JP7465704B2 - インク組成物、それに用いられる分散液、その硬化膜であるインク硬化膜層が形成された積層体、像形成方法、及び印刷物の製造方法 - Google Patents
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Description
前記光線重合性化合物は、単官能重合性化合物Aと、重合性化合物Bと、を含み、
前記単官能重合性化合物Aは、該単官能重合性化合物Aを重合して得られるポリマーのガラス転移点Tgが25℃以上60℃以下であり、
前記重合性化合物Bは、アミノ基と、エーテル基と、を含む構造を持つ繰り返し配列を有し、2つ以上の(メタ)アクリレート基を有する重合性化合物であり、
前記光重合開始剤は、水素引抜型の開始剤を少なくとも含む、インク組成物。
のインク組成物。
本発明の一実施形態のインク組成物は、光線重合性化合物と、光重合開始剤と、を含む光線重合性インク組成物である。そして、光線重合性化合物は、単官能重合性化合物Aと、重合性化合物Bと、を含む。尚、本明細書において、重合性化合物とは、その分子量によっては、モノマー、オリゴマー又はポリマーと称される化合物も含む概念として使用される。
光線重合性化合物とは、遠紫外線、紫外線、近紫外線、可視光線、赤外線等の光線により、重合されるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物である。光線重合性化合物に含まれる単官能重合性化合物Aと、重合性化合物Bと、についてそれぞれ説明する。
単官能重合性化合物Aとは、重合して得られるポリマーのガラス転移点Tgが25℃以上60℃以下となる単官能の重合性化合物である。重合して得られるポリマーのガラス転移点とは、単官能重合性化合物A9gと、例えば、Irgacure 184(1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン)のような光重合開始剤1gを混合し、メタルハライドランプにて硬化させることにより作成したポリマーをJIS K7121記載のDSC法(示差走査熱量計)にて昇温速度10℃/分の条件で測定したガラス転移点を意味する。
重合性化合物Bとは、アミノ基と、エーテル基と、を含む構造を持つ繰り返し配列を有し、2つ以上の(メタ)アクリレート基を有する重合性化合物である。先述した単官能重合性化合物Aと、アミノ基と、エーテル基と、を含む構造を持つ繰り返し配列を有し、2つ以上の(メタ)アクリレート基を有する重合性化合物Bと、を含むインク組成物であれば、硬化性、延伸性とタックの軽減との両立を可能とする硬化膜を形成することができる。
上記の単官能重合性化合物A、重合性化合物Bに加え、本発明の目的を達成できる範囲で、更に別の単官能重合性化合物及び/又は多官能重合性化合物を適宜加えてもよい。特に、本実施形態のインク組成物は多官能重合性化合物を含むことが好ましい。硬化膜の効果的に硬化性を効果的に向上させることができる。
本実施形態のインク組成物は、水素引抜型の開始剤である光重合開始剤を少なくとも含む。水素引抜型の開始剤とは、光照射により水素を励起させラジカルを発生させる開始剤を意味する光重合開始剤である。なお、本実施形態のインク組成物には水素引抜型の開始剤以外の光重合開始剤が含まれていてもよい。
本実施形態のインク組成物は、必要に応じて色材を含有してもよい。色材を含有することで、硬化膜を加飾用の硬化膜として好ましく用いることができる。色材は、従来の油性インク組成物に通常用いられている無機顔料又は有機顔料であればどのようなものであってもよい、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化チタン、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、ジケトピロロピロール、アンスラキノン、ベンズイミダゾロン、アンスラピリミジン、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、アルミペースト、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、沈降性硫酸バリウム、パール顔料等が挙げられる。
本実施形態のインク組成物は、必要に応じて分散剤を含有してもよい。分散剤としては例えば高分子分散剤が挙げられる。この高分子分散剤の主鎖はポリエステル系、ポリアクリル系、ポリウレタン系、ポリアミン系、ポリカプロラクトン系等からなり、高分子分散剤は、側鎖としてアミノ基、カルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシル基等の極性基やこれらの塩を有するのが好ましい。
本実施形態のインク組成物は、更に表面調整剤を含有していてもよい。表面調整剤としては特に限定されないが、具体例としては、ジメチルポリシロキサンを有するビックケミー社製「BYK-306」、「BYK-333」、「BYK-371」、「BYK-377」、「BYK-UV3570」、「BYK-UV3500」、エボニックデグサジャパン社製「TegoRad2010」「TegoRad2100」、「TegoRad2200N」、「TegoRad2300」等が挙げられる。
本実施形態のインク組成物は、必要に応じて、艶消し剤を含有してもよい。艶消し剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムなどの各種の粉粒体を使用することができる。艶消し剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
又、本実施形態のインク組成物は、その他の添加剤として、可塑剤、重合禁止剤、光安定化剤、酸化防止剤等、種々の添加剤を含有していてもよい。溶剤は本発明の目的を達成する範囲内で添加することもできる。
本実施形態の分散液は、上記の実施形態のインク組成物に用いられる分散液である。具体的には、光線重合性化合物を含み、必要に応じて色材等を含むが、光重合開始剤を含まない分散液である。本実施形態の分散液は、上記の実施形態のインク組成物の製造の前段階の分散液である。尚、光重合開始剤を除き、分散液に含まれる光線重合性化合物、色材、分散剤、表面調整剤、艶消し剤、各添加剤等は、上記の実施形態のインク組成物と同様である。本実施形態の分散液を用いることにより、上記の実施形態のインク組成物を製造することができる。
本実施形態のインク組成物の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。又、粒状の色材、粒状の艶消し剤などを用いる場合は、分散機を用いて、光線重合性化合物、分散剤等で分散し、その後、必要に応じて光重合開始剤、表面調整剤等を添加して均一に撹拌し、更にフィルターで濾過することによって本実施形態のインク組成物が得られる。
本実施形態の積層体の製造は、上記インク組成物を、基材上へ好ましくはインクジェット方式で印刷した後、光線で硬化することによって行われる。印刷は、オフセット印刷方式、グラビア印刷方式、スプレー方式、刷毛塗り方式など従来公知の方式で印刷可能であるが、小ロット多品種に対応できる点でインクジェット方式であることが好ましい。又、インクジェット方式で印刷する際にインクジェットヘッドを加熱した状態で印刷してもよいし、室温のまま印刷してもよい。
基材は特に限定されず、例えば塗工紙、非塗工紙、布帛等の吸収体、非吸収性基材のいずれも使用することができる。具体的には、非塗工紙としては、更紙、中質紙、上質紙、塗工紙としては、コート紙、アート紙、キャスト紙、軽量コート紙、微塗工紙、布帛等の吸収体としては、綿、化繊織物、絹、麻、布帛、不織布、皮革等を例示でき、非吸収性基材としては、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系合成紙、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、金属、金属箔コート紙、ガラス、合成ゴム、天然ゴム等を例示できる。又、本実施形態のインク組成物は、金属等の可撓性を有しない基材を被記録媒体として使用する場合に限定されず、可撓性を有する基材を被記録媒体として使用する場合であっても、可撓性を有する基材が曲がることに起因する硬化膜の割れを効果的に抑制することができる。尚、「可撓性を有する」とは、室温時において曲率半径を通常直径1m、好ましくは50cm、より好ましくは30cm、更に好ましくは10cm、特に好ましくは5cmに曲げることが可能であることをいう。
本実施形態の硬化型インク組成物を硬化させた硬化膜(以下、「硬化膜」と表記することがある。)を形成するための光線は、波長200nm以上の光を含む光線が好ましく、波長250nm以上の光を含む光線がより好ましい。硬化膜を形成するための光線は、波長450nm以下の光を含む光線が好ましく、波長430nm以下の光を含む光線がより好ましい。これらの光線としては、例えば波長385nm以上395nm以下の光を含む光線を挙げることができる。
上述した本実施形態のインク組成物を光線によって重合することで硬化膜が得られる。硬化膜の厚さは、1μm以上であることが好ましい。又、硬化膜の厚さは、100μm以下であることが好ましい。1μm以上にすることで、色材を含有する硬化膜の色濃度が薄くなることなく、意匠性や装飾性の低下や密着性、伸長性等の物性が向上するため、より好ましい。100μm以下にすることで、インク組成物に対して光線を照射した際に、インク組成物をより短時間で充分に硬化することができるようになるため、より好ましい。
本実施形態のインク組成物により形成される硬化膜に表面には硬化膜を保護するオーバーコート層を設けてもよい。このオーバーコート層は従来公知のオーバーコート組成物を用いて形成されてもよいし、本実施形態のインク組成物において色材を添加しないクリアインク組成物をオーバーコート層用の組成物として利用してもよい。
実施例及び比較例における、インク組成物全量中の光線重合性化合物、光重合開始剤、重合禁止剤、高分子分散剤、添加剤、顔料(顔料分散体)の質量部を表1に示す。
厚さ80μmの塩化ビニルを基材として積層体を製造した。基材の表面に、表1に示すインク組成物をインクジェット法にて硬化膜からなる各評価用サンプルを作製した。そして、UV-LEDランプ(波長395nm)を用いて積算光量が240mJでインク組成物を硬化した。積算光量及びピーク照度の測定は、紫外線光量計UV Power Puck 2(EIT社製)を用いて行った。これにより、硬化膜を作製した。
上記の硬化膜の表面を目視で確認して、実施例及び比較例のインク組成物を評価した。細線が正しく再現できている場合を“○”とし、わずかに曲がりがみられる場合を“△”とし、着弾位置がずれ、曲がりがみられる場合を“×”とした(表中、「吐出性」と表記)。
硬化性の評価は、硬化後の硬化膜を綿棒で擦り、色移りの有無を確認することにより行った。結果を表1に示す。綿棒により色移りが全く見られなかった場合を“○”とし、綿棒により色移りが殆ど見られなかった場合を“△”とし、綿棒により色移りが見られ、実質上許容範囲を超えた場合を“×”とした(表中、「硬化性」と表記。)。
タックの評価は、室温で行った。
積層体を室温下におき、硬化膜を指で触れ、べたつきの有無を確認した。結果を表1に示す。べたつきがない場合を“○”とし、ややべたつきがあるが実質上許容範囲内であった場合を“△”、べたつきが強く実質上許容範囲を超えた場合を“×”とした(表中、「タック」と表記。)。
実施例及び比較例の積層体について、積層体を作製して一日経過後にダンベル状6号形(JIS K6251-5)の試験片として、25℃で積層体の元の長さの150%(1.5倍)までの範囲を積層体の延伸を100mm/minの歪み速度で1回延伸した時に、硬化膜の実質的な割れが生じるか否かを確認した。実質的な割れが生じなかったものを“○”とし、生じたものを“×”とした。評価結果を表1に示す(表中、延伸性と表記)。ここで、実質的な割れとはサンプル片幅の長さの50%以上割れ(クラック)が進行した割れを意味する。
表1より、実施例1~9のインク組成物は、硬化性、延伸性とタックの軽減との両立を可能とする硬化膜を形成することのできるインク組成物であることが分かる。
Claims (7)
- 光線重合性化合物と、光重合開始剤と、を含む、インク組成物であって、
前記光線重合性化合物は、単官能重合性化合物Aと、重合性化合物Bと、を含み、
前記単官能重合性化合物Aは、該単官能重合性化合物Aを重合して得られるポリマーのガラス転移点Tgが25℃以上60℃以下であって、光線により重合される(メタ)アクリレート基を有する(メタ)アクリレートであり、
前記重合性化合物Bは、アミノ基と、エーテル基と、を含む構造を持つ繰り返し配列を有し、光線により重合される2つ以上の(メタ)アクリレート基を有するアミン(メタ)アクリレートであり、
前記単官能重合性化合物Aの含有量は、インク組成物全量中54.0質量%以上であり、
前記光重合開始剤は、水素引抜型の開始剤を少なくとも含む、インク組成物。 - 前記単官能重合性化合物Aと、前記重合性化合物Bとの含有量比が単官能重合性化合物A/重合性化合物Bの質量比で5以上20以下である、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記光線重合性化合物は、更に多官能重合性化合物を含む、請求項1又は2に記載のインク組成物。
- 前記光重合開始剤と、前記光線重合性化合物と、の含有量比が光重合開始剤/光線重合性化合物の質量比で0.001以上0.15以下である、請求項1から3のいずれかに記載のインク組成物。
- 基材上に、請求項1から4のいずれかに記載のインク組成物の硬化膜であるインク硬化膜層が形成された積層体。
- 請求項1から4のいずれかに記載のインク組成物を使用して基材上に画像及び/又は凹凸像を形成する像形成方法。
- 請求項1から4のいずれかに記載のインク組成物を使用して基材上に画像及び/又は凹凸像を形成する印刷物の製造方法。
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