WO2017010462A1 - 活性光線硬化型インクジェットインク、硬化膜の製造方法およびインクジェット画像形成方法 - Google Patents
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- C09D11/30—Inkjet printing inks
- C09D11/38—Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes
Definitions
- the present invention relates to an actinic ray curable inkjet ink, a method for producing a cured film, and an inkjet image forming method.
- the inkjet image forming method is used in various printing fields because it can form an image easily and inexpensively.
- a droplet of an ink jet ink composition (hereinafter, also simply referred to as “active light curable ink jet ink” or “ink jet ink”) having a property of being cured by irradiation with active light is used as a recording medium.
- active light curable ink jet ink or “ink jet ink”
- ink jet ink a droplet of an ink jet ink composition having a property of being cured by irradiation with active light
- an image having high scratch resistance and adhesion can be formed even on a non-absorbing recording medium having no ink absorbability.
- the ink-jet ink contains a gelling agent
- the ink gels due to crystallization of the gelling agent when it cools after landing on the recording medium. It is hard to occur (for example, refer to Patent Document 1).
- an overcoat liquid for example, commercially available varnish
- an ink-jet ink containing a gelling agent irradiating with actinic rays and curing and fixing
- a cured film is generated over time. It was found that the adhesion with This phenomenon occurs because the ink contains a gelling agent, and is considered to be caused by gelling of the gelling agent deposited on the surface of the cured film.
- the repelling of the overcoat solution may be reduced.
- repelling may not be suppressed.
- the present invention can more easily increase the surface energy of a cured film constituting an image and suppress the repelling of an overcoat liquid in an actinic ray curable inkjet ink containing a gelling agent. It is an object of the present invention to provide an actinic ray curable inkjet ink, a method for producing such a cured film, and an inkjet image forming method using such an actinic ray curable inkjet ink.
- An actinic ray curable inkjet ink containing a photopolymerizable compound and a gelling agent and reversibly changing to a sol-gel phase depending on temperature
- An actinic radiation curable inkjet ink comprising a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms.
- the gelling agent contains a gelling agent A containing an alkyl group having 12 to 26 carbon atoms in a linear portion. .
- the gelling agent A contains at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (G1) to (G5): [2] Actinic ray curable inkjet ink.
- the photopolymerizable compound is a (meth) acrylate having a photopolymerizable compound A and / or prop
- the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms has a weight average molecular weight of 3,000 to 100,000, according to any one of [1] to [4] Actinic ray curable inkjet ink.
- the actinic ray curable inkjet ink according to any one of [1] to [5] is applied onto a recording medium, and the actinic ray curable type to which the ultraviolet ray having an energy amount of 600 mJ / cm 2 is applied.
- a method for producing a cured film wherein the contact angle of pure water measured at 20 ° C. and 50% RH on the surface of the cured film is 55.0 ° or more and 97.0 ° or less.
- a step of landing droplets of the actinic ray curable inkjet ink according to any one of [1] to [5] on the recording medium, and irradiating the droplets that have landed on the recording medium with active rays An inkjet image forming method comprising a step of forming a cured film constituting an image.
- the inkjet image forming method according to [7] comprising a step of applying an overcoat liquid onto the formed cured film.
- an actinic ray curable inkjet ink containing a gelling agent in an actinic ray curable inkjet ink containing a gelling agent, the surface energy of a cured film constituting an image can be more easily increased, and the repelling of the overcoat liquid can be suppressed.
- a cured film production method and an inkjet image forming method using such an actinic ray curable inkjet ink are provided.
- FIG. 1A is a side view showing an example of a configuration of a main part of a line recording type ink jet recording apparatus, which is one aspect of an ink jet recording apparatus using an actinic ray curable ink jet ink according to the present invention.
- FIG. 1B is a top view illustrating an example of a configuration of a main part of a line recording type inkjet recording apparatus, which is an aspect of an inkjet recording apparatus in which the actinic ray curable inkjet ink according to the present invention is used.
- FIG. 2 is a top view showing an example of a configuration of a main part of a serial recording type ink jet recording apparatus in which the actinic ray curable ink jet ink according to the present invention is used.
- the present inventors have repelled the overcoat liquid in the image formed using the actinic ray curable ink-jet ink containing the gelling agent, due to the gelling agent crystals deposited on the surface of the cured film. I found out that is happening. That is, since the gelling agent is hydrophobic, the surface energy of the cured film is lowered by the precipitation of the gelling agent crystals. If the surface energy is low, it is considered that the wettability of the overcoat liquid to the surface of the cured film is low, the overcoat liquid is easily repelled, and the adhesion to the cured film is also low.
- the gelling agent is deposited on the surface of the cured film when the actinic ray curable inkjet ink is cured by irradiating the actinic ray. Therefore, the inventors of the present invention can provide a gelling agent by covering the cured film surface with a compound other than the gelling agent and having a surface energy higher than that of the gelling agent before the gelling agent is precipitated.
- the present invention has been achieved through repeated studies based on the technical idea that the repelling of the overcoat solution caused by the precipitation of is suppressed.
- the inkjet ink contains a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms
- the inkjet ink is irradiated with actinic rays even though it contains a gelling agent. It was found that the surface energy of the cured film increased, the repelling of the overcoat liquid applied on the cured film was suppressed, and the adhesion of the overcoat liquid was increased.
- the surfactant is used to lower the surface tension of the inkjet ink to some extent and promote the leveling of the ink before the ink is cured.
- the surfactant is oriented and aggregated on the surface of the cured film, reducing the surface energy of the cured film and making it easier to repel the overcoat liquid applied on the cured film. It was.
- the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms is no longer deposited on the cured film surface than the gelling agent is deposited. It was found to be oriented.
- the surface energy of the cured film surface is larger than when the gelling agent is oriented and aggregated on the surface of the cured film. Since it became high, it turned out that the repelling of the overcoat liquid provided on a cured film is suppressed, and the adhesiveness of an overcoat liquid becomes high.
- the present invention can increase the surface energy of the cured film without including a special process such as corona treatment, there are problems including an increase in image formation cost, an increase in size of a printing system system, and a decrease in image formation speed. Is unlikely to occur.
- the actinic radiation curable inkjet ink of the present invention is an actinic radiation curable inkjet ink that contains a photopolymerizable compound and a gelling agent and reversibly undergoes a sol-gel phase transition depending on temperature, and has 6 or less carbon atoms. It contains a nonionic surfactant having an alkyl group.
- ⁇ 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.
- mass% refers to the content of each component expressed in mass% when the total mass of the ink is 100 mass% unless otherwise specified.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention is an ink composition curable by actinic rays.
- Actinic light is light that can give energy to generate an initial species in the inkjet ink by irradiation, and includes ⁇ rays, ⁇ rays, X rays, ultraviolet rays, electron rays, and the like. Of these, ultraviolet rays and electron beams are preferred from the viewpoint of curing sensitivity and device availability, and ultraviolet rays are more preferred.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention contains a photopolymerizable compound.
- the photopolymerizable compound is a compound that crosslinks or polymerizes when irradiated with actinic rays.
- the photopolymerizable compound can be a radical polymerizable compound or a cationic polymerizable compound. A radical polymerizable compound is preferred.
- the radical polymerizable compound is a compound (monomer, oligomer, polymer or mixture thereof) having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization. Only one kind of radically polymerizable compound may be contained in the ink, or two or more kinds thereof may be contained. *
- Examples of the compound having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization include an unsaturated carboxylic acid and a salt thereof, an unsaturated carboxylic acid ester compound, an unsaturated carboxylic acid urethane compound, an unsaturated carboxylic acid amide compound and an anhydride thereof, Examples include acrylonitrile, styrene, unsaturated polyester, unsaturated polyether, unsaturated polyamide, and unsaturated urethane.
- Examples of the unsaturated carboxylic acid include (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid and the like.
- the radically polymerizable compound is preferably an unsaturated carboxylic acid ester compound, and more preferably (meth) acrylate.
- the (meth) acrylate may be not only a monomer described later but also an oligomer, a mixture of a monomer and an oligomer, a modified product, an oligomer having a photopolymerizable functional group, and the like.
- (meth) acrylate includes acrylate monomer and / or acrylate oligomer, methacrylate monomer and / or methacrylate oligomer.
- Examples of (meth) acrylates include isoamyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) Acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, butoxyethyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, Methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypropylene glycol (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate Lilate
- (Meth) acrylate is preferably photopolymerizable compound A and / or photopolymerizable compound B described later.
- (meth) acrylate is stearyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tetraethylene glycol di ( (Meth) acrylate, glycerin propoxytri (meth) acrylate and the like are preferable.
- (Meth) acrylate may be a modified product.
- modified products include ethylene oxide-modified (meth) acrylates such as ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate and ethylene oxide-modified pentaerythritol tetraacrylate; caprolactone modifications such as caprolactone-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate (Meth) acrylates; and caprolactam-modified (meth) acrylates such as caprolactam-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
- (Meth) acrylate may be a polymerizable oligomer.
- polymerizable oligomers include epoxy (meth) acrylate oligomers, aliphatic urethane (meth) acrylate oligomers, aromatic urethane (meth) acrylate oligomers, polyester (meth) acrylate oligomers, and linear (meth) acrylic oligomers. included.
- the cationically polymerizable compound can be an epoxy compound, a vinyl ether compound, an oxetane compound, or the like. Only one kind of the cationic polymerizable compound may be contained in the actinic ray curable inkjet white ink, or two or more kinds thereof may be contained.
- the epoxy compound is an aromatic epoxide, an alicyclic epoxide, an aliphatic epoxide, or the like, and an aromatic epoxide or an alicyclic epoxide is preferable in order to increase curability.
- the aromatic epoxide may be a di- or polyglycidyl ether obtained by reacting a polyhydric phenol or an alkylene oxide adduct thereof with epichlorohydrin.
- examples of the polyhydric phenol to be reacted or its alkylene oxide adduct include bisphenol A or its alkylene oxide adduct.
- the alkylene oxide in the alkylene oxide adduct can be ethylene oxide, propylene oxide, and the like.
- the alicyclic epoxide can be a cycloalkane oxide-containing compound obtained by epoxidizing a cycloalkane-containing compound with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide or peracid.
- the cycloalkane in the cycloalkane oxide-containing compound can be cyclohexene or cyclopentene.
- the aliphatic epoxide can be a di- or polyglycidyl ether obtained by reacting an aliphatic polyhydric alcohol or an alkylene oxide adduct thereof with epichlorohydrin.
- the aliphatic polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, alkylene glycol such as 1,6-hexanediol, and the like.
- the alkylene oxide in the alkylene oxide adduct can be ethylene oxide, propylene oxide, and the like.
- vinyl ether compounds include ethyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, octadecyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, cyclohexanedimethanol monovinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, isopropenyl ether.
- monovinyl ether compounds such as -o-propylene carbonate, dodecyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, octadecyl vinyl ether; Diethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, dipropylene glycol divinyl ether, butanediol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, etc. Or a trivinyl ether compound etc. are contained. Of these vinyl ether compounds, di- or trivinyl ether compounds are preferred in view of curability and adhesion.
- An oxetane compound is a compound having an oxetane ring, and examples thereof include oxetane compounds described in JP-A Nos. 2001-220526, 2001-310937, and JP-A-2005-255821.
- the compound represented by the general formula (1) described in paragraph No. 0089 of JP-A No. 2005-255821 the compound represented by the general formula (2) described in paragraph No. 0092 of the same publication
- the paragraph Examples include a compound represented by general formula (7) of number 0107, a compound represented by general formula (8) of paragraph number 0109, a compound represented by general formula (9) of paragraph number 0116, and the like.
- the general formulas (1), (2), (7), (8), and (9) described in JP-A-2005-255821 are shown below.
- the content of the photopolymerizable compound in the actinic radiation curable inkjet ink is preferably 1 to 97% by mass, more preferably 30 to 95% by mass.
- the actinic radiation curable inkjet ink has 3 to 14 unit structures (ethylene oxide (EO) groups) represented by (—CH 2 —CH 2 —O—) in the molecule as a photopolymerizable compound.
- EO ethylene oxide
- (Meth) acrylate hereinafter also referred to as “photopolymerizable compound A”.
- 3 to 14 EO groups may be linked to each other, or may exist separately in the molecule of the photopolymerizable compound A. In any case, it is sufficient that the number of EO groups represented by (—CH 2 —CH 2 —O—) is 3 to 14 in the molecule of the photopolymerizable compound A.
- the photopolymerizable compound A Since the photopolymerizable compound A has 3 or more EO groups, a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms, which will be described later, is polymerized and crosslinked when polymerized and crosslinked. It is difficult to incorporate into the hydrocarbon chain. Therefore, when the ink-jet ink contains the photopolymerizable compound A, it is considered that the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms easily moves to the vicinity of the surface of the cured film. In addition, since the photopolymerizable compound A has three or more EO groups, it is considered that curling of the printed matter due to curing shrinkage can be further reduced.
- the number of EO groups is 14 or less, it is difficult to lower the ejection stability. Further, since the number of EO groups in the photopolymerizable compound A is 14 or less, it is considered that the solubility of the gelling agent is difficult to decrease and the ejection stability is difficult to decrease.
- the photopolymerizable compound A includes a polar group of a nonionic surfactant having a polar group such as an EO group contained in the photopolymerizable compound A and a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms (for example, EO group or By the interaction with the PO group), a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms can be stably present on the surface of the cured film. Therefore, it is thought that the photopolymerizable compound A can suppress the repelling of the overcoat liquid provided on the cured film and can improve the adhesion of the overcoat liquid.
- a nonionic surfactant having a polar group such as an EO group contained in the photopolymerizable compound A and a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms
- the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound A is preferably in the range of 300 to 1500.
- the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound A is 300 or more, the change amount of the ink viscosity near the discharge temperature does not become too large, and the temperature range in which stable ink discharge is possible can be widened. It is considered that the temperature can be easily adjusted. Further, when the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound A is 300 or more, it is considered that the odor of the ink itself or the odor from the printed matter formed using the ink can be suppressed. It is considered that when the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound A is 1500 or less, the viscosity of the ink can be prevented from becoming excessively high, and a decrease in ejection stability can be suppressed.
- the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound A can be a polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
- the content of the photopolymerizable compound A is preferably 15% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less, from the viewpoint of curing shrinkage and ejection stability. More preferably, it is at least 50% by mass.
- Examples of the photopolymerizable compound A include the following, but are not limited thereto. 4EO modified hexanediol diacrylate CD561 (weight average molecular weight 358), 3EO modified trimethylolpropane triacrylate SR454 (weight average molecular weight 429), 6EO modified trimethylolpropane triacrylate SR499 (weight average molecular weight 560), 4EO modified, manufactured by Sartomer Pentaerythritol tetraacrylate SR494 (weight average molecular weight 528), polyethylene glycol diacrylate NK ester A-400 (weight average molecular weight 508), NK ester A-600 (weight average molecular weight 742) manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., polyethylene glycol dimethacrylate NK ester 9G (weight average molecular weight 536), NK ester 14G (weight average molecular weight 770), Tetraethylene glycol dia manufactured by Osaka Organic Chemical Co
- Relate V # 335HP weight average molecular weight 302
- Miwon Co. trimethylolpropane EO-modified triacrylate Miramer M3160 weight average molecular weight 560
- pentaerythritol EO-modified tetraacrylate Miramer M4004 weight average molecular weight 572.
- the actinic ray curable inkjet ink has a unit structure (propylene oxide (PO) group) represented by (—C (CH 3 ) H—CH 2 —O—) in the molecule as a photopolymerizable compound. It is preferable to contain 14 (meth) acrylates (hereinafter also referred to as “photopolymerizable compound B”).
- 3 to 14 PO groups may be linked to each other, or may exist separately in the molecule of the photopolymerizable compound B.
- the photopolymerizable compound in the molecule of B (-C (CH 3) H -CH 2 -O-) number of PO groups 3 to 14 may exist, represented by.
- the photopolymerizable compound B Since the photopolymerizable compound B has three or more PO groups, a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms is polymerized and crosslinked when polymerized and crosslinked. It is difficult to incorporate into the hydrogen chain. Therefore, when the ink-jet ink contains the photopolymerizable compound B, it is considered that the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms easily moves to the vicinity of the surface of the cured film. In addition, since the photopolymerizable compound B has three or more PO groups, it is considered that curling of the printed matter due to curing shrinkage can be further reduced.
- the number of PO groups is 14 or less, it is difficult to lower the ejection stability. Moreover, since the number of PO groups in the photopolymerizable compound B is 14 or less, it is considered that the solubility of the gelling agent is hardly lowered and the ejection stability is hardly lowered.
- the photopolymerizable compound B is a nonionic surfactant having a polar group such as a PO group contained in the photopolymerizable compound B and a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms (for example, EO group or By the interaction with the PO group), a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms can be stably present on the surface of the cured film. Therefore, it is thought that the photopolymerizable compound B can suppress the repelling of the overcoat liquid provided on the cured film, and can improve the adhesion of the overcoat liquid.
- a polar group such as a PO group contained in the photopolymerizable compound B and a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms (for example, EO group or By the interaction with the PO group)
- a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms can be
- the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound B is preferably in the range of 300 to 1500.
- the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound B is 300 or more, the change amount of the ink viscosity near the discharge temperature does not become too large, and the temperature range in which stable ink discharge is possible can be widened. It is considered that the temperature can be easily adjusted. Further, if the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound B is 300 or more, it is considered that the odor of the ink itself or the odor from the printed matter formed using the ink can be suppressed. If the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound B is 1500 or less, it is considered that the viscosity of the ink can be prevented from becoming excessively high, and a decrease in ejection stability can be suppressed.
- the weight average molecular weight of the photopolymerizable compound B can be a polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
- the content of the photopolymerizable compound B is preferably 15% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less, from the viewpoints of curing shrinkage and ejection stability. More preferably, it is at least 50% by mass.
- Examples of the photopolymerizable compound B include the following, but are not limited thereto. Tripropylene glycol diacrylate APG-200 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., weight average molecular weight 300), neopentyl glycol PO-modified diacrylate MIRAMERM 216 (manufactured by Miwon, weight average molecular weight 328), 3PO-modified TMP triacrylate MIRAMERM 360 (manufactured by Miwon) , Weight average molecular weight 471)
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention contains a gelling agent.
- the gelling agent is defined as "a compound that is an organic substance that is solid at normal temperature and becomes liquid when heated and has a function of reversibly sol-gel phase transition of ink according to temperature".
- Gelling agent is a compound that reversibly undergoes sol-gel phase change due to temperature change even within the ink use temperature range.
- the gelling agent can temporarily fix (pinning) ink droplets of the present invention landed on a recording medium in a gel state.
- wetting and spreading of the ink is suppressed and adjacent dots are less likely to be the same, so that a higher definition image can be formed.
- the ink is in a gel state, the entry of oxygen in the environment into the ink droplets is suppressed, and the inhibition of curing by oxygen is less likely to occur, so the surface curability of the ink can be improved and high definition is achieved.
- An image can be formed at a higher speed. Only one kind of gelling agent may be contained in the ink of the present invention, or two or more kinds may be contained.
- the gelling agent is preferably crystallized in the ink at a temperature equal to or lower than the gelation temperature of the ink.
- the gelation temperature refers to a temperature at which the viscosity of the ink changes suddenly when the ink sol- lated or liquefied by heating is cooled and the gelling agent undergoes phase transition from sol to gel. Specifically, the sol or liquefied ink is cooled while measuring the viscosity with a viscoelasticity measuring device (for example, MCR300, manufactured by Physica), and the temperature at which the viscosity rapidly increases is measured.
- the gelation temperature can be set.
- a structure in which the photopolymerizable compound is included in the three-dimensional space formed by the gelling agent that has been crystallized in a plate shape may be formed (such a structure).
- card house structure since the liquid photopolymerizable compound is held in the space, the ink droplets are less likely to spread and the pinning property of the ink is further increased. When the pinning property of the ink is increased, the ink droplets that have landed on the recording medium are less likely to coalesce, and a higher definition image can be formed.
- the photopolymerizable compound dissolved in the ink and the gelling agent are compatible.
- the photopolymerizable compound dissolved in the ink and the gelling agent are phase-separated, it may be difficult to form a card house structure.
- gelling agents suitable for forming a card house structure by crystallization include Aliphatic ketone compounds including dilignoceryl ketone, dibehenyl ketone, distearyl ketone, dieicosyl ketone, dipalmityl ketone, dilauryl ketone, dimyristyl ketone, myristyl palmityl ketone and palmityl stearyl ketone; Behenyl behenate, icosyl icosanoate, stearyl stearate, palmityl stearate, cetyl palmitate, myristyl myristate, cetyl myristate, myristyl myristate, stearyl stearate, oleyl palmitate, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, propylene glycol Aliphatic ester compounds including fatty acid esters, ethylene glycol fatty acid esters and polyoxyethylene fatty acid esters
- Examples of commercially available fatty acid amides include the Nikka Amide series, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd. (“Nikka Amide” is a registered trademark of the company), ITOWAX series, manufactured by Ito Oil Co., Ltd., and FATTYAMID series, manufactured by Kao Corporation.
- fatty acid ester compounds examples include the EMALLEX series, the Japan Emulsion Riquemar series and the Poem series, and Riken Vitamin ("Riquemar” and "Poem” are registered trademarks of the same company).
- esters of sucrose fatty acid esters include the Ryoto Sugar Ester Series, manufactured by Mitsubishi Chemical Foods (“Ryoto” is a registered trademark of the company).
- UNILIN is a registered trademark of the company.
- dimer diol examples include the PRIPOR series, manufactured by CRODA (“PRIPOR” is a registered trademark of the company).
- the gelling agent preferably contains an alkyl group having a straight chain portion having 12 to 26 carbon atoms from the viewpoint of further improving pinning properties and surface curability (such as In the following, the gelling agent is also referred to as “gelling agent A”).
- the gelling agent A may have a branched chain part in the structure. Further, the gelling agent A is difficult to precipitate on the surface of the cured film when combined with a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms, which will be described later. It is considered that the repelling of the coating liquid is further suppressed and the adhesion of the overcoat liquid is improved.
- gelling agents containing an alkyl group having a straight chain part having 12 to 26 carbon atoms include aliphatic ketone compounds containing an alkyl group having a straight chain part having 12 to 26 carbon atoms , Aliphatic ester compounds, higher fatty acid compounds, higher alcohol compounds, fatty acid amide compounds, and the like.
- the gelling agents are represented by the following general formulas (G1) to (G5). It is further more preferable that it is at least 1 type among the compounds represented by these. At least one of the compounds represented by the following general formulas (G1) to (G5) may be included in the ink of the present invention, or two or more of them may be included. Also good. Further, when the gelling agent A has a structure having these specific polar groups, the gelling agent A is stabilized by the interaction with the polar group of the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms, which will be described later.
- the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms can be present on the cured film surface, the repelling of the overcoat liquid applied on the cured film is further suppressed, and the overcoat liquid It is considered that the adhesion becomes better.
- R1, R2, R3, R4, R5 and R6 each independently represents an alkyl group having a straight chain portion having 12 to 26 carbon atoms
- R7 and R8 Each independently represents an alkyl ketone group or an alkyl ester group having a straight chain portion having 12 to 26 carbon atoms
- n represents 1 or 2.
- the gelling agent represented by the general formula (G1) to the general formula (G5) is an alkyl group having a straight chain portion having 12 or more carbon atoms, it has high crystallinity and the card house structure. Gives enough space. For this reason, the photopolymerizable compound can be easily contained in the space, and the pinning property of the ink becomes higher. Further, since the gelling agents represented by the above general formulas (G1) to (G5) are alkyl groups having a straight chain portion having 26 or less carbon atoms, the melting point of the gelling agent is excessively increased. Therefore, it is not necessary to heat the ink excessively when ejecting the ink.
- Examples of the aliphatic ketone compound represented by the general formula (G1) include 25-nonatetracontanone (carbon atoms: 24-24), 22-tritetracontanone (carbon atoms: 21-21), 19-heptatricontanone (carbon atoms: 18-18), 18-pentatriacontanone (carbon atoms: 17-17), 21-hentetracontanone (carbon atoms: 20-20), 16- Hentria Contanone (carbon atoms: 15-15), 14-heptacosanone (carbon atoms: 13-13), 13-heptacosanone (carbon atoms: 12-14), 13-nonacosanone (carbon atoms: 12- 12) 16), 13-Hentria Contanone (carbon atoms: 12-18), 13-Pentatri Contanone (carbon atoms: 12-22), 15-Hentria Contanone ( Number of elementary atoms: 14-16), 15-propatriacontanone (carbon atom
- Examples of commercially available products of the aliphatic ketone compound represented by the general formula (G1) include 18-Pentriacontanon, Alfa Aeser, Hentriacantan-16-on, Alfa Aeser, Kao Wax T1, and Kao It is.
- Examples of the aliphatic ester compound represented by the general formula (G2) include behenyl behenate (carbon atoms: 21-22), icosyl icosanoate (carbon atoms: 19-20), stearyl stearate (carbon atoms).
- Examples of commercially available products of the aliphatic ester compound represented by the general formula (G2) include UNISTAR M-2222SL and SPARM ACETI, manufactured by NOF Corporation (“UNISTAR” is a registered trademark of the company), EXCEPARL SS and EXCEPARL MY-M. , Manufactured by Kao Corporation (“EXPEARL” is a registered trademark of the company), EMALEX CC-18 and EMALEX CC-10, manufactured by Nihon Emulsion Co., Ltd. (“EMALEX” is a registered trademark of the company), Amreps PC, manufactured by Higher Alcohol Industry Co., Ltd. (“ Amreps "is a registered trademark of the company). Since these commercially available products are often a mixture of two or more types, they may be separated and purified as necessary and contained in the ink.
- Examples of higher fatty acid compounds represented by the general formula (G3) include behenic acid (the number of carbon atoms: 22).
- Examples of the higher alcohol compound represented by the general formula (G4) include behenyl alcohol (the number of carbon atoms: 22).
- the carbon atom number in the said parenthesis represents the carbon atom number of each linear part of two R7 and R8 divided by EO group.
- Examples of commercially available products of aliphatic ketone compounds and aliphatic ester compounds having an EO group represented by the general formula (G5) include EMALEX DEG-di-L, EMALEX DEG-di-S, EMALEX EG-di-L. , EMALEX EG-di-S and EMALEX DEG-di-IS, manufactured by Nippon Emulsion Co., etc. are included. Since these commercially available products are often a mixture of two or more types, they may be separated and purified as necessary and contained in the ink.
- the content of the gelling agent contained in the actinic ray curable ink-jet ink of the present invention may be in a range where the ink can be sufficiently pinned. % Or less.
- the amount of the gelling agent is more preferably 2.0% by mass or more and 10.0% by mass or less, further preferably 2.0% by mass or more and 5.0% by mass or less, and 2.0% by mass. More preferably, it is 3.5 mass% or less.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention includes a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms.
- the “perfluoroalkyl group” refers to a hydrocarbon group in which at least one carbon atom is bonded to a fluorine atom, and the “perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms” means the number of carbon atoms.
- 1 represents a perfluoroalkyl group having a straight chain portion of 1 to 6.
- a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms may have a branched structure.
- a nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms has an orientation property to the surface of a cured film formed by irradiating an actinic ray curable inkjet ink with an active component rather than a gelling agent. high.
- the oriented nonionic surfactant can cover the hydrophobic component of the gelling agent crystal deposited on the surface of the cured film, and the cured film is more than when the gelling agent crystal is oriented on the surface. The surface energy of can be increased. Therefore, it is considered that the nonionic surfactant further suppresses the repelling of the overcoat liquid applied on the cured film and improves the adhesion of the overcoat liquid.
- the overcoat solution was not improved in repelling and adhesion. This is because when the number of carbon atoms of the perfluoroalkyl group exceeds 6, the nonionic surfactant oriented on the cured film surface of the ink aggregates and crystallizes, and thus covers the hydrophobic component of the gelling agent crystal. This is considered to be because the surface energy of the cured film surface cannot be increased. If the number of carbon atoms of the perfluoroalkyl group is 6 or less, the nonionic surfactant does not aggregate and does not crystallize, so that the hydrophobic component of the gelling agent crystal can be covered, and the surface energy of the cured film can be covered. Can be effectively increased.
- the perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms may have a straight-chain structure or a branched structure, but the repelling of the overcoat liquid is further suppressed and the adhesion of the overcoat liquid is further increased. From the viewpoint, a linear structure is preferable.
- nonionic surfactant having a branched structure perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms include the surfactants 212M, 215M, FTX-218, 208G, 212P, 250, 251; 245F, 602A, 681, 710FM, 730FM, 730LM (manufactured by Neos), etc., specific examples of nonionic surfactants having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms and having a linear structure , Capstone FS-22, FS-30, FS031, FS-34, FS-35, FS-3100 (manufactured by DuPont), MegaFuck F-559, F-477, F-556, F-554, F-569, F-553, F-557, F-552, F-563, R-40, RS-76-NS, F-444 (DIC Corporation) ) Include SURFLON S-241, S-386, S-611, S-651, S-242,
- the weight average molecular weight of the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms is preferably 500 or more and 100,000 or less, more preferably 3000 or more and 100,000 or less, from the viewpoint of prevention of repelling of the overcoat liquid and adhesion. More preferably, it is 10,000 or more and 80,000 or less.
- the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms oriented on the surface of the cured film is difficult to volatilize and can be stably present and applied on the cured film. It is considered that the repelling of the overcoat liquid is further suppressed and the adhesion is improved.
- the weight average molecular weight of the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms can be a polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
- the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms has high surface orientation in the cured film from the viewpoint of prevention of repelling of the overcoat solution and adhesion.
- the height of the surface orientation can be determined by measuring the dynamic surface tension.
- the dynamic surface tension can be measured by a known method, for example, the maximum bubble pressure method.
- the number of carbon atoms of the perfluoroalkyl group is described in each company's catalog. Moreover, it can also measure by well-known analytical methods, such as 13 CNMR and 19 FNMR.
- the content of the nonionic surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms contained in the actinic ray curable ink-jet ink of the present invention is such that the surface curability of the ink, the repellency of the overcoat liquid, and the adhesion are improved. From the viewpoint, 0.001% by mass to 10% by mass is preferable, 0.01% by mass to 5.0% by mass is more preferable, and 0.1% by mass to 1.0% by mass with respect to the total mass of the ink. The following is more preferable.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention may further contain a photoinitiator as necessary.
- the photoinitiator is a radical photoinitiator when the actinic ray curable inkjet ink of the present invention contains a radical polymerizable compound as a photopolymerizable compound, and the actinic ray curable inkjet ink of the present invention is cationically polymerizable as a photopolymerizable compound.
- a compound when a compound is contained, it can be a photoacid generator.
- Radical photoinitiators include an intramolecular bond cleavage type initiator and an intramolecular hydrogen abstraction type initiator.
- intramolecular bond cleavage type photoinitiators examples include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2- Hydroxy-2-methylpropan-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 2-methyl-2-morpholino (4- Acetophenones such as thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone; benzoins such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether; Acylphosphine oxide systems such as 4,6-trimethylbenzoindiphenylphosphine oxide; They include Le phenylglyoxylate ester.
- intramolecular hydrogen abstraction type photoinitiators examples include benzophenone, o-benzoylbenzoic acid, methyl-4-phenylbenzophenone, 4,4′-dichlorobenzophenone, hydroxybenzophenone, 4-benzoyl-4′-methyl-diphenyl Benzophenones such as sulfide, acrylated benzophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone; 2-isopropylthioxanthone, 2,4 -Thioxanthone series such as dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone; Aminobenzophenone series such as Mihira-ketone and 4,4'-diethylaminobenzophenone; 10-butyl-2-chloroacridone
- acylphosphine oxide and acylphosphonate can be preferably used from the viewpoint of sensitivity.
- bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide and the like are preferable.
- the content of the photoinitiator in the actinic ray curable inkjet ink of the present invention is preferably 0.01% by mass or more and 12% by mass or less, although it depends on the type of actinic ray or photopolymerizable compound. More preferably, the content is from 8% by mass to 8% by mass.
- photoacid generators include chemically amplified photoresists and compounds used for photocationic polymerization (Organic Electronics Materials Study Group, “Organic Materials for Imaging”, Bunshin Publishing (1993), 187. See page 192). *
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention may further contain a coloring material as necessary.
- the coloring material can be a dye or a pigment, but is preferably a pigment because it has good dispersibility with respect to the components of the ink and is excellent in weather resistance.
- the pigment is not particularly limited, and may be, for example, an organic pigment or an inorganic pigment having the following numbers described in the color index.
- red or magenta pigments examples include Pigment Red 3, 5, 19, 22, 31, 38, 43, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 48: 5, 49: 1, 53. : 1, 57: 1, 57: 2, 58: 4, 63: 1, 81, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 88, 104, 108, 112, 122, 123, 144 146, 149, 166, 168, 169, 170, 177, 178, 179, 184, 185, 208, 216, 226, 257, Pigment Violet 3, 19, 23, 29, 30, 37, 50, 88, Pigment A pigment selected from Orange 13, 16, 20, 36, or a mixture thereof is included.
- Examples of blue or cyan pigments include Pigment Blue 1, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 17-1, 22, 27, 28, 29, 36. , 60 or a mixture thereof.
- Examples of green pigments include pigments selected from Pigment Green 7, 26, 36, 50 or mixtures thereof.
- Examples of yellow pigments include Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 17, 34, 35, 37, 55, 74, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 108, 109, 110, 137. 138, 139, 153, 154, 155, 157, 166, 167, 168, 180, 185, 193, or a mixture thereof.
- Examples of black pigments include pigments selected from Pigment Black 7, 28, 26, or mixtures thereof.
- Examples of commercially available pigments include chromofine yellow 2080, 5900, 5930, AF-1300, 2700L, chromofine orange 3700L, 6730, chromofine scarlet 6750, chromofine magenta 6880, 6886, 6891N, 6790, 6887, chromo Fine Violet RE, Chromo Fine Red 6820, 6830, Chromo Fine Blue HS-3, 5187, 5108, 5197, 5085N, SR-5020, 5026, 5050, 4920, 4927, 4937, 4824, 4933GN-EP, 4940, 4973, 5205, 5208, 5214, 5221, 5000P, Chromofine Green 2GN, 2GO, 2G-550D, 5310, 5370, 6830, Chromopha Black A-1103, Seika Fast Yellow 10GH, A-3, 2035, 2054, 2200, 2270, 2300, 2400 (B), 2500, 2600, ZAY
- the pigment can be dispersed by, for example, a ball mill, a sand mill, an attritor, a roll mill, an agitator, a Henschel mixer, a colloid mill, an ultrasonic homogenizer, a pearl mill, a wet jet mill, and a paint shaker.
- the pigment is dispersed such that the volume average particle diameter of the pigment particles is preferably 0.08 to 0.5 ⁇ m, and the maximum particle diameter is preferably 0.3 to 10 ⁇ m, more preferably 0.3 to 3 ⁇ m. It is preferable.
- the dispersion of the pigment is adjusted by the selection of the pigment, the dispersant, and the dispersion medium, the dispersion conditions, the filtration conditions, and the like.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention may contain a pigment dispersant.
- a pigment dispersant By including a pigment dispersant in the ink, the dispersibility of the pigment can be enhanced.
- the pigment dispersant contains a comb block copolymer having a tertiary amine (hereinafter also simply referred to as a copolymer).
- the comb block copolymer is a copolymer in which another type of polymer is graft-polymerized as a side chain for each unit of monomers constituting the main chain with respect to a linear polymer forming the main chain.
- the content of the pigment dispersant is not limited, but is preferably 2.0% by mass or more and 8.0% by mass or less.
- the content of the pigment dispersant is more preferably 2.0% by mass or more and 5.0% by mass or less.
- the pigment dispersant includes, for example, 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 salt of a long chain polyaminoamide and a polar acid ester, Molecular weight unsaturated acid ester, polymer copolymer, modified polyurethane, modified polyacrylate, polyether ester type anionic activator, naphthalene sulfonic acid formalin condensate salt, aromatic sulfonic acid formalin condensate salt, polyoxyethylene alkyl phosphoric acid You may contain pigment dispersants, such as ester, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, and stearylamine acetate. Examples of commercially available pigment dispersants include the Solsperse series from Avecia, the PB series from Ajinomoto Fine Techno, and the like.
- the copolymer has a tertiary amine, the electron density of the amine, which is a functional group having adsorptivity to the pigment, is increased and strong basicity is exerted, so the copolymer strongly adsorbs to the acidic group on the pigment surface. Can do. Therefore, the copolymer according to the present invention hardly dissociates from the pigment even at around 85 ° C. where the inkjet ink is discharged.
- the side chain is compatible with the photopolymerizable compound, and the pigment dispersant itself is easily dispersed, so that the pigment dispersant is adsorbed.
- the dispersibility of the pigment can also be improved.
- the substituent of the amine is not particularly limited, but an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms is preferable.
- the type of the copolymer is not particularly limited as long as it is a pigment dispersant that satisfies the above conditions.
- Preferred examples of such pigment dispersants include BYK-2164, BYK-168, BYK N-22024, manufactured by BYK Chemie, BYK JET-9150, BYK JET-9151, manufactured by Altana, EFKA 4310, manufactured by BASF, EFKA 4320, EFKA 4401, SOLSPERSE 39000 manufactured by Avecia, Ajisper PB-824 manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., etc. are included.
- the amine of the comb block copolymer having a secondary or primary amine may be tertiary by substituting the hydrogen contained in the amine with another substituent by a known method.
- a secondary amine or a primary amine of a comb block copolymer can be reacted with an alcohol such as decyl alcohol in the presence of a reduction catalyst to form a tertiary amine substituted with an alkyl group.
- the actinic ray curable ink-jet ink of the present invention may further contain a dispersion aid as necessary.
- the dispersion aid may be selected according to the pigment.
- the total amount of the pigment dispersant and the dispersion aid is preferably 1 to 50% by mass with respect to the pigment.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention may further include a dispersion medium for dispersing the pigment as necessary.
- a solvent may be included in the ink as a dispersion medium, in order to suppress the residual solvent in the formed image, a photopolymerizable compound as described above (particularly a monomer having a low viscosity) is used as the dispersion medium. Is preferred.
- the dye can be an oil-soluble dye or the like.
- oil-soluble dyes include the following various dyes.
- magenta dyes include MS Magenta VP, MS Magenta HM-1450, MS Magenta HSo-147 (above, manufactured by Mitsui Toatsu), AIZENSOT Red-1, AIZEN SOT Red-2, AIZEN SOTRed-3, AIZEN SOT Pink-1, SPIRON Red GEH SPECIAL (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), RESOLIN Red FB 200%, MACROLEX Red Violet R, MACROLEX ROT5B (above, manufactured by Bayer Japan Co., Ltd.), KAYASET Red K, RED A 802 (above, Nippon Kayaku Co., Ltd.), PHLOXIN, ROSE Bengal, ACID Red (above, Manufactured by Iva Kasei), HSR-31, DIARESIN Red K (manufactured by Mitsubishi Kasei Corp
- cyan dyes examples include MS Cyan HM-1238, MS Cyan HSo-16, Cyan HSo-144, MS Cyan VPG (manufactured by Mitsui Toatsu), AIZEN SOT Blue-4 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), RESOLIN BR. Blue BGLN 200%, MACROLEX Blue RR, CERES Blue GN, SIRIUS SUPRATURQ. Blue Z-BGL, SIRIUS SUTRA TURQ. Blue FB-LL 330% (from Bayer Japan), KAYASET Blue FR, KAYASET Blue N, KAYASET Blue 814, Turq.
- Blue GL-5200 Light Blue BGL-5200 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), DAIWA Blue 7000, OlesolFast Blue GL (manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.), DIARESIN Blue P (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) Lu, SUDAN 6B NEOPEN Blue 808, ZAPON Blue 806 (above, manufactured by BASF Japan Ltd.) and the like.
- yellow dyes examples include MS Yellow HSm-41, Yellow KX-7, Yellow EX-27 (manufactured by Mitsui Toatsu), AIZEN SOT Yellow-1, AIZEN SOT Yellow W-3, AIZEN SOT Yellow-6 (above, Manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), MACROLEX Yellow 6G, MACROLEX FLUOR.
- black dyes examples include MS Black VPC (Mitsui Toatsu Co., Ltd.), AIZEN SOT Black-1, AIZEN SOT Black-5 (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), RESORIN Black GSN 200%, RESOLIN BlackBS (above, Bayer Japan), KAYASET Black AN (Nippon Kayaku), DAIWA Black MSC (Daiwa Kasei), HSB-202 (Mitsubishi Kasei), NEPTUNE Black X60, NEOPEN Black X58 (above, BASF) Japan product).
- the content of the coloring material is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.4 to 10% by mass with respect to the total amount of ink.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention may further contain a dispersion aid as required.
- the dispersion aid may be selected according to the pigment.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention may further include a dispersion medium for dispersing the pigment as necessary.
- a solvent may be included in the ink as the dispersion medium, it is preferable that the photopolymerizable compound is a dispersion medium in order to suppress the residual solvent in the formed image.
- the actinic ray curable ink-jet ink of the present invention may further contain a photoinitiator auxiliary agent, a polymerization inhibitor and the like as necessary.
- the photoinitiator assistant may be a tertiary amine compound, preferably an aromatic tertiary amine compound.
- aromatic tertiary amine compounds include N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-dimethylamino-p-benzoic acid ethyl ester, N, N-dimethylamino-p-benzoic acid isoamyl ethyl ester, N, N-dihydroxyethylaniline, triethylamine, N, N-dimethylhexylamine and the like are included.
- N, N-dimethylamino-p-benzoic acid ethyl ester and N, N-dimethylamino-p-benzoic acid isoamyl ethyl ester are preferred. Only one kind of these compounds may be contained in the actinic ray curable inkjet ink, or two or more kinds thereof may be contained.
- polymerization inhibitors include (alkyl) phenol, hydroquinone, catechol, resorcin, p-methoxyphenol, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, pyrogallol, 1,1-picrylhydrazyl, phenothiazine, p-benzoquinone , Nitrosobenzene, 2,5-di-t-butyl-p-benzoquinone, dithiobenzoyl disulfide, picric acid, cuperone, aluminum N-nitrosophenylhydroxylamine, tri-p-nitrophenylmethyl, N- (3-oxyanilino- 1,3-dimethylbutylidene) aniline oxide, dibutylcresol, cyclohexanone oxime cresol, guaiacol, o-isopropylphenol, butyraloxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention may further contain at least one of an ultraviolet absorber and an antioxidant from the viewpoint of enhancing the weather resistance of the cured film.
- the ultraviolet absorber preferably has a long wavelength end of 410 nm or less from the viewpoint of light resistance and ozone resistance.
- the absorption wavelength of the ultraviolet absorber can be determined by measuring an ultraviolet-visible absorption spectrum.
- the content of the ultraviolet absorber is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and further preferably 0.5% by mass or less.
- the content of the ultraviolet absorber is preferably 0.1% by mass or more.
- the content of the antioxidant is preferably 0.8% by mass or less and more preferably 0.5% by mass or less from the viewpoint of curability.
- the content of the antioxidant is preferably 0.05% by mass or more from the viewpoint of capturing radicals generated in the cured film of the ink and sufficiently suppressing the oxidation of the resin or the like.
- the total amount of the ultraviolet absorber and the antioxidant is preferably 2.0% by mass or less and preferably 1.0% by mass or less with respect to the total mass of the ink. More preferred.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention may further contain other components in addition to the above as necessary.
- Other components may be various additives, other resins, and the like.
- the additive include a surfactant, a leveling additive, a matting agent, an infrared absorber, an antibacterial agent, and a basic compound for enhancing the storage stability of the ink.
- the basic compound include basic alkali metal compounds, basic alkaline earth metal compounds, basic organic compounds such as amines, and the like.
- resins for adjusting the physical properties of the cured film such as polyester resins, polyurethane resins, vinyl resins, acrylic resins, and rubber resins.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention can be obtained by mixing a photopolymerizable compound and a gelling agent and arbitrary components under heating. It is preferable to filter the obtained liquid mixture with a predetermined filter. At this time, a dispersion containing a pigment and a dispersant may be prepared in advance, and the remaining components may be added thereto and mixed while heating.
- the actinic ray curable inkjet ink of the present invention contains a gelling agent, it can reversibly undergo a sol-gel phase transition depending on the temperature.
- the sol-gel phase transition type actinic ray curable ink is a sol at a high temperature (for example, about 80 ° C.) and can be ejected from an ink ejection recording head. However, after landing on a recording medium, the gel is naturally cooled. Turn into. Thereby, coalescence of adjacent ink droplets can be suppressed and image quality can be improved.
- the viscosity of the ink at a high temperature is not more than a certain level.
- the viscosity of the ink at 80 ° C. is preferably 3 mPas or more and 20 mPas or less, more preferably 6.0 mPas or more and 15.0 mPas or less, and further preferably 7.0 or more and 12.0 mPas or less.
- the viscosity of the ink at normal temperature after landing is a certain level or more.
- the viscosity at 25 ° C. of the actinic ray curable inkjet ink is preferably 1000 mPas or more.
- the viscosity at 80 ° C., the viscosity at 25 ° C. and the gelation temperature of the actinic radiation curable inkjet ink of the present invention can be determined by measuring the temperature change of the dynamic viscoelasticity of the ink with a rheometer. Specifically, a temperature change curve of viscosity is obtained when the ink is heated to 100 ° C. and cooled to 25 ° C. under conditions of a shear rate of 11.7 (1 / s) and a temperature decrease rate of 0.1 ° C./s. .
- the viscosity in 80 degreeC and the viscosity in 25 degreeC can be calculated
- the gelation temperature can be determined as the temperature at which the viscosity becomes 200 mPas in the temperature change curve of the viscosity.
- the rheometer can be a stress control type rheometer Physica MCR series manufactured by Anton Paar.
- the cone plate can have a diameter of 75 mm and a cone angle of 1.0 °.
- the actinic radiation curable ink-jet ink of the present invention is applied onto the recording medium, less accumulated light quantity 600 mJ / cm 2, more preferably it is to ultraviolet irradiation at an energy of less than 350 mJ / cm 2, to obtain a cured film it can.
- the cured film can be obtained by the inkjet image forming method described in Examples.
- the contact angle of water of the cured film of the present invention is preferably 55.0 ° or more and 97.0 ° or less from the viewpoint of prevention of repelling of the overcoat liquid applied on the cured film and adhesion.
- the angle is more preferably from 0 ° to 90.0 °, and even more preferably from 65.0 ° to 90.0 °. If the contact angle of water exceeds 97.0 °, the repelling of the overcoat liquid is not suppressed, and the adhesion of the overcoat liquid is hardly increased, and if it is less than 55.0, the overcoat liquid spreads out excessively. The image quality is difficult to increase.
- the water contact angle of the cured film can be measured with a contact angle measuring device.
- the contact angle of water of the cured film can be measured by the method for evaluating the contact angle of water of the cured film described in the examples.
- the inkjet image forming method of the present invention can be performed in the same manner as a known image forming method of forming an image using the actinic ray curable inkjet ink according to the present invention.
- the inkjet image forming method of the present invention may further include a step of applying an overcoat liquid.
- the inkjet image forming method of the present invention includes a step of landing inkjet ink droplets on a recording medium by an inkjet method, and a cured film that forms an image by irradiating the inkjet ink that has landed on the recording medium with actinic rays.
- the inkjet ink may be the above-described ink of the present invention.
- Step of landing inkjet ink droplets on the recording medium In this step, inkjet ink droplets are ejected from an inkjet head and landed on a recording medium.
- the ink jet ink droplets are preferably landed on a position corresponding to the image to be formed on the recording medium.
- the ejection method from the inkjet head may be either an on-demand method or a continuous method.
- on-demand inkjet heads include single-cavity, double-cavity, bender, piston, shear-mode, and shared-wall electro-mechanical conversion, and thermal inkjet and bubble jet (bubble)
- the jet includes an electric-thermal conversion method including Canon (registered trademark) type.
- the ejection stability of the inkjet ink droplets can be improved by ejecting the droplets from the inkjet head in a heated state.
- the temperature of the inkjet ink at the time of ejection is preferably 35 ° C. or more and 100 ° C. or less, and more preferably 35 ° C. or more and 80 ° C. or less from the viewpoint of further improving ejection stability. From the viewpoint of further improving the ejection stability, it is preferable to emit at an ink temperature such that the viscosity of the inkjet ink is 7 mPa ⁇ s to 15 mPa ⁇ s, more preferably 8 mPa ⁇ s to 13 mPa ⁇ s.
- Examples of the method of heating the inkjet ink to a predetermined temperature include at least one of an ink tank constituting a head carriage, an ink supply system such as a supply pipe and an anterior chamber ink tank immediately before the head, a pipe with a filter, and a piezo head Is heated to a predetermined temperature by any one of a panel heater, a ribbon heater, warm water and the like.
- the droplet amount of the inkjet ink when ejected is 2 pL or more and 20 pL or less.
- the actinic ray is preferably applied for 0.001 second or more and 1.0 second or less after ink landing. It is more preferable to irradiate between 001 seconds and 0.5 seconds.
- Examples of actinic rays that can be applied to the inkjet ink include electron beams, ultraviolet rays, ⁇ rays, ⁇ rays, and X-rays. Among these, it is preferable to irradiate ultraviolet rays from the viewpoint of easy handling and little influence on the human body.
- the light source is preferably a light emitting diode (LED) from the viewpoint of suppressing the occurrence of ink curing failure due to melting of the inkjet ink by the radiant heat of the light source.
- Examples of the LED light source capable of irradiating ultraviolet rays for forming a cured film include 395 nm, water-cooled LED, manufactured by Phoseon Technology.
- the LED light source is installed with ultraviolet light of 370 to 410 nm so that the peak illuminance on the image surface is 0.5 to 10 W / cm 2, and 1 to 5 W / cm. it is more preferable to be installed to be 2, or, it is preferred to be installed so the amount of light is less than 600 mJ / cm 2 of light applied to an image, it is installed to be less than 350 mJ / cm 2 It is more preferable.
- actinic ray irradiation is divided into two stages. For example, first, after the ink jet ink has landed, actinic light is irradiated by the above-described method for 0.001 second or more and 2.0 seconds or less to temporarily cure the ink jet ink.
- actinic light is irradiated by the above-described method for 0.001 second or more and 2.0 seconds or less to temporarily cure the ink jet ink.
- the ink-jet ink can be fully cured.
- Step of applying an overcoat solution onto the cured film an overcoat solution is applied on the cured film.
- the overcoat liquid includes the overcoat liquid for inkjet discharge and an overcoat liquid applied by a method other than inkjet discharge (hereinafter also simply referred to as “non-inkjet discharge overcoat liquid”).
- Applying on the cured film means applying an overcoat solution so as to contact the surface of the formed cured film.
- a known overcoat liquid can be appropriately used depending on the purpose such as giving the printed image gloss or resistance to external impact.
- the overcoat liquid may be a commercially available color ink containing a varnish or a color material (for example, a white ink containing a white pigment), or a clear ink substantially not containing a color material.
- the overcoat liquid contains a commercially available varnish.
- varnish PL-LV for digital printing KM-EP varnish KM-2, KM-3, UV roll coat varnish RI-13, RI-13. -K2, RI-16, RI-FX-3, RI-XG33, CX-1, CX-2, CX-3, UV coat varnish AT-B, UV VECTA coat varnish PC-3KW2 (manufactured by T & K TOKA), UV gloss varnish ULTRASHEEN UV-9021A (manufactured by ACTEGA), UV mat varnish 5070E, soft touch ULTRASHENEN UV-XT3037 (manufactured by KUSTOM & GROU), plus size OP-5267, OP-5275 (manufactured by Kyodo Chemical), FD clear coat PC, C-YS (Toyo Ink Co., Ltd.), Brighton TUV ( Katainkusu Co., Ltd.), and the like are included.
- varnishes suitable for oiliness are preferable from the viewpoint of adhesion.
- varnishes suitable for oiliness include UV VECTA coated varnish PC-3KW2 (manufactured by T & K TOKA), plus size OP -5267, OP-5275 (manufactured by Kanayo Chemical Co., Ltd.), FD clear coat C-YS (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.), etc.
- the overcoat solution may be an inkjet discharge overcoat solution that can be applied by an inkjet method, or may be a non-inkjet discharge overcoat solution that can be applied by a method other than the inkjet method.
- Non-inkjet overcoat liquid is applied by methods such as bar coating, spray coating, curtain coating, roll coating, screen printing, offset printing, gravure printing, relief printing and intaglio printing, and other printing methods. can do.
- a non-inkjet overcoat liquid it is preferably applied by screen printing, offset printing, gravure printing or bar coating from the viewpoint of ease of work and uniform application.
- the overcoat liquid is preferably an inkjet overcoat liquid.
- the overcoat liquid may be cured by irradiating the overcoat liquid with actinic rays after the step of applying the overcoat liquid onto the cured film.
- the conditions for irradiating the overcoat liquid with actinic rays are preferably the same as the conditions for irradiating the inkjet ink with actinic rays.
- the conveyance speed of the recording medium is preferably 30 m / min or more and 120 m / min or less from the viewpoint of high-speed recording.
- the recording medium used in the inkjet image forming method of the present invention is only required to form an image with the ink of the present invention.
- it can be preferably used for an OK topcoat, a maricoat, and the like of papers that are required to be coated with an overcoat solution.
- the temperature of the recording medium when the ink droplets land is preferably set to 20 ° C. or higher and 50 ° C. or lower.
- Actinic ray curable ink jet recording apparatus include a line recording method (single pass recording method) and a serial recording method.
- the line recording method is preferable from the viewpoint of high-speed recording, although it may be selected according to the required image resolution and recording speed.
- FIG. 1A and FIG. 1B are diagrams showing an example of a configuration of a main part of a line recording type ink jet recording apparatus.
- FIG. 1A is a side view
- FIG. 1B is a top view.
- the ink jet recording apparatus 10 includes a head carriage 16 that accommodates a plurality of ink ejection recording heads 14 and the entire width of the recording medium 12, and the head carriage 16 (the recording medium of the recording medium).
- the actinic ray irradiation unit 18 disposed on the downstream side in the transport direction) and the temperature control unit 19 disposed on the lower surface of the recording medium 12 are provided.
- the head carriage 16 is fixedly arranged so as to cover the entire width of the recording medium 12, and accommodates a plurality of ink ejection recording heads 14 provided for each color.
- Ink is supplied to the ejection recording head 14.
- the ink may be supplied directly or by an ink supply unit (not shown) from an ink cartridge (not shown) that is detachably attached to the inkjet recording apparatus 10.
- a plurality of ejection recording heads 14 are arranged in the transport direction of the recording medium 12 for each color.
- the number of ejection recording heads 14 arranged in the conveyance direction of the recording medium 12 is set according to the nozzle density of the ejection recording head 14 and the resolution of the print image.
- dpi represents the number of ink droplets (dots) per 2.54 cm.
- the actinic ray irradiation unit 18 covers the entire width of the recording medium 12 and is arranged on the downstream side of the head carriage 16 in the conveyance direction of the recording medium.
- the actinic ray irradiation unit 18 irradiates the droplets ejected by the ink ejection recording head 14 and landed on the recording medium with actinic rays to cure the droplets.
- examples of the actinic ray irradiating unit 18 include a fluorescent tube (low pressure mercury lamp, germicidal lamp), a cold cathode tube, an ultraviolet laser, and an operating pressure of several hundred Pa to 1 MPa.
- examples of the actinic ray irradiating unit 18 include electron beam irradiating means such as a scanning method, a curtain beam method, and a broad beam method. Therefore, a curtain beam type electron beam irradiation means is preferable.
- Examples of electron beam irradiation means include “Curetron EBC-200-20-30” manufactured by Nissin High Voltage Co., Ltd., “Min-EB” manufactured by AIT Co., Ltd., and the like.
- the temperature control unit 19 is disposed on the lower surface of the recording medium 12 and maintains the recording medium 12 at a predetermined temperature.
- the temperature control unit 19 can be, for example, various heaters.
- the recording medium 12 is conveyed between the head carriage 16 and the temperature control unit 19 of the inkjet recording apparatus 10. On the other hand, the recording medium 12 is adjusted to a predetermined temperature by the temperature control unit 19. Next, high-temperature ink is ejected from the ink ejection recording head 14 of the head carriage 16 and adhered (landed) on the recording medium 12. Then, the actinic ray irradiating unit 18 irradiates the ink droplets attached on the recording medium 12 with an actinic ray to cure.
- the temperature of the ink in the ink ejection recording head 14 when ink is ejected from the ink ejection recording head 14 is higher by 10 to 30 ° C. than the gelation temperature of the ink in order to improve the ink ejection performance. It is preferable to set to.
- the amount of droplets ejected from each nozzle of the ink ejection recording head 14 is preferably 0.5 pl or more and 10 pl or less, depending on the viscosity of the ink, but is ejected only in a desired region. Therefore, it is more preferably 0.5 pl or more and 4.0 pl or less, and further preferably 1.5 pl or more and 4.0 pl or less. Even when such an amount of ink is applied, since the sol-gel phase transition is performed in the ink according to the present invention, the ink does not excessively wet and spread, and can be discharged only to a desired location.
- the ink droplets adhering to the recording medium are cooled and quickly gelled by the sol-gel phase transition. Thereby, the ink droplets can be pinned without excessively spreading. Furthermore, since the droplets rapidly gel and increase in viscosity, oxygen hardly enters the ink surface adhering to the recording medium, and curing of the ink surface is not easily inhibited by oxygen.
- ink droplets adhere to the recording medium.
- the temperature of the recording medium when ink droplets adhere is preferably set to a temperature that is 10 ° C. or higher and 20 ° C. or lower than the gelation temperature of the ink.
- Irradiation with actinic rays is performed within 10 seconds, preferably within 0.001 seconds to 5 seconds, more preferably after the ink droplets are deposited on the recording medium, in order to prevent adjacent ink droplets from coalescing. It is preferable to carry out within 0.01 second to 2 seconds. Irradiation with actinic rays is preferably performed after ink is ejected from all the ink ejection recording heads 14 accommodated in the head carriage 16.
- the acceleration voltage of electron beam irradiation is preferably 30 kV or more and 250 kV or less, and more preferably 30 kV or more and 100 kV or less in order to perform sufficient curing.
- the electron beam irradiation amount is preferably 30 kGy or more and 100 kGy or less, and more preferably 30 kGy or more and 60 kGy or less.
- the total ink film thickness after curing is preferably 2 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
- the “total ink film thickness” is the maximum value of the ink film thickness drawn on the recording medium, and does not include the film thickness of the overcoat liquid.
- FIG. 2 is a top view showing an example of a configuration of a main part of the serial recording type inkjet recording apparatus 20.
- the inkjet recording apparatus 20 has a width narrower than the entire width of the recording medium, instead of the head carriage 16 fixedly arranged so as to cover the entire width of the recording medium, and a plurality of ink ejection devices.
- 1A and 1B can be configured except that a head carriage 26 that accommodates the recording head 24 and a guide portion 27 for moving the head carriage 26 in the width direction of the recording medium 12 are provided.
- the head carriage 26 is ejected from the ejection recording head 24 accommodated in the head carriage 26 while moving in the width direction of the recording medium 12 along the guide portion 27. After the head carriage 26 has completely moved in the width direction of the recording medium 12 (for each pass), the recording medium 12 is fed in the transport direction. Thereafter, the actinic ray irradiating unit 28 irradiates the ink droplets attached on the recording medium 12 with an actinic ray to cure. Except for these operations, an image is recorded in substantially the same manner as the line recording type inkjet recording apparatus 10 described above.
- Pigment Blue 15: 4 chromofine blue 6332JC, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.
- This solution was placed in a glass bottle together with 200 g of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm, sealed, and dispersed in a paint shaker for 5 hours. Thereafter, the zirconia beads were removed to obtain a pigment dispersion.
- Photopolymerizable compound (Photopolymerizable compound having EO group) Polyethylene glycol diacrylate (NK ester A-400: manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) (Photopolymerizable compound having PO group) Tripropylene glycol diacrylate (APG-200: Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) (Other photopolymerizable compounds) Tricyclodecane dimethanol diacrylate (A-DCP: Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
- Gelling agent A Stearic acid amide (Diamid Y: Nippon Kasei Co., Ltd., C12) (Gelling agent A (G1)) Distearyl ketone (Kao wax T1: Kao Corporation, C18-C18) (Gelating agent A (G2)) Behenyl behenate (Unistar M-2222SL: NOF Corporation, C21-C22) (Gelating agent A (G3)) Behenic acid (Lunac BA: manufactured by Kao Corporation, C22) (Gelling agent A (G4)) Behenyl alcohol (behenyl alcohol 80R: manufactured by Higher Alcohol, C22) (Gelling agent A (G5)) Ethylene glycol distearate (EMALEX EG-di-S: manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd., C17-C17) (Other gelling agents) Poem M200 (manufactured by Riken Vitamin Co., C10)
- Inkjet image forming method It was loaded into a line type ink jet recording apparatus having an ink jet recording head (each color 42 pL, 360 dpi) equipped with a piezo type ink jet nozzle.
- the ink supply system was composed of an ink tank, an ink flow path, a sub ink tank immediately before the ink jet recording head, a pipe with a filter, and a piezo head, and the ink was heated to 100 ° C. Further, the recording medium conveyance table was heated to 40 ° C.
- a roll of transparent polyethylene terephthalate (PET) film having a width of 300 mm and a thickness of 50 ⁇ m was prepared as a recording medium.
- the transmittance of this PET film with respect to light having a wavelength of 350 to 400 nm is 80% or more.
- a 100% solid image (resolution: 360 ⁇ 360 dpi) having a size of 50 ⁇ 200 mm was formed on the recording medium using each ink sample described in the following table.
- the image surface was completely cured by applying an energy amount of 600 mJ / cm 2 with an LED lamp (4 W / cm 2 , water cooled unit, manufactured by Phoseon Technology). Irradiation was performed at a distance of 5 mm from the tube surface (irradiation width 20 mm in the conveying direction). The integrated light amount was measured using an ultraviolet integrated light meter (C9536-2 and H9958-2, manufactured by Hamamatsu Photonics), and the recording medium conveyance speed was adjusted.
- an ultraviolet integrated light meter C9536-2 and H9958-2, manufactured by Hamamatsu Photonics
- the overcoat solution is a commercially available varnish UV coat varnish AT-B (manufactured by T & K TOKA), FD clear coat PC (manufactured by Toyo Ink), Brighton TUV (manufactured by Sakata Inks) or UV VECTA coat varnish PC- 3KW2 (T & K manufactured by TOKA) was used.
- the overcoat solution was uniformly applied on each cured film using a bar coater. After the application, a metal halide lamp lamp 120 W / cm manufactured by GS Yuasa Co., Ltd. was used to irradiate light with a maximum illuminance of 280 mW / cm 2 on the image surface to be cured.
- the conveyance speed of the recording medium was 30 m / min.
- the amount of light irradiated was 350 mJ / cm 2.
- Adhesion Cross-cut the surface of the image formed above into 25 squares, attach cello tape and 3M company ("Cero tape is a registered trademark of the company"), peel off in the vertical direction, count the number of squares removed, Adhesion was evaluated.
- Tables 1 to 5 Evaluation results are shown in Tables 1 to 5.
- UVVECTA coat varnish PC-3KW2 manufactured by T & KTOKA
- Table 5 shows the sample No. in Table 1.
- the overcoat solution is changed to other than UVVECTA coat varnish PC-3KW2 (manufactured by T & KTOKA) having oiliness, and the evaluation results in the same manner as in Table 1 are shown.
- Experiment 2 Ink sample No. 1 prepared in Experiment 1 was used. A more detailed evaluation was performed on the adhesiveness of 1 to 21. Specifically, the image adhesion was evaluated by the same procedure as in Experiment 1. At this time, the evaluation was performed under the following conditions.
- the actinic radiation curable inkjet ink according to the present invention is a simple actinic radiation curable inkjet ink containing a gelling agent, which more easily increases the surface energy of the cured film constituting the image and repels the overcoat liquid. Since it can suppress, it is suitable for such an inkjet image forming method.
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Abstract
本発明は、ゲル化剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクにおいて、より簡便に、画像を構成する硬化膜の表面エネルギーをより高めて、オーバーコート液のはじきを抑制できる活性光線硬化型インクジェットインクを提供することを、その目的とする。上記目的は、光重合性化合物、ゲル化剤を含有し、温度により可逆的にゾルゲル相転移する活性光線硬化型インクジェットインクであって、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクによって、解決される。
Description
本発明は、活性光線硬化型インクジェットインク、硬化膜の製造方法およびインクジェット画像形成方法に関する。
インクジェット画像形成方法は、簡易かつ安価に画像を形成できることから、各種印刷分野で用いられている。インクジェット画像形成方法の一つとして、活性光線の照射によって硬化する特性を有するインクジェットインク組成物(以下、単に「活性光線硬化型インクジェットインク」または「インクジェットインク」ともいう。)の液滴を記録媒体に着弾させた後、活性光線を照射してインクジェットインクを硬化させて硬化膜を形成し、この硬化膜から構成される画像を形成する方法がある。このようなインクジェットインクを用いると、インク吸収性のない非吸収性の記録媒体においても、高い耐擦過性および密着性を有する画像を形成できる。
インクジェットインクがゲル化剤を含有すると、記録媒体に着弾して冷却したときに、ゲル化剤の結晶化によってインクがゲル化するため、インクのピニング性が高くなり、隣り合うドットの合一が生じにくい(たとえば、特許文献1参照)。
インクジェットインクの表面張力をある程度下げて、硬化前のインクジェットインクのレベリングを促すために、インクジェットインクに界面活性剤を含有させる技術が知られている(たとえば、特許文献2参照)。
ゲル化剤を含有するインクジェットインクを用いて画像形成し、活性光線照射し硬化定着させた後に、オーバーコート液(たとえば、市販のニス)を付与すると、時間がたつにつれはじきが発生し、硬化膜との密着性が悪くなることが分かった。この現象は、インクにゲル化剤が含まれているために生じるものであり、硬化膜表面に析出するゲル化剤の結晶が原因であると考えられる。
オーバーコート液の表面張力を弱めれば、オーバーコート液のはじきを低減できることがある。しかし、ゲル化剤を含有するインクジェットインクに活性光線を照射して形成した画像にオーバーコート液を付与するときは、オーバーコート液の表面張力を弱くしても、はじきが抑制できないことがあった。
コロナ処理によって画像を構成する硬化膜の表面エネルギーを高めても、オーバーコート液のはじきを低減させることができる。しかし、コロナ処理には専用の装置が必要であるため、画像形成のコストが高くなり、印刷システムが大型化し、かつ、画像形成速度も遅くなる。そのため、より簡便な方法で硬化膜の表面エネルギーを高くする方法が望まれている。
上記の課題に鑑み、本発明は、ゲル化剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクにおいて、より簡便に、画像を構成する硬化膜の表面エネルギーをより高めて、オーバーコート液のはじきを抑制できる活性光線硬化型インクジェットインク、そのような硬化膜の製造方法およびそのような活性光線硬化型インクジェットインクを用いたインクジェット画像形成方法を提供することを、その目的とする。
本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
[1]光重合性化合物、ゲル化剤を含有し、温度により可逆的にゾルゲル相転移する活性光線硬化型インクジェットインクであって、
炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を含有することを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインク。
[2]前記ゲル化剤は、直鎖部分の炭素原子数が12以上26以下のアルキル基を含むゲル化剤Aを含有することを特徴とする[1]に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
[3]前記ゲル化剤Aは、下記一般式(G1)~一般式(G5)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする[2]に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
一般式(G1):R1-CO-R2
一般式(G2):R3-COO-R4
一般式(G3):R5-COOH
一般式(G4):R6-OH
一般式(G5):R7-(CH2CH2O)n-R8
(一般式(G1)~一般式(G5)において、R1、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ独立に炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を有するアルキル基を表し、R7およびR8は、それぞれ独立に炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を有するアルキルケトン基またはアルキルエステル基を表し、nは1または2を表す。)
[4]前記光重合性化合物は、エチレンオキサイド(EO)基を有している(メタ)アクリレートである光重合性化合物A及び/又はプロピレンオキサイド(PO)基を有している(メタ)アクリレートである光重合性化合物Bを含有することを特徴とする[1]~[3]いずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
[5]前記炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の重量平均分子量は、3000以上100000以下であることを特徴とする[1]~[4]いずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
[6][1]~[5]いずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクを記録媒体上に付与し、積算光量600mJ/cm2のエネルギー量の紫外線を前記付与された前記活性光線硬化型インクジェットインクに照射する、硬化膜表面の20℃、50%RHで測定した純水の接触角が55.0°以上97.0°以下である硬化膜の製造方法。
[7][1]~[5]のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクの液滴を記録媒体上に着弾させる工程と前記記録媒体上に着弾した液滴に活性光線を照射して画像を構成する硬化膜を形成する工程を含むことを特徴とするインクジェット画像形成方法。
[8][7]に記載のインクジェット画像形成方法であって、前記形成された硬化膜の上にオーバーコート液を付与する工程を含むことを特徴とするインクジェット画像形成方法。
炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を含有することを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインク。
[2]前記ゲル化剤は、直鎖部分の炭素原子数が12以上26以下のアルキル基を含むゲル化剤Aを含有することを特徴とする[1]に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
[3]前記ゲル化剤Aは、下記一般式(G1)~一般式(G5)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする[2]に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
一般式(G1):R1-CO-R2
一般式(G2):R3-COO-R4
一般式(G3):R5-COOH
一般式(G4):R6-OH
一般式(G5):R7-(CH2CH2O)n-R8
(一般式(G1)~一般式(G5)において、R1、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ独立に炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を有するアルキル基を表し、R7およびR8は、それぞれ独立に炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を有するアルキルケトン基またはアルキルエステル基を表し、nは1または2を表す。)
[4]前記光重合性化合物は、エチレンオキサイド(EO)基を有している(メタ)アクリレートである光重合性化合物A及び/又はプロピレンオキサイド(PO)基を有している(メタ)アクリレートである光重合性化合物Bを含有することを特徴とする[1]~[3]いずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
[5]前記炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の重量平均分子量は、3000以上100000以下であることを特徴とする[1]~[4]いずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
[6][1]~[5]いずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクを記録媒体上に付与し、積算光量600mJ/cm2のエネルギー量の紫外線を前記付与された前記活性光線硬化型インクジェットインクに照射する、硬化膜表面の20℃、50%RHで測定した純水の接触角が55.0°以上97.0°以下である硬化膜の製造方法。
[7][1]~[5]のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクの液滴を記録媒体上に着弾させる工程と前記記録媒体上に着弾した液滴に活性光線を照射して画像を構成する硬化膜を形成する工程を含むことを特徴とするインクジェット画像形成方法。
[8][7]に記載のインクジェット画像形成方法であって、前記形成された硬化膜の上にオーバーコート液を付与する工程を含むことを特徴とするインクジェット画像形成方法。
本発明によれば、ゲル化剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクにおいて、より簡便に、画像を構成する硬化膜の表面エネルギーをより高めて、オーバーコート液のはじきを抑制できるインク、そのような硬化膜の製造方法およびそのような活性光線硬化型インクジェットインクを用いたインクジェット画像形成方法が提供される。
本発明者らは、鋭意検討の結果、ゲル化剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクを用いて形成した画像では、硬化膜の表面に析出したゲル化剤の結晶によって、オーバーコート液のはじきが生じていることを見いだした。つまり、ゲル化剤は疎水性であるため、ゲル化剤の結晶が析出することにより、硬化膜の表面エネルギーが低くなる。表面エネルギーが低いと、硬化膜の表面へのオーバーコート液の濡れ性が低くなり、オーバーコート液のはじきが生じやすく、硬化膜との密着性も低くなるものと考えられる。
ゲル化剤は、活性光線硬化型インクジェットインクに活性光線を照射して硬化させる際に硬化膜表面に析出すると考えられる。そのため、本発明者らは、ゲル化剤が析出する前に、硬化膜表面を、ゲル化剤以外の化合物であり、かつ、ゲル化剤よりも表面エネルギーが高い化合物で覆えば、ゲル化剤の析出が原因となるオーバーコート液のはじきが抑制されるという技術思想のもと検討を重ねることで、本発明を達成した。
驚くべきことに、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤をインクジェットインクが含有することで、ゲル化剤を含有するにもかかわらず、前記インクジェットインクに活性光線を照射してなる硬化膜の表面エネルギーが高くなり、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきが抑制され、オーバーコート液の密着性が高くなることが分かった。
一般に界面活性剤は、インクジェットインクの表面張力をある程度下げて、インク硬化前のインクのレベリングを促すために使用される。しかし、インクの硬化後、界面活性剤は硬化膜表面に配向および凝集して、硬化膜の表面エネルギーを低下させ、硬化膜上に付与するオーバーコート液をはじきやすくさせてしまうことが問題であった。しかし、発明者の鋭意検討の結果、詳細は明らかではないが、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤が、ゲル化剤が析出するよりもはやく、硬化膜表面に配向することを見出した。さらに、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤が硬化膜表面に配向すると、ゲル化剤が硬化膜表面に配向および凝集したときよりも、硬化膜表面の表面エネルギーが高くなるため、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきが抑制され、オーバーコート液の密着性が高くなることが分かった。
また、本発明は、コロナ処理等の特殊な工程を含めずに硬化膜の表面エネルギーを高めることができるので、画像形成コストの増大、印刷システムシステムの大型化および画像形成速度の低下を含む問題が生じにくい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物、ゲル化剤を含有し、温度により可逆的にゾルゲル相転移する活性光線硬化型インクジェットインクであって、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を含有することを特徴とする。
以下、本発明とその構成要素、および本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本発明において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用する。また、本発明において「質量%」は特に説明がない限り、インク全質量を100質量%としたときの各構成成分の含有量を、質量%で表したものを指す。
[活性光線硬化型インクジェットインク]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、活性光線により硬化可能なインク組成物である。「活性光線」とは、その照射によりインクジェットインク中に開始種を発生させるエネルギーを付与できる光線であり、α線、γ線、X線、紫外線、電子線等を包含する。中でも、硬化感度および装置の入手容易性の観点から紫外線および電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、活性光線により硬化可能なインク組成物である。「活性光線」とは、その照射によりインクジェットインク中に開始種を発生させるエネルギーを付与できる光線であり、α線、γ線、X線、紫外線、電子線等を包含する。中でも、硬化感度および装置の入手容易性の観点から紫外線および電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。
以下において、本発明の活性光線硬化型インクジェットインクを構成する各種化合物等について詳細な説明をする。
[光重合性化合物]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物が含まれる。光重合性化合物は、活性光線を照射されることにより架橋又は重合する化合物である。光重合性化合物は、ラジカル重合性化合物又はカチオン重合性化合物であり得る。好ましくはラジカル重合性化合物である。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物が含まれる。光重合性化合物は、活性光線を照射されることにより架橋又は重合する化合物である。光重合性化合物は、ラジカル重合性化合物又はカチオン重合性化合物であり得る。好ましくはラジカル重合性化合物である。
ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物(モノマー、オリゴマー、ポリマーあるいはこれらの混合物)である。インク中にラジカル重合性化合物が一種のみが含まれていてもよく、二種以上が含まれていてもよい。
ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例には、不飽和カルボン酸とその塩、不飽和カルボン酸エステル化合物、不飽和カルボン酸ウレタン化合物、不飽和カルボン酸アミド化合物およびその無水物、アクリロニトリル、スチレン、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、不飽和ウレタン等が挙げられる。不飽和カルボン酸の例には、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸などが含まれる。
なかでも、ラジカル重合性化合物は、不飽和カルボン酸エステル化合物であることが好ましく、(メタ)アクリレートであることがより好ましい。(メタ)アクリレートは、後述するモノマーだけでなく、オリゴマー、モノマーとオリゴマーの混合物、変性物、光重合性官能基を有するオリゴマーなどであってよい。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」には、アクリレートモノマーおよび/またはアクリレートオリゴマー、メタアクリレートモノマーおよび/またはメタアクリレートオリゴマーが含まれる。
(メタ)アクリレートの例には、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソミルスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル-ジグリコール(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の単官能モノマー;
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等の二官能モノマー;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート等の三官能以上の多官能モノマー等が含まれる。
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等の二官能モノマー;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート等の三官能以上の多官能モノマー等が含まれる。
(メタ)アクリレートは、後述する光重合性化合物A及び/又は光重合性化合物Bであることが好ましい。
(メタ)アクリレートは、感光性などの観点から、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート等が好ましい。
(メタ)アクリレートは、変性物であってもよい。変性物の例には、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のエチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性(メタ)アクリレート;およびカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のカプロラクタム変性(メタ)アクリレート等が含まれる。
(メタ)アクリレートは、重合性オリゴマーであってもよい。重合性オリゴマーの例には、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、芳香族ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、および直鎖(メタ)アクリルオリゴマー等が含まれる。
カチオン重合性化合物は、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、およびオキセタン化合物等でありうる。カチオン重合性化合物は、活性光線硬化型インクジェット白色インク中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。
エポキシ化合物は、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド、または脂肪族エポキシド等であり、硬化性を高めるためには、芳香族エポキシドおよび脂環式エポキシドが好ましい。
芳香族エポキシドは、多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体と、エピクロルヒドリンとを反応させて得られるジまたはポリグリシジルエーテルでありうる。反応させる多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体の例には、ビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキサイド付加体等が含まれる。アルキレンオキサイド付加体におけるアルキレンオキサイドは、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等でありうる。
脂環式エポキシドは、シクロアルカン含有化合物を、過酸化水素や過酸等の酸化剤でエポキシ化して得られるシクロアルカンオキサイド含有化合物でありうる。シクロアルカンオキサイド含有化合物におけるシクロアルカンは、シクロヘキセンまたはシクロペンテンでありうる。
脂肪族エポキシドは、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体と、エピクロルヒドリンとを反応させて得られるジまたはポリグリシジルエーテルでありうる。脂肪族多価アルコールの例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,6-ヘキサンジオール等のアルキレングリコール等が含まれる。アルキレンオキサイド付加体におけるアルキレンオキサイドは、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等でありうる。
ビニルエーテル化合物の例には、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、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、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、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、イソプロペニルエーテル-o-プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物;
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジまたはトリビニルエーテル化合物等が含まれる。これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性や密着性などを考慮すると、ジまたはトリビニルエーテル化合物が好ましい。
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジまたはトリビニルエーテル化合物等が含まれる。これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性や密着性などを考慮すると、ジまたはトリビニルエーテル化合物が好ましい。
オキセタン化合物は、オキセタン環を有する化合物であり、その例には、特開2001-220526号公報、特開2001-310937号公報、特開2005-255821号公報に記載のオキセタン化合物等が含まれる。なかでも、特開2005-255821号公報の段落番号0089に記載の一般式(1)で表される化合物、同号公報の段落番号0092に記載の一般式(2)で表される化合物、段落番号0107の一般式(7)で表される化合物、段落番号0109の一般式(8)で表される化合物、段落番号0116の一般式(9)で表される化合物等が挙げられる。特開2005-255821号公報に記載された一般式(1)、(2)、(7)、(8)、(9)を以下に示す。
活性光線硬化型インクジェットインクの光重合性化合物の含有量は、1~97質量%であることが好ましく、30~95質量%であることがより好ましい。
(光重合性化合物A)
活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物として、分子内に(-CH2-CH2-O-)で表されるユニット構造(エチレンオキサイド(EO)基)を、3~14個有している(メタ)アクリレート(以下において「光重合性化合物A」ともいう)を含むことが好ましい。
活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物として、分子内に(-CH2-CH2-O-)で表されるユニット構造(エチレンオキサイド(EO)基)を、3~14個有している(メタ)アクリレート(以下において「光重合性化合物A」ともいう)を含むことが好ましい。
3~14個のEO基は互いに連結していてもよいし、光重合性化合物Aの分子内に分かれて存在していてもよい。いずれにしても、光重合性化合物Aの分子内に(-CH2-CH2-O-)で表されるEO基の数が3~14個存在していればよい。
光重合性化合物Aは、3個以上のEO基を有するため、重合及び架橋するときに、後述する炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を、重合及び架橋してなる炭化水素鎖中に取り込みにくい。そのため、インクジェットインクが光重合性化合物Aを含有すると、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤は硬化膜の表面近傍に移動しやすいと考えられる。また、光重合性化合物Aは、3個以上のEO基を有するため、硬化収縮による印刷物のカールをより少なくすることができると考えられる。光重合性化合物Aは、EO基の数が14個以下であるため、吐出安定性を低下させにくい。また、光重合性化合物Aは、EO基の数が14個以下であるため、ゲル化剤の溶解性を低下させにくく、吐出安定性を低下させにくいと考えられる。さらに、光重合性化合物Aは、光重合性化合物Aが含むEO基のような極性基と炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の極性基(たとえば、EO基やPO基)との相互作用により、安定して硬化膜表面に炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を存在させることができる。そのため、光重合性化合物Aは、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきをより抑制し、オーバーコート液の密着性をより良好にできると考えられる。
光重合性化合物Aの重量平均分子量は、300以上1500以下の範囲内にあることが好ましい。
光重合性化合物Aの重量平均分子量が300以上であると、吐出温度付近でのインク粘度の変化量が大きくなりすぎず、安定したインク吐出ができる温度範囲を広くすることができ、インク吐出時の温度調整を容易にできると考えられる。また、光重合性化合物Aの重量平均分子量が300以上であると、インクそのものの臭気やインクを用いて形成した印刷物からの臭気を抑制できると考えられる。光重合性化合物Aの重量平均分子量が1500以下であると、インクの粘度が過剰に高くなることを防ぐことができ、吐出安定性の低下を抑制できると考えられる。
光重合性化合物Aの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算重量平均分子量とすることができる。
光重合性化合物Aの含有量は、硬化収縮や吐出安定性の観点から、15質量%以上70質量%以下であることが好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上50質量%以下であることがさらに好ましい。
光重合性化合物Aの例には、下記のものが挙げられるが、この限りではない。
Sartomer社製の4EO変性ヘキサンジオールジアクリレートCD561(重量平均分子量358)、3EO変性トリメチロールプロパントリアクリレートSR454(重量平均分子量429)、6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレートSR499(重量平均分子量560)、4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートSR494(重量平均分子量528)、新中村化学社製のポリエチレングリコールジアクリレートNKエステルA-400(重量平均分子量508)、NKエステルA-600(重量平均分子量742)、ポリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル9G(重量平均分子量536)、NKエステル14G(重量平均分子量770)、大阪有機化学社製テトラエチレングリコールジアクリレートV#335HP(重量平均分子量302)、Miwon社製のトリメチロールプロパンEO変性トリアクリレートMiramer M3160(重量平均分子量560)、ペンタエリスリトールEO変性テトラアクリレートMiramer M4004(重量平均分子量572)。
Sartomer社製の4EO変性ヘキサンジオールジアクリレートCD561(重量平均分子量358)、3EO変性トリメチロールプロパントリアクリレートSR454(重量平均分子量429)、6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレートSR499(重量平均分子量560)、4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートSR494(重量平均分子量528)、新中村化学社製のポリエチレングリコールジアクリレートNKエステルA-400(重量平均分子量508)、NKエステルA-600(重量平均分子量742)、ポリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル9G(重量平均分子量536)、NKエステル14G(重量平均分子量770)、大阪有機化学社製テトラエチレングリコールジアクリレートV#335HP(重量平均分子量302)、Miwon社製のトリメチロールプロパンEO変性トリアクリレートMiramer M3160(重量平均分子量560)、ペンタエリスリトールEO変性テトラアクリレートMiramer M4004(重量平均分子量572)。
(光重合性化合物B)
活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物として、分子内に(-C(CH3)H-CH2-O-)で表されるユニット構造(プロピレンオキサイド(PO)基)を、3~14個有している(メタ)アクリレート(以下において「光重合性化合物B」ともいう)を含むことが好ましい。
活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物として、分子内に(-C(CH3)H-CH2-O-)で表されるユニット構造(プロピレンオキサイド(PO)基)を、3~14個有している(メタ)アクリレート(以下において「光重合性化合物B」ともいう)を含むことが好ましい。
3~14個のPO基は互いに連結していてもよいし、光重合性化合物Bの分子内に分かれて存在していてもよい。いずれにしても、光重合性化合物Bの分子内に(-C(CH3)H-CH2-O-)で表されるPO基の数が3~14個存在していればよい。
光重合性化合物Bは、3個以上のPO基を有するため、重合及び架橋するときに、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を、重合及び架橋してなる炭化水素鎖中に取り込みにくい。そのため、インクジェットインクが光重合性化合物Bを含有すると、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤は硬化膜の表面近傍に移動しやすいと考えられる。また、光重合性化合物Bは、3個以上のPO基を有するため、硬化収縮による印刷物のカールをより少なくすることができると考えられる。光重合性化合物Bは、PO基の数が14個以下であるため、吐出安定性を低下させにくい。また、光重合性化合物Bは、PO基の数が14個以下であるため、ゲル化剤の溶解性を低下させにくく、吐出安定性を低下させにくいと考えられる。さらに、光重合性化合物Bは、光重合性化合物Bが含むPO基のような極性基と炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の極性基(たとえば、EO基やPO基)との相互作用により、安定して硬化膜表面に炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を存在させることができる。そのため、光重合性化合物Bは、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきをより抑制し、オーバーコート液の密着性をより良好にできると考えられる。
光重合性化合物Bの重量平均分子量は、300以上1500以下の範囲内にあることが好ましい。
光重合性化合物Bの重量平均分子量が300以上であると、吐出温度付近でのインク粘度の変化量が大きくなりすぎず、安定したインク吐出ができる温度範囲を広くすることができ、インク吐出時の温度調整を容易にできると考えられる。また、光重合性化合物Bの重量平均分子量が300以上であると、インクそのものの臭気やインクを用いて形成した印刷物からの臭気を抑制できると考えられる。光重合性化合物Bの重量平均分子量が1500以下であると、インクの粘度が過剰に高くなることを防ぐことができ、吐出安定性の低下を抑制できると考えられる。
光重合性化合物Bの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算重量平均分子量とすることができる。
光重合性化合物Bの含有量は、硬化収縮や吐出安定性の観点から、15質量%以上70質量%以下であることが好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上50質量%以下であることがさらに好ましい。
光重合性化合物Bの例には、下記のものが挙げられるが、この限りではない。
トリプロピレングリコールジアクリレートAPG-200(新中村化学社製、重量平均分子量300)、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレートMIRAMERM216(Miwon社製、重量平均分子量328)、3PO変性TMPトリアクリレートMIRAMERM360(Miwon社製、重量平均分子量471)
トリプロピレングリコールジアクリレートAPG-200(新中村化学社製、重量平均分子量300)、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレートMIRAMERM216(Miwon社製、重量平均分子量328)、3PO変性TMPトリアクリレートMIRAMERM360(Miwon社製、重量平均分子量471)
[ゲル化剤]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、ゲル化剤が含まれる。本発明においてゲル化剤とは、「常温で固体、加熱すると液体となる有機物であり、インクを温度により可逆的にゾルゲル相転移させる機能を有する化合物」と定義される。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、ゲル化剤が含まれる。本発明においてゲル化剤とは、「常温で固体、加熱すると液体となる有機物であり、インクを温度により可逆的にゾルゲル相転移させる機能を有する化合物」と定義される。
ゲル化剤は、インクの使用温度範囲内でも温度変化により可逆的にゾルゲル相転移する化合物である。ゲル化剤は、記録媒体に着弾した本発明のインクの液滴をゲル状態にして仮固定(ピニング)することができる。インクがゲル状態でピニングされると、インクの濡れ広がりが抑えられて隣り合うドットが同一しにくくなるため、より高精細な画像を形成することができる。また、インクがゲル状態になると、インク液滴中への環境中の酸素の入り込みが抑えられて酸素による硬化阻害が生じにくくなるため、インクの表面硬化性を良好にすることができ、高精細な画像をより高速で形成することができる。ゲル化剤は、本発明のインク中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。
以下の観点から、ゲル化剤は、インクのゲル化温度以下の温度で、インク中で結晶化することが好ましい。ゲル化温度とは、加熱によりゾル化または液体化したインクを冷却していったときに、ゲル化剤がゾルからゲルに相転移し、インクの粘度が急変する温度をいう。具体的には、ゾル化または液体化したインクを、粘弾性測定装置(たとえば、MCR300、Physica社製)で粘度を測定しながら冷却していき、粘度が急激に上昇した温度を、そのインクのゲル化温度とすることができる。
ゲル化剤がインク中で結晶化すると、板状に結晶化したゲル化剤によって形成された三次元空間に光重合性化合物が内包される構造が形成されることがある(このような構造を、以下「カードハウス構造」という。)。カードハウス構造が形成されると、液体の光重合性化合物が前記空間内に保持されるため、インク液滴がより濡れ広がりにくくなり、インクのピニング性がより高まる。インクのピニング性が高まると、記録媒体に着弾したインク液滴同士が合一しにくくなり、より高精細な画像を形成することができる。
カードハウス構造を形成するには、インク中で溶解している光重合性化合物とゲル化剤とが相溶していることが好ましい。これに対して、インク中で溶解している光重合性化合物とゲル化剤とが相分離していると、カードハウス構造を形成しにくい場合がある。
結晶化によるカードハウス構造の形成に好適なゲル化剤の例には、
ジリグノセリルケトン、ジベヘニルケトン、ジステアリルケトン、ジエイコシルケトン、ジパルミチルケトン、ジラウリルケトン、ジミリスチルケトン、ミリスチルパルミチルケトンおよびパルミチルステアリルケトンを含む脂肪族ケトン化合物;
ベヘニン酸ベヘニル、イコサン酸イコシル、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸パルミチル、パルミチン酸セチル、ミリスチン酸ミリスチル、ミリスチン酸セチル、セロチン酸ミリシル、ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸オレイル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステルおよびポリオキシエチレン脂肪酸エステルを含む脂肪族エステル化合物;
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスおよびペトロラクタムを含む石油系ワックス;
キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、ホホバ固体ロウおよびホホバエステルを含む植物系ワックス;
ミツロウ、ラノリンおよび鯨ロウを含む動物系ワックス;
モンタンワックスおよび水素化ワックスを含む鉱物系ワックス;
硬化ヒマシ油;
硬化ヒマシ油誘導体、モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体、12-ヒドロキシステアリン酸誘導体およびポリエチレンワックス誘導体を含む変性ワックス;
ステアリルアルコールおよびベヘニルアルコールを含む高級アルコール;
12-ヒドロキシステアリン酸を含むヒドロキシステアリン酸;
ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミドおよび12-ヒドロキシステアリン酸アミドを含む脂肪酸アミド;
N-ステアリルステアリン酸アミドおよびN-オレイルパルミチン酸アミドを含むN-置換脂肪酸アミド;
N,N’-エチレンビスステアリルアミド、N,N’-エチレンビス-12-ヒドロキシステアリルアミドおよびN,N’-キシリレンビスステアリルアミドを含む特殊脂肪酸アミド;
ドデシルアミン、テトラデシルアミンおよびオクタデシルアミンを含む高級アミン;
ショ糖ステアリン酸およびショ糖パルミチン酸を含むショ糖脂肪酸のエステル;
ポリエチレンワックスおよびα-オレフィン無水マレイン酸共重合体ワックスを含む合成ワックス;
ダイマー酸;ならびに
ダイマージオールが含まれる。
ジリグノセリルケトン、ジベヘニルケトン、ジステアリルケトン、ジエイコシルケトン、ジパルミチルケトン、ジラウリルケトン、ジミリスチルケトン、ミリスチルパルミチルケトンおよびパルミチルステアリルケトンを含む脂肪族ケトン化合物;
ベヘニン酸ベヘニル、イコサン酸イコシル、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸パルミチル、パルミチン酸セチル、ミリスチン酸ミリスチル、ミリスチン酸セチル、セロチン酸ミリシル、ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸オレイル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステルおよびポリオキシエチレン脂肪酸エステルを含む脂肪族エステル化合物;
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスおよびペトロラクタムを含む石油系ワックス;
キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、ホホバ固体ロウおよびホホバエステルを含む植物系ワックス;
ミツロウ、ラノリンおよび鯨ロウを含む動物系ワックス;
モンタンワックスおよび水素化ワックスを含む鉱物系ワックス;
硬化ヒマシ油;
硬化ヒマシ油誘導体、モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体、12-ヒドロキシステアリン酸誘導体およびポリエチレンワックス誘導体を含む変性ワックス;
ステアリルアルコールおよびベヘニルアルコールを含む高級アルコール;
12-ヒドロキシステアリン酸を含むヒドロキシステアリン酸;
ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミドおよび12-ヒドロキシステアリン酸アミドを含む脂肪酸アミド;
N-ステアリルステアリン酸アミドおよびN-オレイルパルミチン酸アミドを含むN-置換脂肪酸アミド;
N,N’-エチレンビスステアリルアミド、N,N’-エチレンビス-12-ヒドロキシステアリルアミドおよびN,N’-キシリレンビスステアリルアミドを含む特殊脂肪酸アミド;
ドデシルアミン、テトラデシルアミンおよびオクタデシルアミンを含む高級アミン;
ショ糖ステアリン酸およびショ糖パルミチン酸を含むショ糖脂肪酸のエステル;
ポリエチレンワックスおよびα-オレフィン無水マレイン酸共重合体ワックスを含む合成ワックス;
ダイマー酸;ならびに
ダイマージオールが含まれる。
脂肪酸アミドの市販品の例には、ニッカアマイドシリーズ、日本化成社製(「ニッカアマイド」は同社の登録商標)、ITOWAXシリーズ、伊藤製油社製、およびFATTYAMIDシリーズ、花王社製が含まれる。
脂肪酸エステル化合物の市販品の例には、EMALLEXシリーズ、日本エマルジョン社製 リケマールシリーズおよびポエムシリーズ、理研ビタミン社製(「リケマール」および「ポエム」はいずれも同社の登録商標)が含まれる。
ショ糖脂肪酸のエステルの市販品の例には、リョートーシュガーエステルシリーズ、三菱化学フーズ社製(「リョートー」は同社の登録商標)が含まれる。
合成ワックスの市販品の例には、UNILINシリーズ、Baker-Petrolite社製(「UNILIN」は同社の登録商標)が含まれる。
ダイマージオールの市販品の例には、PRIPORシリーズ、CRODA社製(「PRIPOR」は同社の登録商標)が含まれる。
(ゲル化剤A)
これらのゲル化剤のうち、よりピニング性、表面硬化性を高める観点から、ゲル化剤は、炭素原子数が12以上26以下の直鎖部分を有するアルキル基を含むことが好ましい(このようなゲル化剤を、以下において「ゲル化剤A」ともいう)。ゲル化剤Aは、構造中に分岐鎖部分を有していてもよい。また、ゲル化剤Aは、後述する炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤と組み合わせたときに、硬化膜表面に析出しにくくなるため、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきをより抑制し、オーバーコート液の密着性をより良好にすると考えられる。
これらのゲル化剤のうち、よりピニング性、表面硬化性を高める観点から、ゲル化剤は、炭素原子数が12以上26以下の直鎖部分を有するアルキル基を含むことが好ましい(このようなゲル化剤を、以下において「ゲル化剤A」ともいう)。ゲル化剤Aは、構造中に分岐鎖部分を有していてもよい。また、ゲル化剤Aは、後述する炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤と組み合わせたときに、硬化膜表面に析出しにくくなるため、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきをより抑制し、オーバーコート液の密着性をより良好にすると考えられる。
炭素原子数が12以上26以下の直鎖部分を有するアルキル基を含むゲル化剤の具体例には、炭素原子数が12以上26以下の直鎖部分を有するアルキル基を含む、脂肪族ケトン化合物、脂肪族エステル化合物、高級脂肪酸化合物、高級アルコール化合物、脂肪酸アミド化合物等が含まれる。
前述のピニング性、表面硬化性を高め、かつ、はじきをより抑制し、オーバーコート液の密着性をより良好にする観点から、ゲル化剤は、下記一般式(G1)~一般式(G5)で表される化合物のうち少なくとも1種であることがさらに好ましい。下記一般式(G1)~一般式(G5)で表される化合物のうち少なくとも1種は、本発明のインク中に、一種類のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。また、ゲル化剤Aがこれらの特定の極性基を有する構造を有すると、後述する炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の有する極性基との相互作用により安定して硬化膜表面に炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を存在させることができるため、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきがより抑制され、オーバーコート液の密着性がより良好になると考えられる。
一般式(G1):R1-CO-R2
一般式(G2):R3-COO-R4
一般式(G3):R5-COOH
一般式(G4):R6-OH
一般式(G5):R7-(CH2CH2O)n-R8
一般式(G2):R3-COO-R4
一般式(G3):R5-COOH
一般式(G4):R6-OH
一般式(G5):R7-(CH2CH2O)n-R8
一般式(G1)~一般式(G5)において、R1、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ独立に炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を有するアルキル基を表し、R7およびR8は、それぞれ独立に炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を有するアルキルケトン基またはアルキルエステル基を表し、nは1または2を表す。
上記一般式(G1)~一般式(G5)で表されるゲル化剤は、炭素原子数が12以上の直鎖部分を有するアルキル基であるため、結晶性が高く、かつ、上記カードハウス構造において十分な空間を生じさせる。そのため、光重合性化合物が上記空間内に十分に内包されやすくなり、インクのピニング性がより高くなる。また、上記一般式(G1)~一般式(G5)で表されるゲル化剤は、炭素原子数が26以下の直鎖部分を有するアルキル基であるため、ゲル化剤の融点が過度に高まらず、インクを出射するときにインクを過度に加熱する必要がない。
上記一般式(G1)で表される脂肪族ケトン化合物の例には、25-ノナテトラコンタノン(炭素原子数:24-24)、22-トリテトラコンタノン(炭素原子数:21-21)、19-ヘプタトリアコンタノン(炭素原子数:18-18)、18-ペンタトリアコンタノン(炭素原子数:17-17)、21-ヘンテトラコンタノン(炭素原子数:20-20)、16-ヘントリアコンタノン(炭素原子数:15-15)、14-ヘプタコサノン(炭素原子数:13-13)、13-ヘプタコサノン(炭素原子数:12-14)、13-ノナコサノン(炭素原子数:12-16)、13-ヘントリアコンタノン(炭素原子数:12-18)、13-ペンタトリアコンタノン(炭素原子数:12-22)、15-ヘントリアコンタノン(炭素原子数:14-16)、15-プロパトリアコンタノン(炭素原子数:14-18)、15-ヘプタトリアコンタノン(炭素原子数:14-22)、17-ヘプタトリアコンタノン(炭素原子数:16-18)、17-ノナトリアコンタノン(炭素原子数:16-22)および19-ヘンテトラコンタノン(炭素原子数:18-22)等が含まれる。なお、上記括弧内の炭素原子数は、カルボニル基で分断される2つのR1、R2のそれぞれの直鎖部分の炭素原子数を表す。
一般式(G1)で表される脂肪族ケトン化合物の市販品の例には、18-Pentatriacontanon、Alfa Aeser社製、Hentriacontan-16-on、Alfa Aeser社製およびカオーワックスT1、花王社製が含まれる。
一般式(G2)で表される脂肪族エステル化合物の例には、ベヘニン酸ベヘニル(炭素原子数:21-22)、イコサン酸イコシル(炭素原子数:19-20)、ステアリン酸ステアリル(炭素原子数:17-18)、ステアリン酸パルミチル(炭素原子数:17-16)、ステアリン酸ラウリル(炭素原子数:17-12)、パルミチン酸セチル(炭素原子数:15-16)、パルミチン酸ステアリル(炭素原子数:15-18)、ミリスチン酸ミリスチル(炭素原子数:13-14)、ミリスチン酸セチル(炭素原子数:13-16)、ミリスチン酸オクチルドデシル(炭素原子数:13-20)、オレイン酸ステアリル(炭素原子数:17-18)、エルカ酸ステアリル(炭素原子数:21-18)、リノール酸ステアリル(炭素原子数:17-18)、パルミチン酸イソステアリル(炭素原子数:15-18)等が含まれる。なお、上記括弧内の炭素原子数は、エステル基で分断される2つのR2、R3のそれぞれの直鎖部分の炭素原子数を表す。
一般式(G2)で表される脂肪族エステル化合物の市販品の例には、ユニスターM-2222SLおよびスパームアセチ、日油社製(「ユニスター」は同社の登録商標)、エキセパールSSおよびエキセパールMY-M、花王社製(「エキセパール」は同社の登録商標)、EMALEX CC-18およびEMALEX CC-10、日本エマルジョン社製(「EMALEX」は同社の登録商標)ならびにアムレプスPC、高級アルコール工業社製(「アムレプス」は同社の登録商標)が含まれる。これらの市販品は、二種類以上の混合物であることが多いため、必要に応じて分離・精製してインクに含有させてもよい。
一般式(G3)で表される高級脂肪酸化合物の例には、ベヘン酸(炭素原子数:22)等が含まれる。
一般式(G4)で表される高級アルコール化合物の例には、ベヘニルアルコール(炭素原子数:22)等が含まれる。
一般式(G5)で表されるEO基を有する脂肪族ケトン化合物および脂肪族エステル化合物の例には、ジラウリン酸ジエチレングリコール(炭素原子数:12-12、n=2)、ジステアリン酸ジエチレングリコール(炭素原子数:17-17、n=2)およびジイソステアリン酸ジエチレングリコール(炭素原子数:17-17、n=2)等が含まれる。なお、上記括弧内の炭素原子数は、EO基で分断される2つのR7、R8のそれぞれの直鎖部分の炭素原子数を表す。
一般式(G5)で表されるEO基を有する脂肪族ケトン化合物および脂肪族エステル化合物の市販品の例には、EMALEX DEG-di-L、EMALEX DEG-di-S、EMALEX EG-di-L、EMALEX EG-di-SおよびEMALEX DEG-di-IS、日本エマルジョン社製等が含まれる。これらの市販品は、二種類以上の混合物であることが多いため、必要に応じて分離・精製してインクに含有させてもよい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクに含まれるゲル化剤の含有量は、インクを十分にピニングできる範囲であればよく、たとえば、インク全質量に対して1.0質量%以上10.0質量%以下とすることができる。ゲル化剤の量は、2.0質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましく、2.0質量%以上3.5質量%以下であることがさらに好ましい。
[炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤が含まれる。本発明において「パーフルオロアルキル基」とは、炭素原子の少なくとも一つがフッ素原子と結合している炭化水素基を示し、「炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基」とは、炭素原子数が1以上6以下の直鎖部分を有するパーフルオロアルキル基を示す。炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基は、分岐構造を有していてもよい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤が含まれる。本発明において「パーフルオロアルキル基」とは、炭素原子の少なくとも一つがフッ素原子と結合している炭化水素基を示し、「炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基」とは、炭素原子数が1以上6以下の直鎖部分を有するパーフルオロアルキル基を示す。炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基は、分岐構造を有していてもよい。
炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤は、ゲル化剤よりも、活性光線硬化型インクジェットインクに活性構成を照射して形成される硬化膜の表面への配向性が高い。この配向した上記ノニオン性界面活性剤は、硬化膜表面に析出するゲル化剤の結晶の疎水性成分を覆うことができ、かつ、ゲル化剤の結晶が表面に配向したときよりも、硬化膜の表面エネルギーを高くすることができる。そのため、上記ノニオン性界面活性剤は、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきをより抑制し、オーバーコート液の密着性をより良好にすると考えられる。
パーフルオロアルキル基の炭素原子数が6を超えてしまうと、オーバーコート液のはじき防止および密着性は、良好にならなかった。これは、パーフルオロアルキル基の炭素原子数が6を超えるとインクの硬化膜表面に配向した上記ノニオン性界面活性剤が凝集し、結晶化してしまうため、ゲル化剤の結晶の疎水成分を覆うことができず、硬化膜表面の表面エネルギーを高めることができないためであると考えられる。パーフルオロアルキル基の炭素原子数が6以下であれば、上記ノニオン性界面活性剤は凝集せず、結晶化しないため、ゲル化剤の結晶の疎水成分を覆うことができ、硬化膜の表面エネルギーを効果的に高くすることができると考えられる。
上記炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基は、直鎖構造でもよいし、分岐構造を有していてもよいが、オーバーコート液のはじきをより抑制してオーバーコート液の密着性をより高める観点から、直鎖構造であることが好ましい。
分岐構造を有している炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の具体例には、フタージェント212M、215M、FTX-218,、208G、212P、250,、251、245F、602A、681、710FM,、730FM, 730LM(ネオス社製)等が含まれ、直鎖構造を有している炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の具体例には、キャップストーン FS-22、FS-30、FS031、FS-34、FS-35、FS-3100(デュポン社製)、メガファックF-559、F-477、F-556、F-554、F-569、F-553、F-557、F-552、F-563、R-40、RS-76-NS、F-444(DIC社製)、サーフロン S-241、S-386、S-611、S-651、S-242、S-243、S-420(AGCセイミケミカル社製)等が含まれる。
炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の重量平均分子量は、オーバーコート液のはじき防止および密着性の観点から、500以上100000以下が好ましく、3000以上100000以下がより好ましく、10000以上80000以下がさらに好ましい。
重量平均分子量が3000以上であると、硬化膜表面に配向した炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤が揮発等しづらく、安定して存在でき、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじきがより抑制されて密着性がより良好になると考えられる。
炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により以下の条件で測定されるポリスチレン換算重量平均分子量とすることができる。
溶媒 : テトラヒドロフラン
カラム : 東ソー(株)製TSKgel G4000+2500+2000HXL
カラム温度: 40℃
注入量 : 10μl
検出器 : L2455(日立製作所(株)製)
ポンプ : L6000(日立製作所(株)製)
流量 : 1.0ml/min
校正曲線 : 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)重量平均分子量=1000000~500迄の13のサンプルによる校正曲線を使用する。13のサンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
カラム : 東ソー(株)製TSKgel G4000+2500+2000HXL
カラム温度: 40℃
注入量 : 10μl
検出器 : L2455(日立製作所(株)製)
ポンプ : L6000(日立製作所(株)製)
流量 : 1.0ml/min
校正曲線 : 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)重量平均分子量=1000000~500迄の13のサンプルによる校正曲線を使用する。13のサンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤は、オーバーコート液のはじき防止および密着性の観点から、硬化膜中での表面配向性が高いことが好ましい。上記表面配向性の高さは、動的表面張力を測定することでわかる。動的表面張力は、公知の方法、たとえば最大泡圧法、により測定することができる。
パーフルオロアルキル基の炭素原子数は、各社カタログの記載されている。また、13CNMR、19FNMR等の公知の分析法により測定することもできる。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクに含まれる炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の含有量は、インクの表面硬化性やオーバーコート液のはじき防止および密着性の観点から、インク全質量に対して、0.001質量%以上10質量%以下が好ましく、0.01質量%以上5.0質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上1.0質量%以下がさらに好ましい。
[光開始剤]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて光開始剤を更に含んでもよい。光開始剤は、本発明の活性光線硬化型インクジェットインクが光重合化合物としてラジカル重合性化合物を含有するときはラジカル光開始剤、本発明の活性光線硬化型インクジェットインクが光重合化合物としてカチオン重合性化合物を含有するときは光酸発生剤であり得る。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて光開始剤を更に含んでもよい。光開始剤は、本発明の活性光線硬化型インクジェットインクが光重合化合物としてラジカル重合性化合物を含有するときはラジカル光開始剤、本発明の活性光線硬化型インクジェットインクが光重合化合物としてカチオン重合性化合物を含有するときは光酸発生剤であり得る。
ラジカル光開始剤には、分子内結合開裂型の開始剤と分子内水素引き抜き型の開始剤とがある。
分子内結合開裂型の光開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン等のアセトフェノン系;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類;2,4,6-トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系;ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステル等が含まれる。
分子内水素引き抜き型の光開始剤の例には、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸、メチル-4-フェニルベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系;2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系;ミヒラ-ケトン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系;10-ブチル-2-クロロアクリドン、2-エチルアンスラキノン、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン等が含まれる。
中でもアシルホスフィンオキシドやアシルホスフォナートは、感度の面から、好ましく用いることができる。
具体的には、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、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイド等が好ましい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクにおける光開始剤の含有量は、活性光線や光重合性化合物の種類等にもよるが、0.01質量%以上12質量%以下であることが好ましく、2質量%以上8質量%以下であることがより好ましい。
光酸発生剤の例には、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が用いられる(有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版(1993年)、187~192ページ参照)。
[色材]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて色材をさらに含んでもよい。色材は、染料又は顔料でありうるが、インクの構成成分に対して良好な分散性を有し、かつ耐候性に優れることから、顔料が好ましい。顔料は、特に限定されないが、たとえばカラーインデックスに記載される下記番号の有機顔料又は無機顔料でありうる。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて色材をさらに含んでもよい。色材は、染料又は顔料でありうるが、インクの構成成分に対して良好な分散性を有し、かつ耐候性に優れることから、顔料が好ましい。顔料は、特に限定されないが、たとえばカラーインデックスに記載される下記番号の有機顔料又は無機顔料でありうる。
赤あるいはマゼンタ顔料の例には、Pigment Red 3、5、19、22、31、38、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257、Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50、88、Pigment Orange 13、16、20、36から選ばれる顔料又はその混合物等が含まれる。
青又はシアン顔料の例には、Pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17-1、22、27、28、29、36、60から選ばれる顔料又はその混合物等が含まれる。
緑顔料の例には、Pigment Green 7、26、36、50から選ばれる顔料又はその混合物が含まれる。黄顔料の例には、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94,95、97、108、109、110、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193から選ばれる顔料又はその混合物等が含まれる。
黒顔料の例には、Pigment Black 7、28、26から選ばれる顔料又はその混合物等が含まれる。
青又はシアン顔料の例には、Pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17-1、22、27、28、29、36、60から選ばれる顔料又はその混合物等が含まれる。
緑顔料の例には、Pigment Green 7、26、36、50から選ばれる顔料又はその混合物が含まれる。黄顔料の例には、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94,95、97、108、109、110、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193から選ばれる顔料又はその混合物等が含まれる。
黒顔料の例には、Pigment Black 7、28、26から選ばれる顔料又はその混合物等が含まれる。
顔料の市販品の例には、クロモファインイエロー2080、5900、5930、AF-1300、2700L、クロモファインオレンジ3700L、6730、クロモファインスカーレット6750、クロモファインマゼンタ6880、6886、6891N、6790、6887、クロモファインバイオレット RE、クロモファインレッド6820、6830、クロモファインブルーHS-3、5187、5108、5197、5085N、SR-5020、5026、5050、4920、4927、4937、4824、4933GN-EP、4940、4973、5205、5208、5214、5221、5000P、クロモファイングリーン2GN、2GO、2G-550D、5310、5370、6830、クロモファインブラックA-1103、セイカファストエロー10GH、A-3、2035、2054、2200、2270、2300、2400(B)、2500、2600、ZAY-260、2700(B)、2770、セイカファストレッド8040、C405(F)、CA120、LR-116、1531B、8060R、1547、ZAW-262、1537B、GY、4R-4016、3820、3891、ZA-215、セイカファストカーミン6B1476T-7、1483LT、3840、3870、セイカファストボルドー10B-430、セイカライトローズR40、セイカライトバイオレットB800、7805、セイカファストマルーン460N、セイカファストオレンジ900、2900、セイカライトブルーC718、A612、シアニンブルー4933M、4933GN-EP、4940、4973(大日精化工業製); KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201(大日本インキ化学製);Colortex Yellow 301、314、315、316、P-624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA-414、U263、Finecol Yellow T-13、T-05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P-625、102、H-1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、ColortexBlue516、517、518、519、A818、P-908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素製);Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP-S(東洋インキ製)、Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG-02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ製);Novoperm P-HG、Hostaperm Pink E、Hostaperm Blue B2G(クラリアント製);カーボンブラック#2600、#2400、#2350、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#850、MCF88、#750、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、#52、#50、#47、#45、#45L、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#44、CF9(三菱化学製)等が挙げられる。
顔料の分散は、たとえばボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、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、およびペイントシェーカー等により行うことができる。顔料の分散は、顔料粒子の体積平均粒子径が、好ましくは0.08~0.5μm、最大粒子径が好ましくは0.3~10μm、より好ましくは0.3~3μmとなるように行われることが好ましい。顔料の分散は、顔料、分散剤、および分散媒体の選定、分散条件、およびろ過条件等によって、調整される。
[顔料分散剤]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、顔料分散剤が含まれていてもよい。インクに顔料分散剤を含ませることで、顔料の分散性を高めることができる。顔料分散剤に、3級アミンを有するくし型ブロックコポリマー(以下、単にコポリマーともいう。)を含むとより好ましい。なお、本発明において、くし型ブロックコポリマーとは、主鎖を形成する直鎖状のポリマーに対し、主鎖を構成するモノマーの1単位ごとに側鎖として別の種類のポリマーがグラフト重合したコポリマーをいう。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、顔料分散剤が含まれていてもよい。インクに顔料分散剤を含ませることで、顔料の分散性を高めることができる。顔料分散剤に、3級アミンを有するくし型ブロックコポリマー(以下、単にコポリマーともいう。)を含むとより好ましい。なお、本発明において、くし型ブロックコポリマーとは、主鎖を形成する直鎖状のポリマーに対し、主鎖を構成するモノマーの1単位ごとに側鎖として別の種類のポリマーがグラフト重合したコポリマーをいう。
顔料分散剤の含有量は、限定されないが、2.0質量%以上8.0質量%以下であることが好ましい。顔料分散剤の含有量は、2.0質量%以上5.0質量%以下であることがより好ましい。
顔料分散剤は、コポリマーの他に、たとえば、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、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびステアリルアミンアセテート等の顔料分散剤を含有してもよい。顔料分散剤の市販品の例には、Avecia社のSolsperseシリーズや、味の素ファインテクノ社のPBシリーズ等が含まれる。
コポリマーは、3級アミンを有することで、顔料への吸着性を有する官能基であるアミンの電子密度が増大し、強い塩基性が発揮されるため、顔料表面の酸性基に強固に吸着することができる。そのため、インクジェットインクが吐出される85℃近傍でも、本発明に係るコポリマーは顔料から解離しにくい。また、本発明に係るコポリマーとして、主鎖に3級アミンを有するものを用いると、側鎖が光重合性化合物と相溶し、顔料分散剤そのものが分散しやすいので、顔料分散剤が吸着した顔料の分散性をよくすることもできる。
アミンの置換基は特に限定されないが、炭素原子数1又は2のアルキル基等が好ましい。
コポリマーは、上記条件を満たす顔料分散剤であれば、その種類は特に限定されない。このような顔料分散剤の好ましい例には、ビックケミー社製のBYK-2164、BYK-168、BYK N-22024、アルタナ社製のBYK JET-9150、BYK JET-9151、BASF社製のEFKA 4310、EFKA 4320、EFKA 4401、Avecia社製のSOLSPERSE 39000、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPB-824等が含まれる。
2級又は1級のアミンを有するくし型ブロックコポリマーのアミンが有する水素を、公知の方法で他の置換基で置き換えて、アミンを3級化してもよい。たとえば、くし型ブロックコポリマーが有する2級アミン又は1級アミンを、還元触媒の存在下でデシルアルコール等のアルコールと反応させて、アルキル基で置換された3級アミンとすることができる。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて分散助剤をさらに含んでもよい。分散助剤は、顔料に応じて選択されればよい。
顔料分散剤および分散助剤の合計量は、顔料に対して1~50質量%であることが好ましい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、必要に応じて顔料を分散させるための分散媒体をさらに含んでもよい。分散媒体として溶剤をインクに含ませてもよいが、形成された画像における溶剤の残留を抑制するためには、前述のような光重合性化合物(特に粘度の低いモノマー)を分散媒体として用いることが好ましい。
染料は、油溶性染料等でありうる。油溶性染料は、以下の各種染料が挙げられる。マゼンタ染料の例には、MS Magenta VP、MS Magenta HM-1450、MS Magenta HSo-147(以上、三井東圧社製)、AIZENSOT Red-1、AIZEN SOT Red-2、AIZEN SOTRed-3、AIZEN SOT Pink-1、SPIRON Red GEH SPECIAL(以上、保土谷化学社製)、RESOLIN Red FB 200%、MACROLEX Red Violet R、MACROLEX ROT5B(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Red B、KAYASET Red 130、KAYASET Red 802(以上、日本化薬社製)、PHLOXIN、ROSE BENGAL、ACID Red(以上、ダイワ化成社製)、HSR-31、DIARESIN Red K(以上、三菱化成社製)、Oil Red(BASFジャパン社製)が含まれる。
シアン染料の例には、MS Cyan HM-1238、MS Cyan HSo-16、Cyan HSo-144、MS Cyan VPG(以上、三井東圧社製)、AIZEN SOT Blue-4(保土谷化学社製)、RESOLIN BR.Blue BGLN 200%、MACROLEX Blue RR、CERES Blue GN、SIRIUS SUPRATURQ.Blue Z-BGL、SIRIUS SUPRA TURQ.Blue FB-LL 330%(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Blue FR、KAYASET Blue N、KAYASET Blue 814、Turq.Blue GL-5 200、Light Blue BGL-5200(以上、日本化薬社製)、DAIWA Blue 7000、OleosolFast Blue GL(以上、ダイワ化成社製)、DIARESIN Blue P(三菱化成社製)、SUDAN Blue 670、NEOPEN Blue 808、ZAPON Blue 806(以上、BASFジャパン社製)等が含まれる。
イエロー染料の例には、MS Yellow HSm-41、Yellow KX-7、Yellow EX-27(三井東圧社製)、AIZEN SOT Yellow-1、AIZEN SOT YelloW-3、AIZEN SOT Yellow-6(以上、保土谷化学社製)、MACROLEX Yellow 6G、MACROLEX FLUOR.Yellow 10GN(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Yellow SF-G、KAYASET Yellow2G、KAYASET Yellow A-G、KAYASET Yellow E-G(以上、日本化薬社製)、DAIWA Yellow 330HB(ダイワ化成社製)、HSY-68(三菱化成社製)、SUDAN Yellow 146、NEOPEN Yellow 075(以上、BASFジャパン社製)等が含まれる。
ブラック染料の例には、MS Black VPC(三井東圧社製)、AIZEN SOT Black-1、AIZEN SOT Black-5(以上、保土谷化学社製)、RESORIN Black GSN 200%、RESOLIN BlackBS(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Black A-N(日本化薬社製)、DAIWA Black MSC(ダイワ化成社製)、HSB-202(三菱化成社製)、NEPTUNE Black X60、NEOPEN Black X58(以上、BASFジャパン社製)等が含まれる。
色材の含有量は、インク全量に対して0.1~20質量%であることが好ましく、0.4~10質量%であることがより好ましい。
[その他の成分]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、必要に応じて分散助剤がさらに含まれていてもよい。分散助剤は、顔料に応じて選択されればよい。本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、必要に応じて顔料を分散させるための分散媒体がさらに含まれていてもよい。分散媒体として溶剤がインクに含まれてもよいが、形成された画像における溶剤の残留を抑制するためには、光重合性化合物が分散媒体であることが好ましい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、必要に応じて分散助剤がさらに含まれていてもよい。分散助剤は、顔料に応じて選択されればよい。本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、必要に応じて顔料を分散させるための分散媒体がさらに含まれていてもよい。分散媒体として溶剤がインクに含まれてもよいが、形成された画像における溶剤の残留を抑制するためには、光重合性化合物が分散媒体であることが好ましい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、必要に応じて光開始剤助剤や重合禁止剤等がさらに含まれていてもよい。光開始剤助剤は、第3級アミン化合物であってよく、芳香族第3級アミン化合物が好ましい。芳香族第3級アミン化合物の例には、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸イソアミルエチルエステル、N,N-ジヒドロキシエチルアニリン、トリエチルアミンおよびN,N-ジメチルヘキシルアミン等が含まれる。なかでも、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸イソアミルエチルエステルが好ましい。活性光線硬化型インクジェットインクに、これらの化合物が、一種のみ含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。
重合禁止剤の例には、(アルキル)フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、t-ブチルハイドロキノン、ピロガロール、1,1-ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、p-ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、2,5-ジ-t-ブチル-p-ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ-p-ニトロフェニルメチル、N-(3-オキシアニリノ-1,3-ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、o-イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシム、シクロヘキサノンオキシム等が含まれる。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、硬化膜の耐候性を高める観点から、紫外線吸収剤および酸化防止剤の少なくとも一方をさらに含んでいてもよい。
紫外線吸収剤は、耐光性やオゾン耐性の観点から、吸収波長の長波端が410nm以下であることが好ましい。紫外線吸収剤の吸収波長は、紫外可視吸収スペクトルを測定することにより求めることができる。紫外線吸収剤の含有量は、硬化性の観点から、2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。一方、照射された紫外線を吸収して、無機白色顔料の光触媒作用を十分に低減する観点から、紫外線吸収剤の含有量は、0.1質量%以上であることが好ましい。
酸化防止剤の含有量は、硬化性の観点から、0.8質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。一方、インクの硬化膜に発生したラジカルを捕捉し、樹脂等の酸化を十分に抑制の観点から、酸化防止剤の含有量は0.05質量%以上であることが好ましい。
紫外線吸収剤と酸化防止剤の合計量は、吐出安定性や硬化性の観点から、インク全質量に対して2.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以下であることがより好ましい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクには、必要に応じて上記以外にも他の成分がさらに含まれていてもよい。他の成分は、各種添加剤や他の樹脂等であってよい。添加剤の例には、界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、赤外線吸収剤、抗菌剤、インクの保存安定性を高めるための塩基性化合物等も含まれる。塩基性化合物の例には、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アルカリ土類金属化合物、アミン等の塩基性有機化合物等が含まれる。
他の樹脂の例には、硬化膜の物性を調整するための樹脂等が含まれ、たとえばポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、およびゴム系樹脂等が含まれる。
[活性光線硬化型インクジェットインクの調製]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物およびゲル化剤と、任意の各成分とを、加熱下において混合することにより得ることができる。得られた混合液を所定のフィルターで濾過することが好ましい。このとき、顔料および分散剤を含む分散体をあらかじめ調製しておき、これに残りの成分を添加して加熱しながら混合してもよい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合性化合物およびゲル化剤と、任意の各成分とを、加熱下において混合することにより得ることができる。得られた混合液を所定のフィルターで濾過することが好ましい。このとき、顔料および分散剤を含む分散体をあらかじめ調製しておき、これに残りの成分を添加して加熱しながら混合してもよい。
[活性光線硬化型インクジェットインクの物性]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、ゲル化剤を含むため、温度により可逆的にゾルゲル相転移することができる。ゾルゲル相転移型の活性光線硬化型インクは、高温(たとえば80℃程度)ではゾルであるため、インク吐出用記録ヘッドから吐出することができるが、記録媒体に着弾した後、自然冷却されてゲル化する。これにより、隣り合うインク滴同士の合一を抑制し、画質を高めることができる。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、ゲル化剤を含むため、温度により可逆的にゾルゲル相転移することができる。ゾルゲル相転移型の活性光線硬化型インクは、高温(たとえば80℃程度)ではゾルであるため、インク吐出用記録ヘッドから吐出することができるが、記録媒体に着弾した後、自然冷却されてゲル化する。これにより、隣り合うインク滴同士の合一を抑制し、画質を高めることができる。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクの吐出性を高めるためには、高温下におけるインクの粘度が一定以下であることが好ましい。具体的には、80℃におけるインクの粘度が3mPas以上20mPas以下であることが好ましく、6.0mPas以上15.0mPas以下であることがより好ましく、7.0以上12.0mPas以下であることがさらに好ましい。一方、隣り合うインク滴同士の合一を抑制するためには、着弾後の常温下におけるインクの粘度が一定以上であることが好ましい。具体的には、活性光線硬化型インクジェットインクの25℃における粘度は1000mPas以上であることが好ましい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクの80℃における粘度、25℃における粘度およびゲル化温度は、レオメータにより、インクの動的粘弾性の温度変化を測定することにより求めることができる。具体的には、インクを100℃に加熱し、剪断速度11.7(1/s)、降温速度0.1℃/sの条件で25℃まで冷却したときの、粘度の温度変化曲線を得る。そして、80℃における粘度と25℃における粘度は、粘度の温度変化曲線において80℃、25℃における粘度をそれぞれ読み取ることにより求めることができる。ゲル化温度は、粘度の温度変化曲線において、粘度が200mPasとなる温度として求めることができる。
レオメータは、Anton Paar社製 ストレス制御型レオメータ PhysicaMCRシリーズを用いることができる。コーンプレートの直径は75mm、コーン角は1.0°とすることができる。
[硬化膜]
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクを記録媒体上に付与し、積算光量600mJ/cm2未満、より好ましくは350mJ/cm2未満のエネルギー量で紫外線を照射させることで、硬化膜を得ることができる。たとえば、実施例に記載のインクジェット画像形成方法により、上記硬化膜を得ることができる。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクを記録媒体上に付与し、積算光量600mJ/cm2未満、より好ましくは350mJ/cm2未満のエネルギー量で紫外線を照射させることで、硬化膜を得ることができる。たとえば、実施例に記載のインクジェット画像形成方法により、上記硬化膜を得ることができる。
本発明の硬化膜の水の接触角は、硬化膜上に付与するオーバーコート液のはじき防止および密着性の観点から、55.0°以上97.0°以下であることが好ましく、55.0°以上90.0°以下であることがより好ましく、65.0°以上90.0°以下であることがさらに好ましい。水の接触角が97.0°を超えるとオーバーコート液のはじきが抑制されず、オーバーコート液の密着性が高まりにくく、55.0未満であるとオーバーコート液が過度に濡れ広がってしまい、画像の画質が高まりにくい。
硬化膜の水の接触角は、接触角測定装置により測定することができる。また、たとえば、硬化膜の水の接触角は、実施例に記載の硬化膜の水の接触角の評価方法により測定することができる。
[インクジェット画像形成方法]
本発明のインクジェット画像形成方法は、本発明に係る活性光線硬化型インクジェットインクを用いて画像を形成する公知の画像形成方法と同様に行い得る。本発明のインクジェット画像形成方法は、オーバーコート液を付与する工程をさらに有していてもよい。
本発明のインクジェット画像形成方法は、本発明に係る活性光線硬化型インクジェットインクを用いて画像を形成する公知の画像形成方法と同様に行い得る。本発明のインクジェット画像形成方法は、オーバーコート液を付与する工程をさらに有していてもよい。
たとえば、本発明のインクジェット画像形成方法は、インクジェットインクの液滴をインクジェット法により記録媒体上に着弾させる工程、記録媒体上に着弾したインクジェットインクに活性光線を照射して画像を構成する硬化膜を形成する工程、および任意にオーバーコート液を前記硬化膜の上に付与する工程、を含むインクジェット画像形成方法において、上記インクジェットインクが、上記した本発明のインクである方法、とすることができる。
(インクジェットインクの液滴を記録媒体上に着弾させる工程)
この工程では、インクジェットインクの液滴をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体上に着弾させる。インクジェットインクの液滴は、記録媒体上の形成すべき画像に応じた位置に着弾させることが好ましい。
この工程では、インクジェットインクの液滴をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体上に着弾させる。インクジェットインクの液滴は、記録媒体上の形成すべき画像に応じた位置に着弾させることが好ましい。
インクジェットヘッドからの吐出方式は、オンデマンド方式およびコンティニュアス方式のいずれでもよい。オンデマンド方式のインクジェットヘッドの例は、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型およびシェアードウォール型を含む電気-機械変換方式、ならびにサーマルインクジェット型およびバブルジェット(バブルジェットはキヤノン社の登録商標)型を含む電気-熱変換方式等が含まれる。
インクジェットインクの液滴は、加熱した状態でインクジェットヘッドから吐出することで、吐出安定性を高めることができる。吐出される際のインクジェットインクの温度は、35℃以上100℃以下であることが好ましく、吐出安定性をより高める観点からは、35℃以上80℃以下であることがより好ましい。吐出安定性をさらに高める観点からは、インクジェットインクの粘度が7mPa・s以上15mPa・s以下、より好ましくは8mPa・s以上13mPa・s以下となるようなインク温度において出射を行うことが好ましい。
インクジェットインクを所定の温度に加熱する方法の例には、ヘッドキャリッジを構成するインクタンク、供給パイプおよびヘッド直前の前室インクタンク等のインク供給系、フィルター付き配管ならびにピエゾヘッド等の少なくともいずれかを、パネルヒーター、リボンヒーターおよび保温水等のうちいずれかによって所定の温度に加熱する方法が含まれる。
記録速度を速くし、かつ、画質を高める観点から、吐出される際のインクジェットインクの液滴量は2pL以上20pL以下であることが好ましい。
(記録媒体上に着弾したインクジェットインクに活性光線を照射して画像を構成する硬化膜を形成する工程)
この工程では、前の工程で着弾させたインクジェットインクに活性光線を照射して、画像を構成する硬化膜を形成する。インクジェットインクに活性光線を照射することで、インクジェットインクが硬化し、硬化膜が形成される。
この工程では、前の工程で着弾させたインクジェットインクに活性光線を照射して、画像を構成する硬化膜を形成する。インクジェットインクに活性光線を照射することで、インクジェットインクが硬化し、硬化膜が形成される。
インクジェットインクの硬化性を高める観点から、活性光線は、インク着弾後0.001秒以上1.0秒以下の間に照射されることが好ましく、より高精細な画像を形成する観点から、0.001秒以上0.5秒以下の間に照射されることがより好ましい。
インクジェットインクに照射できる活性光線の例には、電子線、紫外線、α線、γ線、およびエックス線が含まれる。これらのうち、取り扱いの容易さおよび人体への影響の少なさの観点から、紫外線を照射することが好ましい。光源の輻射熱によってインクジェットインクが溶けることによるインクの硬化不良の発生を抑制する観点から、光源は発光ダイオード(LED)であることが好ましい。硬化膜を形成するための紫外線を照射することができるLED光源の例には、395nm、水冷LED、Phoseon Technology社製が含まれる。
インクジェットインクへの輻射熱の照射をより抑制する観点から、LED光源は、370~410nmの紫外線を画像表面におけるピーク照度が0.5~10W/cm2となるように設置され、1~5W/cm2となるように設置されることがより好ましく、または、画像に照射される光量が600mJ/cm2未満となるように設置されることが好ましく、350mJ/cm2未満となるように設置されることがより好ましい。
インク硬化の際に起こる記録材料の収縮をより効率的に抑える観点から、活性光線の照射を2段階に分けることが好ましい。たとえば、まずインクジェットインクが着弾した後0.001秒以上2.0秒以下の間に前述の方法で活性光線を照射してインクジェットインクを仮硬化させ、全印字終了後にさらに活性光線を照射してインクジェットインクを本硬化させることができる。
(オーバーコート液を硬化膜の上に付与する工程)
この工程では、オーバーコート液を前記硬化膜の上に付与する。オーバーコート液には、前記インクジェット吐出用オーバーコート液およびインクジェット吐出以外の方法で付与するオーバーコート液(以下、単に「非インクジェット吐出用オーバーコート液」ともいう。)が含まれる。硬化膜の上に付与するとは、前記形成した硬化膜面に接するようにオーバーコート液を付与することを意味する。
この工程では、オーバーコート液を前記硬化膜の上に付与する。オーバーコート液には、前記インクジェット吐出用オーバーコート液およびインクジェット吐出以外の方法で付与するオーバーコート液(以下、単に「非インクジェット吐出用オーバーコート液」ともいう。)が含まれる。硬化膜の上に付与するとは、前記形成した硬化膜面に接するようにオーバーコート液を付与することを意味する。
(オーバーコート液)
本工程では、印刷された画像に、光沢を持たせたり、外部からの衝撃への耐性を持たせたりするなどの目的に応じて、適宜公知のオーバーコート液を用いることができる。オーバーコート液は、市販のニスや色材を含有する色インク(たとえば、白色顔料を含有するホワイトインク)でもよいし、色材を実質的に含有しないクリアインクでもよい。
本工程では、印刷された画像に、光沢を持たせたり、外部からの衝撃への耐性を持たせたりするなどの目的に応じて、適宜公知のオーバーコート液を用いることができる。オーバーコート液は、市販のニスや色材を含有する色インク(たとえば、白色顔料を含有するホワイトインク)でもよいし、色材を実質的に含有しないクリアインクでもよい。
オーバーコート液には、市販のニスが含まれ、具体例には、デジタル印刷兼用ニスPL-LV、 KM-EP専用ニス KM-2、KM-3、UVロールコートニス RI-13、RI-13-K2、RI-16、RI-FX-3、RI-XG33、CX-1、CX-2、CX-3、UVコートニスAT-B、UV VECTAコートニスPC-3KW2(T&K TOKA社製)、UVグロスニスULTRASHEEN UV-9021A(ACTEGA社製)、UVマットニス5070E、ソフトタッチULTRASHEEN UV-XT3037(KUSTOM&GROU社製)、プラスサイズOP-5267, OP-5275(互応化学社製)、FD クリアコートPC, C-YS(東洋インキ社製)、ブライトーンTUV(サカタインクス社製)等が含まれる。
市販のニスの中でも、密着性の観点から、油性適正のあるニスであることが好ましく、油性適正のあるニスの具体例としては、UV VECTAコートニスPC-3KW2(T&K TOKA社製)、プラスサイズOP-5267, OP-5275(互応化学社製)、FD クリアコートC-YS(東洋インキ社製)等が含まれる。
オーバーコート液は、インクジェット法によって付与することができるインクジェット吐出用オーバーコート液でもよく、インクジェット法以外の方法によって付与することができる非インクジェット吐出用オーバーコート液でもよい。非インクジェット吐出用オーバーコート液は、バーコート、スプレーコート、カーテンコート、ロールコート、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、凸版および凹版等の版を用いる方法ならびにその他の版を用いない方法等によって付与することができる。非インクジェット吐出用オーバーコート液を用いる場合は、作業の容易さおよび均一な付与性の観点から、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷またはバーコートによって付与することがが好ましい。
装置構成をより単純にして画像形成のコストを低減させる観点からは、オーバーコート液は、インクジェット吐出用オーバーコート液であることが好ましい。
(オーバーコート液に活性光線を照射してオーバーコート液を硬化させる工程)
オーバーコート液が活性光線硬化型である場合は、前記オーバーコート液を硬化膜の上に付与する工程の後に、オーバーコート液に活性光線を照射してオーバーコート液を硬化させてもよい。装置の設定を容易にして、効率的に画像を形成する観点から、オーバーコート液に活性光線を照射する条件は、前記インクジェットインクに活性光線を照射する条件と同一の条件とすることが好ましい。
オーバーコート液が活性光線硬化型である場合は、前記オーバーコート液を硬化膜の上に付与する工程の後に、オーバーコート液に活性光線を照射してオーバーコート液を硬化させてもよい。装置の設定を容易にして、効率的に画像を形成する観点から、オーバーコート液に活性光線を照射する条件は、前記インクジェットインクに活性光線を照射する条件と同一の条件とすることが好ましい。
(搬送工程)
硬化膜の形成とオーバーコート液の付与とを異なる機械で行う場合、またはこれらの工程を同一の機械の異なる場所で行う場合は、上記硬化膜を形成する工程とオーバーコート液を付与する工程との間に、硬化膜が形成された記録媒体を搬送する工程を含んでいてもよい。
硬化膜の形成とオーバーコート液の付与とを異なる機械で行う場合、またはこれらの工程を同一の機械の異なる場所で行う場合は、上記硬化膜を形成する工程とオーバーコート液を付与する工程との間に、硬化膜が形成された記録媒体を搬送する工程を含んでいてもよい。
記録媒体の搬送速度は、高速記録の観点から、30m/min以上120m/min以下であることが好ましい。
[記録媒体]
本発明のインクジェット画像形成方法に用いる記録媒体は、本発明のインクによって画像を形成することができればよく、たとえば、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブタジエンテレフタレートを含むプラスチックで構成される非吸収性の記録媒体、金属類およびガラス等の非吸収性の無機記録媒体、ならびに紙類等(たとえば印刷用コート紙および印刷用コート紙B等)とすることができる。その中でも、オーバーコート液によるコーティングが求められている紙類のOKトップコートやマリコート等に好ましく用いることができる。
本発明のインクジェット画像形成方法に用いる記録媒体は、本発明のインクによって画像を形成することができればよく、たとえば、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブタジエンテレフタレートを含むプラスチックで構成される非吸収性の記録媒体、金属類およびガラス等の非吸収性の無機記録媒体、ならびに紙類等(たとえば印刷用コート紙および印刷用コート紙B等)とすることができる。その中でも、オーバーコート液によるコーティングが求められている紙類のOKトップコートやマリコート等に好ましく用いることができる。
インクジェット記録ヘッドからインク液滴を吐出することによって、記録媒体上にインク液滴が付着する。繰り返し再現性良く高画質を形成するためにインク液滴が着弾する際の記録媒体の温度は、20℃以上50℃以下に設定されていることが好ましい。
[インクジェット記録装置]
本発明の活性光線硬化型インクジェットが用いられる、活性光線硬化型インクジェット方式のインクジェット記録装置について説明する。活性光線硬化型インクジェット方式のインクジェット記録装置には、ライン記録方式(シングルパス記録方式)のものと、シリアル記録方式のものとがある。求められる画像の解像度や記録速度に応じて選択されればよいが、高速記録の観点では、ライン記録方式(シングルパス記録方式)が好ましい。
本発明の活性光線硬化型インクジェットが用いられる、活性光線硬化型インクジェット方式のインクジェット記録装置について説明する。活性光線硬化型インクジェット方式のインクジェット記録装置には、ライン記録方式(シングルパス記録方式)のものと、シリアル記録方式のものとがある。求められる画像の解像度や記録速度に応じて選択されればよいが、高速記録の観点では、ライン記録方式(シングルパス記録方式)が好ましい。
図1Aおよび図1Bは、ライン記録方式のインクジェット記録装置の要部の構成の一例を示す図である。このうち、図1Aは側面図であり、図1Bは上面図である。図1Aおよび図1Bに示されるように、インクジェット記録装置10は、複数のインク吐出用記録ヘッド14を収容するヘッドキャリッジ16と、記録媒体12の全幅を覆い、かつヘッドキャリッジ16の(記録媒体の搬送方向)下流側に配置された活性光線照射部18と、記録媒体12の下面に配置された温度制御部19と、を有する。
ヘッドキャリッジ16は、記録媒体12の全幅を覆うように固定配置されており、各色ごとに設けられた複数のインク吐出用記録ヘッド14を収容する。吐出用記録ヘッド14にはインクが供給されるようになっている。たとえば、インクジェット記録装置10に着脱自在に装着された不図示のインクカートリッジ等から、直接又は不図示のインク供給手段によりインクが供給されるようになっていてもよい。
吐出用記録ヘッド14は、各色ごとに、記録媒体12の搬送方向に複数配置される。記録媒体12の搬送方向に配置される吐出用記録ヘッド14の数は、吐出用記録ヘッド14のノズル密度と、印刷画像の解像度によって設定される。dpiとは、2.54cm当たりのインク滴(ドット)の数を表す。
活性光線照射部18は、記録媒体12の全幅を覆い、かつ記録媒体の搬送方向についてヘッドキャリッジ16の下流側に配置されている。活性光線照射部18は、インク吐出用記録ヘッド14により吐出されて、記録媒体に着弾した液滴に活性光線を照射し、液滴を硬化させる。
活性光線が紫外線である場合、活性光線照射部18(紫外線照射手段)の例には、蛍光管(低圧水銀ランプ、殺菌灯)、冷陰極管、紫外レーザー、数100Pa以上1MPa以下までの動作圧力を有する低圧、中圧、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプおよびLED等が含まれる。硬化性の観点から、照度100mW/cm2以上の紫外線を照射する紫外線照射手段;具体的には、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプおよびLED等が好ましく、消費電力、輻射熱の少ない観点から、LEDがより好ましい。
活性光線が電子線である場合、活性光線照射部18(電子線照射手段)の例には、スキャニング方式、カーテンビーム方式、ブロードビーム方式等の電子線照射手段が含まれるが、処理能力の観点から、カーテンビーム方式の電子線照射手段が好ましい。電子線照射手段の例には、日新ハイボルテージ(株)製の「キュアトロンEBC-200-20-30」、AIT(株)製の「Min-EB」等が含まれる。
温度制御部19は、記録媒体12の下面に配置されており、記録媒体12を所定の温度に維持する。温度制御部19は、たとえば各種ヒータ等でありうる。
以下、ライン記録方式のインクジェット記録装置10を用いたインクジェット画像形成方法を説明する。記録媒体12を、インクジェット記録装置10のヘッドキャリッジ16と温度制御部19との間に搬送する。一方で、記録媒体12を、温度制御部19により所定の温度に調整する。次いで、ヘッドキャリッジ16のインク吐出用記録ヘッド14から高温のインクを吐出して、記録媒体12上に付着(着弾)させる。そして、活性光線照射部18により、記録媒体12上に付着したインク滴に活性光線を照射して硬化させる。
インク吐出用記録ヘッド14からインクを吐出する際の、インク吐出用記録ヘッド14内のインクの温度は、インクの吐出性を高めるためには、インクのゲル化温度よりも10~30℃高い温度に設定されることが好ましい。
インク吐出用記録ヘッド14の各ノズルから吐出される1滴あたりの液滴量は、インクの粘度等にもよるが、0.5pl以上10pl以下であることが好ましく、所望の領域のみに吐出するためには、0.5pl以上4.0pl以下であることがより好ましく、1.5pl以上4.0pl以下であることがさらに好ましい。このような量のインクを塗布しても、本発明に係るインクではゾルゲル相転移が行われるため、インクが過剰に濡れ広がらず、所望の箇所にのみ吐出することができる。
記録媒体上に付着したインクの液滴は冷却されてゾルゲル相転移により速やかにゲル化する。これにより、インクの液滴が過剰に濡れ広がらずに、ピニングすることができる。さらに、液滴が速やかにゲル化し、粘度が上昇するため、記録媒体上に付着したインク表面中に酸素が入り込みにくく、インク表面の硬化が酸素によって阻害されにくい。
ここで、インク吐出用記録ヘッド14からインクの液滴を吐出することによって、記録媒体上にインクの液滴が付着する。インクの液滴が付着する際の記録媒体の温度は、インクのゲル化温度よりも10℃以上20℃以下の低い温度に設定されていることが好ましい。
活性光線の照射は、隣り合うインク滴同士が合一するのを抑制するために、インク滴が記録媒体上に付着した後10秒以内、好ましくは0.001秒~5秒以内、より好ましくは0.01秒~2秒以内に行うことが好ましい。活性光線の照射は、ヘッドキャリッジ16に収容された全てのインク吐出用記録ヘッド14からインクを吐出した後に行われることが好ましい。
活性光線が電子線である場合、電子線照射の加速電圧は、十分な硬化を行うために、30kV以上250kV以下であることが好ましく、30kV以上100kV以下であることがより好ましい。加速電圧が100kV以上250kV以下である場合、電子線照射量は30kGy以上100kGy以下であることが好ましく、30kGy以上60kGy以下であることがより好ましい。
硬化後の総インク膜厚は、2μm以上25μm以下であることが好ましい。「総インク膜厚」とは、記録媒体に描画されたインク膜厚の最大値であり、オーバーコート液の膜厚は含まれない。
図2は、シリアル記録方式のインクジェット記録装置20の要部の構成の一例を示す上面図である。図2に示されるように、インクジェット記録装置20は、記録媒体の全幅を覆うように固定配置されたヘッドキャリッジ16の代わりに、記録媒体の全幅よりも狭い幅であり、かつ複数のインク吐出用記録ヘッド24を収容するヘッドキャリッジ26と、ヘッドキャリッジ26を記録媒体12の幅方向に可動させるためのガイド部27と、を有する以外は図1Aおよび図1Bと同様に構成されうる。
シリアル記録方式のインクジェット記録装置20では、ヘッドキャリッジ26がガイド部27に沿って記録媒体12の幅方向に移動しながら、ヘッドキャリッジ26に収容された吐出用記録ヘッド24からインクを吐出する。ヘッドキャリッジ26が記録媒体12の幅方向に移動しきった後(パス毎に)、記録媒体12を搬送方向に送る。その後、活性光線照射部28により、記録媒体12上に付着したインク滴に活性光線を照射して硬化させる。これらの操作以外は、前述のライン記録方式のインクジェット記録装置10とほぼ同様にして画像を記録する。
以下において、実施例を参照して本発明をより詳細に説明するが、これらの記載によって本発明の範囲は限定して解釈されない。
1.実験1
[顔料分散液の調製]
以下の手順で、顔料分散液の調整をした。
[顔料分散液の調製]
以下の手順で、顔料分散液の調整をした。
顔料分散剤である アジスパーPB824(味の素ファインテクノ社製)を9部、光重合性化合物であるトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A-DCP:新中村化学社製)を71部、ステンレスビーカーに入れ、これを65℃のホットプレート上で加熱しながら1時間加熱攪拌した。
混合液を室温まで冷却し、さらに、顔料であるPigment Blue 15:4(クロモファインブルー6332JC、大日精化工業株式会社製)を20部加えた。この溶液を、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れて密栓し、ペイントシェーカーにて5時間分散処理した。その後、ジルコニアビーズを除去して、顔料分散液を得た。
[インクの調製]
下記の表に記載された活性光線硬化型インクジェットインク成分にしたがって、下記に示す各成分と上記顔料分散液とを混合して、80℃に加熱して攪拌した。加熱下において、ADVANTEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで得られた溶液の濾過を行い、インク試料No.1~21を得た。なお、表の成分の単位は質量%である。
下記の表に記載された活性光線硬化型インクジェットインク成分にしたがって、下記に示す各成分と上記顔料分散液とを混合して、80℃に加熱して攪拌した。加熱下において、ADVANTEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで得られた溶液の濾過を行い、インク試料No.1~21を得た。なお、表の成分の単位は質量%である。
[光重合性化合物]
(EO基を有する光重合性化合物)
ポリエチレングリコールジアクリレート(NKエステルA-400:新中村化学社製)
(PO基を有する光重合性化合物)
トリプロピレングリコールジアクリレート(APG-200:新中村化学社製)
(その他の光重合性化合物)
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A-DCP:新中村化学社製)
(EO基を有する光重合性化合物)
ポリエチレングリコールジアクリレート(NKエステルA-400:新中村化学社製)
(PO基を有する光重合性化合物)
トリプロピレングリコールジアクリレート(APG-200:新中村化学社製)
(その他の光重合性化合物)
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A-DCP:新中村化学社製)
[ゲル化剤]
(ゲル化剤A)
ステアリン酸アミド(ダイヤミッドY:日本化成社製、C12)
(ゲル化剤A(G1))
ジステアリルケトン(カオーワックスT1:花王社製、C18-C18)
(ゲル化剤A(G2))
ベヘニン酸ベヘニル(ユニスターM-2222SL:日油社製、C21-C22)
(ゲル化剤A(G3))
べヘン酸(ルナックBA:花王社製、C22)
(ゲル化剤A(G4))
ベヘニルアルコール(ベヘニルアルコール80R:高級アルコール社製、C22)
(ゲル化剤A(G5))
ジステアリン酸エチレングリコール(EMALEX EG-di-S:日本エマルジョン社製、C17-C17)
(その他のゲル化剤)
ポエムM200(理研ビタミン社製、C10)
(ゲル化剤A)
ステアリン酸アミド(ダイヤミッドY:日本化成社製、C12)
(ゲル化剤A(G1))
ジステアリルケトン(カオーワックスT1:花王社製、C18-C18)
(ゲル化剤A(G2))
ベヘニン酸ベヘニル(ユニスターM-2222SL:日油社製、C21-C22)
(ゲル化剤A(G3))
べヘン酸(ルナックBA:花王社製、C22)
(ゲル化剤A(G4))
ベヘニルアルコール(ベヘニルアルコール80R:高級アルコール社製、C22)
(ゲル化剤A(G5))
ジステアリン酸エチレングリコール(EMALEX EG-di-S:日本エマルジョン社製、C17-C17)
(その他のゲル化剤)
ポエムM200(理研ビタミン社製、C10)
[界面活性剤]
(炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤)
フタージェント212M(ネオス社製、炭素原子数2、重量平均分子量1468)
フタージェント250(ネオス社製、炭素原子数2、重量平均分子量1642)
F-444(DIC社製、炭素原子数6、重量平均分子量587)
サーフロン S-420(AGC社製、炭素原子数6、重量平均分子量1228)
F-556(DIC社製、炭素原子数6、重量平均分子量13629)
F-559(DIC社製、炭素原子数6、重量平均分子量60093)
F-477(DIC社製、炭素原子数6、重量平均分子量17316)
(炭素原子数6を超えるパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤)
メガファックF-142D(DIC社製、炭素原子数8、重量平均分子量1420)
メガファックF-144D(DIC社製、炭素原子数8、重量平均分子量1445)
(その他のノニオン性界面活性剤)
シリコーン系ノニオン性界面活性剤(TSF4452:MOMENTIVE社製、重量平均分子量25327)
(炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤)
フタージェント212M(ネオス社製、炭素原子数2、重量平均分子量1468)
フタージェント250(ネオス社製、炭素原子数2、重量平均分子量1642)
F-444(DIC社製、炭素原子数6、重量平均分子量587)
サーフロン S-420(AGC社製、炭素原子数6、重量平均分子量1228)
F-556(DIC社製、炭素原子数6、重量平均分子量13629)
F-559(DIC社製、炭素原子数6、重量平均分子量60093)
F-477(DIC社製、炭素原子数6、重量平均分子量17316)
(炭素原子数6を超えるパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤)
メガファックF-142D(DIC社製、炭素原子数8、重量平均分子量1420)
メガファックF-144D(DIC社製、炭素原子数8、重量平均分子量1445)
(その他のノニオン性界面活性剤)
シリコーン系ノニオン性界面活性剤(TSF4452:MOMENTIVE社製、重量平均分子量25327)
[重合禁止剤]
Irgastab UV10(BASF社製)
Irgastab UV10(BASF社製)
[光開始剤]
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(IRGACURE819:BASF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(IRGACURE819:BASF社製)
[インクジェット画像形成方法]
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッド(各色42pL、360dpi)を有するライン方式のインクジェット記録装置に装填した。インク供給系は、インクタンク、インク流路、インクジェット記録ヘッド直前のサブインクタンク、フィルター付き配管およびピエゾヘッドからなり、インクが100℃となるように加温した。また、記録媒体の搬送台は、40℃になるように加温した。
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッド(各色42pL、360dpi)を有するライン方式のインクジェット記録装置に装填した。インク供給系は、インクタンク、インク流路、インクジェット記録ヘッド直前のサブインクタンク、フィルター付き配管およびピエゾヘッドからなり、インクが100℃となるように加温した。また、記録媒体の搬送台は、40℃になるように加温した。
記録媒体として、幅300mm、厚さ50μmの透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのロールを準備した。このPETフィルムの波長350~400nmの光に対する透過率は、80%以上である。記録媒体の上に、下記表に記載の各インク試料を用いて50×200mmのサイズの100%ベタ画像(解像度:360×360dpi)を形成した。
印字後、LEDランプ(4W/cm2、water cooled unit、Phoseon Technology社製)で600mJ/cm2のエネルギー量を付与して画像面を完全に硬化した。管面から5mmの距離で照射した(搬送方向の照射幅20mm)。積算光量を、紫外線積算光量計(C9536-2およびH9958-2、浜松ホトニクス社製)を用いて測定し、記録媒体の搬送速度を調整した。
[評価方法]
(硬化膜の水の接触角)
上記形成した画像を構成する硬化膜上に、純水を滴下し、着滴直後を自動認識させ、着滴から200msの接触角を接触角計測定装置「接触角計CA-V、協和界面科学株式会社製」によって常温常湿(20℃、50%RH)で5回測定し、その平均値を接触角θとした。
(硬化膜の水の接触角)
上記形成した画像を構成する硬化膜上に、純水を滴下し、着滴直後を自動認識させ、着滴から200msの接触角を接触角計測定装置「接触角計CA-V、協和界面科学株式会社製」によって常温常湿(20℃、50%RH)で5回測定し、その平均値を接触角θとした。
(インクの表面硬化性)
上記形成した画像を、25℃・60%RHの環境下に24時間放置した。その後、JIS-K-5400に準じて表面の鉛筆硬度を測定した。評価は下記の基準で行った。
1:鉛筆硬度2B以下
2:鉛筆硬度F、H
3:鉛筆硬度B
4:鉛筆硬度2H以上
上記形成した画像を、25℃・60%RHの環境下に24時間放置した。その後、JIS-K-5400に準じて表面の鉛筆硬度を測定した。評価は下記の基準で行った。
1:鉛筆硬度2B以下
2:鉛筆硬度F、H
3:鉛筆硬度B
4:鉛筆硬度2H以上
(はじき防止性)
上記形成した画像上にオーバーコート液を塗布した際に、はじきが発生するまでの時間と、白ヌケ(はじきによる未印字部分)の度合いを目視で確認した。評価は下記の基準で行った。
上記形成した画像上にオーバーコート液を塗布した際に、はじきが発生するまでの時間と、白ヌケ(はじきによる未印字部分)の度合いを目視で確認した。評価は下記の基準で行った。
オーバーコート液は、市販ニスであるUVコートニスAT-B(T&K TOKA社製)、FD クリアコートPC(東洋インキ社製)、ブライトーンTUV(サカタインクス社製)または油性適正のあるUV VECTAコートニス PC-3KW2(T&K TOKA社製)を用いた。オーバーコート液は、それぞれの硬化膜上に、バーコーターを用いて均一に塗布した。塗布後、GSユアサ社製のメタルハライドランプランプ120W/cmを用いて画像表面での最高照度280mW/cm2の光を照射し硬化させた。記録媒体の搬送速度は30m/minとした。照射した光量は、350mJ/cm2であった。
1: 塗布直後にはじきが発生し、実用上問題あり。
2: 塗布後5秒以降にはじきが発生し、白ヌケが数か所ある。
3: 塗布後10秒以降にはじきが発生し、白ヌケが数か所ある。
4: 塗布後15秒以降にはじきが発生し、白ヌケが数か所ある。
5: 塗布後20秒まではじき発生せず、白ヌケはほとんどない。
6: 塗布後にはじき発生せず、白ヌケは全くない。
2: 塗布後5秒以降にはじきが発生し、白ヌケが数か所ある。
3: 塗布後10秒以降にはじきが発生し、白ヌケが数か所ある。
4: 塗布後15秒以降にはじきが発生し、白ヌケが数か所ある。
5: 塗布後20秒まではじき発生せず、白ヌケはほとんどない。
6: 塗布後にはじき発生せず、白ヌケは全くない。
(密着性)
上記形成した画像の表面を25マスにクロスカットし、セロテープ、3M社製(「セロテープは同社の登録商標」)を貼り付け、垂直方向に引きはがし、剥がれたマスの数をカウントし、画像の密着性を評価した。
上記形成した画像の表面を25マスにクロスカットし、セロテープ、3M社製(「セロテープは同社の登録商標」)を貼り付け、垂直方向に引きはがし、剥がれたマスの数をカウントし、画像の密着性を評価した。
1: 全部剥がれる。
2: 1~15マス残る。
3: 16~20マス残る。
4: 21~24マス残る。
5: 全部残る。
2: 1~15マス残る。
3: 16~20マス残る。
4: 21~24マス残る。
5: 全部残る。
評価結果を表1~表5に示す。表1~表4のオーバーコート液は、油性適正のあるUVVECTAコートニス PC-3KW2(T&KTOKA社製)を用いた。表5は、表1記載の試料No.1~5について、オーバーコート液を油性適正のあるUVVECTAコートニス PC-3KW2(T&KTOKA社製)以外のものに変更して、表1と同様に評価した結果を示す。
2.実験2
実験1で調製したインク試料No.1~21の密着性について、より詳細な評価を行った。具体的には、実験1と同様の手順で画像の密着性を評価したが、このとき、以下の条件で評価を行った。
実験1で調製したインク試料No.1~21の密着性について、より詳細な評価を行った。具体的には、実験1と同様の手順で画像の密着性を評価したが、このとき、以下の条件で評価を行った。
1: 全部剥がれる。
2: 1~15マス残る。
3: 16~20マス残る。
4: 21~24マス残る。
5: 全部残る。
6: セロテープを張り付け、垂直方向に引きはがす評価を2回行っても全部残る。
2: 1~15マス残る。
3: 16~20マス残る。
4: 21~24マス残る。
5: 全部残る。
6: セロテープを張り付け、垂直方向に引きはがす評価を2回行っても全部残る。
実験1で密着性の評価が5だった試料No.5~17のうち、光重合性化合物Aまたは光重合性化合物Bを含有する試料No.10~17の密着性の評価が6となったが、光重合性化合物Aおよび光重合性化合物Bのいずれも含有しない試料No.5~9の密着性の評価は5だった。
本出願は、2015年7月13日出願の日本国出願番号2015-139699号に基づく優先権を主張する出願であり、当該出願の特許請求の範囲、明細書および図面に記載された内容は本出願に援用される。
本発明に係る活性光線硬化型インクジェットインクは、ゲル化剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクにおいて、より簡便に、画像を構成する硬化膜の表面エネルギーをより高めて、オーバーコート液のはじきを抑制できるため、そのようなインクジェット画像形成方法に好適である。
10、20 インクジェット記録装置
12 記録媒体
14、24 インク吐出用記録ヘッド
16、26 ヘッドキャリッジ
18、28 活性光線照射部
19 温度制御部
27 ガイド部
12 記録媒体
14、24 インク吐出用記録ヘッド
16、26 ヘッドキャリッジ
18、28 活性光線照射部
19 温度制御部
27 ガイド部
Claims (8)
- 光重合性化合物、ゲル化剤を含有し、温度により可逆的にゾルゲル相転移する活性光線硬化型インクジェットインクであって、
炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤を含有することを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインク。 - 前記ゲル化剤は、直鎖部分の炭素原子数が12以上26以下のアルキル基を含むゲル化剤Aを含有することを特徴とする請求項1に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 前記ゲル化剤Aは、下記一般式(G1)~一般式(G5)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項2に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
一般式(G1):R1-CO-R2
一般式(G2):R3-COO-R4
一般式(G3):R5-COOH
一般式(G4):R6-OH
一般式(G5):R7-(CH2CH2O)n-R8
(一般式(G1)~一般式(G5)において、R1、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ独立に炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を有するアルキル基を表し、R7およびR8は、それぞれ独立に炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を有するアルキルケトン基またはアルキルエステル基を表し、nは1または2を表す。) - 前記光重合性化合物は、エチレンオキサイド(EO)基を有している(メタ)アクリレートである光重合性化合物A及び/又はプロピレンオキサイド(PO)基を有している(メタ)アクリレートである光重合性化合物Bを含有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 前記炭素原子数6以下のパーフルオロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤の重量平均分子量は、3000以上100000以下であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクを記録媒体上に付与し、積算光量600mJ/cm2のエネルギー量の紫外線を前記付与された前記活性光線硬化型インクジェットインクに照射する、硬化膜表面の20℃、50%RHで測定した純水の接触角が55.0°以上97.0°以下である硬化膜の製造方法。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクの液滴を記録媒体上に着弾させる工程と、前記記録媒体上に着弾した液滴に活性光線を照射して画像を構成する硬化膜を形成する工程を含むことを特徴とするインクジェット画像形成方法。
- 請求項7に記載のインクジェット画像形成方法であって、前記形成された硬化膜の上にオーバーコート液を付与する工程を含むことを特徴とするインクジェット画像形成方法。
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2016
- 2016-07-11 WO PCT/JP2016/070465 patent/WO2017010462A1/ja active Application Filing
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