JP2019002010A - 活性エネルギー線硬化性インク及び印刷物の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートやテトラヒドロフルフリルアルコール等を含有しない、または、その含有量が少ない場合であっても、プラスチック基材をはじめとする各種基材への密着性能に優れた活性エネルギー線硬化性インクを提供することである。【解決手段】本発明は、特定の構造を有する重合性化合物(A)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性インクによって、上記課題を解決した。【選択図】図1

Description

本発明は、様々な印刷物の製造に使用可能な活性エネルギー線硬化性インクに関するものである。
活性エネルギー線硬化性インクは、他のインクと比較して、硬化性や乾燥性に優れることから、例えばプラスチックフィルムをはじめとする様々な被記録媒体への印刷に使用されている。
前記活性エネルギー線硬化性インクとしては、例えば着色剤、特定構造のラジカル重合開始剤、及び、テトラヒドロフルフリルアクリレート等のラジカル重合性化合物を含有するインク組成物が知られている(例えば特許文献1参照。)。
しかし、テトラヒドロフルフリルアクリレートには、近年、皮膚への刺激性等の人体への影響が懸念されるテトラヒドロフルフリルアルコールが不純物や分解物等としてわずかに含まれる可能性があるため、産業界では、テトラヒドロフルフリルアクリレートを含有するインクの使用を敬遠する傾向にある。
一方で、テトラヒドロフルフリルアクリレートを含有しないインクは、プラスチック基材への密着性能の低下を引き起こす場合ある。
そのため、産業界からは、前記テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートやテトラヒドロフルフリルアルコール等を含有しない、または、その含有量が低減され、かつ、プラスチック基材への密着性能に優れた活性エネルギー線硬化性インクの開発が求められているものの、未だ見出されていないのが実情である。
特開2012−201815号公報
本発明が解決しようとする課題は、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートやテトラヒドロフルフリルアルコール等を含有しない、または、その含有量が少ない場合であっても、プラスチック基材をはじめとする各種基材への密着性能に優れた活性エネルギー線硬化性インクを提供することである。
本発明者は、下記一般式(2)で示される構造を有する化合物(a2)及び一般式(3)で示される構造を有する化合物(a3)からなる群より選ばれる1種以上を含む重合性化合物(A)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性インクによって、上記課題を解決した。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクは、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートやテトラヒドロフルフリルアルコール等を含有しない、または、その含有量が少ない場合であっても、プラスチック基材等への密着性能に優れることから、例えばインクジェット記録装置等を用いた印刷物の製造場面で好適に使用することができる。
塗膜表面のタック感を評価する方法を示す概念図である。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクは、下記一般式(2)で示される構造を有する化合物(a2)及び一般式(3)で示される構造を有する化合物(a3)からなる群より選ばれる1種以上を含む重合性化合物(A)を含有することを特徴とするものである。
Figure 2019002010
(一般式(2)中のR及びRはそれぞれ独立して水素原子またはアルキル基を表し、Rは水素原子またはアルキル基を表す。一般式(3)中のRは水素原子またはアルキル基を表す。)
前記重合性化合物(A)に使用可能な化合物(a2)及び化合物(a3)について説明する。前記化合物(a2)としては、下記一般式(2)で示される構造を有するものを使用し、前記化合物(a3)としては、下記一般式(3)で示される構造を有するものを使用する。
Figure 2019002010
(一般式(2)中のR及びRはそれぞれ独立して水素原子またはアルキル基を表し、Rは水素原子またはアルキル基を表す。一般式(3)中のRは水素原子またはアルキル基を表す。)
前記化合物(a2)及び前記化合物(a3)は、被記録媒体である基材へのアンカー効果が高く、例えばプラスチック基材等の基材への優れた密着効果を発揮する。
前記化合物(a2)及び前記化合物(a3)としては、上記一般式(2)や一般式(3)で示される構造を有する化合物を単独または2種以上組み合わせ使用することができる。
前記化合物(a2)としては、前記一般式(2)で示される構造を有する化合物を使用することが、インクの前記基材への密着性をより一層向上させるうえで好ましく、一般式(2)中のR及びRがそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキル基、好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基であり、Rが水素原子である化合物を使用することがより好ましい。
前記化合物(a2)としては、一般式(2)中のRがメチル基であり、Rがエチル基であり、Rが水素原子である(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレートや、Rがメチル基、Rがイソプロピル基、Rが水素原子またはメチル基である化合物や、R及びRがメチル基で、Rが水素原子またはメチル基である化合物を使用することができ、なかでも(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレートを使用することが、前記基材への密着性に優れたインクを得るうえで特に好ましい。
前記化合物(a2)は、前記重合性化合物(A)全体に対して、5質量%〜40質量%の範囲で含まれることが好ましく、8質量%〜30質量%の範囲で含まれることが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで好ましい。
また、前記化合物(a3)としては、前記一般式(3)で示される化合物を使用することができる。
前記化合物(a3)は、前記重合性化合物(A)全体に対して、5質量%〜40質量%の範囲で含まれることが好ましく、8質量%〜30質量%の範囲で含まれることが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで好ましい。
前記重合性化合物(A)としては、前記化合物(a2)及び前記化合物(a3)のいずれか一方または両方を含有するものを使用することによって、前記重合性化合物(A)中に、後述する化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)を含まない、または、前記重合性化合物(A)全体に対する前記化合物(c)の含有割合が好ましくは0質量%〜0.2質量%、より好ましくは0質量%〜0.1質量%、さらに好ましくは0質量%〜0.05質量%の場合であっても、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得ることができる。
前記重合性化合物(A)としては、前記化合物(a2)及び前記化合物(a3)が、前記重合性化合物(A)全体に対して、合計5質量%〜40質量%の範囲で含まれるものを使用することが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで好ましい。
前記重合性化合物(A)としては、前記化合物(a2)及び前記化合物(a3)の他に、必要に応じて、後述する化合物(a1)や(a4)や(a5)のなかから適宜選択し組み合わせ含有するものを使用することができる。
前記重合性化合物(A)に使用可能な化合物(a1)について説明する。
前記化合物(a1)としては、下記一般式(1)で示される構造と重合性不飽和二重結合とを有するものを使用することができる。
Figure 2019002010
〔一般式(1)中のRは炭素原子数1以上のアルキレン基であり、RはRと同一または異なってもよい炭素原子数1以上のアルキレン基であり、Rは水素原子またはアルキル基であり、nは0以上の整数である。〕
前記一般式(1)を構成するR及びRとしては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基等が挙げられる。R及びRは同一であってもそれぞれ異なるものであってもよい。前記R及びRとしては、前記したなかでも、R及びRがいずれも、エチレン基であることが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえでより好ましい。
前記一般式(1)を構成するRとしては、例えば水素原子、メチル基、エチル基、ブチル基等のアルキル基が挙げられる。なかでも、Rはエチル基であることが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえでより好ましい。
前記一般式(1)を構成するnとしては、0〜20の範囲の整数であることが好ましく、0〜3の範囲であることより好ましく、1であることが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえでより好ましい。
前記化合物(a1)としては、具体的には、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート等を使用することができる。なかでも、前記化合物(a1)としては、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレートを使用することが、前記重合性化合物(A)中に、後述する化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)を含まない、または、前記重合性化合物(A)全体に対する前記化合物(c)の含有割合が好ましくは0質量%〜0.2質量%、より好ましくは0質量%〜0.1質量%、さらに好ましくは0質量%〜0.05質量%、特に好ましくは0質量%の場合であっても、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで特に好ましい。
前記化合物(a1)は、前記重合性化合物(A)全体に対して、20質量%〜40質量%の範囲で含まれることが好ましく、25質量%〜35質量%の範囲で含まれることが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで好ましい。
前記重合性化合物(A)としては、前記一般式(1)で示される構造を有する前記化合物(a1)を含有するものを使用することによって、後述する化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)の含有割合が前記重合性化合物(A)全体に対して好ましくは0質量%〜0.2質量%、より好ましくは0質量%〜0.1質量%、さらに好ましくは0質量%〜0.05質量%、特に好ましくは0質量%の場合であっても、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得ることができる。
Figure 2019002010
次に、前記重合性化合物(A)に使用可能な化合物(a4)について説明する。
前記化合物(a4)としては、下記一般式(4)で示される化合物(a4)を使用する。
Figure 2019002010
(一般式(4)中のR、R及びRはそれぞれ独立して水素原子またはアルキル基を表し、Xは単結合またはアルキレン基を表す。)
前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基等が挙げられる。また、前記Xとしては、具体的には、メチレン基、エチレン基が挙げられる。
前記一般式(4)で示される化合物(a4)としては、前記一般式(4)中のR、R、Rが水素原子であるものを使用することが、プラスチック基材への密着効果を奏するうえで好ましい。
前記一般式(4)で示される化合物(a4)としては、具体的には、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレートを使用することが好ましい。
前記化合物(a4)は、前記重合性化合物(A)全体に対して、5質量%〜40質量%の範囲で含まれることが好ましく、8質量%〜30質量%の範囲で含まれることが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで好ましい。
前記重合性化合物(A)としては、前記化合物(a4)を含有するものを使用することによって、前記重合性化合物(A)中に、後述する化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)を含まない、または、前記重合性化合物(A)全体に対する前記化合物(c)の含有割合が好ましくは0質量%〜0.2質量%、より好ましくは0質量%〜0.1質量%、さらに好ましくは0質量%〜0.05質量%の場合であっても、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得ることができる。
次に、前記重合性化合物(A)に使用可能な2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)について説明する。
前記2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)としては、下記一般式(6)で示される化合物を使用する。
Figure 2019002010
(一般式(6)中のRは、アルキル基を表す。)
前記2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)としては、前記一般式(6)中のRが炭素原子数1〜3のアルキル基である化合物が挙げられ、Rがメチル基である2−アリルオキシメチルアクリル酸メチルを使用することが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえでより好ましい。
前記2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)を含有する活性エネルギー線硬化性インクは、被記録媒体である基材の表面に付着し硬化した際に、複素環式構造を形成する。これにより、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得ることができる。
前記2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)は、前記重合性化合物(A)全体に対して、5質量%〜40質量%の範囲で含まれることが好ましく、8質量%〜30質量%の範囲で含まれることが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで好ましい。
前記重合性化合物(A)としては、前記2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)を含有するものを使用することによって、前記重合性化合物(A)中に、後述する化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)を含まない、または、前記重合性化合物(A)全体に対する前記化合物(c)の含有割合が好ましくは0質量%〜0.2質量%、より好ましくは0質量%〜0.1質量%、さらに好ましくは0質量%〜0.05質量%の場合であっても、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得ることができる。
ここで、前記化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)について説明する。
Figure 2019002010
前記化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)としては、例えばテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートやテトラヒドロフルフリルアルコール等が挙げられる。
本発明で使用する重合性化合物(A)としては、前記化合物(c)が含まれるものを使用してもよいが、前記化合物(c)の含有量は、前記重合性化合物(A)全体に対して好ましくは0質量%〜0.2質量%、より好ましくは0質量%〜0.1質量%、さらに好ましくは0質量%〜0.05質量%、特に好ましくは0質量%の場合であることが望ましい。
前記重合性化合物(A)としては、前記化合物(a2)または前記化合物(a3)を必須成分とし、さらに前記化合物(a1)、前記化合物(a4)及び2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)のなかから1種以上を選択し、組み合わせ使用することが、基材密着効果を奏するうえで好ましい。とりわけ、前記重合性化合物(A)としては、前記化合物(a1)、前記化合物(a2)、前記化合物(a4)及び2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)を組み合わせ使用することが好ましく、前記化合物(a2)、前記化合物(a4)及び2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)を組み合わせ使用することが、プラスチック基材をはじめとする各種基材へのより一層優れた密着性と、印刷面(塗膜)のタック感の低減とを両立した活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで好ましい。
また、前記重合性化合物(A)としては、前記化合物(a1)、前記化合物(a2)、前記化合物(a3)、前記化合物(a4)及び2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)の他に、必要に応じて前記前記化合物(a1)、前記化合物(a2)、前記化合物(a3)、前記化合物(a4)及び2−アリルオキシメチルアクリル酸アルキル(a5)以外の化合物(b)を含有するものを使用することができる。
前記化合物(b)としては、重合性不飽和二重結合を有する化合物を使用することができ、重合性不飽和二重結合を1〜6の範囲で有するものを使用することが好ましく、1〜3の範囲で有するものを使用することが、柔軟性や前記プラスチック基材等への密着性の点でより一層優れたインクを得るうえでより好ましい。
前記化合物(b)は、前記重合性化合物(A)全体に対して50質量%〜90質量%の範囲で使用することが、柔軟性や前記プラスチック基材等への密着性の点でより一層優れたインクを得るうえで好ましい。
前記化合物(b)としては、例えば前記化学式(5)以外の複素環式構造を有する化合物(b−1)、脂肪族環式構造を有する化合物(b−2)等を使用することができる。
前記化合物(b−1)としては、例えばカプロラクトン変性テトラヒドロフルフリルアクリレート、アクリロイルモルホリン、N−ビニル−2−カプロラクタム、N−ビニルピロリドン、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等を使用することができる。なかでも、前記化合物(b−1)としては、N−ビニル−2−カプロラクタムを使用することが、前記重合性化合物(A)中に前記化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)が存在しない、または、前記化合物(c)の含有割合が前記重合性化合物(A)全体に対して0質量%〜0.2質量%の場合であっても、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで好ましい。
前記化合物(b−1)は、本発明のインクの長期保存安定性をより一層向上させるうえで、前記重合性化合物(A)の全量に対しに対して1質量%〜15質量%の範囲で使用することが好ましく、5質量%〜15質量%の範囲で使用することが、プラスチック基材をはじめとする各種基材への優れた密着性を有するインクを得るうえでより好ましい。
また、前記化合物(b−2)は、例えばアルコール等の薬品に接触した場合であっても塗膜の剥がれ等を引き起こさないレベルの耐薬品性を備えた印刷物の製造に使用可能で、かつ、プラスチック基材をはじめとする各種基材へのより一層優れた密着性を備えた活性エネルギー線硬化性インクを得るうえで、前記化合物(a2)や(a3)や前記化合物(b−1)等と組み合わせ使用することが好ましい。
前記化合物(b−2)としては、例えばトリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、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、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートを使用することができ、なかでも、イソボルニル(メタ)アクリレートを使用することが、前記耐薬品性に優れた印刷塗膜を有する印刷物の製造に使用可能なインクを得るうえでより好ましい。
前記化合物(b−2)は、前記重合性化合物(A)全体に対して5質量%〜24質量%の範囲で使用することが好ましく、5質量%〜20質量%の範囲で使用することが、耐薬品性により一層優れた印刷塗膜を有する印刷物の製造に使用可能なインクを得るうえでより好ましい。
とりわけ、前記重合性化合物(A)として前記化合物(a1)を使用する場合、前記化合物(b−2)を組合せ使用することが、塗膜のタック感を低減するうえで好ましく、前記化合物(a1)が有する一般式(1)で示される構造と、前記化合物(a2)と前記化合物(a4)と前記化合物(a5)と前記化合物(b−2)とが有する前記脂肪族環式構造の合計との比率[前記一般式(1)で示される構造/前記化合物(a2)と前記化合物(a4)と前記化合物(a5)と前記化合物(b−2)とが有する前記脂肪族環式構造の合計]が3〜50となる範囲で組合せ使用することが好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクは、前記重合性化合物(A)のほかに、光重合開始剤を含有するものを使用することができる。
前記光重合開始剤としては、例えばベンゾインイソブチルエーテル、2,4−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、ベンジル、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シド6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、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)−ブタン−1−オン、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、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、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−オンおよび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、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルスルフィド等を使用することができる。
前記光重合開始剤としては、前記したなかでもアシルホスフィンオキアシド系光重合開始剤を使用することが好ましい。
また、前記光重合開始剤としては、活性エネルギー線の光源としてUV−LED光源を使用する場合には、UV−LED光源から発せられる光の波長に対応した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)−ブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−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、2−イソプロピルチオキサントン等を使用することが好ましい。
また、前記光重合開始剤は、増感剤と組み合わせ使用することが好ましい。前記増感剤としては、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イソアミル、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)ベンゾフェノン等の、前記重合性化合物(A)と反応性を有さないアミンを使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクは、前記重合性化合物(A)や光重合開始剤のほかに、必要に応じて着色剤を含有するものを使用することができる。
前記着色剤としては、例えば顔料や染料を使用することができる。前記顔料としては、例えばシアンインクに使用されるフタロシアニン顔料、マゼンタインクに使用されるキナクリドン系顔料、イエローインクに使用されるアゾ顔料、ブラックインクに使用されるカーボンブラック、ホワイトインクに使用可能な白色顔料等が挙げられる。
前記シアンインクに使用されるフタロシアニン顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルーの1、2、3、15:3、15:4、16:6、16、17:1、75、79等が挙げられる。
マゼンタインクに使用されるキナクリドン系顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
イエローインクに使用されるアゾ顔料としては、例えばC.I.ピグメント イエローの120、151、154、175、180、181、1、65、73、74、116 、12、13、17、81、83、150、155、214、128等のモノアゾ及びジスアゾ顔料を使用することができる。
ブラックインクに使用されるカーボンブラックとしては、三菱化学株式会社のNo.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等が、コロンビア社製のRaven5750、同5250、同5000、同3500、同1255、同700等が、キャボット社製のRegal400R、同330R、同660R、Mogul L、同700、Monarch800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、同1400等が、デグッサ社製のColor Black FW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、ColorBlack S150、同S160、同S170、Printex 35、同U、同V、同140U、Special Black 6、同5、同4A、同4等が挙げられる。
ホワイトインクに使用可能な白色顔料としては、特に限定はなく公知の無機白色顔料を使用できる。前記無機白色顔料としては、例えば、アルカリ土類金属の硫酸塩または炭酸塩、微粉ケイ酸や合成珪酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等があげられる。前記無機白色顔料としては、前記したシリカ類等の表面が各種表面処理方法によって表面処理されたものを使用することもできる。
前記顔料の体積平均粒径は、10〜300nmの範囲にあるものが好ましく、より好ましくは50〜200nmである。
前記顔料は、十分な画像濃度や印刷画像の耐光性を得るため、各インクの全量に対して1〜20質量%の範囲で含まれることが好ましく、1〜10質量%の範囲で含まれることがなお好ましく、1〜5質量%の範囲で含まれることが最も好ましい。また、マゼンタインクは、他の色インクよりも顔料濃度を高くすることが好ましい。具体的には他の色インクよりも顔料濃度を1.2倍以上とすることが好ましく、1.2〜4倍とすることがより好ましい。
前記酸化チタンの体積平均粒径としては、100〜500nmのものを使用することが好ましく、より一層優れた吐出安定性と、印刷画像の高い発色性とを備えたインクを得るうえで、150nm〜400nmの体積平均粒径を有するものを使用することがより好ましい。
前記顔料は、前記重合性化合物(A)等に対する分散安定性を高める目的で顔料分散剤や顔料誘導体(シナジスト)等と組合せ使用してもよい。
前記顔料分散剤としては、例えば味の素ファインテクノ社製のアジスパーPB821、PB822、PB817、アビシア社製のソルスパーズ24000GR、32000、33000、39000、楠本化成株式会社製のディスパロンDA−703−50、DA−705、DA−725等を使用することができる。
前記顔料分散剤の使用量は、前記顔料に対して10〜100質量%の範囲が好ましく、より一層優れた吐出安定性と顔料分散性とを備えたインクを得るうえで、20〜60質量%の範囲であるものを使用することがより好ましい。また、前記顔料誘導体としては、例えば顔料のスルホン酸誘導体等を使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクとしては、前記した成分の他に、必要に応じてハイドロキノン、メトキノン、ジ−t−ブチルハイドロキノン、P−メトキシフェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ニトロソアミン塩等の重合禁止剤を含有するものを使用することができる。前記重合禁止剤は、本発明のインクの全量に対して0.01質量%〜2質量%の範囲で使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクとしては、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イソアミル、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)ベンゾフェノン等の増感剤を含有するものを使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクとしては、プラスチック基材等の基材に対する密着性をより一層向上させるうえで、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル等の非反応性樹脂等を含有するものを使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクとしては、25℃の粘度が3mPa・sec〜30mPa・secの範囲であるものを使用することが好ましく、5mPa・sec〜20mPa・secの範囲のものを使用することが、インクジェット吐出安定の効果を奏するうえでより好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクは、例えば前記重合性化合物(A)、必要に応じて顔料、顔料分散剤、樹脂を加えた混合物をビーズミル等の通常の分散機を用いて顔料を分散した後、光重合開始剤を加え、さらに必要に応じ重合禁止剤や増感剤や、表面張力調整剤等の添加剤を加えて攪拌、溶解することで製造することができる。
前記活性エネルギー線硬化性インクは、予め、ビーズミル等の通常の分散機を用いて、顔料や顔料分散剤や樹脂等を含有する高濃度の顔料分散体(ミルベース)を製造後、光重合開始剤や重合性化合物(A)や添加剤等を供給し、攪拌、混合することによって製造することもできる。
前記分散機としては、ビーズミルの他、たとえば超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザーなど、公知慣用の各種分散機を使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクは、活性エネルギー線、好ましくは紫外線等の光照射をすることにより硬化する。紫外線等の光源としては、通常、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクに使用する光源、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、UV−LEDランプ等を使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクは、もっぱらインクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方式での印刷に好適に使用することができる。
インクジェット記録方式としては、従来公知の方式がいずれも使用できる。例えば圧電素子の振動を利用して液滴を吐出させる方法(電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成するインクジェットヘッドを用いた記録方法)や熱エネルギーを利用する方法が挙げられる。
前記活性エネルギー線硬化性インクを、インクジェット記録装置を用いて、被記録媒体である基材に吐出し、活性エネルギー線を照射することによって硬化させることによって、印刷物を製造することができる。前記印刷物としては、例えば広告、看板、案内板、販促品印刷などが挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性インクは、被記録媒体である様々な基材に対する密着性に優れるため、曲面や凹凸した不規則な形状を有するような基材の表面にも容易に印刷することができる。
前記基材としては、例えばプラスチック基材を使用することができる。前記プラスチック基材としては、具体的には、汎用の射出成形用プラスチックとして使用される、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂、PVC(ポリ塩化ビニル)/ABS樹脂、PA(ポリアミド)/ABS樹脂、PC(ポリカーボネート)/ABS樹脂、PBT(ポリブチレンテレフタレート)/ABS等のABS系のポリマーアロイ、AAS(アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン)樹脂、AS(アクリロニトリル・スチレン)樹脂、AES(アクリロニトリル・エチレンゴム・スチレン)樹脂、MS((メタ)アクリル酸エステル・スチレン)系樹脂、PC(ポリカーボネート)系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、PP(ポリプロピレン)系樹脂等からなる基材が挙げられる。
また、前記プラスチック基材としては、例えば包装材料用に使用される熱可塑性樹脂フィルム等を使用することも可能である。
前記熱可塑性樹脂フィルムとしては、一般に食品包装用として使用される熱可塑性樹脂フィルムとして使用されるものが挙げられ、例えばポリエチレンレテフタレート(PET)フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリエチレンフィルム(LLDPE:低密度ポリエチレンフィルム、HDPE:高密度ポリエチレンフィルム)やポリプロピレンフィルム(CPP:無延伸ポリプロピレンフィルム、OPP:二軸延伸ポリプロピレンフィルム)等のポリオレフィンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等が挙げられる。前記熱可塑性樹脂フィルムとしては、一軸延伸や二軸延伸等の延伸処理されたものや、表面に火炎処理やコロナ放電処理等が施されたものを使用することもできる。
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。
[顔料分散体の調製例]
シアン顔料分散体(1)の調製例
ファストゲンブルーTGR−G(DIC株式会社製 フタロシアニン顔料C.I.ピグメントブルー15:4)10質量部、ソルスパーズ 32000(ルーブリゾール社製 顔料分散剤)4.5質量部、及び、ライトアクリレートPO−A(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)85.5質量部を混合し攪拌機で1時間撹拌した後、ビーズミルで2時間処理することによってシアン顔料分散体(1)を得た。
[実施例1]
表1の実施例1に記載の配合割合にしたがい、容器にMIRAMER M3130(MIWON社製 エチレンオキサイド(EO)変性トリメチロールプロパントリアクリレート)、MIRAMER M240(MIWON社製 エチレンオキサイド(EO)変性ビスフェノールAジアクリレート)、MEDOL−10(大阪有機化学工業株式会社製、2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート、IBXA(大阪有機化学工業株式会社製 イソボロニルアクリレート)、V−CAP(ISP社製 N−ビニル−2−カプロラクタム)、ライトアクリレート POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)、KF−54(信越化学工業株式会社製 ポリシロキサン)を入れ攪拌混合し、次いでIrgacure819(BASF社製 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)、Irgacure.TPO(BASF社製 2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド)、Kayacure DETX−S(日本化薬株式会社製 ジエチルチオキサントン)を加え、温度60℃で30分間混合することによって溶解した。
次に、前記シアン顔料分散体(1)を加え、10分間攪拌混合することで、インクジェット印刷にも使用可能な活性エネルギー線硬化性インク(C1)を得た。
[実施例2]
MEDOL−10(大阪有機化学工業株式会社製、2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレートの使用量を20質量部から27質量部に変更し、POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)の使用量を16.3質量部から9.3質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C2)を得た。
[実施例3]
MEDOL−10(大阪有機化学工業株式会社製、2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレートの使用量を20質量部から34質量部に変更し、POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)の使用量を16.3質量部から2.3質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C3)を得た。
[実施例4]
MEDOL−10(大阪有機化学工業株式会社製、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレートの使用量を20質量部から27質量部に変更し、V−CAP(ISP社製 N−ビニル−2−カプロラクタム)の使用量を12質量部から5質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C4)を得た。
[実施例5]
MEDOL−10(大阪有機化学工業株式会社製、2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレートの使用量を20質量部から27質量部に変更し、POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)の使用量を16.3質量部から19.3質量部に変更し、IBXA(大阪有機化学工業株式会社製 イソボロニルアクリレート)の使用量を15質量部から5質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C5)を得た。
[実施例6]
MEDOL−10(大阪有機化学工業株式会社製、2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレートの使用量を20質量部から27質量部に変更し、POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)の使用量を16.3質量部から3.3質量部に変更し、IBXA(大阪有機化学工業株式会社製 イソボロニルアクリレート)の使用量を15質量部から21質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C6)を得た。
[比較例1]
MEDOL−10(大阪有機化学工業製:2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレートの使用量を20質量部から0質量部に変更し、POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)の使用量を16.3質量部から9.3質量部に変更し、テトラヒドロフルフリルアクリレートの使用量を0質量部から27質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C’1)を得た。
[比較例2]
POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)の使用量を9.3質量部から36.1質量部に変更し、テトラヒドロフルフリルアクリレートの使用量を27質量部から0.2質量部に変更したこと以外は、比較例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C’2)を得た。
[比較例3]
POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)の使用量を9.3質量部から36.3質量部に変更し、テトラヒドロフルフリルアクリレートの使用量を27質量部から0質量部に変更したこと以外は、比較例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C’3)を得た。
[比較例4]
POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)の使用量を9.3質量部から30.3質量部に変更し、テトラヒドロフルフリルアクリレートの使用量を27質量部から0質量部に変更し、IBXA(大阪有機化学工業株式会社製 イソボロニルアクリレート)の使用量を15質量部から21質量部に変更したこと以外は、比較例1と同様の方法で活性エネルギー線硬化性インク(C’4)を得た。
[皮膚刺激性]
テトラヒドロフルフリルアクリレートに由来する皮膚刺激性の影響度合いに応じて評価した。テトラヒドロフルフリルアクリレートに由来する皮膚刺激性が高いと考えられるものを「×」、皮膚刺激性が低いと考えられるものを「△」、テトラヒドロフルフリルアクリレートに由来する皮膚刺激性がないと考えられるものを「○」と評価した。
Figure 2019002010
Figure 2019002010
表1及び2記載の略語は、下記化合物を指す。
M3130:MIWON社製 エチレンオキサイド(EO)変性トリメチロールプロパントリアクリレート
M240:MIWON社製 エチレンオキサイド(EO)変性ビスフェノールAジアクリレート
MEDOL:大阪有機化学工業株式会社製の(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート
IBXA:大阪有機化学工業株式会社製 イソボロニルアクリレート
V−CAP:ISP社製 N−ビニル−2−カプロラクタム
POA:共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート
THFA:テトラヒドロフルフリルアクリレート
KF−54:信越化学工業株式会社製 ポリシロキサン
Irgacure819:BASF社製 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
IrgacureTPO:BASF社製 2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド
・KayacureDETX−S:日本化薬株式会社製 ジエチルチオキサントン
[Irgacure819/IrgacureTPO]:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイドに対するビス(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の重量比
[実施例7〜12]
表3及び4に記載の組成の配合割合にしたがい、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクを製造した。具体的には、容器にMIRAMER M3130(MIWON社製 エチレンオキサイド(EO)変性トリメチロールプロパントリアクリレート)、MIRAMER M240(MIWON社製 エチレンオキサイド(EO)変性ビスフェノールAジアクリレート)、V−190(大阪有機化学工業株式会社製 エトキシエトキシエチルアクリレート)、MEDOL−10(大阪有機化学工業株式会社製の(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート)、V200(ビスコート#200、大阪有機化学工業株式会社製 環状トリメチロールプロパンフォルマルアクリレート)、FX−AO−MA(日本触媒社製 2−アリルオキシメチルアクリル酸メチル)、IBXA(大阪有機化学工業株式会社製 イソボロニルアクリレート)、V−CAP(ISP社製 N−ビニル−2−カプロラクタム)、ライトアクリレート POA(共栄社化学株式会社製 フェノキシエチルアクリレート)、微量のテトラヒドロフルフリルアルコールを含有するテトラヒドロフルフリルアクリレート組成物、KF−54(信越化学工業株式会社製 ポリシロキサン)を入れ攪拌混合し、次いでIrgacure819(BASF社製 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)、Irgacure.TPO(BASF社製 2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド)、Kayacure DETX−S(日本化薬株式会社製 ジエチルチオキサントン)を加え、温度60℃で30分間混合することによって溶解した。
次に、前記シアン顔料分散体(1)を加え、10分間攪拌混合することで活性エネルギー線硬化性インク(C7〜C12)を得た。
[基材密着性]
前記活性エネルギー線硬化性インクを、ポリカーボネート板(旭硝子(株)製、レキサン、厚さ1mm、PC)、塩化ビニルシート(DIC(株)製 塩化ビニルシート、PVC)に対し、スピンコーターにて厚さ10μmで塗布し、次いでステージ移動装置を備えた浜松ホトニクス株式会社製のLED照射装置(発光波長:385nm、ピーク強度:500mW/cm)を用い、塗膜表面のタックがなくなるまで(タックフリーになるまで)照射した。
得られた硬化塗膜に、5×5の25マスの切り込みをカッターナイフで入れた後、ニチバン株式会社製セロハンテープを貼り付け、10回程爪で擦りつけた。剥離速度約1cm/secの速度にて勢い良くテープを剥がし、ポリカーボネート板または塩化ビニルシートの表面に残存した塗膜のマス数を確認した。
評価基準
◎:ポリカーボネート板または塩化ビニルシートの表面に残存した塗膜のマス数が25であり、切り込み近傍の塗膜の欠けも発生しなかった。
○:ポリカーボネート板または塩化ビニルシートの表面に残存した塗膜のマス数が20以上であった。
△:ポリカーボネート板または塩化ビニルシートの表面に残存した塗膜のマス数が15以上20未満であった。
×:ポリカーボネート板または塩化ビニルシートの表面に残存した塗膜のマス数が15未満であった。
[耐溶剤性]
前記活性エネルギー線硬化性インクを、ポリカーボネート板(旭硝子(株)製、レキサン、厚さ1mm、PC)に対し、スピンコーターにて厚さ10μmで塗布し、次いでステージ移動装置を備えた浜松ホトニクス株式会社製のLED照射装置(発光波長:385nm、ピーク強度:500mW/cm)を用い、塗膜表面のタックがなくなるまで(タックフリーになるまで)照射した。
得られた硬化塗膜上に、エタノール及び水の混合物(エタノールの含有割合70質量%)を浸した綿棒を乗せ、約2cm幅で左右に10回擦った。塗膜表面に擦り跡が無かったものを「○」と評価し、擦り跡が確認されたものを「×」と評価した。
[塗膜表面タック感]
前記活性エネルギー線硬化性インクを、ポリカーボネート板(旭硝子(株)製、レキサン、厚さ1mm、PC)、塩化ビニルシート(DIC(株)製 塩化ビニルシート、PVC)に対し、スピンコーターにて厚さ10μmで塗布し、次いでステージ移動装置を備えた浜松ホトニクス株式会社製のLED照射装置(発光波長:385nm、ピーク強度:500mW/cm)を用い、塗膜表面のタックがなくなるまで(タックフリーになるまで)照射した。
次に、ステンレスシャーレー(Φ75mm)を用意し、その内側の側面部に15gのおもりを貼付した。
次に、前記おもりの貼付されたステンレスシャーレーを、前記おもりと前記塗膜表面との位置関係が図1に示す位置関係となるように、前記塗膜表面に立てた状態で、手で固定した。
次に、前記手をステンレスシャーレーから離し、前記ステンレスシャーレーが、前記と膜の表面で左右に振れ、止まる迄の回数に基づいて評価した。
○:8回以上
○-△:6〜7回
△:5〜6回
△-×:3〜4回
×:0〜2回
Figure 2019002010
Figure 2019002010
1 ステンレスシャーレー
2 おもり
3 塗膜表面

Claims (8)

  1. 下記一般式(2)で示される構造を有する化合物(a2)及び一般式(3)で示される構造を有する化合物(a3)からなる群より選ばれる1種以上を含む重合性化合物(A)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性インク。
    Figure 2019002010
    (一般式(2)中のR及びRはそれぞれ独立して水素原子またはアルキル基を表し、Rは水素原子またはアルキル基を表す。一般式(3)中のRは水素原子またはアルキル基を表す。)
  2. 前記化合物(a2)は、前記重合性化合物(A)全体に対して、5質量%〜40質量%の範囲で含まれる請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性インク。
  3. 前記重合性化合物(A)の全量に対する下記化学式(5)で示される構造を有する化合物(c)の含有割合が0質量%〜0.2質量%である請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化性インク。
    Figure 2019002010
  4. 前記重合性化合物(A)が、さらに下記一般式(1)で示される構造と重合性不飽和二重結合とを有する化合物(a1)を含有するものである請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性インク。
    Figure 2019002010
    〔一般式(1)中のRは炭素原子数1以上のアルキレン基であり、RはRと同一または異なってもよい炭素原子数1以上のアルキレン基であり、Rは水素原子またはアルキル基であり、nは0以上の整数である。〕
  5. 前記重合性化合物(A)が、前記重合性化合物(A)全体に対して、前記化合物(a1)を20質量%〜40質量%の範囲で含有するものである請求項4に記載の活性エネルギー線硬化性インク。
  6. 25℃の粘度が5〜30mPa・secの範囲である請求項1〜5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性インク。
  7. さらにアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を含有するものである請求項1〜6のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性インク。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性インクを、インクジェット記録装置を用いて、被記録媒体に吐出し、活性エネルギー線を照射することによって硬化させることを特徴とする印刷物の製造方法。
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