JPWO2017217187A1 - 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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Abstract
Description
[1] 光重合性化合物、光開始剤、及び結晶性のゲル化剤を含有する、ゾルゲル相転移可能な活性光線硬化型インクジェットインクであって、
蛍光増白剤を更に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1.0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] 前記蛍光増白剤が、下記一般式(1)で表される化合物を含むことを特徴とする、[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。
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、
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。)
[4] 前記結晶性のゲル化剤の含有量が、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1質量%以上10質量%以下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] 前記結晶性のゲル化剤が、一般式(G1)及び(G2)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする、[1]〜[4]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。
一般式(G1): R9−CO−R10
一般式(G2): R11−COO−R12
(式中、R9〜R12は、それぞれ独立に、炭素数9以上25以下の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基である。)
[6] 色材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] [1]〜[6]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インクジェット記録装置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。
本発明の一の実施形態は、光重合性化合物、光開始剤、結晶性ゲル化剤、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る。本明細書において、「活性光線硬化型インクジェットインク」(以下、「インク」とも称する)とは、活性光線により硬化可能なインク組成物を意味し、「活性光線」とは、インク組成物中の光開始剤を活性化させて、インクを硬化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。光重合性化合物は、ラジカル重合性化合物又はカチオン重合性化合物であり得る。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、ポリ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、トリシクロデカンジメタノールジ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。
光重合開始剤は、前記光重合性化合物がラジカル重合性の官能基を有する化合物であるときは、光ラジカル開始剤を含み、前記光重合性化合物がカチオン重合性の官能基を有する化合物であるときは、光酸発生剤を含む。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両方の組み合わせであってもよい。
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、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、結晶性ゲル化剤は、ゲル化温度以下の温度ではインク中で結晶化するゲル化剤である。尚、結晶性ゲル化剤は、重合性基を有していないゲル化剤であるため、光重合性化合物が重合して形成されるポリマー鎖中に組み込まれずに結晶化する。
一般式(G1): R9−CO−R10
一般式(G2): R11−COO−R12
本発明において蛍光増白剤とは、従来、蛍光染料の一種として使用されてきた化合物である。蛍光増白剤の物理的原理及び化学性の記述は、Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Electronic Release, Wiley-VCH 1998に示されている。
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、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、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2の工程で着弾させたインクに活性エネルギー線を照射して、インクが硬化してなる画像を形成する。活性エネルギー線は、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%、多官能光重合性化合物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1〜7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1〜36を得た。なお、表の成分量は質量%である。
[光重合性化合物]
(単官能光重合性化合物)
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)
(多官能光重合性化合物)
3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート(3PO−TMPTA)(Photomer 4072:Cognis社製)
3−メチルペンタンジオールジアクリレート(MPDDA)
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)
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)
6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート(6EO−TMPTA)(SR499:SARTOMER社製)
4EO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)
PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート(PO−NPGDA)
(αアミノケトン系化合物)
IRGACURE 369(BASF社製)
IRGACURE 907(BASF社製)
(アシルホスフィン系化合物)
DAROCURE TPO(BASF社製)
IRGACURE 819(BASF社製)
(チオキサントン系化合物)
SPEEDCURE ITX(Lambson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)
ジステアリン酸エチレングリコール(EMALEX EG−di−S:日本エマルジョン社製、炭素数:17−17)
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)
ジステアリルケトン(カオーワックスT1:花王社製、炭素数:18−18)
(クマリン系化合物)
Hakkol P(昭和化学工業社製)
(スチルベン系化合物)
FLUORESCENT BRIGHTENER FP−127(Xcolor Pigment社製)
FLUORESCENT BRIGHTENER OBK(Xcolor Pigment社製)
(一般式(1)で表される、ベンゾキサゾール系化合物)
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))
上記調製したシアン顔料分散液
[光開始助剤]
SPEEDCURE7040(Lambson社製)
[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1〜7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。
(画像光沢度の評価)
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29〜32については、「0」(画像の光沢度の上昇が生じない)とした。
0:画像の光沢度の上昇が生じない(効果なし)
1:光沢上昇が0を超え20未満生じた
2:光沢上昇が20以上30未満生じた
3:光沢上昇が30以上生じた
上記方法によって、基材である印刷用コート紙Aに印字した5cm×5cmのベタ画像の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した。観察条件はLEI(2次電子下方検出器)を用い、加速電圧1kV、20μA、非蒸着の条件で、倍率2000倍の画像を撮影し、600×450μmの範囲内に見られる凹部の様子を観察した。尚、凹部とは、上記画像において明暗の差が見られ、窪んでいる部分である。凹部の様子に基づき、下記の評価基準に従って画像表面形状の評価を行った。
0:凹部の幅が10μm超であり、凹凸感が激しい。
1:凹部の幅が5μm以上10μm以下である。
2:凹部の幅が2μm以上5μm未満である。
3:表面に凹凸が認められず、平らになっている。
尚、確認した凹部の幅に大きなばらつきが認められた場合には、最も多くの凹部が該当する基準値によって評価を決定した。また、2μm未満の凹部は平らとみなした。
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L*a*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L*a*b*との差分である色差△Eを求めた。得られた色差△Eを評価は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29〜32については、「3」(色変動が目視で確認できない)とした。
0:△E>5 色変動が大きく認められる。
1:△E=3〜5 色変動が認められる。
2:△E=1〜3 少し色変動があるが許容範囲内。
3:△E<1 色変動が目視で確認できない
評価結果を下記表1〜7に示す。
Claims (7)
- 光重合性化合物、光開始剤、及び結晶性のゲル化剤を含有する、ゾルゲル相転移可能な活性光線硬化型インクジェットインクであって、
蛍光増白剤を更に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1.0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。
- 前記結晶性のゲル化剤の含有量が、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1〜3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。
- 前記結晶性のゲル化剤が、一般式(G1)及び(G2)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする、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。
一般式(G1): R9−CO−R10
一般式(G2): R11−COO−R12
(式中、R9〜R12は、それぞれ独立に、炭素数9以上25以下の直鎖状または分岐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1〜5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1〜6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をインクジェット記録装置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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