JP6341390B2 - UV curable ink, recording method, ink jet recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、紫外線硬化型インクに関する。詳細には、皮膚感作性において安全性が高く、耐溶剤性、耐擦性に優れた印刷物を得ることができる紫外線硬化型インクに関する。また、本発明は、前記紫外線硬化型インクを用いた記録方法及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet curable ink. More specifically, the present invention relates to an ultraviolet curable ink that can provide a printed matter with high safety in skin sensitization and excellent solvent resistance and abrasion resistance. The present invention also relates to a recording method and an ink jet recording apparatus using the ultraviolet curable ink.
近年、画像形成方法として、他の記録方式に比べてプロセスが簡単であり又フルカラー化が容易であり、簡略な構成の装置であっても高解像度の画像が得られる利点があることから、インクジェット記録方式が普及してきた。
インクジェット記録方式に用いるインクとしては、水系インク、溶剤インクとともに紫外線硬化型樹脂を用いた紫外線硬化型インクジェットインクが研究されている。
In recent years, as an image forming method, the process is simpler than other recording methods, and full colorization is easy, and there is an advantage that a high-resolution image can be obtained even with an apparatus having a simple configuration. Recording methods have become widespread.
As an ink used for the ink jet recording method, an ultraviolet curable ink jet ink using an ultraviolet curable resin together with an aqueous ink and a solvent ink has been studied.
紫外線硬化型のインクジェットインクとしてインクヘッドから吐出が可能なインクは、低粘度でなければ吐出困難である。そのため、モノマーは低粘度材料を用いることが多かった。
低粘度材料となるものは、分子量の小さい単官能モノマーであることが多く、単官能モノマーの重合物は鎖状となるため、3次元架橋構造を形成し難い。3次元架橋構造を形成し難いということは塗膜の強度も弱く、耐溶剤性に劣るといえる。印字物の耐性は重要であり、利用に関しては、非浸透性媒体への印刷において、耐溶剤性、耐擦性であると印刷物として好ましい。
Ink that can be ejected from an ink head as an ultraviolet curable inkjet ink is difficult to eject unless it has a low viscosity. For this reason, low-viscosity materials are often used as monomers.
What becomes a low-viscosity material is often a monofunctional monomer having a small molecular weight, and a polymer of the monofunctional monomer is chain-like, so that it is difficult to form a three-dimensional crosslinked structure. The difficulty in forming a three-dimensional crosslinked structure means that the strength of the coating film is weak and the solvent resistance is poor. The durability of the printed matter is important, and for use, it is preferable for the printed matter to have solvent resistance and abrasion resistance in printing on a non-permeable medium.
そのため、二官能以上の多官能モノマーを一定量配合することで、高度に架橋構造が成長した硬化物を得ることが必要である。また、硬化後の塗膜において、モノマー成分が完全に重合することは困難であり、通常はごくわずかに未反応のモノマー成分が残存する。そのため、印刷物に触れた際に残存モノマーが皮膚感作を引き起こさないよう、使用するモノマーは皮膚感作性において安全性が高い必要があるが、そのようなモノマーを使用して、インクジェット印刷方式に適した低粘度のインク組成物を得て、なおかつ硬い硬化物を得ることはこれまで困難だった。 Therefore, it is necessary to obtain a cured product having a highly crosslinked structure by blending a certain amount of a bifunctional or higher polyfunctional monomer. In addition, it is difficult for the monomer component to be completely polymerized in the cured coating film, and usually, very little unreacted monomer component remains. For this reason, the monomer used must be highly safe in terms of skin sensitization so that the residual monomer does not cause skin sensitization when touching the printed matter. It has been difficult to obtain a suitable low-viscosity ink composition and a hard cured product.
紫外線硬化型のインクジェットインクとしては、例えば特許文献1に無溶剤型の紫外線硬化性マーキング用インクが開示されている。前記紫外線硬化性マーキング用インクは、中間製品としてのロット管理や品種分けなどに目印として使用した後のマークを最終製品として出荷時に除去するため、溶剤を用いて簡単に払拭除去することのできるマーキング用インクを目的としており、マーキングが可能であり、かつ、溶剤による払拭除去が可能なインクであり、インク塗膜強度は十分なものでない。また、皮膚感作性についての記載もない。
As the ultraviolet curable ink-jet ink, for example,
本発明は、皮膚感作性において安全性が高く、インク硬化物の溶剤への溶出が少なく、硬い塗膜を作製可能な紫外線硬化型インクを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ultraviolet curable ink that is highly safe in skin sensitization, has little elution of an ink cured product into a solvent, and can produce a hard coating film.
発明者等は鋭意検討を行った結果、SI値が3より低い紫外線硬化型インクであって、紫外線硬化後のインク硬化物重量と、該インク硬化物をアセトン浸漬した後の重量との重量変化における硬化物残量が80重量%以上であり、前記紫外線硬化後のインク硬化物がJIS K5600−5−4における鉛筆引っかき試験で、F以上である紫外線硬化型インクにより、上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。
即ち、本発明は以下の通りである。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention are ultraviolet curable ink having an SI value lower than 3, and the weight change between the weight of the cured ink after ultraviolet curing and the weight after the ink cured product is immersed in acetone. The above-mentioned problem is solved by the ultraviolet curable ink in which the remaining amount of the cured product is 80% by weight or more and the ink cured product after the ultraviolet curing is F or more in the pencil scratch test in JIS K5600-5-4. As a result, the present invention was reached.
That is, the present invention is as follows.
(1)SI値が3より低い紫外線硬化型インクであって、
モノマーとしてγ−ブチロラクトンメタクリレート及びトリメチロールプロパントリメタクリレートを含み、
前記γ−ブチロラクトンメタクリレートを30質量%〜50質量%含有し、
前記γ−ブチロラクトンメタクリレートと前記トリメチロールプロパントリメタクリレートの質量比が40:60〜50:50であり、
重合開始剤とγ−ブチロラクトンメタクリレートの質量比が5:50〜35:50である
ことを特徴とする紫外線硬化型インク。
(2)γ−ブチロラクトンメタクリレートを30.8質量%〜45.5質量%含有する前記(1)に記載の紫外線硬化型インク。
(3)0.3J/cm2以下の積算光量で硬化可能であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の紫外線硬化型インク。
(4)前記(1)〜(3)のいずれかに記載の紫外線硬化型インクを使用し、インクヘッドを60℃に温調し、インクヘッド内部で前記紫外線硬化型インクを加温した状態において、パルス幅4.5マイクロ秒にて16ボルトの電圧を5〜10kHzの周波数で印加して前記紫外線硬化型インクを吐出することを特徴とする記録方法。
(5)前記(1)〜(3)のいずれかに記載の紫外線硬化型インクを使用し、積算光量0.3J/cm2以下で硬化させることを特徴とする記録方法。
(6)少なくともインクを吐出するインクヘッドと、吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射手段とを備えたインクジェット記録装置において、該インクが前記(1)〜(3)のいずれかに記載の紫外線硬化型インクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
(1) An ultraviolet curable ink having an SI value lower than 3,
Comprising γ-butyrolactone methacrylate and trimethylolpropane trimethacrylate as monomers,
Containing 30% by mass to 50% by mass of the γ-butyrolactone methacrylate ,
The mass ratio of the γ-butyrolactone methacrylate and the trimethylolpropane trimethacrylate is 40:60 to 50:50,
An ultraviolet curable ink, wherein the mass ratio of the polymerization initiator and γ-butyrolactone methacrylate is 5:50 to 35:50.
( 2 ) The ultraviolet curable ink according to (1) above, containing 30.8% to 45.5% by mass of γ-butyrolactone methacrylate .
( 3 ) The ultraviolet curable ink as described in (1) or (2) above, which can be cured with an integrated light quantity of 0.3 J / cm 2 or less.
( 4 ) In the state where the ultraviolet curable ink according to any one of (1) to ( 3 ) is used, the temperature of the ink head is adjusted to 60 ° C., and the ultraviolet curable ink is heated inside the ink head. A recording method, wherein a voltage of 16 volts is applied at a frequency of 5 to 10 kHz with a pulse width of 4.5 microseconds to discharge the ultraviolet curable ink.
( 5 ) A recording method, wherein the ultraviolet curable ink according to any one of (1) to ( 3 ) is used and cured at an integrated light amount of 0.3 J / cm 2 or less.
( 6 ) An ink jet recording apparatus comprising at least an ink head for ejecting ink and ultraviolet irradiation means for irradiating the ejected ink with ultraviolet rays, wherein the ink is any one of (1) to ( 3 ). An ink jet recording apparatus, which is an ultraviolet curable ink .
本発明の、SI値が3より低い紫外線硬化型インクであって、紫外線硬化後のインク硬化物重量と、該インク硬化物をアセトン浸漬した後の重量との重量変化における硬化物残量が80重量%以上であり、前記紫外線硬化後のインク硬化物がJIS K5600−5−4における鉛筆引っかき試験で、F以上である、紫外線硬化型インクを使用することで、塗膜の硬度が良好となり、溶剤への溶出が少なく、耐溶剤性に優れた印刷物を得ることができ、耐擦性に優れた印刷物を得ることができる。
前記紫外線硬化型インクジェットインクは、粘度が60℃で15mPa・s以下になることで、市販のインクヘッドよりインクを吐出することが可能であり、開始剤配合量を設定することで、硬化性が良好で粘度も比較的低粘度のインクジェットインクを得ることが可能である。
さらに、本発明の紫外線硬化型インクジェットインクは、積算光量が0.3J/cm2以下で硬化することができ、低エネルギーで硬化可能な紫外線硬化型インクジェットインクを得ることが可能である。
The present invention is an ultraviolet curable ink having an SI value of less than 3, and the remaining amount of the cured product in the weight change between the weight of the ink cured product after ultraviolet curing and the weight of the ink cured product immersed in acetone is 80. By using an ultraviolet curable ink that is not less than wt% and the cured ink after ultraviolet curing is F or more in a pencil scratch test in JIS K5600-5-4, the hardness of the coating film becomes good, There is little elution into the solvent, and a printed matter excellent in solvent resistance can be obtained, and a printed matter excellent in abrasion resistance can be obtained.
The ultraviolet curable ink-jet ink has a viscosity of 15 mPa · s or less at 60 ° C., so that the ink can be ejected from a commercially available ink head. It is possible to obtain an ink jet ink that is good and has a relatively low viscosity.
Furthermore, the ultraviolet curable inkjet ink of the present invention can be cured with an integrated light amount of 0.3 J / cm 2 or less, and an ultraviolet curable inkjet ink that can be cured with low energy can be obtained.
インクジェットインクの場合、インクを吐出させるためにインク粘度が低くなければならない。インク粘度を低くすることができ、硬化性が良好な材料として、単官能モノマーを使用することが有効な方法のひとつである。しかし、単官能モノマーにおける硬化物の結合は鎖状になっており、三次元架橋構造を形成する多官能モノマーと比較して弱く、溶剤に溶出しやすいことに加え、硬化物として強固な力学特性を得られない。しかし、単官能モノマーであっても、重合反応性が良好で光重合により高分子量化するようなものであれば、比較的強固な力学特性が得られる。そのようなモノマーとしてインクジェット用途に比較的多用されるものに、イソボルニルアクリレートやホルマール化トリメチロールプロパンモノアクリレートなどがあるが、前者は8.3、後者は3.6といった高いSI値を有することが確認され、皮膚感作性の観点で毒性が高いことから、使用することは好ましくない。光硬化反応が100%完全に進行することは通常起こりにくく、わずかに未反応モノマーが残存することが普通であるため、印刷物に触れることによって、わずかに残存する未反応モノマーが皮膚感作を引き起こす可能性が考えられるためである。 In the case of inkjet ink, the ink viscosity must be low in order to eject the ink. One effective method is to use a monofunctional monomer as a material that can lower the ink viscosity and has good curability. However, the bond of the cured product in the monofunctional monomer is chain-like, weak compared to the polyfunctional monomer that forms a three-dimensional cross-linked structure, easy to elute into the solvent, and strong mechanical properties as a cured product I can't get it. However, even if it is a monofunctional monomer, relatively strong mechanical properties can be obtained if the polymerization reactivity is good and the molecular weight is increased by photopolymerization. Examples of such monomers that are relatively frequently used in ink jet applications include isobornyl acrylate and formalized trimethylolpropane monoacrylate. The former has a high SI value of 8.3 and the latter 3.6. Therefore, it is not preferable to use it because it is highly toxic from the viewpoint of skin sensitization. 100% complete progression of the photocuring reaction is usually unlikely and slightly unreacted monomer usually remains, so touching the print causes slightly unreacted monomer to cause skin sensitization. This is because there is a possibility.
本発明においては、SI値が3より低い値である単官能(メタ)アクリル酸エステル、SI値が3より低い値である二官能以上の(メタ)アクリル酸エステルを同時に含むことにより、硬化物に架橋構造が形成されインクの塗膜強度を改善することが出来る。また、SI値が3より低い値である化合物を用いているので皮膚感作性において安全であり、さらに単官能(メタ)アクリル酸エステルを含有させることによりインクジェットインクとして吐出可能な低粘度とすることができる。 In the present invention, a monofunctional (meth) acrylic acid ester having an SI value lower than 3 and a bifunctional or higher (meth) acrylic acid ester having an SI value lower than 3 are simultaneously contained to obtain a cured product. A cross-linked structure is formed in the ink, and the strength of the ink coating film can be improved. In addition, since a compound having an SI value lower than 3 is used, it is safe in skin sensitization, and further, by containing a monofunctional (meth) acrylic acid ester, it has a low viscosity that can be ejected as an inkjet ink. be able to.
なお、SI値(Stimulation Index)とは皮膚感作性の程度を示す指標であり、OECDテストガイドライン429などで定められるLLNA法で求められる。SI値が3未満の場合に感作性なしと判断するものであり、このことは例えば次の文献に示されている(参考文献:「機能材料」2005年9月号、Vol.25、No.9、P55)。SI値は小さいほど皮膚感作性の程度が低く、さらに好ましくは2未満、殊更に好ましくは1.6未満であれば、非常に低毒性である。 The SI value (Stimulation Index) is an index indicating the degree of skin sensitization, and is obtained by the LLNA method defined by the OECD test guideline 429 and the like. When the SI value is less than 3, it is determined that there is no sensitization, and this is shown, for example, in the following document (Reference: “Functional Materials”, September 2005, Vol. 25, No. .9, P55). The smaller the SI value is, the lower the degree of skin sensitization is. More preferably, it is less toxic if it is less than 2, more preferably less than 1.6.
本実施の形態におけるSI値の具体的な測定方法を、下記に詳細に説明する。
(SI値の測定方法)
[試験材料]
《陽性対照物質》
陽性対照物質としては、α‐hexylcinnamaldehyde(HCA;和光純薬工業社製)を使用した。
《媒体》
媒体としては、下記で挙げるアセトンとオリーブ油とを、体積比4:1で混合した混合液を使用した。
アセトン(和光純薬工業社製)、
オリーブ油(フヂミ製薬所製品)、を使用した。
A specific method for measuring the SI value in the present embodiment will be described in detail below.
(SI value measurement method)
[Test material]
《Positive control substance》
Α-hexylcinnamaldehyde (HCA; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a positive control substance.
《Medium》
As the medium, a mixed liquid in which acetone and olive oil described below were mixed at a volume ratio of 4: 1 was used.
Acetone (made by Wako Pure Chemical Industries),
Olive oil (product of Fujimi Pharmaceutical) was used.
《使用動物》
被験物質、陽性対照、媒体対照のそれぞれについて、マウスの雌4匹に対して、6日間の検疫を含む8日間の馴化を行った。検疫、馴化期間中、全ての動物に異常は認められなかった。感作開始2日前に測定した体重を用いて、体重層別無作為抽出法で個体の体重が全体の平均体重±20%以内となるように2群(4匹/群)に群分けした。感作開始時の動物の週齢は8〜9週齢であった。群分けにより外れた動物は試験から除外した。
使用した動物は、試験期間を通して尾部への油性インク塗布により識別し、併せてケージはラベルをつけて識別した。
《Animals used》
For each test substance, positive control and vehicle control, 4 female mice were acclimated for 8 days including 6 days of quarantine. During quarantine and habituation, no abnormalities were observed in all animals. Using the body weight measured 2 days before the start of sensitization, it was divided into 2 groups (4 animals / group) so that the body weight of individuals was within 20% of the total average body weight by the random extraction method according to body weight layer. The age of the animals at the start of sensitization was 8-9 weeks. Animals that were excluded by grouping were excluded from the study.
The animals used were identified by applying oil-based ink to the tail throughout the test period, and the cages were identified by labeling.
《飼育環境》
使用動物は、検疫、馴化期間中を含む全飼育期間を通して、温度21〜25℃、相対湿度40〜70%、換気回数10〜15回/時間、明暗サイクル12時間感覚(7時点灯〜19時消灯)に設定したバリアーシステムの飼育室で飼育した。
飼育ケージはポリカーボネイト製ケージを使用した。使用動物は4匹/ケージで飼育した。
飼料は、実験動物用固形飼料MF(オリエンタル酵母工業社製)を使用し、使用動物に自由摂取させた。飲料水は、塩素濃度が略5ppmとなるように次亜塩素酸ナトリウム(ピューラックス、オーヤラックス社製)を添加した水道水を、給水びんにより、使用動物に自由摂取させた。床敷はサンフレーク(モミ材、電気かんな削りくず、日本チャールス・リバー社製)を使用した。飼料及び飼育用器材は、オートクレープ滅菌(121℃、30分間)したものをそれぞれ使用した。
ケージ及び床敷は、群分け時及び耳介リンパ節摂取日(飼育室からの搬出時)に交換し、給水びん及びラックは、群分け時に交換した。
《Creation environment》
Animals are used throughout the entire breeding period including quarantine and acclimatization period, temperature 21 to 25 ° C., relative humidity 40 to 70%, ventilation rate 10 to 15 times / hour, light / dark cycle 12 hours sense (lights from 7 o'clock to 19 o'clock) Breeding in the breeding room of the barrier system set to “off”.
The cage made of polycarbonate was used as the breeding cage. The animals used were kept at 4 / cage.
The feed used was a solid feed MF for experimental animals (manufactured by Oriental Yeast Co., Ltd.), and was used freely by the animals used. The drinking water was allowed to be freely consumed by the animals using a water supply bottle with tap water added with sodium hypochlorite (Purelux, Oyalax) so that the chlorine concentration was about 5 ppm. Sun flakes (fir, electric planer shavings, manufactured by Charles River Japan) were used for the flooring. The feed and breeding equipment were each autoclaved (121 ° C., 30 minutes).
Cages and bedding were exchanged at the time of grouping and the auricular lymph node intake day (at the time of removal from the breeding room), and the water bottles and racks were exchanged at the time of grouping.
[試験方法]
《群構成》
本発明におけるSI値の測定試験で使用した群構成を、表1に示す。
[Test method]
<< Group composition >>
Table 1 shows the group structure used in the SI value measurement test of the present invention.
[調製]
《被験物質》
表2に被験物質の秤量条件を示す。被験物質をメスフラスコに秤量し、媒体を加えながら1mLに定容した。調製液は、遮光した気密容器(ガラス製)に入れた。
[Preparation]
<Test substance>
Table 2 shows the weighing conditions of the test substance. The test substance was weighed into a volumetric flask, and the volume was adjusted to 1 mL while adding the medium. The preparation liquid was put in a light-tight airtight container (made of glass).
《陽性対照物質》
略0.25gのHCAを正確に秤量し、媒体を加えながら1mLとして25.0w/v%液を調製した。調製物は、遮光した気密容器(ガラス製)に入れた。
《BrdU》
5−Bromo−2’−deoxyuridine(BrdU、ナカライテスク社製)200mgをメスフラスコに正確に秤量し、生理食塩液(大塚製薬工業社製)を加えて超音波照射し、溶解させた。その後、20mLに定容して10mg/mL液(BrdU調製液)を調製した。調製液は、滅菌濾過フィルターを用いて濾過滅菌し、滅菌容器に入れた。
《Positive control substance》
Approximately 0.25 g of HCA was accurately weighed, and a 25.0 w / v% solution was prepared as 1 mL while adding the medium. The preparation was placed in a light-tight airtight container (made of glass).
<< BrdU >>
200 mg of 5-Bromo-2′-deoxyuridine (BrdU, manufactured by Nacalai Tesque) was accurately weighed into a volumetric flask, physiological saline (manufactured by Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.) was added, and ultrasonic irradiation was performed for dissolution. Thereafter, the volume was adjusted to 20 mL to prepare a 10 mg / mL solution (BrdU preparation solution). The preparation solution was sterilized by filtration using a sterilized filtration filter and placed in a sterilized container.
《調製時期及び保管期間》
陽性対照物質調製液は感作開始前日に調製し、使用時以外は冷所で保管した。媒体及び被験物質調製液は各感作日に調製した。BrdU液は、投与の2日前に調製し、投与日まで冷所に保管した。
《Preparation time and storage period》
The positive control substance preparation solution was prepared the day before the start of sensitization and stored in a cold place except when it was used. Media and test substance preparations were prepared on each sensitization day. BrdU solution was prepared 2 days before administration and stored in a cold place until the day of administration.
[感作及びBrdU投与]
《感作》
各被験物質及び陽性対照物質の調製液並びに媒体を動物の両耳介にそれぞれ25μLずつ塗布した。塗布には、マイクロピペッターを用いた。この操作を1日1回、3日連続して行った。
《BrdUの投与》
最終感作の略48時間後に1回、BrdU調製液を動物1匹あたり0.5mL腹腔内投与した。
[Sensitization and BrdU administration]
《Sensitization》
25 μL of each test substance and positive control substance preparation and medium were applied to both ears of the animal. A micro pipettor was used for coating. This operation was performed once a day for 3 consecutive days.
Administration of BrdU
About 48 hours after the final sensitization, the BrdU preparation solution was intraperitoneally administered 0.5 mL per animal.
[観察及び検査]
《一般状態》
試験に使用した全動物について、感作開始日から耳介リンパ節採取日(飼育室からの搬出日)まで、1日1回以上観察した。なお、観察日の起算法は、感作開始日をDay1とした。
《体重測定》
感作開始日及び耳介リンパ節採取日(飼育室からの搬出日)に体重を測定した。また、群ごとの体重の平均値及び標準誤差を算出した。
《耳介リンパ節の採取及び重量測定》
BrdU投与の略24時間後に、動物を安楽死させた後、耳介リンパ節を採取した。周囲組織を取り除き、両側耳介リンパ節を一括して重量測定した。また、群ごとの耳介リンパ節重量の平均値及び標準誤差を算出した。重量測定後、個体毎に−20℃に設定されたバイオメディカルフリーザーで凍結保存した。
[Observation and inspection]
《General condition》
All animals used in the test were observed at least once a day from the date of sensitization to the date of collecting auricular lymph nodes (the date of removal from the breeding room). In addition, in the calculation method of the observation date, the sensitization start date was set to Day1.
<< Weighing >>
Body weights were measured on the date of sensitization and the date of collection of auricular lymph nodes (the date of removal from the breeding room). Moreover, the average value and standard error of the body weight for every group were calculated.
《Auricular lymph node collection and weight measurement》
Approximately 24 hours after BrdU administration, the animals were euthanized and auricular lymph nodes were collected. The surrounding tissues were removed and the bilateral auricular lymph nodes were weighed together. Moreover, the average value and standard error of the auricular lymph node weight for each group were calculated. After weighing, each individual was stored frozen in a biomedical freezer set at -20 ° C.
《BrdU取り込み量の測定》
耳介リンパ節を室温に戻した後、生理食塩液を加えながらすり潰し、懸濁させた。この懸濁液を濾過した後、個体ごとに3wellずつ、96wellマイクロプレートに分注し、ELISA法によりBrdU取り込み量の測定を行った。試薬は、市販のキット(Cell Proliferation ELISA、BrdU colorimetric、Cat. No.1647229、ロシュ・ダイアグノスティックス社製)を使用し、マルチプレートリーダー(FLUOstar OPTIMA、BMG LABTECH社製)より得られた各個体の吸光度(OD370nm‐OD492nm、BrdU取り込み量)について、3wellの平均値を各個体のBrdU測定値とした。
<Measurement of BrdU incorporation>
After returning the auricular lymph node to room temperature, it was ground and suspended while adding physiological saline. After filtering this suspension, 3 wells of each individual were dispensed into 96-well microplates, and the BrdU incorporation was measured by ELISA. Each reagent was obtained from a multi-plate reader (FLUOstar OPTIMA, BMG LABTECH) using a commercially available kit (Cell Proliferation ELISA, BrdU colorimetric, Cat. No. 1647229, manufactured by Roche Diagnostics). For the individual absorbance (OD370nm-OD492nm, BrdU incorporation amount), the average value of 3 wells was taken as the BrdU measurement value of each individual.
[結果の評価]
《Stimulation Index(SI)の算出》
下記数1で示すように、各個体のBrdU測定値を、媒体対照群のBrdU測定値の平均値で徐して、各個体のSI値を算出した。各試験群のSI値は、各個体のSIの平均値とした。また、各試験群のSIの標準誤差も算出した。なお、SI値は、小数点以下第2位を四捨五入して小数点第一位まで表示した。
[Evaluation of results]
<< Calculation of Stimulation Index (SI) >>
As shown in the following
以下に、作業条件や使用できる材料などの一例について示す。ただし、これらに限定するものではない。
SI値が3よりも低い単官能(メタ)アクリル酸エステルとして、γ−ブチロラクトンメタクリレート(2.1)、及び二官能以上の(メタ)アクリル酸エステルとして、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(1.3)、ポリエチレングリコール(400)ジメタクリレート[(1.3) これは下記一般式(I)で表されるメタクリレート体の化合物であり、n≒9である。]、
Examples of working conditions and usable materials are shown below. However, it is not limited to these.
As monofunctional (meth) acrylic acid ester having an SI value lower than 3, γ-butyrolactone methacrylate (2.1), and as bifunctional or higher (meth) acrylic acid ester, tricyclodecane dimethanol dimethacrylate (1. 3) Polyethylene glycol (400) dimethacrylate [(1.3) This is a methacrylate compound represented by the following general formula (I), and n≈9. ],
ポリエチレングリコール(600)ジメタクリレート[(1.6) これは上記(I)式で示される化合物であり、n≒14である]、トリメチロールプロパントリメタクリレート(1.9)を使用できる。なお( )に示した数値はSI値である。
インクジェットインク中、SI値が3よりも低い単官能(メタ)アクリル酸エステルは30〜50重量%、SI値が3よりも低い二官能以上の(メタ)アクリル酸エステルは25〜60重量%含有することが望ましい。また、SI値が3よりも低い単官能(メタ)アクリル酸エステルとSI値が3よりも低い二官能以上の(メタ)アクリル酸エステルの重量比が40:60〜50:50となるように用いることが好ましい。このような組成とすることにより、紫外線硬化後のインク硬化物重量と、該インク硬化物をアセトン浸漬した後の重量との重量変化における硬化物残量が80重量%以上とすることが可能となる。
Polyethylene glycol (600) dimethacrylate [(1.6) This is a compound represented by the above formula (I), where n≈14], and trimethylolpropane trimethacrylate (1.9) can be used. The numerical values shown in parentheses are SI values.
In the inkjet ink, monofunctional (meth) acrylic acid ester having an SI value lower than 3 is contained in 30 to 50% by weight, and bifunctional or higher functional (meth) acrylic acid ester having an SI value lower than 3 is contained in 25 to 60% by weight. It is desirable to do. Further, the weight ratio of the monofunctional (meth) acrylic acid ester having an SI value lower than 3 and the bifunctional or higher functional (meth) acrylic acid ester having an SI value lower than 3 is 40:60 to 50:50. It is preferable to use it. By setting it as such a composition, it is possible to make the residual amount of the cured product 80 weight% or more in a weight change between the weight of the cured ink after ultraviolet curing and the weight after the ink cured product is immersed in acetone. Become.
また、ラジカル重合性モノマーの中でもメタクリル酸エステル化合物は皮膚刺激係数(P.I.I)が低いなど高い安全性を有している点で有用な材料である。また、メタクリル酸エステル化合物、アクリル酸エステル化合物を問わず、インクとしてSI値が3より低い値であることを損なわずに、紫外線硬化後のインク硬化物重量と、該インク硬化物をアセトン浸漬した後の重量との重量変化における硬化物残量が80重量%以上とすることができる範囲であれば、以下を含むことも可能である。 Among radical polymerizable monomers, methacrylic acid ester compounds are useful materials because they have high safety such as low skin irritation coefficient (PI). In addition, regardless of whether it is a methacrylic acid ester compound or an acrylic acid ester compound, the ink cured product weight after UV curing and the ink cured product were immersed in acetone without impairing that the SI value of the ink is lower than 3. The following can also be included as long as the remaining amount of the cured product in a weight change with respect to the subsequent weight can be 80% by weight or more.
(単官能(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、イソボニルメタアクリレート、エチレンオキサイド変性フェノール(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタ(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレートなどから1種類もしくは2種類以上を使用できる。
(Monofunctional (meth) acrylate)
Phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, isobornyl methacrylate, ethylene oxide modified phenol (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl meta (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate One or two or more of ethylene oxide-modified nonylphenol (meth) acrylate and the like can be used.
(二官能以上の(メタ)アクリレート)
エチレングリコールジ(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、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリル酸安息香酸エステル、ジ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、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、下記化学式(1)〜(4)で表されるポリエチレングリコールポリエチレングルコールジアクリレート、
(1)CH2=CH−CO−(OC2H4)n−OCOCH=CH2 n≒4
(2)CH2=CH−CO−(OC2H4)n−OCOCH=CH2 n≒9
(3)CH2=CH−CO−(OC2H4)n−OCOCH=CH2 n≒14
(4)CH2=CH−CO−(OC2H4)n−OCOCH=CH2 n≒23
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、下記化学式(5)〜(8)で表されるポリプロピレングリコールジアクリレート、
(5)CH2=CH−CO−(OC3H6)n−OCOCH=CH2 n≒12
(6)CH2=C(CH3)−CO−(OC3H6)n−OCOC(CH3)=CH2
n≒7
(7)CH2=CH−CO−(OC3H6)n−OCOCH=CH2 n≒12
(8)CH2=C(CH3)−CO−(OC3H6)n−OCOC(CH3)=CH2
n≒12
ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(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、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、ジメチロール−トリシクロデカンジメタアクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA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、エチレンオキサイド変性1,6―ヘキサンジオールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、エチレンオキサイド変性テトラメチロールメタンテトラメタアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性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、エチレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセリルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルテトラ(メタ)アクリレート、ポリエステルペンタ(メタ)アクリレート、ポリエステルヘキサ(メタ)アクリレート、ポリウレタンジ(メタ)アクリレート、ポリウレタントリ(メタ)アクリレート、ポリウレタンテトラ(メタ)アクリレート、ポリウレタンペンタ(メタ)アクリレート、ポリウレタンヘキサ(メタ)アクリレートなどから1種類もしくは2種類以上を使用できる。
(Bifunctional or higher (meth) acrylate)
Ethylene glycol di (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol di (meth) acrylate, polytetramethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane (meth) acrylic acid benzoate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tri Ethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol polyethylene glycol diacrylate represented by the following chemical formulas (1) to (4),
(1) CH 2 = CH- CO- (OC 2 H 4) n-OCOCH = CH 2 n ≒ 4
(2) CH 2 = CH- CO- (OC 2 H 4) n-OCOCH = CH 2 n ≒ 9
(3) CH 2 = CH- CO- (OC 2 H 4) n-OCOCH = CH 2 n ≒ 14
(4) CH 2 = CH- CO- (OC 2 H 4) n-OCOCH = CH 2 n ≒ 23
Dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol diacrylate represented by the following chemical formulas (5) to (8),
(5) CH 2 = CH- CO- (OC 3 H 6) n-OCOCH = CH 2 n ≒ 12
(6) CH 2 = C ( CH 3) -CO- (OC 3 H 6) n-OCOC (CH 3) =
n ≒ 7
(7) CH 2 = CH- CO- (OC 3 H 6) n-OCOCH = CH 2 n ≒ 12
(8) CH 2 = C ( CH 3) -CO- (OC 3 H 6) n-OCOC (CH3) =
n ≒ 12
Neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonane Diol di (meth) acrylate, dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate, ethylene oxide modified bisphenol A di (meth) acrylate, propylene oxide modified bisphenol A di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, Ethylene oxide modified 1,6-hexanediol diacrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, (meth) acryloylmorpholine, 2-hydroxyethyl (meth) acrylamide, ethylene oxide modified Tramethylol methane tetramethacrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, penta Erythritol tetra (meth) acrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, caprolactone modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tris (2-hydroxyethyl) ) Isocyanurate tri (meth) acrylate, ethylene oxide modification Neopentyl glycol di (meth) acrylate, propylene oxide modified neopentyl glycol di (meth) acrylate, propylene oxide modified glyceryl tri (meth) acrylate, polyester di (meth) acrylate, polyester tri (meth) acrylate, polyester tetra (meth) Acrylate, polyester penta (meth) acrylate, polyester hexa (meth) acrylate, polyurethane di (meth) acrylate, polyurethane tri (meth) acrylate, polyurethane tetra (meth) acrylate, polyurethane penta (meth) acrylate, polyurethane hexa (meth) acrylate One type or two or more types can be used.
光硬化のための重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−メチル−1〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モリホリノプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1,2−オクタンジオン−〔4−(フェニルチオ)−2−(o−ベンゾイルオキシム)〕、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−フォスフィンオキサイド、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、〔4−(メチルフェニルチオ)フェニル〕フェニルメタノンなどから1種類もしくは2種類以上を併用して使用できる。 Polymerization initiators for photocuring include benzophenone, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) Phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl)- Butanone-1,2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1,2-octanedione- [4- (phenylthio) -2- (o-benzoyloxime)], bis (2,6 -Dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyl-phos In'okisaido, 2,4-diethyl thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, isopropylthioxanthone, can be used in combination one kind or two or more kinds of such [4- (methyl) phenyl] phenyl methanone.
前記光重合開始剤は、モノマー100重量部に対して5〜35重量部含むことが好ましく、5〜25重量部がより好ましく、10〜25重量部が更に好ましい。これらの配合比で含有することにより、硬化性が良好で粘度も比較的低粘度のインクジェットインクを得ることが可能である。もちろん、電子線やα、β、γ線、X線など非常に高エネルギーな光源を使用する場合には、重合開始剤を使用せずとも重合反応を進めることができるが、これは従前より一般的に公知のことであり、本発明では特に詳細説明しない。 The photopolymerization initiator is preferably contained in an amount of 5 to 35 parts by weight, more preferably 5 to 25 parts by weight, and still more preferably 10 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer. By containing in these compounding ratios, it is possible to obtain an inkjet ink having good curability and relatively low viscosity. Of course, when a very high energy light source such as electron beam, α, β, γ ray, X-ray is used, the polymerization reaction can proceed without using a polymerization initiator. This is well-known and will not be described in detail in the present invention.
本発明のインクジェットインクは、顔料を含有することができる。
ブラック顔料としては、ファーネス法あるいはチャネル法で製造されたカーボンブラック等が使用できる。
The inkjet ink of the present invention can contain a pigment.
As the black pigment, carbon black produced by the furnace method or the channel method can be used.
イエロー顔料としては、Pig.Yellow系の顔料、例えばピグメントイエロー1、ピグメントイエロー2、ピグメントイエロー3、ピグメントイエロー12、ピグメントイエロー13、ピグメントイエロー14、ピグメントイエロー16、ピグメントイエロー17、ピグメントイエロー73、ピグメントイエロー74、ピグメントイエロー75、ピグメントイエロー83、ピグメントイエロー93、ピグメントイエロー95、ピグメントイエロー97、ピグメントイエロー98、ピグメントイエロー114、ピグメントイエロー120、ピグメントイエロー128、ピグメントイエロー129、ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー150、ピグメントイエロー151、ピグメントイエロー154、ピグメントイエロー155、ピグメントイエロー180等が使用できる。
Examples of yellow pigments include Pig. Yellow pigments such as
マゼンタ顔料としては、Pig.Red系の顔料、例えばピグメントレッド5、ピグメントレッド7、ピグメントレッド12、ピグメントレッド48(Ca)、ピグメントレッド48(Mn)、ピグメントレッド57(Ca)、ピグメントレッド57:1、ピグメントレッド112、ピグメントレッド122、ピグメントレッド123、ピグメントレッド168、ピグメントレッド184、ピグメントレッド202,ピグメントバイオレット1
9等が使用できる。
As magenta pigments, Pig. Red pigments such as
9 etc. can be used.
シアン顔料としては、Pig.Blue系の顔料、例えばピグメントブルー1、ピグメントブルー2、ピグメントブルー3、ピグメントブルー15、ピグメントブルー15:3、ピグメントブルー15:4、ピグメントブルー16、ピグメントブルー22、ピグメントブルー60、バットブルー4、バットブルー60等が使用できる。
Examples of cyan pigments include Pig. Blue pigments such as
白色顔料としては、硫酸バリウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、微粉ケイ酸、合成ケイ酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等が使用できる。 White pigments include alkaline earth metal sulfates such as barium sulfate, alkaline earth metal carbonates such as calcium carbonate, silicas such as finely divided silicic acid and synthetic silicates, calcium silicate, alumina, alumina water Japanese, titanium oxide, zinc oxide, talc, clay and the like can be used.
その他にも、必要に応じて物理特性などを考慮して、種々の無機顔料や有機顔料が使用できる。
顔料の添加量は、インクジェットインク中1〜20重量%が好ましい。1重量%未満では画像品質が低下し、20重量部より多いとインク粘度特性に悪影響を与える。
In addition, various inorganic pigments and organic pigments can be used in consideration of physical characteristics as required.
The addition amount of the pigment is preferably 1 to 20% by weight in the inkjet ink. If it is less than 1% by weight, the image quality is deteriorated, and if it is more than 20 parts by weight, the ink viscosity characteristics are adversely affected.
また、本発明の紫外線硬化型インクジェットインクは、インクジェットインクに用いられる従来公知の各種の増感剤、光安定化剤、表面処理剤、界面活性剤、粘度低下剤、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、分散剤、染料等を含有しても良い。 In addition, the ultraviolet curable inkjet ink of the present invention includes various conventionally known sensitizers, light stabilizers, surface treatment agents, surfactants, viscosity reducing agents, antioxidants, and antioxidants used in inkjet inks. , Crosslinking accelerators, polymerization inhibitors, plasticizers, preservatives, pH adjusters, antifoaming agents, humectants, dispersants, dyes, and the like.
本発明の紫外線硬化型インクジェットインクは、紫外線硬化後のインク硬化物の重量と、該インク硬化物をアセトン浸漬した後の重量との重量変化における硬化物残量が80重量%以上となり、耐溶剤性に優れる。
尚、上記重量変化は以下のように求めた。
1.スライドガラスを450℃/3分熱洗浄し、重量測定する。
2.1のスライドガラスにインクをインクジェット印刷してベタ塗膜を作成し、300mJ/cm2の積算光量(硬化により多くの光量が必要な場合は必要最低限の光量)で光硬化させる。なお、インクジェット印刷条件について、詳細は後述する。
3.硬化物の重量を測定する。
{(スライドガラス+インク塗膜)重量−スライドガラス重量}
4.インクを塗工したスライドガラス全体をアセトンに浸し、5℃で18時間放置する。
1.インクを塗工したスライドガラスを取り出し、アセトンで洗浄後、乾燥させ、硬化物残量の重量測定を行う。
硬化物残量の割合(重量%)は下記計算式により求めた。
(アセトン浸漬後の硬化物残量の重量/アセトン浸漬前の硬化物の重量)×100
The ultraviolet curable inkjet ink of the present invention has a residual amount of cured product of 80% by weight or more due to a change in weight between the weight of the ink cured product after ultraviolet curing and the weight of the ink cured product after immersion in acetone. Excellent in properties.
The weight change was determined as follows.
1. The glass slide is heat-washed at 450 ° C. for 3 minutes and weighed.
A solid coating film is formed by ink-jet printing ink on the slide glass of 2.1, and photocured with an integrated light amount of 300 mJ / cm 2 (a minimum light amount when a large amount of light is required for curing). The details of the ink jet printing conditions will be described later.
3. Measure the weight of the cured product.
{(Slide glass + ink coating film) Weight-Slide glass weight}
4). The entire slide glass coated with ink is immersed in acetone and left at 5 ° C. for 18 hours.
1. The slide glass coated with ink is taken out, washed with acetone, dried, and the weight of the remaining cured product is measured.
The ratio (% by weight) of the remaining amount of the cured product was obtained by the following formula.
(Weight of remaining cured product after immersion in acetone / weight of cured product before immersion in acetone) × 100
また、本発明の紫外線硬化型インクジェットインクは、硬化後のインク硬化物の硬度をJIS K5600−5−4における鉛筆引っかき試験で、F以上とすることができる。F以上になることで塗膜の硬度が良好となり、耐刷性に優れた印刷物を得ることができる。 Moreover, the ultraviolet curable inkjet ink of this invention can make the hardness of the hardened | cured ink after hardening into F or more by the pencil scratch test in JISK5600-5-4. By being F or more, the hardness of the coating film becomes good, and a printed matter having excellent printing durability can be obtained.
前記紫外線硬化型インクジェットインクは、60℃における粘度が15mPa・s以下となることが好ましい。粘度が60℃で15mPa・s以下になることで、市販のヒーター等の加熱装置を備えたインクヘッドよりインクを良好に吐出することが可能となる。
粘度は、粘度計 東機産業TV−22L ロータ1°34×R24を用いて測定した。
The ultraviolet curable inkjet ink preferably has a viscosity at 60 ° C. of 15 mPa · s or less. When the viscosity is 15 mPa · s or less at 60 ° C., it becomes possible to discharge ink better than an ink head equipped with a heating device such as a commercially available heater.
The viscosity was measured using a viscometer Toki Sangyo TV-
さらに、本発明の紫外線硬化型インクジェットインクは、積算光量が0.3J/cm2以下で硬化することができ、低エネルギーで硬化可能な紫外線硬化型インクジェットインクを得ることが可能で、前記硬化物残量が80重量%以上とすることができる。
また、重合開始剤の吸収波長と、硬化に用いるUV光の波長が整合するようにすることが効果的である。尚、前記積算光量は硬化に有効な波長域の積算光量である。
Furthermore, the ultraviolet curable inkjet ink of the present invention can be cured with an integrated light amount of 0.3 J / cm 2 or less, and can be obtained with a low energy curable ultraviolet curable inkjet ink. The remaining amount can be 80% by weight or more.
It is also effective to match the absorption wavelength of the polymerization initiator with the wavelength of the UV light used for curing. The integrated light amount is an integrated light amount in a wavelength range effective for curing.
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記紫外線硬化型インクジェットインクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有してなる。
本発明のインクカートリッジは、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いることができ、また、後述する本発明のインクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いるのが特に好ましい。
The ink cartridge of the present invention contains the ultraviolet curable ink-jet ink of the present invention in a container, and further includes other members appropriately selected as necessary.
The ink cartridge of the present invention can be used by being detachably mounted on various ink jet recording apparatuses, and is particularly preferably used by being detachably mounted on the ink jet recording apparatus of the present invention described later.
本発明のインクジェット記録装置は、少なくともインクを吐出するインクヘッドと、吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射手段とを備え、該インクヘッドが加熱手段を有することが好ましい。使用するインクは本発明の紫外線硬化型インクジェットインクである。 The ink jet recording apparatus of the present invention preferably includes at least an ink head that ejects ink, and an ultraviolet irradiation unit that irradiates the discharged ink with ultraviolet rays, and the ink head has a heating unit. The ink used is the ultraviolet curable inkjet ink of the present invention.
本発明のインクジェット記録装置を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図の一例である。本実施形態のインクジェット記録装置1においては、記録媒体5を記録媒体供給部2から記録媒体搬送部3を介して記録媒体スタッカ部4へと搬送し、インクヘッド6により吐出された本発明の紫外線硬化型インクジェットインクが記録媒体5に着弾する。なお、これら記録媒体の搬送やインクヘッドからのインク吐出のための駆動等、記録装置全体の動
作およびそのためのデータ処理は図示しない制御回路によって制御される。インクヘッド6から吐出された紫外線硬化型インクジェットインクは記録媒体5に印字される。
紫外線硬化型インクジェットインクが着弾した記録媒体5は、記録媒体搬送部3によって搬送され、紫外線照射装置の照射部8にて紫外線によって硬化される。
The ink jet recording apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example of a schematic configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. In the ink
The
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
(実施例1〜4、比較例1〜6)
表3に記載のように、配合比(重量比)を変化させたインクを作製し、粘度測定、溶剤への残割合の評価(溶剤溶出試験)、引っかき試験を行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-6)
As shown in Table 3, inks having different blending ratios (weight ratios) were prepared, and viscosity measurement, evaluation of the remaining ratio in the solvent (solvent elution test), and scratch test were performed.
○粘度測定
粘度計 東機産業TV−22L ロータ1°34×R24を用い、60℃における粘度
を測定した。
○ Viscosity measurement Viscometer Toki Sangyo TV-22L Using a
○溶剤溶出試験
〜確認手順〜
1.スライドガラス(26×76mm、厚さ0.9〜1.2mm)を450℃/3分熱洗浄し、重量測定する。
2.1のスライドガラスにインクをインクジェット印刷してベタ塗膜を作成し、0.3J/cm2の積算光量(硬化により多くの光量が必要な場合は必要最低限の光量)で光硬化させる。
3.硬化物の重量を測定する。{(スライドガラス+インク塗膜)重量−スライドガラス重量}
4.インクを塗工したスライドガラス全体を約200mLのアセトンに浸し、5℃で18時間放置する。
5.インクを塗工したスライドガラスを取り出し、アセトンで十分に洗浄後、乾燥させ、重量測定を行う。
○ Solvent dissolution test ~ Confirmation procedure ~
1. A glass slide (26 × 76 mm, thickness 0.9 to 1.2 mm) is heat-washed at 450 ° C./3 minutes and weighed.
Create a solid coating by ink-jet printing the ink on the slide glass of 2.1, and photocure it with an integrated light quantity of 0.3 J / cm 2 (the minimum light quantity if more light is needed for curing) .
3. Measure the weight of the cured product. {(Slide glass + ink coating film) Weight-Slide glass weight}
4). The entire slide glass coated with ink is immersed in about 200 mL of acetone and left at 5 ° C. for 18 hours.
5. The slide glass coated with ink is taken out, thoroughly washed with acetone, dried and weighed.
〜条件〜
印刷:加温機能のある市販のインクジェット印刷用ヘッドである、リコープリンティングシステムズ社製インクジェット吐出ヘッドGEN4により、インクを60℃に加温して、300×300dpiで15pLのインク滴をインクジェット吐出してベタ印刷した。
UV光照射装置:フュージョンUV LH6 Dバルブ 1灯 使用
ピーク照度(UV照度計 EIT社製 UV Power Packにて測定)
UVA:3.6W/cm2、UVB:0.98W/cm2、
UVC:0.1W/cm2、UVV:2.5W/cm2
熱洗浄 :電気炉 450℃/3分
乾燥 :50℃/60分
十分に硬化したかどうかは、UV光を照射した後、塗膜を触指し、確認した。
また、十分に硬化させた際の積算光量を、UV照度計(EIT社製 UV Power Pack)を用いて求めた。重合開始剤として用いた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−オンにUVAは有効な波長であるので、UVAにおける積算光量の値を求めた。結果を表3に示す。
~conditions~
Printing: The ink is heated to 60 ° C. by an inkjet discharge head GEN4 manufactured by Ricoh Printing Systems, Inc., which is a commercially available inkjet printing head with a heating function, and 15 pL of ink droplets are ejected by inkjet at 300 × 300 dpi. Solid print.
UV light irradiation device: Fusion UV
UVA: 3.6W / cm 2, UVB : 0.98W /
UVC: 0.1 W / cm 2 , UVV: 2.5 W / cm 2
Thermal cleaning: Electric furnace 450 ° C./3 minutes Drying: 50 ° C./60 minutes Whether or not it was sufficiently cured was confirmed by touching the coating after irradiation with UV light.
Moreover, the integrated light quantity when fully cured was determined using a UV illuminance meter (UV Power Pack manufactured by EIT). Since UVA is an effective wavelength for 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one used as a polymerization initiator, the value of the integrated light quantity in UVA was determined. The results are shown in Table 3.
○鉛筆引っかき試験
表3に記載のように配合比(重量比)を変化させたインクを紙に塗布し、表3に記載の積算光量で硬化させた硬化物について、鉛筆引っかき試験をJIS K5600−5−4に従って行った。
試験器:コーテック(株)
鉛筆:三菱Uni(6B,5B,4B,3B,2B,B,HB,F,H,2H,3H,4H,5H,6H)
試験手順:
装置を0.5〜1mm/sの速度で、少なくとも7mmの距離を押す。肉眼で表面を検査し、跡の種類を調べた。
跡(圧こん)の種類は2種類:
(1)塑性変形;元に戻らない窪みが生じるが破損はない。
(2)凝集破壊;塗膜材質が取れた引っかき傷。
試験部位が、少なくとも3mm以上の傷跡を生じるまで硬度スケールを上げて試験を繰り返した。
評価方法:上記(2)の傷跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を鉛筆硬度とする。
○ Pencil scratch test As shown in Table 3, a pencil scratch test was performed on a cured product obtained by applying an ink having a changed blending ratio (weight ratio) to paper and curing it with the integrated light amount shown in Table 3. JIS K5600- Followed 5-4.
Tester: Co-Tech Co., Ltd.
Pencil: Mitsubishi Uni (6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H)
Test procedure:
Push the device at a speed of 0.5-1 mm / s and a distance of at least 7 mm. The surface was inspected with the naked eye and the type of trace was examined.
There are two types of traces:
(1) Plastic deformation; a dent that does not return to its original shape is produced, but there is no breakage.
(2) Cohesive failure; scratches with film material removed.
The test was repeated with the hardness scale raised until the test site produced a scar of at least 3 mm or more.
Evaluation method: The hardness of the hardest pencil that did not cause the scar of (2) above is defined as the pencil hardness.
○吐出試験
加温機能のある市販のインクジェット印刷用ヘッドである、リコープリンティングシステムズ社製インクジェット吐出ヘッドGEN4を用いて吐出試験を行った。
ヘッドを60℃に温調して内部のインクを加温した状態において、パルス幅4.5マイクロ秒にて16ボルトの電圧を5〜10kHzの周波数で印加して、インクの吐出状態を観察した。
評価の基準は以下の通りとした。
<評価基準>
○:安定して吐出可能。ベタ部に白抜け、スジ、噴射乱れが無い。
×:吐出困難
○ Discharge test A discharge test was performed using an inkjet discharge head GEN4 manufactured by Ricoh Printing Systems, which is a commercially available inkjet printing head having a heating function.
In a state where the temperature of the head was adjusted to 60 ° C. and the ink inside was heated, a voltage of 16 volts was applied at a frequency of 5 to 10 kHz with a pulse width of 4.5 microseconds, and the ink ejection state was observed. .
The evaluation criteria were as follows.
<Evaluation criteria>
○: Stable ejection is possible. There are no white spots, streaks, or jet disturbance in the solid part.
×: Discharge difficult
尚、比較例2、3のインクは、粘度が高くインクヘッドからインクを吐出することは困難であったため、ワイヤーバーで手引き塗工してベタ印刷塗膜を作成し、硬化塗膜の鉛筆硬度とアセトン不溶残分を評価した。
実施例1、2、及び比較例1、2、3、4、5から分かるように、単官能モノマーが多すぎると低粘度ではあるが印刷塗膜の強度は弱く耐溶剤性も不十分だが、一方、二官能以上の多官能モノマーが多すぎると、高粘度となりインクジェット印刷できなくなってしまう。しかし、これらの配合比率を最適化することで、インクジェット吐出性を有して、なおかつ鉛筆硬度でF以上と硬化塗膜の良好な強度を得ることができる。このことは硬化塗膜を形成するモノマーが重合反応によりアセトン不溶残分が80%以上になるまでに高度に成長した架橋構造を形成したことで得られた効果である。
比較例6と実施例1、3、4との対比から分かるように、重合開始剤の配合比率を最適化することで、インクジェット吐出性とF以上の鉛筆硬度をもつ強固な塗膜強度を維持しながら、硬化性や粘度を制御することが可能である。ただし実施例4では60℃加温状態では支障ないものの、室温(25℃)では開始剤成分の析出が見られた。そのためインク供給経路全体を加温状態に保持する必要があるため、これよりもさらに重合開始剤を増量することは溶解度の観点から好ましくない。
また、実施例として用いたインク以外の本発明の構成要件を満たすインクについても同様の評価試験を行ったところ、実施例と同様の評価結果が得られた。
Since the inks of Comparative Examples 2 and 3 had high viscosity and it was difficult to eject the ink from the ink head, a solid print coating film was prepared by hand coating with a wire bar, and the pencil hardness of the cured coating film And acetone insoluble residue were evaluated.
As can be seen from Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, 3, 4 and 5, when the monofunctional monomer is too much, the viscosity of the printed coating film is weak and the solvent resistance is insufficient, although the viscosity is low. On the other hand, when there are too many polyfunctional monomers more than bifunctional, it will become high viscosity and it will become impossible to perform inkjet printing. However, by optimizing these blending ratios, it is possible to obtain ink jetting properties and excellent hardness of the cured coating film with pencil hardness of F or more. This is an effect obtained by forming a crosslinked structure in which the monomer forming the cured coating film is highly grown by the polymerization reaction until the acetone-insoluble residue reaches 80% or more.
As can be seen from the comparison between Comparative Example 6 and Examples 1, 3, and 4, the coating ratio of the polymerization initiator is optimized to maintain a strong coating strength having ink jetting properties and pencil hardness of F or higher. However, it is possible to control curability and viscosity. However, in Example 4, there was no problem in the heated state at 60 ° C, but precipitation of the initiator component was observed at room temperature (25 ° C). Therefore, since it is necessary to keep the entire ink supply path in a heated state, it is not preferable from the viewpoint of solubility to further increase the amount of the polymerization initiator.
Moreover, when the same evaluation test was performed also about the ink which satisfy | fills the structural requirements of this invention other than the ink used as an Example, the evaluation result similar to an Example was obtained.
1 記録装置
2 記録媒体供給部
3 記録媒体搬送部
4 記録媒体スタッカ部
5 記録媒体
6 インクヘッド部
8 紫外線照射手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
モノマーとしてγ−ブチロラクトンメタクリレート及びトリメチロールプロパントリメタクリレートを含み、
前記γ−ブチロラクトンメタクリレートを30質量%〜50質量%含有し、
前記γ−ブチロラクトンメタクリレートと前記トリメチロールプロパントリメタクリレートの質量比が40:60〜50:50であり、
重合開始剤とγ−ブチロラクトンメタクリレートの質量比が5:50〜35:50である
ことを特徴とする紫外線硬化型インク。 A UV curable ink having an SI value lower than 3,
Comprising γ-butyrolactone methacrylate and trimethylolpropane trimethacrylate as monomers,
Containing 30% by mass to 50% by mass of the γ-butyrolactone methacrylate ,
The mass ratio of the γ-butyrolactone methacrylate and the trimethylolpropane trimethacrylate is 40:60 to 50:50,
An ultraviolet curable ink, wherein the mass ratio of the polymerization initiator and γ-butyrolactone methacrylate is 5:50 to 35:50.
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