JP6750636B2 - 活性光線硬化型インクジェットインクおよびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
[1]活性光線硬化性化合物およびゲル化剤を含む活性光線硬化型インクジェットインクであって、前記ゲル化剤は、炭素原子数は15以上26以下のアルキル基を少なくとも1つ含有し、前記活性光線硬化型インクジェットインクは、結晶造核剤を含有し、前記結晶造核剤は、(ポリ)グリセリン骨格と前記(ポリ)グリセリン骨格に結合した炭素原子数が15以上のアルキル基とを有する(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル化合物Aを含有し、前記(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル化合物Aの含有量は、前記ゲル化剤の全質量に対して1.0質量%以上80質量%以下であることを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインク。
[2]前記ゲル化剤が有するアルキル基の炭素原子数と、前記化合物Aが有するアルキル基の炭素原子数との差が2以下であることを特徴とする、[1]に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
[3]前記ゲル化剤は、前記活性光線硬化型インクジェットインクの全質量に対して、1質量%以上10質量%以下であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
[4]前記[1]〜[3]のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクを記録媒体に吐出する工程と、前記記録媒体に吐出された前記インクに活性光線を照射して、前記インクを硬化させる工程と、を含むことを特徴とする、インクジェット記録方法。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、活性光線硬化性化合物、ゲル化剤および結晶造核剤を含む。
活性光線硬化性化合物は、活性光線により架橋または重合する光重合性化合物である。活性光線は、例えば電子線、紫外線、α線、γ線、およびエックス線等であり、好ましくは紫外線および電子線である。活性光線硬化性化合物は、ラジカル重合性化合物またはカチオン重合性化合物であり、好ましくはラジカル重合性化合物である。
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、ポリエチレングリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(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、ビスフェノールAのPO付加物ジ(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)アクリレート等の二官能モノマー;
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、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート等の三官能以上の多官能モノマー等が含まれる。
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジまたはトリビニルエーテル化合物等が含まれる。これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性や密着性などを考慮すると、ジまたはトリビニルエーテル化合物が好ましい。
活性光線硬化型インクジェットインクは、ゲル化剤を含有する。本発明においてゲル化剤とは、「常温で固体、加熱すると液体となる有機物であり、活性光線硬化型インクジェットインクを温度により可逆的にゾルゲル相転移させる機能を有する化合物」と定義される。
一般式(G1): R1−CO−R2
一般式(G2): R3−COO−R4
これらのゲル化剤は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明における結晶造核剤は、(ポリ)グリセリン骨格と前記(ポリ)グリセリン骨格に結合した炭素原子数が15以上のアルキル基とを有する(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル化合物Aを含有する。結晶造核剤に含まれる炭素原子数が15以上のアルキル基を有する(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル化合物Aは、ゲル化剤の有する炭素鎖と相互作用する。また、(ポリ)グリセリン骨格の嵩高さにより、立体障害が生じるため、ゲル化剤同士が凝集することによる結晶成長を抑制し、結晶核生成を促進するものと考えられる。(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル化合物Aのアルキル基の炭素数が15未満であるとゲル化剤との相互作用がおきづらくなるため、ゲル化剤の結晶の粗大化が抑制され難く、基材温度ロバストが不良となってしまう。(ポリ)グリセリン骨格を有さないと、炭素原子数が15以上のアルキル基を有していても、基材温度ロバストが不良となってしまう。(ポリ)グリセリン骨格に結合した炭素原子数は、特に限定されないが、吐出安定性の観点から、40以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましい。
活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて光開始剤を含んでもよい。光開始剤には、ラジカル系の光開始剤とカチオン系の光開始剤があり、ラジカル系の光開始剤には、分子内結合開裂型と分子内水素引き抜き型とがある。分子内結合開裂型の光開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)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)−ブタノン等のアセトフェノン系;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類;2,4,6−トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系;ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステル等が含まれる。
活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて光開始剤助剤や重合禁止剤などをさらに含んでもよい。光開始剤助剤は、第3級アミン化合物であってよく、芳香族第3級アミン化合物が好ましい。芳香族第3級アミン化合物の例には、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジメチルアミノ−p−安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ−p−安息香酸イソアミルエチルエステル、N,N−ジヒドロキシエチルアニリン、トリエチルアミンおよびN,N−ジメチルヘキシルアミン等が含まれる。なかでも、N,N−ジメチルアミノ−p−安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ−p−安息香酸イソアミルエチルエステルが好ましい。これらの化合物は、単独で用いられてもよいし、2種類以上が併用されてもよい。
活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて色材をさらに含んでもよい。色材は、染料または顔料でありうるが、インクの構成成分に対して良好な分散性を有し、かつ耐候性に優れることから、顔料が好ましい。顔料は、特に限定されないが、例えばカラーインデックスに記載される下記番号の有機顔料または無機顔料でありうる。
KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201(大日本インキ化学社製);
Colortex Yellow 301、314、315、316、P−624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA−414、U263、Finecol Yellow T−13、T−05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P−625、102、H−1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、Colortex Blue516、517、518、519、A818、P−908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素社製);
Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP−S(東洋インキ社製)、Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG−02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ社製);
Novoperm P−HG、Hostaperm Pink E、Hostaperm Blue B2G(クラリアント社製);
カーボンブラック#2600、#2400、#2350、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#850、MCF88、#750、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、#52、#50、#47、#45、#45L、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#44、CF9(三菱化学社製)などが挙げられる。
活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて他の成分をさらに含んでもよい。他の成分は、各種添加剤や他の樹脂等であってよい。添加剤の例には、界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗菌剤、インクの保存安定性を高めるための塩基性化合物等も含まれる。塩基性化合物の例には、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アルカリ土類金属化合物、アミンなどの塩基性有機化合物などが含まれる。他の樹脂の例には、硬化膜の物性を調整するための樹脂などが含まれ、例えばポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、およびゴム系樹脂等が含まれる。
本発明のインクジェット記録方法は、少なくとも以下の2工程を含む。
(1)本発明の活性光線硬化型インクジェットインクを記録媒体に吐出する工程
(2)記録媒体に吐出されたインクに活性光線を照射して、インクを硬化させる工程
工程(1)では、インクジェットインクの液滴をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体上に着弾させる。使用するインクは、前述した活性光線硬化型インクジェットインクであればよい。
工程(2)では、記録媒体に吐出されたインクに活性光線を照射して、インクを硬化させる。この工程により、インクジェットインクに含まれる活性光線硬化性化合物を光硬化させる。
以下の各添加剤を順次混合、分散して、マゼンタ顔料を21質量%含有するマゼンタ顔料分散液1を調製した。
活性光線硬化性化合物:トリプロピレングリコールジアクリレート 70部
重合禁止剤:Irgastab UV10(チバジャパン社製) 0.02部
(インク1の調製)
下記の各添加剤を順次混合し、80℃に加熱して30分間攪拌した後、得られた溶液を、80℃の加熱下で#3000の金属メッシュフィルターでろ過し、冷却して、インク1を調製した。
活性光線硬化性化合物:SR494(4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、SARTOMER社製) 17.0部
活性光線硬化性化合物:SR499(6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、SARTOMER社製) 17.9部
ゲル化剤:ステアロン 3.0部
結晶造核剤:テトラグリセリントリステアレート 0.20部
重合禁止剤:Irgastab UV10(チバスペシャリティケミカル社製) 0.1部
光開始剤:TPO(フォスフィンオキサイド、DAROCURE TPO、チバスペシャリティケミカル社製) 6.0部
光開始剤:ITX(イソプロピルチオキサントン、Speedcure ITX、Lambson社製) 2.0部
光開始剤助剤:EDB(アミン助剤、Speedcure EDB、Lambson社製) 3.0部
顔料分散液1 19.0部
上記インク1の調製において、ゲル化剤の種類と結晶造核剤の種類を、表2、表3、表4に記載の様に変更した以外は同様にして、インク2〜16を調製した。
上記インク1の調製において、結晶造核剤を活性光線硬化性化合物A−400に変更し、表5に記載の様に変更した以外は同様にして、インク17〜19を調製した。
上記インク1の調製において、ゲル化剤をジウンデシルケトンに変更し、結晶造核剤の種類を、表6に記載の様に変更した以外は同様にして、インク20〜26を調製した。
上記インク1の調製において、結晶造核剤とゲル化剤の種類を表7に記載の様に変更した以外は同様にして、インク27〜35を調製した。
上記インク1の調製において、結晶造核剤の種類をテトラグリセリンモノラウレートに変更し、表8に記載の様に変更した以外は同様にして、インク36〜38を調製した。
上記インク1の調製において結晶造核剤の添加量、結晶造核剤及びゲル化剤の種類を表9に記載の様に変更し、結晶造核剤の添加量の減少分を100質量部になるようにA−400で調整した以外は同様にして、インク39〜46を調製した。
上記インク1の調製において結晶造核剤の添加量、結晶造核剤及びゲル化剤の種類を表10に記載の様に変更し、結晶造核剤の添加量の減少分を100質量部になるようにA−400で調整した以外は同様にして、インク47〜54を調製した。
調整したインク1〜54を使用し、ライン型インクジェット記録装置で単色画像を形成した。インクジェット記録装置のインクジェットヘッドの温度は80℃に設定した。記録媒体(OKトップコート 米坪量128g/m2 王子製紙社製)の温度を35℃〜52℃の範囲で調節し、記録媒体に、抜き文字、5cm×5cmのベタ画像を印字した。画像を形成した後、記録装置の下流部に配置したLEDランプ(Phoseon Technology社製、395nm、水冷LED)で、画像に紫外線を照射してインクを硬化した。
吐出用記録ヘッドは、ノズル径20μm、ノズル数512ノズル(256ノズル×2列、千鳥配列、1列のノズルピッチ360dpi)のピエゾヘッドを用いた。吐出条件は、1滴の液滴量が2.5plとなる条件で、液滴速度約6m/sで出射させて、1440dpi×1440dpiの解像度で記録した。記録速度は500mm/sとした。画像形成は、23℃、55%RHの環境下で行った。dpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
(中心温度)
ベタ部が埋まる温度(ベタ画像目視で確認)と液滴の合一が開始する温度(4pt抜き文字を目視で確認)の中間の温度
◎:38℃以上43℃以下
○:43℃超え46℃以下または35℃以上38℃未満
×:46℃超え、または35℃未満
ベタが埋まる温度と液滴の合一が開始する温度の差で評価
◎:10℃以上
○:7℃以上10℃未満
△:4℃以上7℃未満
×:4℃未満
Claims (4)
- 活性光線硬化性化合物およびゲル化剤を含む活性光線硬化型インクジェットインクであって、
前記ゲル化剤は、炭素原子数が15以上26以下のアルキル基を少なくとも1つ含有し、
前記活性光線硬化型インクジェットインクは、結晶造核剤を含有し、
前記結晶造核剤は、(ポリ)グリセリン骨格と前記(ポリ)グリセリン骨格に結合した炭素原子数が15以上のアルキル基とを有する(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル化合物Aを含有し、
前記(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル化合物Aの含有量は、前記ゲル化剤の全質量に対して1.0質量%以上80質量%以下であることを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインク。 - 前記ゲル化剤が有するアルキル基の炭素原子数と、前記化合物Aが有するアルキル基の炭素原子数との差が2以下であることを特徴とする、請求項1に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 前記ゲル化剤は、前記活性光線硬化型インクジェットインクの全質量に対して、1質量%以上10質量%以下であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクを記録媒体に吐出する工程と、
前記記録媒体に吐出された前記インクに活性光線を照射して、前記インクを硬化させる工程と、を含むことを特徴とする、インクジェット記録方法。
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