エネルギー線硬化型ィンクジェット印刷用ィンク 技術分野
本発明は、 インクジェット方式による印刷に適用され、 紫外線、 遠紫外線、 可 視光線、 X線、 電子線等のエネルギー線の照射により硬化するエネルギー線硬化 型インクジエツト印刷用インクに関明する。 背景技術 書
近年、 紫外線等のエネルギー線を用いたインクジエツト方式による印刷技術が 活発に研究されている (特表 2 0 0 4 - 5 2 6 8 2 0号公報参照)。 この印刷技 術は、 液状のインクをインクジェット方式により、 紙、 プラスチックなどの被印 刷材表面に塗布したのち、 例えば紫外線を照射して、 インキを架橋ないし硬化さ せる技術であり、 従来の熱で架橋ないし硬化させる印刷技術とは異なり、 速乾性、 無溶剤で、 ィンクを吸収しない被印刷材への印刷が可能であるなどの利点があり、 注目されている。
ィンクジェット方式による印刷では、 ノズルへッドからの連続吐出の安定性や ノズルヘッドの詰りを防止する観点から、 インク粘度が常温で 3 O mP a · s以 下であることが望ましいとされているが、 架橋ないし硬化後の膜強度を大きくす るためには、 ポリマーや架橋剤などの高粘度成分を使用する必要があるため、 低 粘度化と膜強度はトレードオフの関係にある。 そのため印刷ィンキの粘度を下げ る反応性希釈剤としてアクリル酸エステルが使用されてきたが、 分子量が 3 0 0 以下の低分子量ァクリル酸エステルでは一般に皮膚刺激性が強く、 使用量が制限 されるため、 アクリル酸エステルによる低粘度ィ匕には限界があった。 そこで、 低 分子量であつても皮膚刺激性が低いメタクリル酸エステルの使用が提案されてい る。 しかしながら、 メタクリル酸エステルの場合、 硬化速度が一般にアクリル酸 エステルに比べて遅いため、 生産性の面で不利とされ、 また硬化後の膜強度も十
分でないという問題点があつた。 発明の開示
本発明の目的は、 低粘度かつ高感度であり、 しかも硬化後に十分な膜強度を有 するエネルギー線硬化型ィンクジェット印刷用ィンクを提供することにある。 本発明の他の目的お J点は以下の説明から明らかになろう。
本発明によれば、 本発明の上記目的および利点は、
(A) 着色剤、 (B) エネルギー線の照射により重合しうるエチレン性不飽和結 合を少なくとも 1つ有する化合物および (C) 光重合開始剤を含有するインクジ エツト印刷用インクであって、 (B) 成分が重合性不飽和基としてメタクリロイ ル基のみを少なくとも 1つ有する化合物からなり、 かつ (C) 成分が下記式
( 1 ) で表される化合物からなることを特徴とするエネルギ一線硬化型ィンクジ エツト印刷用インクにより達成される。
〔式 (1 ) において、 R 1は炭素数 1〜1 2の直鎖状、 分岐状もしくは環状のァ ルキル基を示し、 R 2および R 3は相互に独立に水素原子;炭素数 1〜1 2の直 鎖状、 分岐状もしくは環状のアルキル基;またはベンジル基を示し、 R 4、 R 5、 R 7および R 8は相互に独立に水素原子;ハロゲン原子;炭素数 1〜1 2の直鎖 状、 分岐状もしくは環状のアルキル基;または炭素数 1 ~ 4の直鎖状もしくは分 岐状のアルコキシル基を示し、 R 6は八ロゲン原子;炭素数 1〜1 2の直鎖状、 分岐状もしくは環状のアルキル基;水酸基および炭素数 1〜4の直鎖状もしくは 分岐状のアルコキシル基よりなる群から選ばれる置換基で置換された炭素数 1〜
12の直鎖状、 分岐状もしくは環状のアルキル基;炭素数 1〜 4の直鎖状もしく は分岐状のアルコキシル基;または水酸基および炭素数 1〜 4の直鎖状もしくは 分岐状のアルコキシル基よりなる群から選ばれる置換基で置換された炭素数 2〜 4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基を示す。〕
以下、 本発明について詳細に説明する。 発明を実施するための最良の形態
(A) 着色剤
本発明における着色剤は、 色調が特に限定されるものではなく、 用途に応じて il :選定され、 顔料、 染料あるいは天然色素の何れでもよい。
本発明における着色剤としては、 発色性が高くかつ耐熱性の高い着色剤、 特に 耐熱分解性の高い着色剤が好ましい。 通常、 有機顔料あるいは無機顔料、 特に好 ましくは有機顔料、 カーボンブラックが用いられる。
前記有機顔料としては、 例えば、 カラ一インデックス (C. I. ; The S oc i e t y o f Dye r s and Co l ou r i s t s 社発行) においてピグメン卜 (P i gmen t) に分類されている化合物、 具体的に は、 下記のようなカラ一インデックス (C. I.) 番号が付されているものを挙 げることができる。
C. I. ピグメントイエロー 1、 C. I. ピグメン卜イェロー 3、 C. I. ピ グメントイエロー 12、 C. I. ピグメン卜イエロ一 13、 C. I. ピグメン卜 イェロー 14、 C. I. ピグメン卜イェロー 15、 C. I. ピグメン卜イェロー 16、 C. I. ビグメントイエロー 17、 C. I. ピグメントイエロー 20、 C. I. ピグメントイエロー 24、 C. I. ピグメントイエロー 31、 C. I. ピグ メントイエロ一 55、 C. I. ピグメントイエロー 60、 C. I. ビグメントイ エロー 61、 C. I. ビグメン卜イェロー 65、 C. I. ビグメン卜イェロー 7 1、 C. I. ビグメン卜イェロー 73、 C. I. ピグメントイエロー 74、 C. I. ピグメントイエロー 81、 C. I. ピグメントイエロー 83、 C. I. ビグ メントイエロ一 93、 C. I. ビグメントイエロー 95、 C. I. ピグメントイ
エロ一 97、 C. I. ピグメン卜イェロー 98、 C. I. ピグメン卜イエロ一 1 00、 C. I. ピグメントイエロ一 101、 C. I. ビグメントイエロー 104、 C. I. ピグメントイエロ一 106、 C. I. ビグメントイエロ一 108、 C. I. ピグメントイエロ一 109、 C. I. ピグメントイエロー 110、 C. I. ピグメントイエロ一 113、 C. I. ピグメントイエロー 114、 C. I. ビグ メントイエロー 116、 C. I. ビグメントイエロー 117、 C. I. ピグメン トイエロー 119、 C. I. ピグメントイエロ一 120、 C. I. ピグメントイ エロー 126、 C. I. ピグメン卜イェロー 127、 C. I. ピグメントイエロ 一 128、 C. I. ビグメントイエロー 129、 C. I. ピグメントイエロ一 1 38、 C. I. ビグメントイエロー 139、 C. I. ビグメントイエロ一 150、 C. I. ピグメン卜イェロー 151、 C. I. ピグメントイエロー 152、 C. I. ピグメン卜イエロ一 153、 C. I. ビグメントイエロー 154、 C. I. ピグメントイエロー 155、 C. I. ピグメントイエロー 156、 C. I. ピグ メントイエロ一 166、 C. I. ピグメントイエロー 168、 C. I. ピグメン トイエロー 175、 C. I. ピグメントイエロ一 180、 C. I. ピグメントイ エロ一 185 ;
C. I. ピグメントオレンジ 1、 C. I. ピグメントオレンジ 5、 C. I. ピ グメントオレンジ 13、 C. I. ピグメントオレンジ 14、 C. I. ピグメント オレンジ 16、 C. I. ビグメントオレンジ 17、 C. I. ピグメントオレンジ 24、 C. I. ピグメントオレンジ 34、 C. I. ピグメントオレンジ 36、 C. I. ピグメントオレンジ 38、 C. I. ピグメントオレンジ 40、 C. I. ビグ メントオレンジ 43、 C. I. ピグメントオレンジ 46、 C. I. ピグメントォ レンジ 49、 C. I. ビグメントオレンジ 51、 C. I. ピグメントオレンジ 6 1、 C. I. ピグメントオレンジ 63、 C. I. ピグメントオレンジ 64、 C. I. ピグメントオレンジ 71、 C. I. ピグメントオレンジ 73 ;
C. I. ピグメントバイオレット 1、 C. I. ピグメントバイオレット 19、 C. I. ピグメントバイオレット 23、 C. I. ピグメントバイオレット 29、 C. I. ピグメントハ、ィォレット 32、 C. I. ビグメントバイオレット 36、 C.
I. ピグメントバイオレット 38 ;
C. I. ビグメントレッド 1、 C. I. ビグメントレッド 2、 C. I. ピグメ ントレッド 3、 C. I. ピグメントレッド 4、 C. I. ピグメントレッド 5、 C. I. ピグメントレッド 6、 C. I. ピグメントレッド 7、 C. I. ピグメントレ ッド 8、 C. I. ビグメントレッド 9、 C. I. ビグメントレッド 10、 C. I. ピグメントレッド 11、 C. I. ピグメントレッド 12、 C. I. ピグメントレ ッド 14、 C. I. ピグメントレッド 15、 C. I. ピグメントレッド 16、 C. I. ピグメン卜レッド 17、 C. I. ビグメントレッド 18、 C. I. ピグメン トレッド 19、 C. I. ピグメントレッド 21、 C. I. ピグメントレッド 22、 C. I. ピグメントレッド 23、 C. I. ピグメントレッド 30、 C. I. ピグ メントレッド 31、 C. I. ビグメントレッド 32、 C. I. ビグメントレッド 37、 C. I. ピグメントレッド 38、 C. I. ピグメントレッド 40、 C. I. ピグメントレッド 41、 C. I. ピグメントレッド 42、 C. I. ピグメントレ ッド 48 : 1、 C. I. ピグメントレッド 48 : 2、 C. I. ビグメントレッド 48 : 3、 C. I. ピグメントレッド 48 : 4、 C. I. ピグメントレッド 4 9 : 1、 C. I. ピグメントレッド 49 : 2、 C. I. ピグメントレッド 50 : 1、 C. I . ピグメントレッド 52: 1、 C. I . ピグメントレッド 53 : 1、 C. I. ピグメントレッド 57、 C. I. ピグメントレッド 57 : 1、 C. I. ピグメントレッド 57 : 2、 C. I. ピグメントレッド 58 : 2、 C. I. ピグ メントレッド 58 : 4、 C. I. ピグメントレッド 60 : 1、 C. I. ピグメン トレッド 63 : 1、 C. I. ピグメントレッド 63 : 2、 C. I. ビグメントレ ッド 64 : 1、 C. I. ピグメントレッド 81 : 1、 C. I. ピグメントレッド 83、 C. I. ピグメントレッド 88、 C. I. ピグメントレッド 90 : 1、 C. I. ピグメントレッド 97、 C. I. ピグメン卜レッド 101、
C. I. ビグメントレッド 102、 C. I. ピグメントレッド 104、 C. I. ピグメントレッド 105、 C. I. ビグメントレッド 106、 C. I. ピグメン トレッド 108、 C. I. ピグメントレッド 112、 C. I. ピグメントレッド 113、 C. I. ピグメントレッド 114、 C. I. ピグメントレッド 122、
C. I. ピグメントレッド 123、 C. I. ピグメントレッド 144、 C. I. ビグメントレッド 146、 C. I. ビグメントレッド 149、 C. I. ピグメン トレッド 150、 C. I. ピグメントレッド 151、 C. I. ピグメントレッド
166、 C. I. ピグメントレッド 168、 C. I. ビグメントレッド 170、 C. I. ピグメントレッド 171、 C. I. ピグメントレッド 172、 C. I. ピグメントレッド 174、 C. I. ピグメントレッド 17'5、 C. I. ピグメン トレッド 176、 C. I. ピグメントレッド 177、 C. I. ピグメントレッド
178、 C. I. ビグメントレッド 179、 C. I. ピグメントレッド 180、 C. I. ピグメントレッド 185、 C. I. ビグメントレッド 187、 C. I. ビグメントレッド 188、 C. I. ピグメントレッド 190、 C. I. ビグメン トレッド 193、 C. I. ピグメントレッド 194、 C. I. ピグメントレッド 202、 C. I. ピグメントレッド 206、 C. I. ビグメントレッド 207、 C. I. ピグメントレッド 208、 C. I. ピグメントレッド 209、 C. I. ピグメントレッド 215、 C. I. ピグメントレッド 216、 C. I. ピグメン トレッド 220、 C. I. ビグメントレッド 224、 C. I. ピグメントレッド 226、 C. I. ピグメントレッド 242、 C. I. ピグメントレッド 243、 C. I. ピグメントレッド 245、 C. I. ビグメントレッド 254、 C. I. ピグメントレッド 255、 C. I. ピグメントレッド 264、 C. I. ピグメン 卜レッド 265 ;
C. I. ビグメン卜ブルー 15、 C. I. ピグメン卜ブルー 15 : 3、 C. I. ピグメントブル一 15 : 4、 C. I. ピグメントブルー 15 : 6、 C. I. ビグ メントブルー 60 ;
C. I. ピグメン卜グリーン 7、 C. I. ピグメントグリーン 36 ;
C. I. ピグメントブラウン 23、 C. I. ピグメントブラウン 25 ;
C. I. ピグメントホワイト 6
C. I. ピグメントブラック 1、 C. I. ピグメントブラック 7。
これらの有機顔料は、 例えば、 硫酸再結晶法、 溶剤洗浄法あるいはこれらの組 み合わせ等により精製して使用することができる。
また、 前記無機顔料としては、 例えば、 酸化チタン、 硫酸バリウム、 炭酸カル シゥム、 亜鉛華、 硫酸鉛、 黄色鉛、 亜鉛黄、 べんがら (赤色酸化鉄 (1 1 1 ))、 カドミウム赤、 群青、 紺青、 酸化クロム緑、 コバルト緑、 アンバー、 チタンブラ ック、 合成鉄黒、 カーボンブラック等を挙げることができる。
本発明において、 有機顔料および無機顔料は、 それぞれ単独でまたは 2種以上 を混合して使用することができ、 また有機顔料と無機顔料とを併用することがで きる。 黒色以外の色調に印刷する際には、 好ましくは 1種以上の有機顔料が使用 ' され、 また黒色に印刷する際には、 好ましくは 2種以上の有機顔料および/また はカーボンブラックが使用される。
本発明において、 前記各顔料は、 所望により、 その粒子表面をポリマーで改質 して使用することができる。 顔料の粒子表面を改質するポリマーとしては、 例え ば、 特開平 8— 2 5 9 8 7 6号公報等に記載されたポリマーや、 市販の各種の顔 料分散用のポリマ一またはオリゴマ一等を挙げることができる。
また、 本発明における着色剤は、 所望により、 分散剤と共に使用することがで さる。
前記分散剤としては、 例えば、 カチオン系、 ァニオン系、 ノニオン系、 両性、 シリコーン系、 フッ素系等の界面活性剤を挙げることができる。
前記界面活性剤の例としては、 ポリオキシエチレンラウリルエーテル、 ポリオ キシェチレンステアリルエーテル、 ポリォキシェチレンォレイルェ一テル等のポ リオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレン n—ォクチルフエ二 ルエーテル、 ポリオキシエチレン n—ノニルフエニルエーテル等のポリオキシ エチレンアルキルフエ二ルェ一テル;ポリエチレングリコ一ルジラウレート、 ポ リエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコ一ルジェステル; ソルビタン脂肪酸エステル;脂肪酸変性ポリエステル; 3級ァミン変性ポリウレ タン;ポリエチレンィミン等のほか、 以下商品名で、 KP (信越化学工業 (株) 製)、 ポリフロー (共栄社化学 (株) 製)、 エフトップ (トーケムプロダクツ社 製)、 メガファック (大日本インキ化学工業 (株) 製)、 フロラード (住友スリー ェム (株) 製)、 アサヒガード、 サーフロン (以上、 旭硝子 (株) 製)、 D i s p
e r b y k (ビックケミー'ジャパン (株) 製)、 ソルスパース (セネ力 (株) 製) 等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、 単独でまたは 2種以上を混合して使用することができ る。
界面活性剤の使用量は、 着色剤 1 0 0重量部に対して、 好ましくは 5 0重量部 以下、 より好ましくは 0〜3 0重量部である。
本発明のエネルギー線硬化型インクジエツト印刷用インクにおいて、 着色剤の 使用量は、 インク全体の、 好ましくは 0 . 5〜1 0重量%、 より好ましくは 1〜 5重量%である。 着色剤の使用量が 0 . 5重量%未満であると、 十分な色濃度が 得られ難くなるおそれがあり、 一方、 1 0重量%を超えると、 ノズルヘッドから の吐出安定性が低下する傾向がある。
本発明のエネルギー線硬化型ィンクジェット印刷用ィンクは、 適宜の方法によ り調製することができ、 例えば、 (A) 成分、 (B) 成分、 (C) 成分等を常法に より混合して調製することができる。 また、 着色剤として顔料を用いる場合、 該 顔料を分散剤の存在下で、 例えばビーズミル、 ロールミル等を用いて、 粉碎しつ つ混合 '分散して顔料分散液とし、 これに (B) 成分、 (C) 成分等を添加して、 混合することにより調製することもできる。
(B) 光重合性不飽和化合物
本発明におけるエネルギー線により重合しうるエチレン性不飽和結合を少なく とも 1つ有する化合物 (以下、 「光重合性不飽和化合物」 という。) は、 重合性不 飽和基としてメタクリロイル基 (CH2= C (C H3)— C O—) のみを少なくと も 1つ有する化合物 (以下、 「メタクリル系化合物」 という。) からなる。
メ夕クリル系化合物としては、 下記式 (2— 1 ) で表される化合物 (以下、 「メタクリル系化合物 (2— 1 )」 という。)、 下記式 (2— 2 ) で表される化合 物 (以下、 「メタクリル系化合物 (2— 2 )」 という。)、 下記式 (3— 1 ) で表さ れる化合物 (以下、 「メタクリル系化合物 (3— 1 )」 という。)、 下記式 (3— 2 ) で表される化合物 (以下、 「メタクリル系化合物 (3— 2 )」 という。) 等が 好ましい。
(2-1)
〔式 (2— 1) およぴ式 (2-2) において、 R 9は水素原子またはメチル基を 示し、 mは:!〜 5の整数である。〕
(3-1)
CH3
CH2=C— C一 O- -CH2-)-OH (3-2)
O
〔式 (3-1) および式 (3-2) において、 nは 3〜9の整数である。〕 メタクリル系化合物 (2— 1) およびメ夕クリル系化合物 (2-2) の具体例 としては、 エチレングリコールジメタクリレート、 エチレングリコ一ルモノメタ クリレート、 ジ (エチレングリコーレ) ジメタクリレート、 ジ (エチレングリコ —ル) モノメタクリレート、 トリ (エチレングリコール) ジメタクリレート、 ト リ (エチレングリコール) モノメタクリレート、 テトラ (エチレングリコール) ジメタクリレート、 テトラ (エチレングリコ一ル) モノメタクリレート等を挙げ ることができる。
また、 メタクリル系化合物 (3-1) およびメタクリル系化合物 (3-2) の 具体例としては、 1, 3—プロパンジオールジメタクリレート、 1, 3—プロパ ンジオールモノメタクリレート、 1, 4—ブタンジオールジメタクリレ一ト、 1, 4一ブタンジオールモノメタクリレート、 1, 5—ペン夕ンジオールジメタクリ レート、 1, 5—ペンタンジオールモノメタクリレ一ト、 1, 6—へキサンジォ
一ルジメ夕クリレート、 1 , 6—へキサンジオールモノメタクリレート等を挙げ ることができる。
t これらのメタクリル系化合物のうち、 低粘度である点で、 エチレングリコール ジメタクリレート、 エチレングリコールモノメタクリレート、 ジ (エチレンダリ コール) ジメタクリレー卜、 ジ (エチレングリコール) モノメタクリレート、 ト リ (エチレングリコール) ジメタクリレート、 トリ (エチレングリコール) モノ メタクリレート、 1, 3一プロパンジオールジメタクリレー卜、 1 , 3—プロパ ンジオールモノメタクリレート、 1 , 4一ブタンジオールジメ夕クリレート、 1, 4一ブタンジオールモノメタクリレート等が好ましく、 特に、 エチレングリコー ルジメ夕クリレート、 ジ (エチレングリコール) ジメタクリレートが好ましい。 本発明において、 メタクリル系化合物は、 単独でまたは 2種以上を混合して使 用することができる。
+ 本発明において、 メタクリル系化合物の使用量は、 (A) 着色剤 2重量部に対 して、 好ましくは 2〜1 0 0重量部、 より好ましくは 5〜9 0重量部である。 メ タクリル系化合物の使用量が 2重量部未満では、 ノズルへッドからの吐出安定性 が低下する傾向があり、 一方 1 0 0重量部を超えると、 硬化性能が低下したり、 硬化膜が脆くなつて割れ易くなる傾向がある。
〈アクリル系化合物〉
本発明においては、 光重合性不飽和化合物として、 メタクリル系化合物と共に、 メ夕クリル系化合物以外の化合物 (以下、 「他の光重合性不飽和化合物」 とい う。) を併用することができる。
他の光重合性不飽和化合物としては、 例えば、 アクリルロイル基 (CH2 = C H- C O -) を少なくとも 1つ有する化合物 (以下、 「アクリル系化合物」 とい う。)、 ビニル基 (CH2 = CH-) を少なくとも 1つ有する化合物 (以下、 「ビ ニル系化合物」 という。) 等を挙げることができる。
ァクリル系化合物の具体例としては、 テトラヒドロフルフリルァクリレート、 2—フエノキシェチルァクリレート、 フエノキシジエチレングリコールァクリレ ート、 イソポルニルァクリレート、 エチレングリコールジァクリレート、 ェチレ
ングリコールモノアクリレート、 ジ (エチレングリコール) ジァクリレ一ト、 ジ (エチレングリコ一レ) モノアクリレート、 トリ (エチレングリコーレ) ジァク リレート、 トリ (エチレングリコール) モノアクリレート、 テトラ (エチレング リコ一 Jレ) ジァクリレート、 テ卜ラ (エチレングリコ一ル) モノアクリレート、 ポリ (エチレングリコール) モノアクリレート (エチレングリコール単位数が 5 〜9。 以下同様。)、 1 , 3—プロパンジォ一ルジァクリレート、 1, 3—プロパ ンジォ一ルモノアクリレー卜、 1 , 4—ブタンジオールジァクリレート、 1 , 4 一ブタンジオールモノアクリレート、 1, 5—ペンタンジオールジァクリレート、 1, 5—ペンタンジォ一ルモノアクリレート、 1 , 6—へキサンジオールジァク リレート、 1 , 6—へキサンジオールモノアクリレート、 ジメチ口一ルトリシク ロデカンジァクリレート、 モノメチ口一ルトリシクロデカンモノアクリレ一ト、 トリメチロールプロパンモノアクリレート、 トリメチロールプロパンジァクリレ ート、 トリメチロールプロパントリァクリレート、 ペン夕エリスリ! ^一ルジァク リレート、 ペンタエリスリトールトリァクリレート、 ペンタエリスリ! ^一ルテト ラァクリレート、 ジペン夕エリスリ 1 ルペンタァクリレート、 ジペンタエリス リトールへキサァクリレート、 エトキシ化ペンタエリスリトールテトラァクリレ ート (ペンタエリスリトールとエチレンォキサイドとの付加反応生成物のテトラ ァクリレート) 等を挙げることができる。
これらのアクリル系化合物のうち、 低皮膚刺激性である点で、 イソポルニルァ クリレート、 テトラ (エチレングリコ一ル) ジァクリレート、 テトラ (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) ジァクリレート、 ポリ (エチレングリコール) モノアクリレート、 1 , 6一へキサンジオールジァ クリレート、 1 , 6—へキサンジォ一ルモノアクリレート、 ペン夕エリスリトー ルテトラァクリレート、 ジペン夕エリスリトールペン夕ァクリレート、 ジペン夕 エリスリトールへキサァクリレート、 エトキシ化ペン夕エリスリ! ^一ルテトラァ クリレート等が好ましく、 特に、 イソポルニルァクリレート、 テトラ (エチレン グリコール) ジァクリレート、 テトラ (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) モノアクリレート、 ペン夕エリスリトールテトラァ
クリレート、 ジペンタエリスリト一ルペン夕ァクリレート、 ジペン夕エリスリト ールへキサァクリレート、 エトキシ化ペンタエリスリトールテトラァクリレート が好ましい。
〈ビニル系化合物〉
また、 ビニル系化合物の具体例としては、 N—ビニルピロリドン、 N—ビニル _ ε—力プロラクタム、 エチレングリコールジビニルエーテル、 エチレングリコ ールモノビ二ルェ一テル、 ジ (エチレングリコール) ジビニルェ一テル、 ジ (ェ チレングリコール) モノビニルエーテル、 トリ (エチレングリコ一ル) ジビュル エーテル、 トリ (エチレングリコ一ル) モノビニルエーテル、 テトラ (エチレン グリコール) ジビニルエーテル、 テトラ (エチレングリコール) モノビニルエー テル、 2— ( 2—ビニルォキシエトキシ) ェチルァクリレート、 2— (2—ビニ ルォキシエトキシ) ェチルメタクリレート等を挙げることができる。
これらのビニル系化合物のうち、 低粘度であるという点で、 Ν—ビエルピロリ ドン、 Ν—ビニルー ε—力プロラクタム、 エチレングリコールジビニルエーテル、 エチレングリコ一ルモノビニルエーテル、 ジ (エチレングリコール) ジビニルェ 一テル、 ジ (エチレングリコール) モノビニルエーテル、 トリ (エチレングリコ —ル) ジビニルェ一テル、 トリ (エチレングリコール) モノビニルエーテル、 2 - ( 2 ' —ビニルォキシエトキシ) ェチルァクリレート、 2— ( 2 ' —ビニルォ キシエトキシ) ェチルメタクリレート等が好ましく、 特に、 Ν—ビニルピロリド ン、 Ν—ビニルー ε—力プロラクタム、 ジ (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) モノビニルエーテル、 トリ (エチレングリコ一 ル) ジビニル: r一テル、 トリ (エチレングリコール) モノビニルエーテル、 2— ( 2—ビエルォキシエトキシ) ェチルァクリレート、 2— (2—ビエルォキシェ トキシ) ェチルメタクリレートが好ましい。
前記他の光重合性不飽和化合物は、 単独でまたは 2種以上を混合して使用する ことができる。
本発明において、 他の光重合性不飽和化合物の使用割合は、 メタクリル系化合 物 2 0重量部に対して、 好ましくは 4 0 0重量部以下、 より好ましくは 5〜4 0
0重量部、 さらに好ましくは 30〜 230重量部である。 他の光重合性不飽和化 合物の使用割合が 400重量部を超えると、 ノズルへッドからの吐出安定性が低 下する傾向がある。 なお、 他の光重合性不飽和化合物の使用割合が 5重量部未満 であると、 硬化が不十分となり硬化膜の強度が低下するおそれがある。
(C) 光重合開始剤
本発明における光重合開始剤は、 前記式 (1) で表される化合物 (以下、 「光 重合開始剤 (1)」 という。) を必須成分とするものであり、 エネルギー線の照射 (以下、 「露光」 という。) により、 (B) 光重合性不飽和化合物の重合を開始し うる活性種を生じる作用を有する成分である。
式 (1) において、 R R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7および R8の炭素数 1〜 12の直鎖状、 分岐状もしくは環状のアルキル基としては、 例えば、 メチル 基、 ェチル基、 n—プロピル基、 i—プロピル基、 n—ブチル基、 i一ブチル基、 s e c—ブチル基、 t—ブチル基、 n—ペンチル基、 n—へキシル基、 n—ヘプ チル基、 n—ォクチル基、 n—ノニル基、 n—デシル基、 n—ゥンデシル基、 n ードデシル基、 シクロペンチル基、 シクロへキシル基等を挙げることができる。 また、 R4、 R5、 R6、 R 7および R 8のハロゲン原子としては、 例えば、 フッ 素原子、 塩素原子、 臭素原子等を挙げることができる。
また、 R4、 R5、 R6、 R7および R8の炭素数 1〜4の直鎖状もしくは分岐状 のアルコキシル基としては、 例えば、 メトキシ基、 エトキジ基、 n—プロポキシ 基、 i—プロポキシ基、 n—ブトキシ基、 i一ブトキシ基、 s e c—ブトキシ基、 t—ブトキシ基等を挙げることができる。
また、 R6の置換される炭素数 1〜12の直鎖状、 分岐状もしくは環状のアル キル基としては、 例えば、 前記 R1 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7および R8 の炭素数 1〜 12の直鎖状、 分岐状もしくは環状のアルキル基について例示した 基と同様のものを挙げることができる。
R 6の水酸基および炭素数 1〜 4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基よ りなる群から選ばれる置換基で置換された炭素数 1〜12の直鎖状、 分岐状もし くは環状のアルキル基において、 炭素数 1〜 4の直鎖状もしくは分岐状のアルコ
キシル基としては、 例えば、 前記 R4、 R 5、 R 6、 尺7ぉょび1 8の炭素数1〜4 の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基について例示した基と同様のものを挙 げることができる。
また、 R 6の置換される炭素数 2〜 4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル 基としては、 例えば、 エトキシ基、 n—プロポキシ基、 i—プロポキシ基、 n— ブトキシ基、 i—ブトキシ基、 s e c—ブトキシ基、 t一ブトキシ基等を挙げる ことができる。
R 6の水酸基および炭素数 1〜 4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基の 群から選ばれる置換基で置換された炭素数 2 ~ 4の直鎖状もしくは分岐状のアル コキシル基において、 炭素数 1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基と しては、 例えば、 前記 R 4、 R 5、 R 6、 R 7および R 8の炭素数 1 ~4の直鎖状も しくは分岐状のアルコキシル基について例示した基と同様のものを挙げることが できる。
式 (1 ) において、 R 1としては、 例えばメチル基、 ェチル基、 n—プロピル 基、 i 一プロピル基、 n—ブチル基、 i 一ブチル基、 s e c -ブチル基、 tーブ チル基、 n—ペンチル基、 n—へキシル基等が好ましい。
また、 R 2および R 3としては、 例えばメチル基、 ェチル基、 n—プロピル基、 i—プロピル基、 n—ブチル基、 i—ブチル基、 s e c一ブチル基、 t一ブチル 基、 n—ペンチル基、 n—へキシル基、 n—ヘプチル基、 n—ォクチル基等が好 ましい。
また、 R 4、 R 5、 R 7および R 8としてはそれぞれ、 例えば水素原子、 メチル 基、 ェチル基等が好ましい。
さらに、 R 6としては、 例えばメチル基、 ェチル基、 n—プロピル基、 iープ 口ピル基、 n—ブチル基、 i—プチル基、 s e c—ブチル基、 t一ブチル基、 n 一ペンチル基、 n—へキシル基、 n—ヘプチル基、 n—ォクチル基、 n—デシル 基、 n—ドデシル基、 ヒドロキシメチル基、 2—ヒドロキシェチル基、 メトキシ メチル基、 2—メ卜キシェチル基、 メ卜キシ基、 ェ卜キシ基、 n—プロポキシ基、 i—プロポキシ基、 n—ブトキシ基、 ヒドロキシメトキシ基、 2—ヒドロキシェ
トキシ基、 メトキシメトキシ基、 2—メトキシェトキシ基等が好ましい。
本発明における好ましい光重合開始剤 (1) の具体例としては、
2— (4一メチルベンジル) 一 2— (ジメチルァミノ) 一 1一 (4一モルフオリ ノフェニル) ブタン一 1一オン、
2— (4一ェチルベンジル) 一2— (ジメチルァミノ) 一 1— (4—モルフオリ ノフエニル) ブタン一 1一オン、
2— (4— i一プロピルベンジル) 一 2— (ジメチルァミノ) 一 1— (4—モル フォリノフエニル) ブタン一 1—オン、
2— (4一 n—ブチルベンジル) -2- (ジメチルァミノ) 一1— (4—モルフ ォリノフエニル) ブタン一 1一オン、
2一 (4一 i一ブチルベンジル) -2- (ジメチルァミノ) 一 1 - (4一モルフ ォリノフエ二ル) ブタン一 1一オン、
2— (4— n—ドデシルペンジル) 一 2— (ジメチルァミノ) 一 1— (4—モル フォリノフエニル) ブタン一 1一オン、
2- (3, 4一ジメチルペンジル) 一 2— (ジメチルァミノ) 一 1一 (4一モル フォリノフエニル) ブタン一 1一オン、
2— (4ーメ卜キシベンジル) -2- (ジメチルァミノ) 一1— (4一モルフ ォリノフエニル) ブタン一 1一オン、
2— (4一エトキシベンジル) _2— (ジメチルァミノ) —1— (4一モルフォ リノフエニル) ブタン一 1—オン、
2- (4—ヒドロキシメチルベンジル) —2— (ジメチルァミノ) 一1— (4一 モルフォリノフエ二ル) ブタン一 1一オン、
2— 〔4一 (2—ヒドロキシエトキシ) ベンジル〕 一2— (ジメチルァミノ) 一 1一 (4一モルフォリノフエニル) ブタン一 1一オン、
2— 〔4一 (2—メトキシェトキシ) ベンジル〕 一 2— (ジメチルァミノ) 一 1 一 (4一モルフォリノフエニル) ブタン一 1—オン、
2— (4— i—プロピルベンジル) 一 2— 〔(n—プチル) (メチル) ァミノ〕 一 1一 (4一モルフォリノフエ二ル) ブタン一 1—オン、
〜
2007/126103
16
2— (4一 η—プチルペンジル) 一 2— 〔(η—プチル) (メチル) ァミノ〕 一 1 ― (4一モルフ才リノフエニル) ブタン一 1一オン、
2— (4— i—プロピルベンジル) 一 2— (ジメチルァミノ) 一1— (4ーモ ルフ才リノフエニル) ペンタン一 1一オン、
2— (4一 i—ブチルベンジル) 一 2— 〔(n—プチル) (メチル) ァミノ)〕 ―
1一 (4一モルフォリノフエ二ル) ペンタン一 1一オン、
2— (4一 n—ブトキシベンジル) 一 2— 〔(n—プチル) (メチル) ァミノ〕 一 1― (4一モリレフオリノフエ二ル) ペンタン一 1—オン、
2- (4一メチルベンジル) 一 2— 〔ジ (n—ォクチル) ァミノ〕 一 1一 (4一 モルフォリノフエ二ル) へキサン一 1一オン、
2— (4一 n—ドデシルペンジル) —2— (ジメチルァミノ) — 1一 (4—モル フォリノフエニル) オクタン一 1一オン
等を挙げることができる。
これらの光重合開始剤 (1) のうち、 2— (4—メチルベンジル) 一 2— (ジ メチルァミノ) 一 1一 (4一モルフォリノフエニル) ブタン一 1一オン、 2— (4一ェチルベンジル) -2- (ジメチルァミノ) 一 1— (4—モルフオリノフ 工ニル) ブタン一 1一オン、 2— (4一 i—プロピルベンジル) 一2— (ジメチ ルァミノ) 一1— (4—モフレフオリノフエ二ル) ブタン一 1一オン等が好ましい。 本発明において、 光重合開始剤 (1) は、 単独でまたは 2種以上を混合して使 用することができる。
また、 本発明においては、 光重合開始剤 (1) と共に、 他の光重合開始剤を併 用することもできる。
前記他の光重合開始剤としては、 例えば、 下記式 (4—1)、 式 (4一 2) ま たは式 (4-3) で表される主要骨格を少なくとも 1種有するビイミダゾール系 化合物、 ァセトフエノン系化合物、 ベンゾフエノン系化合物、 ベンゾイン系化合 物、 α—ジケトン系化合物、 多核キノン系化合物、 キサントン系化合物、 ホスフ イン系化合物、 トリアジン系化合物、 力ルバゾール系化合物等を挙げることがで さる。
2, 2 ' 一ビス (2—クロ口フエニル) 一4, 4', 5, 5, ーテトラキス (4 ーェトキシカルポニルフエニル) 一 1, 2' ービイミダゾール、
2, 2 ' —ビス (2—ブロモフエニル) 一4, 4,, 5, 5' ーテトラキス (4 —エトキシカルポニルフエニル) —1, 2 ' ービイミダゾール、
2, 2 ' —ビス (2—クロ口フエニル) -4, 4,, 5, 5 ' ーテトラフェニル 一 1, 2, —ビイミダゾ一ル、
2, 2' 一ビス (2, 4—ジクロロフエニル) -4, 4,, 5, 5, 一テトラフ ェニルー 1, 2' —ビイミダゾール、
2, 2, 一ビス (2, 4, 6—トリクロ口フエニル) 一4, 4', 5, 5, 一テ トラフエ二ルー 1, 2' —ビイミダゾール、
2, 2' 一ビス (2—ブロモフエニル) 一4, 4', 5, 5, ーテトラフエニリレ - 1, 2, ービイミダゾール、
2, 2, —ビス (2, 4—ジブロモフエニル) -4, 4,, 5, 5, 一テトラフ ェニルー 1, 2' —ビイミダゾ一ル、
2, 2 ' —ビス (2, 4, 6—トリブロモフエニル) 一 4, 4', 5, 5, ーテ トラフエニル— 1, 2' —ビイミダゾール
等を挙げることができる。
これらのビイミダゾール系化合物のうち、 2 , 2 ' —ビス (2—クロ口フエ二 ル) - 4 , 4 ', 5 , 5, ーテトラフエ二ルー 1, 2, 一ビイミダゾ一ル、 2 , 2, 一ビス (2, 4—ジクロロフエニル) - 4 , 4 ', 5, 5 ' —テトラフエ二 ルー 1, 2, ービイミダゾール、 2, 2, —ビス (2, 4 , 6—トリクロ口フエ ニル) —4, 4,, 5 , 5 ' ーテトラフエ二ルー 1, 2 ' —ビイミダゾール等が 好ましく、 特に 2 , 2, 一ビス (2—クロ口フエニル) - 4 , 4,, 5, 5, 一 テトラフエ二ルー 1 , 2 ' —ビイミダゾ一ルが好ましい。
前記ビィミダゾール系化合物は、 単独でまたは 2種以上を混合して使用するこ とができる。
本発明においては、 他の光重合開始剤としてビイミダゾ一ル系化合物を併用す る場合、 下記する水素供与体を添加することが、 感度をさらに改良することがで きる点で好ましい。
ここでいう 「水素供与体」 とは、 露光によりビイミダゾール系化合物から発生 したラジカルに対して、 水素原子を供与することができる化合物を意味する。 このような水素供与体としては、 下記で定義するメルカブタン系化合物、 下記 で定義するアミン系化合物等が好ましい。
.前記メルカブタン系化合物は、 ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、 該母核 に直接結合したメルカプト基を 1個以上、 好ましくは 1〜3個、 さらに好ましく は 1〜2個有する化合物 (以下 「メルカブタン系水素供与体」 という。) 力 な る。
また、 俞記ァミン系化合物は、 ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、 該母核 に直接結合したアミノ基を 1個以上、 好ましくは 1〜3個、 さらに好ましくは 1 〜2個有する化合物 (以下 「ァミン系水素供与体」 という。) からなる。
なお、 これらの水素供与体は、 メルカプト基とアミノ基とを一緒に有すること もできる。
以下、 水素供与体について、 より具体的に説明する。
メルカプ夕ン系水素供与体は、 ベンゼン環あるいは複素環をそれぞれ 1個以上
有することができ、 またベンゼン環と複素環との両者を有することができる。 こ れらの環を 2個以上有する場合、 縮合環を形成していてもよい。
また、 メルカブタン系水素供与体は、 メルカプト基を 2個以上有する場合、 少 なくとも 1個の遊離メルカプト基が残存する限りでは、 残りのメルカプト基の 1 個以上がアルキル、 ァラルキルまたはァリール基で置換されていてもよく、 さら には少なくとも 1個の遊離メルカプト基が残存する限りでは、 2個の硫黄原子が アルキレン基等の 2価の有機基を介在して結合した構造単位、 あるいは 2個の硫 黄原子がジスルフィドの形で結合した構造単位を有することができる。
さらに、 メルカブタン系水素供与体は、 メルカプト基以外の箇所で、 カルポキ シル基、 置換もしくは非置換のアルコキシカルポニル基、 置換もしくは非置換の フエノキシカルポニル基、 二トリル基等によって置換されていてもよい。
このようなメルカブタン系水素供与体の具体例としては、 2一メルカプトベン ゾチアゾール、 2—メルカプトべンゾォキサゾール、 2—メルカプトべンゾイミ ダゾール、 2, 5—ジメルカプト一 1, 3, 4一チアジアゾール、 2—メルカプ トー 2, 5—ジメチルァミノピリジン等を挙げることができる。
これらのメルカプ夕ン系水素供与体のうち、 2一メルカプトベンゾチアゾール、 2—メルカプトベンゾォキサゾールが好ましく、 とりわけ 2—メルカプトべンゾ チアゾールが特に好ましい。
次に、 アミン系水素供与体は、 ベンゼン環あるいは複素環をそれぞれ 1個以上 有することができ、 またベンゼン環と複素環との両者を有することができる。 こ れらの環を 2個以上有する場合、 縮合環を形成していてもよい。
また、 アミン系水素供与体は、 ァミノ基の 1個以上がアルキル基または置換ァ ルキル基で置換されていてもよく、 またアミノ基以外の箇所で、 力ルポキシル基、 置換もしくは非置換のアルコキシカルポニル基、 置換もしくは非置換のフエノキ シカルポニル基、 二トリル基等によって置換されていてもよい。
このようなアミン系水素供与体の具体例としては、 4, 4, 一ビス (ジメチル ァミノ) ベンゾフエノン、 4 , 4, 一ビス (ジェチルァミノ) ベンゾフエノン、 4ージェチルアミノアセトフエノン、 4ージメチルァミノプロピオフエノン、 4
―ジメチルァミノ安息香酸ェチル、 4——ジメチルァミノ安息香酸 i—ァミル、 4 ―ジメチルァミノ安息香酸、 4ージメチルァミノベンゾニトリル等を挙げること ができる。
これらのアミン系水素供与体のうち、 4, 4 ' —ビス (ジメチルァミノ) ベン ゾフエノン、 4 , 4 ' 一ビス (ジェチルァミノ) ベンゾフエノンが好ましく、 特 に、 4, 4, 一ビス 〈ジェチルァミノ) ベンゾフエノンが好ましい。 なお、 4, 4 ' 一ビス (ジメチルァミノ) ベンゾフエノンや 4, 4 ' 一ビス (ジェチルアミ ノ) ベンゾフエノンは、 ビイミダゾール系化合物が存在しない場合でも、 それ単 独で感放射線性重合開始剤として作用しうるものである。
本発明において、 水素供与体は、 単独でまたは 2種以上を混合して使用するこ とができる。 1種以上のメルカプ夕ン系水素供与体と 1種以上のアミン系水素供 与体とを組み合わせて使用することが、 露光後えられる硬化物が基板から脱落し 難く、 硬化物の強度および感度も高い点で好ましい。
メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との好ましい組み合わせの具 体例としては、 2—メルカプトべンゾチアゾール Z4, 4, —ビス (ジメチルァ ミノ) ベンゾフエノン、 2—メルカプトベンゾチアゾール Z 4 , 4, —ビス (ジ ェチルァミノ) ベンゾフエノン、 2—メルカプトベンゾォキサゾ一ル Z 4, 4 ' 一ビス (ジメチルァミノ) ベンゾフエノン、 2—メルカプトべンゾォキサゾール /4 , 4 ' —ビス (ジェチルァミノ) ベンゾフエノン等を挙げることができる。 さらに好ましい組み合わせは、 2—メルカプトべンゾチアゾール Ζ4, 4 ' ーピ ス (ジェチルァミノ) ベンゾフエノン、 2—メルカプトべンゾォキサゾール Z 4, 4 ' 一ビス (ジェチルァミノ) ベンゾフエノンであり、 特に好ましい組み合わせ は、 2—メルカプトべンゾチアゾール Z4 , 4 ' —ビス (ジェチルァミノ) ベン ゾフエノンである。
メルカブタン系水素供与体とアミン系水素供与体との組み合わせにおけるメル 力プ夕ン系水素供与体とアミン系水素供与体との重量比は、 好ましくは 1 : 1〜 1 : 4、 より好ましくは 1 : 1〜1 : 3である。
また、 前記ァセトフエノン系化合物の具体例としては、 2, 2—ジメトキシァ
セトフエノン、 2 , 2—ジェトキシァセ卜フエノン、 2, 2—ジメ卜キシ一 2— フエニルァセトフエノン、 2 , 2 ' —ジメトキシ一 1, 2—ジフエニルェタン一 1一オン、 2—ヒドロキシ一 2—メチル一 1一フエニルプロパン一 1一オン、 1 一 (4— i一プロピルフエニル) —2—ヒドロキシー 2—メチルプロパン一 1— オン、 1一 〔4一 (メチルチオ) フエニル〕 —2—メチルー 2—モルフオリノブ 口パン一 1一オン、 4一 ( 2—ヒドロキシエトキシ) フエ二ルー (2—ヒドロキ シー 2—プロピル) ケトン、 1― (4一モルフォリノフエニル) 一 2—ベンジル 一 2—ジメチレアミノブタン _ 1—オン、 1一 (2—ブロモー 4一モルフォリノ フエニル) 一 2—べンジルー 2—ジメチルアミノブタン一 1一オン、 1一 (4一 モルフォリノフエ二ル) 一2— ( 2—ブロモベンジル) —2—ジメチルアミノブ タン一 1一オン、 1一 ( 4—モルフォリノフエニル) —2— (4—ブロモベンジ ル) 一 2—ジメチルアミノブタン一 1一オン、 1ーヒドロキシシクロへキシルフ ェニルケトン、 2 , 2—ジメトキシー 1, 2—ジフエ二ルェタン一 1一オン等を 挙げることができる。
これらのァセトフエノン系化合物のうち、 2—メチルー 1一 〔4一 (メチルチ ォ) フエニル〕 一 2—モルフォリノプロパン一 1—オン、 1一 (4—モルフオリ ノフエニル) 一2—ベンジル一 2—ジメチルアミノブタン一 1一オン、 1— ( 2 ーブロモー 4一モルフオリノフエ二ル) 一 2一ベンジル— 2—ジメチルァミノブ タン一 1一オン、 1— ( 4一モリレフオリノフエ二リレ) - 2 - (4一ブロモベンジ ル) 一2—ジメチルアミノブタン一 1—オン等が好ましい。
本発明においては、 他の重合開始剤としてァセトフエノン系化合物を併用する 場合にも、 前記水素供与体を 1種以上添加することができる。
また、 前記べンゾフエノン系化合物の具体例としては、 ベンゾフエノン、 4,
4 ' —ビス (ジメチルァミノ) ベンゾフエノン、 4, 4, 一ビス (ジェチルアミ ノ) ベンゾフエノン等を挙げることができる。
また、 前記べンゾイン系化合物の具体例としては、 ベンゾイン、 ベンゾインメ チルエーテル、 ベンゾィンェチルェ一テル、 ベンゾィンィソプロピルエーテル、 ベンゾィンィソブチルエーテル、 メチルー 2―ベンゾィルベンゾエート等を挙げ
ることができる。
また、 前記 ージケトン系化合物の具体例としては、 ジァセチル、 ジベンゾィ ル、 メチルベンゾィルホルメート等を挙げることができる。
また、 前記多核キノン系化合物の具体例としては、 アントラキノン、 2—ェチ ルアントラキノン、 2— t—プチルアントラキノン、 1, 4—ナフトキノン等を 挙げることができる。
また、 前記キサントン系化合物の具体例としては、 キサントン、 チォキサント ン、 2—クロ口チォキサントン等を挙げることができる。
また、 前記ホスフィン系化合物の具体例としては、 ビス (2, 4, 6—トリメ チルベンゾィル) フエニルホスフィンオキサイド、 2, 4, 6—トリメチルベン ゾィルジフエニルホスフィンォキサイド等を挙げることができる。
また、 前記トリアジン系化合物の具体例としては、 2, 4, 6—トリス (トリ クロロメチル) - s—卜リアジン、 2—メチルー 4, 6一ビス ('トリクロロメチ ル) 一 s—卜リアジン、 2- 〔2— (フラン一 2—ィル) ェテニル〕 一4, 6- ビス (トリクロロメチル) - s—卜リアジン、 2- 〔2— (5—メチルフラン一 2—ィル) ェテニル〕 -4, 6—ビス (トリクロロメチル) ― s一卜リアジン、 2- [2- ( 4 -ジェチルァミノ一 2—メチルフエニル) ェテニル〕 一 4, 6- ビス (トリクロロメチル) _s—トリアジン、 2— 〔2— (3, 4—ジメトキシ フエニル) ェテニル〕 一 4, 6—ビス (トリクロロメチル) 一 s—トリアジン、 2— (4—メトキシフエニル) -4, 6—ビス (トリクロロメチル) 一s—トリ ァジン、 2— (4ーェトキシスチリル) -4, 6—ビス (トリクロロメチル) - s—トリアジン、 2— (4_n—ブトキシフエニル) 一4, 6—ビス (トリクロ ロメチル) 一 s—トリアジン、
下記式 (6) で表される化合物
等のハロメチル基を有するトリアジン系化合物等を挙げることができる。
また、 前記力ルバゾ一ル系化合物の具体例としては、 例えば、 1- 〔9—ェチ ル一6—ベンゾィル一9. H. 一力ルバゾール一3—ィル〕 ノナン一 1, 2—ノ ナン一 2—ォキシム一〇一べンゾエート、 1一 〔9ーェチルー 6—べンゾィルー 9. H. 一力ルバゾ一ル一 3 _ィル〕 ノナン一 1, 2—ノナン一 2—ォキシム一 〇一アセテート、 1— 〔9—ェチルー 6—べンゾィルー 9. H. —力ルバゾール —3—ィル〕 ペンタン一 1, 2一ペンタン一 2—ォキシム— 0—ァセテ一卜、 1 - 〔9—ェチルー 6—ベンゾィル—9. H. 一力ルバゾールー 3—ィル〕 ォクタ ン一 1—オンォキシムー〇—アセテート、 1一 〔9—ェチルー 6— (2—メチル ベンゾィル) -9. H. 一力ルバゾール一3—ィル〕 エタンー 1一オンォキシム —O—べンゾエート、 1— 〔9ーェチルー 6— (2—メチルベンゾィル) 一 9. H. 一力ルパゾ一ルー 3—ィル〕 エタンー 1一オンォキシムー O—アセテート、 1一 〔9—ェチルー 6— (2, 4, 6—トリメチルベンゾィル) —9. H. —力 ルバゾールー 3—ィル〕 ェタン一 1一オンォキシム一 O—ベンゾエート、 1一 〔9一 n—ブチル一6— (2—ェチルベンゾィル) -9. H. 一力ルバゾールー
3—ィル〕 エタンー 1一オンォキシムー O—ベンゾェ一ト等を挙げることができ る。
これらのカルバゾール系化合物のうち、 特に 1一 〔9—ェチル一6 ( 2—メ チルベンゾィル) - 9 . H. 一力ルバゾール—3—ィル〕 ェタン一 1一オンォキ シムー〇一アセテートが好ましい。
前記他の光重合開始剤は、 単独でまたは 2種以上を混合して使用することがで きる。
本発明において、 光重合開始剤の使用量は、 (B) 光重合性不飽和化合物 1 0 0重量部に対して、 好ましくは 0 . 1〜3 0重量部、 より好ましくは 1〜2 0重 量部、 特に好ましくは 1〜1 0重量部である。 光重合開始剤の使用量が 0 . 1重 量部未満では、 露光による硬ィ匕が不十分となり、 タックが残るなど硬化不良のた め十分な硬度の印字パターンが得られなくなるおそれがあり、 一方 3 0重量部を 超えると、 十分な硬度の印字パターンが得られなくなるおそれがある。
また、 他の光重合開始剤の使用割合は、 光重合開始剤 ( 1 ) と他の光重合開始 剤との合計に対して、 好ましくは 8 0重量%以下、 より好ましくは 7 0重量%以 下である。 他の光重合開始剤の使用割合が 8 0重量%を超えると、 本発明の所期 の効果が損なわれるおそれがある。
さらに、 本発明においては、 前記光重合開始剤と共に、 必要に応じて、 増感剤、 硬化促進剤あるいは高分子光架橋 ·増感剤の 1種以上を併用することもできる。 添加剤
本発明のエネルギー線硬化型インクジエツト印刷用インクは、 必要に応じて、 種々の添加剤を含有することもできる。
前記添加剤としては、 例えば、 インクとしての保存安定性を高めるため各種重 合禁止剤や、 印刷後の硬化膜に耐候性を付与するための老ィヒ防止剤、 紫外線吸収 剤等を挙げることができる。
さらに、 前記以外の添加剤として、 例えば、
銅フタ口シァニン誘導体等の青色顔料誘導体や黄色顔料誘導体等の分散助剤; ガラス、 アルミナ等の充填剤;
ポリビニルアルコール、 ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、 ポリ
(フロロアルキルァクリレート) 等の高分子化合物;
ノニオン系、 カチオン系、 ァニオン系等の界面活性剤;
ビニルトリメトキシシラン、 ビニルトリエトキシシラン、 ビニルトリス (2—メ トキシェトキシ) シラン、 N— (2—アミノエチル) 一 3—ァミノプロピルメチ ルジメトキシシラン、 N— ( 2—アミノエチル) 一3—ァミノプロピルトリメト キシシラン、 3—ァミノプロピルトリエトキシシラン、 3—グリシドキシプロピ ルトリメトキシシラン、 3—グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、 2 一 (3, 4一エポキシシクロへキシレ) ェチレ卜リメ卜キシシラン、 3—クロ口 プロピルメチルジメトキシシラン、 3—クロ口プロピルトリメ卜キシシラン、 3 一メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、 3—メルカプトプロピルトリメ トキシシラン等の密着促進剤;
2 , 2 ' —チォビス (4ーメチルー 6— t一ブチルフエノール)、 2 , 6—ジー t—プチルフエノール等の酸化防止剤;
2— (3— t—ブチル一 5—メチルー 2—ヒドロキシフエニル) 一5—クロ口べ ンゾトリァゾ一ル、 アルコキシベンゾフエノン等の紫外線吸収剤;
ポリアクリル酸ナトリゥム等の凝集防止剤;
1, ーァゾビス (シクロへキサン— 1—力ルポ二トリル)、 2—フエニルァ ゾー 4ーメトキシ一 2, 4—ジメチルバレロニ卜リル等の熱ラジカル発生剤 等を挙げることができる。
本発明のエネルギー線硬化型ィンクジェット印刷用ィンクの粘度は、 常温で、
3 O mP a · s以下、 好ましくは 5〜2 4mP a · sであることが望ましい。 ィ ンクがこのような粘度を有することにより、 ノズルへッドから安定して連続吐出 させることができ、 また髙精細な印刷物を安定して得ることができる。
印刷方法
ここで、 本発明のエネルギー線硬化型インクジェット印刷用インク (以下、 単 に 「本発明の印刷インク」 ともいう。) を用いる印刷方法について説明する。 この印刷方法は、 基本的に、 [ I ] 本発明のインクをインクジェット方式によ
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り、 被印刷材表面に印刷する工程、 [ I I ] エネルギー線を露光して、 インキを 架橋'硬化させる工程からなる。 なお、 本発明のエネルギー線硬化型インクジェ ット印刷用インクは、 スピンナーを用いる印刷方式など、 インクジェット方式以 外の各種の印刷にも広く適用できるものである。
本発明でいう 「エネルギー線」 とは、 紫外線、 遠紫外線、 X線、 電子線、 分 子線、 ァ線、 シンクロトロン放射線、 プロトンビーム線等を含むものを意味する。 以下、 前記各工程について説明する。
一 [ I ] 工程一
本発明の印刷インキは、 例えば、 通常の非コート紙やコート紙のほか、 プラス チック、 ゴム、 木質材、 金属、 ガラス、 陶磁器等、 インキ吸収性の有無に関わり なく、 各種の被印刷材に適用可能である。
前記プラスチックとしては、 例えば、 ポリエステル (例えば、 ポリエチレンテ レフ夕レート、 ポリブチレンテレフタレ一卜等)、 ポリカーボネート、 ポリアセ タール、 O P S、 〇P P、 ON y、 TA C、 ポリエチレン、 ポリ塩化ビエル、 ァ クリル樹脂、 耐衝撃性スチレン系樹脂 (例えば、 AB S樹脂等)、 ポリビエルァ ルコール等を挙げることができ、 これらのプラスチックは、 熱収縮性があっても なくても使用することができる。
また、 前記ゴムとしては、 例えば、 ォレフィン系ゴム (例えば、 エチレンープ ロピレンゴム、 エチレン一プロピレン一非共役ジェンゴム、 ブチルゴム等)、 含 ハロゲンゴム (例えば、 塩素化ポリオレフイン系ゴム、 ふつ素ゴム等)、 スチレ ン系ブロック共重合体 (例えば、 スチレン一ブタジエン系、 スチレンーブタジェ ン一スチレン系、 スチレン一イソプレン系、 スチレン一イソプレン一スチレン系 等)、 ポリウレタン系エラストマ一、 ポリエステル系エラストマ一、 ポリアミド 系エラストマ一等を挙げることができ、 これらのゴムは加硫ないし架橋されてい てもされていなくても使用することができる。
被印刷材表面に印刷する際には、 安定した連続吐出が可能となるように、 印刷' インキおよびノズルヘッドを、 例えば、 好ましくは 1 0〜1 0 0 、 より好まし くは 1 5〜 6 0 °Cの一定温度に保持する。
また、 印刷ィンキのノズルへッドからの吐出量は、 例えば、 好ましくは 2〜 1 5ピコリットル Z秒、 より好ましくは 4〜 12ピコリットル Z秒である。
被印刷材表面への印刷に際して、 印刷インキの吐出量は、 被印刷材の使用目的 などによっても変わるが、 硬化後の合計膜厚が、 例えば、 好ましくは 1〜25 m、 より好ましくは 3〜15 mとなる量とすることが望ましい。
- [I I] 工程—
露光は、 印刷インキの着弾後、 好ましくは 0. 001〜2. 0秒、 より好まし くは 0. 001〜 1. 0秒の間に行うことが望ましい。 高精細な印刷を行うため には、 露光タイミングが早い方が適切である。
印刷に際しては、 単層でも多層重ねに印刷してもよく、 また単色でも多色に印 刷してもよい。 なお、 多層重ねに印刷する場合は、 各層の印刷後にその都度露光 することが望ましい。
露光に使用されるエネルギー線としては、 例えば、 紫外線、 遠紫外線、 X線、 電子線、 分子線、 ァ線、 シンクロトロン放射線、 プロトンビーム線等を使用する ことができる。 好ましくは 200〜500 nm、 より好ましくは 240〜420 nmの波長を含む紫外線が望ましい。 また、 インクジェット方式に使用される光 源の総消費電力は、 従来 l kW' hrを超えるものが普通であつたが、 本発明の 印刷インキは、 高感度であり、 総消費電力が 1 kW* h r以下の光源、 例えば、 蛍光管、 冷陰極管、 発光ダイオード (LED) 等も使用することができる。
露光量は、 好ましくは 1, 000〜15, 000 J/m2、 より好ましくは 3:
000〜10, O O O JZm2である。
露光方法としては、 例えば、 特開昭 60- 132767号公報や米国特許第 6
145979号明細書に記載されている方法、 より具体的にはシャトル方式や光 ファイバー方式等を採用することができる。
以上のとおり、 本発明のエネルギー線硬化型インクジェット印刷用インクは、 低粘度かつ高感度であり、 しかも硬ィ匕後に十分な膜強度を有し、 高精細で高品質 の印刷物を高い生産性で安定してもたらすことができる。
実施例 .
以下、 実施例を挙げて、 本発明をより具体的に説明する。 但し、 本発明は、 下 記の実施例に限定されるものではない。
実施例 1
(A) 着色剤として C. I. ビグメントブルー 15 : 6を 1. 2重量部、 分散 剤としてソルスパース S 24000を 0. 2重量部、 (B) 光重合性不飽和化合 物としてジ (エチレングリコール) ジメタクリレート 23. 9重量部、 イソポル 二ルァクリレー卜 3. 3重量部、 ポリ (エチレングリコール) ジァクリレート 3. 3重量部、 テトラ (エチレングリコール) ジァクリレー卜 8. 9重量部、 ペン夕 エリスリト一ルテトラァクリレート 17. 6重量部、 N—ビニルピロリドン 23. 4重量部およびトリエチレングリコールジビニルェ一テル 10. 2重量部、 (C) 光重合開始剤として 2 _ (4—メチルベンジル) -2- (ジメチルアミ ノ) 一 1一 (4一モルフォリノフエニル) ブタン一 1一オン (商品名ィルガキュ ァ 379、 チバ'スぺシャリティー'ケミカルズ社製。 以下同様。) 1. 3重量 部、 2, 2 '一ジメトキシ— 1, 2—ジフエニルェタン一 1一オン (商品名ィル ガキュア 651、 チバ ·スぺシャリティ一 ·ケミカルズ社製。 以下同様。) 4. 1重量部およびビス (2, 4, 6—トリメチル) —フエニルフォスフィンォキサ ィド (商品名ィルガキュア 819、 チバ ·スぺシャリティー ·ケミカルズ社製。 以下同様。) 2. 0重量部を混合して、 印刷インキを調製した。
次いで、 得られた印刷インキについて、 下記の要領で評価を行った。
印刷インキの粘度 (25°C) を、 東京計器 (株) 製 ELD型粘度計 (2 5 ) を用いて測定したところ、 9. 7Pa ' sであった。
また、 印刷インキを、 スピンナ一によりポリカーポネ一ト基材表面に塗布した のち、 形成された塗膜にメタル八ライドランプにより、 1回の露光量を 1, 00 O JZm2として、 指触にてタックが無くなるまで露光を繰り返し、 タックが無 くなくなるまでに要した合計露光量 (必要露光量) を測定したところ、 7, 00 0 J /m2であった。
また、 印刷インキを、 スピンナ一によりポリカーボネート基材表面に塗布した
のち、 形成された塗膜にメタル八ライドランプにより、 10, O O O JZm2の 露光量で露光して、 基材上に O^mの硬化膜を形成した。 その後、 硬化 膜について、 J I S K— 5400— 1990の 8. 4. 1鉛筆引つかき試験を 行って、 鉛筆硬度を測定したところ、 「B」 であった。
以上の結果を表 1 (但し、 部は重量部である。 以下同様。) に示す。
実施例 2〜 16および比較例 1〜 2
各成分の種類と量を表 1 (実施例 2〜10) および表 2 (実施例 11〜16お よび比較例;!〜 2) に示すとおりとした以外は、 実施例 1と同様にして、 印刷ィ ンキを調製して評価を行った。
評価結果を表 1および表 2に示す。
表 1および表 2における各成分は、 下記のとおりである。
(A) 着色剤
A- 1 : C. I . ピグメントブルー 15 : 6
A- 2 : C. I. ピグメントレツド 202
A— 3 : C. I . ピグメントバイオレツド 19
A— 4 : C. I - ピグメン卜イエロ一 180
A— 5 : C. I . ピグメントイエロー 168
A— 6 : C. I. ピグメントホワイト 6
A- 7 : C. I. ピグメントブラック 7
(B) 光重合性不飽和化合物
B 1-1 :ジ (エチレングリコール) ジメタクリレート (商品名 2EG、 共栄社化学 (株) 製)
B 1-2 :エチレングリコールジメタクリレート (商品名 EG、 共栄社 化学 (株) 製)
B 2— 1 :ィソポル二ルァクリレート (商品名 I B— XA、 共栄社化学
(株) 製)
B2-2 :ポリ (エチレングリコール) ジァクリレート (商品名 4 EG — A、 共栄社化学 (株) 製)
B2-3 :テトラ (エチレングリコール) ジァクリレート (商品名 SR 268、 サ一トマ一社製)
B 2-4 :ペンタエリスリ! ルテトラァクリレート (商品名 M— 45 0、 東亞合成化学工業 (株) 製)
B 2- 5 :下記式 (7) で表されるエトキシ化ペン夕エリスリト一ルテ トラァクリレート (商品名 ATM— 4 E、 新中村化学工業 (株) 製)
B 3— 1 : N—ビニルピロリドン (商品名 M— 150、 東亞合成化学ェ 業 (株) 製)
B 3-2 : トリ (エチレングリコール) ジビニルエーテル (商品名 TD VE、 丸善石油化学工業 (株) 製)
B3-3 : N—ビニルー ε—力プロラクタム
Β 3 -4 : 2— (2, 一ビニルォキシェトキシ) ェチルァクリレ一ト (商品名 VEEA、 日本触媒化学工業 (株) 製)
B3-5 : 2— (2, 一ビエルォキシエトキシ) ェチルメタクリレート (商品名 VEEM、 日本触媒化学工業 (株) 製)
(7)
(pは約 1である。)
(C) 光重合開始剤
C 1- 1 : 2- (4一メチルベンジル) 一 2— (ジメチルァミノ) ー1 一 (4—モルフォリノフエ二ル) ブタン一 1—オン (商品名ィルガキュア 379 チバ ·スぺシャリティー ·ケミカルズ社製。)
C 2- 1 : 2, 2, ージメトキシー 1, 2—ジフエニルェタン— 1—ォ ン (商品名ィルガキュア 651、 チバ 'スぺシャリティー ·ケミカルズ社製。)
C2-2 :ビス (2, 4, 6—トリメチルベンゾィル) フエニルフォス フィンォキサイド (商品名ィルガキュア 819、 チバ.スぺシャリティー.ケミ
カルズ社製。)
C2-3
C2-4 4, 4, 一ビス (ジェチルァミノ) ベンゾフェノン 添加剤
D— 1 ソルスパース S 24000 (商品名、 セネカ (株) 製)
(*) ?夜とならず、 mm