JP6390769B2 - インクジェット記録方法、インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る放射線硬化型インク組成物の一態様は、
(A)反応成分中に20質量%以上55質量%以下のフェノキシエチルアクリレートと、
(B)反応成分中に20質量%以上50質量%以下の多官能アクリレートと、
(F1)ブラック顔料と、を含有することを特徴とする。
本発明に係る放射線硬化型インク組成物の一態様は、
(A)反応成分中に20質量%以上55質量%以下のフェノキシエチルアクリレートと、
(B)反応成分中に10質量%以上50質量%以下の多官能アクリレートと、
(F2)イエロー顔料と、を含有することを特徴とする。
適用例1または適用例2において、
前記(B)多官能アクリレートは、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、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートおよびプロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレートから選択される少なくとも1種であることができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例において、
さらに、反応成分中に(C)N−ビニルカプロラクタムを含有することができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例において、
さらに、反応成分中に(D)アミノアクリレートを含有することができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例において、
さらに、反応成分中に(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートを含有することができる。
適用例6において、
前記(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートは、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およびジシクロペンテニルオキシエチルアクリレートから選択される少なくとも1種であることができる。
適用例1ないし適用例7のいずれか一例において、
測定温度20℃における粘度は、10mPa・s以上40mPa・s以下であり、かつ、測定温度20℃における表面張力は、20mN/m以上30mN/m以下であることができる。
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
(a)記録媒体上に適用例1ないし適用例8のいずれか一項に記載の放射線硬化型インク組成物を吐出する工程と、
(b)吐出された放射線硬化型インク組成物に対して、活性放射線光源から350nm以上400nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する活性放射線を照射する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明に係る記録物の一態様は、
適用例9に記載のインクジェット記録方法によって記録されたことを特徴とする。
本発明に係る放射線硬化型インク組成物は、以下の二つの態様を有する。
本発明において「反応成分」とは、ポリマーを形成するために用いられる重合性モノマーのことをいい、これ以外の顔料、分散剤、光重合開始剤、スリップ剤等の添加剤を含まない。以下、本実施の形態に用いられる反応成分について詳細に説明する。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、反応成分中に20質量%以上55質量%以下の(A)フェノキシエチルアクリレートを含有する。本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、所定量の(A)成分を含有することにより、記録媒体上に記録した画像の柔軟性を向上させることができる。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、ブラック顔料を使用する場合には、反応成分中に20質量%以上50質量%以下の(B)多官能アクリレートを含有する。また、イエロー顔料を使用する場合には、10質量%以上50質量%以下の(B)多官能アクリレートを含有する。本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、所定量の(B)成分を含有することにより、記録媒体上に記録した画像の表面の凝集斑(光沢ムラ)の発生を抑制することができる。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、さらに反応成分中に(C)N−ビニルカプロラクタムを含有してもよい。本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、反応成分中に(C)N−ビニルカプロラクタムを含有することにより、記録媒体とその上に記録した画像との密着性を向上させることができる。また、(C)N−ビニルカプロラクタムは、良好な硬化性を有しており、他のアクリレートモノマーに対する希釈性も良好であり、他のアクリレートモノマーが有する機能を阻害することがない。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、さらに反応成分中に(D)アミノアクリレートを含有してもよい。本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、反応成分中に(D)アミノアクリレートを含有することにより、記録媒体上に吐出された塗膜の共重合反応を促進させることができる。具体的な作用効果の一例は、反応成分中に所定量の(D)アミノアクリレートと、後述する重合開始剤と、を含有することにより、350〜400nmの範囲に極大発光波長を有する活性放射線を照射して硬化させるのに必要なエネルギー量を低減させることができる。これにより、LEDのような低エネルギーの光源を用いて活性放射線を照射した場合であっても速やかに硬化させることが可能となる。なお、本発明において「硬化する」とは、指で記録物に触れたときにべとつきが感じられなくなること、いわゆるタックフリーとなることをいう。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、さらに反応成分中に(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートを含有してもよい。本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、反応成分中に(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートを含有することにより、放射線硬化型インク組成物の粘性をインクジェット記録方式に適した低い値(20℃/10mPa・s以上40mPa・s以下)に調節することができる。単官能アクリレートは、総じて粘度が低いからである。さらに嵩高い脂環式構造を有することで、記録媒体上に記録した画像に強靱性を付与することができ、これにより耐擦性を向上させることもできる。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、前述した反応成分の他に、ブラック顔料およびイエロー顔料から選択される1種を含有する。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、前述した反応成分の他に、さらに光重合開始剤を含有してもよい。光重合開始剤とは、記録媒体の上に吐出された放射線硬化型インク組成物に活性放射線を照射することによって、前述した反応成分の共重合反応を開始させる機能を有する化合物の総称である。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、必要に応じて、前述した反応成分以外の反応成分、スリップ剤、重合禁止剤等の添加剤を含有してもよい。
長鎖アルキルアクリレートとしては、例えば、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、n−デシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、n−ラウリルアクリレート、n−トリデシルアクリレート、n−セチルアクリレート、n−ステアリルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート等が挙げられる。
ポリエチレンオキシドまたはポリプロピレンオキシド付加単官能アクリレートとしては、例えば、(ポリ)エチレングリコールモノアクリレート、(ポリ)エチレングリコールアクリレートメチルエステル、(ポリ)エチレングリコールアクリレートエチルエステル、(ポリ)エチレングリコールアクリレートフェニルエステル、(ポリ)プロピレングリコールモノアクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノアクリレートフェニルエステル、(ポリ)プロピレングリコールアクリレートメチルエステル、(ポリ)プロピレングリコールアクリレートエチルエステル、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシ−ポリエチレングリコールアクリレート等が挙げられる。
フェノキシエチルアクリレート変性品としては、例えば、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、ノニルフェノールEO付加物アクリレート等が挙げられる。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物の20℃における粘度は、好ましくは10〜40mPa・sであり、より好ましくは15〜25mPa・sである。放射線硬化型インク組成物の20℃における粘度が前記範囲内にあると、ノズルから放射線硬化型インク組成物が適量吐出され、放射線硬化型インク組成物の飛行曲がりや飛散を一層低減することができるため、インクジェット記録装置に好適に使用することができる。なお、粘度は、粘弾性試験機MCR−300(Pysica社製)を用いて、20℃の環境下でShear Rateを10〜1000に上げていき、Shear Rate200時の粘度を読み取ることにより測定することができる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録方法は、(a)記録媒体上に前述した放射線硬化型インク組成物を吐出する工程と、(b)吐出された放射線硬化型インク組成物に対して、活性放射線光源から350nm以上400nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する活性放射線を照射する工程と、を含むことを特徴とする。
本工程は、記録媒体上に前述した放射線硬化型インク組成物を吐出する工程である。
本工程は、吐出された放射線硬化型インク組成物に対して、活性放射線光源から350nm以上400nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する活性放射線を照射する工程である。本工程によれば、記録媒体上に吐出された放射線硬化型インク組成物に特定波長の活性放射線を照射することにより、該放射線硬化型インク組成物が硬化されて、記録媒体上に画像を記録することができる。
本発明の一実施形態に係る記録物は、前述したインクジェット記録方法によって記録されたものである。記録媒体の上に記録した画像は、前述した放射線硬化型インク組成物を用いて形成されたものであるから、柔軟性に優れると共に、その画像の表面における凝集斑(光沢ムラ)の発生を抑制することができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
4.1.1.ブラック顔料分散液の調製 着色剤としてブラック顔料(チバ・ジャパン株式会社製、商品名「Microlith Black C−K」)15質量部、分散剤としてSolsperse36000(LUBRIZOL社製)3質量部に、フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社、商品名「V#192」)を加えて全体を100質量部とし、混合撹拌して混合物とした。この混合物を、サンドミル(安川製作所株式会社製)を用いて、ジルコニアビーズ(直径1.5mm)と共に6時間分散処理を行った。その後、ジルコニアビーズをセパレータで分離することにより、実施例および比較例で使用するブラック顔料分散液を得た。
着色剤としてイエロー顔料(チバ・ジャパン株式会社製、商品名「Cromophtal Yellow LA」)12質量部、分散剤としてSolsperse36000(LUBRIZOL社製)2.4質量部に、フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社、商品名「V#192」)を加えて全体を100質量部とし、混合撹拌して混合物とした。この混合物を、サンドミル(安川製作所株式会社製)を用いて、ジルコニアビーズ(直径1.5mm)と共に6時間分散処理を行った。その後、ジルコニアビーズをセパレータで分離することにより、実施例および比較例で使用するイエロー顔料分散液を得た。
表1または表2に記載の組成となるように、反応成分、光重合開始剤、スリップ剤、重合禁止剤を混合し完全に溶解させた後、これに前記ブラック顔料分散液またはイエロー顔料分散液をそれぞれの顔料濃度が表1または表2に記載の濃度となるように撹拌しながら滴下した。滴下終了後、常温で1時間混合撹拌し、さらに5μmのメンブランフィルターでろ過して、各放射線硬化型インク組成物を得た。
・フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、商品名「V#192」)
・テトラエチレングリコールジアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、商品名「V #335HP」)
・トリプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学株式会社製、商品名「APG−200」)
・ジプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学株式会社製、商品名「APG−100」)
・N−ビニルカプロラクタム(BASF社製、商品名「N−ビニルカプロラクタム」)
・アミノアクリレート(ダイセル・サイテック株式会社製、商品名「EBECRYL 7100」)
・ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(日立化成工業株式会社製、商品名「FA512AS」)
・イソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、商品名「IBXA」)
・IRGACURE 819(チバ・ジャパン株式会社製、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、光重合開始剤)
・DAROCUR TPO(チバ・ジャパン株式会社製、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、光重合開始剤)
・DETX(日本化薬株式会社製、光増感剤)
・BYK−UV3500(ビックケミー・ジャパン株式会社製、ポリエーテル変性アクリル基を有するポリジメチルシロキサン、スリップ剤)
・p−メトキシフェノール(関東化学株式会社製、重合禁止剤)
・カーボンブラック(チバ・ジャパン株式会社製、ブラック顔料)
・ピグメントイエロー180(チバ・ジャパン株式会社製、イエロー顔料)
・Solsperse36000(LUBRIZOL社製、分散剤)
インクジェットプリンターPX−G5000(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、前記放射線硬化型インク組成物をそれぞれのノズル列に充填した。常温、常圧下でPVCフィルム(3M株式会社製、商品名「IJ180−10」)上に、インクのドット径が中ドットで印刷物の膜厚が10μmとなるようなベタパターン画像を印刷すると共に、キャリッジの横に搭載した紫外線照射装置内のUV−LEDから照射強度が100mW/cm2となるように385nmの波長で第1照射をしてから、照射強度が1000mW/cm2で積算光量が700mJ/cm2となるように395nmの波長で第2照射をしてベタパターン画像を硬化させた。以上のようにして、PVCフィルム状にベタパターン画像が印刷された記録物を作製した。
得られた記録物について、下記の評価試験を行った。なお、下記の評価試験は、全て室温環境下で行った。
得られた記録物について目視により凝集斑(光沢ムラ)の有無の評価を行った。なお、評価基準の分類については、以下のとおりである。
A:記録物の表面に凝集斑が発生せず、その表面に光沢が認められた。
B:記録物の表面にわずかに凝集斑が発生し、その表面に光沢ムラが認められた。
C:記録物の表面にはっきりとした凝集斑が発生し、その表面に光沢ムラが認められた。
なお、凝集斑(光沢ムラ)の評価では、分類Aであることが好ましい。
まず、前記記録物を所定の大きさ(このときの長さをL0とする。)にカットし、引張試験機(A&D株式会社製)にセットした。引張試験機の引張速度を100mm/分と設定し、前記記録物を引張試験機により引っ張り、前記記録物にクラックまたは剥がれ(以下、「クラック等」という。)が発生した時点を目視により確認した。引張開始時からクラック等が発生した時点までの時間から引っ張られた記録物の長さを算出し、これをL1とした。下記式(1)からPVCフィルム上に形成された画像のクラック等発生伸度(%)を算出し、記録物の柔軟性について評価した。
画像のクラック等発生伸度(%)={(L1−L0)/L0}×100 …(1)
AAA:前記伸度が180%以上である。
AA :前記伸度が160%以上180%未満である。
A :前記伸度が140%以上160%未満である。
B :前記伸度が120%以上140%未満である。
C :前記伸度が100%以上120%未満である。
D :前記伸度が100%未満である。
JIS K5600−5−6(塗料一般試験法−第5部:塗膜の機械的性質−第6節:付着性(クロスカット法))に準じて、PVCフィルムと画像との密着性の評価を行った。なお、評価基準の分類については、以下のとおりである。
0:カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれがない。
1:カットの交差点における塗膜の小さな剥がれが認められる。
2:塗膜がカットの縁に沿って、および/または交差点において剥がれている。
3:塗膜がカットの縁に沿って、部分的または全面的に大剥がれを生じており、および/または目のいろいろな部分が、部分的または全面的に剥がれている。
4:塗膜がカットの縁に沿って、部分的または全面的に大剥がれを生じており、および/または数か所の目が部分的または全面的に剥がれている。
5:剥がれの程度が分類4を超えている。
以上の評価試験の結果について、表1および表2に併せて記載した。なお、表1には放射線硬化型ブラックインク組成物の結果を、表2には放射線硬化型イエローインク組成物の結果をそれぞれ示した。
Claims (11)
- (a)記録媒体上に、(A)反応成分中に20質量%以上55質量%以下のフェノキシエチルアクリレートと、(B)反応成分中に20質量%以上50質量%以下の多官能アクリレートと、反応成分中に(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートと、(C)N−ビニルカプロラクタムと、(F1)ブラック顔料と、を含有する、放射線硬化型インク組成物を吐出する工程と、
(b)吐出された放射線硬化型インク組成物に対して、LEDである活性放射線光源から350nm以上400nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する活性放射線を300mJ/cm2以上1000mJ/cm2以下で照射し硬化する工程と、を含む、インクジェット記録方法であって、
前記(B)多官能アクリレートは、テトラエチ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、およびジプロピレングリコールジアクリレートから選択される少なくとも1種である、インクジェット記録方法。 - (a)記録媒体上に、(A)反応成分中に20質量%以上55質量%以下のフェノキシエチルアクリレートと、(B)反応成分中に10質量%以上50質量%以下の多官能アクリレートと、反応成分中に(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートと、(C)N−ビニルカプロラクタムと、(F2)イエロー顔料と、を含有する、放射線硬化型インク組成物を吐出する工程と、
(b)吐出された放射線硬化型インク組成物に対して、LEDである活性放射線光源から350nm以上400nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する活性放射線を300mJ/cm2以上1000mJ/cm2以下で照射し硬化する工程と、を含む、インクジェット記録方法であって、
前記(B)多官能アクリレートは、テトラエチ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、およびジプロピレングリコールジアクリレートから選択される少なくとも1種である、インクジェット記録方法。 - 請求項1または請求項2において、
前記放射線硬化型インク組成物は、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤として、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドと、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と、を含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項において、
前記放射線硬化型インク組成物は、前記(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートを、反応成分中に5質量%以上50質量%以下で含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項において、
前記放射線硬化型インク組成物は、さらに、反応成分中に(D)アミノアクリレートを含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
前記(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートは、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、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、アダマンチルアクリレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキサンアクリレートの何れかを含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項6において、
前記(E)脂環式構造を有する単官能アクリレートは、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およびジシクロペンテニルオキシエチルアクリレートから選択される少なくとも1種である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか一項において、
前記放射線硬化型インク組成物は、測定温度20℃における粘度は、10mPa・s以上40mPa・s以下であり、かつ、測定温度20℃における表面張力は、20mN/m以上30mN/m以下である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか一項において、
前記前記放射線硬化型インク組成物は、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を、反応成分に対し5〜20質量部で含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項9のいずれか一項において、
前記放射線硬化型インク組成物は、光重合開始剤として、チオキサントン系光重合開始剤を含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1〜10の何れか一項に記載のインクジェット記録方法で記録を行う、インクジェット記録装置。
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