WO2012133335A1 - インク組成物及び画像形成方法 - Google Patents
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Classifications
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/30—Inkjet printing inks
-
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
- C09D11/101—Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing
Definitions
- the present invention relates to an ink composition and an image forming method.
- an image recording method for forming an image on a recording medium such as paper based on an image data signal there are an electrophotographic method, a sublimation type and melt type thermal transfer method, an ink jet method and the like.
- the ink jet method can be implemented with an inexpensive apparatus, and the ink can be efficiently used because the image is directly formed on the recording medium by ejecting the ink only to the required image portion. Running cost is low.
- JP 2009-235121 A proposes an ink composition containing a graft polymer having a urethane structure from the viewpoint of ink storage stability.
- an object of the present invention is to provide an ink composition excellent in the adhesion and heat and moisture resistance of an image obtained by curing, and an image forming method using the ink composition.
- the present inventor has intensively studied in view of the above problems. As a result, it has been found that the above-mentioned problems can be solved by using an ink composition in which a specific polymer and a monofunctional polymerizable compound are combined, and the present invention has been completed. That is, the present invention relates to the following ink composition and an image forming method using the ink composition.
- the polymerizable compound includes a monofunctional polymerizable compound,
- Structure Gs having 3 or more repeating units, wherein the repeating unit is composed of an atomic group selected from the group consisting of carbon atom, hydrogen atom, oxygen atom, sulfur atom and halogen atom, and SP value of the repeating unit Is 17 (MPa) 1/2 to 20 (MPa) 1/2
- the ink composition according to ⁇ 1> including a monofunctional polymerizable compound having a nitrogen atom as the monofunctional polymerizable compound.
- m represents an integer of 2 to 6.
- Q 1 represents a monovalent group
- R 1m represents a hydrogen atom or a methyl group
- R 2m represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
- Q 1 and R 2m may be bonded to each other to form a ring.
- the total content of the monofunctional polymerizable compound having a nitrogen atom in the ink composition is 10% by mass to 90% by mass with respect to the total content of the monofunctional polymerizable compound, ⁇ 2> or The ink composition according to ⁇ 3>.
- ⁇ 5> The repeating unit according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the repeating unit in the structure Gs is a polyethylene structure, a polypropylene structure, a poly (meth) acrylate structure, a polyester structure, or a polystyrene structure. Ink composition.
- ⁇ 6> The ink composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the graft main chain has both a urethane structure and a urea structure.
- graft polymer includes at least one structure of the following general formula (G1) or (G2).
- X 1a , X 2a , X 1b and X 2b each independently represent a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 2 to 16 carbon atoms.
- Z 1a and Z 2b are each independently a single bond, or a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—).
- Represents a divalent group selected from the group consisting of Z 2a and Z 1b are each independently a single bond, or an alkylene group, an arylene group, a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO).
- Y 1a , Y 2a , Y 1b and Y 2b each independently represent —O— or —NR y —.
- R y represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- L 1a and L 2b each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 2 to 16 carbon atoms.
- L 2a and L 1b each independently represent a group containing the structure Gs.
- ⁇ 8> The ink composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the graft polymer is non-polymerizable.
- An ink application step of applying the ink composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10> to a recording medium, and an irradiation step of irradiating the applied ink composition with active energy rays An image forming method.
- an ink composition suitable for ink jet recording applications having excellent image adhesion and heat and moisture resistance.
- the ink composition of the present invention comprises: A graft polymer having a graft main chain having at least one of a urethane structure or a urea structure, and a graft side chain containing the following structure Gs; A polymerizable compound and a polymerization initiator, Containing.
- Structure Gs having 3 or more repeating units, wherein the repeating unit is composed of an atomic group selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a halogen atom, and the SP value of the repeating unit
- each component will be described in detail below in a structure in which is 17 (MPa) 1/2 to 20 (MPa) 1/2 .
- ⁇ is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
- a graft polymer having a graft main chain having at least one of a urethane structure or a urea structure and a graft side chain containing the following structure Gs is used as component A, and “polymerizable compound” is used as a component.
- B, “polymerization initiator” may be referred to as component C.
- the (component A) graft polymer contained in the ink composition of the present invention is a polymer having a graft main chain having at least one of a urethane structure or a urea structure and a graft side chain containing the structure Gs (hereinafter, “ Also referred to as “polymer of the present invention”).
- the polymer of the present invention has a urethane structure (—NH—CO—O—) and a urea structure (—HN—CO—NR— (wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group) as a repeating unit of the graft main chain. .)) At least one structure.
- the graft main chain of the present invention preferably has both a urethane structure and a urea structure (a urethane urea structure).
- the graft main chain of the present invention preferably has a structure represented by the following general formula (A).
- the graft main chain of the present invention may contain a plurality of structures represented by the following general formula (A), or may contain a structure other than the structure represented by the following general formula (A). .
- X 1 and X 2 each independently represent a trivalent organic group
- Y 1 and Y 2 each independently represent —O— or —NR y —
- R y represents a hydrogen atom or an alkyl group. * Each independently represents a bonding position with a side chain.
- X 1 represents a trivalent organic group, for example, a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms (preferably 2 to 16 carbon atoms). These organic groups may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or may have an unsaturated bond. Further, the hydrocarbon may contain a hetero atom (nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc.).
- X 2 represents a trivalent organic group, for example, a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms (preferably 2 to 16 carbon atoms). These organic groups may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or may have an unsaturated bond. Further, the hydrocarbon may contain a hetero atom (nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc.).
- Y 1 and Y 2 each independently represent —O— or —NR y —, and both Y 1 and Y 2 are preferably —O—.
- R y represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- R y is preferably a hydrogen atom.
- the alkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
- Examples of the side chain to which * in the general formula (A) are bonded include a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 2 to 16), a group containing the structure Gs, and the like. However, at least one of the side chains in the general formula (A) is a group containing the structure Gs.
- a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or — is further present between the alkyl group and the graft main chain. It may have a divalent group selected from the group consisting of OCO-), an ether bond, and a urethane bond (-NHCOO- or -OCONH-).
- the alkyl group may have a substituent.
- alkyl group may have include, for example, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom, etc.), cyano group, carbon
- a carbamoyl group, an arylcarbamoyl group having 7 to 11 carbon atoms, and the like are preferable, and an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom, and a cyano group are more preferable.
- an alkylene group, an arylene group, a sulfide bond is further provided between the group including the structure Gs and the graft main chain.
- the alkylene group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
- the alkylene group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- the arylene group preferably has 6 to 18 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- the graft polymer of the present invention preferably contains at least one structure of the following general formula (A1) or (A2).
- X 1 in the general formula (A1) the general formula X 1 and in (A) (preferred range included) is the same.
- Z 1 in the general formula (A1) is a single bond or an alkylene group, an arylene group, a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO).
- L 1 in the general formula (A1) represents a group containing the structure Gs.
- Y 1 and Y 2 in the general formula (A2), the formula in (A) Y 1 and Y 2 (the preferred range is also included) is the same.
- Y 1 or Y 2 is -NR y - R y when it is in, Y 1 or Y 2 in the general formula (A) is -NR y - also R y and (the preferred range when it is included ) Same.
- X 2 in the general formula (A2), the general formula X 2 and in (A) (preferred range included) is the same.
- L 2 in the general formula (A2) represents a group containing the structure Gs.
- Z 2 in the general formula (A2) represents a single bond or an alkylene group, an arylene group, a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO).
- Z 1 or Z 2 contains an alkylene group
- the alkylene group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
- the alkylene group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- Z 1 or Z 2 contains an arylene group
- the alkylene group preferably has 6 to 18 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- the graft polymer of the present invention has at least one graft side chain containing the following structure Gs.
- Structure Gs having 3 or more repeating units, wherein the repeating unit is composed of an atomic group selected from the group consisting of carbon atom, hydrogen atom, oxygen atom, sulfur atom and halogen atom, and SP value of the repeating unit Is 17 (MPa) 1/2 to 20 (MPa) 1/2 .
- the three or more repeating units in the structure Gs are composed of an atomic group selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a halogen atom, and the SP value of the repeating unit is 17 (MPa) 1/2 to 20 (MPa) 1/2 , and the three or more repeating units may be present continuously or discontinuously (that is, not adjacent to each other). May be.
- the graft side chain may contain a structure other than the structure Gs.
- the SP value is calculated based on the Okitsu method described in Journal of the Japan Adhesive Society 29 (3) 1993, 204-211.
- the SP value of the repeating unit in the graft side chain is 17 (MPa) 1/2 to 20 (MPa) 1/2 , a polymer having a polarity close to that of the base material is concentrated at the interface, and adhesion and the like are improved. Presumed to be.
- the SP value is preferably 17 (MPa) 1/2 to 19 (MPa) 1/2 , and more preferably 17 (MPa) 1/2 to 18 (MPa) 1/2 .
- the three or more repeating units in the structure Gs preferably have a polyethylene structure, a polypropylene structure, a poly (meth) acrylate structure, a polyester structure, a polystyrene structure, etc., and a polyethylene structure, a poly (meth) acrylate structure, It is more preferable to have a polyester structure or a polystyrene structure, and it is particularly preferable to have a polyethylene structure, a poly (meth) acrylate structure, or a polyester structure.
- the polyethylene structure is preferably a structure of the following general formula (S1). Note that the hydrogen atom in the general formula (S1) may be substituted with a halogen atom.
- n represents an integer of 3 or more, preferably an integer of 3 to 100, more preferably an integer of 3 to 50, and particularly preferably an integer of 3 to 20. .
- the polypropylene structure is preferably a structure of the following general formula (S2). Note that the hydrogen atom in the general formula (S2) may be substituted with a halogen atom.
- n represents an integer of 3 or more, preferably an integer of 3 to 100, more preferably an integer of 3 to 50, and particularly preferably an integer of 3 to 20. .
- the poly (meth) acrylic acid ester structure is preferably a structure of the following general formula (S3).
- R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
- R 2 represents an alkyl group or an aryl group
- n represents an integer of 3 or more.
- R 1 is preferably a methyl group.
- examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n- Pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1-methylpropyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 3,3 -Dimethylpropyl group, 2-ethylbutyl group, n-heptyl group, 1-methylheptyl
- the alkyl group includes an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom, etc.), 2 to 7 carbon atoms. It may be substituted with an alkyloxycarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group having 2 to 7 carbon atoms, an aryloxycarbonyl group having 7 to 11 carbon atoms, an arylcarbonyloxy group having 7 to 11 carbon atoms, or the like.
- R 2 is an aryl group
- examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group.
- the number of carbon atoms is preferably 6 to 20, and more preferably 6 to 18. preferable.
- the aryl group is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom, etc.), 2 to 7 carbon atoms.
- n represents an integer of 3 or more, preferably an integer of 3 to 100, more preferably an integer of 3 to 50, and particularly preferably an integer of 3 to 20.
- the polyester structure is preferably a structure of the following general formula (S4).
- R 3 represents an alkylene group or an arylene group, and n represents an integer of 3 or more.
- examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a hexylene group, a cyclohexylene group, and the like, and preferably has 3 to 12 carbon atoms. More preferably, it is 8.
- the alkylene group includes an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom, etc.), 2 to 7 carbon atoms. It may be substituted with an alkyloxycarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group having 2 to 7 carbon atoms, an aryloxycarbonyl group having 7 to 11 carbon atoms, an arylcarbonyloxy group having 7 to 11 carbon atoms, or the like.
- R 3 is an arylene group
- examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthylene group, and the number of carbon atoms is preferably 6 to 18, and more preferably 6 to 12.
- the arylene group includes an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom, etc.), 2 to 7 carbon atoms.
- n represents an integer of 3 or more, preferably an integer of 3 to 100, more preferably an integer of 3 to 50, and particularly preferably an integer of 3 to 20.
- the polystyrene structure is preferably a structure of the following general formula (S5). Note that the hydrogen atom in the general formula (S5) may be substituted with a halogen atom.
- R 4 represents an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom
- m represents an integer of 0 to 5
- n represents an integer of 3 or more.
- R 4 is an alkyl group
- examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n- Pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1-methylpropyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 3,3 -Dimethylpropyl group, 2-ethylbutyl group, n-heptyl group, 1-methylheptyl group, 1-ethylhexyl group, n-octyl group, 1-methylheptyl group, nonyl group and the like.
- the alkyl group includes an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom, etc.), 2 to 7 carbon atoms. It may be substituted with an alkyloxycarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group having 2 to 7 carbon atoms, an aryloxycarbonyl group having 7 to 11 carbon atoms, an arylcarbonyloxy group having 7 to 11 carbon atoms, or the like.
- R 4 is an alkoxy group
- examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentoxy group, hexyloxy Group, and the like.
- the number of carbon atoms is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6.
- the alkoxy group is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom, etc.), 2 to 7 carbon atoms.
- R 4 is a halogen atom
- examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom or a chlorine atom is preferable.
- n represents an integer of 3 or more, preferably an integer of 3 to 100, more preferably an integer of 3 to 50, and particularly preferably an integer of 3 to 20.
- the number of carbon atoms in the graft side chain of the present invention is preferably 6 or more, more preferably 8 or more and 1000 or less, and particularly preferably 10 or more and 800 or less, from the viewpoints of ink solubility and wet heat resistance. .
- the graft polymer of the present invention can be synthesized by a method of reacting a one-end diol polymer or one-end diamino polymer with a diisocyanate, a method of reacting a one-end diisocyanate polymer with a diol or diamine, or the like.
- the one-end diol polymer means a polymer having two hydroxyl groups only at one end of the polymer main chain
- the one-end diamino polymer means two amino groups only at one end of the polymer main chain. It means the polymer possessed.
- One-end diol polymer can be synthesized by various methods such as living anionic polymerization termination, living cationic polymerization termination, radical polymerization chain transfer, living radical polymerization and subsequent terminal functionalization. And its application development (Toray Research Center) 8-P. 47, P.I. 68-P. 77 can be referred to.
- the one-end diisocyanate polymer can be synthesized by reacting a polymer having active hydrogen at one end with a polyfunctional isocyanate.
- the graft polymer of the present invention is preferably a graft polymer obtained by (first method) a method of reacting the following (a1) and (a2).
- (A1) Diisocyanate compound (a2) Compound having the structure Gs and having at least one of a hydroxyl group and an amino group
- the graft polymer of the present invention is also preferably a graft polymer obtained by (second method) the method of reacting the following (a3) and (a4).
- (A3) Diisocyanate compound having the structure Gs (a4) Compound having at least one of a hydroxyl group and an amino group
- the graft polymer of the present invention is particularly preferably a graft polymer obtained by the first method.
- first method and the second method will be described.
- (a1) used in the first method will be described.
- the (a1) is used alone or in combination of two or more, and can be used without limitation as long as it is a bifunctional isocyanate compound.
- the (a1) diisocyanate compound is preferably represented by the following general formula (DI-1).
- X 11 represents a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 2 to 16 carbon atoms.
- the hydrocarbon may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or may have an unsaturated bond. Further, the hydrocarbon may contain a hetero atom (nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc.).
- Z 11 is selected from the group consisting of a single bond or a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—). Represents a divalent group.
- L 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 2 to 16 carbon atoms.
- L 11 is preferably a hydrogen atom.
- any conventionally known diisocyanate compound can be used.
- an aromatic diisocyanate such as 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), m- or p-phenylene diisocyanate, 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate (XDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI)
- Aliphatic diisocyanates such as 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (TODI) such as hexamethylene diisocyanate (HDI), hydrogenated MDI (H12MDI), isophorone diisocyanate (IPDI).
- Prepolymer type, nurate type, urea type carbodiimide type modified products of these diisocyanates are also preferable. It is also possible to use a mixture of two or more of these diisocyanates or modified products. Moreover, the compound which has the following structures can also be used as a diisocyanate compound.
- (a2) used in the first method will be described.
- Said (a2) is used individually or in combination of 2 or more types.
- the (a2) can be easily synthesized by radical polymerization of a corresponding monomer using, for example, a thiol having at least one of a hydroxyl group and an amino group as a chain transfer agent.
- Examples of the chain transfer agent suitably used in the present invention include 1-thioglycerol and 1,4-dithioerythritol.
- (A2) that can be used in the present invention is easily obtained by polymerizing a monomer composed of an atomic group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a halogen atom in the presence of these chain transfer agents. be able to.
- a monomer composed of an atomic group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a halogen atom a monomer having a general radical polymerizable unsaturated double bond can be used. Examples thereof include acrylate, methyl (meth) acrylate, and styrene, but the present invention is not limited thereto.
- ring-opening polymerizable monomers such as ⁇ -caprolactone, ⁇ -butyrolactone, ethylene oxide, propylene oxide, oxetane compounds, and tetrahydrofuran can be polymerized by a ring-opening polymerization method.
- the end group can be modified using “polymer and reaction development using the living ion polymerization method described in P.8 to P.20, P.68 to P.77”.
- Polyolefins such as polyethylene and polypropylene can synthesize a macromonomer of a one-terminal diol using the same reaction.
- the (a2) is preferably the following general formula (DO-1).
- Y 11 and Y 21 each independently represent —OH or —NHR y .
- R y represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- R y is preferably a hydrogen atom.
- the alkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
- Both Y 11 and Y 21 are preferably —OH.
- X 21 represents a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 2 to 16 carbon atoms.
- the hydrocarbon may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or may have an unsaturated bond.
- the hydrocarbon may contain a hetero atom (nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc.).
- Z 21 is a single bond or an alkylene group, an arylene group, a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—).
- the alkylene group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
- the alkylene group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- Z 21 contains an arylene group
- the arylene group preferably has 6 to 18 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- L 21 represents a group containing the structure Gs.
- n in the compound represents an integer of 3 or more.
- the ratio of (a1) and (a2) is such that (a1) :( a2) is 1: 1 to 1: 200 is preferable, and 1: 1 to 1: 100 is more preferable.
- the graft polymer synthesized by the first method is preferably a polymer represented by the following general formula (G1).
- X 1a and X 2a each independently represent a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 2 to 16 carbon atoms.
- the hydrocarbon may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or may have an unsaturated bond. Further, the hydrocarbon may contain a hetero atom (nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc.).
- Z 1a is selected from the group consisting of a single bond or a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—). Represents a divalent group.
- Z 2a represents a single bond or an alkylene group, an arylene group, a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—).
- the alkylene group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
- the alkylene group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- Z 2a includes an arylene group
- the arylene group preferably has 6 to 18 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- Y 1a and Y 2a each independently represent —O— or —NR y —.
- R y represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- R y is preferably a hydrogen atom.
- the alkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
- Both Y 1a and Y 2a are preferably —O—.
- L 1a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 2 to 16 carbon atoms.
- L 1a is preferably a hydrogen atom.
- L 2a represents a group containing the structure Gs.
- n in the compound represents an integer of 3 or more.
- the graft polymer of the present invention can also be obtained by reacting the following (a3) and (a4).
- (A3) Diisocyanate compound having the structure Gs (a4) Compound having at least one of a hydroxyl group and an amino group
- (a3) used in the second method will be described.
- Said (a3) is used individually or in combination of 2 or more types.
- the (a3) can be synthesized by a method of reacting a polymer having active hydrogen at one end with a polyfunctional isocyanate.
- the (a3) is preferably the following general formula (DI-2).
- X 12 represents a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 2 to 16 carbon atoms.
- the hydrocarbon may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or may have an unsaturated bond. Further, the hydrocarbon may contain a hetero atom (nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc.).
- Z 12 is a single bond, or an alkylene group, an arylene group, a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—).
- Z 12 contains an alkylene group
- the alkylene group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
- the alkylene group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- Z 12 contains an arylene group
- the arylene group preferably has 6 to 18 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- L 12 represents a group containing the structure Gs.
- n in the formula represents an integer of 3 or more, preferably an integer of 3 to 100, more preferably an integer of 3 to 50, and particularly preferably an integer of 3 to 20.
- the (a4) is not limited as long as it is a compound having at least one of a hydroxyl group and an amino group, and may be used alone or in combination of two or more.
- the (a4) is preferably the following general formula (DO-2).
- Y 11 and Y 21 each independently represent —OH or —NHR y .
- R y represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- R y is preferably a hydrogen atom.
- the alkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
- Both Y 11 and Y 21 are preferably —OH.
- X 22 represents a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 2 to 16 carbon atoms.
- the hydrocarbon may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or may have an unsaturated bond.
- the hydrocarbon may contain a hetero atom (nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc.).
- Z 22 is selected from the group consisting of a single bond or a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—).
- L 22 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 2 to 16 carbon atoms.
- L 22 is preferably a hydrogen atom.
- Examples of (a4) include the following specific examples, but the present invention is not limited thereto.
- Aromatic diamine compounds 2-aminoimidazole, 3-aminotriazole, 5-amino-1H-tetrazole, 4-aminopyrazole, 2-aminobenzimidazole, 2-amino-5-carboxy-triazole, 2,4-diamino-6-methyl-S -Heterocyclic amine compounds such as triazine, 2,6-diaminopyridine, L-histidine, DL-tryptophan, adenine and the like; Ethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, 1-amino-2-propanol, 1-amino-3-propanol, 2-aminoethoxyethanol, 2-aminothioethoxyethanol, 2-amino-2- Methyl-1-propanol, p-aminophenol, m-aminophenol, o-aminophenol, 4-methyl-2-aminophenol, 2-chloro-4-aminophenol, 4-me
- Polycarbonate diols such as Diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, hexaethylene glycol, heptaethylene glycol, octaethylene glycol, di-1,2-propylene glycol, tri-1,2-propylene glycol, tetra-1,2- Propylene glycol, hexa-1,2-propylene glycol, di-1,3-propylene glycol, tri-1,3-propylene glycol, tetra-1,3-propylene glycol, di-1,3-butylene glycol, tri- 1,3-butylene glycol, hexa-1,3-butylene glycol, polyethylene glycol having a number average molecular weight of preferably 300 to 10,000 (more preferably 300 to 5,000), polyethylene glycol, polyethylene Glycol, polyethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polypropylene glycol, polypropylene glycol, polypropylene glycol,
- the ratio of (a3) and (a4) is such that (a3) :( a4) is 1: 1 to 200: 1 is preferable, and 1: 1 to 100: 1 is more preferable.
- the graft polymer synthesized by the second method is preferably a polymer represented by the following general formula (G2).
- X 1b and X 2b each independently represent a residue obtained by removing three hydrogen atoms from a hydrocarbon having 2 to 16 carbon atoms.
- the hydrocarbon may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or may have an unsaturated bond. Further, the hydrocarbon may contain a hetero atom (nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc.).
- Z 1b represents a single bond or an alkylene group, an arylene group, a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—).
- Z 1b contains an alkylene group
- the alkylene group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
- the alkylene group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- Z 1b contains an arylene group
- the arylene group preferably has 6 to 18 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- Z 2b is selected from the group consisting of a single bond or a sulfide bond (—S—), an ester bond (—COO— or —OCO—), an ether bond, and a urethane bond (—NHCOO— or —OCONH—).
- Y 1b and Y 2b each independently represent —O— or —NR y —.
- R y represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- R y is preferably a hydrogen atom.
- the alkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
- Both Y 1b and Y 2b are preferably —O—.
- L 1b represents a group containing the structure Gs.
- L 2b represents a hydrogen atom or an alkyl group having 2 to 16 carbon atoms.
- L 2b is preferably a hydrogen atom.
- n in the compound represents an integer of 3 or more.
- the number average molecular weight of the graft polymer of the present invention is preferably 3,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 100,000, and still more preferably 3,000 to 50,000.
- the number average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC).
- GPC uses, for example, HLC-8020 GPC (manufactured by Tosoh Corporation), TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, TSKgel SuperHZ200 (4.6 mm ID ⁇ 15 cm, Tosoh Corporation) as the column and THF (4.6 mm ID ⁇ 15 cm) as the eluent. Tetrahydrofuran).
- the amount of (Component A) graft polymer added to the ink composition of the present invention is preferably 0.1% by mass to 20% by mass, and preferably 0.5% by mass to 15% by mass with respect to the ink composition. More preferably, it is more preferably 1% by mass to 10% by mass.
- the (component A) graft polymer in the ink composition of the present invention may be used alone or in combination of a plurality of types. Moreover, commercially available urethane acrylate can also be used together.
- the graft polymer of the present invention has a graft side chain containing the structure Gs, the hydrophobic graft polymer is in a suitable state in the ink composition without interacting with the pigment or the like in the ink composition.
- the micro-mechanical strength of the ink film surface and interface that easily affects the entire coating film due to the high cohesion due to hydrogen bonding of polyurethane.
- the heat strength is improved, it is considered that effects such as improvement in adhesion and heat resistance can be obtained.
- the present invention is not limited to this.
- the ink composition of the present invention contains a polymerizable compound, and the polymerizable compound contains 50% by mass or more of a monofunctional polymerizable compound (in this specification, “monofunctional polymerizable compound” is used).
- component b1 a monofunctional polymerizable compound
- the component (B) polymerizable compound preferably contains 50% by mass to 100% by mass of the (component b1) monofunctional polymerizable compound, more preferably 80% by mass to 100% by mass, It is particularly preferred to contain from 100% by weight to 100% by weight.
- the polymerizable compound used in the present invention is not limited as long as it is a compound having a polymerizable unsaturated bond, but is preferably a polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization.
- a polymeric compound may be used individually by 1 type, or may be used together 2 or more types.
- polymerizable monomers having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization include nitrogen-containing radical polymerizable compounds such as N-vinyl compounds, acrylamide and methacrylamide; acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, and isocrotone
- nitrogen-containing radical polymerizable compounds such as N-vinyl compounds, acrylamide and methacrylamide
- unsaturated carboxylic acids such as acid and maleic acid, unsaturated carboxylic acid esters and salts thereof; anhydrides having ethylenically unsaturated groups; acrylonitrile; styrene and the like.
- various macromonomers such as various unsaturated polyesters, unsaturated polyethers, unsaturated polyamides and unsaturated polyurethanes are also included.
- the monofunctional polymerizable compound preferably contains a monofunctional polymerizable compound having a nitrogen atom (in this specification, “monofunctional polymerizable compound having a nitrogen atom” is referred to as component b1-N). May be.) Further, the monofunctional polymerizable compound preferably contains 10% by mass to 90% by mass of the monofunctional polymerizable compound having a nitrogen atom, more preferably 10% by mass to 80% by mass, and more preferably 15% by mass to 70% by mass. It is particularly preferable to contain it in mass%.
- the (component b1-N) monofunctional polymerizable compound having a nitrogen atom is more preferably a compound represented by the following general formula (M1) or (M2).
- m represents an integer of 2 to 6
- m is preferably an integer of 3 to 5
- m is more preferably 3 or 5
- m is 5, that is, N-vinylcaprolactam. It is particularly preferred.
- Q 1 represents a monovalent group
- R 1m represents a hydrogen atom or a methyl group
- R 2m represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
- Q 1 and R 2m may be bonded to each other to form a ring.
- the compound of the formula (M2) is an unsaturated monomer bonded to Q 1 by an amide bond.
- R 1m represents a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
- R 2m is an alkyl group, the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
- R 2m is an aryl group, the aryl group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and more preferably 6 to 14 carbon atoms.
- Q 1 is not particularly limited as long as it is a group that can be linked to a (meth) acrylamide structure.
- the (meth) acrylamide structure means an acrylamide structure or a methacrylamide structure.
- Q 1 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
- the alkyl group may contain an oxygen atom or a nitrogen atom.
- the alkyl group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
- the alkyl group preferably has 1 to 16 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms. Specific examples of Q 1 are listed below, but the present invention is not limited thereto. Methyl, ethyl, propyl, butyl, isobutyl, t-butyl, cyclohexyl, dimethylaminopropyl, dimethylaminoethyl, etc.
- the molecular weight of the (component b1) monofunctional polymerizable compound in the present invention is preferably 130 to 3000, and more preferably 130 to 500.
- Component b1 may contain a polymerizable compound other than the monofunctional polymerizable compound.
- the ink composition of the present invention may contain a polymerizable compound (other polymerizable compound) other than the (component b1) monofunctional polymerizable compound, if necessary.
- polymerizable compounds include polyfunctional radical polymerizable compounds having two or more ethylenically unsaturated bonds capable of radical polymerization.
- Examples of the other polymerizable compounds include bis (4-acryloxypolyethoxyphenyl) propane, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, and trimethylolpropane (PO).
- bis (4-acryloxypolyethoxyphenyl) propane tripropylene glycol diacrylate
- polyethylene glycol diacrylate polypropylene glycol diacrylate
- dipentaerythritol tetraacrylate dipentaerythritol tetraacrylate
- PO trimethylolpropane
- Other examples include allyl compounds such as diallyl phthalate and triallyl trimellitate.
- polyfunctional vinyl ethers are also preferred as polyfunctional radical polymerizable monomers.
- examples of the polyfunctional vinyl ether include ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, polyethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, dipropylene glycol divinyl ether, butylene glycol divinyl ether, butanediol divinyl ether, hexane.
- Divinyl ethers such as diol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, bisphenol A alkylene oxide divinyl ether, bisphenol F alkylene oxide divinyl ether; trimethylolethane trivinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, ditrimethylolpropane tetravinyl Ether, glycerin trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, dipentaerythritol pentavinyl ether, dipentaerythritol hexavinyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane trivinyl ether, propylene oxide-added trimethylolpropane trivinyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetravinyl ether, Propylene oxide addition ditrimethylolpropane tetra
- di- or trivinyl ether compounds are preferable from the viewpoints of curability, adhesion to a recording medium, surface hardness of the formed image, and the like, and divinyl ether compounds are particularly preferable.
- examples of the polyfunctional radical polymerizable compound include, for example, JP-A-7-159983, JP-B-7-31399, JP-A-8-224982, JP-A-10-863, JP-A-9-134011.
- JP-A-2004-514014, etc. photocurable polymerizable compounds used in the photopolymerizable compositions described in each publication are known, and these can also be applied to the ink composition of the present invention. Can do.
- the molecular weight of the other polymerizable compound is preferably 130 to 3000, more preferably 130 to 500, as the molecular weight.
- the content of other polymerizable compounds is usually 30% by mass or less, preferably 0% by mass to 20% by mass with respect to the total amount of the ink composition.
- the ink composition of the present invention contains a polymerization initiator.
- the polymerization initiator of the present invention may be either a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator, but in the present invention, a photopolymerization initiator is preferably mentioned.
- a photopolymerization initiator a known photopolymerization initiator can be appropriately selected and used according to the kind of the polymerizable compound and the purpose of use of the ink composition.
- the photopolymerization initiator used in the ink composition of the present invention is a compound that absorbs external energy (light) and generates radicals that are polymerization initiation species.
- the light for initiating polymerization indicates active energy rays, that is, ⁇ rays, ⁇ rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, etc., and preferably ultraviolet rays.
- photopolymerization initiator known compounds can be used.
- Preferred photopolymerization initiators that can be used in the present invention include (a) aromatic ketones, (b) acylphosphine oxide compounds, and (c) aromatics.
- Onium salt compound (d) organic peroxide, (e) thio compound, (f) hexaarylbiimidazole compound, (g) ketoxime ester compound, (h) borate compound, (i) azinium compound, (j) Examples thereof include metallocene compounds, (k) active ester compounds, (l) compounds having a carbon halogen bond, and (m) alkylamine compounds.
- the compounds (a) to (m) may be used alone or in combination.
- the photopolymerization initiator in the present invention is preferably used alone or in combination of two or more.
- Preferred examples of (a) aromatic ketones, (b) acylphosphine oxide compounds, and (e) thio compounds include “RADIATION CURING IN POLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY”, J. Am. P. FOUASSIER, J.A. F. RABEK (1993), pp. And compounds having a benzophenone skeleton or a thioxanthone skeleton described in 77-117.
- More preferred examples include ⁇ -thiobenzophenone compounds described in JP-B-47-6416, benzoin ether compounds described in JP-B-47-3981, ⁇ -substituted benzoin compounds described in JP-B-47-22326, Benzoin derivatives described in JP-B-47-23664, aroylphosphonic acid esters described in JP-A-57-30704, dialkoxybenzophenones described in JP-B-60-26483, JP-B-60-26403, Benzoin ethers described in JP-A No. 62-81345, Japanese Patent Publication No. 1-334242, US Pat. No. 4,318,791, ⁇ -aminobenzophenones described in European Patent No.
- an aromatic ketone or an acylphosphine oxide compound as a photopolymerization initiator, and p-phenylbenzophenone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), bis (2, 4, 6 -Trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (Irgacure 819: manufactured by BASF), bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl -Phosphine oxide (Darocur TPO: manufactured by BASF, Lucirin TPO: manufactured by BASF) is preferable.
- p-phenylbenzophenone manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- bis (2, 4, 6 -Trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide Irgacure 819: manufactured by BASF
- a polymerization initiator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
- the content of the polymerization initiator in the ink composition is preferably 0.1% by mass to 20% by mass, more preferably 0.5% by mass to 15% by mass, and further preferably 1% by mass with respect to the ink composition. ⁇ 10% by mass.
- the ink composition of the present invention may contain a colorant (the “colorant” may be referred to as component D in this specification).
- a colorant By adding a colorant to the ink composition, the ink composition can form a visible image (colored image).
- the colorant that can be used in the ink composition of the present invention is not particularly limited, and various known color materials (pigments and dyes) can be appropriately selected and used depending on the application. For example, when forming an image excellent in weather resistance, a pigment is preferable.
- the dye both water-soluble dyes and oil-soluble dyes can be used, but oil-soluble dyes are preferred.
- a pigment that is preferably used as a colorant in the ink composition of the present invention will be described.
- a pigment is used as the colorant, a colored image formed using the ink composition has excellent light resistance.
- the pigment is not particularly limited, and all commercially available organic pigments and inorganic pigments or pigments dispersed in an insoluble resin or the like as a dispersion medium, or a resin is grafted on the pigment surface. Can be used. Moreover, what dye
- organic pigments and inorganic pigments that can be used in the present invention include, for example, C.I. I. Pigment Yellow 1 (Fast Yellow G etc.), C.I. I. A monoazo pigment such as C.I. Pigment Yellow 74; I. Pigment Yellow 12 (disaji yellow AAA, etc.), C.I. I. Disazo pigments such as C.I. Pigment Yellow 17; I. Non-benzidine type azo pigments such as CI Pigment Yellow 180; I. Azo lake pigments such as C.I. Pigment Yellow 100 (eg Tartrazine Yellow Lake); I. Condensed azo pigments such as CI Pigment Yellow 95 (Condensed Azo Yellow GR, etc.); I.
- Acidic dye lake pigments such as C.I. Pigment Yellow 115 (such as quinoline yellow lake);
- Basic dye lake pigments such as CI Pigment Yellow 18 (Thioflavin Lake, etc.), anthraquinone pigments such as Flavantron Yellow (Y-24), isoindolinone pigments such as Isoindolinone Yellow 3RLT (Y-110), and quinophthalone yellow Quinophthalone pigments such as (Y-138), isoindoline pigments such as isoindoline yellow (Y-139), C.I.
- Nitroso pigments such as C.I. Pigment Yellow 153 (nickel nitroso yellow, etc.);
- I. And metal complex salt azomethine pigments such as CI Pigment Yellow 117 (copper azomethine yellow, etc.).
- Monoazo pigments such as CI Pigment Red 3 (Toluidine Red, etc.); I. Disazo pigments such as C.I. Pigment Red 38 (Pyrazolone Red B, etc.); I. Pigment Red 53: 1 (Lake Red C, etc.) and C.I.
- Azo lake pigments such as C.I. Pigment Red 57: 1 (Brilliant Carmine 6B); I. Condensed azo pigments such as C.I. Pigment Red 144 (condensed azo red BR, etc.); I. Acidic dye lake pigments such as C.I. Pigment Red 174 (Phloxine B Lake, etc.); I. Basic dye lake pigments such as C.I.
- Pigment Red 81 (Rhodamine 6G 'lake, etc.); I. Anthraquinone pigments such as C.I. Pigment Red 177 (eg, dianthraquinonyl red); I. Thioindigo pigments such as C.I. Pigment Red 88 (Thioindigo Bordeaux, etc.); I. Perinone pigments such as C.I. Pigment Red 194 (perinone red, etc.); I. Perylene pigments such as C.I. Pigment Red 149 (perylene scarlet, etc.); I. Pigment violet 19 (unsubstituted quinacridone), C.I. I.
- Quinacridone pigments such as CI Pigment Red 122 (quinacridone magenta, etc.); I. Isoindolinone pigments such as CI Pigment Red 180 (isoindolinone red 2BLT, etc.); I. And alizarin lake pigments such as CI Pigment Red 83 (Mada Lake, etc.).
- C.I. I. Disazo pigments such as C.I. Pigment Blue 25 (Dianisidine Blue, etc.); I. Phthalocyanine pigments such as C.I. Pigment Blue 15 (phthalocyanine blue, etc.); I. Acidic dye lake pigments such as C.I. Pigment Blue 24 (Peacock Blue Lake, etc.); I. Basic dye lake pigments such as C.I. Pigment Blue 1 (Viclotia Pure Blue BO Lake, etc.); I. Anthraquinone pigments such as C.I. Pigment Blue 60 (Indantron Blue, etc.); I. And alkali blue pigments such as CI Pigment Blue 18 (Alkali Blue V-5: 1).
- C.I. I. Pigment green 7 phthalocyanine green
- C.I. I. Phthalocyanine pigments such as C.I. Pigment Green 36 (phthalocyanine green)
- I. And azo metal complex pigments such as CI Pigment Green 8 (Nitroso Green).
- An isoindoline pigment such as C.I. Pigment Orange 66 (isoindoline orange); I. And anthraquinone pigments such as CI Pigment Orange 51 (dichloropyrantron orange).
- black pigments examples include carbon black, titanium black, and aniline black.
- the white pigment examples include basic lead carbonate (2PbCO 3 Pb (OH) 2 , so-called silver white), zinc oxide (ZnO, so-called zinc white), titanium oxide (TiO 2 , so-called titanium white), Strontium titanate (SrTiO 3 , so-called titanium strontium white) or the like can be used.
- titanium oxide has a smaller specific gravity than other white pigments, a large refractive index, and is chemically and physically stable, so that it has a large hiding power and coloring power as a pigment. Excellent durability against other environments. Therefore, it is preferable to use titanium oxide as the white pigment.
- other white pigments may be other than the listed white pigments may be used as necessary.
- a dispersion device such as a ball mill, a sand mill, an attritor, a roll mill, a jet mill, a homogenizer, a paint shaker, a kneader, an agitator, a Henschel mixer, a colloid mill, an ultrasonic homogenizer, a pearl mill, or a wet jet mill is used.
- a dispersion device such as a ball mill, a sand mill, an attritor, a roll mill, a jet mill, a homogenizer, a paint shaker, a kneader, an agitator, a Henschel mixer, a colloid mill, an ultrasonic homogenizer, a pearl mill, or a wet jet mill is used.
- a dispersion device such as a ball mill, a sand mill, an attritor, a roll mill, a jet mill, a homogenizer, a paint shaker, a k
- a dispersant when dispersing the pigment.
- the dispersant include a hydroxyl group-containing carboxylic acid ester, a salt of a long-chain polyaminoamide and a high molecular weight acid ester, a salt of a high molecular weight polycarboxylic acid, a high molecular weight unsaturated acid ester, a high molecular weight copolymer, a modified polyacrylate, an aliphatic polyacrylate.
- a commercially available polymer dispersant such as Solsperse series manufactured by Lubrizol.
- a synergist according to various pigments as a dispersion aid. These dispersants and dispersion aids are preferably added in an amount of 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.
- the ink composition as a dispersion medium for various components such as pigments, a solvent may be added, and the polymerizable compound which is a low molecular weight component without a solvent may be used as a dispersion medium.
- the ink composition of the invention is an energy ray curable ink, and is preferably solvent-free in order to be cured after the ink is applied onto a recording medium.
- the volume average particle diameter of the pigment particles in the ink composition is preferably 0.02 ⁇ m to 0.60 ⁇ m, more preferably 0.02 ⁇ m to 0.10 ⁇ m. Further, the maximum particle size is preferably 3 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and the selection of the pigment, dispersant, dispersion medium, dispersion conditions, and filtration conditions are set so as to be in such a range. By controlling the particle size, clogging of the head nozzle can be suppressed, and ink storage stability, ink transparency, and blocking sensitivity can be maintained.
- the volume average particle diameter is measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA920, manufactured by Horiba, Ltd.) using tripropylene glycol methyl ether as a measurement solvent.
- the dye can be appropriately selected from conventionally known compounds (dyes). Specific examples include compounds described in paragraph numbers [0023] to [0089] of JP-A No. 2002-114930 and paragraph numbers [0136] to [0140] of JP-A No. 2008-13646. These can also be applied to the present invention.
- the colorant is preferably added in the ink composition in an amount of 0.05% by mass to 20% by mass, more preferably 0.2% by mass to 10% by mass with respect to the total mass of the ink composition.
- the content is particularly preferably 0.2% by mass to 6% by mass with respect to the total mass (including the solvent) of the ink composition.
- the ink composition of the present invention is preferably a non-aqueous ink composition containing substantially no water. Specifically, it is preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and most preferably 1% by mass or less with respect to the total amount of the ink composition. This is excellent in terms of storage stability.
- the ink composition of the present invention may further contain a chain transfer agent.
- the chain transfer agent can be used without particular limitation as long as it is a substance that moves the active site of the reaction by a chain transfer reaction in the polymerization reaction.
- chain transfer agent examples include, for example, halogen compounds such as carbon tetrachloride and carbon tetrabromide; alcohols such as isopropyl alcohol and isobutyl alcohol; 2-methyl-1-butene, 2,4 -Olefins such as diphenyl-4-methyl-1-pentene; ethanethiol, butanethiol, dodecanethiol, mercaptoethanol, mercaptopropanol, methyl mercaptopropionate, ethyl mercaptopropionate, mercaptopropionic acid, thioglycolic acid, ethyl disulfide , Sec-butyl disulfide, 2-hydroxyethyl disulfide, thiosalicylic acid, thiophenol, thiocresol, benzyl mercaptan, phenethyl mercaptan, thiocarbonate, 1,4
- the chain transfer agent is preferably a thiol compound from the viewpoint of improving the storage stability and sensitivity of the ink composition. Furthermore, the chain transfer agent is more preferably a secondary or tertiary thiol polyfunctional thiol compound.
- the molecular weight of the chain transfer agent is preferably 250 or more, particularly preferably 250 or more and 100,000 or less, more preferably 500 or more and 80,000 or less, and most preferably 3,000 or more and 80,000 or less.
- the addition amount of the chain transfer agent to the ink composition of the present invention is preferably 0.1% by mass to 15% by mass and 0.5% by mass to 10% by mass with respect to the total solid content mass of the ink composition. More preferably, it is more preferably 1% by mass to 10% by mass.
- sensitizing dye can be added to the ink composition of the present invention in order to accelerate the decomposition of the polymerization initiator by irradiation with actinic rays.
- a sensitizing dye absorbs specific active energy rays and enters an electronically excited state.
- the sensitizing dye in an electronically excited state is brought into contact with the polymerization initiator to cause actions such as electron transfer, energy transfer, and heat generation, thereby causing a chemical change of the polymerization initiator, that is, decomposition, radical, acid or base. It promotes the generation of.
- sensitizing dye a compound corresponding to the wavelength of the active energy ray that generates an initiation species in the photopolymerization initiator used in the ink composition may be used, but it is used for a curing reaction of a general ink composition.
- preferable sensitizing dyes include those belonging to the following compounds and having an absorption wavelength in the 350 nm to 450 nm region.
- Polynuclear aromatics for example, anthracene, pyrene, perylene, triphenylene
- thioxanthones for example, isopropylthioxanthone
- xanthenes for example, fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal
- cyanines for example, thiaxene
- merocyanines eg, merocyanine, carbomerocyanine
- thiazines eg, thionine, methylene blue, toluidine blue
- acridines eg, acridine orange, chloroflavin, acriflavine
- anthraquinones examples include anthraquinone), squalium (eg, squalium), coumarins (eg, 7-diethylamino-4-methylcoumarin), polyn
- the ink composition of the present invention can also contain a co-sensitizer.
- the co-sensitizer has functions such as further improving the sensitivity of the sensitizing dye to the active energy ray or suppressing inhibition of polymerization of the polymerizable compound by oxygen.
- co-sensitizers examples include amines such as M.I. R. Sander et al., “Journal of Polymer Science”, Vol. 10, 3173 (1972), Japanese Patent Publication No. 44-20189, Japanese Patent Publication No. 51-82102, Japanese Patent Publication No. 52-134692, Japanese Patent Publication No. 59-138205. No. 60-84305, JP-A 62-18537, JP-A 64-33104, Research Disclosure 33825, and the like. Specific examples include triethanolamine. P-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, p-formyldimethylaniline, p-methylthiodimethylaniline and the like.
- co-sensitizers include thiols and sulfides such as thiol compounds described in JP-A-53-702, JP-B-55-500806, JP-A-5-142772, No. 56-75643, such as 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercapto-4 (3H) -quinazoline, ⁇ -mercapto. And naphthalene.
- thiols and sulfides such as thiol compounds described in JP-A-53-702, JP-B-55-500806, JP-A-5-142772, No. 56-75643, such as 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercapto-4 (3H) -quinazoline, ⁇ -mercapto. And naphthalene.
- co-sensitizers include amino acid compounds (eg, N-phenylglycine), organometallic compounds described in JP-B-48-42965 (eg, tributyltin acetate), JP-B 55- 34414, a hydrogen donor described in JP-A-6-308727, a sulfur compound (eg, trithiane), a phosphorus compound described in JP-A-6-250387 (diethylphosphite, etc.), and JP-A-8-65779. And Si—H and Ge—H compounds described in the above No.
- an ultraviolet absorber in the ink composition of the present invention, can be used from the viewpoint of improving the weather resistance of the obtained image and preventing fading.
- Examples of the ultraviolet absorber are described in JP-A Nos. 58-185677, 61-190537, JP-A-2-782, JP-A-5-197075, JP-A-9-34057, and the like.
- Benzotriazole compounds, benzophenone compounds described in JP-A-46-2784, JP-A-5-194443, US Pat. No.
- JP-B-48-30492 JP-A-56-21141 Cinnamic acid compounds described in JP-A-10-88106, JP-A-4-298503, JP-A-8-53427, JP-A-8-239368, JP-A-10-182621, JP
- the addition amount is appropriately selected according to the purpose, but in general, it is preferably 0.5% by mass to 15% by mass in terms of solid content.
- An antioxidant can be added to improve the stability of the ink composition of the present invention.
- examples of the antioxidant include European published patents, 223739, 309401, 309402, 310551, 310552, 359416, and 3435443. No. 54, JP-A-54-48535, JP-A-62-262047, JP-A-63-113536, JP-A-63-163351, JP-A-2-262654, JP-A-2-71262, Examples thereof include those described in Kaihei 3-121449, JP-A-5-61166, JP-A-5-119449, US Pat. No. 4,814,262, US Pat. No. 4,980,275, and the like.
- the addition amount is appropriately selected according to the purpose, but is preferably 0.1% by mass to 8% by mass in terms of solid content.
- organic anti-fading agents include hydroquinones, alkoxyphenols, dialkoxyphenols, phenols, anilines, amines, indanes, chromans, alkoxyanilines, heterocycles, and the like.
- metal complex anti-fading agent include nickel complexes and zinc complexes. No. 17643, No. VII of No. VII, ibid. 15162, ibid. No. 18716, page 650, left column, ibid. No. 36544, page 527, ibid. No. 307105, page 872, ibid.
- Conductive salts such as potassium thiocyanate, lithium nitrate, ammonium thiocyanate, and dimethylamine hydrochloride can be added to the ink composition of the present invention for the purpose of controlling ejection properties.
- solvent In order to improve the adhesion to the recording medium (base material), an extremely small amount of a non-curable organic solvent may be added to the ink composition of the present invention.
- the solvent include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and diethyl ketone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, 1-butanol, and tert-butanol, and chlorine such as chloroform and methylene chloride.
- Solvents aromatic solvents such as benzene and toluene, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and isopropyl acetate, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, glycols such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol dimethyl ether And ether solvents.
- aromatic solvents such as benzene and toluene
- ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and isopropyl acetate
- ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane
- glycols such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol dimethyl ether And ether solvents.
- it is effective to add the solvent within the range that does not cause the problem of solvent resistance or VOC. % To 3% by mass.
- oil-soluble polymer compounds can be used in combination in order to adjust film physical properties.
- oil-soluble polymer compounds include acrylic polymers, polyvinyl butyral resins, polyurethane resins, polyamide resins, polyester resins, epoxy resins, phenol resins, polycarbonate resins, polyvinyl butyral resins, polyvinyl formal resins, shellacs, vinyl resins, acrylics. Resins, rubber resins, waxes, and other natural resins can be used. Two or more of these may be used in combination. Of these, vinyl copolymers obtained by copolymerization of acrylic monomers are preferred.
- a copolymer containing “carboxyl group-containing monomer”, “methacrylic acid alkyl ester” or “acrylic acid alkyl ester” as a structural unit is also preferably used as the copolymer composition of the polymer compound.
- a polymer compound that easily segregates on the surface for the purpose of improving tackiness or the like is also suitable.
- These polymer compounds contain Si and F atoms described in paragraph numbers [0017] to [0037] of JP-A-2008-248119, paragraph numbers [0015] to [0034] of JP-A-2005-250890, and the like.
- a polymer, a polymer having a long-chain alkyl group in the side chain, and the like can be used.
- a surfactant may be added to the ink composition of the present invention.
- the surfactant include those described in JP-A Nos. 62-173463 and 62-183457.
- anionic surfactants such as dialkylsulfosuccinates, alkylnaphthalenesulfonates, fatty acid salts, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, acetylene glycols, polyoxyethylene / polyoxypropylene blocks
- Nonionic surfactants such as copolymers
- cationic surfactants such as alkylamine salts and quaternary ammonium salts.
- An organic fluoro compound may be used in place of the surfactant.
- the organic fluoro compound is preferably hydrophobic.
- examples of the organic fluoro compound include fluorine surfactants, oily fluorine compounds (eg, fluorine oil) and solid fluorine compound resins (eg, tetrafluoroethylene resin). (Columns 8 to 17) and those described in JP-A Nos. 62-135826.
- the content of the surfactant in the composition is appropriately selected depending on the purpose of use, but is preferably 0.0001% by mass to 1% by mass, and preferably 0.001% by mass to 0.1% by mass with respect to the entire ink composition. Is more preferable.
- a polymerization inhibitor for example, a polymerization inhibitor, a leveling additive, a matting agent, a wax for adjusting film properties, a polyolefin, a PET, etc.
- a tackifier tackifier
- the polymerization inhibitor include hydroquinone, methoxybenzoquinone, methoxyphenol, phenothiazine, t-butylcatechol, mercaptobenzimidazole, alkyldithiocarbamates, alkylphenols, alkylbisphenols, salicylates, thiodipropionates, phosphines Phytes, nitroxide aluminum complexes, and the like.
- the content of the polymerization inhibitor is not limited, but is preferably 0.01% by mass to 5% by mass and more preferably 0.02% by mass to 1% by mass with respect to the ink composition.
- a high molecular weight adhesive polymer for example, (meth) acrylic acid and an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms described in JP-A-2001-49200, 5-6p.
- the ink composition of the present invention is suitably used for inkjet applications. Therefore, in consideration of dischargeability, it is preferable that the viscosity is 7 mPa ⁇ s to 30 mPa ⁇ s at the discharge temperature (for example, 25 ° C. to 80 ° C., preferably 25 ° C. to 30 ° C.). More preferably, it is 7 mPa ⁇ s to 20 mPa ⁇ s. It is preferable that the composition ratio of the ink composition of the present invention is appropriately adjusted so that the viscosity is in the above range.
- the ink composition of the present invention preferably has a surface tension at 25 ° C. of 20 mN / m to 40 mN / m. The surface tension is measured under conditions of 25 ° C. using an Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
- the viscosity is preferably 1 mPa ⁇ s to 40 mPa ⁇ s, more preferably 3 mPa ⁇ s to 30 mPa ⁇ s.
- the viscosity of the ink composition is measured using a VISCOMETER TV-22 (manufactured by TOKI SANGYOCO. LTD) at 25 ° C.
- the ink composition of the present invention is suitably used for inkjet recording.
- the ink composition of the present invention When applied to ink jet recording, the ink composition of the present invention is ejected onto a recording medium by an ink jet recording apparatus, and then the ejected ink composition is irradiated with an energy ray and cured to perform recording.
- the image forming method of the present invention includes an ink application step of applying the ink composition to a recording medium, and an irradiation step of irradiating the applied ink composition with active energy rays.
- a step of forming an image by ejecting the ink composition of the present invention on a recording medium by an ink jet method using a known ink jet recording device including a commercially available device, and an active energy in the obtained image It is preferable to include a step of curing the ink composition by irradiating a line to obtain a printed material having a cured image on the recording medium.
- the recording medium (base material) that can be applied to the present invention is not particularly limited, and various non-absorbent resin materials used for ordinary non-coated paper and coated paper, so-called soft packaging, or films thereof.
- a resin film molded into a shape can be used, and examples of various plastic films include PET film, OPS film, OPP film, ONy film, PVC film, PE film, and TAC film.
- examples of the plastic that can be used as the recording medium material include polycarbonate, acrylic resin, ABS, polyacetal, PVA, and rubbers. Metals and glasses can also be used as a recording medium.
- Examples of active energy rays applied to the present invention include ⁇ rays, ⁇ rays, X rays, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, and electron beams.
- the peak wavelength of the active energy ray is preferably 200 nm to 600 nm, more preferably 300 nm to 450 nm, and still more preferably 350 nm to 420 nm.
- the output of the active energy rays is preferably 2,000 mW / cm 2 or less, more preferably at 10mW / cm 2 ⁇ 2,000mW / cm 2, more preferably, 20mW / cm 2 ⁇ 1 a 000mW / cm 2, particularly preferably 50mW / cm 2 ⁇ 800mW / cm 2.
- the energy beam irradiation, emission wavelength peak is 350 nm ⁇ 420 nm
- the maximum illuminance of the recording medium surface is 10mW / cm 2 ⁇ 2,000mW / cm 2 Irradiation from a light emitting diode that generates
- the ink composition of the present invention can be cured with high sensitivity even with low exposure light such as light emitted from a light emitting diode.
- the printed material obtained by the present invention is an image in which an image is formed by the ink composition of the present invention by the above-described image forming method. Therefore, an image is formed with high hardness, and a printed matter having an image excellent in moldability and punching characteristics is obtained. Further, as described above, the ink composition of the present invention is suitably used for image formation of general printed matter, and also suitable for a mode in which an image is formed on a recording medium such as a support and then processed. Can be used.
- the molded product obtained by the present invention is obtained by molding the printed product of the present invention, and the above-described active energy ray-curable inkjet ink composition of the present invention is ejected onto a recording medium by an inkjet method. Forming an image, irradiating the obtained image with active energy rays to cure the ink composition to obtain a printed material having a cured image on the recording medium, and the printing And a step of obtaining a printed product by molding the product, and a method for producing a printed product of the present invention.
- a recording medium used for the production of a printed matter molded body a recording medium formed from a moldable resin material is used, and examples thereof include PET, polycarbonate, and polystyrene.
- vacuum forming pre-heats a flat support to a temperature at which it can be thermally deformed, sucks it into the mold by decompression, and cools it by crimping to the mold. Pressure is applied from the opposite side to the mold and cooled by pressure. In vacuum / pressure forming, the pressure reduction and pressurization are performed simultaneously.
- Methyl ethyl ketone also called MEK, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
- Methanol Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
- Methyl methacrylate also called MMA, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
- 3-Mercapto-1,2-propanediol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- V-601 Dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- IBOA Isobornyl acrylate, Aronix M-156, manufactured by Toagosei Co., Ltd.
- 2EHMA (2-ethylhexyl methacrylate, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
- LMA Lauryl methacrylate, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., Bremer LMA
- TBuMA t-butyl methacryl
- TMDI (trimethylhexamethylene diisocyanate (2,2,4-2,4,4- isomer mixture), manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
- Example A1-1 Preparation of clear ink composition (ink composition not containing pigment dispersion)-
- the following components were mixed with the components shown in Table 3, and stirred for 5 minutes at 1000 rpm with a mixer (Silverson L4R). Thereafter, the mixture was filtered using a cartridge filter (product name: Profile II AB01A01014J) manufactured by Nippon Pole Co., Ltd. to prepare an ink composition of Example A1-1.
- Genorad 16 (manufactured by Rahn, polymerization inhibitor): 0.05 parts ⁇ Lucirin TPO (manufactured by BASF, photopolymerization initiator): 6.0 parts ⁇ p-phenylbenzophenone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 4.0 parts, Karenz MT-PE1 [polyfunctional thiol compound, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), Showa Denko KK, chain transfer agent] ... 2 0.0 part ⁇ Byk 307 [manufactured by BYK Chemie, surfactant] ... 0.05 parts
- the adhesion to the recording medium was evaluated according to the following criteria by ISO 2409 (cross cut method) using this cured coating film. The results are shown in Table 3.
- 0 The edge of the cut is completely smooth and there is no peeling to the eyes of any lattice.
- 1 Small peeling of the coating film occurs at the intersection of cuts.
- the cross cut portion is not affected by more than 5%.
- 2 Peel along the edge of the cut of the coating and / or at the intersection.
- the cross-cut portion is affected by more than 5% but not more than 15%.
- 3 The coating film is partially or completely peeled along the edge of the cut, and / or various parts of the eye are partially or completely peeled off.
- the cross-cut portion is affected by more than 15% but not more than 35%.
- the coating film is partially or completely peeled along the edge of the cut, and / or some eyes are partially or completely peeled off.
- the cross-cut portion is affected more than 35%, but not more than 65%.
- 5 The degree of peeling exceeds 65%.
- the clear ink composition prepared in Example A1-1 was filtered with a filter having an absolute filtration accuracy of 2 ⁇ m.
- the recording medium [(polycarbonate resin (Panlite PC-1151) with fine mode, lamp 5) , Thickness 500 ⁇ m, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.), or (acrylic resin (acrylic E), thickness 30 mm, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)].
- the ink supply system consists of an original tank, supply piping, an ink supply tank immediately before the inkjet head, a filter, and a piezo-type inkjet head.
- the ink supply tank is insulated and heated from the inkjet head part, and the nozzle part is always 45 ° C.
- the temperature was controlled so as to be ⁇ 2 ° C.
- the piezo-type inkjet head was driven so that multi-size dots of 8 pl to 30 pl could be ejected at a resolution of 600 ⁇ 450 dpi to form a solid image. Note that dpi (dot per inch) in the present invention represents the number of dots per 2.54 cm.
- Examples A1-2 to A1-18, Comparative Examples B1-1 to B1-5) Examples A1-2 to A1-18 and Comparative Examples B1-1 to B1 were the same as Example A1-1 except that the types and addition amounts of the polymerizable compound and graft polymer were changed as shown in Table 3.
- An ink composition of ⁇ 5 was prepared and evaluated for adhesion and wet heat resistance. The results are shown in Table 3.
- Example A2-1 Preparation of color ink composition (ink composition containing pigment dispersion)-
- the following components were mixed with the components shown in Table 4 and stirred for 15 minutes at 2500 rpm using a mixer (Silverson L4R). Thereafter, the mixture was filtered using a cartridge filter (product name: Profile II AB01A01014J) manufactured by Nippon Pole Co., Ltd. to prepare an ink composition of Example A2-1.
- a cartridge filter product name: Profile II AB01A01014J
- Genorad 16 (manufactured by Rahn, polymerization inhibitor): 0.05 parts ⁇ Lucirin TPO (manufactured by BASF, photopolymerization initiator): 6.0 parts ⁇ p-phenylbenzophenone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 4.0 parts, Karenz MT-PE1 [polyfunctional thiol compound, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), Showa Denko KK, chain transfer agent] ... 2 0.0 part ⁇ Byk 307 [manufactured by BYK Chemie, surfactant] ... 0.05 parts
- Example A2-1 The obtained ink composition of Example A2-1 was evaluated for the above-described adhesion and wet heat resistance. The results are shown in Table 4.
- Example A2-2 to A2-21, Comparative examples B2-1 to B2-5) Examples A2-2 to A2-21 and Comparative Example B2 were the same as Example A2-1 except that the types and addition amounts of the polymerizable compound, graft polymer and pigment dispersion were changed as shown in Table 4.
- Ink compositions of -1 to B2-5 were prepared and evaluated for adhesion and moist heat resistance. The results are shown in Table 4.
- the ink compositions of the examples using the present invention were capable of inkjet discharge, and were found to be superior in adhesion and wet heat resistance as compared with the ink compositions of the comparative examples.
- the disclosure of Japanese application 2011-070716 is incorporated herein by reference in its entirety. All documents, patent applications, and technical standards mentioned in this specification are to the same extent as if each individual document, patent application, and technical standard were specifically and individually described to be incorporated by reference, Incorporated herein by reference.
Abstract
インク組成物は、ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、下記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するグラフトポリマー、重合性化合物、及び重合開始剤を含み、前記重合性化合物は単官能重合性化合物を含み、インク組成物中における単官能重合性化合物の総含有量が、重合性化合物の総含有量に対して、50質量%以上である。 構造Gs:3以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位が炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2である構造
Description
本発明は、インク組成物及び画像形成方法に関する。
画像データ信号に基づき、紙などの記録媒体に画像を形成する画像記録方法として、電子写真方式、昇華型及び溶融型熱転写方式、インクジェット方式などがある。これらのうち、インクジェット方式は、安価な装置で実施可能であり、且つ、必要とされる画像部のみにインクを射出して記録媒体上に直接画像形成を行うため、インクを効率良く使用でき、ランニングコストが安い。
このような記録方式に用いるインク組成物として、例えば特開2009-235121号公報には、インク保存安定性などの観点から、ウレタン構造を有するグラフト重合体を含むインク組成物が提案されている。
ところで、インクジェット方式で印刷する際、プラスチック印画物の成形品(例えばダミー缶、ブリスターパック等)を製造する場合は、得られる画像のプラスチック基材等の記録媒体への密着性が求められている。
しかしながら、特開2009-235121号公報の技術においては、密着性に関して未だ改善の余地がある。また、耐湿熱性についても改良の余地がある。
したがって、本発明は、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、硬化して得られた画像の密着性及び耐湿熱性に優れるインク組成物、及び当該インク組成物を使用した画像形成方法を提供することにある。
即ち、本発明の目的は、硬化して得られた画像の密着性及び耐湿熱性に優れるインク組成物、及び当該インク組成物を使用した画像形成方法を提供することにある。
本発明者は上記課題に鑑みて鋭意検討した。その結果、特定のポリマーと単官能重合性化合物等とを組み合わせたインク組成物を使用することにより上記課題を解決することを発見し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のインク組成物、当該インク組成物を使用した画像形成方法に関する。
<1> ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、下記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するグラフトポリマー、
重合性化合物、及び
重合開始剤
を含み、
前記重合性化合物は単官能重合性化合物を含み、
インク組成物中における単官能重合性化合物の総含有量が、重合性化合物の総含有量に対して、50質量%以上である、インク組成物。
構造Gs:3以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位が炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2である構造
重合性化合物、及び
重合開始剤
を含み、
前記重合性化合物は単官能重合性化合物を含み、
インク組成物中における単官能重合性化合物の総含有量が、重合性化合物の総含有量に対して、50質量%以上である、インク組成物。
構造Gs:3以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位が炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2である構造
<2> 前記単官能重合性化合物として、窒素原子を有する単官能重合性化合物を含む、<1>に記載のインク組成物。
<3> 前記窒素原子を有する単官能重合性化合物が下記一般式(M1)又は(M2)で表される化合物である、<2>に記載のインク組成物。
一般式(M1)中、mは2~6の整数を表す。
一般式(M2)中、Q1は1価の基を表し、R1mは水素原子またはメチル基を表し、R2mは水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。ただし、Q1及びR2mは互いに結合して環を形成していてもよい。
<4> インク組成物中における窒素原子を有する単官能重合性化合物の総含有量が、単官能重合性化合物の総含有量に対して、10質量%~90質量%である、<2>又は<3>に記載のインク組成物。
<5> 前記構造Gsにおける繰り返し単位が、ポリエチレン構造、ポリプロピレン構造、ポリ(メタ)アクリル酸エステル構造、ポリエステル構造、又はポリスチレン構造である、<1>~<4>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<6> 前記グラフト主鎖がウレタン構造とウレア構造とを共に有する、<1>~<5>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<7> 前記グラフトポリマーが、少なくとも下記一般式(G1)または(G2)のいずれか1種の構造を含む、<1>~<6>のいずれか1つに記載のインク組成物。
一般式(G1)及び(G2)において、X1a、X2a、X1b及びX2bは各々独立に、炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。
Z1a及びZ2bは各々独立に、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Z2a及びZ1bは各々独立に、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Y1a、Y2a、Y1b及びY2bは各々独立に、-O-または-NRy-を表す。前記Ryは水素原子又はアルキル基を表す。
L1a及びL2bは各々独立に水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。
L2a及びL1bは各々独立に前記構造Gsを含む基を表す。
Z1a及びZ2bは各々独立に、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Z2a及びZ1bは各々独立に、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Y1a、Y2a、Y1b及びY2bは各々独立に、-O-または-NRy-を表す。前記Ryは水素原子又はアルキル基を表す。
L1a及びL2bは各々独立に水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。
L2a及びL1bは各々独立に前記構造Gsを含む基を表す。
<8> 前記グラフトポリマーが非重合性である、<1>~<7>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<9> さらに着色剤を含む、<1>~<8>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<10> インクジェット記録用である、<1>~<9>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<11> <1>~<10>のいずれか1つに記載のインク組成物を記録媒体に付与するインク付与工程と、付与した前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを含むことを特徴とする画像形成方法。
<12> 前記インク付与工程がインクジェット法によりインク組成物を付与する工程である、<11>に記載の画像形成方法。
本発明によれば、画像の密着性及び耐湿熱性に優れたインクジェット記録用途に好適なインク組成物を提供することができる。
本発明のインク組成物は、
ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、下記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するグラフトポリマー、
重合性化合物、及び
重合開始剤、
を含有する。
構造Gs:3以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位が炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2である構造
以下、各成分について詳述する。なお、本明細書において「~」とは、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また、本願明細書中において、「ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、下記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するグラフトポリマー」を成分A、「重合性化合物」を成分B、「重合開始剤」を成分C、と呼ぶ場合がある。
本明細書中の特定成分の含有量の記載において、その特定成分に該当する物質が複数存在する場合は、当該複数の物質の総含有量が意図されているものとする。
ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、下記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するグラフトポリマー、
重合性化合物、及び
重合開始剤、
を含有する。
構造Gs:3以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位が炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2である構造
以下、各成分について詳述する。なお、本明細書において「~」とは、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また、本願明細書中において、「ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、下記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するグラフトポリマー」を成分A、「重合性化合物」を成分B、「重合開始剤」を成分C、と呼ぶ場合がある。
本明細書中の特定成分の含有量の記載において、その特定成分に該当する物質が複数存在する場合は、当該複数の物質の総含有量が意図されているものとする。
<グラフトポリマー>
本発明のインク組成物中に含まれる(成分A)グラフトポリマーは、ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、前記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するポリマー(以下、「本発明のポリマー」とも称する)である。
本発明のインク組成物中に含まれる(成分A)グラフトポリマーは、ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、前記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するポリマー(以下、「本発明のポリマー」とも称する)である。
(グラフト主鎖)
本発明のポリマーは、グラフト主鎖の繰り返し単位としてウレタン構造(-NH-CO-O-)及びウレア構造(-HN-CO-NR-(前記Rは水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。))の少なくとも一つの構造を有することを特徴とする。本発明のグラフト主鎖は、ウレタン構造及びウレア構造の両方を有する(ウレタンウレア構造である)ことが好ましい。
本発明のポリマーは、グラフト主鎖の繰り返し単位としてウレタン構造(-NH-CO-O-)及びウレア構造(-HN-CO-NR-(前記Rは水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。))の少なくとも一つの構造を有することを特徴とする。本発明のグラフト主鎖は、ウレタン構造及びウレア構造の両方を有する(ウレタンウレア構造である)ことが好ましい。
本発明のグラフト主鎖は、下記一般式(A)の構造を有することが好ましい。なお、本発明のグラフト主鎖は、下記一般式(A)で表される構造を複数種含んでいてもよく、下記一般式(A)で表される構造以外の構造を含んでいてもよい。
X1及びX2は各々独立に3価の有機基を表し、Y1及びY2は各々独立に-O-または-NRy-を表し、Ryは水素原子又はアルキル基を表す。*は各々独立に側鎖との結合位置を表す。
X1は3価の有機基を表し、例えば、炭素数1~20(好ましくは2~16)の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基が好適に挙げられる。これらの有機基は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
X2は3価の有機基を表し、例えば、炭素数1~20(好ましくは2~16)の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基が好適に挙げられる。これらの有機基は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Y1及びY2は各々独立に-O-または-NRy-を表し、Y1及びY2はともに-O-であることが好ましい。
Ryは水素原子又はアルキル基を表す。Ryは水素原子であることが好ましい。Ryがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~6であることが好ましく、1~4であることがさらに好ましい。
Ryは水素原子又はアルキル基を表す。Ryは水素原子であることが好ましい。Ryがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~6であることが好ましく、1~4であることがさらに好ましい。
前記一般式(A)における*が結合する側鎖としては、例えば、水素原子、炭素数1~20(好ましくは2~16)のアルキル基、前記構造Gsを含む基等が挙げられる。
ただし、前記一般式(A)における側鎖の少なくとも一方は、前記構造Gsを含む基である。
ただし、前記一般式(A)における側鎖の少なくとも一方は、前記構造Gsを含む基である。
前記一般式(A)における*が結合する側鎖がアルキル基である場合、前記アルキル基とグラフト主鎖との間には、さらにスルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)等からなる群より選ばれる2価の基を有していても良い。
また、前記アルキル基は置換基を有していてもよい。前記アルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、シアノ基、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基、炭素数2~7のアルキルカルバモイル基、炭素数7~11のアリールカルバモイル基等が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基がより好ましい。
また、前記アルキル基は置換基を有していてもよい。前記アルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、シアノ基、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基、炭素数2~7のアルキルカルバモイル基、炭素数7~11のアリールカルバモイル基等が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基がより好ましい。
前記一般式(A)における*が結合する側鎖が、前記構造Gsを含む基である場合、前記構造Gsを含む基とグラフト主鎖との間には、さらにアルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)等からなる群より選ばれる2価の基を有していても良い。
前記アルキレン基の炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。
前記アリーレン基の炭素数は6~18であることが好ましく、6~12であることがさらに好ましい。
前記アルキレン基の炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。
前記アリーレン基の炭素数は6~18であることが好ましく、6~12であることがさらに好ましい。
本発明のグラフトポリマーは、少なくとも下記一般式(A1)または(A2)のいずれか1種の構造を含むことが好ましい。
一般式(A1)におけるX1は、前記一般式(A)におけるX1と(好ましい範囲も含めて)同様である。
一般式(A1)におけるZ1は、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
一般式(A1)におけるL1は、前記構造Gsを含む基を表す。
一般式(A2)におけるY1及びY2は、前記一般式(A)におけるY1及びY2と(好ましい範囲も含めて)同様である。また、Y1又はY2が-NRy-である場合のRyは、前記一般式(A)におけるY1又はY2が-NRy-である場合のRyと(好ましい範囲も含めて)同様である。
一般式(A2)におけるX2は、前記一般式(A)におけるX2と(好ましい範囲も含めて)同様である。
一般式(A2)におけるL2は、前記構造Gsを含む基を表す。
一般式(A2)におけるZ2は、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
なお、Z1又はZ2がアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。
また、Z1又はZ2がアリーレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
一般式(A1)におけるZ1は、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
一般式(A1)におけるL1は、前記構造Gsを含む基を表す。
一般式(A2)におけるY1及びY2は、前記一般式(A)におけるY1及びY2と(好ましい範囲も含めて)同様である。また、Y1又はY2が-NRy-である場合のRyは、前記一般式(A)におけるY1又はY2が-NRy-である場合のRyと(好ましい範囲も含めて)同様である。
一般式(A2)におけるX2は、前記一般式(A)におけるX2と(好ましい範囲も含めて)同様である。
一般式(A2)におけるL2は、前記構造Gsを含む基を表す。
一般式(A2)におけるZ2は、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
なお、Z1又はZ2がアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。
また、Z1又はZ2がアリーレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
(グラフト側鎖)
本発明のグラフトポリマーは、下記構造Gsを含むグラフト側鎖を少なくとも1種有する。
構造Gs:3以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位が炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2である構造。
ここで、前記構造Gsにおける3以上の繰り返し単位は、炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2であればよく、前記3以上の繰り返し単位は連続して存在していてもよいし、不連続に(すなわち隣り合わずに)存在していてもよい。また、グラフト側鎖には、前記構造Gs以外の構造を含んでいてもよい。
前記SP値は、日本接着学会誌29(3)1993,204-211に記載の沖津法に基づき計算される。グラフト側鎖における繰り返し単位のSP値が、17(MPa)1/2~20(MPa)1/2であることにより、基材に近い極性を有するポリマーが界面に濃縮され、密着性等が向上していると推測される。
前記SP値は17(MPa)1/2~19(MPa)1/2であることが好ましく、17(MPa)1/2~18(MPa)1/2であることがさらに好ましい。
本発明のグラフトポリマーは、下記構造Gsを含むグラフト側鎖を少なくとも1種有する。
構造Gs:3以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位が炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2である構造。
ここで、前記構造Gsにおける3以上の繰り返し単位は、炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2であればよく、前記3以上の繰り返し単位は連続して存在していてもよいし、不連続に(すなわち隣り合わずに)存在していてもよい。また、グラフト側鎖には、前記構造Gs以外の構造を含んでいてもよい。
前記SP値は、日本接着学会誌29(3)1993,204-211に記載の沖津法に基づき計算される。グラフト側鎖における繰り返し単位のSP値が、17(MPa)1/2~20(MPa)1/2であることにより、基材に近い極性を有するポリマーが界面に濃縮され、密着性等が向上していると推測される。
前記SP値は17(MPa)1/2~19(MPa)1/2であることが好ましく、17(MPa)1/2~18(MPa)1/2であることがさらに好ましい。
前記構造Gsにおける3以上の繰り返し単位は、ポリエチレン構造、ポリプロピレン構造、ポリ(メタ)アクリル酸エステル構造、ポリエステル構造、ポリスチレン構造等を有することが好ましく、ポリエチレン構造、ポリ(メタ)アクリル酸エステル構造、ポリエステル構造又はポリスチレン構造を有することがさらに好ましく、ポリエチレン構造、ポリ(メタ)アクリル酸エステル構造、またはポリエステル構造を有することが特に好ましい。
前記ポリエチレン構造は、下記一般式(S1)の構造であることが好ましい。なお、一般式(S1)における水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。
前記一般式(S1)におけるnは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
前記ポリプロピレン構造は、下記一般式(S2)の構造であることが好ましい。なお、一般式(S2)における水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。
前記一般式(S2)におけるnは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
前記ポリ(メタ)アクリル酸エステル構造は下記一般式(S3)の構造であることが好ましい。
一般式(S3)において、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2はアルキル基又はアリール基を表し、nは3以上の整数を表す。
R1はメチル基であることが好ましい。
R2がアルキル基である場合、前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1-メチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、1,1-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルプロピル基、2-エチルブチル基、n-ヘプチル基、1-メチルヘプチル基、1-エチルヘキシル基、n-オクチル基、1-メチルヘプチル基、ノニル基等が挙げられ、炭素数は1~20であることが好ましく、2~12であることがさらに好ましい。また前記アルキル基は、炭素数6~20のアリール基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
R2がアリール基である場合、前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられ、炭素数は6~20であることが好ましく、6~18であることがさらに好ましい。また前記アリール基は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
nは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
R1はメチル基であることが好ましい。
R2がアルキル基である場合、前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1-メチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、1,1-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルプロピル基、2-エチルブチル基、n-ヘプチル基、1-メチルヘプチル基、1-エチルヘキシル基、n-オクチル基、1-メチルヘプチル基、ノニル基等が挙げられ、炭素数は1~20であることが好ましく、2~12であることがさらに好ましい。また前記アルキル基は、炭素数6~20のアリール基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
R2がアリール基である場合、前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられ、炭素数は6~20であることが好ましく、6~18であることがさらに好ましい。また前記アリール基は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
nは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
前記ポリエステル構造は下記一般式(S4)の構造であることが好ましい。
一般式(S4)において、R3はアルキレン基又はアリーレン基を表し、nは3以上の整数を表す。
R3がアルキレン基である場合、前記アルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基等が挙げられ、炭素数は3~12であることが好ましく、3~8であることがさらに好ましい。また前記アルキレン基は、炭素数6~20のアリール基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
R3がアリーレン基である場合、前記アリーレン基としては、例えばフェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、炭素数は6~18であることが好ましく、6~12であることがさらに好ましい。また前記アリーレン基は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
nは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
R3がアルキレン基である場合、前記アルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基等が挙げられ、炭素数は3~12であることが好ましく、3~8であることがさらに好ましい。また前記アルキレン基は、炭素数6~20のアリール基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
R3がアリーレン基である場合、前記アリーレン基としては、例えばフェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、炭素数は6~18であることが好ましく、6~12であることがさらに好ましい。また前記アリーレン基は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
nは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
前記ポリスチレン構造は下記一般式(S5)の構造であることが好ましい。なお、一般式(S5)における水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。
一般式(S5)において、R4はアルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表し、mは0~5の整数を表し、nは3以上の整数を表す。R4が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
R4がアルキル基である場合、前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1-メチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、1,1-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルプロピル基、2-エチルブチル基、n-ヘプチル基、1-メチルヘプチル基、1-エチルヘキシル基、n-オクチル基、1-メチルヘプチル基、ノニル基等が挙げられ、炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがさらに好ましい。また前記アルキル基は、炭素数6~20のアリール基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
R4がアルコキシ基である場合、前記アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられ、炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがさらに好ましい。また前記アルコキシ基は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
R4がハロゲン原子である場合、前記ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子又は塩素原子であることが好ましい。
nは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
R4がアルキル基である場合、前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1-メチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、1,1-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルプロピル基、2-エチルブチル基、n-ヘプチル基、1-メチルヘプチル基、1-エチルヘキシル基、n-オクチル基、1-メチルヘプチル基、ノニル基等が挙げられ、炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがさらに好ましい。また前記アルキル基は、炭素数6~20のアリール基、炭素数1~8のアルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
R4がアルコキシ基である場合、前記アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられ、炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがさらに好ましい。また前記アルコキシ基は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等)、炭素数2~7のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2~7のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数7~11のアリールオキシカルボニル基、炭素数7~11のアリールカルボニルオキシ基等で置換されていてもよい。
R4がハロゲン原子である場合、前記ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子又は塩素原子であることが好ましい。
nは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
本発明のグラフト側鎖の炭素数は、インク溶解性及び耐湿熱性等の観点から6以上であることが好ましく、8以上1000以下であることがさらに好ましく、10以上800以下であることが特に好ましい。
(グラフトポリマーの合成方法)
本発明のグラフトポリマーは、片末端ジオールポリマー又は片末端ジアミノポリマーと、ジイソシアナートとを反応させる方法、片末端ジイソシアナートポリマーと、ジオール又はジアミンとを反応させる方法等により合成することができる。ここで、片末端ジオールポリマーとは、ポリマー主鎖の一方の末端のみに2つの水酸基を有したポリマーを意味し、片末端ジアミノポリマーとはポリマー主鎖の一方の末端のみに2つのアミノ基を有したポリマーを意味する。
本発明のグラフトポリマーは、片末端ジオールポリマー又は片末端ジアミノポリマーと、ジイソシアナートとを反応させる方法、片末端ジイソシアナートポリマーと、ジオール又はジアミンとを反応させる方法等により合成することができる。ここで、片末端ジオールポリマーとは、ポリマー主鎖の一方の末端のみに2つの水酸基を有したポリマーを意味し、片末端ジアミノポリマーとはポリマー主鎖の一方の末端のみに2つのアミノ基を有したポリマーを意味する。
片末端ジオールポリマーの合成は、リビングアニオン重合停止、リビングカチオン重合停止、ラジカル重合連鎖移動、リビングラジカル重合とそれに続く末端官能基化など種々の方法にて合成することができ、「反応性高分子とその応用展開(東レリサーチセンター)」P.8~P.47、P.68~P.77に記載の方法を参考にすることができる。
また、片末端ジイソシアナートポリマーは、片末端に活性水素を有するポリマーと多官能イソシアナートとを反応させる事で合成することができる。
また、片末端ジイソシアナートポリマーは、片末端に活性水素を有するポリマーと多官能イソシアナートとを反応させる事で合成することができる。
本発明のグラフトポリマーは、(第1の方法)下記(a1)及び(a2)を反応させる方法、により得られるグラフトポリマーであることが好ましい。
(a1)ジイソシアナート化合物
(a2)前記構造Gsを有し、かつ水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有する化合物
(a1)ジイソシアナート化合物
(a2)前記構造Gsを有し、かつ水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有する化合物
また、本発明のグラフトポリマーは、(第2の方法)下記(a3)及び(a4)を反応させる方法、により得られるグラフトポリマーであることも好ましい。
(a3)前記構造Gsを有するジイソシアナート化合物
(a4)水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有する化合物
(a3)前記構造Gsを有するジイソシアナート化合物
(a4)水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有する化合物
本発明のグラフトポリマーは、前記第1の方法により得られるグラフトポリマーであることが特に好ましい。
以下に第1の方法及び第2の方法について説明する。
以下に第1の方法及び第2の方法について説明する。
-第1の方法-
以下に前記第1の方法で用いられる(a1)について説明する。
前記(a1)は、単独で、または二種類以上組み合わせて用いられ、2官能のイソシアナート化合物であれば制限なく使用することができる。
以下に前記第1の方法で用いられる(a1)について説明する。
前記(a1)は、単独で、または二種類以上組み合わせて用いられ、2官能のイソシアナート化合物であれば制限なく使用することができる。
前記(a1)ジイソシアナート化合物は、下記一般式(DI-1)であることが好ましい。
一般式(DI-1)において、X11は炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。なお、前記炭化水素は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Z11は、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
L11は水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。L11は水素原子であることが好ましい。
Z11は、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
L11は水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。L11は水素原子であることが好ましい。
前記(a1)ジイソシアナート化合物は従来既知のいずれのものも使用でき、具体的には、芳香族ジイソシアナート、例えば、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)、2,4-もしくは2,6-トリレンジイソシアナート(TDI)、m-もしくはp-フェニレンジイソシアナート、1,3-もしくは1,4-キシリレンジイソシアナート(XDI)、1,5-ナフタレンジイソシアナート(NDI)、3,3′-ジメチル-4,4′-ビフェニレンジイソシアナート(TODI)など、脂肪族ジイソシアナート、例えば、ヘキサメチレンジイソシアナート(HDI)、水添MDI(H12MDI)、イソホロンジイソシアナート(IPDI)などである。これらジイソシアナートのプレポリマー型、ヌレート型、ウレア型カルボジイミド型変性体なども好ましい。これらのジイソシアナートまたは変性体の2種以上混合して用いることも可能である。
また、ジイソシアナナート化合物として、以下の構造を有する化合物を用いることもできる。
また、ジイソシアナナート化合物として、以下の構造を有する化合物を用いることもできる。
以下に前記第1の方法で用いられる(a2)について説明する。
前記(a2)は、単独で、または二種類以上組み合わせて用いられる。
前記(a2)は、例えば水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有するチオールを連鎖移動剤として、対応するモノマーをラジカル重合する事で容易に合成可能である。
本発明に好適に用いられる連鎖移動剤としては、1-チオグリセロール、1,4-ジチオエリスリトール等が挙げられる。
前記(a2)は、単独で、または二種類以上組み合わせて用いられる。
前記(a2)は、例えば水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有するチオールを連鎖移動剤として、対応するモノマーをラジカル重合する事で容易に合成可能である。
本発明に好適に用いられる連鎖移動剤としては、1-チオグリセロール、1,4-ジチオエリスリトール等が挙げられる。
本発明に用い得る(a2)は、これらの連鎖移動剤存在下、炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる原子団から構成されるモノマーを重合することで容易に得ることができる。炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる原子団から構成されるモノマーとしては、一般的なラジカル重合性不飽和二重結合を有するモノマーが使用でき、例えば、(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、スチレン、等を挙げることができるが、本発明はこれに限定されない。また、ε-カプロラクトン、γ-ブチロラクトン、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、オキセタン化合物、テトラヒドロフラン、などの開環重合性モノマーは開環重合法により重合可能であり、ポリマー合成後、既存の反応(上記「反応性高分子とその応用展開」P.8~P.20、P.68~P.77に記載のリビングイオン重合法を用いる反応)を用いて末端基の修飾を行う事ができる。ポリエチレン、ポリプロピレン、などのポリオレフィンも同様の反応を用いて片末端ジオールのマクロモノマーを合成することができる。
前記(a2)は、下記一般式(DO-1)であることが好ましい。
一般式(DO-1)において、Y11及びY21は各々独立に-OHまたは-NHRyを表す。前記Ryは水素原子又はアルキル基を表す。Ryは水素原子であることが好ましい。Ryがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~6であることが好ましく、1~4であることがさらに好ましい。Y11及びY21はともに-OHであることが好ましい。
X21は、炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。なお、前記炭化水素は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Z21は、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
なお、Z21がアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。
Z21がアリーレン基を含む場合、前記アリーレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
L21は前記構造Gsを含む基を表す。
X21は、炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。なお、前記炭化水素は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Z21は、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
なお、Z21がアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。
Z21がアリーレン基を含む場合、前記アリーレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
L21は前記構造Gsを含む基を表す。
前記(a2)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。なお、化合物中のnは3以上の整数を表す。
前記(a1)及び(a2)を反応させて本発明のグラフトポリマーを合成する場合、(a1)及び(a2)の比率は、質量基準で(a1):(a2)を1:1~1:200とすることが好ましく、1:1~1:100とすることがさらに好ましい。
前記第1の方法で合成されるグラフトポリマーは、下記一般式(G1)で表されるポリマーであることが好ましい。
式(G1)において、X1a及びX2aは各々独立に炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。なお、前記炭化水素は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Z1aは、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Z2aは、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。なお、Z2aがアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。Z2aがアリーレン基を含む場合、前記アリーレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
Y1a及びY2aは各々独立に-O-または-NRy-を表す。前記Ryは水素原子又はアルキル基を表す。Ryは水素原子であることが好ましい。Ryがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~6であることが好ましく、1~4であることがさらに好ましい。Y1a及びY2aはともに-O-であることが好ましい。
L1aは水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。L1aは水素原子であることが好ましい。
L2aは前記構造Gsを含む基を表す。
Z1aは、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Z2aは、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。なお、Z2aがアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。Z2aがアリーレン基を含む場合、前記アリーレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
Y1a及びY2aは各々独立に-O-または-NRy-を表す。前記Ryは水素原子又はアルキル基を表す。Ryは水素原子であることが好ましい。Ryがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~6であることが好ましく、1~4であることがさらに好ましい。Y1a及びY2aはともに-O-であることが好ましい。
L1aは水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。L1aは水素原子であることが好ましい。
L2aは前記構造Gsを含む基を表す。
前記第1の方法で合成されるグラフトポリマーとしては、以下の具体例を挙げることができるが、本発明はこれに限定されない。なお、化合物中のnは3以上の整数を表す。
-第2の方法-
本発明のグラフトポリマーは、下記(a3)及び(a4)を反応させて得ることもできる。
(a3)前記構造Gsを有するジイソシアナート化合物
(a4)水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有する化合物
本発明のグラフトポリマーは、下記(a3)及び(a4)を反応させて得ることもできる。
(a3)前記構造Gsを有するジイソシアナート化合物
(a4)水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有する化合物
以下に前記第2の方法で用いられる(a3)について説明する。
前記(a3)は、単独で、または二種類以上組み合わせて用いられる。
前記(a3)は、片末端に活性水素を有するポリマーと多官能イソシアナートを反応させる方法等で合成することができる。
前記(a3)は、単独で、または二種類以上組み合わせて用いられる。
前記(a3)は、片末端に活性水素を有するポリマーと多官能イソシアナートを反応させる方法等で合成することができる。
前記(a3)は、下記一般式(DI-2)であることが好ましい。
一般式(DI-2)において、X12は、炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。なお、前記炭化水素は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Z12は、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。なお、Z12がアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。Z12がアリーレン基を含む場合、前記アリーレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
L12は前記構造Gsを含む基を表す。
Z12は、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。なお、Z12がアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。Z12がアリーレン基を含む場合、前記アリーレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
L12は前記構造Gsを含む基を表す。
前記(a3)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。ただし、式中のnは3以上の整数を表し、3~100の整数であることが好ましく、3~50の整数であることがさらに好ましく、3~20の整数であることが特に好ましい。
以下に前記第2の方法で用いられる(a4)について説明する。
前記(a4)は、水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有する化合物であれば限定されず、単独で、または二種類以上組み合わせて用いられる。
前記(a4)は、水酸基又はアミノ基の少なくともいずれか一方を2つ有する化合物であれば限定されず、単独で、または二種類以上組み合わせて用いられる。
前記(a4)は、下記一般式(DO-2)であることが好ましい。
一般式(DO-2)において、Y11及びY21は各々独立に-OHまたは-NHRyを表す。前記Ryは水素原子、又はアルキル基を表す。Ryは水素原子であることが好ましい。Ryがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~6であることが好ましく、1~4であることがさらに好ましい。Y11及びY21はともに-OHであることが好ましい。
X22は、炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。なお、前記炭化水素は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Z22は、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
L22は水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。L22は水素原子であることが好ましい。
X22は、炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。なお、前記炭化水素は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Z22は、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
L22は水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。L22は水素原子であることが好ましい。
前記(a4)としては、以下の具体例を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。
エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、プロパン-1,2-ジアミン、ビス(3-アミノプロピル)メチルアミン、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルシロキサン、ピペラジン、2,5-ジメチルピペラジン、N-(2-アミノエチル)ピペラジン、4-アミノ-2,2-6,6-テトラメチルピペリジン、N,N-ジメチルエチレンジアミン、リジン、L-シスチン、イソホロンジアミン等のような脂肪族ジアミン化合物;
o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,4-トリレンジアミン、ベンジジン、o-ジトルイジン、o-ジアニシジン、4-ニトロ-m-フェニレンジアミン、2,5-ジメトキシ-p-フェニレンジアミン、ビス-(4-アミノフェニル)スルホン、4-カルボキシ-o-フェニレンジアミン、3-カルボキシ-m-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノフェニルエーテル、1,8-ナフタレンジアミン等のような芳香族ジアミン化合物;
2-アミノイミダゾール、3-アミノトリアゾール、5-アミノ-1H-テトラゾール、4-アミノピラゾール、2-アミノベンズイミダゾール、2-アミノ-5-カルボキシ-トリアゾール、2,4-ジアミノ-6-メチル-S-トリアジン、2,6-ジアミノピリジン、L-ヒスチジン、DL-トリプトファン、アデニン等のような複素環アミン化合物;
エタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、1-アミノ-2-プロパノール、1-アミノ-3-プロパノール、2-アミノエトキシエタノール、2-アミノチオエトキシエタノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、p-アミノフェノール、m-アミノフェノール、o-アミノフェノール、4-メチル-2-アミノフェノール、2-クロロ-4-アミノフェノール、4-メトキシ-3-アミノフェノール、4-ヒドロキシベンジルアミン、4-アミノ-1-ナフトール、4-アミノサリチル酸、4-ヒドロキシ-N-フェニルグリシン、2-アミノベンジルアルコール、4-アミノフェネチルアルコール、2-カルボキシ-5-アミノ-1-ナフトール、L-チロシン等のようなアミノアルコールまたはアミノフェノール化合物;
宇部興産株式会社製のUH-CARB、UN-CARB、UD-CARB、UC-CARB、UC-CARB、ダイセル化学工業株式会社製のPLACCEL CD-PL、PLACCEL CD-H、クラレ株式会社製のPNOC等のようなポリカーボネートジオール;
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ヘプタエチレングリコール、オクタエチレングリコール、ジ-1,2-プロピレングリコール、トリ-1,2-プロピレングリコール、テトラ-1,2-プロピレングリコール、ヘキサ-1,2-プロピレングリコール、ジ-1,3-プロピレングリコール、トリ-1,3-プロピレングリコール、テトラ-1,3-プロピレングリコール、ジ-1,3-ブチレングリコール、トリ-1,3-ブチレングリコール、ヘキサ-1,3-ブチレングリコール、数平均分子量が好ましくは300~10000(より好ましくは300~5000)のポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、三洋化成工業(株)製、(商品名)PTMG650、PTMG1000、PTMG2000、PTMG3000、三洋化成工業(株)製、(商品名)ニューポールPE-61、ニューポールPE-62、ニューポールPE-64、ニューポールPE-68、ニューポールPE-71、ニューポールPE-74、ニューポールPE-75、ニューポールPE-78、ニューポールPE-108、ニューポールPE-128、三洋化成工業(株)製、(商品名)ニューポールBPE-20、ニューポールBPE-20F、ニューポールBPE-20NK、ニューポールBPE-20T、ニューポールBPE-20G、ニューポールBPE-40、ニューポールBPE-60、ニューポールBPE-100、ニューポールBPE-180、ニューポールBPE-2P、ニューポールBPE-23P、ニューポールBPE-3P、ニューポールBPE-5P等のポリエーテルジオール;
ダイセル化学工業社製のプラクセルシリーズ(プラクセル205、プラクセル220(ポリカプロラクトンジオール)、旭化成ケミカル社製のデュラノールシリーズ(T3000シリーズT4000シリーズ、T5000シリーズ、T6000シリーズ)、宇部興産社製のETERNACOLL(UH,UHC,UC,UMシリーズ)等のポリエステルジオール;
その他、アルキレンジオールなどの一般的にポリウレタンを合成するために用いられるジオール化合物。
エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、プロパン-1,2-ジアミン、ビス(3-アミノプロピル)メチルアミン、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルシロキサン、ピペラジン、2,5-ジメチルピペラジン、N-(2-アミノエチル)ピペラジン、4-アミノ-2,2-6,6-テトラメチルピペリジン、N,N-ジメチルエチレンジアミン、リジン、L-シスチン、イソホロンジアミン等のような脂肪族ジアミン化合物;
o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,4-トリレンジアミン、ベンジジン、o-ジトルイジン、o-ジアニシジン、4-ニトロ-m-フェニレンジアミン、2,5-ジメトキシ-p-フェニレンジアミン、ビス-(4-アミノフェニル)スルホン、4-カルボキシ-o-フェニレンジアミン、3-カルボキシ-m-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノフェニルエーテル、1,8-ナフタレンジアミン等のような芳香族ジアミン化合物;
2-アミノイミダゾール、3-アミノトリアゾール、5-アミノ-1H-テトラゾール、4-アミノピラゾール、2-アミノベンズイミダゾール、2-アミノ-5-カルボキシ-トリアゾール、2,4-ジアミノ-6-メチル-S-トリアジン、2,6-ジアミノピリジン、L-ヒスチジン、DL-トリプトファン、アデニン等のような複素環アミン化合物;
エタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、1-アミノ-2-プロパノール、1-アミノ-3-プロパノール、2-アミノエトキシエタノール、2-アミノチオエトキシエタノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、p-アミノフェノール、m-アミノフェノール、o-アミノフェノール、4-メチル-2-アミノフェノール、2-クロロ-4-アミノフェノール、4-メトキシ-3-アミノフェノール、4-ヒドロキシベンジルアミン、4-アミノ-1-ナフトール、4-アミノサリチル酸、4-ヒドロキシ-N-フェニルグリシン、2-アミノベンジルアルコール、4-アミノフェネチルアルコール、2-カルボキシ-5-アミノ-1-ナフトール、L-チロシン等のようなアミノアルコールまたはアミノフェノール化合物;
宇部興産株式会社製のUH-CARB、UN-CARB、UD-CARB、UC-CARB、UC-CARB、ダイセル化学工業株式会社製のPLACCEL CD-PL、PLACCEL CD-H、クラレ株式会社製のPNOC等のようなポリカーボネートジオール;
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ヘプタエチレングリコール、オクタエチレングリコール、ジ-1,2-プロピレングリコール、トリ-1,2-プロピレングリコール、テトラ-1,2-プロピレングリコール、ヘキサ-1,2-プロピレングリコール、ジ-1,3-プロピレングリコール、トリ-1,3-プロピレングリコール、テトラ-1,3-プロピレングリコール、ジ-1,3-ブチレングリコール、トリ-1,3-ブチレングリコール、ヘキサ-1,3-ブチレングリコール、数平均分子量が好ましくは300~10000(より好ましくは300~5000)のポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、三洋化成工業(株)製、(商品名)PTMG650、PTMG1000、PTMG2000、PTMG3000、三洋化成工業(株)製、(商品名)ニューポールPE-61、ニューポールPE-62、ニューポールPE-64、ニューポールPE-68、ニューポールPE-71、ニューポールPE-74、ニューポールPE-75、ニューポールPE-78、ニューポールPE-108、ニューポールPE-128、三洋化成工業(株)製、(商品名)ニューポールBPE-20、ニューポールBPE-20F、ニューポールBPE-20NK、ニューポールBPE-20T、ニューポールBPE-20G、ニューポールBPE-40、ニューポールBPE-60、ニューポールBPE-100、ニューポールBPE-180、ニューポールBPE-2P、ニューポールBPE-23P、ニューポールBPE-3P、ニューポールBPE-5P等のポリエーテルジオール;
ダイセル化学工業社製のプラクセルシリーズ(プラクセル205、プラクセル220(ポリカプロラクトンジオール)、旭化成ケミカル社製のデュラノールシリーズ(T3000シリーズT4000シリーズ、T5000シリーズ、T6000シリーズ)、宇部興産社製のETERNACOLL(UH,UHC,UC,UMシリーズ)等のポリエステルジオール;
その他、アルキレンジオールなどの一般的にポリウレタンを合成するために用いられるジオール化合物。
前記(a3)及び(a4)を反応させて本発明のグラフトポリマーを合成する場合、(a3)及び(a4)の比率は、質量基準で(a3):(a4)を1:1~200:1とすることが好ましく、1:1~100:1とすることがさらに好ましい。
前記第2の方法で合成されるグラフトポリマーは、下記一般式(G2)で表されるポリマーであることが好ましい。
式(G2)において、X1b及びX2bは各々独立に炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。なお、前記炭化水素は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であっても良く、不飽和結合を有していてもよい。また、前記炭化水素中にヘテロ原子(窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を含んでいてもよい。
Z1bは、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。なお、Z1bがアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。Z1bがアリーレン基を含む場合、前記アリーレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
Z2bは、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Y1b及びY2bは各々独立に-O-または-NRy-を表す。前記Ryは水素原子又はアルキル基を表す。Ryは水素原子であることが好ましい。Ryがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~6であることが好ましく、1~4であることがさらに好ましい。Y1b及びY2bはともに-O-であることが好ましい。
L1bは前記構造Gsを含む基を表す。
L2bは水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。L2bは水素原子であることが好ましい。
Z1bは、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。なお、Z1bがアルキレン基を含む場合、前記アルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がさらに好ましい。また、前記アルキレン基は直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環状構造であってもよい。Z1bがアリーレン基を含む場合、前記アリーレン基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がさらに好ましい。
Z2bは、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Y1b及びY2bは各々独立に-O-または-NRy-を表す。前記Ryは水素原子又はアルキル基を表す。Ryは水素原子であることが好ましい。Ryがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~6であることが好ましく、1~4であることがさらに好ましい。Y1b及びY2bはともに-O-であることが好ましい。
L1bは前記構造Gsを含む基を表す。
L2bは水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。L2bは水素原子であることが好ましい。
前記第2の方法で合成されるグラフトポリマーとしては、以下の具体例を挙げることができるが、本発明はこれに限定されない。なお、化合物中のnは3以上の整数を表す。
本発明のグラフトポリマーの数平均分子量は3,000~200,000が好ましく、3,000~100,000がより好ましく、3,000~50,000が更に好ましい。
なお数平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)で測定される。GPCは、例えば、HLC-8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。
なお数平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)で測定される。GPCは、例えば、HLC-8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。
本発明のインク組成物における(成分A)グラフトポリマーの添加量は、インク組成物に対して、0.1質量%~20質量%であることが好ましく、0.5質量%~15質量%であることがさらに好ましく、1質量%~10質量%であることが特に好ましい。
本発明のインク組成物における(成分A)グラフトポリマーは、単独で用いても、複数の種類を併用してもよい。また、市販のウレタンアクリレートを併用することもできる。
本発明のグラフトポリマーを用い、さらにインク組成物で使用する重合性化合物における単官能重合性化合物の添加量を50質量%以上とすることで、密着性及び耐熱性等の効果が得られる理由は明らかではないが、本発明者らは以下のように推察する。
本発明のグラフトポリマーが、前記構造Gsを含むグラフト側鎖を有することにより、疎水的なグラフトポリマーが、インク組成物中の顔料等と相互作用をすることなく、インク組成物中に好適な状態で分散し、硬化時には、インク膜の表面及び界面等に濃縮される事で、ポリウレタンの水素結合による高い凝集力により、塗膜全体に影響を及ぼしやすいインク膜表面と界面のミクロ的な機械強度及び熱強度が向上するため、密着性及び耐熱性向上等の効果が得られると考えられる。ただし、本発明はこれに限定されない。
本発明のグラフトポリマーが、前記構造Gsを含むグラフト側鎖を有することにより、疎水的なグラフトポリマーが、インク組成物中の顔料等と相互作用をすることなく、インク組成物中に好適な状態で分散し、硬化時には、インク膜の表面及び界面等に濃縮される事で、ポリウレタンの水素結合による高い凝集力により、塗膜全体に影響を及ぼしやすいインク膜表面と界面のミクロ的な機械強度及び熱強度が向上するため、密着性及び耐熱性向上等の効果が得られると考えられる。ただし、本発明はこれに限定されない。
<重合性化合物>
本発明のインク組成物は重合性化合物を含み、前記重合性化合物中に単官能重合性化合物を50質量%以上含むことを特徴とする(本明細書中で、「単官能重合性化合物」を成分b1と呼ぶ場合がある。)。
本発明では、(成分B)重合性化合物中に、(成分b1)単官能重合性化合物を50質量%~100質量%含むことが好ましく、80質量%~100質量%含むことがさらに好ましく、95質量%~100質量%含むことが特に好ましい。
本発明で用いる重合性化合物は、重合可能な不飽和結合を有する化合物であれば限定されないが、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する重合性モノマーであることが好ましい。重合性化合物は1種単独で用いても、2種以上併用してもよい。
本発明のインク組成物は重合性化合物を含み、前記重合性化合物中に単官能重合性化合物を50質量%以上含むことを特徴とする(本明細書中で、「単官能重合性化合物」を成分b1と呼ぶ場合がある。)。
本発明では、(成分B)重合性化合物中に、(成分b1)単官能重合性化合物を50質量%~100質量%含むことが好ましく、80質量%~100質量%含むことがさらに好ましく、95質量%~100質量%含むことが特に好ましい。
本発明で用いる重合性化合物は、重合可能な不飽和結合を有する化合物であれば限定されないが、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する重合性モノマーであることが好ましい。重合性化合物は1種単独で用いても、2種以上併用してもよい。
ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する重合性モノマーの一例としては、N-ビニル化合物、アクリルアミド、メタクリルアミド等の含窒素ラジカル重合性化合物;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステルおよびこれらの塩;エチレン性不飽和基を有する無水物;アクリロニトリル;スチレン等が挙げられる。また、更に種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ポリウレタンなどのマクロモノマー等も挙げられる。
本発明の(成分b1)単官能重合性化合物としては、例えば、
N-ビニルラクタム類、N-ビニルフォルムアミド等のN-ビニル化合物;
アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メタクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、メタクリロイルモルホリン等のアミド化合物;
2-ヒドロキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、カルビトールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、トリデシルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エポキシアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート、2-アクリロイロキシエチルフタル酸、メトキシ-ポリエチレングリコールアクリレート、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、サイクリックトリメチロールプロパンフォルマールアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、2-アクリロイロキシエチルコハク酸、ノニルフェノールEO付加物アクリレート、フェノキシ-ポリエチレングリコールアクリレート、2-アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ラクトン変性アクリレート、ステアリルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ラクトン変性アクリレート等のアクリレート化合物;
メチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート等のメタクリレート化合物;
アリルグリシジルエーテル等のアリル化合物;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、n-オクタデシルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、4-メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ジシクロペンテニルビニルエーテル、2-ジシクロペンテノキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフリフリルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、4-ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、イソプロペニルエーテル-O-プロピレンカーボネート等のビニルエーテル化合物;
等が挙げられる。
N-ビニルラクタム類、N-ビニルフォルムアミド等のN-ビニル化合物;
アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メタクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、メタクリロイルモルホリン等のアミド化合物;
2-ヒドロキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、カルビトールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、トリデシルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エポキシアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート、2-アクリロイロキシエチルフタル酸、メトキシ-ポリエチレングリコールアクリレート、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、サイクリックトリメチロールプロパンフォルマールアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、2-アクリロイロキシエチルコハク酸、ノニルフェノールEO付加物アクリレート、フェノキシ-ポリエチレングリコールアクリレート、2-アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ラクトン変性アクリレート、ステアリルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ラクトン変性アクリレート等のアクリレート化合物;
メチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート等のメタクリレート化合物;
アリルグリシジルエーテル等のアリル化合物;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、n-オクタデシルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、4-メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ジシクロペンテニルビニルエーテル、2-ジシクロペンテノキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフリフリルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、4-ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、イソプロペニルエーテル-O-プロピレンカーボネート等のビニルエーテル化合物;
等が挙げられる。
本発明では、単官能重合性化合物中に窒素原子を有する単官能重合性化合物を含むことが好ましい(本明細書中で、「窒素原子を有する単官能重合性化合物」を成分b1-Nと呼ぶ場合がある。)。また、単官能重合性化合物中に、窒素原子を有する単官能重合性化合物を10質量%~90質量%含むことが好ましく、10質量%~80質量%含むことがさらに好ましく、15質量%~70質量%含むことが特に好ましい。
前記(成分b1-N)窒素原子を有する単官能重合性化合物は、下記一般式(M1)又は(M2)で表される化合物であることがさらに好ましい。
式中、mは2~6の整数を表し、mは3~5の整数であることが好ましく、mは3又は5であることがより好ましく、mが5である、すなわちN-ビニルカプロラクタムであることが特に好ましい。
一般式(M2)中、Q1は1価の基を表し、R1mは水素原子またはメチル基を表し、R2mは水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。ただし、Q1及びR2mは互いに結合して環を形成していてもよい。
式(M2)の化合物は不飽和単量体が、アミド結合によりQ1に結合したものである。
前記R1mは、水素原子、またはメチル基をあらわし、水素原子であることが好ましい。
前記R2mがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがさらに好ましい。
前記R2mがアリール基である場合、前記アリール基の炭素数は6~20であることが好ましく、6~14であることがさらに好ましい。
前記R1mは、水素原子、またはメチル基をあらわし、水素原子であることが好ましい。
前記R2mがアルキル基である場合、前記アルキル基の炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがさらに好ましい。
前記R2mがアリール基である場合、前記アリール基の炭素数は6~20であることが好ましく、6~14であることがさらに好ましい。
Q1は(メタ)アクリルアミド構造と連結可能な基であれば特に制限はない。ここで、(メタ)アクリルアミド構造とは、アクリルアミド構造又はメタクリルアミド構造を意味する。
Q1は、炭素数1~20のアルキル基であることが好ましい。ただし、前記アルキル基中に酸素原子又は窒素原子を含んでいてもよい。また、前記アルキル基は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であってもよい。前記アルキル基の炭素数は、1~16であることが好ましく、1~10であることがさらに好ましい。
Q1の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基、ジメチルアミノプロピル基、ジメチルアミノエチル基等。
Q1は、炭素数1~20のアルキル基であることが好ましい。ただし、前記アルキル基中に酸素原子又は窒素原子を含んでいてもよい。また、前記アルキル基は直鎖構造であっても分岐構造であっても、環状構造であってもよい。前記アルキル基の炭素数は、1~16であることが好ましく、1~10であることがさらに好ましい。
Q1の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基、ジメチルアミノプロピル基、ジメチルアミノエチル基等。
本発明における(成分b1)単官能重合性化合物の分子量としては、好ましくは130~3000であり、130~500がより好ましい。
また、本発明では、(成分b1)単官能重合性化合物以外の重合性化合物を含んでいてもよい。
<単官能重合性化合物以外の重合性化合物>
本発明のインク組成物は、必要に応じて、(成分b1)単官能重合性化合物以外の重合性化合物(その他の重合性化合物)を含んでいても良い。このような重合性化合物としては、例えば、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を2つ以上有する多官能ラジカル重合性化合物等が挙げられる。
本発明のインク組成物は、必要に応じて、(成分b1)単官能重合性化合物以外の重合性化合物(その他の重合性化合物)を含んでいても良い。このような重合性化合物としては、例えば、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を2つ以上有する多官能ラジカル重合性化合物等が挙げられる。
上記その他の重合性化合物としては、例えば、ビス(4-アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパン(PO変性)トリアクリレート、オリゴエステルアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、変性グリセリントリアクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、変性ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等のアクリルレート化合物;ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート2,2-ビス(4-メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン等のメタクリレート化合物等が挙げられる。その他、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物も挙げられる。なお、POはプロピレンオキシド、EOはエチレンオキシドを示す。
また、多官能ビニルエーテルも多官能ラジカル重合性モノマーとして好適に挙げられる。多官能ビニルエーテルとしては、例えば、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、ポ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、ブチ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、ビスフェノールAアルキレンオキサイドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキサイドジビニルエーテルなどのジビニルエーテル類;トリメチロールエタントリビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテルなどの多官能ビニルエーテル類等が挙げられる。これらの多官能ビニルエーテル化合物の中でも、ジ又はトリビニルエーテル化合物が、硬化性、記録媒体との密着性、形成された画像の表面硬度などの観点から好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。
また、上記以外にも、多官能ラジカル重合性化合物として、例えば、特開平7-159983号、特公平7-31399号、特開平8-224982号、特開平10-863号、特開平9-134011号、特表2004-514014公報等の各公報に記載されている光重合性組成物に用いられる光硬化型の重合性化合物が知られており、これらも本発明のインク組成物に適用することができる。
本発明における、その他の重合性化合物の分子量としては、分子量として、好ましくは130~3000であり、130~500がより好ましい。
その他の重合性化合物の含有量は、インク組成物全量に対して、通常30質量%以下であり、好ましくは0質量%~20質量%である。特に、本発明では、その他の重合性化合物として、多官能ラジカル重合性モノマーを含有することが好ましい。
<重合開始剤>
本発明のインク組成物は、重合開始剤を含有する。
本発明の重合開始剤としては、熱重合開始剤及び光重合開始剤のいずれであってもよいが、本発明では、光重合開始剤が好ましく挙げられる。光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤を、重合性化合物の種類、インク組成物の使用目的に応じて、適宜選択して使用することができる。
本発明のインク組成物に使用する光重合開始剤は、外部エネルギー(光)を吸収して重合開始種であるラジカルを生成する化合物である。光重合開始剤において、重合を開始させる光とは、活性エネルギー線、すなわち、γ線、β線、電子線、紫外線、可視光線、赤外線等を示し、好ましくは、紫外線である。
本発明のインク組成物は、重合開始剤を含有する。
本発明の重合開始剤としては、熱重合開始剤及び光重合開始剤のいずれであってもよいが、本発明では、光重合開始剤が好ましく挙げられる。光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤を、重合性化合物の種類、インク組成物の使用目的に応じて、適宜選択して使用することができる。
本発明のインク組成物に使用する光重合開始剤は、外部エネルギー(光)を吸収して重合開始種であるラジカルを生成する化合物である。光重合開始剤において、重合を開始させる光とは、活性エネルギー線、すなわち、γ線、β線、電子線、紫外線、可視光線、赤外線等を示し、好ましくは、紫外線である。
光重合開始剤としては、公知の化合物が使用できるが、本発明で使用し得る好ましい光重合開始剤としては、(a)芳香族ケトン類、(b)アシルホスフィンオキシド化合物、(c)芳香族オニウム塩化合物、(d)有機過酸化物、(e)チオ化合物、(f)ヘキサアリールビイミダゾール化合物、(g)ケトオキシムエステル化合物、(h)ボレート化合物、(i)アジニウム化合物、(j)メタロセン化合物、(k)活性エステル化合物、(l)炭素ハロゲン結合を有する化合物、並びに(m)アルキルアミン化合物等が挙げられる。
光重合開始剤としては、上記(a)~(m)の化合物を単独もしくは組み合わせて使用してもよい。本発明における光重合開始剤は単独もしくは2種以上の併用によって好適に用いられる。
(a)芳香族ケトン類、(b)アシルホスフィンオキシド化合物、及び、(e)チオ化合物の好ましい例としては、「RADIATION CURING IN POLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY」,J.P.FOUASSIER,J.F.RABEK(1993)、pp.77~117記載のベンゾフェノン骨格又はチオキサントン骨格を有する化合物等が挙げられる。より好ましい例としては、特公昭47-6416号公報記載のα-チオベンゾフェノン化合物、特公昭47-3981号公報記載のベンゾインエーテル化合物、特公昭47-22326号公報記載のα-置換ベンゾイン化合物、特公昭47-23664号公報記載のベンゾイン誘導体、特開昭57-30704号公報記載のアロイルホスホン酸エステル、特公昭60-26483号公報記載のジアルコキシベンゾフェノン、特公昭60-26403号公報、特開昭62-81345号公報記載のベンゾインエーテル類、特公平1-34242号公報、米国特許第4,318,791号、ヨーロッパ特許0284561A1号記載のα-アミノベンゾフェノン類、特開平2-211452号公報記載のp-ジ(ジメチルアミノベンゾイル)ベンゼン、特開昭61-194062号公報記載のチオ置換芳香族ケトン、特公平2-9597号公報記載のアシルホスフィンスルフィド、特公平2-9596号公報記載のアシルホスフィン、特公昭63-61950号公報記載のチオキサントン類、特公昭59-42864号公報記載のクマリン類等を挙げることができる。また、特開2008-105379号公報、特開2009-114290号公報に記載の重合開始剤も好ましい。
これらのなかでも、本発明において、光重合開始剤として芳香族ケトン類又はアシルホスフィンオキサイド化合物を使用することが好ましく、p-フェニルベンゾフェノン(和光純薬工業社製)、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド(Irgacure 819:BASF社製)、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド(Darocur TPO:BASF社製、Lucirin TPO:BASF社製)などが好ましい。
重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
インク組成物における重合開始剤の含有量は、インク組成物に対して、0.1質量%~20質量%が好ましく、より好ましくは0.5質量%~15質量%、更に好ましくは1質量%~10質量%である。
インク組成物における重合開始剤の含有量は、インク組成物に対して、0.1質量%~20質量%が好ましく、より好ましくは0.5質量%~15質量%、更に好ましくは1質量%~10質量%である。
<着色剤>
本発明のインク組成物は、着色剤を含有していてもよい(本明細書中で、「着色剤」を成分Dと呼ぶ場合がある。)。インク組成物に着色剤を添加することで、可視画像(有色画像)を形成しうるインク組成物とすることができる。
本発明のインク組成物に用いることのできる着色剤は、特に制限はなく、用途に応じて公知の種々の色材、(顔料、染料)を適宜選択して用いることができる。例えば、耐候性に優れた画像を形成する場合には、顔料が好ましい。また、染料としては、水溶性染料および油溶性染料のいずれも使用できるが、油溶性染料が好ましい。
本発明のインク組成物は、着色剤を含有していてもよい(本明細書中で、「着色剤」を成分Dと呼ぶ場合がある。)。インク組成物に着色剤を添加することで、可視画像(有色画像)を形成しうるインク組成物とすることができる。
本発明のインク組成物に用いることのできる着色剤は、特に制限はなく、用途に応じて公知の種々の色材、(顔料、染料)を適宜選択して用いることができる。例えば、耐候性に優れた画像を形成する場合には、顔料が好ましい。また、染料としては、水溶性染料および油溶性染料のいずれも使用できるが、油溶性染料が好ましい。
-顔料-
まず、本発明のインク組成物における着色剤として好ましく使用される顔料について述べる。着色剤として顔料を用いた場合、インク組成物を使用して形成された着色画像は耐光性に優れたものとなる。
前記顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料および無機顔料、または顔料を、分散媒として不溶性の樹脂等に分散させたもの、或いは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等を用いることができる。また、樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いることができる。
これらの顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年刊)、W.Herbst,K.Hunger「Industrial Organic Pigments」、特開2002-12607号公報、特開2002-188025号公報、特開2003-26978号公報、特開2003-342503号公報に記載の顔料が挙げられる。
まず、本発明のインク組成物における着色剤として好ましく使用される顔料について述べる。着色剤として顔料を用いた場合、インク組成物を使用して形成された着色画像は耐光性に優れたものとなる。
前記顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料および無機顔料、または顔料を、分散媒として不溶性の樹脂等に分散させたもの、或いは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等を用いることができる。また、樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いることができる。
これらの顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年刊)、W.Herbst,K.Hunger「Industrial Organic Pigments」、特開2002-12607号公報、特開2002-188025号公報、特開2003-26978号公報、特開2003-342503号公報に記載の顔料が挙げられる。
本発明において使用できる有機顔料及び無機顔料の具体例としては、例えば、イエロー色を呈するものとして、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG等),C.I.ピグメントイエロー74の如きモノアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー12(ジスアジイエローAAA等)、C.I.ピグメントイエロー17の如きジスアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー180の如き非ベンジジン系のアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー100(タートラジンイエローレーキ等)の如きアゾレーキ顔料、C.I.ピグメントイエロー95(縮合アゾイエローGR等)の如き縮合アゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー115(キノリンイエローレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントイエロー18(チオフラビンレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー(Y-24)の如きアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー3RLT(Y-110)の如きイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー(Y-138)の如きキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー(Y-139)の如きイソインドリン顔料、C.I.ピグメントイエロー153(ニッケルニトロソイエロー等)の如きニトロソ顔料、C.I.ピグメントイエロー117(銅アゾメチンイエロー等)の如き金属錯塩アゾメチン顔料等が挙げられる。
赤或いはマゼンタ色を呈するものとして、C.I.ピグメントレッド3(トルイジンレッド等)の如きモノアゾ系顔料、C.I.ピグメントレッド38(ピラゾロンレッドB等)の如きジスアゾ顔料、C.I.ピグメントレッド53:1(レーキレッドC等)やC.I.ピグメントレッド57:1(ブリリアントカーミン6B)の如きアゾレーキ顔料、C.I.ピグメントレッド144(縮合アゾレッドBR等)の如き縮合アゾ顔料、C.I.ピグメントレッド174(フロキシンBレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントレッド81(ローダミン6G’レーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントレッド177(ジアントラキノニルレッド等)の如きアントラキノン系顔料、C.I.ピグメントレッド88(チオインジゴボルドー等)の如きチオインジゴ顔料、C.I.ピグメントレッド194(ペリノンレッド等)の如きペリノン顔料、C.I.ピグメントレッド149(ペリレンスカーレット等)の如きペリレン顔料、C.I.ピグメントバイオレット19(無置換キナクリドン)、C.I.ピグメントレッド122(キナクリドンマゼンタ等)の如きキナクリドン顔料、C.I.ピグメントレッド180(イソインドリノンレッド2BLT等)の如きイソインドリノン顔料、C.I.ピグメントレッド83(マダーレーキ等)の如きアリザリンレーキ顔料等が挙げられる。
青或いはシアン色を呈する顔料として、C.I.ピグメントブルー25(ジアニシジンブルー等)の如きジスアゾ系顔料、C.I.ピグメントブルー15(フタロシアニンブルー等)の如きフタロシアニン顔料、C.I.ピグメントブルー24(ピーコックブルーレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントブルー1(ビクロチアピュアブルーBOレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントブルー60(インダントロンブルー等)の如きアントラキノン系顔料、C.I.ピグメントブルー18(アルカリブルーV-5:1)の如きアルカリブルー顔料等が挙げられる。
緑色を呈する顔料として、C.I.ピグメントグリーン7(フタロシアニングリーン)、C.I.ピグメントグリーン36(フタロシアニングリーン)の如きフタロシアニン顔料、C.I.ピグメントグリーン8(ニトロソグリーン)等の如きアゾ金属錯体顔料等が挙げられる。
オレンジ色を呈する顔料として、C.I.ピグメントオレンジ66(イソインドリンオレンジ)の如きイソインドリン系顔料、C.I.ピグメントオレンジ51(ジクロロピラントロンオレンジ)の如きアントラキノン系顔料が挙げられる。
黒色を呈する顔料として、カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラック等が挙げられる。
白色顔料の具体例としては、塩基性炭酸鉛(2PbCO3Pb(OH)2、いわゆる、シルバーホワイト)、酸化亜鉛(ZnO、いわゆる、ジンクホワイト)、酸化チタン(TiO2、いわゆる、チタンホワイト)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3、いわゆる、チタンストロンチウムホワイト)などが利用可能である。
ここで、酸化チタンは他の白色顔料と比べて比重が小さく、屈折率が大きく化学的、物理的にも安定であるため、顔料としての隠蔽力や着色力が大きく、更に、酸やアルカリ、その他の環境に対する耐久性にも優れている。したがって、白色顔料としては酸化チタンを利用することが好ましい。もちろん、必要に応じて他の白色顔料(列挙した白色顔料以外であってもよい。)を使用してもよい。
顔料の分散には、例えばボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、ジェットミル、ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ニーダー、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル等の分散装置を用いることができる。
顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤としては水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリアクリレート、脂肪族多価カルボン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、顔料誘導体等を挙げることができる。また、ルーブリゾール社のSolsperseシリーズなどの市販の高分子分散剤を用いることも好ましい。
また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤および分散助剤は、顔料100質量部に対し、1質量部~50質量部添加することが好ましい。
また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤および分散助剤は、顔料100質量部に対し、1質量部~50質量部添加することが好ましい。
インク組成物において、顔料などの諸成分の分散媒としては、溶剤を添加してもよく、また、無溶媒で、低分子量成分である前記重合性化合物を分散媒として用いてもよいが、本発明のインク組成物は、エネルギー線硬化型のインクであり、インクを記録媒体上に適用後、硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。
インク組成物中の顔料粒子の体積平均粒径は、0.02μm~0.60μmであることが好ましく、より好ましくは0.02μm~0.10μmである。また、最大粒径は3μm以下が好ましく、さらに好ましくは1μm以下であり、そのような範囲となるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性およびブロッキング感度を維持することができる。なお、上記体積平均粒径は、レーザー回折・散乱式の粒度分布測定装置(LA920、(株)堀場製作所製)を用いて、トリプロピレングリコールメチルエーテルを測定溶媒として測定されるものである。
-染料-
次に、本発明における着色剤として好ましく使用される染料について述べる。
染料としては、従来公知の化合物(染料)から適宜選択して使用することができる。具体的には、特開2002-114930号公報の段落番号〔0023〕~〔0089〕、特開2008-13646号公報の段落番号〔0136〕~〔0140〕に記載の化合物などを挙げることができ、これらを本発明にも適用することができる。
次に、本発明における着色剤として好ましく使用される染料について述べる。
染料としては、従来公知の化合物(染料)から適宜選択して使用することができる。具体的には、特開2002-114930号公報の段落番号〔0023〕~〔0089〕、特開2008-13646号公報の段落番号〔0136〕~〔0140〕に記載の化合物などを挙げることができ、これらを本発明にも適用することができる。
前記着色剤はインク組成物中、インク組成物の全質量に対して0.05質量%~20質量%添加されることが好ましく、0.2質量%~10質量%がより好ましい。着色剤として油溶性染料を用いた場合には、インク組成物の全質量(溶媒を含む)に対して、0.2質量%~6質量%が特に好ましい。
<水>
本発明のインク組成物は実質的に水を含有しない、非水性インク組成物であることが好ましい。具体的には、インク組成物全量に対して、3質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2質量%以下、最も好ましくは1質量%以下である。これにより保存安定性の点で優れる。
本発明のインク組成物は実質的に水を含有しない、非水性インク組成物であることが好ましい。具体的には、インク組成物全量に対して、3質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2質量%以下、最も好ましくは1質量%以下である。これにより保存安定性の点で優れる。
<その他の成分>
さらに、本発明のインク組成物は上記以外の成分を添加することができる。以下順次説明する。
さらに、本発明のインク組成物は上記以外の成分を添加することができる。以下順次説明する。
(連鎖移動剤)
本発明のインク組成物は、更に連鎖移動剤を含有していてもよい。
前記連鎖移動剤としては、重合反応において連鎖移動反応により、反応の活性点を移動させる物質であれば特に制限なく使用することができる。
本発明のインク組成物は、更に連鎖移動剤を含有していてもよい。
前記連鎖移動剤としては、重合反応において連鎖移動反応により、反応の活性点を移動させる物質であれば特に制限なく使用することができる。
本発明に用いうる連鎖移動剤の具体例としては、例えば、四塩化炭素、四臭化炭素等のハロゲン化合物;イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール類;2-メチル-1-ブテン、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン等のオレフィン類;エタンチオール、ブタンチオール、ドデカンチオール、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプトプロピオン酸メチル、メルカプトプロピオン酸エチル、メルカプトプロピオン酸、チオグリコール酸、エチルジスルフィド、sec-ブチルジスルフィド、2-ヒドロキシエチルジスルフィド、チオサルチル酸、チオフェノール、チオクレゾール、ベンジルメルカプタン、フェネチルメルカプタン、チオカーボネート、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジンー2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)等の含イオウ化合物;等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記の中でも、インク組成物の保存安定性と感度向上の観点から、連鎖移動剤は、チオール化合物であることが好ましい。さらには、連鎖移動剤は、2級、又は3級チオールの多官能チオール化合物であることがより好ましい。
連鎖移動剤の分子量は250以上が好ましく、特に250以上100,000以下が好ましく、500以上80,000以下がより好ましく、3,000以上80,000以下が最も好ましい。
市販品としては、カレンズMTシリーズ(昭和電工社製)が好適に用いられる。
連鎖移動剤は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のインク組成物への連鎖移動剤の添加量は、インク組成物の全固形分質量に対して、0.1質量%~15質量%であることが好ましく、0.5質量%~10質量%であることがより好ましく、1質量%~10質量%であることが最も好ましい。
本発明のインク組成物への連鎖移動剤の添加量は、インク組成物の全固形分質量に対して、0.1質量%~15質量%であることが好ましく、0.5質量%~10質量%であることがより好ましく、1質量%~10質量%であることが最も好ましい。
(増感色素)
本発明のインク組成物には、重合開始剤の活性光線照射による分解を促進させるために増感色素を添加することができる。増感色素は、特定の活性エネルギー線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感色素は、重合開始剤と接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用を生じ、これにより重合開始剤の化学変化、即ち、分解、ラジカル、酸或いは塩基の生成を促進させるものである。
本発明のインク組成物には、重合開始剤の活性光線照射による分解を促進させるために増感色素を添加することができる。増感色素は、特定の活性エネルギー線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感色素は、重合開始剤と接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用を生じ、これにより重合開始剤の化学変化、即ち、分解、ラジカル、酸或いは塩基の生成を促進させるものである。
増感色素は、インク組成物に使用される光重合開始剤に開始種を発生させる活性エネルギー線の波長に応じた化合物を使用すればよいが、一般的なインク組成物の硬化反応に使用されることを考慮すれば、好ましい増感色素の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ、350nmから450nm域に吸収波長を有するものを挙げることができる。
多核芳香族類(例えば、アントラセン、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、チオキサントン類(例えば、イソプロピルチオキサントン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、クマリン類(例えば、7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン)等が挙げられ、多核芳香族類およびチオキサントン類が好ましい類として挙げられる。
また、特開2008-95086号公報記載の増感色素も好適である。
多核芳香族類(例えば、アントラセン、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、チオキサントン類(例えば、イソプロピルチオキサントン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、クマリン類(例えば、7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン)等が挙げられ、多核芳香族類およびチオキサントン類が好ましい類として挙げられる。
また、特開2008-95086号公報記載の増感色素も好適である。
(共増感剤)
本発明のインク組成物は、共増感剤を含有することもできる。本発明において共増感剤は、増感色素の活性エネルギー線に対する感度を一層向上させる、或いは酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
本発明のインク組成物は、共増感剤を含有することもできる。本発明において共増感剤は、増感色素の活性エネルギー線に対する感度を一層向上させる、或いは酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
共増感剤の例としては、アミン類、例えば、M.R.Sanderら著「Journal of Polymer Science」第10巻3173頁(1972)、特公昭44-20189号公報、特開昭51-82102号公報、特開昭52-134692号公報、特開昭59-138205号公報、特開昭60-84305号公報、特開昭62-18537号公報、特開昭64-33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p-ホルミルジメチルアニリン、p-メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
共増感剤の別の例としては、チオール及びスルフィド類、例えば、特開昭53-702号公報、特公昭55-500806号公報、特開平5-142772号公報記載のチオール化合物、特開昭56-75643号公報のジスルフィド化合物等が挙げられ、具体的には、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾール、2-メルカプト-4(3H)-キナゾリン、β-メルカプトナフタレン等が挙げられる。
また、共増感剤の別の例としては、アミノ酸化合物(例、N-フェニルグリシン等)、特公昭48-42965号公報記載の有機金属化合物(例、トリブチル錫アセテート等)、特公昭55-34414号公報記載の水素供与体、特開平6-308727号公報記載のイオウ化合物(例、トリチアン等)、特開平6-250387号公報記載のリン化合物(ジエチルホスファイト等)、特開平8-65779号記載のSi-H、Ge-H化合物等が挙げられる。
(紫外線吸収剤)
本発明のインク組成物には、得られる画像の耐候性向上、退色防止等の観点から、紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開昭58-185677号公報、同61-190537号公報、特開平2-782号公報、同5-197075号公報、同9-34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46-2784号公報、特開平5-194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48-30492号公報、同56-21141号公報、特開平10-88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4-298503号公報、同8-53427号公報、同8-239368号公報、同10-182621号公報、特表平8-501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤、などが挙げられる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.5質量%~15質量%であることが好ましい。
本発明のインク組成物には、得られる画像の耐候性向上、退色防止等の観点から、紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開昭58-185677号公報、同61-190537号公報、特開平2-782号公報、同5-197075号公報、同9-34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46-2784号公報、特開平5-194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48-30492号公報、同56-21141号公報、特開平10-88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4-298503号公報、同8-53427号公報、同8-239368号公報、同10-182621号公報、特表平8-501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤、などが挙げられる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.5質量%~15質量%であることが好ましい。
(酸化防止剤)
本発明のインク組成物の安定性向上のため、酸化防止剤を添加することができる。
酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許、同第223739号公報、同309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54-48535号公報、同62-262047号公報、同63-113536号公報、同63-163351号公報、特開平2-262654号公報、特開平2-71262号公報、特開平3-121449号公報、特開平5-61166号公報、特開平5-119449号公報、米国特許第4814262号明細書、米国特許第4980275号明細書等に記載のものを挙げることができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1質量%~8質量%であることが好ましい。
本発明のインク組成物の安定性向上のため、酸化防止剤を添加することができる。
酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許、同第223739号公報、同309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54-48535号公報、同62-262047号公報、同63-113536号公報、同63-163351号公報、特開平2-262654号公報、特開平2-71262号公報、特開平3-121449号公報、特開平5-61166号公報、特開平5-119449号公報、米国特許第4814262号明細書、米国特許第4980275号明細書等に記載のものを挙げることができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1質量%~8質量%であることが好ましい。
(褪色防止剤)
本発明のインク組成物には、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。 有機系の褪色防止剤としては、ハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類、などが挙げられる。
また、金属錯体系の褪色防止剤としては、ニッケル錯体、亜鉛錯体、などが挙げられ、具体的には、リサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのI~J項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や、特開昭62-215272号公報の127頁~137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を使用することができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1質量%~8質量%であることが好ましい。
本発明のインク組成物には、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。 有機系の褪色防止剤としては、ハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類、などが挙げられる。
また、金属錯体系の褪色防止剤としては、ニッケル錯体、亜鉛錯体、などが挙げられ、具体的には、リサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのI~J項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や、特開昭62-215272号公報の127頁~137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を使用することができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1質量%~8質量%であることが好ましい。
(導電性塩類)
本発明のインク組成物には、吐出物性の制御を目的として、チオシアン酸カリウム、硝酸リチウム、チオシアン酸アンモニウム、ジメチルアミン塩酸塩などの導電性塩類を添加することができる。
本発明のインク組成物には、吐出物性の制御を目的として、チオシアン酸カリウム、硝酸リチウム、チオシアン酸アンモニウム、ジメチルアミン塩酸塩などの導電性塩類を添加することができる。
(溶剤)
本発明のインク組成物には、記録媒体(基材)との密着性を改良するため、極微量の非硬化性の有機溶剤を添加してもよい。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-プロパノール、1-ブタノール、tert-ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、などが挙げられる。
この場合、耐溶剤性又はVOCの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量はインク組成物全体に対し0.1質量%~5質量%が好ましく、より好ましくは0.1質量%~3質量%の範囲である。
本発明のインク組成物には、記録媒体(基材)との密着性を改良するため、極微量の非硬化性の有機溶剤を添加してもよい。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-プロパノール、1-ブタノール、tert-ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、などが挙げられる。
この場合、耐溶剤性又はVOCの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量はインク組成物全体に対し0.1質量%~5質量%が好ましく、より好ましくは0.1質量%~3質量%の範囲である。
(高分子化合物)
本発明のインク組成物には、膜物性を調整するため、各種油溶性の高分子化合物を併用することもできる。
油溶性高分子化合物としては、アクリル系重合体、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらを2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合体が好ましい。更に、高分子化合物の共重合組成として、「カルボキシル基含有モノマー」、「メタクリル酸アルキルエステル」、又は「アクリル酸アルキルエステル」を構造単位として含む共重合体も好ましく用いられる。
また、本発明のインク組成物を膜としたときに、タック性改善等の目的で表面に偏析しやすい高分子化合物も好適である。これらの高分子化合物は特開2008-248119号公報段落番号〔0017〕~〔0037〕、特開2005-250890号公報段落番号〔0015〕~〔0034〕などに記載されたSi、F原子を含む高分子、長鎖アルキル基を側鎖に有する高分子などが利用可能である。
本発明のインク組成物には、膜物性を調整するため、各種油溶性の高分子化合物を併用することもできる。
油溶性高分子化合物としては、アクリル系重合体、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらを2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合体が好ましい。更に、高分子化合物の共重合組成として、「カルボキシル基含有モノマー」、「メタクリル酸アルキルエステル」、又は「アクリル酸アルキルエステル」を構造単位として含む共重合体も好ましく用いられる。
また、本発明のインク組成物を膜としたときに、タック性改善等の目的で表面に偏析しやすい高分子化合物も好適である。これらの高分子化合物は特開2008-248119号公報段落番号〔0017〕~〔0037〕、特開2005-250890号公報段落番号〔0015〕~〔0034〕などに記載されたSi、F原子を含む高分子、長鎖アルキル基を側鎖に有する高分子などが利用可能である。
(界面活性剤)
本発明のインク組成物には、界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62-173463号、同62-183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。
なお、界面活性剤の代わりに有機フルオロ化合物を用いてもよい。
有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57-9053号(第8~17欄)、特開昭62-135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。
組成物中における界面活性剤の含有量は使用目的により適宜選択されるが、インク組成物全体に対し、0.0001質量%~1質量%が好ましく、0.001質量%~0.1質量%がより好ましい。
本発明のインク組成物には、界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62-173463号、同62-183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。
なお、界面活性剤の代わりに有機フルオロ化合物を用いてもよい。
有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57-9053号(第8~17欄)、特開昭62-135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。
組成物中における界面活性剤の含有量は使用目的により適宜選択されるが、インク組成物全体に対し、0.0001質量%~1質量%が好ましく、0.001質量%~0.1質量%がより好ましい。
この他にも、必要に応じて、例えば、重合禁止剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのワックス類、ポリオレフィンやPET等の被記録媒体への密着性を改善するために、重合を阻害しないタッキファイヤー(粘着付与剤)などを含有させることができる。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、メトキシベンゾキノン、メトキシフェノール、フェノチアジン、t-ブチルカテコール、メルカプトベンズイミダゾール、アルキルジチオカルバミン酸塩類、アルキルフェノール類、アルキルビスフェノール類、サリチル酸塩類、チオジプロピオン酸エステル類、ホスファイト類、ニトロキサイドアルミニウム錯体などが挙げられる。具体的には、Gerorad16,18,20,21、22、(Rahn社製)等が挙げられる。重合禁止剤の含有量は限定的でないが、インク組成物に対して、0.01質量%~5質量%が好ましく、0.02質量%~1質量%がより好ましい。
タッキファイヤーとしては、具体的には、特開2001-49200号公報の5~6pに記載されている高分子量の粘着性ポリマー(例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1~20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3~14の脂環属アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6~14の芳香属アルコールとのエステルから形成される共重合物)や、重合性不飽和結合を有する低分子量粘着付与性樹脂などである。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、メトキシベンゾキノン、メトキシフェノール、フェノチアジン、t-ブチルカテコール、メルカプトベンズイミダゾール、アルキルジチオカルバミン酸塩類、アルキルフェノール類、アルキルビスフェノール類、サリチル酸塩類、チオジプロピオン酸エステル類、ホスファイト類、ニトロキサイドアルミニウム錯体などが挙げられる。具体的には、Gerorad16,18,20,21、22、(Rahn社製)等が挙げられる。重合禁止剤の含有量は限定的でないが、インク組成物に対して、0.01質量%~5質量%が好ましく、0.02質量%~1質量%がより好ましい。
タッキファイヤーとしては、具体的には、特開2001-49200号公報の5~6pに記載されている高分子量の粘着性ポリマー(例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1~20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3~14の脂環属アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6~14の芳香属アルコールとのエステルから形成される共重合物)や、重合性不飽和結合を有する低分子量粘着付与性樹脂などである。
(インク組成物の好ましい物性)
本発明のインク組成物は、インクジェット用途に好適に用いられる。従って、吐出性を考慮し、吐出時の温度(例えば、25℃~80℃、好ましくは25℃~30℃)において、粘度が、7mPa・s~30mPa・sであることが好ましい。より好ましくは7mPa・s~20mPa・sである。
本発明のインク組成物は、粘度が上記範囲になるように適宜組成比を調整することが好ましい。室温での粘度を高く設定することにより、多孔質な記録媒体を用いた場合でも、記録媒体中へのインク浸透を回避し、未硬化モノマーの低減、臭気低減が可能となる。更にインク液滴着弾時のインクの滲みを抑えることができ、その結果として画質が改善されるので好ましい。
また、本発明のインク組成物は、25℃における表面張力が20mN/m~40mN/mであることが好ましい。表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、25℃の条件下で測定されるものである。また、粘度は、1mPa・s~40mPa・sが好ましく、3mPa・s~30mPa・sがより好ましい。インク組成物の粘度は、VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYOCO.LTD製)を用い、25℃の条件下で測定されるものである。
本発明のインク組成物は、インクジェット用途に好適に用いられる。従って、吐出性を考慮し、吐出時の温度(例えば、25℃~80℃、好ましくは25℃~30℃)において、粘度が、7mPa・s~30mPa・sであることが好ましい。より好ましくは7mPa・s~20mPa・sである。
本発明のインク組成物は、粘度が上記範囲になるように適宜組成比を調整することが好ましい。室温での粘度を高く設定することにより、多孔質な記録媒体を用いた場合でも、記録媒体中へのインク浸透を回避し、未硬化モノマーの低減、臭気低減が可能となる。更にインク液滴着弾時のインクの滲みを抑えることができ、その結果として画質が改善されるので好ましい。
また、本発明のインク組成物は、25℃における表面張力が20mN/m~40mN/mであることが好ましい。表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、25℃の条件下で測定されるものである。また、粘度は、1mPa・s~40mPa・sが好ましく、3mPa・s~30mPa・sがより好ましい。インク組成物の粘度は、VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYOCO.LTD製)を用い、25℃の条件下で測定されるものである。
本発明のインク組成物は、インクジェット記録に好適に用いられる。インクジェット記録に適用する場合には、本発明のインク組成物をインクジェット記録装置により記録媒体に射出し、その後、射出されたインク組成物にエネルギー線を照射して硬化して記録を行う。
<印画物及び画像形成方法>
本発明の画像形成方法は、前記インク組成物を記録媒体に付与するインク付与工程と、付与した前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを備える。例えば、記録媒体上に、本発明のインク組成物を、市販の装置を含んだ公知のインクジェット記録装置等を用いたインクジェット方式により吐出して画像を形成する工程と、得られた画像に活性エネルギー線を照射することにより、前記インク組成物を硬化させて、前記記録媒体上に硬化した画像を有する印画物を得る工程と、を含むことが好ましい。
本発明の画像形成方法は、前記インク組成物を記録媒体に付与するインク付与工程と、付与した前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを備える。例えば、記録媒体上に、本発明のインク組成物を、市販の装置を含んだ公知のインクジェット記録装置等を用いたインクジェット方式により吐出して画像を形成する工程と、得られた画像に活性エネルギー線を照射することにより、前記インク組成物を硬化させて、前記記録媒体上に硬化した画像を有する印画物を得る工程と、を含むことが好ましい。
本発明に適用し得る記録媒体(基材)としては、特に制限はなく、通常の非コート紙、コート紙などの紙類、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸収性樹脂材料或いは、それをフィルム状に成形した樹脂フィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルム、PEフィルム、TACフィルム等を挙げることができる。その他、記録媒体材料として使用しうるプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ABS、ポリアセタール、PVA、ゴム類などが挙げられる。また、金属類や、ガラス類も記録媒体として使用可能である。
本発明に適用される活性エネルギー線としては、α線、γ線、X線、紫外線、可視光線、赤外光線、電子線などが挙げられる。活性エネルギー線のピーク波長は、200nm~600nmであることが好ましく、300nm~450nmであることがより好ましく、350nm~420nmであることが更に好ましい。また、活性エネルギー線の出力は、2,000mW /cm2以下であることが好ましく、より好ましくは、10mW/cm2~2,000mW/cm2であり、更に好ましくは、20mW/cm2~1,000mW/cm2であり、特に好ましくは、50mW/cm2~800mW/cm2である。
特に、本発明の画像形成方法では、エネルギー線照射が、発光波長ピークが350nm~420nmであり、かつ、前記記録媒体表面での最高照度が10mW/cm2~2,000mW/cm2となる紫外線を発生する発光ダイオードから照射されることが好ましい。本発明のインク組成物は、発光ダイオードの発する光のような、低露光量の光でも高感度で硬化する。
本発明により得られる印画物は、上記の画像形成方法によって、本発明のインク組成物により画像が形成されたものである。そのため、高硬度で画像形成されるとともに、成形性及び打ち抜き特性に優れた画像を有する印画物となる。
また、本発明のインク組成物は、前記したように、一般的な印画物の画像形成に好適に用いられる他、支持体等の記録媒体に画像を形成した後に加工を施す態様においても好適に用いることができる。
また、本発明のインク組成物は、前記したように、一般的な印画物の画像形成に好適に用いられる他、支持体等の記録媒体に画像を形成した後に加工を施す態様においても好適に用いることができる。
本発明により得られる印画物成形体は、本発明の印画物を成形加工したものであり、記録媒体上に、既述の本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェット用インク組成物をインクジェット方式により吐出して画像を形成する工程と、得られた画像に活性エネルギー線を照射して、前記インク組成物を硬化させて、前記記録媒体上に硬化した画像を有する印画物を得る工程と、前記印画物を成形加工して印画物成形体を得る工程と、を含む本発明の印画物成形体の製造方法により製造される。
印画物成形体の製造に用いられる記録媒体としては、成形可能な樹脂材料から形成される記録媒体が用いられ、例えば、PET、ポリカーボネート、ポリスチレン等が挙げられる。
印画物成形体の製造に用いられる記録媒体としては、成形可能な樹脂材料から形成される記録媒体が用いられ、例えば、PET、ポリカーボネート、ポリスチレン等が挙げられる。
前述の印画物成形体を作製するための加工方法としては、真空成形や圧空成形或いは真空圧空成形が最も好適である。真空成形は原理的に、平坦な支持体を予め熱変形可能な温度まで予熱し、これを金型へ減圧によって吸引して延伸しながら金型に圧着冷却するものであり、圧空成形は金型の反対側から加圧して金型に圧着冷却するものである。また、真空圧空成形は、前記減圧及び加圧を同時に行うものである。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」および「部」は質量基準である。
実施例及び比較例で使用する化合物のうち、製造元の記載のない化合物は、公知の方法、又は、公知の方法を応用し、合成した。
・メチルエチルケトン(MEKとも称する。東京化成工業社製)
・メタノール(東京化成工業社製)
・メチルメタクリレート(MMAとも称する。東京化成工業社製)
・3‐メルカプト‐1,2‐プロパンジオール(和光純薬社製)
・V‐601(Dimethyl 2,2'‐azobis(2‐methylpropionate)、和光純薬社製)
・IBOA(イソボルニルアクリレート、アロニックスM-156、東亞合成社製)
・2EHMA(2-エチルヘキシルメタクリレート、東京化成工業社製)
・LMA(ラウリルメタクリレート、新中村化学社製、ブレンマーLMA)
・tBuMA(t-ブチルメタクリレート、和光純薬社製)
・CHMA(シクロヘキシルメタクリレート、和光純薬社製)
・St(スチレン、和光純薬社製)
・ClSt(p-クロロスチレン、和光純薬社製社製)
・iPMA(イソプロピルメタクリレート、東京化成工業社製)
・DMAPAA(ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、興人社製)
・PCLA(ポリカプロラクトンアクリレート、東亞合成社製、アロニックスM‐5300)
・FA-513(ジシクロペンタニルアクリレート、日立化成社製、FA‐513A)
・1,2‐ジアミノプロパン(東京化成工業社製社製)
・DMAA(ジメチルアクリルアミド、興人社製)
・CTFA(環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート、SR-531、サートマー社製)
・PEA(2-フェノキシエチルアクリレート、ビスコート#192、大阪有機化学社製)
・NVC(化合物名V‐CAP、BASF社製)
・DVE(Rapi-Cure DVE-3、2官能ラジカル重合性モノマー、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ISP Europe社製)
・TPGDA(トリプロピレングリコールジアクリレート、2官能ラジカル重合性モノマー、NKエステルAPG-200、新中村化学社製)
・HDDA:ヘキサンジオールジアクリレート、2官能ラジカル重合性モノマー、KS-HDDA、サートマー社)
・TMP(PO)TA:トリメチロールプロパンプロピレンオキシド変性トリアクリレート、3官能ラジカル重合性モノマー、アロニックスM-310、東亞合成社製、)
・XDI(キシリレンジイソシアナート、三井化学社製、タケネート500)
・メタノール(東京化成工業社製)
・メチルメタクリレート(MMAとも称する。東京化成工業社製)
・3‐メルカプト‐1,2‐プロパンジオール(和光純薬社製)
・V‐601(Dimethyl 2,2'‐azobis(2‐methylpropionate)、和光純薬社製)
・IBOA(イソボルニルアクリレート、アロニックスM-156、東亞合成社製)
・2EHMA(2-エチルヘキシルメタクリレート、東京化成工業社製)
・LMA(ラウリルメタクリレート、新中村化学社製、ブレンマーLMA)
・tBuMA(t-ブチルメタクリレート、和光純薬社製)
・CHMA(シクロヘキシルメタクリレート、和光純薬社製)
・St(スチレン、和光純薬社製)
・ClSt(p-クロロスチレン、和光純薬社製社製)
・iPMA(イソプロピルメタクリレート、東京化成工業社製)
・DMAPAA(ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、興人社製)
・PCLA(ポリカプロラクトンアクリレート、東亞合成社製、アロニックスM‐5300)
・FA-513(ジシクロペンタニルアクリレート、日立化成社製、FA‐513A)
・1,2‐ジアミノプロパン(東京化成工業社製社製)
・DMAA(ジメチルアクリルアミド、興人社製)
・CTFA(環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート、SR-531、サートマー社製)
・PEA(2-フェノキシエチルアクリレート、ビスコート#192、大阪有機化学社製)
・NVC(化合物名V‐CAP、BASF社製)
・DVE(Rapi-Cure DVE-3、2官能ラジカル重合性モノマー、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ISP Europe社製)
・TPGDA(トリプロピレングリコールジアクリレート、2官能ラジカル重合性モノマー、NKエステルAPG-200、新中村化学社製)
・HDDA:ヘキサンジオールジアクリレート、2官能ラジカル重合性モノマー、KS-HDDA、サートマー社)
・TMP(PO)TA:トリメチロールプロパンプロピレンオキシド変性トリアクリレート、3官能ラジカル重合性モノマー、アロニックスM-310、東亞合成社製、)
・XDI(キシリレンジイソシアナート、三井化学社製、タケネート500)
・H12MDI(化合物名:ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、東京化成工業社製)
・MDI:(4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、アルドリッチ社製)
・TMDI:(トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート(2,2,4-2,4,4- 異性体混合物)、東京化成社製)
・C10diol(化合物名:1,2-ジヒドロキシデカン、東京化成工業社製)
・C12diol(化合物名:1,2-ジヒドロキシドデカン、東京化成工業社製)
・C16diol(化合物名:1,2-ジヒドロキシヘキサデカン、東京化成工業社製)
・PPG1000(ポリプロピレングリコールジオール、数平均分子量1000、和光純薬社製)
合成例
(D-1の合成)
300ml三つ口フラスコにメチルエチルケトン116.81g、メチルメタクリレート50.06g、3‐メルカプト‐1,2‐プロパンジオール 0.6489g、V‐601 0.0069gを仕込み、窒素気流下、80℃にて12時間反応した。大量のメタノールにて2度の再沈精製後、100℃にて真空乾燥を行い、以下の(D-1)の化合物を得た。
(D-1の合成)
300ml三つ口フラスコにメチルエチルケトン116.81g、メチルメタクリレート50.06g、3‐メルカプト‐1,2‐プロパンジオール 0.6489g、V‐601 0.0069gを仕込み、窒素気流下、80℃にて12時間反応した。大量のメタノールにて2度の再沈精製後、100℃にて真空乾燥を行い、以下の(D-1)の化合物を得た。
(D-2~D-11、E-1の合成)
各モノマー成分を表1の通り変更した以外は、D-1と同様の方法にて合成を行い、以下の(D-2)~(D-11)及び(E-1)の化合物を得た。
各モノマー成分を表1の通り変更した以外は、D-1と同様の方法にて合成を行い、以下の(D-2)~(D-11)及び(E-1)の化合物を得た。
(A-1(グラフトポリマー)の合成)
D-1の溶液を放冷後、130.7g、キシリレンジイソシアナート(XDI)10.38g、メタノール0.03gを添加し、70℃にて12時間反応させた。MEKで10%に希釈後、大量の水/メタノール=50/50へ注ぎ、沈殿させた後、ろ過、乾燥を行い、以下の(A-1)の化合物を得た。また、GPC(HLC-8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた)により数平均分子量を測定した。結果を表2に示す。
D-1の溶液を放冷後、130.7g、キシリレンジイソシアナート(XDI)10.38g、メタノール0.03gを添加し、70℃にて12時間反応させた。MEKで10%に希釈後、大量の水/メタノール=50/50へ注ぎ、沈殿させた後、ろ過、乾燥を行い、以下の(A-1)の化合物を得た。また、GPC(HLC-8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた)により数平均分子量を測定した。結果を表2に示す。
(A-2~A-14(グラフトポリマー)、B-1~B-2(グラフトポリマー)の合成)
各成分を表2の通り変更した以外は、A-1と同様の方法にて合成を行い、以下の(A-2)~(A-14)及び(B-1)~(B-2)の化合物を得た。
各成分を表2の通り変更した以外は、A-1と同様の方法にて合成を行い、以下の(A-2)~(A-14)及び(B-1)~(B-2)の化合物を得た。
(実施例A1-1)
-クリアインク組成物(顔料分散物を含まないインク組成物)の調製-
表3に示す成分に下記の成分を混合して、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて1000回転/分にて5分撹拌した。その後、日本ポール(株)製カートリッジフィルター(製品名:プロファイルII AB01A01014J)を用いてろ過し、実施例A1-1のインク組成物を調製した。
-クリアインク組成物(顔料分散物を含まないインク組成物)の調製-
表3に示す成分に下記の成分を混合して、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて1000回転/分にて5分撹拌した。その後、日本ポール(株)製カートリッジフィルター(製品名:プロファイルII AB01A01014J)を用いてろ過し、実施例A1-1のインク組成物を調製した。
・Genorad 16〔Rahn社製、重合禁止剤〕・・・0.05部
・Lucirin TPO〔BASF社製、光重合開始剤〕・・・6.0部
・p-フェニルベンゾフェノン〔和光純薬工業社製、光重合開始剤〕・・・4.0部
・カレンズMT-PE1〔多官能チオール化合物、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、昭和電工(株)、連鎖移動剤〕・・・2.0部
・Byk 307〔BYK Chemie社製、界面活性剤〕・・・0.05部
・Lucirin TPO〔BASF社製、光重合開始剤〕・・・6.0部
・p-フェニルベンゾフェノン〔和光純薬工業社製、光重合開始剤〕・・・4.0部
・カレンズMT-PE1〔多官能チオール化合物、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、昭和電工(株)、連鎖移動剤〕・・・2.0部
・Byk 307〔BYK Chemie社製、界面活性剤〕・・・0.05部
-密着性評価-
記録媒体としてポリカーボネートシート(PC、帝人化成社製)及びアクリルシート(Acryl、日本アクリエース社製)を用い、各々の表面に、得られた実施例A1-1のインク組成物を、Kハンドコーター(バーNo.2)を用いてウェット膜厚12μmとなるように塗布した。次いで、オゾンレスメタルハライドランプMAN250Lを搭載し、コンベアスピード9.0m/分、露光強度2.0W/cm2に設定した実験用UVミニコンベア装置CSOT(ジーエス・ユアサパワーサプライ製)により、エネルギー線硬化させた。記録媒体への接着性は、この硬化塗膜を用いてISO2409(クロスカット法)により下記の基準で評価した。結果を表3に示す。
0:カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがない。
1:カットの交差点における塗膜の小さなはがれが生じる。クロスカット部分で影響を受けるのは、5%を超えることはない。
2:塗膜のカットの縁に沿って、及び/又は、交差点においてはがれる。クロスカット部分で影響を受けるのは、5%を超えるが、15%を超えることはない。
3:塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており、及び/又は目のいろいろな部分が、部分的又は全面的にはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、15%を超えるが、35%を超えることはない。
4:塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており、及び/又は数か所の目が部分的又は全面的にはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、35%を超えるが、65%を超えることはない。
5:はがれの程度が65%を超える。
記録媒体としてポリカーボネートシート(PC、帝人化成社製)及びアクリルシート(Acryl、日本アクリエース社製)を用い、各々の表面に、得られた実施例A1-1のインク組成物を、Kハンドコーター(バーNo.2)を用いてウェット膜厚12μmとなるように塗布した。次いで、オゾンレスメタルハライドランプMAN250Lを搭載し、コンベアスピード9.0m/分、露光強度2.0W/cm2に設定した実験用UVミニコンベア装置CSOT(ジーエス・ユアサパワーサプライ製)により、エネルギー線硬化させた。記録媒体への接着性は、この硬化塗膜を用いてISO2409(クロスカット法)により下記の基準で評価した。結果を表3に示す。
0:カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがない。
1:カットの交差点における塗膜の小さなはがれが生じる。クロスカット部分で影響を受けるのは、5%を超えることはない。
2:塗膜のカットの縁に沿って、及び/又は、交差点においてはがれる。クロスカット部分で影響を受けるのは、5%を超えるが、15%を超えることはない。
3:塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており、及び/又は目のいろいろな部分が、部分的又は全面的にはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、15%を超えるが、35%を超えることはない。
4:塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており、及び/又は数か所の目が部分的又は全面的にはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、35%を超えるが、65%を超えることはない。
5:はがれの程度が65%を超える。
-耐湿熱性評価用サンプル作製-
<インクジェット画像記録>
まず、実施例A1-1で調製されたクリアインク組成物を絶対ろ過精度2μmのフィルターにてろ過した。
次に、ピエゾ型インクジェットノズルを有する市販のインクジェット記録装置(商品名LuxelJet UV350GTW、富士フイルム社製)を用いて、ファインモード、ランプ5、にて記録媒体[(ポリカーボネート樹脂(パンライトPC-1151)、厚み500μm、帝人化成社製)、または(アクリル樹脂(アクリライトE)、厚み30mm、三菱レーヨン社製)]、への記録を行った。インク供給系は、元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドから成り、インク供給タンクからインクジェットヘッド部分までを断熱および加温を行いノズル部分が常に45℃±2℃となるよう、温度制御を行った。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、8pl~30plのマルチサイズドットを600×450dpiの解像度で射出できるよう駆動し、ベタ画像を形成した。なお、本発明でいうdpi(dot per inch)とは、2.54cm当たりのドット数を表す。
―耐湿熱性評価-
3cm×3cmの上記印刷塗膜を70度、90RH%の恒温槽へ塗膜が表となるようにいれ、192時間後、目視、及び50倍の光学顕微鏡にて膜の形状変化を観察した。結果を表3に示す。
A評価:塗膜変化なし
B評価:目視ではわかりにくいが光学顕微鏡にてわかる塗膜のはがれ、歪みあり
C評価:目視にてわかる塗膜のはがれ、歪みあり
<インクジェット画像記録>
まず、実施例A1-1で調製されたクリアインク組成物を絶対ろ過精度2μmのフィルターにてろ過した。
次に、ピエゾ型インクジェットノズルを有する市販のインクジェット記録装置(商品名LuxelJet UV350GTW、富士フイルム社製)を用いて、ファインモード、ランプ5、にて記録媒体[(ポリカーボネート樹脂(パンライトPC-1151)、厚み500μm、帝人化成社製)、または(アクリル樹脂(アクリライトE)、厚み30mm、三菱レーヨン社製)]、への記録を行った。インク供給系は、元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドから成り、インク供給タンクからインクジェットヘッド部分までを断熱および加温を行いノズル部分が常に45℃±2℃となるよう、温度制御を行った。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、8pl~30plのマルチサイズドットを600×450dpiの解像度で射出できるよう駆動し、ベタ画像を形成した。なお、本発明でいうdpi(dot per inch)とは、2.54cm当たりのドット数を表す。
―耐湿熱性評価-
3cm×3cmの上記印刷塗膜を70度、90RH%の恒温槽へ塗膜が表となるようにいれ、192時間後、目視、及び50倍の光学顕微鏡にて膜の形状変化を観察した。結果を表3に示す。
A評価:塗膜変化なし
B評価:目視ではわかりにくいが光学顕微鏡にてわかる塗膜のはがれ、歪みあり
C評価:目視にてわかる塗膜のはがれ、歪みあり
(実施例A1-2~A1-18、比較例B1-1~B1-5)
重合性化合物及びグラフトポリマーの種類及び添加量を表3に記載のように変更した以外は実施例A1-1と同様にして、実施例A1-2~A1-18、比較例B1-1~B1-5のインク組成物を調製し、密着性及び耐湿熱性の評価を行った。結果を表3に示す。
重合性化合物及びグラフトポリマーの種類及び添加量を表3に記載のように変更した以外は実施例A1-1と同様にして、実施例A1-2~A1-18、比較例B1-1~B1-5のインク組成物を調製し、密着性及び耐湿熱性の評価を行った。結果を表3に示す。
(顔料分散物の調製)
次に示す顔料、分散剤、溶媒を混合して、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて2,500回転/分にて10分撹拌した。その後、ビーズミル分散機DISPERMAT LS(VMA社製)に入れ、直径0.65mmのYTZボール((株)ニッカトー製)を用い、2,500回転/分で6時間分散を行い、各色の顔料分散物(Y、M、C、K及びW)を調製した。
次に示す顔料、分散剤、溶媒を混合して、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて2,500回転/分にて10分撹拌した。その後、ビーズミル分散機DISPERMAT LS(VMA社製)に入れ、直径0.65mmのYTZボール((株)ニッカトー製)を用い、2,500回転/分で6時間分散を行い、各色の顔料分散物(Y、M、C、K及びW)を調製した。
イエロー顔料分散物(Y)
・顔料:C.I.ピグメントイエロー12・・・10部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート[PEA、ビスコート#192、大阪有機化学社製]・・・85部
・顔料:C.I.ピグメントイエロー12・・・10部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート[PEA、ビスコート#192、大阪有機化学社製]・・・85部
マゼンタ顔料分散物(M)
・顔料:C.I.ピグメントレッド57:1・・・15部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート・・・80部
・顔料:C.I.ピグメントレッド57:1・・・15部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート・・・80部
シアン顔料分散物(C)
・顔料:C.I.ピグメントブルー15:3・・・20部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート・・・75部
・顔料:C.I.ピグメントブルー15:3・・・20部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート・・・75部
ブラック顔料分散物(K)
・顔料:C.I.ピグメントブラック7・・・20部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート・・・75部
・顔料:C.I.ピグメントブラック7・・・20部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート・・・75部
ホワイト顔料分散物(W)
・顔料:MICROLITH WHITE R-A(BASF社製)・・・20部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート・・・75部
・顔料:MICROLITH WHITE R-A(BASF社製)・・・20部
・分散剤:高分子分散剤〔日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース32000〕・・・5部
・単官能重合性化合物:2-フェノキシエチルアクリレート・・・75部
(実施例A2-1)
-カラーインク組成物(顔料分散物を含むインク組成物)の調製-
表4に示す成分に下記の成分を混合して、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて2,500回転/分にて15分撹拌した。その後、日本ポール(株)製カートリッジフィルター(製品名:プロファイルII AB01A01014J)を用いてろ過し、実施例A2-1のインク組成物を調製した。
-カラーインク組成物(顔料分散物を含むインク組成物)の調製-
表4に示す成分に下記の成分を混合して、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて2,500回転/分にて15分撹拌した。その後、日本ポール(株)製カートリッジフィルター(製品名:プロファイルII AB01A01014J)を用いてろ過し、実施例A2-1のインク組成物を調製した。
・Genorad 16〔Rahn社製、重合禁止剤〕・・・0.05部
・Lucirin TPO〔BASF社製、光重合開始剤〕・・・6.0部
・p-フェニルベンゾフェノン〔和光純薬工業社製、光重合開始剤〕・・・4.0部
・カレンズMT-PE1〔多官能チオール化合物、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、昭和電工(株)、連鎖移動剤〕・・・2.0部
・Byk 307〔BYK Chemie社製、界面活性剤〕・・・0.05部
・Lucirin TPO〔BASF社製、光重合開始剤〕・・・6.0部
・p-フェニルベンゾフェノン〔和光純薬工業社製、光重合開始剤〕・・・4.0部
・カレンズMT-PE1〔多官能チオール化合物、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、昭和電工(株)、連鎖移動剤〕・・・2.0部
・Byk 307〔BYK Chemie社製、界面活性剤〕・・・0.05部
得られた実施例A2-1のインク組成物について、前述の密着性及び耐湿熱性の評価を行った。結果を表4に示す。
(実施例A2-2~A2-21、比較例B2-1~B2-5)
重合性化合物、グラフトポリマー及び顔料分散物の種類及び添加量を表4に記載のように変更した以外は実施例A2-1と同様にして、実施例A2-2~A2-21、比較例B2-1~B2-5のインク組成物を調製し、密着性及び耐湿熱性の評価を行った。結果を表4に示す。
重合性化合物、グラフトポリマー及び顔料分散物の種類及び添加量を表4に記載のように変更した以外は実施例A2-1と同様にして、実施例A2-2~A2-21、比較例B2-1~B2-5のインク組成物を調製し、密着性及び耐湿熱性の評価を行った。結果を表4に示す。
表3,4からわかるように、本発明を用いた実施例のインク組成物は、インクジェット吐出が可能であり、比較例のインク組成物に比べて、密着性及び耐湿熱性に優れることが分かった。
日本出願2011-070716の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
日本出願2011-070716の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (12)
- ウレタン構造又はウレア構造の少なくとも一つを有するグラフト主鎖と、下記構造Gsを含むグラフト側鎖とを有するグラフトポリマー、
重合性化合物、及び
重合開始剤
を含み、
前記重合性化合物は単官能重合性化合物を含み、
インク組成物中における単官能重合性化合物の総含有量が、重合性化合物の総含有量に対して、50質量%以上である、インク組成物。
構造Gs:3以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位が炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、及びハロゲン原子からなる群より選ばれる原子団から構成され、かつ前記繰り返し単位のSP値が17(MPa)1/2~20(MPa)1/2である構造 - 前記単官能重合性化合物として、窒素原子を有する単官能重合性化合物を含む、請求項1に記載のインク組成物。
- インク組成物中における前記窒素原子を有する単官能重合性化合物の総含有量が、単官能重合性化合物の総含有量に対して、10質量%~90質量%である、請求項2又は請求項3に記載のインク組成物。
- 前記構造Gsにおける繰り返し単位が、ポリエチレン構造、ポリプロピレン構造、ポリ(メタ)アクリル酸エステル構造、ポリエステル構造、又はポリスチレン構造である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記グラフト主鎖がウレタン構造とウレア構造とを共に有する、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記グラフトポリマーが、少なくとも下記一般式(G1)または(G2)のいずれか1種の構造を含む、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のインク組成物。
一般式(G1)及び(G2)において、X1a、X2a、X1b及びX2bは各々独立に、炭素数2~16の炭化水素から水素原子を3つ除いた残基を表す。
Z1a及びZ2bは各々独立に、単結合、又は、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Z2a及びZ1bは各々独立に、単結合、又は、アルキレン基、アリーレン基、スルフィド結合(-S-)、エステル結合(-COO-又は-OCO-)、エーテル結合、及びウレタン結合(-NHCOO-または-OCONH-)からなる群より選ばれる2価の基を表す。
Y1a、Y2a、Y1b及びY2bは各々独立に、-O-または-NRy-を表す。前記Ryは水素原子又はアルキル基を表す。
L1a及びL2bは各々独立に水素原子又は炭素数2~16のアルキル基を表す。
L2a及びL1bは各々独立に前記構造Gsを含む基を表す。 - 前記グラフトポリマーが非重合性である、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のインク組成物。
- さらに着色剤を含む、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のインク組成物。
- インクジェット記録用である、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 請求項1~請求項10のいずれか1項に記載のインク組成物を記録媒体に付与するインク付与工程と、付与した前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを含むことを特徴とする画像形成方法。
- 前記インク付与工程がインクジェット法によりインク組成物を付与する工程である、請求項11に記載の画像形成方法。
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