JP4852953B2 - インク組成物およびそれを用いた画像形成方法 - Google Patents
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Description
本発明は、インク組成物およびそれを用いた画像形成方法に関し、詳細には、紫外線により硬化し、その硬化（重合）速度が高く、低粘度、低毒性である、紫外線硬化型のインク組成物およびそれを用いた画像形成方法に関する。
インクジェット記録方法は、インク組成物の小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方法である。このインクジェット記録方法は、高解像度、高品位な画像を、高速で印刷することができるという特徴を有するものである。インクジェット記録方法に使用されるインク組成物は、水性溶媒を主成分とし、これに色材成分および目詰まりを防止する目的でグリセリン等の湿潤剤を含有したものが一般的である。
また、水性インク組成物が浸透し難い紙、布類、または、浸透しない金属、プラスチック等の素材、例えばフェノール、メラミン、塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂から製造される板、フィルムなどの記録媒体に印字する場合、インク組成物には、色材を安定して記録媒体に固着させることができる成分を含有することが要求される。特に、プリント配線基盤等に印刷を行う場合、インク組成物には、速乾性や耐薬剤性が要求される。
この様な要求に対しては、従来、紫外線照射により高分子化する成分を含んでなるインク組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、色材、紫外線硬化剤、光重合開始剤等を含んでなる紫外線硬化型インク組成物が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。これらのインク組成物およびインクジェット記録方法によれば、記録媒体へのインク組成物の滲みを防止し、画質を向上させることができるとされている。
上記のような、紫外線を照射することにより高分子化する成分を含んでなるインク組成物を用いた記録方法にあっては、インク組成物を記録媒体に付着させた後、紫外線を照射する。すると、インク組成物中の光重合開始剤がラジカル等を生成し、これによって、オリゴマー、モノマーが重合を開始して硬化するため、インク組成物中の色材が記録媒体上に固着する。この固着によって、膜強度、耐溶剤性や色濃度が高く、そして滲みやムラの少ない印字が実現できるものと考えられる。
なお、従来の紫外線硬化インク組成物に使用されるモノマーに関して、一般的に硬化性の高いものは一次皮膚刺激性（ＰＩＩ、Primary Irritation Index）が高く、ＰＩＩの低いものは硬化性も低いといった特性の有る事が知られている。よって、従来の紫外線硬化インク組成物は重合速度を高くする為に、原材料にＰＩＩが５以上の材料を使用している事が多く、取り扱いに注意を有するものであり、使用に当たって、局所排気設備の使用等の設備負担が必要であり、好ましいものではなかった。
また、紫外線硬化の重合速度は、一般的に、使用するモノマーの分子量が低いほど高い傾向にある。
また、紫外線硬化の重合速度は、一般的に、使用するモノマーの分子量が低いほど高い傾向にある。
上記のＰＩＩの高低と硬化性（速度）の高低との関係、及び、紫外線硬化重合速度の高低と使用するモノマーの分子量の高低との関係から、（類似構造であれば、）使用モノマー分子量が低い程、重合速度は高いがＰＩＩも高く、使用モノマー分子量が高い程、ＰＩＩは低いが重合速度も低く、さらに粘度も高くなる（例えば、低ＰＩＩ化にはアクリレートモノマーよりもメタクリレートモノマーが有効であるが、重合速度が低下し、さらに高粘度になる。）。
また、低いＰＩＩおよび重合速度を向上させる策として、多官能モノマーの使用も有利であるが、高粘度化してしまう。高粘度のインク組成物を低粘度化する為には揮発性の高い（常温で揮発する）有機溶剤（ＶＯＣ）を多く使用せざるを得ず、環境面から見ても好ましいものではなかった。
また、低いＰＩＩおよび重合速度を向上させる策として、多官能モノマーの使用も有利であるが、高粘度化してしまう。高粘度のインク組成物を低粘度化する為には揮発性の高い（常温で揮発する）有機溶剤（ＶＯＣ）を多く使用せざるを得ず、環境面から見ても好ましいものではなかった。
前述の通り、低ＰＩＩ化と重合速度の向上と低粘度化の要求に対して、様々な試みが為されたが、「高重合速度・低ＰＩＩ値・低粘度」をすべて満たすインク組成物の開発は達成されていない。
したがって、本発明は、上記間題点を解決するためになされたもので、硬化（重合）速度が高く、低粘度、低毒性である、紫外線硬化型のインク組成物を提供することを目的とする。
したがって、本発明は、上記間題点を解決するためになされたもので、硬化（重合）速度が高く、低粘度、低毒性である、紫外線硬化型のインク組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、銑意検討を重ねた結果、以下の構成を採用することによって、上記目的が達成され、本発明を成すに至った。
即ち本発明は、以下の通りである。
（１）単官能モノマーを５０〜７０重量％、二官能モノマーを１０〜３０重量％、多官能モノマーを１〜１０重量％の配合比で含有するインク組成物。
（２）色材をさらに含有する前記（１）のインク組成物。
（３）前記単官能モノマー、二官能モノマーおよび多官能モノマーは、そのＰＩＩ値がいずれも２以下である前記（１）のインク組成物。
（４）粘度が２５℃で１０ｍＰａ・ｓ以下である前記（１）のインク組成物。
（５）無溶剤である前記（１）のインク組成物。
（６）単官能モノマーが、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロイルモルホリン、フェノキシエチルアクリレートおよびイソボルニルアクリレートから選択される一種、または二種以上である前記（１）のインク組成物。
（７）単官能モノマーとして、少なくともＮ−ビニルホルムアミドを含有する前記（６）のインク組成物。
（８）前記（１）〜（７）のいずれかのインク組成物の小滴を飛翔させ、記録媒体に付着させた後、紫外線発光ダイオードで紫外線照射する画像形成方法。
即ち本発明は、以下の通りである。
（１）単官能モノマーを５０〜７０重量％、二官能モノマーを１０〜３０重量％、多官能モノマーを１〜１０重量％の配合比で含有するインク組成物。
（２）色材をさらに含有する前記（１）のインク組成物。
（３）前記単官能モノマー、二官能モノマーおよび多官能モノマーは、そのＰＩＩ値がいずれも２以下である前記（１）のインク組成物。
（４）粘度が２５℃で１０ｍＰａ・ｓ以下である前記（１）のインク組成物。
（５）無溶剤である前記（１）のインク組成物。
（６）単官能モノマーが、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロイルモルホリン、フェノキシエチルアクリレートおよびイソボルニルアクリレートから選択される一種、または二種以上である前記（１）のインク組成物。
（７）単官能モノマーとして、少なくともＮ−ビニルホルムアミドを含有する前記（６）のインク組成物。
（８）前記（１）〜（７）のいずれかのインク組成物の小滴を飛翔させ、記録媒体に付着させた後、紫外線発光ダイオードで紫外線照射する画像形成方法。
通常、インク組成物中に、安全面や環境面に配慮して、ＰＩＩ≦２の単官能モノマーを使用すると、粘度を低く設計することが可能となるが、重合速度が遅くなり硬化するまでに時間がかかるということと、硬化収縮により硬化表面がざらつくという問題がある。また、二官能モノマーや多官能モノマーを併用することにより、硬化時間の短縮は可能になるが、その量が多くなると粘度が増大するためインクジェットプリンタでは印字不能となる。
これに対して、本発明のインク組成物は、単官能モノマー、二官能モノマー及び多官能モノマーのインク組成物に対する配合比を、それぞれ５０〜７０重量％、１０〜３０重量％、１〜１０重量％とすることにより、低粘度と高重合速度が達成できた。
また、単官能モノマーとして、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ）を用いることによって、低毒性、低粘度、高重合速度がより確実に達成できた。
また、本発明の紫外線硬化型インク組成物は、紫外線照射光源として一般的に使用される水銀灯ランプ以外に、紫外線発光ダイオードを用いて画像形成が可能であり、極めて高い実用性を有するものである。
これに対して、本発明のインク組成物は、単官能モノマー、二官能モノマー及び多官能モノマーのインク組成物に対する配合比を、それぞれ５０〜７０重量％、１０〜３０重量％、１〜１０重量％とすることにより、低粘度と高重合速度が達成できた。
また、単官能モノマーとして、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ）を用いることによって、低毒性、低粘度、高重合速度がより確実に達成できた。
また、本発明の紫外線硬化型インク組成物は、紫外線照射光源として一般的に使用される水銀灯ランプ以外に、紫外線発光ダイオードを用いて画像形成が可能であり、極めて高い実用性を有するものである。
以下、本発明のインク組成物およびそれを用いた画像形成方法について詳細に説明する。
本発明に係るインク組成物は、単官能モノマーを５０〜７０重量％、二官能モノマーを１０〜３０重量％、三官能以上の多官能モノマーを１〜１０重量％の配合比で含有することを特徴としている。
本発明に係るインク組成物は、単官能モノマーを５０〜７０重量％、二官能モノマーを１０〜３０重量％、三官能以上の多官能モノマーを１〜１０重量％の配合比で含有することを特徴としている。
本発明のインク組成物に含まれる単官能モノマー、二官能モノマー、多官能モノマーとしては、何れも用いることができるが、何れのモノマーも、ＰＩＩ値が２以下であることが好ましい。
本発明のインク組成物に使用し得る、ＰＩＩ値が２以下の、単官能モノマー、二官能モノマー及び多官能モノマーを以下の表１に例示する。
なお、上記表中の粘度は２５℃における測定値である。
好ましい単官能モノマーとしては、Ｎ−ビニルホルムアミド、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、アクリロイルモルホリンであり、その中でもＮ−ビニルホルムアミド、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレートがより好ましく、さらに好ましくは、Ｎ−ビニルホルムアミドである。
また、本発明のインク組成物に含まれる単官能モノマー、二官能モノマー及び多官能モノマーは、それぞれ、１種で用いても良く、２種以上で用いても良い。
また、本発明のインク組成物に含まれる単官能モノマー、二官能モノマー及び多官能モノマーは、それぞれ、１種で用いても良く、２種以上で用いても良い。
本発明のインク組成物に含まれる、光重合開始剤とは、例えば、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍ程度の領域の紫外線を吸収しラジカルまたはイオンを生成して前述のモノマーの重合を開始させるものである。
本発明において用いられる光重合開始剤は、代表的なものとして、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、ベンジル、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、２−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、ポリ塩化ポリフェニル、ヘキサクロロベンゼン等が挙げられ、好ましくは、イソブチルベンゾインエーテル、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムである。
また、Ｖｉｃｕｒｅ１０、３０（Ｓｔａｕｆｆｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４、６５１、２９５９、９０７、３６９、１７００、１８００、１８５０、８１９、Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３（チバ スペシャルティ ケミカルズ社製）、ＱｕａｎｔａｃｕｒｅＣＴＸ、ＩＴＸ（Ａｃｅｔｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）、Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ（ＢＡＳＦ社製）の商品名で入手可能な光重合開始剤も使用することができる。
また、本発明のインク組成物には、重合可能な化合物として、前述のモノマーの他に、オリゴマーを含有していても良い。
本発明のインク組成物に使用できるオリゴマーとは、中程度の大きさの相対分子質量をもつ分子で、相対分子質量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２〜２０回程度の繰返しで構成された構造をもつものをいう。また、本発明において用いられるオリゴマーは、光重合性プレポリマー、ベースリジンまたはアクリルオリゴマーと呼ばれるものでもある。
本発明のインク組成物に使用できるオリゴマーとは、中程度の大きさの相対分子質量をもつ分子で、相対分子質量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２〜２０回程度の繰返しで構成された構造をもつものをいう。また、本発明において用いられるオリゴマーは、光重合性プレポリマー、ベースリジンまたはアクリルオリゴマーと呼ばれるものでもある。
オリゴマーは、官能基としてアクリロイル基を１〜数個有しているため、紫外線照射等によりモノマー等と重合反応を起こして架橋し重合する性質を有している。
本発明において用いられるオリゴマーは、例えば骨格を構成する分子構造により、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレート等が挙げられ、好ましくは、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレートである。
本発明に用いられるオリゴマーは、分子量が５，０００〜２０，０００程度の範囲のもの、好ましくは７，０００〜１０，０００程度の範囲のものが使用される。
本発明において用いられるオリゴマーは、例えば骨格を構成する分子構造により、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレート等が挙げられ、好ましくは、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレートである。
本発明に用いられるオリゴマーは、分子量が５，０００〜２０，０００程度の範囲のもの、好ましくは７，０００〜１０，０００程度の範囲のものが使用される。
本発明のインク組成物には重合促進剤が含まれていても良い。
本発明のインク組成物に含まれる重合促進剤としては、特に限定されないが、Ｄａｒｏｃｕｒ ＥＨＡ、ＥＤＢ（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）等が挙げられる。
本発明のインク組成物に含まれる重合促進剤としては、特に限定されないが、Ｄａｒｏｃｕｒ ＥＨＡ、ＥＤＢ（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）等が挙げられる。
また、その他の重合促進剤としては、重合性官能基を有する微粒子等が挙げられる。
重合性官能基を有する微粒子の作用機構としては、明確ではないが、インク組成物中に含有されることにより、該微粒子の表面にモノマー成分が吸着し、該微粒子の表面に吸着されたモノマーは、重合開始剤により発生したラジカルが逃げることがなくなるため、効率よく重合に寄与されることになるものと推測される。
重合性官能基を有する微粒子の作用機構としては、明確ではないが、インク組成物中に含有されることにより、該微粒子の表面にモノマー成分が吸着し、該微粒子の表面に吸着されたモノマーは、重合開始剤により発生したラジカルが逃げることがなくなるため、効率よく重合に寄与されることになるものと推測される。
重合性官能基を有する微粒子とは、特に限定されないが、一般的に体質顔料と称されるもので、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化カルシウム等の無機化合物が例示され、特に、シリカ、アルミナ等の透明なものも好適に使用できる。
また、該微粒子が有する重合性官能基としては、特に限定されず、アクリロイル基、メタクリロイル基等が例示され、さらに、１つ以上の二重結合を有する重合性官能基とすることも可能である。
該微粒子の大きさとしては、特に限定されないが、粒径が１０〜１００ｎｍのものが好ましい。
また、該微粒子が有する重合性官能基としては、特に限定されず、アクリロイル基、メタクリロイル基等が例示され、さらに、１つ以上の二重結合を有する重合性官能基とすることも可能である。
該微粒子の大きさとしては、特に限定されないが、粒径が１０〜１００ｎｍのものが好ましい。
該重合性官能基を有する微粒子の調製方法は、特に限定されないが、シラノール等のシラン化合物のゾルゲル反応によって、水酸基等を多数有するシラン系の微粒子を作製し、該水酸基に重合性官能基を付与できるような化合物と反応させる方法が挙げられる。
本発明のインク組成物における、該重合性官能基を有する微粒子の含有量としては、特に限定されず、使用形態、条件、インク組成物の粘度と重合性の関係等に応じて適宜選択されるべきものであるが、インク組成物全量に対し１０質量％以下であることが好ましい。
また、本発明のインク組成物を有色インクとする場合には、必要な色材を添加する。この場合に使用される色材は、染料、顔料のいずれであってもよいが、インク組成物の不溶化あるいは増粘等の作用によって、インク組成物中の着色成分の浸透を抑制する場合には、インク中に溶解している染料よりも分散している顔料の方が有利である。
使用される染料としては、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料、反応性染料、分散染料、建染染料、可溶性建染染料、反応分散染料、など通常インクジェット記録に使用される各種染料を使用することができる。
使用される顔料としては、特別な制限なしに無機顔料、有機顔料を使用することができる。
使用される顔料としては、特別な制限なしに無機顔料、有機顔料を使用することができる。
無機顔料としては、酸化チタンおよび酸化鉄に加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。また、有機顔料としては、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、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など）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用することができる。
顔料の具体例としては、カーボンブラックとして、三菱化学社製の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Ｒｅｇａｌ ４００Ｒ、同３３０Ｒ、同６６０Ｒ、Ｍｏｇｕｌ Ｌ、同７００、Ｍｏｎａｒｃｈ ８００、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、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ 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。
イエローインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１６、１７、７３、７４、７５、８３、９３、９５、９７、９８、１０９、１１０、１１４、１２８、１２９、１３８、１５０、１５１、１５４、１５５、１８０、１８５等が挙げられる。
また、マゼンタインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、１１２、１２２、１２３、１６８、１８４、２０２、２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントヴァイオレット １９等が挙げられる。
さらに、シアンインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５：３、１５：４、６０、１６、２２が挙げられる。
また、マゼンタインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、１１２、１２２、１２３、１６８、１８４、２０２、２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントヴァイオレット １９等が挙げられる。
さらに、シアンインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５：３、１５：４、６０、１６、２２が挙げられる。
その他の成分としてインク組成物の保存性を高めるために、重合禁止剤を２００〜２００００ｐｐｍ添加することが出来る。紫外線硬化型のインクは加熱、低粘度化して射出することが好ましいので、熱重合によるヘッド詰まり等を防ぐためにも重合禁止剤を入れることが好ましい。
この他に、必要に応じて界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加することが出来る。
また、記録媒体との密着性を改善するため、極微量の有機溶剤を添加することも可能である。この場合、耐溶剤性やＶＯＣの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は５％以下、好ましくは３％以下である。しかし、本発明のインク組成物は無溶剤であることがより好ましい。
この他に、必要に応じて界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加することが出来る。
また、記録媒体との密着性を改善するため、極微量の有機溶剤を添加することも可能である。この場合、耐溶剤性やＶＯＣの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は５％以下、好ましくは３％以下である。しかし、本発明のインク組成物は無溶剤であることがより好ましい。
また、インク色剤による遮光効果のため、感度を防ぐ手段として、開始剤寿命の長いカチオン重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
また、本発明のインク組成物は、粘度が、２５℃で１０ｍＰａ・ｓ以下であることが、使用上好ましい。
また、本発明のインク組成物は、粘度が、２５℃で１０ｍＰａ・ｓ以下であることが、使用上好ましい。
本発明のインク組成物は、公知慣用の全ての画像記録・印刷方法に適用できる。例えば、インクジェット法、オフセット法、グラビア法、感熱転写法などの画像記録・印刷刷方法を適用できる。特に、本発明のインク組成物はインクジェット記録に適している。
本発明のインク組成物を用いるインクジェット記録方法にあっては、インク組成物を記録媒体付着させた後に、紫外線光を照射する。照射された紫外線光によって光重合開始剤がラジカル等を生じ、これによって、モノマー（オリゴマーを含む場合はオリゴマーも）が重合反応を開始してインク組成物が記録媒体に固着する。これにより、金属やプラスチック等の水性媒体を浸透することが不可能な媒体表面にも鮮明でかつ膜強度、耐薬剤性に優れた印字を行うことができるものと考えられる。
本発明のインク組成物を用いるインクジェット記録方法にあっては、インク組成物を記録媒体付着させた後に、紫外線光を照射する。照射された紫外線光によって光重合開始剤がラジカル等を生じ、これによって、モノマー（オリゴマーを含む場合はオリゴマーも）が重合反応を開始してインク組成物が記録媒体に固着する。これにより、金属やプラスチック等の水性媒体を浸透することが不可能な媒体表面にも鮮明でかつ膜強度、耐薬剤性に優れた印字を行うことができるものと考えられる。
本発明の好ましい態様によれば、紫外線照射を行う場合、紫外線照射量は、１００ｍＪ／ｃｍ2以上、好ましくは５００ｍＪ／ｃｍ2以上であり、また、１０，０００ｍＪ／ｃｍ2以下、好ましくは５，０００ｍＪ／ｃｍ2以下の範囲で行う。かかる程度の範囲内における紫外線照射量であれば、十分硬化反応を行うことができ、また紫外線照射によって色剤が退色してしまうことも防止できるので有利である。
紫外線照射は、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、高圧水銀ランプ等のランプが挙げられる。例えばＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプ等の市販されているものを用いて行うことができる。
また、紫外線発光ダイオード（紫外線ＬＥＤ）や紫外線発光半導体レーザ等の紫外線発光半導体素子により、紫外線照射を行うことができる。
紫外線発光ダイオードで紫外線照射する画像形成方法の利点は、赤外光を含まず、特定波長域の紫外光のみ出射が可能で、消費電力が小さくて済むことである。
また、本発明のインク組成物を用いるインクジェック記録方法では、紫外線光照射と同時またはその後に加熱してもよい。加熱は、記録媒体に熱源を接触させて加熱する方法、赤外線やマイクロウェーブ（２，４５０ＭＨｚ程度に極大波長を持つ電磁波）などを照射し、または熱風を吹き付けるなど記録媒体に接触させずに加熱する方法などが挙げられる。
また、紫外線発光ダイオード（紫外線ＬＥＤ）や紫外線発光半導体レーザ等の紫外線発光半導体素子により、紫外線照射を行うことができる。
紫外線発光ダイオードで紫外線照射する画像形成方法の利点は、赤外光を含まず、特定波長域の紫外光のみ出射が可能で、消費電力が小さくて済むことである。
また、本発明のインク組成物を用いるインクジェック記録方法では、紫外線光照射と同時またはその後に加熱してもよい。加熱は、記録媒体に熱源を接触させて加熱する方法、赤外線やマイクロウェーブ（２，４５０ＭＨｚ程度に極大波長を持つ電磁波）などを照射し、または熱風を吹き付けるなど記録媒体に接触させずに加熱する方法などが挙げられる。
以下本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
インク組成物１の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）５９ｇ、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、東亞合成社製、アロニックスＭ−２２０）３０ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）５ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物１を調製した。このインク組成物１の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
インク組成物１の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）５９ｇ、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、東亞合成社製、アロニックスＭ−２２０）３０ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）５ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物１を調製した。このインク組成物１の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
〔実施例２〕
インク組成物２の調製
ＮＶＦをイソボルニルアクリレート（大阪有機化学工業社製、ＩＢＸＡ）に代えた以外は、実施例１のインク組成物１の調製と同様にしてインク組成物２を調製した。このインク組成物２の組成と粘度（２５℃）も下記の表２に示す。
インク組成物２の調製
ＮＶＦをイソボルニルアクリレート（大阪有機化学工業社製、ＩＢＸＡ）に代えた以外は、実施例１のインク組成物１の調製と同様にしてインク組成物２を調製した。このインク組成物２の組成と粘度（２５℃）も下記の表２に示す。
〔実施例３〕
インク組成物３の調製
ＮＶＦをフェノキシエチルアクリレート（大阪有機化学工業社製、ビスコート＃１９２）に代えた以外は、実施例１のインク組成物１の調製と同様にしてインク組成物３を調製した。このインク組成物３の組成と粘度（２５℃）も下記の表２に示す。
インク組成物３の調製
ＮＶＦをフェノキシエチルアクリレート（大阪有機化学工業社製、ビスコート＃１９２）に代えた以外は、実施例１のインク組成物１の調製と同様にしてインク組成物３を調製した。このインク組成物３の組成と粘度（２５℃）も下記の表２に示す。
〔実施例４〕
インク組成物４の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、ＮＶＦ ２５ｇ、アクリロイルモルホリン（興人社製、ＡＣＭＯ）３４ｇ、エチレングリコールジメタクリレート（共栄社化学社製、ライトエステルＥＧ）３０ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）５ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物４を調製した。このインク組成物４の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
インク組成物４の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、ＮＶＦ ２５ｇ、アクリロイルモルホリン（興人社製、ＡＣＭＯ）３４ｇ、エチレングリコールジメタクリレート（共栄社化学社製、ライトエステルＥＧ）３０ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）５ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物４を調製した。このインク組成物４の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
〔比較例１〕
インク組成物５の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）９４ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物５を調製した。このインク組成物５の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
インク組成物５の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）９４ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物５を調製した。このインク組成物５の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
〔比較例２〕
インク組成物６の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）５４ｇ、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、東亞合成社製、アロニックスＭ−２２０）３５ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）５ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物６を調製した。このインク組成物６の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
インク組成物６の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）５４ｇ、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、東亞合成社製、アロニックスＭ−２２０）３５ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）５ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物６を調製した。このインク組成物６の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
〔比較例３〕
インク組成物７の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）５４ｇ、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、東亞合成社製、アロニックスＭ−２２０）２０ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）２０ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物７を調製した。このインク組成物７の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
インク組成物７の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）５４ｇ、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、東亞合成社製、アロニックスＭ−２２０）２０ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）２０ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物７を調製した。このインク組成物７の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
〔比較例４〕
インク組成物８の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）４０ｇ、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、東亞合成社製、アロニックスＭ−２２０）４０ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）１４ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物８を調製した。このインク組成物８の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
インク組成物８の調製
容量１００ｍｌの褐色サンプル瓶に、Ｎ−ビニルホルムアミド（ＮＶＦ、荒川化学工業社製、ビームセット７７０）４０ｇ、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、東亞合成社製、アロニックスＭ−２２０）４０ｇ、トリメチロールプロパンＥＯ付加物トリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ，大阪有機化学工業社製、ビスコート＃３６０）１４ｇ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）５ｇ、ＤａｒｏｃｕｒＥＨＡ（チバ スペシャリティ ケミカルズ社製）１ｇを添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して透明なインク組成物８を調製した。このインク組成物８の組成と粘度（２５℃）は下記の表２に示す。
〔実施例５〜２０，比較例５〜２０〕
実施例５〜２０，比較例５〜２０は、いずれも色材，分散剤を含有する着色インク組成物であって、色材および分散剤を添加すること以外は、それぞれ前記実施例１〜４，比較例１〜４のインク組成物の調製に準じて各インク組成物を調製した。
このうち、実施例５〜８，比較例５〜８はブラックインク組成物、実施例９〜１２，比較例９〜１２はシアンインク組成物、実施例１３〜１６，比較例１３〜１６はマゼンタインク組成物、実施例１７〜２０，比較例１７〜２０はイエローインク組成物である。各インク組成物の組成と粘度（２５℃）を、上記ブラックインク組成物については下記の表３に、シアンインク組成物については下記の表４に、マゼンタインク組成物については下記の表５に、イエローインク組成物については下記の表６に、それぞれ示す。
実施例５〜２０，比較例５〜２０は、いずれも色材，分散剤を含有する着色インク組成物であって、色材および分散剤を添加すること以外は、それぞれ前記実施例１〜４，比較例１〜４のインク組成物の調製に準じて各インク組成物を調製した。
このうち、実施例５〜８，比較例５〜８はブラックインク組成物、実施例９〜１２，比較例９〜１２はシアンインク組成物、実施例１３〜１６，比較例１３〜１６はマゼンタインク組成物、実施例１７〜２０，比較例１７〜２０はイエローインク組成物である。各インク組成物の組成と粘度（２５℃）を、上記ブラックインク組成物については下記の表３に、シアンインク組成物については下記の表４に、マゼンタインク組成物については下記の表５に、イエローインク組成物については下記の表６に、それぞれ示す。
前記実施例１〜２０，比較例１〜２０の各インク組成物について、以下の「印字テスト」および「硬化実験」を行い、その評価結果を表２〜６に示した。
（印字テスト）
セイコーエプソン社製のインクジェットプリンタＰＭ−Ｇ９００を利用し、前記の各インク組成物を用いて常温・常圧下にて、記録媒体（ＯＨＰフィルム：富士ゼロックス社製、ＸＥＲＯＸ ＦＩＬＭ＜枠なし＞を用いた。）にベタパターン印刷を実施し、排紙口に設置した紫外線照射装置により、積算光量９０ｍＪ／ｃｍ2になるような硬化条件で印字及び硬化処理を同時に行い、印字及び硬化性を目視評価した。評価指標を以下に示す。
評価指標 Ａ：ドット抜けや飛び散りも無くベタパターンを形成した。
Ｂ：印字中のドット抜けや飛び散りが発生した。
セイコーエプソン社製のインクジェットプリンタＰＭ−Ｇ９００を利用し、前記の各インク組成物を用いて常温・常圧下にて、記録媒体（ＯＨＰフィルム：富士ゼロックス社製、ＸＥＲＯＸ ＦＩＬＭ＜枠なし＞を用いた。）にベタパターン印刷を実施し、排紙口に設置した紫外線照射装置により、積算光量９０ｍＪ／ｃｍ2になるような硬化条件で印字及び硬化処理を同時に行い、印字及び硬化性を目視評価した。評価指標を以下に示す。
評価指標 Ａ：ドット抜けや飛び散りも無くベタパターンを形成した。
Ｂ：印字中のドット抜けや飛び散りが発生した。
（硬化実験）
前記の各インク組成物をガラス基板上に滴下し、ピーク波長３６５ｎｍの紫外線発光ダイオードである（NS365L-5CLA，ナイトライド社製）および（NICHIA i-LED「NCCU033」，日亜化学工業社製）をそれぞれ用いて作製した照射装置を使用し、それぞれ照射面における照射強度が４ｍＷ／ｃｍ2及び２０ｍＷ／ｃｍ2になるように照射して硬化に要する照射時間（秒）を測定し、硬化性の評価を行った。硬化性の評価（硬化状況）を以下に示す。
硬化状況 Ａ：完全硬化。（実用レベル）
Ｂ：硬化。擦ると若干表面にキズがつく。（実用レベル）
Ｃ：硬化。表面が硬化収縮によりざらつく。
なお、表２〜６の「硬化試験」欄に「硬化に要する照射時間（ｓ：秒）／硬化状況」として表示した。
前記の各インク組成物をガラス基板上に滴下し、ピーク波長３６５ｎｍの紫外線発光ダイオードである（NS365L-5CLA，ナイトライド社製）および（NICHIA i-LED「NCCU033」，日亜化学工業社製）をそれぞれ用いて作製した照射装置を使用し、それぞれ照射面における照射強度が４ｍＷ／ｃｍ2及び２０ｍＷ／ｃｍ2になるように照射して硬化に要する照射時間（秒）を測定し、硬化性の評価を行った。硬化性の評価（硬化状況）を以下に示す。
硬化状況 Ａ：完全硬化。（実用レベル）
Ｂ：硬化。擦ると若干表面にキズがつく。（実用レベル）
Ｃ：硬化。表面が硬化収縮によりざらつく。
なお、表２〜６の「硬化試験」欄に「硬化に要する照射時間（ｓ：秒）／硬化状況」として表示した。
表２〜６から明らかなように、本発明に係る実施例１〜２０は、インクジェットプリンタによる印字テストにおいて、紫外線硬化インク組成物がＯＨＰフィルム上で薄膜上に硬化し、また、硬化実験においても短い照射時間で硬化し満足すべき結果を得たが、比較例１〜２０では、印字テスト及び硬化実験のいずれかにおいて不満足な結果であった。特に、単官能モノマーとしてＮＶＦを用いたものは、好ましい粘性を維持しながら、硬化性がより優れていた。
Claims (8)
- Ｎ−ビニルホルムアミド、（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、（２−メチル−２−イソブチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシジエチレングリコールモノアクリレート及びアクリロイルモルホリンの一種、または二種以上からなる単官能モノマーを５０〜７０重量％、
エチレングリコールジメタクリレート、ジ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アクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート及び２−ヒドロキシ−１，３−ジメタクリロキシプロパンの一種、または二種以上からなる二官能モノマーを１０〜３０重量％、
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付加物トリアクリレート、トリメチロールプロパンPO付加物トリアクリレート及びグリセリンPO付加物トリアクリレートの一種、または二種以上からなる多官能モノマーを１〜１０重量％
の配合比で含有し、重合可能な化合物として前記の各モノマー以外のものを含有しない、インクジェット記録用インク組成物。 - 色材をさらに含有する請求項１記載のインクジェット記録用インク組成物。
- 粘度が２５℃で１０ｍＰａ・ｓ以下である請求項１記載のインクジェット記録用インク組成物。
- 無溶剤である請求項１記載のインクジェット記録用インク組成物。
- 前記単官能モノマーが、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロイルモルホリン、フェノキシエチルアクリレートおよびイソボルニルアクリレートから選択される一種、または二種以上である、請求項１記載のインクジェット記録用インク組成物。
- 前記単官能モノマーとして、少なくともＮ−ビニルホルムアミドを含有する、請求項５記載のインクジェット記録用インク組成物。
- インク組成物の小滴を飛翔させ、記録媒体に付着させた後、紫外線発光ダイオードで紫外線照射して画像形成するための請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録用インク組成物。
- 請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録用インク組成物の小滴を飛翔させ、記録媒体に付着させた後、紫外線発光ダイオードで紫外線照射するインクジェット画像形成方法。
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