JP6213164B2 - 金属粉末、紫外線硬化型インクジェット組成物および記録物 - Google Patents
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Description
しかし、これらの方法では、微細なパターンを形成することや、曲面部への適用が困難であるといった問題があった。
他方、顔料または染料を含む組成物による記録媒体への記録方法として、インクジェット法による記録方法が用いられている。インクジェット法では、微細なパターンの形成や、曲面部への記録にも好適に適用できるという点で優れている。また、近年、インクジェット法において、耐擦性、耐水性、耐溶剤性等を特に優れたものとするため等に、紫外線を照射すると硬化する組成物(紫外線硬化型インクジェット組成物)が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、紫外線硬化型インクジェット組成物では、顔料や染料の代わりに、金属粉末を適用しようとした場合、当該金属が本来有している光沢感等の特性を十分に発揮させることができないという問題点があり、また、組成物の安定性(保存安定性)に劣り、ゲル化による粘度上昇による吐出安定性の低下等の問題を引き起こす。
本発明の金属粉末は、複数の粒子を含み、インクジェット方式により吐出される紫外線硬化型インクジェット組成物の製造に用いられる金属粉末であって、
前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含み、
前記イソシアネート化合物は、下記式(1)で表される化学構造を有するものであることを特徴とする。
RNCO (1)
(式(1)中、Rは、CH 3 (CH 2 ) m −であり、mは2以上18以下の整数である。)
これにより、保存安定性に優れ、光沢感、耐擦性に優れたパターン(印刷部)を備えた記録物の製造に好適に用いることのできる紫外線硬化型インクジェット組成物用の金属粉末を提供することができる。
また、紫外線硬化型インクジェット組成物中における金属粉末の分散安定性、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性を特に優れたものとすることができる。また、種々の分散媒に対する分散安定性が向上するため、紫外線硬化型インクジェット組成物中における金属粉末の分散媒(例えば、後に詳述するような重合性化合物)の選択の幅が広がる。また、インクジェット法による紫外線硬化型インクジェット組成物の吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
また、本発明の金属粉末は、複数の粒子を含み、インクジェット方式により吐出される紫外線硬化型インクジェット組成物の製造に用いられる金属粉末であって、
前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含み、
前記イソシアネート化合物は、下記式(2)で表される化学構造を有するものであることを特徴とする。
RfNCO (2)
(式(2)中、Rfは、CF 3 (CF 2 ) m −、または、CF 3 (CF 2 ) m (CH 2 ) l −であり、mは2以上18以下の整数であり、lは1以上18以下の整数である。)
これにより、保存安定性に優れ、光沢感、耐擦性に優れたパターン(印刷部)を備えた記録物の製造に好適に用いることのできる紫外線硬化型インクジェット組成物用の金属粉末を提供することができる。
また、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性を特に優れたものとすることができる。また、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物において、より好適に金属粉末を印刷部の外表面付近に配列(リーフィング)させることができ、製造される記録物の印刷部の光沢感を特に優れたものとすることができる。また、製造される記録物の印刷部の耐擦性を特に優れたものとすることができる。
Alは、本来、各種金属材料の中でも特に優れた光沢感を呈するものであるが、紫外線硬化型インクジェット組成物に、Alで構成された粒子を適用しようとした場合に、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性は特に低いものとなり、ゲル化による粘度上昇による吐出安定性の低下等の問題が特に顕著に発生することを本発明者は見出していた。これに対し、本発明では、表面がAlで構成された粒子を用いた場合であっても、上記のような問題の発生を確実に防止することができる。すなわち、本発明に係る金属粉末が、少なくとも表面が主としてAlで構成された母粒子がイソシアネート化合物で表面処理されたものであることにより、本発明の効果は特に顕著に発揮される。
これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の光沢感、耐擦性等を特に優れたものとすることができる。
本発明の金属粉末では、前記粒子の平均厚さが、10nm以上100nm以下であることが好ましい。
これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の光沢感、耐擦性等をさらに優れたものとすることができる。
これにより、より緻密な表面処理を実現できるため、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性を特に優れたものとし、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の耐候性、耐擦性等を特に優れたものとすることができる。
これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性、長期間にわたる吐出安定性を特に優れたものとすることができるとともに、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物において、金属粉末を印刷部の外表面付近により好適に配列させることができ、金属粉末を構成する金属材料が本来有している光沢感等の特性をより効果的に発揮させることができる。
PORn(OH)3−n (3)
(式(3)中、Rは、CF3(CF2)m−、CF3(CF2)m(CH2)l−、CF3(CF2)m(CH2O)l−、CF3(CF2)m(CH2CH2O)l−、CF3(CF2)mO−、または、CF3(CF2)m(CH2)lO−であり、nは1以上3以下の整数であり、mは2以上18以下の整数であり、lは1以上18以下の整数である。)
これにより、イソシアネート化合物と併用することによる相乗効果が発揮され、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性を特に優れたものとし、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の印刷部の光沢感、耐擦性を特に優れたものとすることができる。
これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の光沢感、高級感をさらに優れたものとすることができる。また、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性、吐出安定性をさらに優れたものとすることができる。
重合性化合物と、複数の粒子からなる金属粉末とを含み、
前記金属粉末は、前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含み、
前記イソシアネート化合物は、下記式(1)で表される化学構造を有するものであることを特徴とする。
RNCO (1)
(式(1)中、Rは、CH 3 (CH 2 ) m −であり、mは2以上18以下の整数である。)
これにより、保存安定性に優れ、光沢感、耐擦性に優れたパターン(印刷部)を備えた記録物の製造に好適に用いることのできる紫外線硬化型インクジェット組成物を提供することができる。
また、紫外線硬化型インクジェット組成物中における金属粉末の分散安定性、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性を特に優れたものとすることができる。また、種々の分散媒に対する分散安定性が向上するため、紫外線硬化型インクジェット組成物中における金属粉末の分散媒(例えば、後に詳述するような重合性化合物)の選択の幅が広がる。また、インクジェット法による紫外線硬化型インクジェット組成物の吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
また、本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物は、インクジェット方式により吐出される紫外線硬化型インクジェット組成物であって、
重合性化合物と、複数の粒子からなる金属粉末とを含み、
前記金属粉末は、前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含み、
前記イソシアネート化合物は、下記式(2)で表される化学構造を有するものであることを特徴とする。
RfNCO (2)
(式(2)中、Rfは、CF 3 (CF 2 ) m −、または、CF 3 (CF 2 ) m (CH 2 ) l −であり、mは2以上18以下の整数であり、lは1以上18以下の整数である。)
これにより、保存安定性に優れ、光沢感、耐擦性に優れたパターン(印刷部)を備えた記録物の製造に好適に用いることのできる紫外線硬化型インクジェット組成物を提供することができる。
また、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性を特に優れたものとすることができる。また、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物において、より好適に金属粉末を印刷部の外表面付近に配列(リーフィング)させることができ、製造される記録物の印刷部の光沢感を特に優れたものとすることができる。また、製造される記録物の印刷部の耐擦性を特に優れたものとすることができる。
これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性を特に優れたものとすることができるとともに、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の印刷部の光沢感、耐擦性を特に優れたものとすることができる。
これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の光沢感、高級感をさらに優れたものとすることができる。また、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性、吐出安定性をさらに優れたものとすることができる。
これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性、吐出安定性を優れたものとしつつ、インクジェット法による吐出後の紫外線硬化型インクジェット組成物の反応性を特に優れたものとし、記録物の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、形成されるパターンの耐擦性等を特に優れたものとすることができる。
本発明の記録物は、本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物を記録媒体上に付与し、その後、紫外線を照射することにより製造されたことを特徴とする。
これにより、光沢感、耐擦性に優れたパターン(印刷部)を有する記録物を提供することができる。
《金属粉末》
まず、本発明の金属粉末(紫外線硬化型インクジェット組成物用粉末)について説明する。
本発明の金属粉末は、複数の粒子を含み、インクジェット方式により吐出される紫外線硬化型インクジェット組成物の製造に用いられるものであって、前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含むものである。
ところで、従来から、光沢感のある外観を呈する装飾品の製造方法として、金属めっきや、金属箔を用いた箔押し印刷、金属箔を用いた熱転写等が用いられてきた。
しかし、これらの方法では、微細なパターンを形成することや、曲面部への適用が困難であるといった問題があった。
まず、金属粉末を構成する粒子の母粒子(イソシアネート化合物による表面処理を受ける粒子)について説明する。
金属粉末を構成する粒子の母粒子は、少なくとも、表面付近を含む領域が金属材料で構成されたものであればよく、例えば、全体が金属材料で構成されたものであってもよいし、非金属材料で構成された基部と、当該基部を被覆する金属材料で構成された被膜とを有するものであってもよい。
このような方法を用いて母粒子を製造する場合、例えば、基材上に、Alで構成された膜の形成(成膜)を行うことにより、母粒子を好適に製造することができる。前記基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルム等を用いることができる。また、基材は、成膜面に離型剤層を有するものであってもよい。
また、上記のような方法で、粉砕を行う場合、前記液体としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼン等の炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールn−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサン等のエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノン、アセトニトリル等の極性化合物を好適に用いることができる。このような液体を用いることにより、母粒子の不本意な酸化等を防止しつつ、母粒子、金属粉末の生産性を特に優れたものとし、また、各粒子間での大きさ、形状、特性のばらつきを特に小さいものとすることができる。
上述したように、本発明に係る金属粉末は、イソシアネート化合物で表面処理されたものである。
イソシアネート化合物としては、分子内に少なくとも1個のイソシアネート基を有する化合物を用いることができる。
RNCO (1)
(式(1)中、Rは、CH3(CH2)m−であり、mは2以上18以下の整数である。)
式(1)中、mは、3以上14以下の整数であるのが好ましく、4以上12以下の整数であるのがより好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
RfNCO (2)
(式(2)中、Rfは、CF3(CF2)m−、または、CF3(CF2)m(CH2)l−であり、mは2以上18以下の整数であり、lは1以上18以下の整数である。)
式(2)中、mは、3以上14以下の整数であるのが好ましく、4以上12以下の整数であるのがより好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
また、イソシアネート化合物として、上記式(1)で表される化学構造を有するものと、上記式(2)で表される化学構造を有するものとを併用してもよい。これにより、上述したような各化合物による効果がともに発揮されるとともに、各化合物による効果が相乗的に作用し合い、上述したような各特性がさらに優れたものとなる。
同一の粒子に対し、複数種の表面処理を施す場合、各表面処理剤に対応する複数の工程に分けて表面処理を行ってもよいし、同一工程で、複数種の表面処理剤による表面処理を行ってもよい。
本発明の金属粉末は、少なくとも、イソシアネート化合物で表面処理されたものであればよく、さらに、イソシアネート化合物以外の化合物(他の表面処理剤)で表面処理されていてもよい。
他の表面処理剤としては、例えば、リン酸アルキルエステル、フッ素系リン酸化合物、フッ素系シラン化合物等が挙げられる。
フッ素系リン酸化合物としては、分子内に少なくとも1個のフッ素原子を有するリン酸化合物を用いることができる。
PORn(OH)3−n (3)
(式(3)中、Rは、CF3(CF2)m−、CF3(CF2)m(CH2)l−、CF3(CF2)m(CH2O)l−、CF3(CF2)m(CH2CH2O)l−、CF3(CF2)mO−、または、CF3(CF2)m(CH2)lO−であり、nは1以上3以下の整数であり、mは2以上18以下の整数であり、lは1以上18以下の整数である。)
式(3)中、mは、3以上14以下の整数であるのが好ましく、4以上12以下の整数であるのがより好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
フッ素系シラン化合物としては、分子内に少なくとも1個のフッ素原子を有するシラン化合物を用いることができる。
R1SiX1 aR2 (3−a) (4)
(式(4)中、R1は、水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された炭化水素基を表し、X1は、加水分解基、エーテル基、クロロ基または水酸基を表し、R2は、炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、aは、1以上3以下の整数である。)
シラン、1,3−(クロロジメチルシリルメチル)ヘプタコサン、((クロロメチル)フェニルエチル)ジメチルクロロシラン、((クロロメチル)フェニルエチル)メチルジクロロシラン、((クロロメチル)フェニルエチル)トリクロロシラン、((クロロメチル)フェニルエチル)トリメトキシシラン、クロロフェニルトリクロロシラン、2−シアノエチルトリクロロシラン、2−シアノエチルメチルジクロロシラン、3−シアノプロピルメチルジエトキシシラン、3−シアノプロピルメチルジクロロシラン、3−シアノプロピルメチルジクロロシラン、3−シアノプロピルジメチルエトキシシラン、3−シアノプロピルメチルジクロロシラン、3−シアノプロピルトリクロロシラン等のシラン化合物が有する水素原子の一部または全部をフッ素原子で置換した構造を有する化合物を挙げることができる。
CnF2n+1(CH2)mSiX1 aR2 (3−a) (5)
(式(5)中、X1は、加水分解基、エーテル基、クロロ基または水酸基を表し、R2は、炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、nは、1以上14以下の整数であり、mは、2以上6以下の整数であり、aは、1以上3以下の整数である。)
パーフルオロアルキルエーテル構造(CnF2n+1O)を有するフッ素系シラン化合物としては、例えば、下記式(6)で表されるものが挙げられる。
CpF2p+1O(CpF2pO)r(CH2)mSiX1 aR2 (3−a) (6)
(式(6)中、X1は、加水分解基、エーテル基、クロロ基または水酸基を表し、R2は、炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、pは1以上4以下の整数であり、rは1以上10以下の整数であり、mは、2以上6以下の整数であり、aは、1以上3以下の整数である。)
リン酸アルキルエステルは、C、H、P、およびOのみを構成元素とするものであるのが好ましい。これにより、イソシアネート化合物と併用することによる相乗効果が発揮され、金属粉末の分散媒への分散性が特に優れたものとなり、分散剤を用いなくても金属粉末の分散状態を保持することができる。
PORn(OH)3−n (7)
(式(7)中、Rは、CH3(CH2)m−、CH3(CH2)m(CH2O)l−、CH3(CH2)m(CH2CH2O)l−、または、CH3(CH2)mO−であり、nは1以上3以下の整数であり、mは2以上19以下の整数であり、lは1以上20以下の整数である。)
式(7)中、mは、3以上19以下の整数であるのが好ましく、4以上17以下の整数であるのがより好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
リン酸アルキルエステルの好ましい具体例としては、例えば、C14H29(O)P(OCH2CH3)2、C16H33(O)P(OCH2CH3)2、C18H37(O)P(OH)2、C18H37(O)P(OH)(OCH2CH3)、C12H25(O)P(OCH2CH3)2、C12H25(O)P(OCH2CH3)2等が挙げられる。
金属粉末の平均粒径は、500nm以上3.0μm以下であるのが好ましく、800nm以上2.5μm以下であるのがより好ましい。これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の光沢感、高級感をさらに優れたものとすることができる。また、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性、吐出安定性をさらに優れたものとすることができる。なお、本明細書では、「平均粒径」とは、体積基準の平均粒径(体積平均粒径(D50))のことを指すものとする。測定装置としては、例えば、レーザー回折・散乱式粒度分析計 マイクロトラックMT−3000(日機装社製)等が挙げられる。
また、金属粉末の最大粒子径は、5μm以下であるのが好ましく、4.5μm以下であるのがより好ましい。これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性、吐出安定性をさらに優れたものとすることができる。
次に、本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物について説明する。
本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物は、インクジェット方式により吐出されるものであり、重合性化合物と、上述したような金属粉末とを含むものである。これにより、保存安定性に優れ、光沢感、耐擦性に優れたパターン(印刷部)を備えた記録物の製造に好適に用いることのできる紫外線硬化型インクジェット組成物を提供することができる。
本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物は、前述したような金属粉末を含むものである。
紫外線硬化型インクジェット組成物中における金属粉末(イソシアネート化合物で表面処理されたもの)の含有率は、0.5質量%以上10.0質量%以下であるのが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下であるのがより好ましい。
重合性化合物は、紫外線の照射により重合し、硬化する成分である。このような成分を含むことにより、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて製造される記録物の耐擦性、耐水性、耐溶剤性等を優れたものとすることができる。
重合性化合物は、液状をなすものであり、紫外線硬化型インクジェット組成物において、金属粉末を分散する分散媒として機能するものであるのが好ましい。これにより、別途、記録物の製造過程において除去される(蒸発する)分散媒を用いる必要がなく、記録物の製造においても、分散媒を除去する工程を設ける必要がないため、記録物の生産性を特に優れたものとすることができる。また、分散媒として一般に有機溶媒として用いられているものを使用する必要がないため、揮発性有機化合物(VOC)の問題の発生を防止することができる。また、重合性化合物を含むことにより、様々な記録媒体(基材)に対する、紫外線硬化型インクジェット組成物を用いて形成される印刷部の密着性を優れたものとすることができる。すなわち、重合性化合物を含むことにより、紫外線硬化型インクジェット組成物は、メディア対応性に優れたものとなる。
また、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、および、ベンジルアクリレートよりなる群から選択される1種または2種以上を含むものである場合、紫外線硬化型インクジェット組成物を硬化させて形成される印刷部の可撓性をさらに優れたものとすることができる。
紫外線硬化型インクジェット組成物は、脂環構造を有するモノマーとして、脂環構造中にヘテロ原子を含む単官能モノマー(芳香族性を示さない複素環を有する単官能モノマー)を含むものであるのが好ましい。これにより、金属粉末の分散安定性を特に優れたものとし、長期にわたって特に優れた吐出安定性が得られる。特に、紫外線硬化型インクジェット組成物が分散剤を含まないものであっても、上記のような優れた効果が得られる。このような単官能モノマーとしては、例えば、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、γ−ブチロラクトン(メタ)アクリレート、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、ペンタメチルピペリジル(メタ)アクリレート、テトラメチルピペリジル(メタ)アクリレート、メバロン酸ラクトン (メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
このようなモノマー(脂環構造を有さないモノマー)としては、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、ジプロピレングリコールジ(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、2−ヒドロキシ3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、および、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートラウリル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、EO変性2エチルヘキシル(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、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2−n−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、テトラエチレングリコールジ(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、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA EO変性ジ(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、ポリエチレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール300ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチル−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール600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、ビスフェノールA EO変性ジ(メタ)アクリレート、PO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、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、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、グリセリンPO付加トリ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタレート、3−(メタ)アクリロイロキシプロピルアクリレート、w−カルボキシ(メタ)アクリロイルオキシエチルフタレート、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ペンタ/ヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられるが、フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、2−ヒドロキシ3−フェノキシプロピルアクリレート、および、4−ヒドロキシブチルアクリレートよりなる群から選択される1種または2種以上を含むものであるのが好ましい。脂環構造を有するモノマーに加えて、このような脂環構造を有さないモノマーを含むことにより、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性、吐出安定性を優れたものとしつつ、インクジェット法による吐出後の紫外線硬化型インクジェット組成物の反応性を特に優れたものとし、記録物の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、形成されるパターンの耐擦性等を特に優れたものとすることができる。
また、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチルを含むものである場合、紫外線を照射した際の紫外線硬化型インクジェット組成物の硬化速度、記録物の生産性をさらに優れたものとすることができる。
紫外線硬化型インクジェット組成物中における脂環構造を有するモノマー以外のモノマーの含有率は、5質量%以上50質量%以下であるのが好ましく、10質量%以上40質量%以下であるのがより好ましい。これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物の硬化速度、可撓性、硬化時における収縮率等の調整がさらに容易になる。なお、紫外線硬化型インクジェット組成物は、脂環構造を有さないモノマーとして2種以上の化合物を含むものであってもよい。この場合、これらの含有率の総和が前記範囲内の値であるのが好ましい。
また、本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物は、下記式(8)で示される部分構造を有する物質Aを含むものであるのが好ましい。
本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物は、金属粉末の分散剤を含むものであってもよい。これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性をより優れたものとすることができる。
特に、本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物は、金属粉末の分散剤として、塩基性で重合体構造を有するもの(以下、「塩基性高分子分散剤」ともいう)を含むものであってもよい。これにより、紫外線硬化型インクジェット組成物の保存安定性をさらに優れたものとすることができる。
塩基性高分子分散剤を構成する重合体構造は、特に限定されないが、例えば、アクリル系の重合体構造(共重合体を含む)、メタクリル系の重合体構造(共重合体を含む)、ポリウレタン系の重合体構造、水酸基含有カルボン酸エステル構造、ポリエーテル系の重合体構造、シリコーン系の重合体構造等が挙げられる。
本発明で用いることのできる塩基性高分子分散剤の具体例としては、DISPERBYK−116(ビックケミー社製)、DISPERBYK−182(ビックケミー社製)、DISPERBYK−183(ビックケミー社製)、DISPERBYK−184(ビックケミー社製)、DISPERBYK−2155(ビックケミー社製)、DISPERBYK−2164(ビックケミー社製)、DISPERBYK−108(ビックケミー社製)、DISPERBYK−112(ビックケミー社製)、DISPERBYK−198(ビックケミー社製)、DISPERBYK−2150(ビックケミー社製)、PAA−1112(日東紡社製)等を挙げることができる。
本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物は、上述した以外の成分(その他の成分)を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、光重合開始剤、スリップ剤(レベリング剤)、溶剤、重合促進剤、重合禁止剤、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、着色剤、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、キレート剤、増粘剤、増感剤(増感色素)等が挙げられる。
これらの中でも、重合性化合物への溶解性および硬化性の観点から、アシルホスフィンオキサイド化合物およびチオキサントン化合物から選択される少なくとも1種が好ましく、アシルホスフィンオキサイド化合物およびチオキサントン化合物を併用することがより好ましい。
紫外線硬化型インクジェット組成物がスリップ剤を含むものであると、レベリング作用により記録物の表面が平滑になり、耐擦性が向上する。
振動式粘度計を用いて、JIS Z8809に準拠して測定される、本発明の紫外線硬化型インクジェット組成物の室温(20℃)での粘度は、20mPa・s以下であるのが好ましく、3mPa・s以上15mPa・s以下であるのがより好ましい。これにより、インクジェット法による液滴吐出を好適に行うことができる。
次に、本発明の記録物について説明する。
本発明の記録物は、上述したような紫外線硬化型インクジェット組成物を記録媒体上に付与し、その後、紫外線を照射することにより製造されたものである。このような記録物は、光沢感、耐擦性に優れたパターン(印刷部)を有するものである。
インクジェット法による紫外線硬化型インクジェット組成物の吐出は、公知の液滴吐出装置を用いて行うことができる。
紫外線源としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、紫外線発光ダイオード(UV−LED)、紫外線レーザダイオード(UV−LD)等を用いることができる。中でも、小型、高寿命、高効率、低コストの観点から、紫外線発光ダイオード(UV−LED)および紫外線レーザダイオード(UV−LD)が好ましい。
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[1]インクジェット組成物(紫外線硬化型インクジェット組成物)の製造
(実施例1)
まず、表面が平滑なポリエチレンテレフタレート製のフィルム(表面粗さRaが0.02μm以下)を用意した。
次に、シリコーンオイルを塗布した面側に、蒸着法により、Alで構成された膜を形成した。
次に、Alの膜が形成されたポリエチレンテレフタレート製のフィルム(基材)を、ジエチレングリコールジエチルエーテルで構成された液体中に入れ、超音波振動を付与した。これにより、鱗片状のAl製の粒子(母粒子となるべき粒子)が得られた。
このようにして得られた金属粉末の平均粒径は0.8μm、最大粒子径は3.0μm、平均厚さは、60nmであった。
金属粒子の構成(母粒子の組成および表面処理に用いる化合物の種類)を表1に示すようにするとともに、インクジェット組成物(紫外線硬化型インクジェット組成物)の調製に用いる原料の種類・比率を変更することにより、表1、表2に示すような組成となるようにした以外は、前記実施例1と同様にしてインクジェット組成物(紫外線硬化型インクジェット組成物)を製造した。
イソシアネート化合物による表面処理を施していないAl製の粒子を金属粉末として用いた以外は、前記実施例1と同様にしてインクジェット組成物(紫外線硬化型インクジェット組成物)を製造した。
(比較例2)
金属粉末として、ガスアトマイズ法を用いて製造された球形状のAl粉末(イソシアネート化合物による表面処理を施していないもの)を用いた以外は、前記比較例1と同様にしてインクジェット組成物(紫外線硬化型インクジェット組成物)を製造した。
イソシアネート化合物としてのCF3(CF2)7(CH2)2NCOの代わりに、イソシアネート化合物ではないCH3(CH2)7O−PO(OH)2を用いて表面処理を行い金属粉末を得た以外は、前記実施例1と同様にしてインクジェット組成物(紫外線硬化型インクジェット組成物)を製造した。
前記実施例1と同様にして得られた鱗片状の金属粉末と、1,2−ヘキサンジオールと、トリメチロールプロパンと、サーフィノール465(日信化学工業社製)と、トリエタノールアミンと、グリセリンと、ポリフロー401(日信化学工業社製)と、イオン交換水とを混合することにより、インクジェット組成物を製造した。すなわち、本比較例のインクジェット組成物は、紫外線の照射により硬化する重合性化合物を含まないものである。
前記各実施例および比較例のインクジェット組成物を用いて、下記に示すような試験による評価を行った。
まず、チャンバー(サーマルチャンバー)内に設置した液滴吐出装置および前記各実施例および比較例のインクジェット組成物を用意し、ピエゾ素子の駆動波形を最適化した状態で、25℃、50%RHの環境下で、各インクジェット組成物について、液滴吐出ヘッドの各ノズルから、2000000発(2000000滴)の液滴の連続吐出を行った。その後、液滴吐出装置の運転を停止し、液滴吐出装置の流路に各インクジェット組成物が充填された状態で、25℃、50%RHの環境下に、360時間放置した。
B:ズレ量dの平均値が0.07μm以上0.14μm未満。
C:ズレ量dの平均値が0.14μm以上0.17μm未満。
D:ズレ量dの平均値が0.17μm以上0.21μm未満。
E:ズレ量dの平均値が0.21μm以上。
チャンバー(サーマルチャンバー)内に設置した液滴吐出装置および前記各実施例および比較例のインクジェット組成物を用意し、ピエゾ素子の駆動波形を最適化した状態で、25℃、50%RHの環境下で、各インクジェット組成物について、液滴吐出ヘッドの全ノズルから、ピエゾ素子の振動数(周波数)を変化させつつ、液滴吐出を行った。各周波数での液滴吐出時間は20分間とした。20分間の吐出後時点で未吐出のノズル数が全ノズル数の1%未満の周波数までを実使用可能な最高周波数として、実使用可能な周波数範囲を以下の4段階の基準に従い、評価した。この値が大きいほど周波数特性に優れていると言える。
A:15kHz以上。
B:11kHz以上15kHz未満。
C:5kHz以上11kHz未満。
D:5kHz未満。
[4.1]沈降性
前記各実施例および比較例のインクジェット組成物を、それぞれ、高さ:3cmのマイクロチューブに入れ、40℃の環境下で静置し、上澄みの透明層(金属粉末が含まれていない層)の厚さが2mmとなるまでの時間を測定し、以下の基準に従い、評価した。
A:上澄みの透明層の厚さが2mmとなるまでの期間が2週間以上。
B:上澄みの透明層の厚さが2mmとなるまでの期間が1週間以上2週間未満。
C:上澄みの透明層の厚さが2mmとなるまでの期間が3日間以上1週間未満。
D:上澄みの透明層の厚さが2mmとなるまでの期間が3日間未満。
前記各実施例および比較例のインクジェット組成物について、40℃の環境下に、60日間放置した後、ろ過精度10μmのメンブレンフィルタを用いて減圧下にて10mL通液した。その後、フィルター上に存在するインクジェット組成物由来の異物(凝集物)の数を数え、以下の基準に従い、評価した。
A:フィルター上に異物(凝集物)が認められない。
B:フィルター上に存在する異物(凝集物)が1個以上4個以下である。
C:フィルター上に存在する異物(凝集物)が5個以上29個以下である。
D:フィルター上に存在する異物(凝集物)が30個以上である。
前記各実施例および比較例のインクジェット組成物について、60℃の環境下に、30日間放置した後、振動式粘度計を用いて、JIS Z8809に準拠して測定された前記各実施例のインクジェット組成物の20℃における粘度を測定し、製造直後からの粘度の上昇率を求め、以下の基準に従い、評価した。
B:粘度の上昇率が10%以上15%未満。
C:粘度の上昇率が15%以上20%未満。
D:粘度の上昇率が20%以上25%未満。
E:粘度の上昇率が25%以上、または、異物の発生が認められる。
前記各実施例および比較例のインクジェット組成物について、エプソン製インクジェットプリンター;PM800Cへ導入し、記録媒体として三菱樹脂(株)製、ダイアホイル G440E(厚さ38μm)を用いて、インク量wet 9g/m2にて、ベタ印刷を行い、印刷後、ただちにLED−UVランプ;フォセオン社製 RX firefly(ギャップ6mm ピーク波長395nm 1000mW/cm2)を用いて紫外線の照射を行い、インクジェット組成物が硬化したか否かを確認し、以下の5段階の基準に従い、評価した。硬化したか否かは、綿棒にて表面をこすって、未硬化のインク組成物が付着しないか否かで判断した。なお、下記A〜Eの照射量に該当するかどうかは、ランプを何秒照射したかによって算出できる。
B:100mJ/cm2以上200mJ/cm2未満の紫外線照射量にて硬化した。
C:200mJ/cm2以上500mJ/cm2未満の紫外線照射量にて硬化した。
D:500mJ/cm2以上1000mJ/cm2未満の紫外線照射量にて硬化した。
E:1000mJ/cm2以上の紫外線照射量にて硬化する。もしくはまったく硬化
しない。
各実施例および比較例のインクジェット組成物を用いて、それぞれ、以下のようにして、記録物としてのインテリアパネルを製造した。
まず、インクジェット組成物をインクジェット装置に投入した。
その後、ポリカーボネート(旭硝子社製、カーボグラス ポリッシュ 2mm厚)を用いて成形した曲面部を有する基材(記録媒体)上に、所定のパターンで、インクジェット組成物を吐出した。
上記のような方法を用いて、各実施例および比較例のインクジェット組成物を用いて、それぞれ、10個のインテリアパネル(記録物)を製造した。
上記のようにして得られた各記録物について、以下のような評価を行った。
[7.1]記録物の外観評価
前記各実施例および比較例で製造した各記録物を目視により観察し、以下の7段階の基準に従い、評価した。
B:高級感に溢れる光沢感を有し、非常に優れた外観を有している。
C:高級感のある光沢感を有し、優れた外観を有している。
D:高級感のある光沢感を有し、良好な外観を有している。
E:光沢感に劣り、外観がやや不良。
F:光沢感に劣り、外観が不良。
G:光沢感に劣り、外観が極めて不良。
前記各実施例および比較例で製造した各記録物のパターン形成部について、光沢度計(MINOLTA MULTI GLOSS 268)を用い、煽り角度60°での光沢度を測定し、以下の基準に従い評価した。
A:光沢度が400以上。
B:光沢度が300以上400未満。
C:光沢度が200以上300未満。
D:光沢度が200未満。
前記各実施例および比較例に係る記録物について、記録物の製造から48時間経過した時点で、サウザーランドラブテスターを用い、JIS K5701に準じ、相紙としてポリエチレンテレフタレート製のフィルム(三菱樹脂社製、ダイアホイルG440E)を用いた耐擦性試験を行い、上記[7.2]で述べたのと同様の方法により、耐擦性試験後の記録物についても光沢度(煽り角度60°)を測定し、耐擦性試験前後での光沢度の低下率を求め、以下の基準に従い評価した。
B:光沢度の低下率が5%以上13%未満。
C:光沢度の低下率が13%以上23%未満。
D:光沢度の低下率が23%以上27%未満。
E:光沢度の低下率が27%以上、または、金属粒子が脱落して記録媒体の表面が
露出したもの。
Claims (15)
- 複数の粒子を含み、インクジェット方式により吐出される紫外線硬化型インクジェット組成物の製造に用いられる金属粉末であって、
前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含み、
前記イソシアネート化合物は、下記式(1)で表される化学構造を有するものであることを特徴とする金属粉末。
RNCO (1)
(式(1)中、Rは、CH 3 (CH 2 ) m −であり、mは2以上18以下の整数である。) - 複数の粒子を含み、インクジェット方式により吐出される紫外線硬化型インクジェット組成物の製造に用いられる金属粉末であって、
前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含み、
前記イソシアネート化合物は、下記式(2)で表される化学構造を有するものであることを特徴とする金属粉末。
RfNCO (2)
(式(2)中、Rfは、CF 3 (CF 2 ) m −、または、CF 3 (CF 2 ) m (CH 2 ) l −であり、mは2以上18以下の整数であり、lは1以上18以下の整数である。) - 前記粒子として、少なくとも表面が主としてAlで構成された母粒子が、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含むものである請求項1または2に記載の金属粉末。
- 前記粒子は、鱗片状をなすものである請求項1ないし3のいずれか1項に記載の金属粉末。
- 前記粒子の平均厚さが、10nm以上100nm以下である請求項4に記載の金属粉末。
- 金属粉末は、前記イソシアネート化合物による表面処理に加え、フッ素系リン酸化合物による表面処理が施されたものである請求項1ないし5のいずれか1項に記載の金属粉末。
- 金属粉末は、同一の前記粒子に、前記イソシアネート化合物による表面処理と、前記フッ素系リン酸化合物による表面処理とが施されたものである請求項6に記載の金属粉末。
- 前記フッ素系リン酸化合物は、下記式(3)で表される化学構造を有するものである請求項6または7に記載の金属粉末。
PORn(OH)3−n (3)
(式(3)中、Rは、CF3(CF2)m−、CF3(CF2)m(CH2)l−、CF3(CF2)m(CH2O)l−、CF3(CF2)m(CH2CH2O)l−、CF3(CF2)mO−、または、CF3(CF2)m(CH2)lO−であり、nは1以上3以下の整数であり、mは2以上18以下の整数であり、lは1以上18以下の整数である。) - 平均粒径が、500nm以上3.0μm以下であり、最大粒子径が、5μm以下である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の金属粉末。
- インクジェット方式により吐出される紫外線硬化型インクジェット組成物であって、
重合性化合物と、複数の粒子からなる金属粉末とを含み、
前記金属粉末は、前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含み、
前記イソシアネート化合物は、下記式(1)で表される化学構造を有するものであることを特徴とする紫外線硬化型インクジェット組成物。
RNCO (1)
(式(1)中、Rは、CH 3 (CH 2 ) m −であり、mは2以上18以下の整数である。) - インクジェット方式により吐出される紫外線硬化型インクジェット組成物であって、
重合性化合物と、複数の粒子からなる金属粉末とを含み、
前記金属粉末は、前記粒子として、イソシアネート化合物で表面処理されたものを含み、
前記イソシアネート化合物は、下記式(2)で表される化学構造を有するものであることを特徴とする紫外線硬化型インクジェット組成物。
RfNCO (2)
(式(2)中、Rfは、CF 3 (CF 2 ) m −、または、CF 3 (CF 2 ) m (CH 2 ) l −であり、mは2以上18以下の整数であり、lは1以上18以下の整数である。) - 前記重合性化合物として、脂環構造を有するモノマーを含む請求項10または11に記載の紫外線硬化型インクジェット組成物。
- 前記脂環構造を有するモノマーは、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、アダマンチルアクリレート、γ−ブチロラクトンアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、ペンタメチルピペリジルアクリレート、テトラメチルピペリジルアクリレート、2−メチル−2−アダマンチル アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル アクリレート、メバロン酸ラクトン アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、アクリロイルモルホリン、テトラヒドロフルフリルアクリレート、シクロヘキサンスピロ−2−(1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート、および、(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よりなる群から選択される1種または2種以上を含むものである請求項12に記載の紫外線硬化型インクジェット組成物。
- 前記脂環構造を有するモノマー以外の重合性化合物として、フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、2−ヒドロキシ3−フェノキシプロピルアクリレート、および、4−ヒドロキシブチルアクリレートよりなる群から選択される1種または2種以上を含むものである請求項12または13に記載の紫外線硬化型インクジェット組成物。
- 請求項10ないし14のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット組成物を記録媒体上に付与し、その後、紫外線を照射することにより製造されたことを特徴とする記録物。
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