JP2017008326A - 光硬化型インクジェット記録用インク組成物及びこれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

光硬化型インクジェット記録用インク組成物及びこれを用いたインクジェット記録方法 Download PDF

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Abstract

【課題】安全性を確保するとともに、硬化性、保存安定性、及び耐候性のいずれにも優れた、光硬化型インクジェット記録用インク組成物を提供する。
【解決手段】色材と重合性化合物と光重合開始剤とを含む、光硬化型インクジェット記録用インク組成物であって、前記色材は、C.I.ピグメントイエロー155を少なくとも含有し、かつ、前記重合性化合物は、該インク組成物の総質量に対して10〜67質量%の、下記の一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を少なくとも含有する、光硬化型インクジェット記録用インク組成物である。
CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3・・・(I)
【選択図】なし

Description

本発明は、光硬化型インクジェット記録用インク組成物及びこれを用いたインクジェット記録方法に関する。
従来、インクジェット方式などにより形成されるカラー画像には、高品質のカラー画像の再現性を優れたものとするために、色相、透明性、着色力などの光学特性、及び耐候性、耐熱性、耐溶剤性などの耐久性が要求されている。また、安全であることも要求されている。そのため、カラー画像形成用の組成物に用いられる色材としては、上記耐久性の点で顔料の方が染料よりも好ましいことが多い。
カラーの基本色(イエロー、マゼンタ、シアン)のうちイエロー用の顔料として、カラーインデックス(以下、「C.I.」と略記する。)ピグメントイエロー(以下、「PY」とも言う。)74,128等が広く用いられている。しかし、これらのイエロー顔料はイエローの耐候性に劣るため改善の余地がある。
そこで、以上の性質を十分備えるようなイエロー画像形成用の組成物、特にインクが多く提案されている。
例えば、特許文献1には、Pigment Yellow 155の分散液と、脂環式エポキシ化合物と、エポキシ化合物と、オキセタン化合物と、例示化合物1−Hとして表されるカチオン重合性化合物と、界面活性剤と、光酸発生剤と、アントラセン誘導体と、からなるインク組成物、及び、Pigment Yellow 213の分散液と、脂環式エポキシ化合物と、エポキシ化合物と、オキセタン化合物と、例示化合物1−Gとして表されるカチオン重合性化合物と、界面活性剤と、光酸発生剤と、アントラセン誘導体と、からなるインク組成物が開示されている(特許文献1の表2のインクNo.Y−6、Y−7)。
例えば、特許文献2には、(1)C.I.ピグメントイエロー213、(2)C.I.ピグメントイエロー213及びC.I.ピグメントイエロー110、又は(3)C.I.ピグメントイエロー213及びC.I.ピグメントイエロー139のうちいずれかの顔料分散液と、ジエチレングリコールジエチルエーテルと、テトラエチレングリコールジメチルエーテルと、γ−ブチロラクトンと、バインダー樹脂であるアクリル系樹脂と、からなるインクジェット記録用油性インク組成物が開示されている(特許文献2の[0042]〜[0045]の実施例1〜3)。
例えば、特許文献3には、イエロー顔料であるC.I.PY150を3重量%と、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル(VEEA)を60.35重量%と、重合開始剤2.5重量%と、を含むイエローの硬化性インキを開示している(特許文献3の[0405]〜[0409])。
例えば、特許文献4には、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルを74.8重量%と、ハイパーブランチポリマー10重量%と、重合開始剤8重量%と、ピグメントイエロー−155の分散物7.2重量%と、からなる光硬化型インク組成物が開示されている(特許文献4の表1の実施例4)。
特開2010−260281号公報 特開2009−1691号公報 特表2011−500932号公報 特開2009−57548号公報
しかしながら、特許文献1に開示されたインク組成物は、光酸発生剤による紫外線硬化の際に、長波長の発光ダイオード(LED)を用いた硬化(350〜420nm)が困難なため、硬化性に劣り、高粘度化し、かつ、保存安定性に劣る場合があるという問題が生じる。特許文献2に開示されたインクジェット記録用油性インク組成物は、油性インクであることに起因して印刷後に加熱が必要となり、ひいては揮発してしまう成分が発生し、油性インク(溶剤系インク)に特有のVOC(揮発性有機化合物)が生じ、かつ、高粘度化するという問題が生じる。特許文献3に開示されたイエローの硬化性インキは、C.I.PY150がニッケルを含有する顔料であるため安全性において改善の余地があり、かつ、当該インキを用いて得られる記録物についての降雨時における耐候性(耐水性)も改善の余地がある。特許文献4に開示された光硬化型インク組成物は、保存安定性において改善の余地がある。
そこで、本発明は、安全性を確保するとともに、硬化性、保存安定性、及び耐候性のいずれにも優れた、光硬化型インクジェット記録用インク組成物を提供することを目的の一つとする。
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した。その結果、重合性化合物として所定構造を有するビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類と、色材としてC.I.ピグメントイエロー155と、光重合開始剤と、を含む光硬化型インクジェット記録用インク組成物(以下、単に「インク組成物」とも言う。)により、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1]
色材と重合性化合物と光重合開始剤とを含む、光硬化型インクジェット記録用インク組成物であって、前記色材は、C.I.ピグメントイエロー155を少なくとも含有し、かつ、前記重合性化合物は、該インク組成物の総質量に対して10〜67質量%の、下記一般式(I):
CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3 ・・・(I)
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数2〜20の2価の有機残基であり、R3は水素原子又は炭素数1〜11の1価の有機残基である。)
で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を少なくとも含有する、光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[2]
前記重合性化合物は、前記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類以外の単官能(メタ)アクリレートをさらに含有する、[1]に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[3]
前記単官能(メタ)アクリレートは、芳香環骨格及び脂環式骨格のうち少なくともいずれかを有する、[2]に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[4]
前記単官能(メタ)アクリレートは、芳香環骨格を有する、[2]又は[3]に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[5]
前記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類の含有量は、該インク組成物の総質量に対して10〜40質量%である、[1]〜[4]のいずれかに記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[6]
前記単官能(メタ)アクリレートの含有量は、該インク組成物の総質量に対して10〜60質量%である、[2]〜[5]のいずれかに記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[7]
前記単官能(メタ)アクリレートが、フェノキシエチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレートのうち少なくともいずれかである、[2]〜[6]のいずれかに記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[8]
前記C.I.ピグメントイエロー155の含有量は、該インク組成物の総質量に対して0.1〜3質量%である、[1]〜[7]のいずれかに記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[9]
前記光重合開始剤は、アシルフォスフィンオキサイド化合物を少なくとも含有する、[1]〜[8]のいずれかに記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
[10]
[1]〜[9]のいずれかに記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物を被記録媒体上に吐出する吐出工程と、前記吐出工程により吐出された前記光硬化型インクジェット記録用インク組成物に、350〜420nmの範囲にピーク波長を有する紫外線を照射して、前記光硬化型インクジェット記録用インク組成物を硬化する硬化工程と、を含む、インクジェット記録方法。
[11]
前記硬化工程は、600mJ/cm2以下の紫外線の照射エネルギーで前記光硬化型インクジェット記録用インク組成物を硬化させるものである、[10]に記載のインクジェット記録方法。
[12]
前記硬化工程は、800mW/cm2以上の紫外線のピーク照射強度で前記光硬化型インクジェット記録用インク組成物を硬化させるものである、[10]又は[11]に記載のインクジェット記録方法。
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本明細書において、「硬化」とは、重合性化合物を含むインク組成物に放射線を照射すると、重合性化合物が重合してインク組成物が固化することをいう。「硬化性」とは、光を感応して硬化する性質をいう。
本明細書において、「保存安定性」とは、インク組成物を60℃で1週間保存したときに、保存前後における粘度が変化しにくい性質をいう。「耐候性」とは、画像が形成された印刷物を屋外に掲示した場合に、画像の保存性に優れる、即ち画像が退色ないし変色しにくい性質をいう。「吐出安定性」とは、ノズルの目詰まりがなく常に安定したインク組成物の液滴をノズルから吐出させる性質をいう。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びそれに対応するメタクリレートのうち少なくともいずれかを意味し、「(メタ)アクリル」はアクリル及びそれに対応するメタクリルのうち少なくともいずれかを意味する。
本明細書において、「記録物」とは、被記録媒体上にインクが記録されて硬化物が形成されたものをいう。なお、本明細書における硬化物は、インクの硬化膜や塗膜を含む、硬化された物質を意味する。
[光硬化型インクジェット記録用インク組成物]
本発明の一実施形態に係る光硬化型インクジェット記録用インク組成物は、重合性化合物、色材、及び光重合開始剤を含むものである。当該重合性化合物は、下記一般式(I):
CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3 ・・・(I)
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数2〜20の2価の有機残基であり、R3は水素原子又は炭素数1〜11の1価の有機残基である。)
で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を少なくとも含有する。
また、上記色材は、C.I.ピグメントイエロー155を少なくとも含有する。
以下、本実施形態のインク組成物に含まれるか、又は含まれ得る添加剤(成分)を説明する。
〔色材〕
本実施形態のインク組成物は、色材としてC.I.ピグメントイエロー155を少なくとも含有する。
C.I.ピグメントイエロー155は縮合系アゾ顔料に分類され、化学名は2,2’−[1,4−フェニレン−ビス[イミノ(1−アセチル−2−オキソエタン−2,1−ジイル)アゾ]]ビス(テレフタル酸ジメチル)であり、分子式はC3432612である。このように、C.I.ピグメントイエロー155はニッケルを含有せず、安全性に優れる。インク組成物が上記C.I.ピグメントイエロー155を含むことにより、安全性を確保することができるとともに、耐侯性に優れたものとなる。
上記C.I.ピグメントイエロー155の含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、0.1〜6質量%であることが好ましく、0.1〜3質量%であることがより好ましい。含有量が0.1質量%以上であると、C.I.ピグメントイエロー155の添加効果が認められるため好ましい。また、含有量が6質量%以下であると保存安定性が一層良好なものとなり、含有量が3質量%以下であると保存安定性が一層優れたものとなる。
また、上記のインク組成物はその他の色材を含んでもよく、当該その他の色材として顔料及び染料のうち少なくとも一方が挙げられる。
(顔料)
本実施形態において、色材として顔料を用いることにより、インク組成物の耐光性を良好にすることができる。このうちイエロー顔料(但し、C.I.PY 155を除く。)としては、以下に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントイエロー(PY) 1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,16,17,24,34,35,37,53,55,65,73,74,75,81,83,93,94,95,97,98,99,108,109,110,113,114,117,120,124,128,129,133,138,139,147,151,153,154,167,172,180,213が挙げられる。
上記イエロー顔料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(染料)
本実施形態において、色材として染料を用いることができる。このうちイエロー染料としては、以下に限定されないが、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173が挙げられる。
上記イエロー染料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
色材の総含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、1〜6質量%が好ましく、1〜3質量%がより好ましい。総含有量が上記の下限値以上であると、十分に発色させることができる。総含有量が上記の上限値以下であると、色材自身の光吸収により生じうる塗膜の硬化阻害を効果的に防止することができる。
〔分散剤〕
本実施形態のインク組成物は、顔料分散性を良好なものとするため、分散剤を含んでもよい。当該分散剤として、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤などの顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。その具体例として、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマー及びコポリマー、アクリル系ポリマー及びコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、及びエポキシ樹脂のうち一種以上を主成分とするものが挙げられる。高分子分散剤の市販品として、味の素ファインテクノ社製のアジスパーシリーズ(商品名)、アビシア社(Avecia Co.)から入手可能なソルスパーズシリーズ(Solsperse 32000,36000等〔商品名〕)、BYKChemie社製のディスパービックシリーズ(商品名)、楠本化成社製のディスパロンシリーズ(商品名)が挙げられる。
分散剤は、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。なお、分散剤の含有量は特に制限されず適宜好ましい量を添加すればよい。
〔重合性化合物〕
本実施形態のインク組成物に含まれる重合性化合物は、後述する光重合開始剤の作用により紫外線照射時に重合し、印刷されたインクを硬化させることができる。
(ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類)
本実施形態のインク組成物は、重合性化合物として上記一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を少なくとも含有する。
インク組成物が当該ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を含有することにより、インクの硬化性を優れたものとすることができ、さらにインクを低粘度化することもできる。さらに言えば、ビニルエーテル基を有する化合物及び(メタ)アクリル基を有する化合物を別々に使用するよりも、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリル基を一分子中に共に有する化合物を使用する方が、インクの硬化性を良好にする上で好ましい。
上記の一般式(I)において、R2で表される炭素数2〜20の2価の有機残基としては、炭素数2〜20の直鎖状、分枝状又は環状の置換されていてもよいアルキレン基、構造中にエーテル結合及び/又はエステル結合による酸素原子を有する置換されていてもよい炭素数2〜20のアルキレン基、炭素数6〜11の置換されていてもよい2価の芳香族基が好適である。これらの中でも、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、及びブチレン基などの炭素数2〜6のアルキレン基、オキシエチレン基、オキシn−プロピレン基、オキシイソプロピレン基、及びオキシブチレン基などの構造中にエーテル結合による酸素原子を有する炭素数2〜9のアルキレン基が好適に用いられる。
上記の一般式(I)において、R3で表される炭素数1〜11の1価の有機残基としては、炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状の置換されていてもよいアルキル基、炭素数6〜11の置換されていてもよい芳香族基が好適である。これらの中でも、メチル基又はエチル基である炭素数1〜2のアルキル基、フェニル基及びベンジル基などの炭素数6〜8の芳香族基が好適に用いられる。
上記の各有機残基が置換されていてもよい基である場合、その置換基は、炭素原子を含む基及び炭素原子を含まない基に分けられる。まず、上記置換基が炭素原子を含む基である場合、当該炭素原子は有機残基の炭素数にカウントされる。炭素原子を含む基として、以下に限定されないが、例えばカルボキシル基、アルコキシ基が挙げられる。次に、炭素原子を含まない基として、以下に限定されないが、例えば水酸基、ハロ基が挙げられる。
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類としては、以下に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−ビニロキシメチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1,1−ジメチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸m−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸o−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、及び(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコールモノビニルエーテルが挙げられる。
これらの中でも、インクをより低粘度化でき、引火点が高く、かつ、インクの硬化性に優れるため、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、すなわち、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル及びメタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルのうち少なくともいずれかが好ましく、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルがより好ましい。特にアクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル及びメタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルは、何れも単純な構造であって分子量が小さいため、インクを顕著に低粘度化することができる。(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルとしては、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル及び(メタ)アクリル酸2−(1−ビニロキシエトキシ)エチルが挙げられ、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルとしては、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル及びアクリル酸2−(1−ビニロキシエトキシ)エチルが挙げられる。なお、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルの方が、メタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルに比べて硬化性の面で優れている。
ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類は、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。
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類の含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、10〜67質量%である。含有量が10質量%以上であると、インクを低粘度化でき、かつ、インクの硬化性を優れたものとすることができる。一方で、含有量が67質量%以下であると、インクの保存安定性を優れたものとすることができる。また、上記含有量は、インクをより低粘度化でき、かつ、インクの硬化性及び保存安定性を一層優れたものとすることができるため、10〜65質量%であることが好ましく、10〜50質量%であることがより好ましく、10〜40質量%であることがさらに好ましく、10〜30質量%であることが特に好ましい。一方、特に、インク組成物の低粘度化や硬化性を重視する場合は、30〜67質量%であることが好ましく、40〜67質量%であることがより好ましく、50〜67質量%であることがさらに好ましい。
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類の製造方法としては、以下に限定されないが、(メタ)アクリル酸と水酸基含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法B)、(メタ)アクリル酸ハロゲン化物と水酸基含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法C)、(メタ)アクリル酸無水物と水酸基含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法D)、(メタ)アクリル酸エステルと水酸基含有ビニルエーテルとをエステル交換する方法(製法E)、(メタ)アクリル酸とハロゲン含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法F)、(メタ)アクリル酸アルカリ(土類)金属塩とハロゲン含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法G)、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとカルボン酸ビニルとをビニル交換する方法(製法H)、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとアルキルビニルエーテルとをエーテル交換する方法(製法I)が挙げられる。
これらの中でも、本実施形態に所望の効果を一層発揮することができるため、製法Eが好ましい。
(単官能(メタ)アクリレート)
本実施形態のインク組成物は、重合性化合物として、単官能(メタ)アクリレート(ただし、上記の一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を除く。以下同じ。)をさらに含有することが好ましい。この場合、インクの保存安定性を一層優れたものとすることができ、かつ、光重合開始剤の溶解性を良好なものとすることができる。
当該単官能(メタ)アクリレートとしては、以下に限定されないが、例えば、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(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、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、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、2−ヒドロキシプロピル(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、ラクトン変性可とう性(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートが挙げられる。
これらの中でも、低粘度化が可能であり、かつ、硬化性に優れるため、フェノキシエチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレートのうち少なくともいずれかが好ましく、フェノキシエチルアクリレート及びベンジルアクリレートのうち少なくともいずれかがより好ましい。
また、単官能(メタ)アクリレートは、その構造中に、芳香環骨格及び脂環式骨格のうち少なくともいずれかを有することが好ましく、芳香環骨格を有することがより好ましい。この場合、光重合開始剤の溶解性を一層優れたものとすることができる。上記脂環式骨格は、さらに飽和脂環骨格及び不飽和脂環骨格に分けることができる。
芳香環骨格を有する単官能(メタ)アクリレートとして、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、及び2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートが挙げられ、中でもフェノキシエチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレートが好ましく、フェノキシエチルアクリレートがより好ましく、フェノキシエチルアクリレート及びベンジルアクリレートがさらに好ましい。
また、飽和脂環骨格を有する単官能(メタ)アクリレートとして、例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレートが挙げられ、中でもイソボルニル(メタ)アクリレートが好ましく、イソボルニルアクリレートがより好ましい。
また、不飽和脂環骨格を有する単官能(メタ)アクリレートとして、例えば、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。上記の中でも、硬化性、開始剤溶解性などの点で、構造中に芳香環骨格を有する単官能(メタ)アクリレートが特に好ましい。
単官能(メタ)アクリレートは、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。
単官能(メタ)アクリレートの含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対し、10〜60質量%が好ましく、10〜50質量%がより好ましく、15〜40質量%がさらに好ましい。特に、上記単官能(メタ)アクリレートが構造中に芳香環骨格を有する単官能(メタ)アクリレートを含む場合、その含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対し、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、15〜40質量%がさらにより好ましい。含有量が上記範囲内であると、より低粘度化できるとともに、光重合開始剤の溶解性及びインクの硬化性を一層良好なものとすることができる。
(多官能(メタ)アクリレート)
本実施形態のインク組成物は、重合性化合物として多官能(メタ)アクリレートをさらに含有してもよい。
多官能(メタ)アクリレートのうち、2官能(メタ)アクリレート(但し、上記所定のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を除く。)としては、以下に限定されないが、例えば、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、ポリ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、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、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキサイド)付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキサイド)付加物ジ(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、及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、低粘度化及び優れた硬化性の両立が可能となるため、ジプロピレングリコールジアクリレート及びトリプロピレングリコールジアクリレートのうち少なくともいずれかが好ましい。
多官能(メタ)アクリレートのうち、3官能以上の(メタ)アクリレートとしては、以下に限定されないが、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO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、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、カウ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エトキシテトラ(メタ)アクリレート、及びカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートは、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。
多官能(メタ)アクリレートの含有量は、インクをより低粘度化させるとともに、硬化性を一層良好なものとするため、2〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
(上記以外の重合性化合物)
また、上記のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、単官能(メタ)アクリレート、及び多官能(メタ)アクリレート以外に、従来公知の、単官能及び多官能の種々のモノマー及びオリゴマーもさらに使用可能である(以下、「その他の重合性化合物」という。)。上記モノマーとしては、例えば、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸及びマレイン酸等の不飽和カルボン酸やそれらの塩又はエステル、ウレタン、アミド及びその無水物、アクリロニトリル、スチレン、種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、並びに不飽和ウレタンが挙げられる。また、上記オリゴマーとしては、例えば、上記のモノマーから形成されるオリゴマーが挙げられる。
その他の重合性化合物は、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。その他の重合性化合物の含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して20質量%以下であることが一般的である。
〔光重合開始剤〕
本実施形態のインク組成物に含まれる光重合開始剤は、紫外線の照射による光重合によって、被記録媒体の表面に存在するインクを硬化させて印字を形成するために用いられる。放射線の中でも紫外線(UV)を用いることにより、安全性に優れ、且つ光源ランプのコストを抑えることができる。光(紫外線)のエネルギーによって、ラジカルやカチオンなどの活性種を生成し、上記重合性化合物の重合を開始させるものであれば、制限はないが、光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤を使用することができ、中でも光ラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。
上記の光ラジカル重合開始剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物など)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物が挙げられる。
これらの中でも、インクの硬化性を一層良好にすることができるため、少なくともアシルフォスフィンオキサイド化合物を用いることが好ましい。また、当該アシルフォスフィンオキサイド化合物に加えてチオキサントン化合物を用いることも好ましい。
光ラジカル重合開始剤の具体例としては、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−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、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、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、2,4−ジエチルチオキサントン、及びビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシドが挙げられる。
光ラジカル重合開始剤の市販品としては、例えば、IRGACURE 651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)、IRGACURE 184(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)、DAROCUR 1173(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン)、IRGACURE 2959(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)、IRGACURE 127(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−プロパン−1−オン}、IRGACURE 907(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)、IRGACURE 369(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)、IRGACURE 379(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)、DAROCUR TPO(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)、IRGACURE 819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド)、IRGACURE 784(ビス(η5−2,4−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)、IRGACURE OXE 01(1.2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)])、IRGACURE OXE 02(エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム))、IRGACURE 754(オキシフェニル酢酸、2−[2−オキソ−2−フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステルとオキシフェニル酢酸、2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物)(以上、BASF社製)、KAYACURE DETX−S(2,4−ジエチルチオキサントン)(日本化薬社(Nippon Kayaku Co., Ltd.)製)、Lucirin TPO、LR8893、LR8970(以上、BASF社製)、及びユベクリルP36(UCB社製)などが挙げられる。
光重合開始剤は、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。
光重合開始剤の含有量は、紫外線硬化速度を向上させて硬化性を優れたものとすることができ、かつ、光重合開始剤の溶け残りや光重合開始剤に由来する着色を避けるため、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、3〜20質量%であることが好ましい。
〔スリップ剤〕
本実施形態のインク組成物は、スリップ剤(界面活性剤)をさらに含んでもよい。スリップ剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤として、ポリエステル変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーンを用いることができ、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン又はポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを用いることが特に好ましい。具体例としては、BYK−347、BYK−348、BYK−UV3500、3510、3530、3570(以上、BYK社製)を挙げることができる。
スリップ剤は、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。なお、スリップ剤の含有量は特に制限されず適宜好ましい量を添加すればよい。
〔重合禁止剤〕
本実施形態のインク組成物は、重合禁止剤をさらに含んでもよい。インク組成物が重合禁止剤を含有することにより、硬化前における上記重合性化合物の重合反応を防止できる。
重合禁止剤としては、特に制限されないが、例えばフェノール系重合禁止剤が挙げられる。当該フェノール系重合禁止剤として、以下に限定されないが、例えば、p−メトキシフェノール、クレゾール、t−ブチルカテコール、ジ−t−ブチルパラクレゾール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス(4−エチル−6−ブチルフェノール)、及び4,4’−チオ−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)が挙げられる。
フェノール系重合禁止剤の市販品としては、例えば、p−メトキシフェノール(東京化成工業社(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)製商品名、p−メトキシフェノール)、ノンフレックスMBP(精工化学社(Seiko Chemical Co.,Ltd.)製商品名、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール))、BHTスワノックス(精工化学社製商品名、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)が挙げられる。
重合禁止剤は、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。なお、重合禁止剤の含有量は特に制限されず適宜好ましい量を添加すればよい。
〔その他の添加剤〕
本実施形態のインク組成物は、上記に挙げた添加剤以外の添加剤(成分)を含んでもよい。このような成分としては、特に制限されないが、例えば従来公知の、重合促進剤、浸透促進剤、及び湿潤剤(保湿剤)、並びにその他の添加剤があり得る。上記のその他の添加剤として、例えば従来公知の、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、pH調整剤、及び増粘剤が挙げられる。
[光硬化型インクジェット記録用インク組成物の特性]
上記インク組成物は、好ましくは350〜420nmの範囲に発光ピーク波長を有する紫外線が照射されることにより硬化するものである。本実施形態のインク組成物が上記範囲内の発光ピーク波長で硬化可能であると、当該インク組成物の組成に起因して低エネルギー且つ高速での硬化が可能となる。特に、低エネルギーで硬化可能であることは、環境面などから近年注目されている発光ダイオード(LED)を紫外線の照射源として使用できることにつながるため、好ましいと言える。つまり、本実施形態のインク組成物は、LEDによる硬化性に優れている。
また、600mJ/cm2以下の紫外線の照射エネルギーで硬化するインク組成物が好ましく、500mJ/cm2以下の紫外線の照射エネルギーで硬化するインク組成物がより好ましく、200mJ/cm2以下の紫外線の照射エネルギーで硬化するインク組成物がさらに好ましい。また、上述の照射エネルギーは50mJ/cm2以上とすることが好ましく、100mJ/cm2以上とすることがより好ましい。前記のこのようなインク組成物を用いることにより、低コストで画像を形成することができる。なお、照射エネルギーは、照射時間に照射強度を乗じて算出される。
このように、本実施形態によれば、ニッケルフリーの組成に起因して安全性を確保するとともに、硬化性、保存安定性、及び耐候性、さらには低粘度及び光重合開始剤の溶解性のいずれにも優れた、光硬化型インクジェット記録用インク組成物を提供することができる。
[被記録媒体]
本実施形態のインク組成物は、後述するインクジェット記録方法によって、被記録媒体上に吐出されること等により、記録物が得られる。この被記録媒体として、例えば、吸収性又は非吸収性の被記録媒体が挙げられる。後述する実施形態のインクジェット記録方法は、水性インクの浸透が困難な非吸収性被記録媒体から、水性インクの浸透が容易な吸収性被記録媒体まで、様々な吸収性能を持つ被記録媒体に幅広く適用できる。ただし、上記のインク組成物を非吸収性の被記録媒体に適用した場合は、紫外線を照射し硬化させた後に乾燥工程を設けること等が必要となる場合がある。
吸収性被記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、水性インクの浸透性が高い電子写真用紙などの普通紙、インクジェット用紙(シリカ粒子やアルミナ粒子から構成されたインク吸収層、あるいは、ポリビニルアルコール(PVA)やポリビニルピロリドン(PVP)等の親水性ポリマーから構成されたインク吸収層を備えたインクジェット専用紙)から、水性インクの浸透性が比較的低い一般のオフセット印刷に用いられるアート紙、コート紙、キャスト紙等が挙げられる。
非吸収性被記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のプラスチック類のフィルム、シート、及びプレート、鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート、又はそれら各種金属を蒸着により製造した金属プレートやプラスチック製のフィルム、ステンレスや真鋳等の合金のプレート等が挙げられる。
[インクジェット記録方法]
本発明の一実施形態は、インクジェット記録方法に係る。上記実施形態の光硬化型インクジェット記録用インク組成物は、本実施形態のインクジェット記録方法に好適に用いることができる。当該インクジェット記録方法は、上記インク組成物を被記録媒体上に吐出する吐出工程と、当該吐出工程により吐出された上記インク組成物に、350〜420nmの範囲にピーク波長を有する紫外線を照射して、上記インク組成物を硬化する硬化工程と、を含むものである。このようにして、被記録媒体上で硬化したインク組成物により、画像、即ちインクの塗膜(硬化膜)が形成される。また、本発明の他の一実施形態は、上述の本実施形態のインクジェット記録方法に用いる本実施形態の光硬化型インクジェット記録用インク組成物に係る。ここで、上述の本実施形態のインクジェット記録方法に用いる本実施形態の光硬化型インクジェット記録用インク組成物とは、上述の本実施形態のインクジェット記録方法を用いて記録を行う記録装置用に販売された本実施形態の光硬化型インクジェット記録用インク組成物を意味する。
〔吐出工程〕
吐出工程において、被記録媒体上にインク組成物が吐出され、インク組成物が被記録媒体に付着する。吐出時におけるインク組成物の粘度は、30mPa・s未満が好ましく、25mPa・s以下がより好ましく、5〜20mPa・sがさらに好ましい。インク組成物の粘度が、インク組成物の温度を室温として、あるいは、インク組成物を加熱しない状態として上記のものであれば、インク組成物の温度を室温として、あるいはインク組成物を加熱せずに吐出させればよい。その際、吐出時のインクの温度は20〜30℃であることが好ましい。一方、インク組成物を所定の温度に加熱することによって粘度を好ましいものとして吐出させてもよい。このようにして、良好な吐出安定性が実現される。
本実施形態の光硬化型インク組成物は、通常の水性インク組成物より粘度が高いため、吐出時の温度変動による粘度変動が大きい。このようなインクの粘度変動は、液滴サイズの変化及び液滴吐出速度の変化に対して大きな影響を与え、ひいては画質劣化を引き起こし得る。したがって、吐出時のインクの温度はできるだけ一定に保つことが好ましい。
〔硬化工程〕
次に、上記硬化工程においては、被記録媒体上に吐出され付着したインク組成物が、光(紫外線)の照射によって硬化する。これは、インク組成物に含まれる光重合開始剤が紫外線の照射により分解して、ラジカル、酸、及び塩基などの開始種を発生し、重合性化合物の重合反応が、その開始種の機能によって促進されるためである。あるいは、紫外線の照射によって、重合性化合物の重合反応が開始するためである。このとき、インク組成物において光重合開始剤と共に増感色素が存在すると、系中の増感色素が紫外線を吸収して励起状態となり、光重合開始剤と接触することによって光重合開始剤の分解を促進させ、より高感度の硬化反応を達成させることができる。
紫外線源としては、水銀ランプやガス・固体レーザー等が主に利用されており、光硬化型インクジェット記録用インク組成物の硬化に使用される光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプが広く知られている。その一方で、現在環境保護の観点から水銀フリー化が強く望まれており、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは産業的、環境的にも非常に有用である。さらに、紫外線発光ダイオード(UV−LED)及び紫外線レーザダイオード(UV−LD)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、光硬化型インクジェット用光源として期待されている。これらの中でも、UV−LEDが好ましい。
ここで、LEDの出力を上げやすいため、発光ピーク波長が好ましくは350〜420nmの範囲にあるUV−LEDを用いて、好ましくは600mJ/cm2以下、より好ましくは500mJ/cm2以下、さらに好ましくは200mJ/cm2以下の照射エネルギーで硬化可能な光硬化型インクジェット記録用インク組成物をインクジェット記録方法に用いることが好適である。この場合、低コスト印刷且つ大きな印刷速度が実現できる。このようなインク組成物は、上記波長範囲の紫外線照射により分解する光重合開始剤、及び上記波長範囲の紫外線照射により重合を開始する重合性化合物のうち少なくともいずれかを含むことにより得られる。
また、LEDのピーク照射強度は800mW/cm2以上とすることが好ましく、800〜2000mW/cm2とすることがより好ましい。800mW/cm2以上とすることで、インク組成物の硬化性をよくすることができ、印刷物の外観もよくすることができる。
このように、本実施形態によれば、低粘度化でき、ニッケルフリーの組成に起因して安全性を確保することができ、かつ、硬化性、保存安定性、耐候性、及び光重合開始剤の溶解性のいずれにも優れた光硬化型インクジェット記録用インク組成物を用いた、インクジェット記録方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を実施例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
[使用成分]
下記の実施例及び比較例において使用した成分は、以下の通りである。
〔顔料〕
・Novoperm Yellow 4G01(クラリアント(Clariant)社製商品名、C.I.ピグメントイエロー155、以下では「PY−155」と略記した。)
・Yellow HG−AF LP901(クラリアント社製商品名、C.I.ピグメントイエロー180、以下では「PY−180」と略記した。)
〔分散剤〕
・Solsperse 32000(LUBRIZOL社製商品名、以下では「SOL32000」と略記した。)
〔ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類〕
・VEEA(アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、日本触媒社(Nippon Shokubai Co., Ltd.)製商品名、以下では「VEEA」と略記した。)
なお、以下の表中では、ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を「アクリル・ビニル含有モノマー」と略記した。
〔単官能(メタ)アクリレート〕
・ビスコート#192(フェノキシエチルアクリレート、大阪有機化学社(OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.)製商品名、以下では「PEA」と略記した。)
・FA−BZA(ベンジルアクリレート、日立化成工業社(Hitachi Chemical Co., LTD.)製商品名、以下では「BZA」と略記した。)
・IBXA(イソボルニルアクリレート、大阪有機化学社製商品名、以下では「IBXA」と略記した。)
〔多官能(メタ)アクリレート〕
・NKエステル APG−100(新中村化学工業社(SHIN‐NAKAMURA CHEMICAL CO., LTD.)製商品名、ジプロピレングリコールジアクリレート、以下では「DPGDA」と略記した。)
・NKエステル APG−200(新中村化学工業社製商品名、トリプロピレングリコールジアクリレート、以下では「TPGDA」と略記した。)
〔重合禁止剤〕
・p−メトキシフェノール(東京化成社製商品名、p−メトキシフェノール、以下では「MEHQ」と略記した。)
〔スリップ剤〕
・BYK−UV3500(BYK社製商品名、シリコーン系表面調整剤、以下では「UV−3500」と略記した。)
〔光重合開始剤(ラジカル系)〕
・IRGACURE 819(BASF社製商品名、固形分量100%、以下では「819」と略記した。)
・DAROCUR TPO(BASF社製商品名、固形分量100%、以下では「TPO」と略記した。)
・KAYACURE DETX−S(日本化薬社製商品名、固形分量100%、以下では「DETX」と略記した。)
[実施例1〜15、比較例1〜4]
まず、顔料分散液(以下、「分散液」とも言う。)を調製した。下記表1及び表2中、顔料、分散剤、及び分散液由来モノマーの各欄に記載の成分を、表1及び表2に記載の組成(単位:質量%)となるように添加、混合し、分散液を調製した。
次に、上記で調製した各分散液を高速水冷式撹拌機で撹拌することにより、イエロー色の光硬化型インクジェット記録用インク組成物を調製した。
Figure 2017008326
Figure 2017008326
[評価項目]
各実施例及び各比較例で調製した光硬化型インクジェット記録用インク組成物について、以下の方法により粘度、硬化性、保存安定性、光重合開始剤の溶解性、及び耐候性を評価した。
(1.粘度)
各実施例及び各比較例のインク組成物の粘度を、DVM−E型回転粘度計(東京計器社(TOKYO KEIKI INC)製)を用いて、温度25℃、回転数10rpmの条件下で測定した。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記表3及び表4に示す。
A:25mPa・s以下。
B:25mPa・sを超えて30mPa・s未満。
C:30mPa・s以上。
(2.保存安定性)
上記「1.粘度」の項において粘度測定した各実施例及び各比較例のインク組成物をインクパックに封入し、60℃の恒温槽内に7日間投入し保存した。その後、室温(25℃)まで温度を下げた各インク組成物について、上記「1.粘度」と同様の方法で粘度測定した。そして、保存前後の増粘率(保存前のインク組成物の粘度に対する保存後のインク組成物の粘度の割合)により、保存安定性を評価した。
評価基準は下記のとおりである。評価結果を下記表3及び表4に示す。
A:5%未満。
B:5%以上15%未満。
C:15%以上20%未満。
D:20%以上。
(3.光重合開始剤の溶解性)
各実施例及び各比較例のインク組成物に対して、顔料及び分散剤といった成分を入れず、それ以外の成分のみで同様に顔料抜きのインク組成物を調合し、十分に撹拌した。その後、目視で光重合開始剤の溶け残りがあるか否かを評価した。光重合開始剤の溶け残りが無いサンプルについては、0℃の恒温槽にインク組成物を入れ、24時間後に取り出し室温に戻した後、インク組成物中に光重合開始剤が析出しているか否かを再度目視で観察した。
評価基準は下記のとおりである。評価結果を下記表3及び表4に示す。なお、表3及び表4中では、本項目を「開始剤溶解性」と略記した。
A:室温撹拌後及び0℃保管後共に、光重合開始剤の溶け残りや析出は見られなかった。
B:室温撹拌後は光重合開始剤の溶け残りが無かったが、0℃保管後は光重合開始剤の析出が見られた。
C:室温撹拌後に光重合開始剤の溶け残りが見られた。
(4.硬化性)
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録装置を用いて、各実施例及び各比較例のインク組成物をそれぞれのノズル列に充填した。常温、常圧下でPVCシート(Flontlite Grossy 120g〔商品名〕、Cooley社製)上に、インクの吐出量を調整しつつ、印刷物(記録物)の膜厚が10μmとなるようにベタパターン画像(記録解像度720×720dpi)を印刷した。このとき、各インク組成物の吐出性は良好であった。併せて、キャリッジの横に搭載した紫外線照射装置内のUV−LEDから、ピーク照射強度が1W/cm2(1000mW/cm2)であり、且つピーク波長が395nmである紫外線を、1パス当たり200mJ/cm2の照射条件下、タックフリーとなるまでパス数を追加して、ベタパターン画像を硬化させた。以上のようにして、PVCシート上にベタパターン画像が印刷された記録物を作製した。
なお、「ベタパターン画像」とは、記録解像度で規定される最小記録単位領域である画素の全ての画素に対してドットを記録した画像である。また、「パス数」は、ヘッドが記録物に対して移動し、ヘッドに搭載した紫外線照射装置から塗膜に向けて紫外線照射した回数を意味する。また、照射エネルギー[mJ/cm2]は、光源から照射される被照射表面における照射強度[mW/cm2]を測定し、これと照射継続時間[s]との積から求めた。照射強度の測定は、紫外線強度計UM−10、受光部UM−400(いずれもコニカミノルタセンシング社(KONICA MINOLTA SENSING, INC.)製)を用いて行った。
また、タックフリーといえるか否かは、下記の条件で判断した。すなわち、綿棒にインクが付着するか否か、又は被記録媒体上のインク硬化物に擦り傷が付くか否かで判断し、綿棒にインクが付着せず、かつ被記録媒体上のインク硬化物に擦り傷が付かない場合をタックフリーとした。その際、使用した綿棒は、ジョンソン・エンド・ジョンソン(Johnson&Johnson)(登録商標)社製のジョンソン綿棒であった。擦る回数は往復10回とし、擦る強さは100g荷重とした。
硬化性は、タックフリーとなるまでのパス数により、以下の基準で評価した。評価結果を下記表3及び表4に示す。
A:1パス。
B:2〜3パス。
C:4パス以上。
(5.耐侯性)
上記「4.硬化性」の項で作製した記録物を、キセノンフェードメーターSX75(スガ試験機社(Suga Test Instruments Co.,Ltd.)製)に投入し、照射エネルギーの積算値が100MJ/m2になるまで光を照射した。投入前のOD値及び投入後のOD値をそれぞれ測定し、下記式で表されるOD値残存率を算出した。
OD値残存率=投入後OD値/投入前OD値
評価基準は下記のとおりである。評価結果を下記表3及び表4に示す。
A:OD値残存率が80%以上。
B:OD値残存率が60%以上80%未満。
C:OD値残存率が60%未満。
Figure 2017008326
Figure 2017008326
以上の結果より、上記一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類と、C.I.ピグメントイエロー155と、光重合開始剤と、を含むインク組成物(各実施例)は、そうでないインク組成物(各比較例)と比較して、硬化性、保存安定性、及び耐候性、さらには低粘度及び光重合開始剤の溶解性のいずれにも優れることが分かった。さらに確認したところ、上述の硬化性試験で用いたUV−LEDにフィルターを用いて、ピーク照射強度を500mW/cm2とし、キャリッジの移動速度を遅くして1パスで照射される照射時間を長くすることにより1パスあたりの照射エネルギーは200mJ/cm2としたこと以外は上述の硬化試験と同じ条件にて、実施例1のインク組成物の硬化性試験をおこなったところ、Bランクとなり、さらにベタパターン表面にシワが見られた。

Claims (12)

  1. 色材と重合性化合物と光重合開始剤とを含む、光硬化型インクジェット記録用インク組成物であって、
    前記色材は、C.I.ピグメントイエロー155を少なくとも含有し、かつ、
    前記重合性化合物は、該インク組成物の総質量に対して10〜67質量%の、下記一般式(I):
    CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3 ・・・(I)
    (式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数2〜20の2価の有機残基であり、R3は水素原子又は炭素数1〜11の1価の有機残基である。)
    で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を少なくとも含有する、光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  2. 前記重合性化合物は、前記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類以外の単官能(メタ)アクリレートをさらに含有する、請求項1に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  3. 前記単官能(メタ)アクリレートは、芳香環骨格及び脂環式骨格のうち少なくともいずれかを有する、請求項2に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  4. 前記単官能(メタ)アクリレートは、芳香環骨格を有する、請求項2又は3に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  5. 前記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類の含有量は、該インク組成物の総質量に対して10〜40質量%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  6. 前記単官能(メタ)アクリレートの含有量は、該インク組成物の総質量に対して10〜60質量%である、請求項2〜5のいずれか1項に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  7. 前記単官能(メタ)アクリレートが、フェノキシエチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレートのうち少なくともいずれかである、請求項2〜6のいずれか1項に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  8. 前記C.I.ピグメントイエロー155の含有量は、該インク組成物の総質量に対して0.1〜3質量%である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  9. 前記光重合開始剤は、アシルフォスフィンオキサイド化合物を少なくとも含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光硬化型インクジェット記録用インク組成物を被記録媒体上に吐出する吐出工程と、
    前記吐出工程により吐出された前記光硬化型インクジェット記録用インク組成物に、350〜420nmの範囲にピーク波長を有する紫外線を照射して、前記光硬化型インクジェット記録用インク組成物を硬化する硬化工程と、を含む、インクジェット記録方法。
  11. 前記硬化工程は、600mJ/cm2以下の紫外線の照射エネルギーで前記光硬化型インクジェット記録用インク組成物を硬化させるものである、請求項10に記載のインクジェット記録方法。
  12. 前記硬化工程は、800mW/cm2以上の紫外線のピーク照射強度で前記光硬化型インクジェット記録用インク組成物を硬化させるものである、請求項10又は11に記載のインクジェット記録方法。
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