JP6844289B2 - 活性光線硬化型インクジェットインク及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
[1] 光重合性化合物、光重合開始剤および蛍光増白剤を含有する、活性光線硬化型インクジェットインクであって、酸化防止剤を更に含有し、
前記蛍光増白剤は、下記一般式(1)で表される化合物であり、
R1〜R8はそれぞれ独立に、水素原子またはアルキル基であり、R1〜R8のうちの隣り合う2つは環を形成していてもよく、
Aは、下記式(2)〜(5):
式(2)〜(5)の*は、各式中におけるAの結合位置を表す。)
前記酸化防止剤は、フェノール系の酸化防止剤であり、
前記光重合性化合物は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する(メタ)アクリレートを、光重合性化合物の全質量に対して80質量%以上含有す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] 前記蛍光増白剤の含有量が、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0.01質量%以上0.5質量%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] 前記酸化防止剤の含有量が、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0.1質量%以上1.0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] 前記酸化防止剤が、多官能のフェノール系の酸化防止剤であることを特徴とする、[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。
[5] 前記酸化防止剤が、下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする、[4]に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
R9およびR10はそれぞれ独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基であり、
nは2〜4の整数であり、
Lは、炭素数が1以上10以下のアルキル基である。)
[6] ゲル化剤を更に含有することを特徴とする、[1]〜[5]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。
[7] 前記ゲル化剤が、下記一般式(G1)で表される化合物または(G2)で表される化合物を含むことを特徴とする、[6]に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
一般式(G1):R11−CO−R12
一般式(G2):R13−COO−R14
(式中、R11〜R14は、それぞれ独立に、炭素数が9以上25以下である直鎖状の炭化水素基である。)
[8] 色材を更に含有することを特徴とする、[1]〜[7]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。
[9] [1]〜[8]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の液滴をインクジェットヘッドのノズルから吐出して基材に着弾させる工程と、
前記基材上に着弾した前記活性光線硬化型インクジェットインクの液滴に、活性光線を照射して、前記活性光線硬化型インクジェットインクを硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする、画像形成方法。
本発明の第一の実施形態は、光重合性化合物と、光重合開始剤と、上記一般式(1)で表される蛍光増白剤と、フェノール系の酸化防止剤とを含有する、活性光線硬化型インクジェットインク(以下、単に「本発明のインク」ともいう。)である。本明細書において、「活性光線」とは、本発明のインク中の光重合開始剤を活性化させて光重合性化合物を重合および架橋させることが可能な光線を意味する。活性光線の例には、α線、γ線、X線、紫外線、電子線等が含まれる。本発明のインクを硬化させるための活性光線としては、光線照射装置の入手容易性や、インクの硬化性等の観点から、紫外線及び電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。
光重合性化合物は、活性光線の照射により架橋又は重合する化合物である。本発明において使用する光重合性化合物は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する(メタ)アクリレートを、光重合性化合物の全質量に対して80質量%以上含む。
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。
光重合開始剤は、光ラジカル開始剤を含む。光重合開始剤は、本発明のインク中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。光重合開始剤は、光ラジカル開始剤と光酸発生剤の組み合わせであってもよい。
本発明において使用する蛍光増白剤は、下記一般式(1)で表されるベンゾキサゾール系化合物である。
R1〜R8はそれぞれ独立に、水素原子またはアルキル基であり、R1〜R8は環を形成していてもよく、
式(2)〜(5)の*は、各式中におけるAの結合位置を表す。)
本発明において使用する酸化防止剤は、フェノール系の酸化防止剤である。
R9およびR10はそれぞれ独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基であり、
nは2〜4の整数であり、
Lは、炭素数が1以上10以下のアルキル基である。)
本発明のインクは、ゲル化剤を含んでもよい。ゲル化剤は、記録媒体に着弾したインクの液滴をゲル状態にして仮固定(ピニング)することができる。インクがゲル状態でピニングされると、インクの濡れ広がりが抑えられて隣り合うドットが同一しにくくなるため、より高精細な画像を形成することができる。また、インクがゲル状態になると、インクの液滴中への環境中の酸素の入り込みが抑えられて酸素による硬化阻害が生じにくくなるため、高精細な画像をより高速で形成することができる。
一般式(G1)において、R11およびR12は、いずれも炭素数が9以上25以下である直鎖状の炭化水素基である。この炭化水素基は、分岐鎖を有していてもよい。
一般式(G2)において、R13およびR14は、いずれも炭素数が9以上25以下である直鎖状の炭化水素基である。この炭化水素基は、分岐鎖を有していてもよい。
本発明のインクは、本発明の効果が得られる範囲において、色材、光重合開始剤助剤、重合禁止剤などを含むその他の成分をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、本発明のインク中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。
インクジェットヘッドからの吐出性をより高める観点からは、本発明のインクの80℃における粘度は3mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましい。また、着弾して常温に降温した際にインクを十分にゲル化させる観点からは、本発明のインクの25℃における粘度は1000mPa・s以上であることが好ましい。
本発明の第二の実施形態は、本発明のインクを用いた画像形成方法である。
本発明の画像形成方法は、前述した活性光線硬化型インクジェットインクを用いる以外は、活性光線硬化型インクジェットインクをインクジェットヘッドから吐出して基材に着弾させ、硬化させる公知の画像形成方法と同様に行い得る。
第1の工程では、本発明のインクの液滴をインクジェットヘッドから吐出して、基材の、形成すべき画像に応じた位置に着弾させる。
第2の工程では、第1の工程で着弾させた本発明のインクの液滴に活性光線を照射して、本発明のインクが硬化してなる画像を形成する。活性光線は、インク着弾後0.001秒以上1.0秒以下の間に照射されることが好ましく、高精細な画像を形成するためには、0.001秒以上0.5秒以下の間に照射されることがより好ましい。
1−1.シアン顔料分散液の調製
以下の手順で、シアン顔料分散液を調製した。
顔料分散剤であるEFKA4130(BASF社製)を9質量%、光重合性化合物(多官能モノマー)であるトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A−DCP:新中村化学社製)を71質量%、ステンレスビーカーに入れ、これを65℃のホットプレート上で加熱しながら1時間加熱攪拌した。
混合液を室温まで冷却し、さらに、顔料であるPigmentBlue15:4(大日精化社製)を20質量%加えた。この溶液を、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れて密栓し、ペイントシェーカーにて5時間分散処理した。その後、ジルコニアビーズを除去して、シアン顔料分散液を得た。
下記の表1〜6に記載されたインク成分にしたがって、下記に示す各成分と上記顔料分散液とを混合して、80℃に加熱して攪拌した。その後、当該混合液を加熱しながら、ADVANTEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過を行い、インク試料1〜31を得た。表1〜6には、各成分の含有量を四捨五入した値を示すが、MPDDAの量を調整して、インクの全量が100質量%になるように調整した。なお、表の成分量は質量%である。
[光重合性化合物]
(多官能(メタ)アクリレートモノマー)
3−メチルペンタンジオールジアクリレート(MPDDA)
プロピレンオキサイド(PO)変性ネオペンチルグリコールジアクリレート(PO−NPGDA)
ポリエチレングリコール#400ジアクリレート(PEG400DA)(MKエステルA−600:新中村化学社製)
4エチレンオキサイド(EO)変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(4EO−PETTA)(SR494:SARTOMER社製)
(単官能アクリレートモノマー)
テトラヒドロフルフリルアクリレート(THFA)(V#150:大阪有機化学社製)
(他の多官能モノマー)
アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル(VEEA:日本触媒製)
DAROCURE TPO(BASF社製)
IRGACURE 819(BASF社製)
FLUORESCENT BRIGHTENER OB(Xcolor Pigment社製)(一般式(1)中、Aは式(4))
FLUORESCENT BRIGHTENER OB−1(Xcolor Pigment社製)(一般式(1)中、Aは式(5))
FLUORESCENT BRIGHTENER PF(Xcolor Pigment社製)(一般式(1)中、Aは式(3))
FLUORESCENT BRIGHTENER PB(Xcolor Pigment社製)(一般式(1)中、Aは式(4))
FLUORESCENT BRIGHTENER KCB(Xcolor Pigment社製)(一般式(1)中、Aは式(2))
FLUORESCENT BRIGHTENER KSN(Xcolor Pigment社製)(一般式(1)中、Aは式(5))
FLUORESCENT BRIGHTENER FP−127(Xcolor Pigment社製)(スチルベン系化合物)
(単官能フェノール系酸化防止剤)
IRGANOX 1520L(BASF社製)
IRGANOX 1076(BASF社製)
(多官能フェノール系酸化防止剤)
ノクラック NS−6(大内新興化学社製)
スミライザー GS(住友化学社製)
アデカスタブ AO−40(ADEKA社製)
IRGANOX 1330(BASF社製)
(一般式(6)で表される、フェノール系酸化防止剤)
IRGANOX 259(BASF社製)
IRGANOX 1035(BASF社製)
IRGANOX 1010(BASF社製)
(リン系酸化防止剤)
アデカスタブ 1500(ADEKA社製)
(硫黄系酸化防止剤)
アデカスタブ AO−412S(ADEKA社製)
ラウリル酸アミド(ダイヤミッドY:日本化成社製、炭素数:12)
ステアリン酸ステアリル(エキセパールSS:花王社製、炭素数:17−18)
ステアロン(カオーワックスT−1:花王社製、炭素数:17)
上記調製したシアン顔料分散液
[重合禁止剤]
Irgastab UV10(BASF社製)
[界面活性剤]
KF−352(信越化学社製)
[画像形成方法]
表1〜6に記載の各インク試料およびそれぞれの対照インクを用いて、印刷用コート紙A(OKトップコート、米坪量128g/m2、王子製紙社製)に5cm×5cmのベタ画像を次の手順で形成した。
ライン型インクジェット記録装置の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。インクジェットヘッドの温度は80℃に設定し、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。尚、dpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
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。
(画像の光沢度変化の評価)
上記方法によって、インク試料および対照インクのそれぞれで印刷用コート紙Aに形成したベタ画像の60°光沢度を、日本電色工業(株)の光沢計PG−IIを用いて測定した。
次に、インク試料の60°光沢度と対応する対照インクの60°光沢度との差分を求め、蛍光増白剤の使用に伴う光沢変化量を得た。得られた光沢変化量を下記の基準に従って評価した。
尚、蛍光増白剤を含まないインク25については、「×」(画像の光沢度の上昇が生じない)とした。
×:画像の光沢度の上昇が生じない(効果なし)
△:光沢上昇が0を超え20未満生じた
○:光沢上昇が20以上30未満生じた
◎:光沢上昇が30以上生じた
上記方法によって、インク試料および対照インクのそれぞれで印刷用コート紙Aに形成したベタ画像のb*を、コニカミノルタ(株)の分光測色計FD−7を用いて測定した。
次に、インク試料のL*a*b*と対応する対照インクのb*との差分である色差ΔEを求めた。得られた色差ΔEを下記の基準に従って評価した。
尚、蛍光増白剤を含まないインク19については、「◎」(色変動が目視で確認できない)とした。
×:ΔEが5超 色変動が大きく認められる
△:ΔEが3超5以下 色変動が認められる
○:ΔEが1以上3以上 少し色変動があるが許容範囲内
◎:ΔEが1未満 色変動が目視で確認できない
上記方法によって、インク試料で印刷用コート紙Aに直径10cmの円上のベタ画像を形成し、その裏側に直径10cmのPETフィルムとCPPフィルムを重ね、水:エタノール=5:95の混合液100mlを接液した。次に、混合液が揮発しないように、混合液を金属製密閉容器に入れた状態で、60℃において10日間放置した。その後、上記混合液に含まれる、印刷物由来の成分(光重合開始剤、蛍光増白剤、酸化防止剤など)の合計量を算出した。算出した成分量をマイグレーション量とし、下記の基準に従って評価した。
×:マイグレーション量が1000ppb以上
△:マイグレーション量が500ppb以上1000ppb未満
○:マイグレーション量が100ppb以上500ppb未満
◎:マイグレーション量が100ppb未満
Claims (8)
- 光重合性化合物、光重合開始剤および蛍光増白剤を含有する、活性光線硬化型インクジェットインクであって、酸化防止剤を更に含有し、
前記蛍光増白剤は、下記一般式(1)で表される化合物であり、
R1〜R8はそれぞれ独立に、水素原子またはアルキル基であり、R1〜R8のうちの隣り合う2つは環を形成していてもよく、
Aは、下記式(2)〜(5):
式(2)〜(5)の*は、各式中におけるAの結合位置を表す。)
前記酸化防止剤は、多官能のフェノール系の酸化防止剤であり、
前記光重合性化合物は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する(メタ)アクリレートを、光重合性化合物の全質量に対して80質量%以上含有す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。 - 前記蛍光増白剤の含有量が、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0.01質量%以上0.5質量%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。
- 前記酸化防止剤の含有量が、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0.1質量%以上1.0質量%以下であることを特徴とする、請求項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。
- 前記酸化防止剤が、下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
R9およびR10はそれぞれ独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基であり、
nは2〜4の整数であり、
Lは、炭素数が1以上10以下のアルキル基である。) - ゲル化剤を更に含有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 前記ゲル化剤が、
下記一般式(G1)で表される化合物または(G2)で表される化合物を含むことを特徴とする、請求項5に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
一般式(G1):R11−CO−R12
一般式(G2):R13−COO−R14
(式中、R11〜R14は、それぞれ独立に、炭素数が9以上25以下である直鎖状の炭化水素基である。) - 色材を更に含有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクの液滴をインクジェットヘッドのノズルから吐出して基材に着弾させる工程と、
前記基材上に着弾した前記活性光線硬化型インクジェットインクの液滴に、活性光線を照射して、前記活性光線硬化型インクジェットインクを硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする、画像形成方法。
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