JP6126378B2 - Uv−led光硬化型インクジェット印刷用インク組成物 - Google Patents
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Description
また、本発明は、着色剤を含有することが好ましい。
また、上記3官能及び4官能の(メタ)アクリレートモノマーが、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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、及び、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明においては、「UV−LED光」とは、「発光ピーク波長を350〜420nmの範囲とする紫外線を発生する発光ダイオードから照射される光」と定義する。
本発明のインク組成物中にビニロキシエトキシエチルアクリレートと、3官能及び/又は4官能の(メタ)アクリレートモノマーとを特定量含有させることにより、UV−LED光に対する硬化性に優れ、硬化後の耐擦性及び印刷対象物への密着性が良好となり、更に、粘度が12mPa・s以下と低粘度でありながら高い引火点及び低皮膚刺激性を維持することが可能となる。また、省エネルギー、高速・高精細対応のインクジェットヘッドからの常温で良好な吐出安定性を有するものとなる。
なお、本明細書において、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、25℃、50rpmの条件で測定したときの粘度である。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。
上記ビニロキシエトキシエチルアクリレートの含有量は、55〜73質量%であることが好ましく、上記3官能及び/又は4官能の(メタ)アクリレートモノマーの含有量は、7〜20質量%であることが好ましい。
上記光重合開始剤としては、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を含有する。また、必要に応じて、本発明のインク組成物は、チオキサントン系光重合開始剤を硬化性の向上のために含有していてもよい。
そこで、このような色味の変化の影響を受けやすい後述により詳細を説明するホワイトインク組成物及びクリアーインク組成物では、光重合開始剤として、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を含むが、チオキサントン系光重合開始剤は含まないようにする。
上記界面活性剤としては、使用するインクジェットヘッドに応じて、吐出安定性を改良する観点から、従来からインク組成物に使用されているシリコーン系界面活性剤等が好ましい。上記シリコーン系界面活性剤の具体例としては、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性メチルアルキルポリシロキサン等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を併用して用いることができる。
このような着色剤としては、通常の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物で従来から使用されている顔料、染料を特に制限なく使用できるが、耐光性の点より、有機顔料又は無機顔料等の顔料が好ましい。
まず、イエローインク組成物として使用するためのイエロー顔料としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 1、2、3,12、13、14、16、17、42、73、74、75、81、83、87、93、95、97、98、108、109、114、120、128、129、138、139、150、151、155、166、180、184、185、213等が挙げられ、好ましくは、C.I.Pigment Yellow150、155、180、213等が挙げられる。
マゼンタインク組成物として使用するためのマゼンタ顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 5、7、12、22、38、48:1、48:2、48:4、49:1、53:1、57、57:1、63:1、101、102、112、122、123、144、146、149、168、177、178、179、180、184、185、190、202、209、224、242、254、255、270、C.I.Pigment Violet 19等が挙げられ、好ましくは、C.I.Pigment Red 122、202、Pigment Violet 19等が挙げられる。
シアンインク組成物として使用するためのシアン顔料としては、例えば、C.I.Pigment Blue 1、2、3、15、15;1、15;2、15:3、15:4、15:6、16、18,22、27、29、60等で、好ましくは、C.I.Pigment Blue15:4等が挙げられる。
ブラックインク組成物として使用するためのブラック顔料としては、例えば、カーボンブラック(C.I.Pigment Black 7)等が挙げられる。
ホワイトインク組成物として使用するためのホワイト顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム等が挙げられ、好ましくは、アルミナ、シリカ等の種々の材料で表面処理された酸化チタンが挙げられる。
上記顔料分散剤は、顔料の分散性、本発明のインク組成物の保存安定性を向上させるために使用するもので、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。
上記添加剤としては、具体的には、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、保湿剤等が挙げられる。
なお、本明細書において粘度とは、E型粘度計(商品名:RE100L型粘度計、東機産業社製)を用いて、25℃、50rpmの条件で測定した粘度を意味する。
<顔料分散剤>
アジスパー(登録商標)PB821(味の素株式会社製)
ソルスパース56000(日本ルーブリゾール社製)
<光重合性化合物>
VEEA:ビニロキシエトキシエチルアクリレート(日本触媒社製)
IBXA:イソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業社製)
SR339A:フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製)
V#160:ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業社製)
SR351:トリメチロールプロパントリアクリレート(サートマー社製)
SR454:エトキシ化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート(サートマー社製)
SR494:エトキシ化(4)ペンタエリスリトールテトラアクリレート(サートマー社製)
<光重合開始剤>
TPO:2,4,6−trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide(LAMBERTI社製)
DETX:2,4−ジエチルチオキサントン(Lambson社製)
<界面活性剤>
BYK−315(シリコーン系界面活性剤、BYK Chemie社製)
<UV−LED光硬化型インクジェット印刷用インクの調製>
<ブラックインク組成物>
顔料(ピグメントブラック7)と顔料分散剤(アジスパーPB821、味の素株式会社製)と光重合性化合物とを表1の配合組成(質量%)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、光重合開始剤と界面活性剤とを表1の配合組成(質量%)となるように配合し、実施例6、参考例1〜5及び7〜18、比較例1〜4に係るブラック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(ソルスパース56000、日本ルーブリゾール社製)と光重合性化合物とを表1の配合組成(質量%)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、光重合開始剤と界面活性剤とを表1の配合組成(質量%)となるように配合し、参考例8〜9に係るイエロー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(ソルスパース56000、日本ルーブリゾール社製)と光重合性化合物とを表1の配合組成(質量%)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、光重合開始剤と界面活性剤とを表1の配合組成(質量%)となるように配合し、参考例10〜12、比較例5に係るシアン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(ソルスパース56000、日本ルーブリゾール社製)と光重合性化合物とを表1の配合組成(質量%)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、光重合開始剤と界面活性剤とを表1の配合組成(質量%)となるように配合し、参考例13〜14に係るマゼンタインク組成物を得た。
酸化チタンと顔料分散剤(アジスパーPB821、味の素株式会社製)と光重合性化合物とを表1の配合組成(質量%)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、光重合開始剤と界面活性剤とを表1の配合組成(質量%)となるように配合し、参考例15〜16に係るホワイトインク組成物を得た。
表1の配合組成(質量%)となるように各成分を配合し、参考例17〜18に係るクリアーインク組成物を得た。
実施例6、参考例1〜5、7〜18及び比較例1〜5で得られた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℃、ローター回転速度50rpmの条件で、粘度(mPa・s)を測定した。結果を表2に示す。
実施例6、参考例1〜5、7〜18及び比較例1〜5で得られた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(℃)を測定した。結果を表2に示す。
実施例6、参考例1〜5、7〜18及び比較例1〜5で得られたインク組成物をユーピロン(三菱エンジニアリングプラスチックス社製)に#4のバーコーターで塗布した。次いで、フォセオン・テクノロジー社製UV−LED光ランプを用いて硬化させた。
下記の方法で、UV−LED光ランプを利用した時の硬化性、密着性、耐溶剤性、耐擦性を評価した。結果を表2に示す。
フォセオン・テクノロジー社製UV−LED光ランプにて、ランプとインクの塗布面との距離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の照射エネルギーの積算量(mJ/cm2)を評価した。
表面のタックがなくなるまで硬化させた各インク組成物の硬化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を貼り、これを引き剥がすことにより硬化塗膜の剥離具合を以下の基準で評価した。
○:硬化塗膜の剥離なし
△:硬化塗膜の剥離があったが剥離面積が20%未満
×:硬化塗膜の剥離面積が20%以上
学振型堅牢度試験機(大栄科学精器製作所製)を用いて、イソプロピルアルコールをしみ込ませた晒し布で500gの荷重をかけて、10回インク組成物の硬化塗膜を擦ったときの、硬化塗膜の溶解の具合を判断するために、晒し布の汚染と擦られた硬化塗膜面の状態を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:晒し布の汚染、硬化塗膜の損耗が共に認められない
△:晒し布が汚染されるが、硬化塗膜の損耗が観察されない
×:晒し布が汚染され、硬化塗膜の損耗もある
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目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:塗膜の取られ無し
△:塗膜が少し取られるが、基材が見えない
×:塗膜の取られが有り、基材が見える
25℃の雰囲気温度下に、低粘度インク用の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、実施例6、参考例1〜5、7〜18及び比較例1〜5で得られた各インク組成物とを24時間置き、インクジェット記録装置及び各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、各インク組成物を用いてユーピロン(三菱エンジニアリングプラスチックス社製)上に連続的に印字し、以下の基準で評価した。
○:印刷の乱れがなく、安定して吐出できる
×:印刷の乱れがある、又は安定して吐出できない
Claims (4)
- 光重合性化合物、光重合開始剤、及び、界面活性剤を含有するUV−LED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、ビニロキシエトキシエチルアクリレートを55〜80質量%、4官能の(メタ)アクリレートモノマーを7〜20質量%含有し、
前記光重合開始剤として、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を5〜20質量%含有し、
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ときの引火点が70℃以上であり、25℃における粘度が12mPa・s以下である
ことを特徴とするUV−LED光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
(ただし、前記光重合性化合物として、3官能の(メタ)アクリレートモノマーを含有する場合、前記3官能の(メタ)アクリレートモノマーと前記4官能の(メタ)アクリレートモノマーとの合計の含有量が20質量%を超える場合を除く。) - 光重合性化合物として、ビニロキシエトキシエチルアクリレートを55〜73質量%、4官能の(メタ)アクリレートモノマーを7〜20質量%含有し、
光重合開始剤として、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を8〜20質量%含有する請求項1記載のUV−LED光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。 - 更に、着色剤を含有する請求項1又は2記載のUV−LED光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
- 3官能及び/又は4官能の(メタ)アクリレートモノマーは、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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、及び、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種である請求項1、2又は3記載のUV−LED光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
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