JP2020100777A - 光硬化型インキジェット印刷用インキ組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態の光硬化型インキジェット印刷用インキ組成物(以下、インキ組成物ともいう)は、(A)ヘキサンジオールアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレートおよびヒドロキシピパリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種と、(B)ビニルアミドモノマーおよびアクリロイルアミンモノマーのうち少なくともいずれか一方と、(C)分子内に2個の光重合性官能基と2個のアミノ基とを有するアクリル化アミン化合物と、(D)単官能モノマー(ただし(B)成分のビニルアミドモノマーを除く)と、光重合開始剤とを含む。(A)成分の含有量は、光硬化型インキジェット印刷インキ組成物中、40〜70質量%である。(B)成分の含有量は、光硬化型インキジェット印刷インキ組成物中、5〜30質量%である。(C)成分の含有量は、光硬化型インキジェット印刷用インキ組成物中、0.1〜50質量%である。25℃における粘度は、200mPa・s以下である。以下、それぞれについて説明する。
本実施形態のインキ組成物は、(A)成分として、ヘキサンジオールアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレートおよびヒドロキシピパリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種を含む。(A)成分が含まれることにより、インキ組成物は、(A)成分を含まず他の多官能アクリレートを含む場合と比較して、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂基材に対して優れた接着性を示し、耐擦性等の各種物性が優れるという点が優れる。これらの中でも、(A)成分は、ヘキサンジオールアクリレートを含むことがより好ましい。
本実施形態のインキ組成物は、(B)成分として、ビニルアミドモノマーおよびアクリロイルアミンモノマーのうち少なくともいずれか一方を含む。(B)成分が含まれることにより、インキ組成物は、硬化性が優れる。また、得られる印刷物は、耐擦性が優れる。
本実施形態のインキ組成物は、(C)成分として、分子内に2個の光重合性官能基と2個のアミノ基とを有するアクリル化アミン化合物を含む。(C)成分が含まれることにより、インキ組成物は、吐出安定性および硬化性が優れる。
本実施形態のインキ組成物は、(D)成分として、単官能モノマー(ただし(B)成分のビニルアミドモノマーを除く)を含む。
光重合開始剤は特に限定されない。一例を挙げると、光重合開始剤は、アシルホスフィン系光重合開始剤、トリアジン系光重合開始剤等である。光重合開始剤は、併用されてもよい。
本実施形態の光硬化型インクジェット印刷用インキ組成物には、さらに、発光ダイオード(LED)を光源とした紫外線に対する硬化性を促進するために、400nm以上の主に紫外線の波長域で光吸収特性を有し、その範囲の波長の光により硬化反応の増感機能が発現する光増感剤(化合物)を併用使用することができる。なお、上記「400nm以上の波長の光により増感機能が発現する」とは、400nm以上の波長域で光吸収特性を有することをいう。このような増感剤を用いることで、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インキ組成物のLED硬化性を促進させることができる。
本実施形態のインキ組成物は、着色剤を含むことが好ましい。着色剤を含有させることにより、インキ組成物は、各色のインキ組成物を作製することができる。
顔料分散剤は、顔料の分散性、および、インキ組成物の保存安定性を向上させるために好適に配合される。
界面活性剤は、インキ組成物の吐出安定性を向上させるために好適に配合される。界面活性剤は特に限定されない。一例を挙げると、界面活性剤は、シリコーン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等である。界面活性剤は、併用されてもよい。
本実施形態のインキ組成物は、必要に応じて、種々の機能性を発現させるため、各種の添加剤が配合されてもよい。任意成分は、たとえば、光安定化剤、表面処理剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、重合禁止剤、可塑剤、防腐剤、pH調整剤、消泡剤、保湿剤等である。
本実施形態のインキ組成物を調製する方法は特に限定されない。一例を挙げると、インキ組成物は、上記した材料を全て添加してビーズミルや3本ロールミル等で混合して調製することができる。なお、顔料を配合する場合は、顔料、上記顔料分散剤および上記光重合性化合物を混合することにより、予めコンタベースインキを得て、そこに所望の組成となるよう上記の成分の残余の分を添加して調製してもよい。
次に、本実施形態のインキ組成物を用いて印刷物を製造する方法について説明する。
<着色剤>
赤色顔料(PR122)
黄色顔料(PY150)
青色顔料(PB15:4、PB7)
黒色顔料(PB7)
白色顔料(PW6)
<顔料分散剤>
PB822:味の素ファインテクノ(株)製
ソルスパース4000GR:日本ルーブリゾール(株)製
ソルスパースJ180:日本ルーブリゾール(株)製
<光重合性化合物>
アミン変性オリゴマー:(C)成分、分子内に2個の光重合性官能基および2個のアミノ基を有するアクリル化アミン化合物のオリゴマー(CN371:サートマー社製)
3−メチル−1.5−ペンタンジオールジアクリレート:(A)成分、(商品名:ライトアクリレートMPD−A、共栄社化学(株)製)
ジプロピレングリコールジアクリレート:(A)成分、(商品名:DPGDA、ダイセル・オクネシス社製
ヘキサンジオールジアクリレート:(A)成分、(商品名:ビスコート#230、大阪有機化学工業(株)製)
フェノキシエチルアクリレート:(D)成分、(商品名:SR339A、サートマー社製)
ベンジルアクリレート:(D)成分、(商品名:ビスコート#160、大阪有機化学工業(株)製)
アクリロイルモルホリン:(B)成分、(商品名:ACMO、KJケミカルズ(株)製)
ビニルカプロラクタム:(B)成分、(商品名:V−CAP、ISPジャパン(株)製)
エトキシ化ペンタエリスリトールテトラクリレート:(商品名:SR494、サートマー社製)
ポリエチレングリコール(600)ジアクリレート:(商品名:SR610、サートマー社製)
トリメチロールプロパントリアクリレート:(商品名:SR351、サートマー社製)
<光重合開始剤>
TPO:2,4,6−trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide(LAMBERTI社製)
<増感剤>
DETX:2,4−ジエチルチオキサントン(Lambson社製)
<重合禁止剤>
MEHQ(ヒドロキノンモノメチルエーテル)
HQ(ヒドロキノン)
<レベリング剤>
BYK−331(ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、BYK Chemie社製)
表1に示される処方(質量%)にしたがって、顔料(PB15:4)と顔料分散剤(PX4701)と光重合性化合物(アミン変性オリゴマー、ヘキサンジオールジアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ビニルカプロラクタム)とを配合した混合物を、アイガーミル(メディアとして直径0.5mmのジルコニアビーズを使用)を用いて分散させてコンクベースを得た。得られたコンクベースに、表1の処方となるように各成分を配合し、撹拌混合して、実施例1のインキ組成物を得た。
表1に記載の処方に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、インキ組成物を調製した。
実施例1〜13および比較例1〜9のインキ組成物を用いて、以下の評価方法および評価基準にしたがって、(B)成分の全モル量MBと(D)成分の全モル量MDとのモル比率(MD/MB)、インキ組成物の粘度、保存安定性、吐出安定性、印刷物の硬化性、密着性および耐擦性を評価した。結果を表1に示す。
インキ組成物の粘度は、E型粘度計(RE100L型粘度計、東機産業(株)製)を使用して、温度25℃、ローター回転速度20rpmの条件で測定した。
インキ組成物をガラス瓶に採り、密栓して70℃で7日間保存した後の状態を、下記評価基準に従って評価した。
○:インキ組成物は、増粘、沈降物が共に認められなかった。
△:インキ組成物は、軽く振ると元に戻る程度の増粘や沈降物が認められた。
×:インキ組成物は、強く振っても元に戻らない程度の増粘や沈降物が認められる。
25℃の雰囲気温度下に、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と、インキ組成物とを24時間置き、インクジェット記録装置およびインキ組成物の温度を25℃とした。その後、25℃で、インキ組成物を用いてポリプロピレンシート上に、連続的に印刷(印字)して、吐出安定性を以下の評価基準にしたがって評価した。
○:印刷の乱れがなく、安定して吐出できた。
△:印刷の乱れが若干あったが、ほぼ安定して吐出できた。
×:印刷の乱れがあったか、または、安定して吐出できなかった。
25℃の雰囲気温度下に、インクジェット記録装置と、インキ組成物とを24時間置き、インクジェット規則装置およびインキ組成物の温度を25℃とした。その後、25℃で、インキ組成物を用いてポリプロピレンシート、ポリエチレンシート上に、連続的に印刷(印字)した後、フォセオン・テクノロジー社製UV−LED光ランプにて、ランプとインキの塗布面との距離2cm下で、UV積算光量180mJ/cm2で硬化させた。得られた硬化性塗膜を綿棒でこすり、その取られ具合により硬化性を評価した。
○:取られがなかった。
△:わずかに取られがあった。
×:取られがあった。
フォセオン・テクノロジー社製UV−LED光ランプにて、ランプとインキ組成物の塗布面との距離2cm、1回当たりの照射時間1秒の照射条件(1秒間当たりのUV積算光量60mJ/cm2)下で、表面のタックがなくなるまで照射して得られた塗膜をカッターナイフでクロスカットし、カットした部分にセロハンテープ(登録商標)(ニチバン(株)製)を貼り、これを引き剥がすことによりポリプロピレンシート、ポリエチレンシートからの硬化膜の剥離具合を以下の評価基準に従って評価した。
○:硬化膜は、剥離しなかった。
△:硬化膜は、剥離があったが剥離面積が20%未満であった。
×:硬化膜は、剥離面積が20%以上剥離した。
上記密着性の評価において得られた硬化膜について、学振型堅牢度試験機((株)大栄科学精器製作所製)を用いて、晒し布で500g×200回塗膜を擦ったときの、ポリプロピレンシート、ポリエチレンシートからの硬化膜の取られ具合を目視で観察し、以下の評価基準にしたがって評価した。
○:硬化膜の取られが無かった。
△:硬化膜の表面に傷があった。
×:硬化膜が取られ、シートがみえた。
Claims (4)
- (A)ヘキサンジオールアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレートおよびヒドロキシピパリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種と、(B)ビニルアミドモノマーおよびアクリロイルアミンモノマーのうち少なくともいずれか一方と、(C)分子内に2個の光重合性官能基と2個のアミノ基とを有するアクリル化アミン化合物と、(D)単官能モノマー(ただし前記(B)成分のビニルアミドモノマーを除く)と、光重合開始剤とを含み、
前記(A)成分の含有量は、光硬化型インキジェット印刷インキ組成物中、40〜70質量%であり、
前記(B)成分の含有量は、光硬化型インキジェット印刷インキ組成物中、5〜30質量%であり、
前記(C)成分の含有量は、光硬化型インキジェット印刷用インキ組成物中、0.1〜15質量%であり、
25℃における粘度が200mPa・s以下である、光硬化型インキジェット印刷用インキ組成物。 - 前記(B)成分は、N−ビニルカプロラクタムおよびアクリロイルモルホリンのうち、少なくともいずれか1種を含む、請求項1記載の光硬化型インキジェット印刷用インキ組成物。
- 前記(B)成分の全モル量MBと(D)成分の全モル量MDとのモル比率(MD/MB)は、0.1〜3である、請求項1または2記載の光硬化型インキジェット印刷用インキ組成物。
- さらに、着色剤を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光硬化型インキジェット印刷用インキ組成物。
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