3g,110mmol)を脱水ジクロロメタン(170mL)中に加え、フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、トリエチルアミン(24.3g,240mmol)を加えた。混合物を約−10℃に冷却した後、アクリル酸クロライド(9.1g,100mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。得られた反応混合物を再び約−10℃に冷却した後、メタクリル酸クロライド(10.5g,100mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。析出物を濾過によって取り除き、濾液を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、減圧下で濃縮して茶色油状物を得た。得られた油状物をカラムクロマトグラフィー(Wakogel C300 500g)により精製して、淡黄色油状物(5.2g)を得た。この淡黄色油状物は、下記1H−NMR及びIRから、下記の構造式で表される化合物[C−6]であることが確認された。精製後の収率は約26%。
1H−NMR(CDCl3)δ1.93(s,1.5H),1.94(s,1.5H),3.06(s,1.5H),3.16(s,1.5H),3.70(t,1H),3.75(t,1H),4.29(t,1H),4.34(t,1H),5.57−5.61(m,1H),5.67−5.73(m,1H),6.10(d,1H),6.30−6.38(m,1H),6.55−6.66(m,1H)
IR(NaCl)2958,1720,1651,1615,1453,1416,1377,1313,1296,1164,1036,981,953,815,795cm−1
<C−16の合成>
2−(t−ブチルアミノ)エチルメタクリレート(ポリサイエンス製試薬)(13.0g,70mmol)を脱水ジクロロメタン(100mL)中に加え、フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、トリエチルアミン(10.1g,100mmol)を加えた。混合物を約−10℃に冷却した後、アクリル酸クロライド(7.6g,84mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。析出物を濾過によって取り除き、濾液を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、減圧下で濃縮して茶色油状物を得た。得られた油状物をカラムクロマトグラフィー(Wakogel C300 300g)により精製して、淡黄色油状物(13.7g)を得た。この淡黄色油状物は、下記1H−NMR及びIRから、下記の構造式で表される化合物[C−16]であることが確認された。精製後の収率は約80%。
1H−NMR(CDCl3)δ1.50(s,9H),1.94(s,3H),3.69(t,2H),4.23(t,2H),5.59−5.64(m,2H),6.10−6.13(m,1H),6.23−6.28(m,1H),6.65−6.72(m,1H)
IR(NaCl)2964,2929,1720,1652,1614,1453,1415,1362,1317,1295,1251,1220,1200,1161,1104,1040,981,947,814,798,655,603cm−1
<D−12の合成>
メタクリル酸2,2,4,4−テトラメチル−4−ピペリジル(東京化成工業(株)製試薬)(11.9g,53mmol)を脱水ジクロロメタン(100mL)中に加え、フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、トリエチルアミン(7.8g,77mmol)を加えた。混合物を約−10℃に冷却した後、アクリル酸クロライド(5.8g,64mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。析出物を濾過によって取り除き、濾液を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、減圧下で濃縮して茶色油状物を得た。得られた油状物をカラムクロマトグラフィー(Wakogel C300 300g)により精製して、淡黄色油状物(12.4g)を得た。この淡黄色油状物は、下記1H−NMR及びIRから、下記の構造式で表される化合物[D−12]であることが確認された。精製後の収率は約89%。
1H−NMR(CDCl3)δ1.51(s,6H),1.58(s,6H),1.95(s,3H),1.93−1.98(m,2H),2.30−2.36(m,2H),5.21−5.28(m,1H),5.52(d,1H),5.57−5.60(m,1H),6.10−6.17(m,2H),6.51−6.58(m,1H)
IR(NaCl)3102,2973,1714,1650,1605,1453,1404,1385,1374,1361,1326,1296,1284,1273,1231,1170,1114,1077,1047,1014,986,951,898,848,815,804,781,719,655,572cm−1
<D−13の合成>
1−ピペラジンエタノール(東京化成工業(株)製試薬)(7.8g,60mmol)を脱水ジクロロメタン(200mL)中に加え、フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、トリエチルアミン(13.7g,150mmol)を加えた。混合物を約−10℃に冷却した後、アクリル酸クロライド(11.3g,130mmol)を、系内温度が−10〜−5℃になるようにゆっくりと滴下し、その後、2時間室温下で攪拌した。析出物を濾過によって取り除き、濾液を濃縮して得られた液体にアセトン(200ml)を加えて、室温で攪拌した。このアセトン溶液を濃縮して得られた黄色油状物をカラムクロマトグラフィー(関東化学製シリカゲル60 250g)により精製して、無色油状物(3.8g)を得た。この無色油状物は、下記1H−NMR及びIRから、下記の構造式で表される化合物[D−13]であることが確認された。精製後の収率は約27%。
1H−NMR(CDCl3)δ2.54(t,4H),2.71(t,2H),3.54−3.60(bs,2H),3.66−3.72(bs,2H),4.30(t,2H),5.67−5.72(m,1H),5.83−5.87(m,1H),6.15−6.17(m,1H),6.25−6.31(m,1H),6.38−6.44(m,1H),6.52−6.58(m,1H)
IR(NaCl)2945,2814,1723,1650,1613,1441,1410,1365,1296,1270,1234,1191,1160,1115,1055,981,811,791,566cm−1
表1の各実施例及び比較例の欄に示すモノマー化合物950mgと、重合開始剤である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(BASFジャパン社製IRGACURE 907)50mgをマグネティックスターラーで混合して評価用の各試料を調製した。
これらの各試料について、以下のようにして、光重合反応性、光硬化性及び試料の臭気を評価した。結果を表1に示す。
SII社製DSC−7020とHAYASHI WATCH−WORKS社製スポット光源(LA−410UV)を組み合わせた測定装置(以下、Photo−DSCという)を用いて、各試料の光重合反応性評価を実施した。尚、照射光には波長365nmの光を用い、光量は200mW/cm2とした。
光照射後に進行する重合反応に伴う発熱量をPhoto−DSCで測定したが、モノマー化合物の重合反応が終了するのに十分な時間光照射した場合の発熱量の測定を、一つの試料に対して二度繰り返して実施した。一回目の測定で得られる発熱量は、モノマー化合物の重合反応に伴う発熱量に加えて、光照射に伴う発熱量も含んでいる。そこで、一回目の測定で重合反応が終了している試料に対して、同じ条件で再度光照射を行ってモノマーの重合反応熱以外の発熱量を測定した。そして、一回目と二回目の発熱量の差から、モノマー化合物の重合反応に伴う発熱量を得た。
この発熱特性において、光照射開始から最大発熱量に到達するまでの時間をT1(sec.)として、光重合反応の速さを比較する指標とした。
REOLOGICA社製の粘弾性測定装置VAR200ADと、浜松ホトニクス社製LED光源(LIGHTNINGCURE LC−L1)を組み合わせた測定装置(以下、Photoレオメーター)を用いて各試料の光重合による硬化性の評価を実施した。
測定は、φ20mmコーンプレートを用いて10μmのギャップに試料を挟み、LEDを光源とする光(365nm、50mW/cm2)を照射して、硬化に伴う粘弾性の変化を測定し、弾性率(Pa)が飽和した点で硬化終了とした。測定結果から弾性率の到達点を求め硬化レベルの指標とした。通常、1×104(Pa)のレベルで十分硬化しているレベルにあると言える。また、弾性率が飽和するまでに照射された光エネルギー(硬化エネルギー)は、照射光強度(ここでは、50mW/cm2)と光を照射した時間(sec.)の積によって算出される。
臭気の評価試験を下記の手順で行い、各試料の臭いを嗅いだときの不快感を下記の判定基準に基づいて評価した。
〔手順〕
(1)対象物質を50ccのサンプル瓶(ガラス瓶)に、約100mg(0.1g)秤りとり、フタをする。
(2)室温条件化で約30分放置する。
(3)サンプル瓶(ガラス瓶)に鼻を近づけて、フタを開けた時の臭気を嗅ぎ、その程度を評価基準に基づいて評価する。
〔評価基準〕
○:臭いを感じないか、においを感じても不快いではないレベル
△:特有の臭気により不快感が生じる。
×:特有の臭気により強い不快感が生じる。
(○※:中でもほとんど臭いを感じないレベルであることを示す)
一方、アクリルアミド基とアリル基を含有する重合性化合物を用いた実施例1では、硬化性がやや低いものの、反応性は高く、臭気も抑えられていることから、硬化性インクの成分としての機能に優れるものである。
更に、つけペンのペン先を上記インク1〜8に浸して、PETフィルム及び普通紙に文字を書いた後、フュージョンシステムズジャパン社製UV照射機LH6により、200mW/cm2の照度で光照射して硬化させた。その結果、インク画像が十分に硬化していることを確認した。
12 インク注入口
13 インク排出口
14 カートリッジケース
20 インクカートリッジ
21 被印刷基材供給ロール
22 被印刷基材
23 印刷ユニット
24 紫外線光源
25 加工ユニット
Claims (12)
- 前記式(5)及び(6)で表される化合物における環構造Aが、ピペラジン環で表される化合物であることを特徴とする請求項4記載のインク。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクが収容されていることを特徴とするインクカートリッジ。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクを吐出させる吐出手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクにより記録されていることを特徴とする記録物。
- 請求項1〜7に記載の重合性官能基を分子構造中に二つ以上有する重合性化合物。
- 請求項11に記載の重合性化合物を含むことを特徴とする組成物。
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