JP2017052870A - 活性エネルギー線硬化型組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】鱗片状顔料粒子を含有しながらも耐擦性に優れた活性エネルギー線硬化型組成物を提供する。【解決手段】重合性化合物、樹脂粒子及び鱗片状顔料粒子を含有してなる活性エネルギー線硬化型組成物。前記鱗片状粒子が光輝性金属顔料であり、平均粒径が0.5〜3μm、平均厚みが5〜30nmであり、体積平均粒径が30〜600nmである活性エネルギー線硬化型組成物。前記樹脂粒子がアクリル樹脂粒子である。前記硬化型組成物を含む立体造形用材料又は活性エネルギー線硬化型インクである。【選択図】図1

Description

本発明は、活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インク、立体造形用材料、活性エネルギー線硬化型組成物収容容器、像形成装置、像形成方法、硬化物及び成形加工品に関する。
従来、活性エネルギー線硬化型組成物は、オフセット、シルクスクリーン、トップコート剤などに供給、及び使用されてきたが、近年、乾燥工程の簡略化によるコストダウンや、環境対応として溶剤の揮発量低減などのメリットがある点から、使用量が増加している。
近年、活性エネルギー線硬化型組成物においては、意匠性を得るために粒子表面での光の反射率を上げて光輝感を得たり、色彩表現を豊かにしたりするような用途で鱗片状顔料が使用されている。
しかし鱗片状顔料を使用した場合、硬化物の表面が擦れた際に金属顔料が剥がれる、即ち耐擦性の低下という問題点があった。
このような問題点に対して、特許文献1及び特許文献2ではインク組成物中に界面活性剤としてアラルキル変性のシリコーンを含ませたり、コレステリック液晶ポリマーを含ませたりすることにより、硬化物表面の耐擦性を向上させることが提案されている。
しかし特許文献1,2のインク組成物では、十分な耐擦性を有しているとはいえなかった。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、鱗片状顔料粒子を含有しながらも耐擦性に優れた活性エネルギー線硬化型組成物を提供することにある。
前記課題を解決するため本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、重合性化合物、樹脂粒子及び鱗片状顔料粒子を含有してなることを特徴とする。
本発明によれば、鱗片状顔料粒子を含有しながらも耐擦性に優れた活性エネルギー線硬化型組成物を提供できる。
本発明における像形成装置の一例を示す概略図である。 本発明における別の像形成装置の一例を示す概略図である。 本発明におけるさらに別の像形成装置の一例を示す概略図である。
以下、上記本発明について詳しく説明する。
<鱗片状顔料粒子>
本発明で用いられる鱗片状顔料粒子の好ましい形状は、アスペクト比が2〜1000、特に10〜600であることが好ましい。ここでいうアスペクト比とは、顔料の平均粒径を平均厚みで割った値で、大きいほどその顔料が偏平であることを意味する。アスペクト比が2以上だと、粒子による十分な光の反射が得られ、1000以下であると、組成物中で安定に存在しやすい。
また前記鱗片状顔料粒子の平均粒径は0.5〜3μmであることが好ましく、平均厚みは5〜30nmであることが好ましい。
ここで平均粒径はレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて測定し、その結果得られた50%平均粒子径を平均粒径とする。また平均厚みは、上記積層の手法において、鱗片状薄膜微粉末のもととなる積層箇所の厚みがそのまま鱗片状薄膜微粉末の厚みとなるものであって、その厚み測定として蛍光X線分析装置により積層箇所を複数箇所測定し、その平均値として得られた値を平均厚みとした。
前記鱗片状顔料粒子の配合量は、活性エネルギー線硬化型組成物全体に対して、0.5質量%以上10.0質量%以下が好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下がより好ましい。前記含有量が、0.5質量%以上であると、十分な光沢感を得ることが出来、10.0質量%以下であると、十分な保存安定性、吐出安定性を得ることができる。
前記鱗片状顔料粒子において、好ましくは、燐片状顔料粒子として光輝性金属顔料を用いる。
<光輝性金属顔料>
前記光輝性金属顔料とは、例えば、シート状基材面に剥離用樹脂層と金属又は金属化合物層とが順次積層された構造からなる複合化顔料原体の前記金属又は金属化合物層と前記剥離用樹脂層の界面を境界として前記シート状基材より剥離し粉砕し微細化して製造することができるが、表面付近がアルミニウム(Al)で構成された母粒子が、表面処理剤で表面処理された金属粉末を含むものであることが好ましい。
前記複合化顔料原体の金属又は金属化合物層に用いられる金属又は金属化合物は、金属光沢を有する等の機能を有するものであれば特に限定されるものではないが、アルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、銅等が使用され、これらの単体金属、金属化合物又はこれらの合金及びこれら混合物の少なくとも一種が好適に使用される。
<樹脂粒子>
本発明に用いられる樹脂粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活性エネルギー線の照射や加熱による重合反応が生じない樹脂粒子などが挙げられる。
前記樹脂粒子(非水系高分子樹脂微粒子を分散させたもの)は、活性エネルギー線硬化型組成物に加えても、樹脂粒子が重合性化合物に対して不溶性であるため、可溶性高分子化合物を加えた場合のような著しい粘度上昇を引き起こさない。このため、前記樹脂粒子の添加による粘度上昇によるインクジェット吐出特性(吐出安定性等)の低下を抑制できる。
Alは、本来、各種材料の中でも特に優れた光沢感を呈するものであるが、活性エネルギー線硬化型組成物に、Alで構成された粉末を適用しようとした場合には、紫外線硬化型インクジェット用の組成物中においては分散安定性が低く、光輝性粉末の構成材料(Al)が本来有している光沢感に比べて、当該紫外線硬化型インクジェット用組成物を用いて製造される記録物の光沢感が劣るという問題が特に顕著に発生する。
樹脂粒子による立体的反発により、同一インク組成物中に含ませた鱗片状顔料粒子の分散安定性を向上させることが出来る。
さらに、前記樹脂粒子を含有することにより、鱗片状顔料粒子の間に粒子が入り込むことで硬化物内での接着性を向上させることができ、擦った際に鱗片状顔料粒子が硬化物から剥がれにくくなる。
前記樹脂粒子としては、特に制限はなく、例えば、ポリスチレン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、ポリオレフィン樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、塩化ビニル樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子、酢酸ビニル樹脂粒子などが挙げられる。これらの中でも、アクリル樹脂粒子が好ましい。なお、アクリル樹脂粒子とは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの少なくともいずれかの重合体からなる樹脂粒子を意味する。
前記樹脂粒子としては、例えば、非水系樹脂粒子が挙げられる。
前記非水系樹脂粒子としては、コア/シェル構造体の樹脂からなるものが挙げられる。分散媒としては、脂肪族炭化水素を主体とし、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ミネラルスピリット、その他のパラフィン系、ナフテン系石油留分を用いることができる。前記分散媒中に樹脂粒子を安定に分散させるためには、粒子表面が立体反発層で包まれていなければならない。
現在実用化に達している非水系樹脂粒子としては、分散体中に可溶な重合体部と不溶性重合体部とがブロック又はグラフト重合されている共重合体を分散安定剤として、前記分散安定剤の存在下で単量体を重合させ、生成した不溶性重合体が分散安定剤の不溶性重合体部と合体して分散粒子核を形成する。形成した分散粒子核に分散媒中の単量体が徐々に移行し、粒子中で重合が進行していく。このプロセスによって、最終的に、分散媒中に分散可能なシェル構造体(上記立体反発層に相当する)に包まれた重合体粒子(コア重合体)が形成される。
前記非水系樹脂粒子は以下の方法により作製することができる。
コア/シェル構造体で形成される非水系樹脂粒子の作製に際して、まず、溶媒に溶解し得るシェル重合体を作製し、このシェル重合体を保護コロイドとして溶媒に不溶なコア重合体を連続したプロセスによってコア/シェル構造の非水エマルジョンを作製する。
前記非水系樹脂粒子としては、重合性化合物以外の分散媒を用いて分散されるが、前述の通り重合性化合物以外の溶剤を含有しないことが好ましいため、この場合は、分散系の溶剤を重合性化合物に溶媒置換することが好ましい。
前記溶剤置換としては、例えば、ロータリーエバポレータを用いる方法、水蒸気蒸留、減圧蒸留などの沸点の差を利用した方法などが挙げられる。前記方法などで溶剤置換することにより、活性エネルギー線硬化型組成物に前記樹脂粒子を含有させても、硬化反応に不要な化合物(溶剤)を含まない活性エネルギー線硬化型組成物を得ることができる。
前記樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、30nm以上600nm以下が好ましく、100nm以上300nm以下がより好ましい。前記体積平均粒径が、30nm以上であると、前記樹脂粒子の分散媒への分散が容易になり、600nm以下であると、吐出安定性を向上できる。また、100nm以上300nm以下であると、鱗片状顔料粒子に対して十分に分散安定性を確保することが出来る。
ここで、前記体積平均粒径としては、例えば、粒度分析装置(マイクロトラック MODEL UPA9340、日機装株式会社製)を用いて測定することができる。
前記樹脂粒子のガラス転移温度としては、特に制限はなく、0℃以上100℃以下が好ましく、25℃以上60℃以下がより好ましい。前記ガラス転移温度が、0℃以上100℃以下であると、前記樹脂粒子は非常に不安定な状態で組成物中に分散していても、樹脂粒子が常温環境下で凝集することを防止でき、吐出安定性を向上でき、また、硬化物中でハードセグメントとして働きやすくなり、硬度を向上できる。ここで、前記樹脂粒子のガラス転移温度としては、例えば、示差走査熱量測定(DSC)法によって測定することができる。前記DSC装置としては、例えば、Seiko Instruments DSC120U(セイコーインスツル株式会社製)を用い、測定温度は30℃以上300℃以下、昇温速度は1分間に2.5℃で測定することができる。
前記樹脂粒子の含有量としては、活性エネルギー線硬化型組成物に対して、3質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上7質量%以下がより好ましい。前記含有量が、3質量%以上であると、得られる硬化物の硬度を向上でき、また、硬化収縮を低減することができ、20質量%以下であると、粘度の上昇を抑制することができ、吐出安定性等のインクジェット特性を向上できる。
<重合性化合物>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、必須成分として重合性化合物を含有する。
重合性化合物としては、以下に示す単官能アクリレート、二官能アクリレート、三官能アクリレート、ウレタン系オリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、アミノアクリレート、N−ビニル化合物等が挙げられる。
単官能アクリレートとしては、特に限定されないが、例えば(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2−メチル−2−イソブチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)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、イソボルニル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(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、トリメチロールプロパンフォルマルモノ(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの単官能アクリレートは、1種単独で用いることもできるし、2種以上併用してもよい。
なお、本明細書中において、(メタ)アクリレートとは、アクリレートまたはメタクリレートを示す。
二官能アクリレートとしては、特に限定されないが、例えばアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、脂環式構造を有するジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ(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、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、1,9−ノナンジオールジ(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、テトラエチレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メタ)アクリロキシプロパン等が挙げられる。また、脂環式構造を有するジ(メタ)アクリレートとしては、例えばジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(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、1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの二官能アクリレートは、1種単独で用いることもできるし、2種以上併用してもよい。
三官能アクリレートとしては、特に限定されないが、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、グリセリンPO変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの三官能アクリレートは、1種単独で用いることもできるし、2種以上併用してもよい。
ウレタン系オリゴマーとしては、例えばポリオールと、ポリイソシアネートおよびポリハイドロオキシ化合物と、の付加反応により生じるオリゴマーが挙げられる。
ウレタン系オリゴマーとは、分子中にウレタン結合とラジカル重合可能な不飽和二重結合とを一以上有するものであって、相対分子質量(分子量と同義である。)の小さい分子から実質的あるいは概念的に得られる単位の少数回、一般的には約2回ないし20回程度の繰り返し構造をもつ中程度の大きさの相対分子質量を有する分子をいう。ウレタン系オリゴマーとしては、市販されているCN963J75、CN964、CN965、CN966J75(いずれもSARTOMER社から入手可能)等を用いることができる。
エポキシアクリレートオリゴマーとしては、例えば二官能ビスフェノールAをベースとするエポキシアクリレートオリゴマーが挙げられる。
オリゴマーとは、前記ウレタン系オリゴマーと同様に、相対分子質量(分子量と同義である。)の小さい分子から実質的あるいは概念的に得られる単位の少数回、一般的には約2回ないし20回程度の繰り返し構造をもつ中程度の大きさの相対分子質量を有する分子をいう。
エポキシアクリレートオリゴマーとしては、市販されているCN120、CN131B(いずれもSARTOMER社から入手可能)等を用いることができる。
アミノアクリレートとしては、特に限定されないが、二官能(メタ)アクリレートと、アミン化合物と、を反応させて得られるものが挙げられる。
アミノアクリレートにおける二官能アクリレートとしては、例えば、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(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)アクリレート等のアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールSのエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFのエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、チオビスフェノールのエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、臭素化ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート等のビスフェノールアルキレンオキシド付加物ジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールジ(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エステルのジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミノアクリレートにおけるアミン化合物としては、例えば、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、n−ペンチルアミン、イソペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ドデシルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−オクタデシルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン等の単官能アミン化合物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,8−オクタメチレンジアミン、1,12−ドデカメチレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、メンタンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシルノメタン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、スピロアセタール系ジアミン等の多官能アミン化合物が挙げられる。
また、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等の高分子量タイプの多官能アミン化合物を用いてもよい。
N−ビニル化合物としては、N−ビニルフォルムアミド、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、およびそれらの誘導体等が挙げられる。
前記例示した重合性化合物の中でも、フェノキシエチル(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。
フェノキシエチル(メタ)アクリレートは、樹脂粒子の分散安定性に優れるだけでなく、鱗片状顔料粒子の分散安定性にも優れる。
さらに、用途や適用手段に応じるが、インクジェット記録方式であると適用可能な程度に粘度調整を行いやすく、画像の硬化性も良好になる。
重合性化合物の含有量は、活性エネルギー線硬化型組成物の全質量に対して、好ましくは20質量%以上であり、より好ましくは20質量%以上95質量%以下である。重合性化合物の含有量が20質量%以上であると、記録媒体の上に形成された画像が良好な硬化性を有することが出来る。
また、重合性化合物としてフェノキシエチル(メタ)アクリレートを用いた場合には、さらに、脂環式構造を有する重合性化合物を用いることがより好ましい。脂環式構造を有する重合性化合物は、嵩高い分子構造を有するので、より効果的に画像の膜強度を向上させることができる。
<活性エネルギー線>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させるために用いる活性エネルギー線としては、紫外線の他、電子線、α線、β線、γ線、X線等の、組成物中の重合性成分の重合反応を進める上で必要なエネルギーを付与できるものであればよく、特に限定されない。特に高エネルギーな光源を使用する場合には、重合開始剤を使用しなくても重合反応を進めることができる。また、紫外線照射の場合、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、紫外線光源として好ましい。
<重合開始剤>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、活性エネルギー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、重合性化合物(モノマーやオリゴマー)の重合を開始させることが可能なものであればよい。このような重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤、塩基発生剤等を、1種単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができ、中でもラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。また、重合開始剤は、十分な硬化速度を得るために、組成物の総質量(100質量%)に対し、5〜20質量%含まれることが好ましい。
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などが挙げられる。
また、上記重合開始剤に加え、重合促進剤(増感剤)を併用することもできる。重合促進剤としては、特に限定されないが、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p−ジエチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸−2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルベンジルアミンおよび4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどのアミン化合物が好ましく、その含有量は、使用する重合開始剤やその量に応じて適宜設定すればよい。
<色材>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、色材を含有していてもよい。色材としては、本発明における組成物の目的や要求特性に応じて、ブラック、ホワイト、マゼンタ、シアン、イエロー、グリーン、オレンジ、金や銀などの光沢色などを付与する種々の顔料や染料を用いることができる。色材の含有量は、所望の色濃度や組成物中における分散性等を考慮して適宜決定すればよく、特に限定されないが、組成物の総質量(100質量%)に対して、0.1〜20質量%であることが好ましい。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、色材を含まない無色透明であってもよく、例えば、画像を保護するためのオーバーコート層として好適である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができ、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタンを使用することができる。
有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料が挙げられる。
また、顔料の分散性をより良好なものとするため、分散剤をさらに含んでもよい。 分散剤としては、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物を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。
染料としては、特に限定されることなく、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<有機溶媒>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、有機溶媒を含んでもよいが、可能であれば含まない方が好ましい。有機溶媒、特に揮発性の有機溶媒を含まない(VOC(Volatile Organic Compounds)フリー)組成物であれば、当該組成物を扱う場所の安全性がより高まり、環境汚染防止を図ることも可能となる。なお、「有機溶媒」とは、例えば、エーテル、ケトン、キシレン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、トルエンなどの一般的な非反応性の有機溶媒を意味するものであり、反応性モノマーとは区別すべきものである。また、有機溶媒を「含まない」とは、実質的に含まないことを意味し、0.1質量%未満であることが好ましい。
<その他の成分>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、必要に応じてその他の公知の成分を含んでもよい。その他成分としては、特に制限されないが、例えば、従来公知の、界面活性剤、重合禁止剤、レべリング剤、消泡剤、蛍光増白剤、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、定着剤、粘度安定化剤、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、及び増粘剤などが挙げられる。
<組成物の調整>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、上述した各種成分を用いて作製することができ、その調整手段や条件は特に限定されない。
<粘度>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物の粘度は、用途や適用手段に応じて適宜調整すればよく、特に限定されないが、例えば、当該組成物をノズルから吐出させるような吐出手段を適用する場合には、20℃から65℃の範囲における粘度、望ましくは25℃における粘度が3〜40mPa・sが好ましく、5〜15mPa・sがより好ましく、6〜12mPa・sが特に好ましい。また当該粘度範囲を、上記有機溶媒を含まずに満たしていることが特に好ましい。なお、上記粘度は、東機産業株式会社製コーンプレート型回転粘度計VISCOMETER TVE−22Lにより、コーンロータ(1°34'×R24)を使用し、回転数50rpm、恒温循環水の温度を20℃〜65℃の範囲で適宜設定して測定することができる。循環水の温度調整にはVISCOMATE VM−150IIIを用いることができる。
<用途>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、一般に活性エネルギー線硬化型材料が用いられている分野であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、成形用樹脂、塗料、接着剤、絶縁材、離型剤、コーティング材、シーリング材、各種レジスト、各種光学材料などに応用することが可能である。
さらに、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、インクとして用いて2次元の文字や画像、各種基材への意匠塗膜を形成するだけでなく、3次元の立体像(立体造形物)を形成するための立体造形用材料としても用いることができる。この立体造形用材料は、例えば、粉体層の硬化と積層を繰り返して立体造形を行う粉体積層法において用いる粉体粒子同士のバインダーとして用いてもよく、また、図2や図3に示すような積層造形法(光造形法)において用いる立体構成材料(モデル材)や支持部材(サポート材)として用いてもよい。なお、図2は、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を所定領域に吐出し、活性エネルギー線を照射して硬化させたものを順次積層して立体造形を行う方法であり(詳細後述)、図3は、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物5の貯留プール(収容部)1に活性エネルギー線4を照射して所定形状の硬化層6を可動ステージ3上に形成し、これを順次積層して立体造形を行う方法である。
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を用いて立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、該組成物の収容手段、供給手段、吐出手段や活性エネルギー線照射手段等を備えるものを使用することができる。
また、本発明は、活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させて得られた硬化物や当該硬化物が基材上に形成された構造体を加工してなる成形加工品も含む。前記成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された硬化物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーターや操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形することが必要な用途に好適に使用される。
上記基材としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、又はこれらの複合材料などが挙げられ、加工性の観点からはプラスチック基材が好ましい。
<組成物収容容器>
本発明の組成物収容容器は、活性エネルギー線硬化型組成物が収容された状態の容器を意味するものであり、上記のような用途に供する際に好適である。例えば、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物がインク用途である場合において、当該インクが収容された容器は、インクカートリッジやインクボトルとして使用することができ、これにより、インク搬送やインク交換等の作業において、インクに直接触れる必要がなくなり、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の混入を防止することができる。また、容器それ自体の形状や大きさ、材質等は、用途や使い方に適したものとすればよく、特に限定されないが、その材質は光を透過しない遮光性材料であるか、または容器が遮光性シート等で覆われていることが望ましい。
<像の形成方法、形成装置>
本発明における像の形成方法は、少なくとも、活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させるために、活性エネルギー線を照射する照射工程を有し、本発明における像の形成装置は、活性エネルギー線を照射するための照射手段と、活性エネルギー線硬化型組成物を収容するための収容部と、を備え、該収容部には前記容器を収容してもよい。
さらに、活性エネルギー線硬化型組成物を吐出する吐出工程、吐出手段を有していてもよく、前記吐出工程、及び吐出手段より前にインクを加熱する加熱工程、加熱手段を有していてもよい。
前記加熱工程における加熱温度(℃)、及び前記樹脂粒子のガラス転移温度(℃)が、下記式(1)を満たすことが好ましい。
加熱温度(℃)−樹脂粒子のガラス転移温度(℃)≦10℃ ・・・ 式(1)
前記樹脂粒子は、組成物中で非常に不安定な状態で分散されており、前記式(1)を満たすと、吐出時の熱や圧力などで樹脂粒子が凝集することを防止することができ、吐出安定性を向上できる。
吐出させる方法は特に限定されないが、連続噴射型、オンデマンド型等が挙げられる。オンデマンド型としてはピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等が挙げられる。
図1は、インクジェット吐出手段を備えた像形成装置の一例である。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色活性エネルギー線硬化型インクのインクカートリッジと吐出ヘッドを備える各色印刷ユニット23a、23b、23c、23dにより、供給ロール21から供給された被記録媒体22にインクが吐出される。その後、インクを硬化させるための光源24a、24b、24c、24dから、活性エネルギー線を照射して硬化させ、カラー画像を形成する。その後、被記録媒体22は、加工ユニット25、印刷物巻取りロール26へと搬送される。各印刷ユニット23a、23b、23c、23dには、インク吐出部でインクが液状化するように、加温機構を設けてもよい。また必要に応じて、接触又は非接触により記録媒体を室温程度まで冷却する機構を設けてもよい。また、インクジェット記録方式としては、吐出ヘッド幅に応じて間欠的に移動する記録媒体に対し、ヘッドを移動させて記録媒体上にインクを吐出するシリアル方式や、連続的に記録媒体を移動させ、一定の位置に保持されたヘッドから記録媒体上にインクを吐出するライン方式のいずれであっても適用することができる。
被記録媒体22は、特に限定されないが、紙、フィルム、金属、これらの複合材料等が挙げられ、シート状であってもよい。また片面印刷のみを可能とする構成であっても、両面印刷も可能とする構成であってもよい。
更に、光源24a、24b、24cからの活性エネルギー線照射を微弱にするか又は省略し、複数色を印刷した後に、光源24dから活性エネルギー線を照射してもよい。これにより、省エネ、低コスト化を図ることができる。
本発明のインクにより記録される記録物としては、通常の紙や樹脂フィルムなどの平滑面に印刷されたものだけでなく、凹凸を有する被印刷面に印刷されたものや、金属やセラミックなどの種々の材料からなる被印刷面に印刷されたものも含む。また、2次元の画像を積層することで、一部に立体感のある画像(2次元と3次元からなる像)や立体物を形成することもできる。
図2は、本発明で用いられる別の像形成装置(3次元立体像の形成装置)の一例を示す概略図である。図2の像形成装置39は、インクジェットヘッドを配列したヘッドユニット(AB方向に可動)を用いて、造形物用吐出ヘッドユニット30から第一の活性エネルギー線硬化型組成物を、支持体用吐出ヘッドユニット31、32から第一の活性エネルギー線硬化型組成物とは組成が異なる第二の活性エネルギー線硬化型組成物を吐出し、隣接した紫外線照射手段33、34でこれら各組成物を硬化しながら積層するものである。より具体的には、例えば、造形物支持基板37上に、第二の活性エネルギー線硬化型組成物を支持体用吐出ヘッドユニット31、32から吐出し、活性エネルギー線を照射して固化させて溜部を有する第一の支持体層を形成した後、当該溜部に第一の活性エネルギー線硬化型組成物を造形物用吐出ヘッドユニット30から吐出し、活性エネルギー線を照射して固化させて第一の造形物層を形成する工程を、積層回数に合わせて、上下方向に可動なステージ38を下げながら複数回繰り返すことで、支持体層と造形物層を積層して立体造形物35を製作する。その後、必要に応じて支持体積層部36は除去される。なお、図2では、造形物用吐出ヘッドユニット30は1つしか設けていないが、2つ以上設けることもできる。
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。
以下の実施例、比較例で使用する材料は次の通りである。
<単官能重合性化合物>
PEA:フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業社製)
IBXA:イソボロニルアクリレート(大阪有機化学工業社製)
BzA:ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業社製)
<多官能重合性化合物>
TPGDA:トリプロピレングリコールジアクリレート(大阪有機化学工業社製)
SR351S:トリメチロールプロパントリアクリレート(サートマー社製)
<重合開始剤>
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(LAMBERTI社製)
Irg.819:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(BASF社製)
DETX:2,4−ジエチルチオキサンテン−9−オン(DAIDO社製)
<樹脂>
バイロン220:ポリエステル樹脂(東洋紡社製)
以下、実施例で用いた樹脂粒子の体積平均粒径、ガラス転移温度の測定方法について述べる。
<体積平均粒径の測定>
体積平均粒径は、粒度分析装置(マイクロトラック MODEL UPA9340、日機装株式会社製)を用いて測定した。
<ガラス転移温度の測定>
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定装置(Seiko Instruments DSC120U、セイコーインスツル株式会社製)を用い、測定温度は30℃以上300℃以下、昇温速度は1分間に2.5℃で測定した。
以下、実施例で用いた樹脂粒子、顔料分散液の調製方法について述べる。
<樹脂粒子の調製>
−樹脂粒子Aの合成−
窒素で器内の空気が置換された反応容器に、石油系炭化水素(商品名:A−ソルベント、JX日鉱日石エネルギー株式会社製、以下、「A−ソルベント」と称することがある)150質量部を仕込んで、90℃に昇温してから、スチレン100質量部、イソブチルメタクリレート100質量部、及び2−エチルヘキシルアクリレート50質量部と、ベンゾイルパーオキサイド(以下、「BPO」と称することがある)10質量部と、A−ソルベント100質量部とからなる混合物を、3時間かけて滴下し、滴下終了後も、同温度にて5時間保持し、不揮発分が49.8質量%(すなわち、モノマー転化率が99.6%)の透明な樹脂溶液を得た(コア部の合成)。
得られた樹脂溶液に、酢酸ビニル100質量部、エチルアクリレート100質量部、メチルメタクリレート49質量部、及びメタクリル酸1質量部と、BPO、2.5質量部と、A−ソルベント250質量部とからなる混合物を、3時間かけて滴下し、滴下終了後も、同温度に5時間保持し、不揮発分が47.5質量%(すなわち、分散質のモノマー転化率が90%)である乳白色の樹脂粒子の分散液を得た。得られた樹脂粒子の分散液をスターラーにて30分間撹拌することで、体積平均粒径が80nmの樹脂粒子A(アクリル樹脂粒子)の分散液(固形分濃度:55質量%)を得た。なお、樹脂粒子Aのガラス転移温度は、25℃であった。
−樹脂粒子Bの合成−
樹脂粒子Aの合成において、コア部合成時のBPOの量10質量%を8質量%とした以外は、樹脂粒子Aの合成と同様にして、体積平均粒径が120nmの樹脂粒子B(アクリル樹脂粒子)の分散液(固形分濃度:55質量%)を得た。なお、樹脂粒子Bのガラス転移温度は、25℃であった。
−樹脂粒子Cの合成−
樹脂粒子Aの合成において、コア部合成時のBPOの量10質量%を6質量%とした以外は、樹脂粒子Aの合成と同様にして、体積平均粒径が200nmの樹脂粒子C(アクリル樹脂粒子)の分散液(固形分濃度:55質量%)を得た。なお、樹脂粒子Cのガラス転移温度は、25℃であった。
−樹脂粒子Dの合成−
樹脂粒子Aの合成において、コア部合成時のBPOの量10質量%を4質量%とした以外は、樹脂粒子Aの合成と同様にして、体積平均粒径が250nmの樹脂粒子D(アクリル樹脂粒子)の分散液(固形分濃度:55質量%)を得た。なお、樹脂粒子Dのガラス転移温度は、25℃であった。
−樹脂粒子Eの合成−
樹脂粒子Aの合成において、コア部合成時のBPOの量10質量%を15質量%とした以外は、樹脂粒子Aの合成と同様にして、体積平均粒径が20nmの樹脂粒子E(アクリル樹脂粒子)の分散液(固形分濃度:55質量%)を得た。なお、樹脂粒子Eのガラス転移温度は、25℃であった。
−樹脂粒子Fの合成−
樹脂粒子Aの合成において、コア部合成時のBPOの量10質量%を15質量%としたこと、樹脂粒子の分散時間を20分とした以外は、樹脂粒子Aの合成と同様にして、体積平均粒径が30nmの樹脂粒子F(アクリル樹脂粒子)の分散液(固形分濃度:55質量%)を得た。なお、樹脂粒子Fのガラス転移温度は、25℃であった。
−樹脂粒子Gの合成−
樹脂粒子Aの合成において、コア部合成時のBPOの量10質量%を2質量%としたこと、樹脂粒子の分散時間を20分とした以外は、樹脂粒子Aの合成と同様にして、体積平均粒径が600nmの樹脂粒子G(アクリル樹脂粒子)の分散液(固形分濃度:55質量%)を得た。なお、樹脂粒子Gのガラス転移温度は、25℃であった。
−樹脂粒子Hの合成−
樹脂粒子Aの合成において、コア部合成時のBPOの量10質量%を2質量%としたこと、樹脂粒子の分散時間を15分とした以外は、樹脂粒子Aの合成と同様にして、体積平均粒径が650nmの樹脂粒子H(アクリル樹脂粒子)の分散液(固形分濃度:55質量%)を得た。なお、樹脂粒子Hのガラス転移温度は、25℃であった。
<顔料粒子の平均粒径と平均厚みの測定方法>
鱗片状顔料粒子の平均粒径と平均厚みは、次の方法にて求めた。
まず平均粒径はレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて測定し、その結果得られた50%平均粒子径を平均粒径とした。
平均厚みは、上記積層の手法において、鱗片状薄膜微粉末のもととなる積層箇所の厚みがそのまま鱗片状薄膜微粉末の厚みとなるものであって、その厚み測定として蛍光X線分析装置により積層箇所を複数箇所測定し、その平均値として得られた値を平均厚みとした。
(顔料分散液の調製)
<燐片状酸化鉄顔料分散液の調製>
燐片状酸化鉄顔料として、平均径12μm、板状比50を有し、Al23換算で4重量部のAlを含む、AM−200(チタン工業製酸化鉄パール顔料)を水に懸濁し、ゆっくり攪拌しながらリン酸エステル(東邦化学製RE−610)を添加し単位表面積当たり1mgを被着し、これを瀘別乾燥した。
次いで、前記方法にて形成した乾燥体を、ペンタエリスリトールアクリレート中、VS−150超音波分散機(アズワン株式会社製)を用いて、剥離・微細化・分散処理を同時に行い、積算の超音波分散処理時間が12時間である燐片状酸化鉄顔料分散液を作製した。得られた燐片状酸化鉄顔料分散液を、開き目5μmのSUSメッシュフィルターにて濾過処理を行い、粗大粒子を除去した。さらに、濾液を丸底フラスコに入れ、ロータリーエバポレーターを用いてジエチレングリコールジエチルエーテルを留去した。これにより、燐片状酸化鉄顔料分散液を濃縮し、その後、その燐片状酸化鉄顔料分散液の濃度調整を行い、5質量%の燐片状酸化鉄顔料分散液を得た。
上記測定より、燐片状酸化鉄顔料分散液の平均粒径は10μm、平均厚みは100nmであった。
<燐片状金属酸化物被覆マイカ顔料分散液の調製>
燐片状金属酸化物被覆顔料として、金属酸化物被覆マイカ顔料(平均粒子径19.6μm、金属酸化物:TiO)、不揮発分100%(メルク株式会社製)を水に懸濁し、ゆっくり攪拌しながらリン酸エステル(東邦化学製RE−610)を添加し単位表面積当たり1mgを被着し、これを瀘別乾燥した。
次いで、前記方法にて形成した乾燥体を、ペンタエリスリトールアクリレート中、VS−150超音波分散機(アズワン株式会社製)を用いて、剥離・微細化・分散処理を同時に行い、積算の超音波分散処理時間が12時間である燐片状酸化鉄顔料分散液を作製した。得られた燐片状金属酸化物被覆マイカ顔料分散液を、開き目5μmのSUSメッシュフィルターにて濾過処理を行い、粗大粒子を除去した。
さらに、濾液を丸底フラスコに入れ、ロータリーエバポレーターを用いてジエチレングリコールジエチルエーテルを留去した。
これにより、アルミニウム粒子分散液を濃縮し、その後、その燐片状金属酸化物被覆マイカ顔料分散液の濃度調整を行い、固形分濃度5質量%の燐片状金属酸化物被覆マイカ顔料分散液を得た。
上記測定より、燐片状酸化鉄顔料分散液の平均粒径は13μm、平均厚み120nmはである。
<燐片状光輝性顔料分散液Aの調製>
膜厚100μmのPETフィルム上に、セルロースアセテートブチレート(ブチル化率35〜39%、関東化学株式会社製)3.0質量%およびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)97質量%からなる樹脂層塗工液をバーコート法によって均一に塗布し、60℃、10分間乾燥することで、PETフィルム上に樹脂層薄膜を形成した。
次いで、真空蒸着装置(「VE−1010型真空蒸着装置」、株式会社真空デバイス製)を用いて、前記の樹脂層上に平均膜厚20nmのアルミニウム蒸着層を形成した。次いで、前記方法にて形成した積層体を、ペンタエリスリトールアクリレート中、VS−150超音波分散機(アズワン株式会社製)を用いて、剥離・微細化・分散処理を同時に行い、積算の超音波分散処理時間が12時間であるアルミニウム粒子分散液を作製した。得られたアルミニウム粒子分散液を、開き目5μmのSUSメッシュフィルターにて濾過処理を行い、粗大粒子を除去した。さらに、濾液を丸底フラスコに入れ、ロータリーエバポレーターを用いてジエチレングリコールジエチルエーテルを留去した。これにより、アルミニウム粒子分散液を濃縮し、その後、そのアルミニウム粒子分散液の濃度調整を行い、固形分濃度5質量%の光輝性顔料分散液を得た。
−シリカ被膜形成工程−
次いで、得られた原分散液5.0gをビーカーに投入し、これにシリカ原料であるオルトケイ酸テトラエチル(TEOS)0.57g、塩基性触媒である1mol/Lアンモニア水0.1gを添加して、7日間室温で撹拌することにより加水分解反応させた。このようにして、アルミニウム粒子の表面にシリカ被膜を形成させたアルミニウム顔料(A)の分散液を得た。
なお、アルミニウム顔料(A)の50%平均粒子径(R50)をフロー式粒子像分析装置(シスメックス株式会社製、型式「FPIA−3000S」)を用いて測定したところ、2μmであった。尚、上記で述べた鱗片状顔料粒子の平均粒径と平均厚みは、前記した方法にて求めた。
上記測定より、光輝性顔料分散液Aの平均粒径は2μm、平均厚みは20nmであった。
<燐片状光輝性顔料分散液Bの調製>
光輝性顔料粒子Aと同様に、真空蒸着装置を用いて、前記の樹脂層上に平均膜厚30nmのアルミニウム蒸着層を形成した。又、シリカ被膜形成工程において、シリカ原料であるTEOSを0.7g添加に変更し、平均粒径3μmの光輝顔料分散液Bを得た。アルミニウム粒子分散液の濃度調整を行い、固形分濃度5質量%とした。
<燐片状光輝性顔料分散液Cの調製>
光輝性顔料粒子Aと同様に、真空蒸着装置を用いて、前記の樹脂層上に平均膜厚5nmのアルミニウム蒸着層を形成した。又、シリカ被膜形成工程において、シリカ原料であるTEOSを0.4g添加に変更し、平均粒径0.5μmの光輝顔料分散液Cを得た。アルミニウム粒子分散液の濃度調整を行い、固形分濃度5質量%とした。
<燐片状光輝性顔料分散液Dの調製>
光輝性顔料粒子Aと同様に、真空蒸着装置を用いて、前記の樹脂層上に平均膜厚3nmのアルミニウム蒸着層を形成した。又、シリカ被膜形成工程において、シリカ原料であるTEOSを0.3g添加に変更し、平均粒径2μmの光輝顔料分散液Dを得た。アルミニウム粒子分散液の濃度調整を行い、固形分濃度5質量%とした。
<燐片状光輝性顔料分散液Eの調製>
光輝性顔料粒子Aと同様に、真空蒸着装置を用いて、前記の樹脂層上に平均膜厚20nmのアルミニウム蒸着層を形成した。又、シリカ被膜形成工程において、シリカ原料であるTEOSを0.7g添加に変更し、平均粒径3μmの光輝顔料分散液Eを得た。アルミニウム粒子分散液の濃度調整を行い、固形分濃度5質量%とした。
[実施例1]
表1の原料を表の上から順次攪拌しながら添加した。1時間の攪拌のあと、溶解残りがないことを確認した。次いで、樹脂粒子を所定量添加し、30分間攪拌した。さらに顔料分散液を加えた後、メンブランフィルターでろ過を行い、ヘッドつまりの原因となる粗大粒子を除去し、活性エネルギー線硬化型インクを作製した。
このインクをGEN4ヘッド(リコープリンティングシステムズ社製)搭載のインクジェット吐出装置により、膜厚10μmになるように基材上に吐出した。吐出用のインクに関しては、ヘッドの最大加温温度を45℃として、適宜加温温度を調整することで、すべて粘度が11mPa・sになるようにして用いた。
用いる基材に関しては、評価項目に応じて使い分けるため、評価方法に記載する。吐出の直後、フュージョンシステムズジャパン社製UV照射機LH6により光量1500mJ/cm2で紫外線を照射させ、硬化物を得た。
表1において、重合性化合物(モノマー)、樹脂粒子、重合開始剤、色材(顔料)の数値は「質量部」を示す。なお、分散液の場合は分散液の「質量部」を示す。
[実施例2〜21]
実施例1と同様に表1〜2記載の通りに活性エネルギー線硬化型インクを作製し、印刷、硬化を行い、硬化物を得た。
[比較例1]
樹脂分散液を配合しないこと以外は実施例1と同様に表1〜2記載の通りに活性エネルギー線硬化型インクを作製し、印刷、硬化を行い、硬化物を得た。
[比較例2]
樹脂分散液をバイロン220(樹脂)とすること以外は実施例1と同様に表1〜2記載の通りに活性エネルギー線硬化型インクを作製し、印刷、硬化を行い、硬化物を得た。
得られた各活性エネルギー線硬化型インク及び各硬化物について、以下のように吐出安定性及び耐擦性を評価した。その結果を表1〜2に示す。
<吐出安定性>
作製した実施例1〜16、及び比較例1〜2の活性エネルギー線硬化型組成物1〜18(インク1〜18)をGEN4ヘッド(リコープリンティングシステムズ株式会社製)搭載のインクジェット吐出装置を用いて、60分間連続で各インクを吐出し、ノズル抜けが生じたノズル数を求め(全ノズル数384)、下記の評価基準に基づいて、「吐出安定性」を評価した。なお、前記インクジェット吐出装置は、駆動周波数18kHzとし、加温温度を35℃、かつ、1回当たりのインク吐出量を2pLに設定した。なお、ノズル抜けとは、目詰まりが発生したノズルからインク滴が吐出されないことを意味する。
−評価基準−
◎:1本以下
○:2本以上5本以下
△:6本以上8本以下
×:9本以上
<耐擦性>
JIS K5600−5−10(塗料一般試験法−第5部:塗膜の機械的性質−第10節:耐磨耗性(試験片往復法))に準じて、前記「4.2.1.記録物の作製」により得られた記録物について耐擦性の評価を行った。なお、評価基準の分類については、以下のとおりである。
○:画像の光輝性が全く変化しない。
△:画像の光輝性がわずかに失われた。
×:画像の光輝性が完全に失われた。
(二次元又は三次元の像形成方法)
リコープリンティングシステムズ社製GEN4のヘッドを用いて、駆動周波数18kHzとし、加温温度を何点かに調整して、実施例1の活性エネルギー線硬化型インクを用いて、吐出安定性の評価及び耐擦性の評価を行った。加温温度は、25℃、35℃、45℃に設定して行った。その結果を表3に示す。
なお、実施例1のインクで用いた樹脂粒子Aのガラス転移温度は25℃である。
以上の結果より、インクのヘッドでの加熱温度と前記樹脂粒子のガラス転移温度の関係が、加熱温度(℃)−非光重合性樹脂粒子のガラス転移温度(℃)≦10℃ を満たすことにより、更に熱や圧力による凝集が無くなるため吐出安定性が向上したインクを提供できる。また、硬化した後の鱗片状顔料の膜への密着もよくなり耐擦性も向上する。
(図1)
21 供給ロール
22 被記録媒体
23、23a、23b、23c、23d 印刷ユニット
24a、24b、24c、24d 光源
25 加工ユニット
26 印刷物巻取りロール
(図2)
39 像形成装置
30 造形物用吐出ヘッドユニット
31、32 支持体用吐出ヘッドユニット
33、34 紫外線照射手段
37 造形物支持基板
38 ステージ
35 立体造形物
36 支持体積層部
(図3)
1 貯留プール(収容部)1
3 可動ステージ
4 活性エネルギー線
5 活性エネルギー線硬化型組成物
6 硬化層
特許第5440783号公報 特許第5685824号公報

Claims (17)

  1. 重合性化合物、樹脂粒子及び鱗片状顔料粒子を含有してなることを特徴とする活性エネルギー線硬化型組成物。
  2. 前記鱗片状顔料粒子が光輝性金属顔料であることを特徴とする請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型組成物。
  3. 前記鱗片状顔料粒子の平均粒径が0.5〜3μm、平均厚みが5〜30nmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型組成物。
  4. 前記樹脂粒子がアクリル樹脂粒子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型組成物。
  5. 前記樹脂粒子の体積平均粒径が30nm以上600nm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型組成物。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型組成物を含むことを特徴とする立体造形用材料。
  7. 請求項1〜5のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型組成物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。
  8. インクジェット用インクであることを特徴とする請求項7に記載の活性エネルギー線硬化型インク。
  9. 請求項1〜5のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型組成物に活性エネルギー線を照射して該活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させる照射工程を有することを特徴とする二次元又は三次元の像形成方法。
  10. 前記活性エネルギー線硬化型組成物をインクジェット記録方式により吐出させる吐出工程をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の二次元又は三次元の像形成方法。
  11. 前記吐出工程より前に、前記活性エネルギー線硬化型組成物を加熱する加熱工程をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の二次元又は三次元の像形成方法。
  12. 前記加熱工程における加熱温度と、前記活性エネルギー線硬化型組成物中の樹脂粒子のガラス転移温度との関係が、下記(1)式を満たすことを特徴とする請求項11に記載の二次元又は三次元の像形成方法。
    加熱温度(℃)−樹脂粒子のガラス転移温度(℃)≦10℃ …(1)
  13. 請求項1〜5のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型組成物を収容してなることを特徴とする活性エネルギー線硬化型組成物収容容器。
  14. 請求項1〜5のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型組成物に活性エネルギー線を照射する照射手段と、前記活性エネルギー線硬化型組成物を収容する収容部と、を備えることを特徴とする二次元又は三次元の像形成装置。
  15. 前記活性エネルギー線硬化型組成物を吐出させる吐出手段をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の二次元又は三次元の像形成装置。
  16. 請求項1〜5のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型組成物を活性エネルギー線によって硬化することによって得られることを特徴とする硬化物。
  17. 請求項16に記載の硬化物を延伸加工又は打ち抜き加工してなる成形加工品。

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