JP2022157092A - 表面保護層形成用インク組成物 - Google Patents

表面保護層形成用インク組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】耐候性に優れるとともに耐ブロッキング性、延伸性にも優れる膜を形成可能な表面保護層形成用インク組成物を提供する。【解決手段】(A)光重合性化合物、(B)光重合開始剤、(C)紫外線吸収剤を含む、表面保護層形成用インク組成物であって、(A)光重合性化合物が(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物と(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物を少なくとも含み、(A)光重合性化合物中の単官能光重合性化合物の割合が75~100質量%の範囲内であることを特徴とする、表面保護層形成用インク組成物である。(ただし、(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物および(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物を構成する前記環状構造は、芳香環を有しない環状構造である。)【選択図】なし

Description

本発明は、表面保護層形成用インク組成物に関し、耐候性に優れるとともに耐ブロッキング性、延伸性にも優れる膜を形成可能な表面保護層形成用インク組成物に関するものである。
近年、インクジェットプリンタ等による印刷技術の向上によって、様々な意匠を有する印刷物が広く普及している。特に、活性エネルギー線等によって硬化する光硬化型インクは、プラスチックや塩ビシート等のインクを吸収しにくい非吸収性あるいは難吸収性メディアに対する加飾において、速乾性があり、滲みの少ない画像を提供できることから、利用の幅が広がってきている。しかしながら、これら印刷物を屋外に設置したとき、インク加飾部が光によって劣化しやすくなり、印刷物が退色して、経時で見た目が悪くなる課題があった。
特開2011-47152号公報(特許文献1)は、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料で模様付けされている建築板について、変退色前後の色差を略同一とすることで、耐候性の低下を分かりにくくする発明を記載している。これは、耐候性に優れる無機顔料を用いた際には効果的な手法であるが、有機顔料や染料等の鮮やかで退色し易い意匠面においては効果が不十分であった。
特開2012-214603号公報(特許文献2)は、光安定剤を含む顔料インクを用いた、耐候性に優れる活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物に関する発明を記載しているが、インク中に顔料が共存することで、光安定剤の効果が限定的になる課題があった。
特開2019-30998号公報(特許文献3)は、加飾部を覆うトップコート層に紫外線吸収剤と光安定剤を含む化粧シートの発明を記載している。特許文献3に記載の化粧シートは、ドライラミネート又は押出ラミネートなどで製造される。このように、ラミネート等の手法で加飾部を保護する方法があるが、加飾層をラミネート機等で別途保護処理する必要があり、また、透明なラミネート材に、紫外線吸収剤と光安定剤を溶かし込んで加工し、さらに耐候性を持続させる効果を発現するためには、材料選択性が大きく、難しい課題があった。
これら課題に対して、特開2019-81867号公報(特許文献4)ではクリアインクを別途用意することで耐候性を向上させることを提案しているが、クリアインクの耐候性向上には改善の余地があった。耐候性を向上させる手法としては、例えば特許第6094771号公報(特許文献5)や特開2011-148918号公報(特許文献6)に記載されるように、紫外線吸収剤やラジカル捕捉剤を配合する方法が知られている。しかしながら、これらは経時で印刷膜からブリードしやすいため、紫外線吸収剤やラジカル捕捉剤の効果の持続性が課題となっており、特許文献6では、紫外線吸収剤の選択やラジカル捕捉剤の分子量調整によって、この課題の解決が図られている。
特開2011-47152号公報 特開2012-214603号公報 特開2019-30998号公報 特開2019-81867号公報 特許第6094771号公報 特開2011-148918号公報
上記のように、光硬化型インクにより得られる膜の耐候性を改善する手法について種々提案されている。そして、このような耐候性が良好な膜は、加飾層を保護する表面保護層として好適であるものの、表面保護層として適用する場合には、耐ブロッキング性などの課題があり、また、延伸性なども求められる。
そこで、本発明の目的は、耐候性に優れるとともに耐ブロッキング性、延伸性にも優れる膜を形成可能な表面保護層形成用インク組成物を提供することにある。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、光重合性化合物、光重合開始剤、紫外線吸収剤を含むインク組成物において、ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物とヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物とを併用するとともに、光重合性化合物中の単官能光重合性化合物の割合を高めることで、耐候性に優れるとともに耐ブロッキング性、延伸性にも優れる膜を形成することができ、かかる膜は表面保護層として好適であることを見出した。
したがって、本発明の第1の態様は、(A)光重合性化合物、(B)光重合開始剤、(C)紫外線吸収剤を含む、表面保護層形成用インク組成物であって、(A)光重合性化合物が(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物と(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物を少なくとも含み、(A)光重合性化合物中の単官能光重合性化合物の割合が75~95質量%の範囲内であることを特徴とする、表面保護層形成用インク組成物である。(ただし、(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物および(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物を構成する前記環状構造は、芳香環を有しない環状構造である。)
本発明の表面保護層形成用インク組成物の好適例においては、(A)光重合性化合物が(A3)ポリエステル構造を有する2官能以上の多官能光重合性化合物を含む。
本発明の表面保護層形成用インク組成物の他の好適例においては、インク組成物中の(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物の量が30~90質量%の範囲内である。
本発明の表面保護層形成用インク組成物の他の好適例においては、(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物が、イソボルニル(メタ)アクリレートを含まない。
本発明の表面保護層形成用インク組成物の他の好適例においては、(C)紫外線吸収剤が、波長385nmにおけるモル吸光係数が1.5×10(l・mol-1・cm-1)以下である紫外線吸収剤を少なくとも含む。
本発明の表面保護層形成用インク組成物の他の好適例においては、さらにメチルハイドロキノン(MEHQ)及びブチルヒドロキシトルエン(BHT)以外の(D)ラジカル捕捉剤を含有する。
本発明の表面保護層形成用インク組成物の他の好適例においては、(D)ラジカル捕捉剤が、ヒンダードアミン系化合物を含む。
本発明の表面保護層形成用インク組成物の他の好適例においては、(A)光重合性化合物の合計光重合性官能基モル数AMと(D)ラジカル捕捉剤のモル数DMの比AM/DMが10以上である。
本発明の表面保護層形成用インク組成物の他の好適例においては、さらに樹脂を含有する。
本発明によれば、耐候性に優れるとともに耐ブロッキング性、延伸性にも優れる膜を形成可能な表面保護層形成用インク組成物を提供することができる。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の1つの態様は、(A)光重合性化合物、(B)光重合開始剤、(C)紫外線吸収剤を含む、インク組成物である。本発明のインク組成物は、光硬化型のインク組成物であることが好ましい。本明細書において、光硬化型のインクとは、紫外線、可視光線、電子線等の活性エネルギー線の照射により硬化させることができるインク組成物を意味する。
(A)光重合性化合物は、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基(例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基またはアリル基を構成する炭素-炭素二重結合等の光重合性不飽和基)を介して重合反応を起こす化合物である。(A)光重合性化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明のインク組成物中において(A)光重合性化合物の量は70~95質量%であることが好ましく、80~95質量%であることがより好ましく、85~95質量%であることが更に好ましい。
(A)光重合性化合物は、単官能光重合性化合物または多官能光重合性化合物に分類される。ここで、単官能光重合性化合物としては、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を1つ有する単官能光重合性モノマー(例えば1つの光重合性不飽和基を有する単官能光重合性モノマー)や活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を1つ有する単官能光重合性オリゴマー(例えば、1つの光重合性不飽和基を有する単官能重合性オリゴマー)等が挙げられる。多官能光重合性化合物としては、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を2つ以上有する多官能光重合性モノマー(例えば2つ以上の光重合性不飽和基を有する多官能光重合性モノマー)や活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を2つ以上有する多官能光重合性オリゴマー(例えば、2つ以上の重合性不飽和基を有する多官能光重合性オリゴマー)等が挙げられる。
単官能光重合性化合物の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシキプロピル(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、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシブチレンモノ(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、N-アクリロイルモルホリン、N-メタクリロイルモルホリン、γ-ブチロラクトン(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、ジメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルメタアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N-n-ブトキシメチルアクリルアミド、N-イソブトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-ビニルカプロラクタム、デシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、オクチル(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、シクロヘキシル(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、イソアミル(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、EO(エチレンオキシド)変性2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリル酸安息香酸エステル、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、N-メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、1-アクリロイルピロリジン-2-オン、1-メタクリロイルピロリジン-2-オン、1-アクリロイルピペリジン-2-オン、1-メタクリロイルピペリジン-2-オン、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニルイミダゾール、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、(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、環状トリメチロールプロパンフォルマル(メタ)アクリレート、エトキシ-ジエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、屋外広告やプラダン等の、人の目に触れる箇所で使用される際には印刷物に臭気を残さないモノマーを用いることが好ましく、トリデシルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミド、N-アクリロイルモルホリン、N-メタクリロイルモルホリン、1-アクリロイルピロリジン-2-オン、1-メタクリロイルピロリジン-2-オン、1-アクリロイルピペリジン-2-オン、1-メタクリロイルピペリジン-2-オン、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンフォルマル(メタ)アクリレート、(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、ヒドロキシエチルメタアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート等が好ましい。
本発明のインク組成物において、(A)光重合性化合物中の単官能光重合性化合物の割合が75~95質量%の範囲内であることが好ましく、80~95質量%の範囲内であることが更に好ましい。(A)光重合性化合物中の単官能光重合性モ化合物の割合を高くすることで、柔軟性に優れる膜を得ることができ、また、これによりクラックの発生を抑えることも可能である。
多官能光重合性化合物のうち、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を2つ有する多官能光重合性モノマー(2官能光重合性モノマー)の具体例としては、1,12-ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、2-メチル-1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジ(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、1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,7-ヘプタンジオールジ(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、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(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ジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、PO(プロピレンオキシド)変性ネオペンチルグリコールジ(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、トリエチレングリコールジ(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、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、屋外広告やプラダン等の、人の目に触れる箇所で使用される際には印刷物に臭気を残さないモノマーを用いることが好ましく、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジアクリレート、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)アクリレート等が好ましい。
活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を3つ以上有する多官能光重合性モノマー(3官能以上の多官能光重合性モノマー)の具体例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリ(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、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、EO変性ジグリセリンテトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、EO変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
本明細書において、(メタ)アクリレートの用語は、メタクリレートまたはアクリレートを意味する。例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートは、2-ヒドロキシエチルアクリレートまたは2-ヒドロキシエチルメタクリレートである。また、ジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート等のように、複数であることを示す接頭語が(メタ)アクリレートに付されている場合、各(メタ)アクリレートは同一でも異なっていてもよい。
本発明のインク組成物において、(A)光重合性化合物は、環状構造を有する単官能光重合性化合物を含むことが好ましい。環状構造を有する単官能光重合性化合物は、ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物とヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物に分類することができる。ヘテロ原子とは、炭素、水素以外の原子を指す。
本発明のインク組成物において(A)光重合性化合物は、(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物(好ましくはモノマー)と(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物(好ましくはモノマー)の両方を含むことが好ましい。ただし、ここでいう「(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物」を構成する「ヘテロ原子を含む環状構造」は、芳香環を有しない環状構造であり、「(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物」を構成する「ヘテロ原子を含まない環状構造」は、芳香環を有しない環状構造である。
(A1)ヘテロ原子を含む環状構造(ヘテロ環構造)を有する単官能光重合性化合物は、得られる膜の耐ブロッキング性および延伸性の観点から、好ましい。本発明のインク組成物中において、(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物の量は30~90質量%の範囲内であることが好ましく、40~90質量%の範囲内であることがより好ましく、40~80質量%の範囲内であることが更に好ましい。
(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物は、得られる膜の付着性と耐ブロッキング性のバランスの観点から、好ましい。本発明のインク組成物中において、(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性モノマーの量は1~60質量%の範囲内であることが好ましく、5~50質量%の範囲内であることがより好ましく、5~40質量%の範囲内であることが更に好ましい。
本発明のインク組成物中において、(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物と(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物の合計量は、50~92質量%の範囲内であることが好ましい。
(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物としては、例えば、N-アクリロイルモルホリン、N-メタクリロイルモルホリン、N-ビニルカプロラクタム、γ-ブチロラクトン(メタ)アクリレート、N-ビニル-2-ピロリドン、環状トリメチロールプロパンフォルマル(メタ)アクリレート、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、N-メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、1-アクリロイルピロリジン-2-オン、1-メタクリロイルピロリジン-2-オン、1-アクリロイルピペリジン-2-オン、1-メタクリロイルピペリジン-2-オン、N-ビニルイミダゾール、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物としては、例えば、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、ジシクロペンテニル(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、シクロヘキシル(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、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリル酸安息香酸エステル等が挙げられる。(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物は、沸点が180℃以上であることが好ましい。特に、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレートが好ましい。
本発明のインク組成物において、(A)光重合性化合物は、臭気を抑える観点から、(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性モノマーとして、イソボルニル(メタ)アクリレート、特にはイソボルニルアクリレートを含まないことが好ましい。イソボルニル(メタ)アクリレートは、特異的な臭気を有し、さらに、イソボルニル(メタ)アクリレートを用いると、硬化難によって耐ブロッキング性が低下したり、プラスチック基材への密着性が低下したりする場合がある。
本発明のインク組成物において、(A)光重合性化合物は、(A3)ポリエステル構造を有する2官能以上の多官能光重合性化合物を含むことが好ましい。(A3)ポリエステル構造を有する2官能以上の多官能光重合性化合物を用いることで、硬化性が高く、耐ブロッキング性に優れる印刷物を得ることが出来る。(A)光重合性化合物中に含まれる(A3)ポリエステル構造を有する2官能以上の多官能光重合性化合物の割合は、好ましくは3~20質量%、より好ましくは5~20質量%、さらに好ましくは5~15質量%の範囲内である。
(A3)ポリエステル構造を有する2官能以上の多官能光重合性化合物は、好ましくはポリエステルアクリレートである。ポリエステルアクリレートの官能基数は2~12であることが好ましく、2~4であることがより好ましく、分子量は5000以下であることが好ましい。ここで、ポリエステルアクリレートの分子量は、ポリスチレン換算の数平均分子量である。
また、ポリエステルアクリレートとして、以下のものが知られている。
CN2285、CN2203 NS、CN2254 NS、CN2271、CN2273、CN2279、CN2281、CN2283 NS,CN8201 NS、CN7001 NS、CN2259、CN2261、CN292、CN294、CN299、CN2282、CN2295、CN293、CN296、CN2267 (サートマー社製)、
U-200PA、UA-122P(新中村化学工業社製)、
EBECRYL 436、 EBECRYL 438、 EBECRYL 450、EBECRYL 524、EBECRYL 525、EBECRYL 800、EBECRYL 811、EBECRYL 812、EBECRYL 1830、EBECRYL 846、EBECRYL 851、EBECRYL 852、EBECRYL 853、EBECRYL 870、EBECRYL 884、EBECRYL 1885、EBECRYL 888、EBECRYL 893、EBECRYL 571、EBECRYL 809(ダイセル・オルネクス社製)、
アロニックスM-6100、M-6250、M-6500、M-7100、M-7300K、M-8030、M-8060、M-8100、M-8530、M-8560、M-9050(東亜合成社製)
本発明のインク組成物において(A)光重合性化合物は、芳香族環を有する化合物を含まないことが好ましい。芳香族環を有する化合物を用いると、得られる膜に黄変が生じる傾向があるため、耐黄変性を向上させる観点から、芳香族環を有する化合物を使用しないことが好ましい。また、(A)光重合性化合物が芳香族環を有する化合物を含む場合であっても、(A)光重合性化合物中に含まれる芳香族環を有する化合物の量は40質量%以下の範囲内であることが好ましく、30質量%以下の範囲内であることがより好ましく、25質量%以下の範囲内であることが更に好ましい。
芳香族環を有する化合物としては、N-ビニル-2-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、N-メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、N-ビニルイミダゾール、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリル酸安息香酸エステル等が挙げられる。
本発明のインク組成物において、(A)光重合性化合物は、環状構造を有する多官能光重合性化合物を含んでもよい。環状構造を有する多官能光重合性化合物としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート等が挙げられる。
本発明のインク組成物において、(A)光重合性化合物は、ガラス転移温度が0℃以下の光重合性モノマーと、ガラス転移温度が85℃以上の光重合性モノマーとを含むことが好ましい。ここで、本発明のインク組成物中における、ガラス転移温度が0℃以下の光重合性モノマー、およびガラス転移温度が85℃以上の光重合性モノマーのそれぞれの量が、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることが更に好ましい。塗膜全体のTgが室温付近である場合、高硬度、高分子量の強靭な膜が得られる。一方、塗膜全体のTgが室温より低い場合、高分子量の膜は得られるが硬度が足らず、耐ブロッキング性や擦過性に難があることが多い。また、塗膜全体のTgが室温より高い場合、膜が硬いため分子の運動が制限され、重合が十分に進行せずに粘着感等の不具合が生じやすくなる。これらTgや重合性、得られる塗膜の性質は側鎖構造に由来することから、Tgの高いモノマーを一定量配合することで耐ブロッキング性や擦過性が確保でき、Tgの低いモノマーを一定量配合することで硬化性と膜の強靭性を確保することができる。また、トータルのTgを15℃~50℃、特には20℃~45℃付近で設計することで、よりバランスのとれた設計が可能となる。
本明細書において、光重合性モノマーのガラス転移温度(Tg)とは、当該光重合性モノマーからなるホモポリマーのガラス転移温度である。
これらモノマーを組み合わせることによって得られた光重合性インクの硬化塗膜のガラス転移温度は、Foxの式を用いて理論値を求めることができる。
硬化塗膜のガラス転移温度の理論値〔Tg(K)〕とは、硬化塗膜を形成する各重合体成分(エチレン性不飽和基を有するモノマー及びオリゴマー)のホモポリマーのガラス転移温度を用いて計算されるものであり、次のフォックス(Fox)の式〔式(1)〕を用いて求めることができる。
1/Tg=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+・・・+(Wn/Tgn) ・・・式(1)
〔但し、Tgnは、n種の重合体成分(エチレン性不飽和基を有するモノマー又はオリゴマー)の各ホモポリマーのガラス転移温度(K)であり、Wnは、前記各重合体成分の質量分率である。W1+W2+・・・+Wn=1である。〕
ガラス転移温度が0℃以下の光重合性モノマーとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシキプロピル(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、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシブチレンモノ(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソデシル(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、EO(エチレンオキシド)変性2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、エトキシ-ジエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ガラス転移温度が85℃以上の光重合性モノマーとしては、N-アクリロイルモルホリン、N-メタクリロイルモルホリン、ジメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルメタアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、イソボルニル(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
本発明のインク組成物において、(A)光重合性化合物は、ホモポリマーのガラス転移点が室温(23℃)以下で低粘度の光重合性化合物を配合することが好ましい。このような光重合性化合物はインクの粘度を低粘度に保つことができ、吐出安定性に優れるインクの設計を容易にするとともに、硬化性に優れ、インクの共重合性を向上させる効果を有する。このような(A)光重合性化合物としては、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシ-ポリエチレングリコールアクリレート、エトキシ-ジエチレングリコールアクリレート、メトキシ-トリエチレングルコールアクリレート、2-エチルヘキシル-ジグルコールアクリレート、メトキシジプロピレングルコールアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロ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、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることが出来る。また、さらに硬化性を高める観点より環状構造を含むことが好ましく、本発明においては、塗膜を黄変から守る観点より、エチレンオキサイドを構造単位として含まないテトラヒドロフルフリルアクリレートを含むことが最も好ましい。
本発明のインク組成物は、エチレンオキサイドを構造単位として含有する化合物を含まないことが好ましい。エチレンオキサイドを構造単位として含有する化合物を用いると、得られる膜に黄変が生じる傾向があるため、耐黄変性を向上させる観点から、エチレンオキサイドを構造単位として含有する化合物を使用しないことが好ましい。また、本発明のインク組成物がエチレンオキサイドを構造単位として含有する化合物を含む場合であっても、本発明のインク組成物中に含まれるエチレンオキサイドを構造単位として含有する化合物の量は10質量%以下の範囲内であることが好ましく、5質量%以下の範囲内であることがより好ましく、3質量%以下の範囲内であることが更に好ましい。
エチレンオキサイドを構造単位として含有する化合物としては、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、エトキシエチルアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、エチレンオキサイド変性の各種アクリレート等が挙げられる。
(B)光重合開始剤は、活性エネルギー線を照射されることによって、上述した光重合性化合物の重合を開始させる作用を有する。(B)光重合開始剤の量は、インク組成物中1~25質量%であることが好ましく、3~20質量%であることが更に好ましく、3~15質量%であることが一層好ましい。(B)光重合開始剤の含有量が1質量%未満では、膜が硬化不良となることがあり、25質量%を超えると、低温時に析出物が発生してインクの吐出が不安定になることがある。更に、(B)光重合開始剤の開始反応を促進させるため、光増感剤等の助剤を併用することも可能である。
(B)光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、フォスフィンオキサイド系化合物等が挙げられるが、硬化性の観点から、照射する活性エネルギー線の波長と光重合開始剤の吸収波長ができるだけ重複するものが好ましい。特に、(B)光重合開始剤は、LED硬化及び硬化時の着色の観点から、アシルホスフィンオキシド系開始剤を含むことが好ましい。(B)光重合開始剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
(C)光重合開始剤の具体例としては、
2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、
1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、
2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、
ベンゾフェノン、
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、
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、
フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、
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、
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、
2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イル-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、
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、
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)]、
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)、
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、
2-クロロチオキサントン等が挙げられる。
これらの中でも、インクの硬化性の観点から、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、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、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、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、及び2,4-ジエチルチオキサントンが好ましく、更にはLED硬化及び硬化時の着色の観点から、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、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サイド、及び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が好ましく、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が特に好ましい。
(C)紫外線吸収剤は、紫外線を吸収し、紫外線による劣化を防止する作用を有する。(C)紫外線吸収剤としては、シアノアクリレート系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾエート系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物、ベンジリデンカンファー系化合物、無機微粒子等が挙げられる。(C)紫外線吸収剤は、トリアジン骨格を有するものが好ましく、中でも、紫外線吸収がより短波長にあるヒドロキシフェニルトリアジン系化合物がインクの硬化性の観点から好ましい。また、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物の中でも特に固体のものが好ましく、液体のものよりも流動性が低くブリードアウトしにくい傾向がある。
硬化性の観点から、照射する活性エネルギー線の波長と(C)紫外線吸収剤の吸収波長が出来るだけ重複しないものが好ましい。本発明のインク組成物において(C)紫外線吸収剤は、波長385nmにおけるモル吸光係数が1.5×10(l・mol-1・cm-1)以下である紫外線吸収剤を少なくとも含むことが好ましく、より好ましくは2.0×10(l・mol-1・cm-1)以下である紫外線吸収剤を少なくとも含む。
本明細書において、紫外線吸収剤のモル吸光係数は、紫外可視吸収スペクトル測定により得られた吸光度を基に、ランベルト・ベールの法則を用いて算出する。紫外可視吸収スペクトルの測定時の溶媒は、アセトニトリルまたはテトラヒドロフランを使用し、50~100μMの濃度で1cmセルを用いて紫外可視吸収スペクトルを測定する。
(C)紫外線吸収剤の具体例としては、
2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、
2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、
2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン-5-スルフォニックアシッド、
2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、
2-ヒドロキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノン-2-ヒドロキシ-4-ベンジロキシベンゾフェノン、
ビス(5-ベンゾイル-4-ヒドロキシ-2-メトキシフェニル)メタン、
2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、
2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、
2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、
2―ヒドロキシ-4-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノン、
2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
2-[2’-ヒドロキシ-3’,5’-ビス(α,α-(ジメチルベンジル)フェニル]ベンゾトリアゾール、
2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、
2-(2’-ヒドロキシ-3’-t-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、
2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、
2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、
2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、
2,2’-メチレン-ビス[4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2N-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール]、
メチル-3-[3-t-ブチル-5-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシフェニル]プロピオネートとポリエチレングリコールとの縮合物、
2-(2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、
2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、
2,6-ジ-t-ブチルフェニル-3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンゾエート、
ヘキサデシル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
本発明のインク組成物中において、(C)紫外線吸収剤の量は、好ましくは0.1~20質量%、より好ましくは0.5~10質量%、さらに好ましくは1~5質量%の範囲内であることが好ましい。紫外線吸収剤の量が多すぎると、膜が十分に硬化しない可能性がある。(C)紫外線吸収剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよいが、(C)紫外線吸収剤は、少なくとも2種の紫外線吸収剤を含有することが好ましい。構造が異なる複数種の紫外線吸収剤を用いることで、紫外線吸収剤の効果をより持続させることができる。
本発明のインク組成物において、(C)紫外線吸収剤は、光重合性化合物との関係において、以下の式(1)で求められる値Bが好ましくは100以上であり、より好ましくは120以上であり、さらに好ましくは200以上である。また、値Bの上限は、例えば20000以下である。
紫外線吸収剤の分子量(g/mol)/|紫外線吸収剤のSP値-光重合性化合物の平均SP値|=B … 式(1)
上記式(1)は、紫外線吸収剤(UVA)と膜との相溶性(SP値)及びUVAの分子量より導かれる。上記値Bが100以上であると、UVAのブリードアウトの抑制効果が高い。上記値Bが100未満である場合、UVAと光重合性化合物のSP値の差(絶対値)が大きく及び/又はUVAの分子量が低いことから、紫外線吸収剤のブリードアウトの抑制効果が低くなる場合がある。
[SP値の算出方法]
本明細書において、紫外線吸収剤及び光重合性化合物のSP値は、ハンセン溶解度パラメータの値であり、Y-MB法を用いて算出する。
[平均SP値の算出方法]
光重合性化合物がn種類の光重合性化合物からなる場合、各光重合性化合物のSP値をそれぞれSP、SP、・・・、SPとし、各光重合性化合物の質量分率をW、W、・・・、W(W+W+・・・+W=1)として、以下の式より求められる。
平均SP値=SP×W+SP×W+・・・+SP×W
本発明のインク組成物は、(D)ラジカル捕捉剤を含むことが好ましい。(D)ラジカル捕捉剤は、フリーラジカル等を捕捉し、光安定性を向上させることができる。また、フリーラジカルと反応し、重合反応が起こることを防止する機能を有する物質(いわゆる重合禁止剤)も、(D)ラジカル捕捉剤に含まれる。(D)ラジカル捕捉剤を用いることは、クラックの発生を防止する観点からも好ましい。
(D)ラジカル捕捉剤としては、ヒンダードアミン系化合物、ハイドロキノン系化合物、フェノール系化合物、フェノチアジン系化合物、ニトロソ系化合物、N-オキシル系化合物等が挙げられ、特にヒンダードアミン系光安定化剤(HALS)が好ましい。
(D)ラジカル捕捉剤としては、メチルハイドロキノン(MEHQ)及びブチルヒドロキシトルエン(BHT)以外のラジカル捕捉剤であることが好ましい。メチルハイドロキノン(MEHQ)及びブチルヒドロキシトルエン(BHT)は、他のラジカル捕捉剤と比較して、クラックの発生を防止する効果が低い。
(D)ラジカル捕捉剤の具体例としては、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、1-{2-(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ)エチル}-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、8-アセチル-3-ドデシル-7,7,9,9-テトラメチル-1,3,8-トリアザスピロ{4.5}デカン-2,4-ジオン等のヒンダードアミン系化合物、フェノール、o-、m-又はp-クレゾール、2-t-ブチル-4-メチルフェノール、6-t-ブチル-2,4-ジメチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2-t-ブチルフェノール、4-t-ブチルフェノール、2,4-ジ-t-ブチルフェノール、2-メチル-4-t-ブチルフェノール、4-t-ブチル-2,6-ジメチルフェノール等のフェノール系化合物、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、メチルハイドロキノン、2,5-ジ-t-ブチルハイドロキノン、2-メチル-p-ハイドロキノン、2,3-ジメチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン4-メチルベンズカテキン、t-ブチルハイドロキノン、3-メチルベンズカテキン、2-メチル-p-ハイドロキノン、2,3-ジメチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノン、ベンゾキノン、t-ブチル-p-ベンゾキノン、2,5-ジフェニル-p-ベンゾキノン等のハイドロキノン系化合物、フェノチアジン等のフェノチアジン系化合物、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩等のニトロソ系化合物、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-ピペリジン-N-オキシル、4-オキソ-2,2,6,6-テトラメチル-ピペリジン-N-オキシル、4-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチル-ピペリジン-N-オキシル等のN-オキシル系化合物等が挙げられる。
本発明のインク組成物中において、(D)ラジカル捕捉剤の量は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは7質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下の範囲内であることが好ましい。ラジカル捕捉剤の量が多すぎると、硬化不良の原因となる可能性がある。(D)ラジカル捕捉剤の含有量の下限値は、例えば0.01質量%以上であり、好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上である。(D)ラジカル捕捉剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のインク組成物において、(A)光重合性化合物の合計光重合性官能基モル数AMと(D)ラジカル捕捉剤の有効モル数DMの比AM/DMが10以上であることが好ましい。ラジカル捕捉剤は、重合に必要なラジカルを補足するため、重合阻害効果を有する。そのため、ラジカル捕捉剤を多く配合すると硬化率が下がることになる。AM/DMは、発生したラジカルの周囲にいる重合成分とラジカル捕捉剤の比率を表しており、AM/DMが≧10であれば、ラジカル捕捉剤が重合に与える影響が十分に小さいと判断される。
ラジカル捕捉剤における有効モル数は、ラジカルを補足可能な官能基の数を表す。例として1分子中にラジカル捕捉可能な部位が5個ある分子の場合、そのラジカル捕捉剤のモル数が1モルであれば、その有効モル数は5モルとなる。
本発明のインク組成物は、樹脂を含んでもよい。インク組成物に樹脂を配合することで、インクの飛翔性やその安定性を向上させることができる。本発明のインク組成物に用いる樹脂は、活性エネルギー線照射時に反応性を示す官能基を有しない樹脂であることが好ましい。樹脂は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明のインク組成物中において、樹脂の量は5質量%以下であることが好ましい。
樹脂の数平均分子量は、500,000以下であることが好ましく、20,000以下であることが更に好ましい。本明細書において、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した値であり、標準物質にはポリスチレンが使用される。
樹脂の具体例としては、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、塩化ゴム、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、塩素化エチレン-ビニルアセテート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、 ポリアミド樹脂、 ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ケトン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体(アニオン変性ポリビニルアルコール等)、セルロース、セルロース誘導体(ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース等)、ロジン系樹脂、油性樹脂、石油樹脂、アルキッド樹脂、アルギン酸、アルギン酸誘導体(アルギン酸プロピレングリコールエステル等)等が挙げられる。また、これら樹脂の変性物も含まれる。例えば、水酸基を有する樹脂であれば、ヒドロキシアルキルエーテル化変性、カルボン酸変性などの変性が挙げられる。
本発明のインク組成物は、樹脂として、セルロース誘導体およびポリビニルアルコール誘導体の少なくとも一方を含有することが好ましく、セルロース誘導体を含有することがさらに好ましい。これらの樹脂は、インクの飛翔性やその安定性を向上させる効果が高く、特にセルロース誘導体が好適である。
セルロース誘導体の例としては、セルロースエーテル、セルロースエステル、ニトロセルロース、硫酸セルロース、リン酸セルロース、硝酸酢酸セルロース等が挙げられる。セルロースエーテルとしては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアノエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、アミノエチルセルロース、オキシエチルセルロース(ヒドロキシエチルセルロースとも称する)等が挙げられる。また、セルロースエステルとしては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等が挙げられる。
また、アクリル変性セルロース誘導体、ポリエステル変性セルロース誘導体、及びポリウレタン変性セルロース誘導体も、セルロース誘導体の例として挙げられる。アクリル変性セルロース誘導体は、セルロースエーテル、セルロースエステル等のセルロース誘導体に、例えば、(メタ)アクリレート等のアクリル成分をグラフト重合させて得られる化合物である。ポリエステル変性セルロース誘導体は、セルロースエーテル、セルロースエステル等のセルロース誘導体に、例えば、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル成分(即ち、主鎖中に複数のエステル結合を有する成分)を結合させて得られる化合物である。ポリウレタン変性セルロース誘導体は、セルロースエーテル、セルロースエステル等のセルロース誘導体の水酸基に、例えば、イソシアネートプレポリマーを反応させて得られる化合物である。
セルロース誘導体としては、セルロースアセテートアルキレートが好ましく、炭素数が1~6程度のアシル基で置換されているセルロースアセテートアルキレートがより好ましく、セルロースアセテートプロピオネート、およびセルロースアセテートブチレートが更に好ましい。
本発明のインク組成物は、染料や顔料等の着色剤を含有してもよいが、その場合は、耐候性の観点から、顔料を含有することが好ましい。例えば、金属顔料を用いて、メタリックインクとすることも可能である。着色剤の含有量は、例えばインク組成物中0.1~15質量%である。着色剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
着色剤の具体例としては、
C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、7、9、10、12、13、14、15、16、17、24、32、34、35、36、37、41、42、43、49、53、55、60、61、62、63、65、73、74、75、77、81、83、87、93、94、95、97、98、99、100、101、104、105、106、108、109、110、111、113、114、116、117、119、120、123、124、126、127、128、129、130、133、138、139、150、151、152、153、154、155、165、167、168、169、170、172、173、174、175、176、179、180、181、182、183、184、185、191、193、194、199、205、206、209、212、213、214、215、219、
C.I.Pigment Orange 1、2、3、4、5、13、15、16、17、19、20、21、24、31、34、36、38、40、43、46、48、49、51、60、61、62、64、65、66、67、68、69、71、72、73、74、81、
C.I.Pigment Red 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、21、22、23、31、32、38、41、48、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49、52、52:1、52:2、53:1、54、57:1、58、60:1、63、64:1、68、81:1、83、88、89、95、101、104、105、108、112、114、119、122、123、136、144、146、147、149、150、164、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、211、213、214、216、220、220、221、224、226、237、238、239、242、245、247、248、251、253、254、255、256、257、258、260、262、263、264、266、268、269、270、271、272、279、
C.I.Pigment Violet 1、2、3、3:1、3:3、5:1、13、15、16、17、19、23、25、27、29、31、32、36、37、38、42、50、
C.I.Pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、16、17:1、24、24:1、25、26、27、28、29、36、56、60、61、62、63、75、79、80、
C.I.Pigment Green 1、4、7、8、10、15、17、26、36、50、
C.I.Pigment Brown 5、6、23、24、25、32、41、42、
C.I.Pigment Black 1、6、7、9、10、11、20、26、28、31、32、34、
C.I.Pigment White 1、2、4、5、6、7、11、12、18、19、21、22、23、26、27、28、
アルミニウムフレーク、ガラスフレーク、パール顔料及び中空粒子等が挙げられる。
これらの中でも、得られる膜の耐候性と色再現性の観点から、
C.I.Pigment Black 7、
C.I.Pigment Blue 15:3、C.I.Pigment Blue 15:4、C.I.Pigment Blue 28、
C.I.Pigment Red 101、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 202、C.I.Pigment Red 254、C.I.Pigment Red 282、
C.I.Pigment Violet 19、
C.I.Pigment White 6、
C.I.Pigment Yellow 42、C.I.Pigment Yellow 120、C.I.Pigment Yellow 138、C.I.Pigment Yellow 139、C.I.Pigment Yellow 150、C.I.Pigment Yellow 151、C.I.Pigment Yellow 155、C.I.Pigment Yellow 213が好ましい。
本発明のインク組成物は、機能性付与を目的に種々の化合物を含有してもよく、例えば、得られる膜の高度を高くするために炭酸カルシウム、硫酸バリウム等を含有してもよく、得られる膜に熱線吸収機能を付与するためにインジウム錫複合酸化物、アンチモン錫複合酸化物等を含有してもよく、得られる膜の屈折率を高くするために微粒子酸化チタン、微粒子酸化ジルコニウム等を含有してもよい。
吐出安定性の観点から、インク組成物中に分散している顔料粒子は、体積平均粒子径が0.05~0.4μmであり且つ体積最大粒子径が0.2~1μmであることが好ましい。体積平均粒子径が0.4μmより大きく且つ体積最大粒子径が1μmよりも大きいと、インク組成物を安定に吐出することが困難となる傾向がある。なお、体積平均粒子径及び体積最大粒子径は、動的光散乱法を用いた測定機器によって測定できる。
本発明のインク組成物は、顔料を分散させるために、必要に応じて顔料分散剤を更に含有してもよい。顔料分散剤の含有量は、例えばインク組成物中0.1~5質量%である。顔料分散剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
顔料分散剤の具体例としては、
ANTI-TERRA-U、ANTI-TERRA-U100、
ANTI-TERRA-204、ANTI-TERRA-205、
DISPERBYK-101、DISPERBYK-102、
DISPERBYK-103、DISPERBYK-106、
DISPERBYK-108、DISPERBYK-109、
DISPERBYK-110、DISPERBYK-111、
DISPERBYK-112、DISPERBYK-116、
DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、
DISPERBYK-142、DISPERBYK-145、
DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、
DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、
DISPERBYK-166、DISPERBYK-167、
DISPERBYK-168、DISPERBYK-170、
DISPERBYK-171、DISPERBYK-174、
DISPERBYK-180、DISPERBYK-182、
DISPERBYK-183、DISPERBYK-184、
DISPERBYK-185、DISPERBYK-2000、
DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2008、
DISPERBYK-2009、DISPERBYK-2020、
DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2050、
DISPERBYK-2070、DISPERBYK-2096、
DISPERBYK-2150、DISPERBYK-2155、
DISPERBYK-2163、DISPERBYK-2164、
BYK-P104、BYK-P104S、BYK-P105、
BYK-9076、BYK-9077、BYK-220S、BYKJET-9150、BYKJET-9151(以上、ビックケミー・ジャパン社製)、
Solsperse3000、Solsperse5000、
Solsperse9000、Solsperse11200、
Solsperse13240、Solsperse13650、
Solsperse13940、Solsperse16000、
Solsperse17000、Solsperse18000、
Solsperse20000、Solsperse21000、
Solsperse24000SC、Solsperse24000GR、
Solsperse26000、Solsperse27000、
Solsperse28000、Solsperse32000、
Solsperse32500、Solsperse32550、
Solsperse32600、Solsperse33000、
Solsperse34750、Solsperse35100、
Solsperse35200、Solsperse36000、
Solsperse36600、Solsperse37500、
Solsperse38500、Solsperse39000、
Solsperse41000、Solsperse54000、
Solsperse55000、Solsperse56000、
Solsperse71000、Solsperse76500、
SolsperseX300(以上、ルブリゾール社製)、
ディスパロンDA-7301、ディスパロンDA-325、ディスパロンDA-375、ディスパロンDA-234(以上、楠本化成社製)、
フローレンAF-1000、フローレンDOPA-15B、フローレンDOPA-15BHFS、フローレンDOPA-17HF、フローレンDOPA-22、フローレンDOPA-33、フローレンG-600、フローレンG-700、フローレンG-700AMP、フローレンG-700DMEA、フローレンG-820、フローレンG-900、フローレンGW-1500、フローレンKDG-2400、フローレンNC-500、フローレンWK-13E、(以上、共栄社化学社製)、
TEGO Dispers610、TEGO Dispers610S、
TEGO Dispers630、TEGO Dispers650、
TEGO Dispers652、TEGO Dispers655、
TEGO Dispers662C、TEGO Dispers670、
TEGO Dispers685、TEGO Dispers700、
TEGO Dispers710、TEGO Dispers740W、
LIPOTIN A、LIPOTIN BL、
LIPOTIN DB、LIPOTIN SB(以上、エボニック・デグサ社製)、
PB821、PB822、PN411、PA111(以上、味の素ファインテクノ社製)、
テキサホール963、テキサホール964、テキサホール987、テキサホールP60、テキサホールP61、テキサホールP63、テキサホール3250、テキサホールSF71、テキサホールUV20、テキサホールUV21(以上、コグニス社製)、
BorchiGenSN88、BorchiGen0451(以上、ボーシャス社製)等が挙げられる。
本発明のインク組成物は、濡れ性の向上等の観点から、表面調整剤を更に含有してもよい。本明細書において、表面調整剤とは、分子構造中に親水性部位と疎水性部位を有し、添加することによりインク組成物の表面張力を調整し得る物質のことを意味する。
本発明のインク組成物に使用できる表面調整剤としては、具体的に、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性表面調整剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性表面調整剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性表面調整剤、アクリル系表面調整剤、シリコン系表面調整剤、およびフッ素系表面調整剤などが挙げられる。特に、シリコン系表面調整剤、アクリル系表面調整剤であることが好ましく、ビックケミー社、エボニック社、東レ・ダウコーニング社等の市販品を使用することができる。さらにシリコン系表面調整剤の場合、ポリエーテル変性シリコーンオイルであり、かつHLBが7.6~12であることが好ましい。
表面調整剤の量は、使用目的により適宜選択し得るが、例えばインク組成物中0.01~1質量%であることが好ましい。表面調整剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
表面調整剤の具体例としては、
BYK-300、BYK-302、BYK-306、BYK-307、BYK-310、BYK-313、BYK-315N、BYK-320、BYK-322、BYK-323、BYK-325、BYK-326、BYK-330、BYK-331、BYK-333、BYK-342、BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-350、BYK-354、BYK-355、BYK-356、BYK-358N、BYK-361N、BYK-370、BYK-375、BYK-377、BYK-378、BYK-381、BYK-392、BYK-394、BYK-399、BYK-3440、BYK-3441、BYK-3455、BYK-3550、BYK-3560、BYK-3565、BYK-3760、BYK-DYNWET 800N、BYK-SILCLEAN 3700、BYK-SILCLEAN 3701、BYK-SILCLEAN 3720、BYK-UV3500、BYK-UV3505、BYK-UV3510、BYK-UV3530、BYK-UV3535、BYK-UV3570、BYK-UV3575、BYK-UV3576(以上、ビックケミー・ジャパン社製)、
TEGO Flow 300、TEGO Flow 370、TEGO Flow 425、TEGO Flow ATF 2、TEGO Flow ZFS 460、TEGO Glide 100、TEGO Glide 110、TEGO Glide 130、TEGO Glide 406、TEGO Glide 410、TEGO Glide 411、TEGO Glide 415、TEGO Glide 432、TEGO Glide 435、TEGO Glide 440、TEGO Glide 450、TEGO Glide 482、TEGO GlideA 115、TEGO GlideB 1484、TEGO GlideZG 400(以上、エボニック ジャパン社製)、
501W ADDITIVE、FZ-2104、FZ-2110、FZ-2123、FZ-2164、FZ-2191、FZ-2203、FZ-2215、FZ-2222、FZ-5609、L-7001、L-7002、L-7604、OFX-0193、OFX-0309 FLUID、OFX-5211 FLUID、SF 8410 FLUID、SH3771、SH 3746 FLUID、SH 8400 FLUID、SH 8700 FLUID、Y-7006(以上、東レ・ダウコーニング社製)、
KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-640、KF-642、KF-643、KF-644、KF-945、KF-6004、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017、KF-6020、KF-6204、X-22-2516、X-22-4515(以上、信越化学工業社製)等が挙げられる。
これらの中でも、構造およびHLBの観点から、501W ADDITIVE、FZ-2104、FZ-2123、FZ-2215、L-7002、OFX-0309 FLUID、OFX-5211 FLUID、SH 8400 FLUID、KF-351A、KF-353、KF-355A、KF-615A、KF-642、KF-644、KF-6004、KF-6011、KF-6204が好ましい。
本発明のインク組成物は、その他の成分として、酸化防止剤、可塑剤、防錆剤、溶剤、充填剤、消泡剤、荷電制御剤、応力緩和剤、浸透剤、導光材、光輝材、磁性材、蛍光体、抗菌剤、抗ウイルス剤、防藻剤等の添加剤を必要に応じて使用してもよい。
本発明のインク組成物は、必要に応じて適宜選択される各種成分を混合し、必要に応じて、使用するインクジェットプリントヘッドのノズル径の約1/10以下のポアサイズを持つフィルターを用い、得られた混合物を濾過することによって、調製できる。
本発明のインク組成物は、その40℃における粘度が、5~25mPa・sであることが好ましく、5~15mPa・sであることが更に好ましい。40℃におけるインク粘度が上記特定した範囲内にあれば、良好な吐出安定性が得られる。なお、インク粘度は、コーンプレート型粘度計を用いて測定できる。
本発明のインク組成物は、その25℃における表面張力が20~35mN/mであることが好ましく、23~28mN/mであることが更に好ましい。25℃におけるインク表面張力が上記特定した範囲内にあれば、良好な吐出安定性が得られる。インク表面張力は、プレート法により測定できる。
本発明のインク組成物は、クリアインクであることが好ましい。本明細書において、クリアインクは、厚さ30μmの膜を形成した際の波長380~800nmの範囲における光線透過率が80%以上となるクリアインクを指し、該光線透過率は好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、更に好ましくは97%以上である。本明細書において、光線透過率は、JIS K7361-1:1997「プラスチック-透明材料の全光線透過率の試験方法-第1部:シングルビーム法」に準拠して測定される。
本発明のインク組成物は、表面保護のために使用されることが好ましく、表面保護形成用インク組成物として好適である。具体的に、本発明のインク組成物は、加飾層、特には染料や有機顔料を含む加飾層の表面を保護するためのクリアインクであることが好ましい。加飾層は、例えば、塗料、インク(例えば印刷インキ、インクジェットインク)及び粉体トナーの内の少なくとも1種によって形成される加飾層である。
本発明のインク組成物から形成される膜のガラス転移温度は、15~50℃であることが好ましい。ガラス転移点を15℃以上とすることで、表面保護層形成用インクとして求められる耐ブロッキング性の確保が容易になる。また、ガラス転移点を50℃以下とすることで、インクを加温せず、室温で吐出、硬化した際にも十分な重合性を確保しやすくなり、得られた塗膜の耐候性や耐擦過性向上に寄与する。なお、インクを加温して印刷、硬化する際の好ましいガラス転移点は60℃以下である。
本明細書において、インク組成物から形成される膜のガラス転移温度(Tg)は、FOXの式を用いて算出される。
本発明の別の態様は、本発明のインク組成物を用いた印刷方法である。本発明の印刷方法は、加飾層の表面に、上述した本発明のインク組成物で印刷(好ましくはインクジェット印刷)を行うことを特徴とする。本発明のインク組成物の説明において記載した内容については、本発明の印刷方法にも当てはまることである。
本発明の印刷方法の一実施態様において、加飾層は、染料や顔料等の着色剤を含み、色付けされた層であり、これによって加飾が行われている。加飾層は、例えば、塗料、インク(例えば印刷インキ、インクジェットインク)及び粉体トナーの内の少なくとも1種によって形成される加飾層である。
加飾層は、着色剤の他、樹脂、紫外線吸収剤、ラジカル捕捉剤、酸化防止剤、可塑剤、防錆剤、防藻剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、充填剤、荷電制御剤、導光材、光輝材、磁性材、蛍光体、ワックス等を必要に応じて含むことができる。
本発明の印刷方法の一実施態様において、加飾層は、基材や基材上に形成される下塗り層などの表面の少なくとも一部に形成されている。
ここで、基材としては、特に限定されるものではないが、工業ラインで用いられる基材が好適に挙げられる。基材の形状としては、例えば、フィルム状、シート状、板状等がある。基材の材質としては、例えば、エポキシ樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、特にはポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリプロピレン(PP)等のプラスチック、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属、木材、セメント、コンクリート、石膏、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、ガラス等が挙げられる。基材の具体例としては、塩ビシート、ターポリン、プラダン(プラスチック製ダンボール)、アクリル板、フレキシブルボード、ケイ酸カルシウム板、石膏スラグバーライト板、炭酸カルシウム板、木片セメント板、プレキャストコンクリート板、軽量発泡コンクリート(ALC)板、石膏ボード、タイル、及びガラス板等が挙げられる。
また、加飾層の付着性や発色性を向上させる観点から、基材は表面処理がなされていてもよい。例えば、基材は、その表面に下塗り層を有していてもよい。
本発明の印刷方法において、印刷は、インクジェット印刷方式にて行われることが好適であるものの、これに限定されず、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、スクリーン印刷方式、コーター方式、スプレー方式等の各種印刷方法によって行うことも可能である。
インクジェット印刷には、種々のインクジェットプリンタに使用することができる。インクジェットプリンタとしては、例えば、荷電制御方式又はピエゾ方式によりインク組成物を噴出させるインクジェットプリンタが挙げられる。また、大型インクジェットプリンタ、具体例としては工業ラインで生産される物品への印刷を目的としたインクジェットプリンタも好適に使用できる。
本発明の印刷方法の一実施態様においては、本発明のインク組成物を用いた印刷によって、加飾層を覆う層が形成される。この層はクリア層であることが好ましい。本明細書において、クリア層は、厚さ30μmである場合に波長380~800nmの範囲における光線透過率が80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、更に好ましくは97%以上である膜であり、上述したクリアインクから形成することが可能である。
本発明の印刷方法の一実施態様において、基材や基材上に形成される下塗り層などの表面の一部に加飾層が存在しない箇所がある場合には、本発明のインク組成物から形成される層は、基材や基材上に形成される下塗り層などの表面に形成されてもよい。
本発明のインク組成物を用いた印刷により形成される層は、紫外線等の活性エネルギー線の照射により硬化されることになる。活性エネルギー線の光源としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、LEDランプ等を使用できる。また、この層を硬化させるために照射する活性エネルギー線の波長は、光重合開始剤の吸収波長と重複していることが好ましく、活性エネルギー線の主波長が350~400nmであることが好ましい。なお、活性エネルギー線の積算光量は100~2000mJ/cmの範囲にあることが好ましい。
本発明のインク組成物は、インクジェット印刷の吐出条件やその後の硬化条件を適宜選択することで、グロス調、マット調等の表面仕上げ加工を行うことができる。例えば、インク組成物が拡がった後、時間を置いて硬化すればグロス調になり、インク滴がレンズ状のまま硬化すればマット調になる。
本発明の別の態様は、本発明のインク組成物を用いた印刷物である。本発明の印刷物は、加飾層と、加飾層上に位置する層とを備え、ここで、加飾層上に位置する層は、上述した本発明のインク組成物により形成される層であり、クリア層であることが好ましい。本発明のインク組成物および本発明の印刷方法の説明において記載した内容については、本発明の印刷物にも当てはまることである。
本発明の印刷物の一実施態様において、加飾層は、基材や基材上に位置する下塗り層などの表面の少なくとも一部に配置されている。すなわち、本発明の印刷物は、基材と、基材上に位置する加飾層と、加飾層上に位置し、本発明のインク組成物により形成される層とを備える印刷物とすることができ、また、基材と、基材上に位置する下塗り層、下塗り層上に位置する加飾層と、加飾層上に位置し、本発明のインク組成物により形成される層とを備える印刷物とすることもできる。
本発明の印刷物の一実施態様において、本発明のインク組成物により形成される層は、加飾層の少なくとも一部を覆う層であるが、本発明のインク組成物により形成される層は、加飾層の表面全体を覆う層であることが好ましい。
本発明の印刷物の一実施態様において、基材や下塗り層などの表面の一部に加飾層が存在しない箇所がある場合には、本発明のインク組成物より形成される層は、基材や下塗り層などの表面に配置されていてもよい。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
<インク調製方法>
表1~5に示す成分を表1~5に示す量(質量部)で含有する混合物を撹拌・溶解させ均一にした後、濾過を行い、実施例1~43及び比較例1~10に示す活性エネルギー線硬化型インクジェットインクを調製した。
以下に、表に示される成分の詳細を示す。
<光重合性化合物>
化合物名/製品名(メーカー)、分子量(g/mol)、Tg(K)
1) アクリロイルモルホリン(KJケミカルズ株式会社)、141、418
2) N-ビニルカプロラクタム(BASF)、139、363
3) (3-エチルオキセタン-3-イル)メチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社)、170、275
4) (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(大阪有機化学工業株式会社)、200、266
5) 環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート(大阪有機化学工業株式会社)、200、300
6) テトラヒドロフルフリルアクリレート(共栄社化学株式会社)、156、261
7) イソボルニルアクリレート(共栄社化学株式会社)、208、361
8) アダマンチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社)、206、426
9) ジシクロペンタニルアクリレート(昭和電工マテリアルズ株式会社)、206、393
10) ジシクロペンテニルアクリレート(昭和電工マテリアルズ株式会社)、204、393
11) 4-tertBuシクロヘキシルアクリレート(Sartomer)、210、307
12) トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(共栄社化学株式会社)、304、383
13) EBECRYL800(ダイセル・オルネクス株式会社)、<5000、非開示
14) アロニックス M-6250(東亞合成株式会社)、<5000、318
15) アロニックス M-8100(東亞合成株式会社)、<5000、436
16) アロニックス M-7100(東亞合成株式会社)、<5000、378
17) フェノキシエチルアクリレート(共栄社化学株式会社)、192、278
18) フェノキシジエチレングリコールアクリレート(共栄社化学株式会社)、236、260
19) ベンジルアクリレート(共栄社化学株式会社)、162、279
20) ヒドロキシエチルアクリレート(共栄社化学株式会社)、116、258
21) ラウリルアクリレート(共栄社化学株式会社)、240、270
22) 1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(共栄社化学株式会社)、226、336
23) ペンタエリスリトールトリアクリレート(共栄社化学株式会社)、298、305
24) ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学株式会社)、578、383
25) EBECRYL8402(ダイセル・オルネクス株式会社)、<5000、287
<光重合開始剤>
化合物名(メーカー)、分子量(g/mol)
26) 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(BASF)、348
27) 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(BASF)、419
<紫外線吸収剤>
製品名(メーカー)、分子量(g/mol)
28) Tinuvin 400(BASF)、647
29) Tinuvin 405(BASF)、584
30) Tinuvin 479(BASF)、非開示
31) Tinuvin 900(BASF)、448
32) Tinuvin PS(BASF)、267
<ラジカル捕捉剤>
化合物名/製品名(メーカー)、分子量(g/mol)、官能基数
33) EVERSORB 90(Everlight Chemical)、481、2
34) Tinuvin 123(BASF)、737、2
35) メチルハイドロキノン(精工化学株式会社)、124、1
36) ジブチルヒドロキシトルエン(東京化成工業株式会社)、220、2
<樹脂>
製品名(メーカー)、樹脂系統
37) CAB551-00.1(Eastman)、セルロースアセテートブチレート
38) エスレック BL-2(積水化学株式会社)、ポリビニルアセタール
39) AddBond LTH(Evonik)、変性ポリエステル
<吐出安定性>
活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物を用いたインクジェットプリンタによって画像を基材上に印刷し、その吐出安定性を下記の基準に従い目視で評価した。なお、インクジェットプリンタの印字ヘッドから基材までの距離を1.5mmに設定して印刷を行った。結果を表1~5に示す。
[評価基準]
◎:ノズル詰まりを起こすことなく、所定の位置に印刷することが容易にでき、吐出量、硬化タイミングの調節によって任意の印刷面が得られる。
○:ノズル詰まりを起こすことなく、所定の位置に印刷することができるが、吐出量、硬化タイミングの調整に制限を要する。
△:ノズル詰まりは発生しないが、わずかに飛行曲りが発生する。
×:ノズル詰まりが発生して、吐出に抜けが生じ、更には、インクを所定の位置に付着できず、綺麗な印刷面を得ることができない。
<耐候性試験1.耐黄変性>
促進耐候性(JIS K 5600-7-7:2008に準拠)
アルミニウム基材上に、ポリ塩化ビニル製のシートを張り、その上にバーコーター#10にて実施例1~43及び比較例1~10に示す活性エネルギー線硬化型インクジェットインクを塗布した後、活性エネルギー線(主波長385nm)を照射して充分に硬化させた硬化膜上のL*a*b*測色値と、促進耐候性試験を1500時間後の測色値との色差ΔEを求め、以下の基準に基づいて評価した。結果を表1~5に示す。
[評価基準]
◎:試験前の測色値との色差ΔEが2未満
○:試験前の測色値との色差ΔEが2以上3未満
△:試験前の測色値との色差ΔEが3以上5未満
×:試験前の測色値との色差ΔEが5以上
<耐候性試験2.耐クラック性>
促進耐候性(JIS K 5600-7-7:2008に準拠)
<耐候性試験1.耐黄変性>と同様の方法で硬化膜を作製し、促進耐候性試験を実施した。
試験時間1500時間まで実施した後、以下の基準に基づいて、塗膜外観を目視で評価した。結果を表1~5に示す。
[評価基準]
◎:試験時間1500時間後もクラックが全くない。
〇:試験時間1200-1500時間にクラックが発生。
△:試験時間1000-1200時間後にクラックが発生。
×:試験時間1000時間前にクラックが発生。
<耐ブロッキング性>
実施例1~43、比較例1~10のインクについて、各々エステルフィルムE5000(東洋紡株式会社製)上にバーコーター #10を用いてインクを塗布した後、活性エネルギー線(主波長385nm)を照射して充分に硬化させ、印刷物を作製した。印刷物の硬化膜全体が覆われるように、未印刷のエステルフィルムE5000を硬化膜上部に重ねた。更に、上部から0.200g/cmの加重を加え、25℃雰囲気下で1日間放置し、下記の基準により、耐ブロッキング性を評価した。結果を表1~5に示す。
[評価基準]
◎:完全に滑らかにフィルム同士が剥がれ、膜潰れ等の外観異常がない
○:フィルム同士がやや音を立てて剥がれるが、膜潰れ等の外観異常がない
△:フィルム同士を剥がした際に、僅かに膜潰れがある
×:フィルム同士を剥がした際に、塗膜の剥離が発生する
<付着性>
上記耐候性試験1と同様の方法で得た印刷物について、印刷層に1mm幅100マスのクロスカットを施した。その後、クロスカット面を中心として90°に折り曲げ、セロハンテープを十分に接着させて、セロハンテープを剥がし、付着性の評価を以下に示す基準に従って行った。結果を表1~5に示す。
[評価基準]
◎:カット部に剥離が確認されない。
○:カット部に5%未満の剥離が確認された。
△:カット部に5%以上20%未満の剥離が確認された。
×:カット部に20%以上の剥離が確認された。
<延伸性>
実施例1~43、比較例1~10のインクについて、背面に剥離紙が付いたポリ塩化ビニル製のシート上にバーコーター #10を用いてインクを塗布した後、活性エネルギー線(主波長385nm)を照射して充分に硬化させ、印刷物を作製した。その後、縦50mm×横10mmにカットし、背面の剥離紙を剥がし測定用試料を得た。
測定用試料について、23℃にて島津製作所社製精密万能試験機オートグラフAG-1 100kNを用い、ロードセル:100N、測定温度:23℃、引っ張り速度:20mm/minの速度で引っ張り試験を行って、以下の算出式で塗膜の伸び率を算出した。破断の判定は目視で行い、目視にてヒビが確認された時点で破断とした。結果を表1~5に示す。
{(引っ張り試験での破断時の測定用試料長さ-試験前の測定用試料長さ)/(試験前の測定用試料長さ)}×100=延伸率(%)
[評価基準]
○:100%以上
△:50%以上、100%未満
×:50%未満
Figure 2022157092000001

Figure 2022157092000002
Figure 2022157092000003
Figure 2022157092000004
Figure 2022157092000005
Figure 2022157092000006
Figure 2022157092000007
Figure 2022157092000008
Figure 2022157092000009
Figure 2022157092000010
表中の「(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物/インク組成物」は、インク組成物中における(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物の割合(質量%)を示す。
表中の「(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性/インク組成物」は、インク組成物中における(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物の割合(質量%)を示す。
表中の「(A3)ポリエステル構造を有する多官能光重合性化合物/インク組成物」は、インク組成物中における(A3)ポリエステル構造を有する2官能以上の多官能光重合性化合物の割合(質量%)を示す。
表中の「単官能重合性化合物/光重合性化合物」は、光重合性化合物中における単官能光重合性化合物の割合(質量%)を示す。

Claims (9)

  1. (A)光重合性化合物、(B)光重合開始剤、(C)紫外線吸収剤を含む、表面保護層形成用インク組成物であって、(A)光重合性化合物が(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物と(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物を少なくとも含み、(A)光重合性化合物中の単官能光重合性化合物の割合が75~95質量%の範囲内であることを特徴とする、表面保護層形成用インク組成物。(ただし、(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物および(A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物を構成する前記環状構造は、芳香環を有しない環状構造である。)
  2. (A)光重合性化合物が(A3)ポリエステル構造を有する2官能以上の多官能光重合性化合物を含むことを特徴とする、請求項1に記載の表面保護層形成用インク組成物。
  3. インク組成物中の(A1)ヘテロ原子を含む環状構造を有する単官能光重合性化合物の量が30~90質量%の範囲内であることを特徴とする、請求項1または2に記載の表面保護層形成用インク組成物。
  4. (A2)ヘテロ原子を含まない環状構造を有する単官能光重合性化合物が、イソボルニル(メタ)アクリレートを含まないことを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の表面保護層形成用インク組成物。
  5. (C)紫外線吸収剤が、波長385nmにおけるモル吸光係数が1.5×10(l・mol-1・cm-1)以下である紫外線吸収剤を少なくとも含むことを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の表面保護層形成用インク組成物。
  6. さらにメチルハイドロキノン(MEHQ)及びブチルヒドロキシトルエン(BHT)以外の(D)ラジカル捕捉剤を含有することを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載の表面保護層形成用インク組成物。
  7. (D)ラジカル捕捉剤が、ヒンダードアミン系化合物を含むことを特徴とする、請求項6に記載の表面保護層形成用インク組成物。
  8. (A)光重合性化合物の合計光重合性官能基モル数AMと(D)ラジカル捕捉剤のモル数DMの比AM/DMが10以上であることを特徴とする、請求項6または7に記載の表面保護層形成用インク組成物。
  9. さらに樹脂を含有することを特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載の表面保護層形成用インク組成物。
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