JP5618997B2 - 光硬化型インクジェット印刷用インク組成物及び印刷物 - Google Patents
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Description
しかし、この様なインクジェットインキを使用して印刷物を製造した場合、ポリ塩化ビニル系シートへの密着性は良好となるが、コックリング(基材がたわむ現象)が起こりやすくなるという問題を有している。
また、この光硬化型インクジェット印刷用インクの用途として屋外の大型宣伝広告以外に、屋外用シール用途での使用も要求され、光硬化型インクジェット印刷用インクを硬化して得られる硬化膜の延伸性も要求されるようになってきている。
この提案により、発光ダイオード光に対する硬化性や印刷性能は改善され良好となった。
また、上述の本発明者らが先に提案した光硬化型インクジェット印刷用インク組成物は、硬化後の硬化膜の延伸性について改善の余地を残すものであった。
また、本発明は、(3)アクリル化アミン化合物として、2個の光重合性官能基が(メタ)アクリロイル基であり、アミン価が130〜142KOHmg/gである化合物を用いる上記(1)項又は(2)項に記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物に関する。
また、本発明は、(4)更に、顔料を含有する上記(1)項、(2)項又は(3)項に記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物に関する。
また、本発明は、(5)インクジェット印刷時の液温における粘度が20mPa・s以下である上記(1)項、(2)項、(3)項又は(4)項に記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物に関する。
また、本発明は、(6)厚さ5μm、幅25mm、長さ50mmの硬化膜を形成したときに、該硬化膜の延性が200%以上である光硬化型インクジェット印刷用インク組成物に関する。
なお、本明細書において、上記硬化膜の延性とは、下記方法により測定される値を意味する。
光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を用いて形成した厚さ5μ、幅25mm、長さ50mmの硬化膜を、引張試験機(安田精社製)を用いて、荷重範囲0〜10kgf、引張速度30mm/minの条件で硬化膜の表面が断裂するまで、硬化膜の長さ方向に引張る。
そして、下記式により算出される値を延性とする。
(硬化膜の表面が断裂するまでの硬化膜の長さ/引張試験を行う前の長さ)×100(%)
以下、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物及びそれを用いて得られる印刷物について具体的に説明する。
そして、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を構成する光重合性化合物として、ベンジルアクリレートを使用する。光硬化型インクジェット印刷用インク組成物で利用する従来の光重合性化合物において、粘度の低いものは総じて発光ダイオード光に対する硬化性が良好であるが、引火点が低いという傾向がある。このため、吐出性の向上を目的としてインク粘度を低下させるために、低粘度の光重合性化合物を利用すると、同時に引火点も低下してしまう場合が多い。これに対して、ベンジルアクリレートは、低粘度である割には引火点があまり低下しない。また、ベンジルアクリレートと分子内に2個の光重合性官能基及び2個のアミノ基を有するアクリル化アミン化合物を併用使用することで、発光ダイオード光に対する硬化性を良好に維持することができるという特徴を有する。
また、ベンジルアクリレートは、硬化膜の延伸性を良好にすることができる特徴を有する。この様な特徴から、本発明ではベンジルアクリレートを、分子内に2個の光重合性官能基及び2個のアミノ基を有するアクリル化アミン化合物と併用し、更に後述する他の光重合性化合物と併用することにより、引火点を低下させずある程度維持したまま粘度の低下を図ることができる。また、本発明は、発光ダイオード光に対する硬化性にも優れ、更に密着性、コックリング防止性にも優れ、得られる硬化膜の延伸性に優れるインク組成物とすることができたのである。
なお、本明細書において、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基又はメタクリロイル基を意味する。
上記2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、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、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、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A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S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。なかでも、1,6−ヘキサンジ(メタ)アクリレートが好ましい。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
また、本発明では、ベンジルアクリレートを使用するため、粘度が低くなりすぎ、タックが出てくる傾向となる。このため、イソボニルアクリレート及び/又はテトラヒドロフルフリルアクリレートを上記光硬化型インクジェット印刷用インク組成物中に5〜40質量%含有させることが好ましい。上記含有量が5質量%未満であると、粘度低下、タックを充分に抑制できないことがあり、40質量%を超えると、密着性が低下する傾向にある。
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ク組成物のLED硬化性を促進させることができる。
また、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物には、必要に応じ着色剤を含有させることができる。上記着色剤としては、光硬化型インクジェット印刷用インク組成物において従来から使用されているものを特に制限なく使用できるが、インク組成物に良好に分散し、耐光性の優れた顔料が好適に用いられる。上記顔料としては、有機顔料又は無機顔料のいずれであってもよい。
無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラ、黒鉛、鉄黒、酸化クロムグリーン、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
顔料分散剤としては、従来から使用されているものを特に制限なく使用できるが、その中でも高分子分散剤を使用することが好ましい。このような顔料分散剤としては、カルボジイミド系分散剤、ポリエステルアミン系分散剤、脂肪酸アミン系分散剤、変性ポリアクリレート系分散剤、変性ポリウレタン系分散剤、多鎖型高分子非イオン系分散剤、高分子イオン活性剤等が挙げられる。これら顔料分散剤は単独で又は2種以上を混合して使用できる。
本明細書において、上記インクジェット印刷時の液温とは、以下の条件によるインク組成物の温度である。すなわち、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を使用して室温(25℃)でインクジェット印刷をする場合は、上記印刷時の液温とは室温である。一方、インクジェット印刷装置のインクタンクを加熱して、室温より高い温度で印刷する場合には、実際に印刷するときに加温されているインクタンクの温度である。
なお、上記印刷時の液温は、多くは室温であるが、60℃未満であることが好ましい。
上記インクジェット印刷時の液温における粘度とは、E型粘度計(商品名:RE100L型粘度計、東機産業社製)を用いて測定したものである。
本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を印字する基材としては、ターポリンや塩化ビニル樹脂シート等のポリ塩化ビニル系シートが好ましいが、従来から紫外線インクジェット印刷用インク組成物に印字されている基材(紙、プラスチックフィルム、カプセル、ジェル、金属箔、ガラス、木材、布等)であれば問題なく印字できる。
例えば、基材への吐出(画像の印字)は、上記光硬化型インクジェット印刷用インク組成物をインクジェット記録方式用プリンター装置のプリンターヘッドに供給し、このプリンターヘッドから被記録材に塗膜の膜厚が1〜20μmとなるように該インク組成物を吐出することにより行うことができる。光での露光、硬化(画像の硬化)は、画像として被記録材に塗布された該インク組成物に光を照射することにより行うことができる。
すなわち、本発明はまた、ポリ塩化ビニル系シートに、上記光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を1〜20μmの膜厚で印刷した後、光硬化して得られることを特徴とする印刷物である。
<顔料分散剤>
アジスパー(登録商標)PB821(味の素株式会社製)
<光重合性化合物>
CN371;
(REACTIVE AMINE COINITIATOR、SARTOMER社製、アミン価137、アミノ基2個とアクリロイル基2個含有)
CN373;
(REACTIVE AMINE COINITIATOR、SARTOMER社製、アミン価235、アミノ基1個とアクリロイル基2個含有)
V#160;ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業社製)
V−CAP;N−ビニルカプロラクタム(ISPジャパン社製)
IBOX;イソボニルアクリレート
SR−285R;テトラヒドロフルフリルアクリレート(SARTOMER社製)
<光重合開始剤>
TPO;2,4,6−trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide(LAMBERTI社製)
IRGACURE819;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(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)
IRGACURE907(開始剤機能発現波長260〜340nm、240nm以下、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)
<増感剤>
DETX;2,4−ジエチルチオキサントン
<添加剤>
BYK−315(シリコーン添加剤、BYK Chemie社製)
<光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の調製>
<ブラック>
顔料(ピグメントブラック7)と顔料分散剤(ソルスパーズ24000、日本ルーブリゾール社製)と顔料誘導体(ソルスパーズ5000、日本ルーブリゾール社製)と光重合性化合物(イソボニルアクリレート)とを配合比率(質量比)が20/8/1/71となるように配合した混合物を、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を用いて、表1の配合組成(質量%)となるように各成分を配合し、実施例1〜7、比較例1〜8の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を得た。
顔料(ピグメントイエロー150)と顔料分散剤(ソルスパーズ24000、日本ルーブリゾール社製)と光重合性化合物(1,6−ヘキサンジオールジアクリレート)とを配合比率(質量比)が16/6.4/77.6となるように配合した混合物を、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を用いて、表1の配合組成(質量%)となるように各成分を配合し、実施例8の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を得た。
顔料(ピグメントブルー15:4)と顔料分散剤(ソルスパーズ24000、日本ルーブリゾール社製)と光重合性化合物(イソボニルアクリレート)とを配合比率(質量比)が20/8/72となるように配合した混合物を、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を用いて、表1の配合組成(質量%)となるように各成分を配合し、実施例9の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を得た。
顔料(ピグメントレッド122)と顔料分散剤(ソルスパーズ24000、日本ルーブリゾール社製)と光重合性化合物(イソボニルアクリレート)とを配合比率(質量比)が16/9.6/74.4となるように配合した混合物を、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を用いて、表1の配合組成(質量%)となるように各成分を配合し、実施例10の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を得た。
今回行う印刷試験では、印刷時のインク組成物の液温が25℃であるため、実施例1〜10、比較例1〜8で得られた光硬化型インクジェット印刷用インク組成物について、E型粘度計(商品名:RE100L型粘度計、東機産業社製)を使用して、温度25℃の条件で、粘度を測定した。結果を表2に示す。
実施例1〜10、比較例1〜8で得られた光硬化型インクジェット印刷用インク組成物について、JIS K2265に準拠した方法に従って、セタ密閉式引火点測定試験器を使用して、アルミニウムブロックで一定温度に保持し、引火点の測定を行った。結果を表2に示す。
実施例1〜10、比較例1〜8で得られた光硬化型インクジェット印刷用インク組成物をポリ塩化ビニルシート(Flontlit Grossy 120g、Cooley社製)に#4のバーコーターで塗布た。次いでヘレウス社製Z−8ランプ(水銀ランプ)又はフォセオン・テクノロジー社製LEDランプを用いて硬化させた。下記の方法で硬化速度、LED硬化速度、密着性、耐溶剤性、耐摩擦性を評価した。結果を表2に示す。
ヘレウス社製Z−8ランプ(水銀ランプ)を用いて、60W×23m/min、距離13cm(UV積算光量30mJ/cm2)の照射条件で表面のタックがなくなるまでのパス回数にて評価した。
フォセオン・テクノロジー社製LEDランプにて、1秒間40mJ/cm2となる照射条件で表面のタックがなくなるまでの回数にて評価した。
各塗膜をクロスカットし、セロハンテープによりインキの剥離具合を以下の基準で評価した。
○;塗膜の取られなし
×;塗膜の取られあり
学振型堅牢度試験機(大栄科学精器製作所製)を用いて、IPA(イソプロピルアルコール)をしみ込ませた晒し布で500g×10回塗膜を擦ったときの、塗膜の取られ具合を以下の基準で評価した。
○;塗膜の取られなし
△;塗膜が少し取られる
×;塗膜の取られあり
学振型堅牢度試験機(大栄科学精器製作所製)を用いて、晒し布で500g×100回塗膜を擦ったときの、塗膜の取られ具合を以下の基準で評価した。
○;塗膜の取られなし
△;塗膜が少し取られる
×;塗膜の取られあり
ポリ塩化ビニルシート(Flontlit Grossy 120g、Cooley社製)に#12のバーコーターにて塗布し、UV照射して得られたシートの裏面のしわ(収縮具合)を以下の基準で評価した。
○;非塗工部同様塗工部に収縮がない状態
×;非塗工部に比べ塗工部に収縮があり盛り上がっている状態
実施例1〜10、比較例1〜8で得られた光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を用いて形成した厚さ5μ、幅25mm、長さ50mmの硬化膜を、引張試験機(安田精社製)を用いて、荷重範囲0〜10kgf、引張速度30mm/minの条件で硬化膜の表面が断裂するまで、硬化膜の長さ方向に引張り、下記式により算出される値を伸び率(延性)とした。
(硬化膜の表面が断裂するまでの硬化膜の長さ/引張試験を行う前の長さ)×100(%)
25℃の雰囲気温度下に、ピエゾ型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、上記実施例1〜10、比較例1〜8の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物とを24時間おき、装置及びインク組成物の温度を25℃とした。その後25℃の雰囲気温度下で、それらを用いてポリ塩化ビニルシート(Flontlit Grossy 120g、Cooley社製)上へ連続して印字し、各画像を得た。上記各光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の吐出性は良好で所定の膜厚(10μm)の画像が得られた。
Claims (7)
- 少なくとも、光重合性化合物、光重合開始剤及び増感剤を含有する光硬化型インクジェット印刷用インク組成物であって、
前記光重合性化合物として、ベンジルアクリレートと、N−ビニルカプロラクタムと、分子内に2個の光重合性官能基及び2個のアミノ基を有するアクリル化アミン化合物とを含有し、
さらに前記ベンジルアクリレートの含有量が、光硬化型インクジェット印刷用インク組成物中に20〜65質量%であり、
前記光重合開始剤として、波長450〜300nmの光により開始剤機能が発現する化合物を含有し、
前記増感剤として、波長400nm以上の光により増感機能が発現する化合物を含有するものであり、
JIS K2265に準拠した方法でセタ密閉式引火点測定装置を用いて測定した引火点が70℃以上である
ことを特徴とする光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。 - 更に、イソボニルアクリレート及び/又はテトラヒドロフルフリルアクリレートを光硬化型インクジェット印刷用インク組成物中に5〜40質量%含有することを特徴とする請求項1記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
- アクリル化アミン化合物として、2個の光重合性官能基が(メタ)アクリロイル基であり、アミン価が130〜142KOHmg/gである化合物を用いる請求項1又は2記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
- 更に、顔料を含有する請求項1、2又は3記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
- インクジェット印刷時の液温における粘度が20mPa・s以下である請求項1、2、3又は4記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
- 厚さ5μm、幅25mm、長さ50mmの硬化膜を形成したときに、該硬化膜の延性が200%以上である請求項1、2、3、4又は5記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
- ポリ塩化ビニル系シートに請求項1、2、3、4、5又は6記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を1〜20μmの膜厚で印刷した後、光硬化して得られることを特徴とする印刷物。
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