WO2016021652A1 - 活性エネルギー線硬化型インク組成物、このインク組成物を用いた積層体、及び基材上に像を形成する像形成方法 - Google Patents

活性エネルギー線硬化型インク組成物、このインク組成物を用いた積層体、及び基材上に像を形成する像形成方法 Download PDF

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energy ray
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保真 齋藤
岳 森山
公淳 宇高
敏男 古高
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株式会社Dnpファインケミカル
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Definitions

  • the present invention relates to an active energy ray-curable ink composition, a laminate obtained by printing the ink composition on a substrate having high flexibility at room temperature by an inkjet method, and an image formed on the substrate using the ink composition.
  • the present invention relates to an image forming method for forming an uneven image, or an image and an uneven image.
  • the active energy ray-curable ink composition is composed of a polymerizable monomer, a polymerization initiator, a pigment and other additives.
  • the base material is plastic, glass, coated paper, etc., but also when the base material is flexible, such as polyethylene terephthalate resin, vinyl chloride resin, and elastomer.
  • the cured ink is required to have characteristics such as flexibility.
  • Examples of such an active energy ray-curable ink composition include (A) an acrylate monomer having a glass transition point of 0 ° C.
  • the active energy ray-curable ink formed on the polycarbonate substrate satisfies the relationship between the predetermined elongation at break and the molecular weight between crosslinks in a 190 ° C. environment.
  • An active energy ray curable ink has been proposed (see Patent Document 2).
  • JP 2011-162703 A Japanese Patent No. 4923523
  • the active energy ray-curable ink according to Patent Document 2 is an active energy ray-curable ink that is suitable for polycarbonate that is less flexible than a thermoplastic resin or the like. It cannot necessarily be used for a substrate such as a plastic resin substrate. Since the base material with higher flexibility deforms at room temperature, the cured film is required to have higher physical properties such as bending resistance and scratch resistance so that the cured film does not crack and follow the deformation of the base material. It is.
  • This invention is made
  • the place made into the objective is to apply
  • the cured film is intended to provide an excellent active energy ray-curable ink composition that can achieve both flex resistance and scratch resistance.
  • the present inventor has conducted intensive studies, and in the active energy ray-curable ink composition containing the active energy ray polymerizable monomer, examines the composition of the active energy ray polymerizable monomer.
  • the present invention provides the following.
  • monomer A) monofunctional monomer having a cyclic structure
  • monomer B) bifunctional monomer having molecular weight / functional group ⁇ 200
  • monomer C) molecular weight / functional group ⁇ 100
  • the total content of the monofunctional monomer including the monomer A) in the total amount of the active energy ray polymerizable monomer is 80.0 mol% or more
  • the monomer B) An active energy ray-curable ink composition having a content of 2.8 mol% to 15.0 mol% and a content of the monomer C) of 2.0 mol% to 10.0 mol%.
  • the active energy ray-curable ink composition according to any one of (1) to (4), wherein the monomer C) includes a monomer having a molecular weight / the number of functional groups ⁇ 100 and having a functionality of 6 or more and 8 or less.
  • the content of the monomer having a molecular weight / the number of functional groups ⁇ 100 and having a functionality of 6 or more and 8 or less is 1.0 mol% or more and 6.0 mol% or less with respect to the total amount of the active energy ray polymerizable monomer ( The active energy ray-curable ink composition according to 5).
  • the monomer A) is benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, isobornyl acrylate, 4-t-butylcyclohexyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, ⁇ -butyrolactone acrylate , Cresol acrylate, 2-acryloyloxyethyl phthalate, 2-acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl phthalate, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalate, 2-acryloyloxypropyl phthalate, paracumylphenoxyethylene glycol acrylate, Nonylphenoxy polyethylene glycol acrylate, 1-adamantyl acrylate, cyclohexyl acrylate, Tet The group consisting of hydrofurfuryl acrylate, 3-3-5-trimethylcyclohexanol acrylate, 2-hydroxy-3
  • an active energy capable of forming a cured film having both flex resistance and scratch resistance on a base material having flexibility at room temperature (hereinafter sometimes simply referred to as a flexible base material).
  • a linear curable ink composition can be provided.
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention has a monofunctional monomer A) having a cyclic structure, a bifunctional monomer B) having “molecular weight / functional group ⁇ 200”, and “molecular weight / functional group ⁇ 100”. And a certain tetra- or higher functional monomer C). Further, the total monofunctional monomer in the total amount of the active energy ray polymerizable monomer is 80.0 mol% or more, the monomer B) in the total amount of the active energy ray polymerizable monomer is 2.8 mol% or more and 15.0 mol% or less, the active energy ray polymerization. Monomer C) in the total amount of the ionic monomer is comprised of 2.0 mol% or more and 10.0 mol% or less.
  • mol% means the percentage of the number of moles of a substance divided by the sum of all moles.
  • (Monofunctional monomer) [Monomer A): Monofunctional monomer having a cyclic structure]
  • the monofunctional monomer having a cyclic structure is also referred to as monomer A) (hereinafter “monomer A)”.
  • monomer A) It has a ring structure.
  • the structure of the monomer A) affects the curing by active energy rays, and since it is cyclic, the curing speed is increased and the scratch resistance is improved.
  • the cyclic structure may be an aromatic ring, an aliphatic ring, or a heterocyclic ring.
  • aromatic monomers such as benzyl acrylate and phenoxyethyl acrylate, isobornyl acrylate, 4-t-butylcyclohexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, It is preferably any one or more monomers selected from monofunctional monomers having an alicyclic structure such as cyclopentanyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate, 3-3-5-trimethylcyclohexanol acrylate, and more preferably Aromatic monomers such as benzyl acrylate, isobornyl acrylate, 4-t-butylcyclohexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, dicyclo Integrators sulfonyl acrylate, a monofunctional monomer having an alicyclic structure, such as 3-3-5- trimethyl cycl
  • the composition can have a low viscosity while having an appropriate composition.
  • a compound having an alicyclic structure is good because it has high wettability to a substrate.
  • by using benzyl acrylate and a monofunctional monomer having an alicyclic structure in combination it is particularly preferable because it has low viscosity and moderate curability and can also have high wettability to the substrate.
  • the molecular weight of monomer A) is preferably 1000 or less, more preferably 800 or less, and even more preferably 500 or less.
  • the viscosity of the active energy ray-curable ink can be lowered, and the curing rate of the cured film formed from the active energy ray-curable ink composition is increased.
  • the scratch resistance of the cured film can be improved.
  • the monofunctional monomer of the present invention if the total of the monofunctional monomers contained in the active energy ray-curable ink composition is in the range of 80.0 mol% or more, if necessary, isooctyl acrylate, tridecyl acrylate, lauryl Acyclic monofunctional such as acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, stearyl acrylate, isodecyl acrylate, caprolactone acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, methoxypolypropylene glycol acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, ethyl carbitol acrylate, 2-ethylhexyl acrylate Monomers can also be added.
  • the total of the monofunctional monomers is less than 80.0 mol%, there are too many polyfunctional monomers, the crosslink density is increased, the flex resistance is lowered, and the viscosity of the active energy ray curable ink itself is increased. This is not preferable because printing becomes difficult when printing is performed.
  • the content of the monomer A) is a content ratio in the whole monofunctional monomer, and the monomer A) is preferably 60.0 mol% or more and 100.0 mol% or less, and is 80.0 mol% or more and 100.0 mol% or less. It is more preferable.
  • the monomer A) having a cyclic structure is 60.0 mol% or more and 100.0 mol% or less, the curing rate can be further improved as compared with a non-cyclic monofunctional monomer. Therefore, the deterioration of scratch resistance due to insufficient curing can be prevented, and an excellent curable ink composition with improved scratch resistance can be obtained.
  • the active energy ray polymerizable monomer is also referred to as monomer B): bifunctional monomer (hereinafter referred to as “monomer B)” having “molecular weight / number of functional groups ⁇ 200”. ).
  • Monomer B) contributes to improved flex resistance.
  • a bifunctional monomer having a molecular weight / number of functional groups of 200 or more can secure a sufficient distance between the cross-linking points when the active energy ray-curable ink is cured by cross-linking. Can be obtained.
  • the molecular weight / functional group number of the monomer B) is preferably 2000 or less, more preferably 1600 or less. When the molecular weight / number of functional groups is 2000 or less, the crosslinking points in the cured film of the active energy ray-curable ink of the present invention can be sufficiently secured, so that the scratch resistance of the cured film is improved. Can do.
  • the molecular weight of monomer B) is preferably from 400 to 3500, more preferably from 400 to 3124.
  • the molecular weight of the monomer B) is 400 or more, a sufficient distance can be ensured between the crosslinking points, and the bending resistance of the cured film of the active energy ray-curable ink composition of the present invention can be improved. it can.
  • the molecular weight of the monomer B) is 3500 or less, a sufficient crosslinking point in the cured film of the active energy ray-curable ink composition of the present invention can be secured, thereby improving the scratch resistance of the cured film. be able to.
  • the content of monomer B) is 2.8 mol% or more and 15.0 mol% or less, preferably 3.5 mol% or more and 10.0 mol% or less, based on the total amount of the active energy ray-curable monomer, % Or more and 9.5 mol% or less is more preferable. If the amount is less than 2.8 mol%, the distance between the crosslinking points is shortened, so that a long network cannot be formed, and the bending resistance tends to be lowered. On the other hand, if it exceeds 15.0 mol%, the crosslink density becomes low, so that the scratch resistance tends to be lowered although it has flex resistance.
  • a tetrafunctional or higher monomer having “molecular weight / number of functional groups ⁇ 100” is also referred to as monomer C): a tetrafunctional monomer having molecular weight / number of functional groups of 100 or more (hereinafter “monomer C”). ).
  • the monomer C) preferably has a molecular weight / functional group number of 500 or less. If the molecular weight / functional group number is 500 or less, a sufficient crosslinking point in the cured film of the active energy ray-curable ink of the present invention can be ensured, so that the scratch resistance of the cured film can be improved.
  • the molecular weight of the monomer C) is preferably from 400 to 3000, and more preferably from 482 to 2659.
  • the molecular weight of the monomer C) is 400 or more, a sufficient distance can be secured between the crosslinking points, and the bending resistance of the cured film formed by the active energy ray-curable ink composition of the present invention is improved. Can be made. Since the molecular weight of the monomer C) is 3000 or less, a sufficient crosslinking point in the cured film of the active energy ray-curable ink composition of the present invention can be secured, so that the scratch resistance of the cured film is improved. be able to.
  • the content of the monomer C) is 2.0 mol% or more and 10.0 mol% or less with respect to the total amount of the active energy ray-curable monomer, and can be 2.4 mol in that the balance between flex resistance and scratch resistance can be appropriately improved. % Or more and 5.8 mol% or less is preferable, and 2.4 mol% or more and 5.0 mol% or less is more preferable. If it is less than 2.0 mol%, the crosslink density is lowered, so that the scratch resistance tends to deteriorate. If it exceeds 10.0 mol%, the crosslink density is too high, so that the bending resistance tends to be deteriorated.
  • the monomer C) contains a monomer having a molecular weight / number of functional groups of 6 or more and having a functionality of 100 or more from the viewpoint of scratch resistance, and the monomer contains 1.0 mol% or more and 6.0 mol% or less. It is more preferable.
  • the monomer having a molecular weight / number of functional groups of ⁇ 100 is excluded.
  • a monomer C) content of 2.0 mol% or more is obtained by containing 1.0 mol% or more and 9.0 mol% or less of a tetrafunctional or higher monomer, that is, a total of tetrafunctional or higher and lower than 6 functional monomers or more than 8 functional monomers. The requirement of 10.0 mol% or less can be satisfied.
  • another monomer may be added as appropriate within the range in which the object of the present invention can be achieved.
  • it may contain other monomers such as a bifunctional monomer having a molecular weight / functional group number of less than 200, a trifunctional monomer, a tetrafunctional or higher functional monomer having a molecular weight / functional group number of less than 100 Good.
  • 1,4-butanediol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, dimethylol tricyclodecane diacrylate, trimethylol propane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, glycerin triacrylate, and the number of modifications thereof You may add the polyfunctional monomer illustrated by the modified
  • polyurethane (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate and the like can be added, but these are active energy ray curable types containing a relatively high viscosity monomer.
  • the ink composition has a high viscosity of the entire ink, for example, when ejecting using an inkjet apparatus, it may be difficult to eject depending on the ejection pressure. Therefore, when these acrylates are contained, it is preferably included in an amount of 10.0% by mass or less, more preferably in an amount of 5.0% by mass or less, and substantially included. More preferably not. “Substantially not included” means that other monomers are 1.0% by mass or less based on the total amount of monomers. In addition, the monomer in this invention is the concept also including the compound also called an oligomer depending on the molecular weight.
  • the total amount of all monofunctional monomers, monomer B, monomer C, and other monomers may be 80.0% by mass or more based on the total amount of monomers.
  • substantially 100.0% by mass means that the total amount of monomer A, monomer B, monomer C and other monomers is 99.0% by mass or more based on the total amount of monomers.
  • the active energy ray-curable ink composition having a specific amount of the monomers A) to C) according to the present invention has a bifunctional or higher polyfunctional monomer component compared to the conventional ink composition as compared with the conventional active energy ray-curable ink. Many are included in comparison.
  • the monomer has a high molecular weight / number of functional groups and is cured, the polyfunctional monomers having a long distance between double bonds are polymerized and crosslinked. As a result, the distance between crosslinks is increased as compared with the conventional active energy ray curable ink. Therefore, it is possible to form a coating film in which cracks do not easily occur even when bent, and an active energy ray-curable ink having excellent bending resistance can be obtained.
  • polymer components include acrylic resins and cellulose acetate butyrate resins.
  • the active energy ray-curable ink composition may contain an active energy ray polymerization initiator as necessary.
  • Active energy rays are energy rays that can trigger polymerization reactions such as radicals, cations, and anions.
  • electromagnetic waves such as X-rays and ⁇ rays, electron beams Any of proton beam, neutron beam and the like may be used, but curing by ultraviolet irradiation is preferable from the viewpoints of curing speed, availability of an irradiation apparatus, price, and the like.
  • the active energy ray polymerization initiator is not particularly limited as long as it accelerates the polymerization reaction of the compound having an ethylenically unsaturated double bond in the active energy ray-curable ink composition by irradiation with active energy rays, Conventionally known active energy ray polymerization initiators can be used.
  • active energy ray polymerization initiator examples include, for example, aromatic ketones containing thioxanthone, ⁇ -aminoalkylphenones, ⁇ -hydroxyketones, acylphosphine oxides, aromatic onium salts, organic peroxides Thio compounds, hexaarylbiimidazole compounds, ketoxime ester compounds, borate compounds, azinium compounds, metallocene compounds, active ester compounds, compounds having a carbon halogen bond, and alkylamine compounds.
  • the amount of the active energy ray polymerization initiator may be an amount capable of appropriately starting the polymerization reaction of the active energy ray polymerizable monomer, and is 1.0% by mass or more and 20.20% with respect to the entire active energy ray curable ink composition.
  • the content is preferably 0% by mass or less, and more preferably 3.0% by mass or more and 20.0% by mass or less.
  • the active energy ray polymerization initiator is not necessarily required. For example, when an electron beam is used as the active energy ray, the active energy ray polymerization initiator may not be used.
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention may contain a coloring material as necessary.
  • a coloring material By containing a coloring material, a cured film can be preferably used as a cured film (decorative layer) for decoration.
  • the coloring material may be any inorganic pigment or organic pigment that is usually used in conventional oil-based ink compositions, such as carbon black, cadmium red, molybdenum red, chrome yellow, and cadmium yellow.
  • the preferable dispersed particle diameter of the pigment of the active energy ray-curable ink composition is preferably 10 nm or more and 300 nm or less in terms of a volume average particle diameter by a laser scattering method.
  • the volume average particle size is 10 nm or more and 300 nm or less, light resistance can be maintained, dispersion can be stabilized, and pigment sedimentation or when inkjet ink is ejected by an inkjet recording apparatus. Therefore, it is possible to reduce the possibility of occurrence of head clogging or ejection bending, and thus a more preferable active energy ray-curable ink composition can be obtained.
  • the content of the pigment in the entire inkjet ink composition is 0.1% by mass or more and 20.0% by mass or less in the case of an organic pigment from the viewpoint of achieving both dispersibility and coloring power. Is preferable, and 0.2 mass% or more and 10 mass% or less are more preferable. Further, in the case of an inorganic pigment, 1.0% by mass or more and 40.0% by mass or less are preferable, and 5.0% by mass or more and 20.0% by mass or less are more preferable from the viewpoint of achieving both dispersibility and coloring power. .
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention may contain a matting agent as necessary.
  • a matting agent for example, various powders such as silica, alumina, calcium carbonate and the like can be used. Matting agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the active energy ray-curable ink composition may contain a dispersant as necessary.
  • the dispersant include a polymer dispersant.
  • the main chain of this polymer dispersant is made of polyester, polyacrylic, polyurethane, polyamine, polycaprolactone, etc., and the polymer dispersant has amino groups, carboxyl groups, sulfone groups, hydroxyl groups, etc. as side chains. It is preferable to have a polar group or a salt thereof.
  • a preferred polymer dispersant is a polyester-based dispersant. Specific examples thereof include “SOLPERSE 33000” and “SOLPERSE 32000” and “SOLPERSE 24000” manufactured by Lubrizol Japan; “Dispersbyk 168” manufactured by BYK Chemie; Etc.
  • the active energy ray-curable ink composition may further contain a surface conditioner.
  • the surface conditioning agent is not particularly limited, but specific examples include “BYK-306”, “BYK-333”, “BYK-371”, “BYK-377”, Evonik Degussa Japan, manufactured by BYK Chemie having dimethylpolysiloxane. “TegoRad2100”, “TegoRad2200N”, “TegoRad2300” and the like manufactured by the company can be mentioned.
  • the content of the surface conditioner is preferably 0.1% by mass or more and 5.0% by mass or less with respect to the total amount of the ink composition.
  • the ink composition has preferable wettability with respect to the thermoplastic resin substrate and the like, and the active energy ray curable type is used when printing on the substrate. Since the ink composition can spread and spread without causing repelling, a particularly preferable active energy ray-curable ink composition can be obtained.
  • the active energy ray-curable ink composition may contain various additives such as a plasticizer, a polymerization inhibitor, a light stabilizer, and an antioxidant as other additives.
  • the solvent can be added within a range that achieves the object of the present application.
  • the viscosity of the active energy ray-curable ink composition is preferably 5 mPa ⁇ s to 30 mPa ⁇ s at 40 ° C., more preferably 5 mPa ⁇ s to 20 mPa ⁇ s.
  • it is set to 5 mPa ⁇ s or more and 30 mPa ⁇ s or less, it becomes possible to maintain a preferable discharge property when discharging using an ink jet apparatus, so that a more preferable active energy ray-curable ink composition is obtained. be able to.
  • the ejection property means that normal printing cannot be performed due to ink dot missing or continuous ejection during continuous printing.
  • the surface tension of the active energy ray-curable ink composition of the present invention is such that the surface tension at 40 ° C. is 20 mN / m or more and 40 mN / m or less from the viewpoint of inkjet dischargeability and discharge stability. preferable.
  • the method for producing the active energy ray-curable ink composition of the present invention is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. Moreover, when using a granular coloring material, a granular matting agent, etc., it disperse
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention is obtained by adding a surface conditioner and the like, stirring uniformly, and further filtering through a filter.
  • the laminate of the present invention is produced by printing the active energy ray-curable ink composition on a substrate, preferably by an ink jet method, and then curing with an active energy ray.
  • the printing can be performed by a conventionally known method such as an offset printing method, a gravure printing method, a spray method, or a brush coating method, but an inkjet method is preferable in that it can cope with a wide variety of small lots.
  • An image can be formed on the substrate using the active energy ray-curable ink composition.
  • an ink set of an active energy ray-curable ink composition containing color materials of various shades is prepared, and after printing by an ink jet method, the ink composition is cured to display various images on the substrate. Can be formed.
  • An active energy ray-curable ink composition for forming such a cured film and an image forming method for forming an image on a substrate are also within the scope of the present invention.
  • the substrate is not particularly limited, but a substrate having flexibility is preferable.
  • a substrate having flexibility for example, an elastomer substrate can be preferably used.
  • the elastomer substrate also includes a thermoplastic elastomer (hereinafter also referred to as “TPE”).
  • TPE refers to a polymer material that is plasticized at a high temperature and can be injection-molded and processed like a plastic and exhibits properties of a rubber elastic body (elastomer) at room temperature.
  • the TPE molecule may be a block polymer type in which a hard segment (plastic component) and a soft segment (elastic component) are chemically bonded in a single polymer, or a blend in which a hard segment and a soft segment are physically mixed. It may be a mold.
  • TPE molecules include styrene, olefin, polyurethane and the like.
  • styrene-based materials include SBS (styrene / butadiene / styrene block copolymer), SEBS (styrene / ethylene / butylene styrene block copolymer), and SEPS (styrene / ethylene / propylene / styrene block copolymer). It is done.
  • An example of the olefin type is TPO (thermoplastic olefin) in which ethylene-propylene rubber is finely dispersed in polypropylene.
  • examples of the polyurethane system include thermoplastic polyurethane (hereinafter also referred to as “TPU”). In the present invention, TPU can be suitably used in that particularly good adhesion can be imparted.
  • the present invention is an active energy ray-curable ink capable of forming a cured film having excellent bending resistance and scratch resistance even when the substrate is a thermoplastic resin substrate, the bending resistance test is repeated. However, it has excellent bending resistance that hardly causes cracks.
  • the active energy ray is preferably light having a wavelength range of 200 nm to 450 nm, and more preferably light having a wavelength range of 250 nm to 430 nm.
  • the light source is not particularly limited, and examples thereof include a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a low pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, an ultraviolet laser, sunlight, and an LED lamp.
  • the thickness of the cured film obtained by curing the active energy ray-curable ink composition of the present invention is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the color density of the cured film containing the coloring material is not decreased, and physical properties such as a decrease in design properties, decorativeness, adhesion, and extensibility are improved.
  • the thickness By setting the thickness to 100 ⁇ m or less, the ink composition can be sufficiently cured in a shorter time when the ink composition is irradiated with active energy rays, which is more preferable.
  • the cured film thickness is measured by applying an ink composition to a PET film (A4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) under the same coating conditions as the prepared cured film, and measuring the thickness of the obtained cured film with a micrometer. did. The measurement was performed at 10 points per sample, and the average value of these was taken as the average film thickness. The same applies to the protective layer and primer described later.
  • the cured film formed from the active energy ray-curable ink composition of the present invention can be used as a decorative layer as long as it contains a coloring material as described above, but it can be added without adding a coloring material. If it discharges on a decoration layer, this cured film itself can also be utilized as an overcoat layer which protects a cured film. Furthermore, it can utilize also as a primer layer for improving both adhesiveness by forming between a base-material surface and a cured film. An active energy ray-curable ink composition that forms such a cured film is also within the scope of the present invention.
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention may be used to form a decorative layer, an overcoat layer, or a primer layer independently only with a cured film formed by the active energy ray-curable ink composition of the present invention. Or a combination of these layers.
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention in which a coloring material is added to the active energy ray-curable ink composition of the present invention to form a decorative layer, and no coloring material is added on the decorative layer.
  • An overcoat layer can also be formed by discharging.
  • the cured film formed with the active energy ray-curable ink composition of the present invention can also be used in combination with a decorative layer, overcoat layer or primer layer formed with a conventionally known ink composition.
  • a decorative layer e.g., an overcoat layer can be formed on the decorative layer using a conventionally known overcoat composition.
  • the thickness of the decorative layer is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. By setting the thickness to 1 ⁇ m or more, the color density of the decorative layer becomes appropriate, the design properties and decorative properties are improved, and physical properties such as adhesion and extensibility are improved. A thickness of 100 ⁇ m or less is preferable because the ink composition can be sufficiently cured in a short time when the ink composition is irradiated with active energy rays.
  • any method may be used to form these layers, for example, spray coating, towel, sponge, non-woven fabric, tissue-based coating, etc. , Dispenser, brush coating, gravure printing, flexographic printing, silk screen printing, ink jet, thermal transfer method, etc. may be used.
  • an overcoat layer comprising a conventionally known overcoat agent or the ink composition of the present invention is used as an overcoat agent on the surface of the cured film of the ink composition of the present invention.
  • An overcoat layer formed by use may be further formed.
  • the overcoat layer is not limited to being formed on the surface of the layer made of the cured film of the ink composition, but may be directly formed on the surface of the substrate, or may be formed on the surface of the substrate. You may form in the surface of the primer layer mentioned later.
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention can be preferably used.
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention By using the active energy ray-curable ink composition of the present invention, excellent bending resistance and scratch resistance can be realized.
  • an overcoat layer is formed with an overcoat agent using the active energy ray-curable ink composition of the present invention on a cured film using the active energy ray-curable ink composition of the present invention, the curing is performed. Since the film and the overcoat layer have the same composition, their adhesion is extremely high. Therefore, it is particularly preferable to use the active energy ray-curable ink composition of the present invention as an overcoat agent for the cured film of the active energy ray-curable ink composition of the present invention.
  • the thickness of the overcoat layer is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. By setting it to 1 ⁇ m or more, the decorative print layer can be appropriately protected, which is preferable. Moreover, it is preferable for the thickness to be 100 ⁇ m or less because the drying time can be shortened to form an overcoat layer and the productivity can be improved.
  • the Tg which made the amount of active ingredients 20 mass% or more and less than 60 mass% is 50 degrees C or less.
  • a composition containing a silicone-modified (meth) acrylic emulsion can also be used.
  • OP-11, OP-13, OP-39, OP-53, OP-55 are commercially available resin compositions for forming a surface protective layer containing a silicone-modified (meth) acrylic emulsion. Is mentioned.
  • the Tg of the silicone-modified (meth) acrylic emulsion containing any of these is 50 ° C. or less, the elongation of the cured film is good. Moreover, it has a high followability to the substrate even under conditions where repeated stress is applied.
  • the design property is imparted to the overcoat layer by adjusting the discharge amount of the ink composition and the conditions such as the time from the discharge of the ink composition to the irradiation of the active energy ray.
  • the surface after discharging the ink composition, the surface can be made glossy by irradiating active energy rays after a predetermined time has elapsed, and the surface can be quickly irradiated by irradiating active energy rays after discharging. It can be matte.
  • unevenness can be imparted by increasing / decreasing the discharge amount per time depending on the discharge location, and unevenness difference from other locations by repeating the ejection of the ink composition and the irradiation of the active energy ray at the same location. Can also be given.
  • An active energy ray-curable ink composition for forming such a cured film and an image forming method for forming an uneven image are also within the scope of the present invention.
  • Such an overcoat layer is desirably formed by an ink jet method from the viewpoint of easy condition adjustment.
  • Primer layer A primer formed with a conventionally known primer for the purpose of improving the adhesion between layers (for example, a base layer and a decorative layer, a base layer and an overcoat layer, and a decorative layer and an overcoat layer).
  • a layer or a cured film formed from the ink composition of the present invention may be provided as a primer layer.
  • a primer layer is formed with the active energy ray-curable ink composition of the present invention.
  • the active energy ray-curable ink composition of the present invention since the cured film and the primer layer have the same composition, their adhesion is extremely high. Therefore, it is particularly preferable to use the active energy ray-curable ink composition of the present invention as a primer agent.
  • examples of the primer composition include resin compositions containing the above silicone-modified (meth) acrylic emulsion, chlorinated polyolefin, and the like.
  • a primer composition containing a silicone-modified (meth) acrylic emulsion having a Tg of 50 ° C. or lower is preferred in terms of adhesion to a substrate, followability, adhesion to an active energy ray-curable ink composition, flexibility, and the like. .
  • a silicone modification (meth) acrylic-type emulsion As an active ingredient amount of a silicone modification (meth) acrylic-type emulsion, 10.0 mass% or more and less than 80.0 mass% are preferable, and 20.0 mass% or more and less than 60 mass% are more. preferable. By setting it as 10 mass% or more, in order to form a primer layer, it is preferable at the point which productivity improves from the point of drying time. By making it less than 80.0 mass%, it is preferable at the point which becomes easy to apply
  • the curing agent examples include polyisocyanate. It is preferable that content of a hardening
  • a primer agent having a concealing property by adding a concealing pigment to the primer agent.
  • a primer agent having a concealing property for example, when the base material is colored, the base material color can be concealed, so that the design and color development can be improved when the decorative layer is formed.
  • Conventionally known hiding pigments can be used as the hiding pigment, and for example, white pigments such as titanium oxide, hiding pigments such as aluminum paste and pearl pigments can be used.
  • a primer agent containing titanium oxide is preferable in order to improve the designability and color developability of the decorative layer.
  • the content of titanium oxide is preferably 1 part by mass or more and 50.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the primer agent. By setting it as 1 mass part or more, the designability and coloring property after printing improve significantly. By setting it to 50 parts by mass or less, the followability of the cured film is improved.
  • the thickness of the primer layer is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness is 1 ⁇ m or more, the adhesion between the tire surface and the decorative print layer is significantly improved, and in the case of a primer layer containing a concealing pigment, the design and color developability after printing the decorative print layer are significant. It is preferable because it can be improved.
  • the thickness it is preferable for the thickness to be 100 ⁇ m or less because the drying time can be shortened to form an overcoat layer and the productivity can be improved.
  • primer agents examples include PR-12 and PR-13 (both manufactured by DNP Fine Chemical Co.) containing titanium oxide and silicone-modified (meth) acrylic emulsion.
  • Table 1 shows the number of moles of each monomer in 100 g of the ink composition in Examples
  • Table 2 shows mol% of each monomer in the total amount of monomers of the ink composition in Examples.
  • Table 3 shows the number of moles of each monomer in 100 g of the ink composition in the comparative example
  • Table 4 shows mol% of each monomer in the total amount of monomers of the ink composition in the comparative example.
  • the total amount of monomer A in the total amount of all monomers of the ink compositions in the examples and comparative examples, mol% of the total amount of monomer B, mol% of the total amount of monomer C, and the total amount of monomer A in all monofunctional monomers The mol% of the amount is shown in Table 5 and Table 6.
  • thermoplastic polyurethane sheet (hereinafter referred to as “TPU sheet”) having a thickness of 0.3 mm as a base material.
  • TPU sheet thermoplastic polyurethane sheet
  • Each sample was produced on the surface of the substrate by the inkjet method using the composition constituting the decorative printing layer shown in Tables 3 and 4.
  • the ink composition was cured using a UV-LED lamp under the conditions of an integrated light quantity of 1200 mJ / cm 2 and a peak illuminance of 450 mW / cm 2 (all in the UV-V wavelength region (395 to 445 nm)).
  • the measurement of the integrated light amount and the peak illuminance was performed using an ultraviolet light meter UV Power Pack 2 (manufactured by Heraeus Co., Ltd.). Thereby, the decorative printing layer was produced.
  • the bending resistance was evaluated by a 90 ° bending test.
  • the 90 ° bending test was performed by visually evaluating the presence or absence of cracks in the cured film when the laminates of Examples and Comparative Examples were bent at 90 °.
  • the results are shown in Table 7.
  • the case where there was no crack was indicated as “ ⁇ ”
  • the case where a crack was observed in a very small part was indicated as “ ⁇ ”
  • the case where a crack was observed on the entire surface was indicated as “X”.
  • a 180 ° bending test was performed in addition to the above evaluation of the bending resistance, and the presence or absence of cracks in the cured film was visually evaluated in the same manner as when the laminate was bent at 90 °. .
  • a cured film made of an active energy ray-curable ink composition having C of 2.0 mol% or more and 10.0 mol% or less has not only curability but also good adhesion to a thermoplastic polyurethane. I understand.
  • the cured film of the present invention is excellent in the balance between flex resistance and scratch resistance, which are inherently in a trade-off relationship, and is excellent in flex resistance and scratch resistance. It turns out that it is the outstanding active energy ray hardening-type ink composition which can be used also with respect to a flexible base material.
  • the active energy ray-curable ink compositions according to Examples 6, 7, 9, and 11 to 15 include 3.5 mol% or more and 10.0 mol% or less of monomer B), and 2. contain monomer C). Since it is 4 mol% or more and 5.8 mol% or less, it turns out that it is an active energy ray hardening-type ink composition which forms the cured film which was especially excellent in the balance of bending resistance and scratch resistance.
  • a 180 ° bending test was performed. As a result, no cracks were found when the bending resistance was evaluated at 90 °.
  • the active energy ray-curable ink composition in which the monomer B) is 3.5 mol% or more and 10.0 mol% or less, more preferably 5.0 mol% or more and 9.5 mol% or less has flex resistance. It was confirmed to be an active energy ray-curable ink composition that forms an excellent cured film.
  • Comparative Example 1 containing no cyclic structure monofunctional monomer formed a cured film that was not good in scratch resistance because the curing was slower than in the Examples.
  • the cured film made from the active energy ray-curable ink according to Comparative Example 2 including an amount of the monofunctional monomer having a cyclic structure of less than 80.0 mol% a sufficiently long crosslinking point distance could not be obtained.
  • a cured film having poor bending resistance was formed.
  • the bifunctional monomer having a molecular weight / functional group number of less than 200 is included, and the comparative example 3 in which the monomer B) is not included and the comparative example 10 in which the bifunctional monomer itself is not included and the monomer B) are included.
  • the cured film of Comparative Example 4 in which the content ratio of monomer B) is not included is not less than 2.8 mol%, so that the flexibility is lowered, and thus a cured film that cannot be said to have good bending resistance is formed.
  • Comparative Example 5 containing the monomer B) in an amount exceeding 15.0 mol% formed a cured film having poor scratch resistance.
  • a tetrafunctional or higher functional monomer having a molecular weight / number of functional groups of less than 100 is included, and although the monomer C) is not included in Comparative Example 6 and the monomer C), the monomer C) content ratio is 2.
  • Cured film of Comparative Example 7 in which the content ratio of Comparative Example 7 and monomer C) not containing 0.0 mol% or more is more than 10.0 mol% and in which the tetrafunctional monomer itself is not contained In either case, it is not possible to obtain a good balance between bending resistance and scratch resistance, and a cured film having inferior bending resistance or scratch resistance is formed, and the active energy ray curing according to the present invention is performed. It was confirmed that a good cured film was not formed as compared with the type ink composition.
  • Articles for which the active energy ray-curable ink composition of the present invention can be used include automobile members, household appliance members, electronic device members, battery members, information office equipment members, optical members, household goods, industrial members It can be widely used for building materials, flooring materials, packaging materials, etc. Specifically, it can be used for rubber and plastics, hoses, packaging films, packaging materials, tubes, synthetic leather, electronic device exterior materials, and the like.

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Abstract

 柔軟性を有する基材に対しても追従性に優れたインク組成物を提供する。 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物は、活性エネルギー線重合性モノマーと、活性エネルギー線重合開始剤とを含有し、活性エネルギー線重合性モノマーとして、モノマーA):環状構造を有する単官能モノマーと、モノマーB):分子量/官能基数≧200の2官能モノマーと、モノマーC):分子量/官能基数≧100の4官能以上モノマーを含有する。モノマーA)を含む単官能モノマーの合計が80.0mol%以上であり、モノマーB)が2.8mol%以上15.0mol%以下、モノマーCが2.0mol%以上10.0mol%以下である。6官能基以上8官能基以下のモノマーが1.0mol%以上6.0mol%以下含有することが好ましい。

Description

活性エネルギー線硬化型インク組成物、このインク組成物を用いた積層体、及び基材上に像を形成する像形成方法
 本発明は、活性エネルギー線硬化型インク組成物、このインク組成物を常温で高い柔軟性を有する基材上へインクジェット方式で印刷した積層体、このインク組成物を使用して基材上に画像、凹凸像、又は画像と凹凸像を形成する像形成方法に関する。
 従来より、紫外線、電子線その他の活性エネルギー線によって硬化する活性エネルギー線硬化型インク組成物の開発が進められている。活性エネルギー線硬化型インク組成物は速乾性があるため、プラスチック、ガラス、コート紙等、インクを吸収しない又はほとんど吸収しない基材に印字する場合であっても、インクの滲みを防止できる。活性エネルギー線硬化型インク組成物は、重合性モノマー、重合開始剤、顔料その他の添加剤等から構成されている。
 近年、基材がプラスチック、ガラス、コート紙等である場合に限らず、ポリエチレンテレフタレート樹脂、塩化ビニル樹脂、エラストマー等、柔軟性を有する場合であっても印字できることが求められている。この場合、熱成形時において曲げや引張り等の工程を含むため、硬化後のインクには、柔軟性等の特性が要求される。このような活性エネルギー線硬化型インク組成物の例として、(A)反応成分中に20質量%以上65質量%以下のホモポリマーのガラス転移点が0℃以下のアクリレートモノマーと、(B)脂環式構造を有する単官能アクリレートと、(C)脂環式構造を有する多官能アクリレートと、を含有するものが提案されている(特許文献1参照)。このインク組成物をポリエチレンテレフタレート樹脂及び塩化ビニル樹脂に印字した積層体は、柔軟性、伸長耐久性、耐擦性及び耐候性に優れたものとなり、車体のような曲面を有する物品に引き延ばして貼付しても、伸長度における耐久性を有しているのでクラックや剥がれが生じることが無い。
 また、ポリエチレンテレフタレート樹脂や塩化ビニル樹脂の他にも、ポリカーボネート基材上に形成した活性エネルギー線硬化型インクが、190℃環境下において、所定の破断伸びと架橋点間分子量との関係を満足する活性エネルギー線硬化型インクが提案されている(特許文献2参照)。
特開2011-162703号公報 特許第4923523号公報
 近年、機能性の観点からシリコーン樹脂のような形状が変形する柔軟性の高い基材に活性エネルギー線硬化型インクが用いることについての要望がある。しかし、シリコーン樹脂は、柔軟性を有する基材ではあるものの、埃等が付きやすく、また黄変し易いため製品として意匠性等の劣るものとなってしまうという問題がある。
 上記の問題から、特に近年は、常温においても柔軟性の高い熱可塑性樹脂等の利用が注目を集めており、常温においても柔軟性の高い熱可塑性樹脂等に適した活性エネルギー線硬化型インクの開発が望まれている。しかし、例えば特許文献2に係る活性エネルギー線硬化型インクは、熱可塑性樹脂等に比べ柔軟性の低いポリカーボーネートに適合した活性エネルギー線硬化型インクであるため、ポリカーボネートよりも柔軟性の高い熱可塑性樹脂基材等の基材に必ずしも用いることはできない。柔軟性がより高い基材は、常温で基材が変形するため、硬化膜が基材の変形に追随して亀裂を生じないようにより高い耐屈曲性や耐傷性等の物性が要求されるためである。しかし、耐屈曲性と耐傷性は基本的にトレードオフの関係にあるため、柔軟性のより高い熱可塑性樹脂等の基材に適した耐屈曲性及び耐傷性を両立させた硬化膜を形成する活性エネルギー線硬化型インクは、未だ開発されていないのが実情である。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、例えば熱可塑性樹脂基材のような常温で高い柔軟性を有する基材上に対しても塗布することができ、その硬化膜は耐屈曲性及び耐傷性を両立させることのできる優れた活性エネルギー線硬化型インク組成物を提供することである。
 本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねたところ、活性エネルギー線重合性モノマーを含有する活性エネルギー線硬化型インク組成物において、活性エネルギー線重合性モノマーの組成を検討することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
 (1)活性エネルギー線重合性モノマーとして、モノマーA):環状構造を有する単官能モノマーと、モノマーB):分子量/官能基数≧200の2官能モノマーと、モノマーC):分子量/官能基数≧100の4官能以上のモノマーと、を含有し、前記活性エネルギー線重合性モノマーの全量における、前記モノマーA)を含む単官能モノマーの合計含有量が80.0mol%以上であり、前記モノマーB)の含有量が2.8mol%以上、15.0mol%以下であり、前記モノマーC)の含有量が2.0mol%以上、10.0mol%以下である活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (2)前記単官能モノマー全体に対する前記モノマーA)の含有量比が、60.0mol%以上、100.0mol%以下である(1)に記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (3)前記活性エネルギー線重合性モノマーの全量における、前記モノマーB)の含有量が3.5mol%以上、10.0mol%以下である(1)又は(2)に記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (4)前記活性エネルギー線重合性モノマーの全量における、前記モノマーC)の含有量が2.4mol%以上、5.8mol%以下である(1)から(3)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (5)前記モノマーC)として、分子量/官能基数≧100の6官能以上8官能以下のモノマーを含有する(1)から(4)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (6)前記分子量/官能基数≧100の6官能以上8官能以下のモノマーの含有量が、前記活性エネルギー線重合性モノマーの全量に対して1.0mol%以上、6.0mol%以下含有する(5)に記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (7)インクジェット用インクとして用いられる(1)から(6)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 
 (8)前記モノマーA)の分子量が1000以下である(1)から(7)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (9)前記単官能モノマー全体に対する前記モノマーA)の含有量比が、80.0mol%以上、100.0mol%以下である(1)から(8)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (10)前記モノマーA)がベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、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、γ-ブチロラクトンアクリレート、クレゾールアクリレート、2-アクリロイロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2-アクリロイロキシプロピルフタレート、パラクミルフェノキシエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、1-アダマンチルアクリレート、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、3-3-5-トリメチルシクロヘキサノールアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレートからなる群より選ばれた少なくとも一種以上のモノマーであってアルコキシ変性、及びカプロラクトン変性を有してもよいモノマーである(1)から(9)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (11)前記モノマーB)の分子量が400以上3500以下である(1)から(10)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (12)前記モノマーB)の分子量が400以上3124以下である(1)から(11)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (13)前記モノマーC)の分子量が400以上3000以下である(1)から(12)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (14)前記モノマーC)の分子量が482以上2659以下である(1)から(13)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
 (15)基材上に、(1)から(14)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物の硬化膜であるインク硬化膜層が形成された積層体。
 (16)前記基材が熱可塑性ポリウレタン樹脂である(15)に記載の積層体。
 (17)(1)から(14)のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物を使用して基材上に画像、凹凸像、又は画像と凹凸像を形成する像形成方法。
 本発明によれば、常温で柔軟性を有する基材(以下、単に柔軟性基材ということがある)上に対しても耐屈曲性及び耐傷性を両立させた硬化膜を形成し得る活性エネルギー線硬化型インク組成物を提供できる。
 以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
 <活性エネルギー線硬化型インク組成物>
 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物は、環状構造を有する単官能モノマーA)と、「分子量/官能基数≧200」である2官能モノマーB)と、「分子量/官能基数≧100」である4官能以上のモノマーC)とを含有する。そして、活性エネルギー線重合性モノマーの全量における全単官能モノマーが80.0mol%以上、活性エネルギー線重合性モノマーの全量におけるモノマーB)が2.8mol%以上15.0mol%以下、活性エネルギー線重合性モノマーの全量におけるモノマーC)が2.0mol%以上10.0mol%以下、で構成される。ここで、mol%とは、ある物質のモル数を全てのモル数の和で割ったものの百分率を意味する。
 (単官能モノマー)
 [モノマーA):環状構造を有する単官能モノマー]
 環状構造を有する単官能モノマーは、モノマーA)(以下、「モノマーA)」ともいう。)環状構造を有する。モノマーA)の構造は、活性エネルギー線による硬化に影響を与え、環状であることによって、硬化速度が速くなり、耐傷性が向上する。
 モノマーA)の例として、環状構造としては芳香族環、脂肪族環、又はヘテロ環のいずれでもよい。具体的には、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、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、γ-ブチロラクトンアクリレート、クレゾールアクリレート、2-アクリロイロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタレート、2-アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2-アクリロイロキシプロピルフタレート、パラクミルフェノキシエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、1-アダマンチルアクリレート、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、3-3-5-トリメチルシクロヘキサノールアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレート、これらのアクリレートにアルコキシ変性、及びカプロラクトン変性等の各種変性を有するもの、及び(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、N-ビニルカプロラクタム、イミドアクリレート、等が挙げられる。中でも粘度が低く、硬化性が良い特性を有することから、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレートなどの芳香族モノマーや、イソボルニルアクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、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、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、3-3-5-トリメチルシクロヘキサノールアクリレートなどの脂環構造を有する単官能モノマーから選択されるいずれか1以上のモノマーであることが好ましく、より好ましくは、芳香族モノマーであるベンジルアクリレートや、イソボルニルアクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、3-3-5-トリメチルシクロヘキサノールアクリレートなどの脂環構造を有する単官能モノマーである。ベンジルアクリレートを使用することで、組成物として適度な構成を有しつつ、低粘度とすることができる。脂環構造を有する化合物は基材への濡れ性が高いため良好である。特にベンジルアクリレートと脂環構造を有する単官能モノマーを併用することで、低粘度及び適度な硬化性を有しつつ、基材への濡れ性の高さを兼ね揃えることが可能であるため特に好ましい。また、モノマーA)の分子量は1000以下とすることが好ましく、800以下とすることがより好ましく、500以下とすることがさらに好ましい。モノマーA)の分子量を1000以下とすることで、活性エネルギー線硬化型インクの粘度を低くすることができ、また、活性エネルギー線硬化型インク組成物により形成される硬化膜の硬化速度が速くなり、硬化膜の耐傷性が向上することができる。
 [その他の単官能モノマー]
 本発明の単官能モノマーには、活性エネルギー線硬化型インク組成物に含まれる単官能モノマーの合計が80.0mol%以上に範囲であれば必要に応じて、イソオクチルアクリレート、トリデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソデシルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリプロピレングリコールアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート等の非環状の単官能モノマーを入れることもできる。単官能モノマーの合計が80.0mol%未満の場合、多官能モノマーが多すぎて架橋密度が高くなり、耐屈曲性が低下し、また活性エネルギー線硬化型インク自体の粘度が高くなるため、インクジェット等の方式で印字する場合に吐出が困難となるため好ましくない。
 モノマーA)の含有量は、単官能モノマー全体における含有量比で、モノマーA)が60.0mol%以上100.0mol%以下であることが好ましく、80.0mol%以上100.0mol%以下であることがより好ましい。環状構造を有するモノマーA)が60.0mol%以上100.0mol%以下であることで、非環状の単官能モノマーと比べ硬化速度をより向上させることができる。そのため、硬化不足による耐傷性の低下を防ぐことができ、耐傷性を向上させた優れた硬化型インク組成物とすることができる。
 [モノマーB):「分子量/官能基数≧200」である2官能モノマー]
 活性エネルギー線重合性モノマーは、モノマーB):「分子量/官能基数≧200」である2官能モノマー(以下、「モノマーB)」ともいう。)を含有する。モノマーB)は耐屈曲性の向上に寄与する。分子量/官能基数が200以上である2官能モノマーであれば、活性エネルギー線硬化型インクが架橋により硬化したときに、架橋点間に十分な距離を確保することができるため、十分な耐屈曲性を得ることができる。なお、モノマーB)の分子量/官能基数は2000以下であることが好ましく、1600以下であることがさらに好ましい。分子量/官能基数が2000以下であることで、本発明の活性エネルギー線硬化型インクの硬化膜内の架橋点を十分に確保することができることとなるため、当該硬化膜の耐傷性を向上させることができる。
 モノマーB)のうち、「分子量/官能基数≧200」である2官能モノマーの例として、1,6-ヘキサンジオールジアクリレートの例えばエチレンオキサイド変性(EO変性)(5)(分子量=446、分子量/官能基数=223)、プロピレンオキサイド変性(PO変性)(3)(分子量=400、分子量/官能基数=200))、ネオペンチルグリコールジアクリレートの例えばPO変性(8)(分子量=676、分子量/官能基数=338)、PO変性(16)(分子量=1140、分子量/官能基数=570))、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の例えばカプロラクトン変性(2)(分子量=554、分子量/官能基数=277)、カプロラクトン変性(4)(分子量=782、分子量/官能基数=391))、ポリアルキレングリコールジアクリレートの例えばEO変性(9)(分子量=508、分子量/官能基数=254)、EO変性(14)(分子量=742、分子量/官能基数=371)、EO変性(23)(分子量=1138、分子量/官能基数=569)、EO変性(46)(分子量=2150、分子量/官能基数=1075)、PO変性(7)(分子量=532、分子量/官能基数=266)、PO変性(12)(分子量=822、分子量/官能基数=411)、PO変性(12)&EO変性(6)(分子量=1086、分子量/官能基数=543)、PO変性(6)&EO変性(12)(分子量=1002、分子量/官能基数=501)、PO変性(4)&EO変性(12)(分子量=886、分子量/官能基数=443)、PO変性(4)&EO変性(17)(分子量=1106、分子量/官能基数=553)、PO変性(13)&EO変性(5)(分子量=3124、分子量/官能基数=1562)、ブチレンオキサイド変性(BO変性)(9)(分子量=774、分子量/官能基数=387)、BO変性(14)(分子量=1134、分子量/官能基数=567))、アルコキシ化ビスフェノールAジアクリレートの例えばEO変性(2)(分子量=424、分子量/官能基数=212)、EO変性(3)(分子量=468、分子量/官能基数=234)、EO変性(4)(分子量=512、分子量/官能基数=256)、EO変性(10)(分子量=776、分子量/官能基数=388)、EO変性(20)(分子量=1216、分子量/官能基数=608)、EO変性(30)(分子量=1656、分子量/官能基数=828PO変性(3)(分子量=510、分子量/官能基数=255)、PO変性(6)&EO変性(3)(分子量=816、分子量/官能基数=408))、及びこれらの変性数違い、変性種違い、構造違いの(メタ)アクリレート等が挙げられる。モノマーB)の分子量は、400以上3500以下であることが好ましく、400以上3124以下であることがさらに好ましい。モノマーB)の分子量が400以上であることで、架橋点間に十分な距離を確保することができ、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物の硬化膜の耐屈曲性を向上させることができる。モノマーB)の分子量が3500以下であることで、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物の硬化膜内の架橋点を十分に確保することができるため、当該硬化膜の耐傷性を向上させることができる。
 モノマーB)の含有量は、活性エネルギー線硬化型モノマー全量に対して2.8mol%以上15.0mol%以下であり、3.5mol%以上10.0mol%以下であることが好ましく、5.0mol%以上9.5mol%以下であることがより好ましい。2.8mol%未満であると架橋点間距離が短くなるため、長いネットワークを形成することができず、耐屈曲性が低下する傾向がある。また、15.0mol%を超えると架橋密度が低くなるため、耐屈曲性は有するものの耐傷性が低下する傾向がある。
 [モノマーC):「分子量/官能基数≧100」である4官能以上のモノマー]
 「分子量/官能基数≧100」である4官能以上のモノマーは、モノマーC):分子量/官能基数が100以上である4官能モノマー(以下、「モノマーC)」ともいう。)を含有する。分子量/官能基数が上記範囲で適量配合することにより硬化膜の耐屈曲性及び耐傷性がバランスよく向上する。なお、モノマーC)の分子量/官能基数は500以下であることが好ましい。分子量/官能基数が500以下であれば、本発明の活性エネルギー線硬化型インクの硬化膜内の架橋点を十分に確保することができるため、当該硬化膜の耐傷性を向上させることができる。
 モノマーC)の例として、ペンタエリスリトールテトラアクリレートの例えばEO変性(4)(分子量=528、官能基数=4、分子量/官能基数=132)、EO変性(35)(分子量=1892、官能基数=4、分子量/官能基数=473)PO変性(4)(分子量=584、官能基数=4、分子量/官能基数=146)、PO変性(10)(分子量=932、官能基数=4、分子量/官能基数=233)、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートの例えば、変性無し(分子量=482、官能基数=4、分子量/官能基数=121)、EO変性(4)(分子量=658、官能基数=4、分子量/官能基数=165)、PO変性(4)(分子量=714、官能基数=4、分子量/官能基数=179))、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの例えば、変性無し(分子量=525、官能基数=5、分子量/官能基数=105)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの例えば、EO変性(6)(分子量=811、官能基数=6、分子量/官能基数=135)、EO変性(12)(分子量=1075、官能基数=6、分子量/官能基数=179)、EO変性(18)(分子量=1339、官能基数=6、分子量/官能基数=223)、EO変性(24)(分子量=1603、官能基数=6、分子量/官能基数=267)、EO変性(48)(分子量=2659、官能基数=6、分子量/官能基数=443)、PO変性(6)(分子量=895、官能基数=6、分子量/官能基数=149)、カプロラクトン変性(2)(分子量=775、官能基数=6、分子量/官能基数=129)、カプロラクトン変性(3)(分子量=889、官能基数=6、分子量/官能基数=148)、カプロラクトン変性(6)(分子量=1231、官能基数=6、分子量/官能基数=205)、カプロラクトン変性(12)(分子量=1915、官能基数=6、分子量/官能基数=319)、及びこれらの変性数違い、変性種違い、構造違いの(メタ)アクリレート等が挙げられる。モノマーC)の分子量は、400以上3000以下であることが好ましく、482以上2659以下であることがさらに好ましい。モノマーC)の分子量が400以上であることで、架橋点間に十分な距離を確保することができ、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物により形成される硬化膜の耐屈曲性を向上させることができる。モノマーC)の分子量が3000以下であることで、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物の硬化膜内の架橋点を十分に確保することができるため、当該硬化膜の耐傷性を向上させることができる。
 モノマーC)の含有量は、耐屈曲性と耐傷性のバランスを適度に向上できる点で、活性エネルギー線硬化型モノマー全量に対して2.0mol%以上10.0mol%以下であり、2.4mol%以上5.8mol%以下であることが好ましく、2.4mol%以上5.0mol%以下であることがより好ましい。2.0mol%未満であると、架橋密度が低下するため、耐傷性が悪くなる傾向がある。10.0mol%を超えると、架橋密度が高すぎるため、耐屈曲性が悪くなる傾向がある。
 また、モノマーC)として分子量/官能基数が100以上である6官能以上8官能以下のモノマーを含んでいることが耐傷性の面から好ましく、そのモノマーが1.0mol%以上6.0mol%以下含むことがより好ましい。このような6官能以上8官能以下のモノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの例えばEO変性(6)(分子量=811、官能基数=6、分子量/官能基数=135)、EO変性(12)(分子量=1075、官能基数=6、分子量/官能基数=179)、EO変性(18)(分子量=1339、官能基数=6、分子量/官能基数=223)、EO変性(24)(分子量=1603、官能基数=6、分子量/官能基数=267)、EO変性(48)(分子量=2659、官能基数=6、分子量/官能基数=443)、PO変性(6)(分子量=895、官能基数=6、分子量/官能基数=149)、カプロラクトン変性(2)(分子量=775、官能基数=6、分子量/官能基数=129)、カプロラクトン変性(3)(分子量=889、官能基数=6、分子量/官能基数=148)、カプロラクトン変性(6)(分子量=1231、官能基数=6、分子量/官能基数=205)、カプロラクトン変性(12)(分子量=1915、官能基数=6、分子量/官能基数=319)、及びこれらの変性数違い、変性種違い、構造違いの(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお例えば、分子量/官能基数が100以上である6官能以上8官能以下のモノマーが1.0mol%含有している場合は、分子量/官能基数≧100である6官能以上8官能以下のモノマーを除く4官能以上のモノマー、つまり4官能以上6官能未満、又は8官能超のモノマーの合計が1.0mol%以上9.0mol%以下含有することでモノマーC)の含有量が2.0mol%以上、10.0mol%以下という要件を満たすことができる。
 また、モノマーA)~C)に加え、本発明の目的を達成できる範囲で、さらに別のモノマーを適宜加えてもよい。例えば、2官能モノマーであって分子量/官能基数が200未満のもの、3官能モノマー、4官能以上モノマーであって分子量/官能基数が100未満のものなどの、その他のモノマーを含有していてもよい。具体的には、1,4-ブタンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセリントリアクリレート、及びこれらの変性数違い、変性種違い、構造違いの(メタ)アクリレート等に例示される多官能モノマーを加えてもよい。また、ポリウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレートのようなものを加えることもできるが、これらのような比較的高い粘性を有するモノマーを含有した活性エネルギー線硬化型インク組成物は、そのインク全体の粘度が高くなるため、例えば、インクジェット装置を用いて吐出する場合に吐出圧力によっては吐出し難くなる場合がある。そのため、これらのアクリレートを含有するときはモノマー全量に対して10.0質量%以下包含されていることが好ましく、5.0質量%以下包含されていることがより好ましく、実質的に包含していないことがさらに好ましい。なお、実質的に包含していないとは、モノマー全量に対してその他のモノマーが1.0質量%以下であることをいう。なお、本発明におけるモノマーとは、その分子量によってはオリゴマーとも称される化合物をも含む概念である。
 また、本願発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物は、全単官能モノマーとモノマーBとモノマーCとその他のモノマーとの合計量が、モノマー全量に対して80.0質量%以上であることが好ましく、90.0質量%以上であることがより好ましく、実質的に100.0質量%であることが好ましい。ここで、実質的に100.0質量%とは、モノマー全量に対してモノマーAとモノマーBとモノマーCとその他のモノマーとの合計量が99.0質量%以上であることをいう。
 本発明に係るモノマーA)~C)を特定量とした活性エネルギー線硬化型インク組成物は、従来の活性エネルギー線硬化型インクと比較すると2官能以上の多官能モノマー成分が従来のインク組成と比較して多く含まれている。また、モノマーの分子量/官能基数が高く、硬化すると2重結合間距離が長い多官能モノマー同士が重合し架橋することになる。その結果、従来の活性エネルギー線硬化型インクに比べ架橋間距離が増大する。そのため、屈曲時においてもクラックが入りづらい塗膜を形成することを可能にし、耐屈曲性に優れた活性エネルギー線硬化型インクとすることができる。また、このように多官能モノマーの構成を2官能と4官能以上のモノマーとすることで、架橋点間距離を長く保ちつつ、架橋点の数を一定量以上確保することが可能となる。その結果、本来トレードオフの関係にある耐屈曲性と耐傷性とを両立した活性エネルギー線硬化型インクを得ることができる。
 なお、本発明においては、反応性を有しないポリマー成分を更に含有していてもよい。このようなポリマー成分としては、アクリル樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂などが例示できる。
 [活性エネルギー線重合開始剤]
 活性エネルギー線硬化型インク組成物は、必要に応じて活性エネルギー線重合開始剤を含有してもよい。活性エネルギー線は、ラジカル、カチオン、アニオン等の重合反応の契機となり得るエネルギー線であれば、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波のほか、電子線、プロトン線、中性子線等のいずれであってもよいが、硬化速度、照射装置の入手容易さ、価格等の観点において、紫外線照射による硬化が好ましい。活性エネルギー線重合開始剤としては、活性エネルギー線の照射により活性エネルギー線硬化型インク組成物中のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の重合反応を促進するものであれば特に限定されず、従来公知の活性エネルギー線重合開始剤を用いることができる。活性エネルギー線重合開始剤の具体例として、例えば、チオキサントン等を含む芳香族ケトン類、α-アミノアルキルフェノン類、α-ヒドロキシケトン類、アシルフォスフィンオキサイド類、芳香族オニウム塩類、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物等が挙げられる。
 活性エネルギー線重合開始剤の量は、活性エネルギー線重合性モノマーの重合反応を適切に開始できる量であればよく、活性エネルギー線硬化型インク組成物全体に対して1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、3.0質量%以上20.0質量%以下であることがより好ましい。なお、本発明においては、活性エネルギー線重合開始剤は必ずしも必須でなく、例えば活性エネルギー線として電子線を用いる場合には活性エネルギー線重合開始剤は用いなくてもよい。
 [色材]
 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物は、必要に応じて色材を含有しても良い。色材を含有することで、硬化膜を加飾用の硬化膜(加飾層)として好ましく用いることができる。色材は、従来の油性インク組成物に通常用いられている無機顔料又は有機顔料であればどのようなものであってもよく、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化チタン、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、ジケトピロロピロール、アンスラキノン、ベンズイミダゾロン、アンスラピリミジン、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、アルミペースト、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、沈降性硫酸バリウム、パール顔料等が挙げられる。
 活性エネルギー線硬化型インク組成物の顔料の好ましい分散粒径は、レーザー散乱法による体積平均粒径で10nm以上、300nm以下であることが好ましい。体積平均粒径を10nm以上、300nm以下にすることで、耐光性を維持することが可能となることや、分散の安定化が可能となり顔料の沈降やインクジェット記録装置でインクジェットインクを吐出する際でのヘッド詰まりや吐出曲がりが発生する可能性が軽減することが可能となるため、より好ましい活性エネルギー線硬化型インク組成物とすることができる。
 本発明において、顔料を用いる場合、その含有量は適宜調整されればよい。顔料の種類によっても異なるが、インクジェットインク組成物全体における、顔料の含有量は、分散性と着色力を両立する点から、有機顔料の場合、0.1質量%以上、20.0質量%以下が好ましく、0.2質量%以上、10質量%以下がより好ましい。また、分散性と着色力を両立する点から、無機顔料の場合、1.0質量%以上、40.0質量%以下が好ましく、5.0質量%以上、20.0質量%以下がより好ましい。
 [艶消し剤]
 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物は、必要に応じて、艶消し剤を含有しても良い。艶消し剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムなどの各種の粉粒体を使用することができる。艶消し剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用しても良い。
 [分散剤]
 活性エネルギー線硬化型インク組成物は、必要に応じて分散剤を含有しても良い。分散剤としては例えば高分子分散剤が挙げられる。この高分子分散剤の主鎖はポリエステル系、ポリアクリル系、ポリウレタン系、ポリアミン系、ポリカプロラクトン系等からなり、高分子分散剤は、側鎖としてアミノ基、カルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシル基等の極性基やこれらの塩を有するのが好ましい。
 好ましい高分子分散剤はポリエステル系分散剤であり、具体例として、日本ルーブリゾール社製「SOLSPERSE33000」、「SOLSPERSE32000、「SOLSPERSE24000」;ビックケミー社製「Disperbyk168」、;味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821」等が挙げられる。
 [表面調整剤]
 活性エネルギー線硬化型インク組成物は、さらに表面調整剤を含有していてもよい。表面調整剤としては特に限定されないが、具体例としては、ジメチルポリシロキサンを有するビックケミー社製「BYK-306」、「BYK-333」、「BYK-371」、「BYK-377」、エボニックデグサジャパン社製「TegoRad2100」、「TegoRad2200N」、「TegoRad2300」等が挙げられる。
 表面調整剤の含有量は、インク組成物全量に対して0.1質量%以上、5.0質量%以下であることが好ましい。0.1質量%以上、5.0質量%以下とすることで、インク組成物が熱可塑性樹脂基材等に対し好ましい濡れ性を有することとなり、基材に印字する際に活性エネルギー線硬化型インク組成物がハジキを生じることなく濡れ広がることが可能となるため、特に好ましい活性エネルギー線硬化型インク組成物とすることができる。
 [その他の添加剤]
 また、活性エネルギー線硬化型インク組成物は、その他の添加剤として、可塑剤、重合禁止剤、光安定化剤、酸化防止剤等、種々の添加剤を含有していてもよい。溶剤は本願の目的を達成する範囲内で添加することもできる。
 [粘度]
 活性エネルギー線硬化型インク組成物の粘度は、40℃において5mPa・s以上30mPa・s以下であることが好ましく、5mPa・s以上、20mPa・s以下であることがより好ましい。5mPa・s以上、30mPa・s以下とすることで、インクジェット装置を用いて吐出する場合に、好ましい吐出性を維持することができるようになるため、より好ましい活性エネルギー線硬化型インク組成物とすることができる。ここで吐出性とは連続印刷中にインクのドット抜けが生じたり、吐出の乱れ等が生じることにより正常に印字できないことを意味する。
 また、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物の表面張力は、インクジェットの吐出性、吐出安定性の点から、40℃での表面張力が20mN/m以上、40mN/m以下であることが好ましい。
 <活性エネルギー線硬化型インク組成物の製造方法>
 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。また、粒状の色材、粒状の艶消し剤などを用いる場合は、分散機を用いて、活性エネルギー線重合性モノマー、分散剤等で分散し、その後、必要に応じて活性エネルギー線重合開始剤、表面調整剤等を添加して均一に撹拌し、さらにフィルターで濾過することによって本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物が得られる。
 <積層体の製造方法>
 本発明の積層体の製造は、上記活性エネルギー線硬化型インク組成物を、基材上へ好ましくはインクジェット方式で印刷した後、活性エネルギー線で硬化することによって行われる。印刷は、オフセット印刷方式、グラビア印刷方式、スプレー方式、刷毛塗り方式など従来公知の方式で印刷可能であるが、小ロット多品種に対応できる点でインクジェット方式であることが好ましい。なお、活性エネルギー線硬化型インク組成物を使用して基材に画像を形成することができる。例えば、様々な色合いの色材をそれぞれ含有させた活性エネルギー線硬化型インク組成物のインクセットを用意し、インクジェット方式により印刷後、インク組成物を硬化することによって、基材に様々な画像を形成することができる。このような硬化膜を形成する活性エネルギー線硬化型インク組成物や基材上に画像を形成する像形成方法も本発明の範囲である。
 [基材]
 基材は特に限定されないが、柔軟性を有する基材が好ましい。柔軟性を有する基材としては、例えばエラストマー基材などを好ましく用いることができる。エラストマー基材は、熱可塑性エラストマー(以下、「TPE」ともいう。)も含む。TPEとは、高温で可塑化されプラスチックのように射出成型や加工が可能で常温ではゴム弾性体(エラストマー)の性質を示す高分子材料をいう。
 TPE分子は、単一ポリマー中にハードセグメント(可塑性成分)とソフトセグメント(弾性成分)とが化学結合したブロックポリマー型であってもよいし、ハードセグメントとソフトセグメントとを物理的に混合したブレンド型であってもよい。TPE分子の例として、スチレン系、オレフィン系、ポリウレタン系等が挙げられる。
 スチレン系の例として、SBS(スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体)、SEBS(スチレン・エチレン・ブチレンスチレンブロック共重合体)、SEPS(スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体)等が挙げられる。オレフィン系の例として、ポリプロピレンの中に、エチレン-プロピレンゴムを微分散させたTPO(熱可塑性オレフィン)が挙げられる。また、ポリウレタン系の例として、熱可塑性ポリウレタン(以下、「TPU」ともいう。)等が挙げられる。本発明は特に良好な密着性を付与することができる点でTPUを好適に用いることができる。
 本発明は、基材が熱可塑性樹脂基材であっても、優れた耐屈曲性及び耐傷性を有する硬化膜を形成することができる活性エネルギー線硬化型インクであるため、耐屈曲試験を繰り返しても割れ等が発生しにくい優れた耐屈曲性がある。
 [活性エネルギー線による硬化]
 活性エネルギー線は、200nm以上、450nm以下の波長域の光が好ましく、250nm以上、430nm以下の波長域の光がより好ましい。光源は、特に限定されるものではなく、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、紫外線レーザー、太陽光、LEDランプ等が挙げられる。これらの光源を用い、積算光量が100mJ/cm以上、好ましくは200mJ/cm以上になるように活性エネルギー線を照射することにより、インク組成物を瞬時に硬化させることができる。
 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を硬化させた硬化膜(以下、「硬化膜」という。)の厚さは、1μm以上、100μm以下であることが好ましい。1μm以上にすることで、色材を含有する硬化膜の色濃度が薄くなることなく、意匠性や装飾性の低下や密着性、伸長性等の物性が向上するため、より好ましい。100μm以下にすることで、インク組成物に対して活性エネルギー線を照射した際に、インク組成物をより短時間で充分に硬化することができるようになるため、より好ましい。
 硬化膜の膜厚測定方法は、作製した硬化膜と同様の塗布条件でPETフィルム(東洋紡績社製、A4300)にインク組成物を塗布し、得られた硬化膜の厚さをマイクロメーターにより測定した。測定は1サンプルにつき10箇所行い、これらの平均値を平均膜厚とした。後述の保護層及びプライマーについても同様のものとする。
 [硬化膜]
 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物により形成される硬化膜は、前述したように色材等を含有していれば加飾層として用いることができるが、色材を添加せずに加飾層上に吐出すれば本硬化膜自体を硬化膜を保護するオーバーコート層として利用することもできる。さらに、基材表面と硬化膜との間に形成することで両者の密着性を向上させるためのプライマー層としても利用することができる。このような硬化膜を形成する活性エネルギー線硬化型インク組成物も本発明の範囲である。
 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物は、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物により形成される硬化膜のみで加飾層、オーバーコート層又はプライマー層をそれぞれ単独で形成することもできるし、またはこれらの層を複数組合わせて形成することもできる。例えば本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物に色材等を加え加飾層を形成し、その加飾層上に色材等を加えていない本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を吐出することでオーバーコート層を形成することもできる。また、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物により形成される硬化膜を、従来公知のインク組成物により形成される加飾層、オーバーコート層又はプライマー層と組み合わせて使用することもできる。例えば本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を加飾層として利用した場合に、その加飾層上に従来公知のオーバーコート組成物を用いてオーバーコート層を形成することもできる。
 加飾層の厚さは、1μm以上100μm以下であることが好ましい。1μm以上とすることで、加飾層の色濃度が適切になり意匠性や装飾性が向上し、また密着性や伸長性等の物性が向上するため好ましい。100μm以下とすることで、インク組成物に対して活性エネルギー線を照射した際に、インク組成物を短時間で充分に硬化することができるようになるため好ましい。
 基材にオーバーコート層やプライマー層を形成する場合、これらの層を形成する方法としてはどのような方法であってもよく、例えば、スプレー塗布、タオル、スポンジ、不織布、ティッシュ等を用いた塗布、ディスペンサー、刷毛塗り、グラビア印刷、フレキソ印刷、シルクスクリーン印刷、インクジェット、熱転写方式等のいずれであってもよい。
 [オーバーコート層]
 積層体の耐久性をより向上させることを目的に、本発明のインク組成物の硬化膜の表面に、従来公知のオーバーコート剤からなるオーバーコート層または本発明のインク組成物をオーバーコート剤として用いて形成されるオーバーコート層がさらに形成されていてもよい。なお、オーバーコート層は、インク組成物の硬化膜からなる層の表面に形成される場合に限らず、基材の表面に直接形成されていてもよいし、基材の表面に形成された、後述するプライマー層の表面に形成されていてもよい。
 オーバーコート剤としては、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を好ましく用いることができる。本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を用いることで、優れた耐屈曲性と耐傷性を実現することができる。さらに、例えば本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を用いた硬化膜に本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を用いたオーバーコート剤によりオーバーコート層を形成した場合には、当該硬化膜と当該オーバーコート層は同様の組成であるため、これらの密着性は極めて高い。そのため、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物の硬化膜用のオーバーコート剤として本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を用いることが特に好ましい。
 オーバーコート層の厚さは、1μm以上100μm以下であることが好ましい。1μm以上とすることで、加飾印刷層を適切に保護することができるため好ましい。また、100μm以下とすることで、オーバーコート層を形成するために乾燥時間が短縮され、生産性に優れたものとすることができるため好ましい。
 また、従来公知のオーバーコート剤としては、基材への追従性、耐傷性、耐薬品性等に優れることから、有効成分量を20質量%以上、60質量%未満としたTgが50℃以下のシリコーン変性(メタ)アクリル系エマルジョンを含む組成物も用いることができる。シリコーン変性(メタ)アクリル系エマルジョンを含む表面保護層形成用樹脂組成物の市販品として、OP-11、OP-13、OP-39、OP-53、OP-55(いずれもDNPファインケミカル社製)が挙げられる。これらはいずれも含有するシリコーン変性(メタ)アクリル系エマルジョンのTgが50℃以下であるために硬化膜の伸びが良好となる。また、繰返し応力がかかる条件においても、基材への高い追従性を有する。
 また、オーバーコート層を形成する際にインク組成物の吐出量やインク組成物を吐出してから活性エネルギー線照射までの時間等の条件を調節することで、オーバーコート層に意匠性を付与することもできる。例えば、表面を艶消し調やグロス調にすることや、表面の膜厚をあえて不均一にすることで凹凸が付けられた立体的で意匠性の高いオーバーコート層を形成することもできる。具体的には、インク組成物を吐出後、所定時間経過後に活性エネルギー線を照射することで表面をグロス調にすることができ、また吐出後、速やかに活性エネルギー線を照射することで表面を艶消し調とすることができる。また1回の吐出量を吐出箇所によって増減させることで凹凸を付与することもできるし、また同一箇所でインク組成物の吐出と活性エネルギー線の照射とを繰り返すことで他の箇所との凹凸差を付与することもできる。このような硬化膜を形成する活性エネルギー線硬化型インク組成物や凹凸像を形成する像形成方法も本発明の範囲である。なお、そのようなオーバーコート層は条件調整が容易である点からインクジェット方式で形成することが望ましい。
 [プライマー層]
 層間(例えば、基材層と加飾層、基材層とオーバーコート層、加飾層とオーバーコート層などの層間)の密着性を向上させる目的で、従来公知のプライマー剤により形成されるプライマー層または本発明のインク組成物により形成される硬化膜をプライマー層として設けても良い。例えば本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を用いた硬化膜を、加飾層及び/又はオーバーコート層として形成した場合に、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物によりプライマー層を形成したときには、当該硬化膜と当該プライマー層は同様の組成であるため、これらの密着性は極めて高い。そのため、プライマー剤として本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を用いることが特に好ましい。
 また、本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物以外では、プライマー組成物として上記シリコーン変性(メタ)アクリル系エマルジョンや、塩素化ポリオレフィン等を含む樹脂組成物が挙げられる。基材への密着性、追従性、活性エネルギー線硬化型インク組成物との密着性、柔軟性等の点でTgが50℃以下のシリコーン変性(メタ)アクリル系エマルジョンを含むプライマー組成物が好ましい。また、接着性を高めるため、プライマー組成物に硬化剤を加えてもよい。
 従来公知のプライマー剤としてはシリコーン変性(メタ)アクリル系エマルジョンの有効成分量としては10.0質量%以上、80.0質量%未満が好ましく、20.0質量%以上、60質量%未満がより好ましい。10質量%以上とすることで、プライマー層を形成するために乾燥時間の点から、生産性が向上する点で好ましい。80.0質量%未満とすることで、プライマー剤を塗布しやすくなる点で好ましい。
 硬化剤として、ポリイソシアネートが挙げられる。硬化剤の含有量は、プライマー剤100質量部に対して1質量部以上、50質量部以下であることが好ましい。1質量部以上とすることで、硬化剤を加えても接着性が有意に向上する点で好ましい。50質量部以下とすることで、基材への追従性が向上するため、好ましい。
  プライマー剤に隠蔽性顔料を加えることで隠蔽性を有するプライマー剤とすることができる。隠蔽性を有するプライマー剤とすることで、例えば基材が有色である場合に基材色を隠蔽することができるので、加飾層を形成したときに意匠性や発色性を向上させることができる。隠蔽性を有する顔料としては従来公知の隠蔽顔料を使用できるが、例えば、酸化チタン等の白色顔料、アルミペースト、パール顔料等の隠ぺい性顔料を用いることができる。特に、加飾層の意匠性や発色性を向上するために、酸化チタンを含有するプライマー剤が好ましい。
 プライマー剤が酸化チタンを含有する場合、酸化チタンの含有量は、プライマー剤100.0質量部に対して1質量部以上、50.0質量部以下であることが好ましい。1質量部以上にすることで、印刷後の意匠性や発色性が有意に向上する。50質量部以下にすることで、硬化膜の追従性等が向上する。
 プライマー層の厚さは、1μm以上100μm以下であることが好ましい。1μm以上とすることで、タイヤ表面と加飾印刷層との接着性が有意に向上し、隠蔽性顔料を含有するプライマー層の場合に加飾印刷層を印刷後の意匠性や発色性が有意に向上することができるため好ましい。また、100μm以下とすることで、オーバーコート層を形成するために乾燥時間が短縮され、生産性に優れたものとすることができるため好ましい。
 プライマー剤の市販品として、酸化チタン及びシリコーン変性(メタ)アクリル系エマルジョンを含有するPR-12,PR-13(いずれもDNPファインケミカル社製)が挙げられる。
 以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に何ら制限を受けるものではない。
 <インク組成物の調製(実施例1~15、比較例1~10)>
 実施例におけるインク組成物100g中の各モノマーのmol数を表1に、実施例におけるインク組成物のモノマー全量における各モノマーのmol%を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 (単位はmol数)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 (単位はmol%)
  比較例におけるインク組成物100g中の各モノマーのmol数を表3に、比較例におけるインク組成物のモノマー全量における各モノマーのmol%を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 (単位はmol数)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 (単位はmol%)
 実施例、比較例におけるインク組成物の全体モノマーの全量におけるモノマーAの合計量のmol%、モノマーB合計量のmol%、モノマーC合計量のmol%、及び全単官能モノマー中のモノマーA合計量のmol%を表5及び表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 (単位はmol%)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 (単位はmol%)
 〔インク組成物の調製〕
 各モノマーを表1及び2に示す割合になるように混合し、モノマーの濃度を89.95質量%となるように、光開始剤として2,4,6,-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド10.0質量%及び重合禁止剤としてフェノチアジン0.05質量%を混合し、50℃に加温しながら1時間撹拌した。その後、溶け残りがないことを確認した。その後、メンブレンフィルターを用いて濾過を行い、実施例1~15及び比較例1~10のインク組成物を調製した。
 <積層体の製造(実施例1~15、比較例1~10)>
 厚さ0.3mmの熱可塑性ポリウレタンシート(以下「TPUシート」という。)を基材として積層体を製造した。基材の表面に、表3及び表4に示す加飾印刷層を構成する組成物をインクジェット法にて各サンプルを作製した。そして、UV-LEDランプを用いて積算光量が1200mJ/cm、ピーク照度が450mW/cmの条件(いずれもUV-V波長領域(395~445nm))でインク組成物を硬化した。積算光量及びピーク照度の測定は、紫外線光量計UV Power Puck 2(ヘレウス株式会社製)を用いて行った。これにより、加飾印刷層を作製した。
 〔密着性の評価〕
 密着性の評価は、次のようにして行った。硬化後の加飾印刷層にセロハン粘着テープを貼り付け、加飾印刷層とセロハン粘着テープとを充分に密着した後、セロハンテープを90度で剥離したときの加飾印刷層の基材への密着の程度を判断した。結果を表7に示す。剥がれがない場合を“○”とし、剥がれがある場合を“×”とした。
 〔硬化性の評価〕
 硬化性の評価は、硬化後の塗膜を指で触れ、硬化速度及びインクの付着を確認することにより行った。結果を表7に示す。硬化が早くインクが付着しない場合を“○”とし、硬化が遅くインクが付着する場合を“×”とした。
 〔耐屈曲性の評価〕
 耐屈曲性の評価は、90°曲げ試験によって行った。90°曲げ試験は、実施例及び比較例の積層体を90°に折り曲げたときに硬化膜の亀裂の有無を目視で評価することにより行った。結果を表7に示す。亀裂がない場合を“○”とし、極一部に亀裂が見られた場合を“△”とし、全面に亀裂が見られた場合を“×”とした。また、実施例9及び12~15については、上記耐屈曲性の評価に加え180°曲げ試験を行い、積層体を90°に折り曲げたときと同様に硬化膜の亀裂の有無を目視で評価した。
 〔耐傷性の評価〕
 耐傷性の評価は、硬化後の塗膜をコインで削り、傷の有無を確認することにより行った。結果を表7に示す。コインにより傷が全く付着しなかった場合を“◎”とし、コインにより傷がほとんど付着しなかった場合を“○”とし、コインにより傷が付着した場合を“×”とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 モノマーA):環状構造を有する単官能モノマーと、モノマーB):「分子量/官能基数≧200」である2官能モノマーと、モノマーC):「分子量/官能基数≧100」である4官能以上のモノマーが包含される、活性エネルギー線硬化型インク組成物であって、単官能モノマーの合計が80.0mol%以上であり、モノマーBが2.8mol%以上、15.0mol%以下であり、モノマーCが2.0mol%以上、10.0mol%以下である活性エネルギー線硬化型インク組成物から作られる硬化膜は、硬化性を有するのみならず、熱可塑性ポリウレタンとの良好な密着性を有することが分かる。さらに本発明の硬化膜は本来トレードオフの関係にある耐屈曲性と耐傷性とのバランスに優れ、耐屈曲性及び耐傷性に優れることから、熱可塑性ポリウレタンに例示される熱可塑性樹脂のような柔軟性のある基材に対しても使用することができる優れた活性エネルギー線硬化型インク組成物であることが分かる。
 なかでも、実施例6、7、9、11~15に係る活性エネルギー線硬化型インク組成物は、モノマーB)を3.5mol%以上、10.0mol%以下包含し、モノマーC)を2.4mol%以上、5.8mol%以下となっているため、耐屈曲性と耐傷性とのバランスが特に優れた硬化膜を形成する活性エネルギー線硬化型インク組成物であることが分かる。また、実施例9及び12~15係る積層体における上記耐屈曲性の評価に加え180°曲げ試験を行った結果、90°で耐屈曲性を評価したとき同様に亀裂が全く見られなかった。このことから、モノマーB)を3.5mol%以上、10.0mol%以下、より好ましくは5.0mol%以上、9.5mol%以下とした活性エネルギー線硬化型インク組成物は、耐屈曲性に優れた硬化膜を形成する活性エネルギー線硬化型インク組成物であることが確認された。
 さらに、実施例11~15の4官能以上のモノマーとして6官能以上のモノマーを1.0mol%以上、6.0mol%以下含有している活性エネルギー線硬化型インク組成物から作られる硬化膜は、6官能以上のモノマーを含んでいない実施例1~5の硬化膜より耐屈曲性と耐傷性とのバランスが特に優れ、耐傷性についても優れた硬化膜を形成する活性エネルギー線硬化型インク組成物であることが分かる。また、実施例6~9と実施例11~15の表7における評価基準では耐傷性評価はいずれも“◎”となっているものの、耐傷性の優れる実施例6~9と比較しても、実施例11~15はさらに耐傷性に優れた硬化膜を形成する活性エネルギー線硬化型インク組成物であることが確認された。
 一方、環状構造単官能モノマーが含まれていない比較例1は、実施例と比べて硬化が遅くなったため、耐傷性が良好とはいえない硬化膜を形成していることが確認された。また、環状構造単官能モノマーが80.0mol%に満たない量を包含する比較例2に係る活性エネルギー線硬化型インクから作られる硬化膜は、十分に長い架橋点距離を得ることができなかったため、耐屈曲性が良好とはいえない硬化膜を形成していることが確認された。
 また、分子量/官能基数が200未満の2官能モノマーが含まれており、モノマーB)が含まれていない比較例3や2官能モノマー自体が含まれていない比較例10やモノマーB)は含まれているもののモノマーB)の含有量比が2.8mol%以上含まれていない比較例4の硬化膜は、柔軟性が低下するため、耐屈曲性が良好とはいえない硬化膜を形成していることが確認され、一方、モノマーB)が15.0mol%超える量が含まれている比較例5は、耐傷性が良好とはいえない硬化膜を形成していることが確認された。
 さらに、分子量/官能基数が100未満の4官能以上モノマーが含まれており、モノマーC)が含まれていない比較例6やモノマーC)は含まれているもののモノマーC)の含有量比が2.0mol%以上含まれていない比較例7やモノマーC)の含有量比が10.0mol%を超えて含まれている比較例8や4官能モノマー自体が含まれていない実施例9の硬化膜は、いずれも耐屈曲性及び耐傷性をバランス良く得ることができておらず、耐屈曲性又は耐傷性のどちらかが劣る硬化膜が形成されてしまっており、本発明に係る活性エネルギー線硬化型インク組成物と比較して良好な硬化膜を形成していないことが確認された。
 本発明の活性エネルギー線硬化型インク組成物を用いることができる物品としては自動車用部材、家電機器部材、電子機器部材、電池部材、情報事務機器部材、光学部材、家庭用雑貨品、工業用部材、建材、床材、包装部材などに広く活用できる。具体的には、ゴム・プラスチック類、ホース類、包装用フィルム、包装材、チューブ、合成皮革、電子機器外装材などと称されるものに利用できる。

Claims (10)

  1.  活性エネルギー線重合性モノマーとして、
     モノマーA):環状構造を有する単官能モノマーと、
     モノマーB):分子量/官能基数≧200の2官能モノマーと、
     モノマーC):分子量/官能基数≧100の4官能以上のモノマーと、を含有し、
     前記活性エネルギー線重合性モノマーの全量における、
     前記モノマーA)を含む単官能モノマーの合計含有量が80.0mol%以上であり、
     前記モノマーB)の含有量が2.8mol%以上、15.0mol%以下であり、
     前記モノマーC)の含有量が2.0mol%以上、10.0mol%以下である活性エネルギー線硬化型インク組成物。
  2.  前記単官能モノマー全体に対する前記モノマーA)の含有量比が、60.0mol%以上、100.0mol%以下である請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
  3.  前記活性エネルギー線重合性モノマーの全量における、
     前記モノマーB)の含有量が3.5mol%以上、10.0mol%以下である請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
  4.  前記活性エネルギー線重合性モノマーの全量における、
     前記モノマーC)の含有量が2.4mol%以上、5.8mol%以下である請求項1から3のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
  5.  前記モノマーC)として、分子量/官能基数≧100の6官能以上8官能以下のモノマーを含有する請求項1から4のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
  6.  前記分子量/官能基数≧100の6官能以上8官能以下のモノマーの含有量が、前記活性エネルギー線重合性モノマーの全量に対して1.0mol%以上、6.0mol%以下含有する請求項5に記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
  7.  インクジェット用インクとして用いられる請求項1から6のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物。
  8.  基材上に、請求項1から7のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物の硬化膜であるインク硬化膜層が形成された積層体。
  9.  前記基材が熱可塑性ポリウレタン樹脂である請求項8に記載の積層体。
  10.  請求項1から7のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インク組成物を使用して基材上に画像、凹凸像、又は画像と凹凸像を形成する像形成方法。
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