WO2018155500A1 - インクジェット印刷用インク - Google Patents

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WO2018155500A1
WO2018155500A1 PCT/JP2018/006263 JP2018006263W WO2018155500A1 WO 2018155500 A1 WO2018155500 A1 WO 2018155500A1 JP 2018006263 W JP2018006263 W JP 2018006263W WO 2018155500 A1 WO2018155500 A1 WO 2018155500A1
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WO
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ink
inkjet printing
ether
binder polymer
compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/006263
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English (en)
French (fr)
Inventor
増田 克之
隆太 田中
直己 高原
雅夫 内ヶ崎
Original Assignee
日立化成株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322Pigment inks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes

Definitions

  • the present invention relates to an ink for ink jet printing for forming a cured film on a substrate.
  • the present invention provides, for example, an ink for inkjet printing used for forming a light-shielding cured film suitable for shielding extra light from a backlight or the like.
  • a color filter used in a color display device generally has pixels composed of three colors of red (R), green (G), and blue (B), and these pixels are a grid-like black light shielding layer called a black matrix.
  • a method of forming a colored layer of a color filter by an ink jet method using a black matrix as a partition has been proposed (for example, Patent Document 1).
  • the contrast of an image may be improved by providing a black matrix on the boundary between pixels.
  • the black matrix is formed, for example, by a photolithography method using a photosensitive resin composition containing a black pigment. Carbon black is generally used as the black pigment (for example, Patent Document 1).
  • the black matrix is formed with a film thickness of 2 ⁇ m or less.
  • the film thickness of the black matrix is made thicker than before, a black matrix having a higher OD value can be formed.
  • transmission of exposure light in the exposure process becomes insufficient, and non-uniform exposure failure tends to occur.
  • the sensitivity is low, curing failure occurs, and it is difficult to form a thick black matrix well.
  • An object of one aspect of the present invention is to form a cured film that maintains high adhesion to a non-absorbent adherend surface even after various endurance tests, and for inkjet printing with good inkjet ejection properties. To provide ink.
  • An ink for inkjet printing includes (A) a binder polymer (polymer), (B) a curing agent that is a compound (polymerizable compound) having a group that thermally reacts with the binder polymer, and (C ) A colorant and (D) a solvent.
  • the binder polymer has a carboxyl group, and the binder polymer has a weight average molecular weight of 20,000 to 300,000.
  • curing agent contains block isocyanate (low-temperature dissociation block type isocyanate) and an epoxy resin.
  • the blocked isocyanate may be an isocyanurate type blocked isocyanate derived from a diisocyanate compound.
  • the blocked isocyanate may be a compound of an isocyanate compound and at least one blocking agent selected from methyl ethyl ketoxime, acetaldehyde oxime and cyclohexanone oxime, in other words, a compound having an isocyanate group blocked with these blocking agents.
  • the blocked isocyanate may be a compound derived from hexamethylene diisocyanate.
  • the epoxy resin may be a compound containing an alicyclic ring or an aromatic ring in the molecule.
  • the epoxy resin may be a compound having a dicyclopentadiene skeleton in the molecule.
  • the colorant may be a pigment having an average particle size of 10 to 300 nm.
  • the ink for inkjet printing may further contain (E) a silane coupling agent.
  • the silane coupling agent may be a compound having an epoxy group in the molecule.
  • the solvent may contain (as a main component) at least one selected from the group consisting of acetate ester, glycol ether and glycol ester.
  • the ink for ink jet printing of the present invention it is possible to print the surface of a non-absorbent medium with good ink jet discharge properties in which nozzles are hardly clogged.
  • the cured film formed by printing the ink of the present invention exhibits high adhesion to the adherend surface even after various durability tests such as a hot water bath test, a thermal cycle test, a weather resistance test, and a heat resistance test. be able to. Also from this point, the ink for inkjet printing of the present invention has improved reliability.
  • (meth) acrylic acid means “acrylic acid” or “methacrylic acid”
  • (meth) acrylate means “acrylate” or “methacrylate”
  • ( The “meth) acryloyl group” means “acryloyl group” or “methacryloyl group”.
  • An ink for inkjet printing includes a polymer having a carboxyl group and a weight average molecular weight of 20000 to 300,000 (binder polymer), a blocked isocyanate (low-temperature dissociated blocked isocyanate), and an epoxy resin.
  • the binder polymer imparts a film forming property to the ink.
  • the blocked isocyanate and epoxy resin act as a curing agent for the binder polymer.
  • the binder polymer may be an acrylic resin having a carboxyl group from the viewpoint of adhesion to an adherend.
  • Component (A) Binder polymer having carboxyl group
  • the binder polymer of component (A) is not particularly limited as long as it has a carboxyl group in the molecule, and examples thereof include acrylic resins, styrene resins, and epoxy resins. Amide resin, amide epoxy resin, alkyd resin, phenol resin, and urethane resin. Among them, the acrylic resin is easy to synthesize. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the acrylic resin as the component (A) is a (meth) acrylic polymer mainly composed of monomer units derived from a polymerizable monomer having a (meth) acryloyl group.
  • the acrylic resin may be, for example, a copolymer that can be produced by radical polymerization of a polymerizable monomer having a carboxyl group and another polymerizable monomer.
  • polymerizable monomer examples include styrene; polymerizable styrene derivatives such as ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, and p-ethylstyrene; acrylamide; acrylonitrile; esters of vinyl alcohol such as vinyl-n-butyl ether; (Meth) acrylic acid-based monomers such as (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid glycidyl ester, (meth) acrylic acid, ⁇ -furyl (meth) acrylic acid, ⁇ -styryl (meth) acrylic acid Maleic acid, maleic acid monoesters; organic carboxylic acids having polymerizable unsaturated groups other than (meth) acryloyl groups, such as fumaric acid, cinnamic acid, ⁇ -cyanocinnamic acid, itaconic acid, crotonic acid, propiolic acid, etc.
  • (meth) acrylic acid monomers and acrylamide are polymerizable monomers having a (meth) acryloyl group.
  • (meth) acrylic acid, ⁇ -furyl (meth) acrylic acid, ⁇ -styryl (meth) acrylic acid, and organic carboxylic acids having polymerizable unsaturated groups other than (meth) acryloyl groups Is a polymerizable monomer having a carboxyl group.
  • the polymerizable monomer having a carboxyl group may be (meth) acrylic acid.
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester examples include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, (meth Hexyl acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and structural isomers thereof.
  • the acrylic resin may contain at least one of methyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate as a monomer unit in terms of excellent hardness.
  • the binder polymer may be a copolymer having (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester having a hydroxyl group as monomer units (structural units).
  • This copolymer may further contain other polymerizable monomers.
  • examples of other polymerizable monomers include (meth) acrylic acid alkyl esters. That is, the binder polymer may be a copolymer having (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid alkyl ester, and (meth) acrylic acid ester having a hydroxyl group as monomer units (structural units).
  • Examples of the (meth) acrylic acid ester containing the hydroxyl group include, for example, hydroxymethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, ( Examples include hydroxypentyl (meth) acrylate, hydroxyhexyl (meth) acrylate, hydroxyheptyl (meth) acrylate, hydroxyoctyl (meth) acrylate, and structural isomers thereof.
  • the acid value of the binder polymer having a carboxyl group may be 20 mgKOH / g or more, 40 mgKOH / g or more, or 60 mgKOH / g or more from the viewpoint of the curability and adhesion of the ink.
  • the acid value of the binder polymer may be 250 mgKOH / g or less, 240 mgKOH / g or less, 230 mgKOH / g or less, or 220 mgKOH / g or less.
  • the acid value can be measured as follows. First, about 1 g of a polymer solution containing a binder polymer whose acid value is to be measured is precisely weighed. Thereafter, 30 g of acetone is added to the polymer solution and mixed uniformly. An appropriate amount of phenolphthalein as an indicator is added to the mixed solution. Titrate with 0.1N aqueous KOH. The titration amount of KOH aqueous solution is calculated
  • A 10 ⁇ Vf ⁇ 56.1 / (Wp ⁇ I)
  • A represents the acid value (mgKOH / g)
  • Vf represents the titration amount (mL) of 0.1N KOH aqueous solution
  • Wp represents the mass (g) of the measured polymer solution
  • I was measured. The ratio (mass%) of the non volatile matter (binder polymer) in a polymer solution is shown.
  • the weight average molecular weight of the binder polymer is usually 20000 or more and 25000 or more from the viewpoint of excellent film physical properties. From the viewpoint of reducing the viscosity of the ink and improving the dischargeability from the nozzle, the weight average molecular weight of the binder polymer is usually 300000 or less, and may be 200000 or less, or 150,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the binder polymer here is a value obtained by measuring by a gel permeation chromatography method and using a standard polystyrene calibration curve.
  • the content of the binder polymer may be 10% by mass or more, or 15% by mass or more, based on the mass of the solid content (components other than the solvent), 50% by mass or less, or 40% by mass or less. Also good. When the content of the binder polymer is within these ranges, an effect that the film formability is excellent is obtained.
  • Curing agent compound having a group that reacts thermally with the binder polymer
  • the curing agent contained in the ink contains a blocked isocyanate and an epoxy resin as a compound having a group that thermally reacts with the binder polymer.
  • Blocked isocyanate is a compound having two or more isocyanate groups blocked by a blocking agent. Since the blocking agent is dissociated by heating and the isocyanate group is regenerated, the blocked isocyanate has a long pot life, and the ink containing this has excellent processability.
  • blocked isocyanate is used as a curing agent.
  • the blocked isocyanate usually regenerates the isocyanate group by dissociating (deprotecting) the blocking agent by heating at a relatively low temperature.
  • the regenerated isocyanate group thermally reacts with the carboxyl group and the like of the binder polymer, whereby the ink is cured.
  • the blocking agent can be selected from those usually used in this field.
  • the blocking agent include phenol-based blocking agents such as phenol, cresol, xylenol, chlorophenol, and ethylphenol; lactam-based blocking agents such as ⁇ -caprolactam, ⁇ -valerolactam, ⁇ -butyrolactam, and ⁇ -propiolactam; Active methylene blocking agents such as dimethyl malonate, diethyl malonate, ethyl acetoacetate and acetylacetone; methanol, ethanol, propanol, butanol, amyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl Ether, propylene glycol monomethyl ether, benzyl alcohol, methyl glycolate, butyl glycolate, diace Alcohol-based blocking agents such as alcohol, methyl lactate and ethyl lactate;
  • the blocking agent may be at least one oxime blocking agent selected from methyl ethyl ketoxime, acetaldehyde oxime and cyclohexanone oxime.
  • the isocyanate compound that forms the blocked isocyanate may be a diisocyanate compound.
  • examples thereof include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4 ′.
  • the blocked isocyanate may be an isocyanurate type blocked isocyanate having an isocyanurate group or a biuret type blocked isocyanate derived from a diisocyanate compound.
  • the isocyanurate type blocked isocyanate may be a compound formed from an isocyanurate type isocyanate derived from a diisocyanate compound and at least one blocking agent selected from methyl ethyl ketoxime, acetaldehyde oxime and cyclohexanone oxime.
  • the diisocyanate compound from which the isocyanurate type blocked isocyanate is derived may be hexamethylene diisocyanate.
  • Isocyanurate type isocyanates derived from trimerization (isocyanuration) of hexamethylene diisocyanate may be referred to as isocyanurate-modified hexamethylene diisocyanate.
  • Isocyanurate-forming reaction for generating isocyanurate-type isocyanate from diisocyanate compound includes, for example, tertiary amines, alkyl-substituted ethyleneimines, trialkylphosphines, acetylacetone metal salts, various organic acid metals that are isocyanurate-forming catalysts.
  • the salt is used alone or in combination.
  • a cocatalyst such as a phenolic hydroxyl group-containing compound or an alcoholic hydroxyl group-containing compound is used as necessary.
  • the reaction temperature is usually 0 to 90 ° C.
  • the reaction is carried out in a plasticizer such as polyol or dioctyl phthalate (DOP) which is liquid in the absence or presence of a solvent or at the reaction temperature.
  • a plasticizer such as polyol or dioctyl phthalate (DOP) which is liquid in the absence or presence of a solvent or at the reaction temperature.
  • the solvent include aromatics such as toluene and xylene, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, propylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol butyl ether acetate, and ethyl-3-ethoxypropyl.
  • a plasticizer such as polyol or dioctyl phthalate (DOP) which is liquid at the reaction temperature and in the presence of a glycol ether ester system such as pionate.
  • DOP dioctyl phthalate
  • the catalyst can be deactivated and the reaction can be stopped by using a stopper (for example, phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid ester, sulfur). Thereafter, the odor can be suppressed by removing the free isocyanate monomer.
  • Isocyanurate-modified hexamethylene diisocyanate is a compound containing two or more isocyanate groups in one molecule.
  • Isocyanurate-modified hexamethylene diisocyanate is, for example, Duranate TPA-100, TKA-100, MFA-75B, MHG-80B, TUL-100, TLA-100, TSA-100, TSS-100, or TSE manufactured by Asahi Kasei Corporation. Commercially available as -100.
  • the content of the blocked isocyanate may be 40% by mass or more, or 60% by mass or more, or 500% by mass or less, or 300% by mass or less with respect to the mass of the binder polymer. When the content of the blocked isocyanate is within these ranges, an effect that the binder polymer can be efficiently cured is obtained.
  • Epoxy resin An epoxy resin is usually a compound having two or more epoxy groups.
  • Examples include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, biphenol type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, aliphatic chain epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, phenol compounds ( Phenol, cresol, alkylphenol, catechol, bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, etc.) and aldehyde compounds (formaldehyde, salicylaldehyde, etc.) glycidyl etherified products, difunctional phenol glycidyl etherified products, difunctional alcohol glycidyl Examples thereof include etherified products, glycidyl etherified products of trifunctional or higher polyphenols, and hydrogenated products or halides thereof.
  • the epoxy resin may be a compound containing an alicyclic ring or an aromatic ring, and in particular, a compound having a dicyclopentadiene skeleton that is an alicyclic ring.
  • the epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton include dimethylol tricyclodecane diglycidyl ether and polyglycidyl ether of a polycondensate of cresol and dicyclopentadiene.
  • the content of the epoxy resin may be 40% by mass or more, or 60% by mass or more, or 500% by mass or less, or 300% by mass or less with respect to the mass of the binder polymer. When the content of the epoxy resin is within these ranges, an effect that the binder polymer can be efficiently cured is obtained.
  • the mass ratio of blocked isocyanate to epoxy resin may be 10: 1 to 1: 1, or 5: 1 to 2: 1.
  • the colorant contained in the ink may be appropriately selected from various colorants according to the purpose and the like. Various colorants such as yellow, cyan, magenta, and black can be employed.
  • the colorant may be a pigment such as an organic pigment or an inorganic pigment that is well dispersed in the ink and has excellent light resistance.
  • organic pigments include dye lake pigments, azo, benzimidazolone, phthalocyanine, quinacridone, anthraquinone, dioxazine, indigo, thioindico, perylene, perinone, diketopyrrolopyrrole, Examples include isoindolinone, nitro, nitroso, anthraquinone, flavanthrone, quinophthalone, pyranthrone, and indanthrone pigments.
  • the inorganic pigment include carbon black, titanium oxide, bengara, graphite, iron black, chromium oxide green, and aluminum hydroxide.
  • the pigment is present in a state of being dispersed in the form of fine particles in the solvent of the component (D), and can aggregate to cause clogging of the nozzle.
  • the average particle diameter of the pigment may be 10 to 300 nm, 10 to 250 nm, or 10 to 200 nm.
  • the average particle size of the pigment is the zeta potential particle size distribution meter (ELSZ-2 Plus, 0.5% by mass propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate solution, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) Is obtained by a method of measuring the number average diameter (d50) using.
  • Carbon black can be used as a pigment (coloring material) that imparts light shielding properties to a light-shielding cured film used as a black matrix or the like.
  • Examples of commercially available carbon blacks include carbon blacks # 2400, # 2350, # 2300, # 2200, # 1000, # 980, # 970, # 960, # 950, # 900, # 850 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
  • an inorganic pigment and an organic pigment as an auxiliary pigment may be combined.
  • the following effects can be obtained by selecting an organic pigment that exhibits a complementary color of an inorganic pigment.
  • carbon black exhibits a reddish black color. Therefore, by combining carbon black with an organic pigment exhibiting a blue color that is a complementary color of red as an auxiliary pigment, the redness of the carbon black disappears, and the cured film (light-shielding layer) as a whole can exhibit a higher quality black color. .
  • a mill base is prepared by adding a dispersant and a solvent to the pigment, and the pigment can be dispersed by a method such as a ball mill, a sand mill, a bead mill, a three roll, a paint shaker, an ultrasonic wave, or a bubble homogenizer. Two or more of these processing methods can be combined.
  • a dispersant a resin or other known dispersants can be used.
  • the content of the colorant may be 25 to 60% by mass based on the mass of the total solid content (components other than the solvent) of the ink.
  • the content of the colorant (or pigment) is 25% by mass or more, it is easy to form a cured film having a high optical density (OD value) required for a black matrix or the like.
  • the optical density is high, effects such as light leakage reduction and contrast improvement in the display device can be obtained.
  • the adhesiveness to a to-be-adhered body to improve further that content of a coloring agent (or pigment) is 60 mass% or less.
  • the optical density (OD value) of the ink for inkjet printing according to this embodiment or the cured film formed therefrom may be 0.4 / ⁇ m or more.
  • the optical density (OD value) is 0.4 / ⁇ m or more, particularly high light shielding properties can be obtained.
  • the upper limit of the optical density (OD value) is not particularly defined, but may be 1.5 / ⁇ m or less from the viewpoint of internal curability.
  • the ink for inkjet printing contains a pigment as a colorant
  • the ink may further contain a pigment dispersant in order to improve the dispersibility of the pigment and the storage stability of the ink.
  • the pigment dispersant can be selected without particular limitation from those usually used in the ink field, but may be a polymer dispersant.
  • polymer dispersant examples include a carbodiimide dispersant, a polyesteramine dispersant, a fatty acid amine dispersant, a modified polyacrylate dispersant, a modified polyurethane dispersant, a multi-chain polymer nonionic dispersant, Examples thereof include a polymeric ion activator, a cationic group-containing acrylic polymer-based dispersant, and a nitrogen-containing graft polymer dispersant.
  • These pigment dispersants can be used alone or in combination of two or more.
  • pigment dispersants examples include pigment dispersants manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd. (Anti-Terra-U, DISPERBYK-101, 103, 106, 110, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 170, 174, 182, 184 or 2020), pigment dispersants manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. (Ajisper PB711, PB821, PB814, PN411, PA111, etc.), pigment dispersants manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • pigment dispersants manufactured by Lubrizol (Solspers 5000, 12000, 32000, 33000, 39000, etc.). These pigment dispersants may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the pigment dispersant is not particularly limited, but may be 0 to 20% by mass based on the mass of the ink.
  • the content of the solvent as the component (D) may be 60 to 95% by mass based on the mass of the ink.
  • the content of the solvent is 60% by mass or more, particularly good inkjet dischargeability tends to be easily obtained.
  • the content of the solvent is 95% by mass or less, a cured film having a sufficiently dark color tends to be easily formed.
  • solvents examples include glycol ethers (ethylene glycol monoalkyl ether and propylene glycol monoalkyl ether, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-iso-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl -Iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, Acetonyl acetone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, cyclohexanone, etc.), esters (ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol alky
  • the solvent may contain as a main component at least one selected from acetate ester (acetate solvent), glycol ether (glycol ether solvent) and glycol ester (glycol ester solvent).
  • acetate ester acetate solvent
  • glycol ether glycol ether solvent
  • glycol ester glycol ester solvent
  • the main component means a component that occupies 50% by mass or more of the total amount of the solvent.
  • Examples of acetate esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, iso-propyl acetate, butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, Examples include methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, nonyl acetate, methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate.
  • glycol ethers include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Glycol monoalkyl ethers such as monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol di-n-propyl ether, Tylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol methyl mono-n-propyl ether, diethylene glycol diethylene
  • glycol esters examples include ethylene glycol methyl ether propionate, ethylene glycol ethyl ether propionate, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol-n-butyl ether
  • alkylene glycol alkyl ether acetates such as acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, and dipropylene glycol ethyl ether acetate.
  • silane coupling agent When the ink for inkjet printing contains a silane coupling agent, the adhesiveness of the cured film to the adherend (base material) is further improved.
  • a generally available silane coupling agent can be used.
  • the silane coupling agent may be, for example, alkyl silane, alkoxy silane, vinyl silane, epoxy silane, amino silane, acryloyl silane, methacryloyl silane, mercapto silane, sulfide silane, isocyanate silane, sulfur silane, styryl silane, or alkyl chlorosilane. .
  • silane coupling agent examples include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, isobutyl.
  • the silane coupling agent may have an epoxy group.
  • the silane coupling agent having an epoxy group increases the interaction with the binder polymer, and more effectively expresses the adhesion of the cured film to the adherend (base material).
  • the silane coupling agent usually has one epoxy group.
  • compounds having two or more epoxy groups are classified into the above-described epoxy resins.
  • silane coupling agents having an epoxy group examples include ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and ⁇ -glycidoxypropylmethyl. Examples include diethoxysilane and ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane.
  • the content of the silane coupling agent may be 0 to 10% by mass based on the mass of the ink.
  • the cured film used as the light-shielding film is a process of forming an ink film on a substrate to form a pattern such as a lattice by inkjet printing using ink, and a cured film by heating the ink film Can be formed by a method including:
  • BYK-164 polymer solution for pigment dispersion (structure not disclosed, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.)
  • Example 1 [Preparation of cured film]
  • tempered glass trade name Dragon Trail: 100 mm ⁇ 100 mm, thickness 0.7 mm
  • the surface on which the resin composition solution of the base material was applied was wiped with a cloth soaked with ethanol, then wiped with a cloth soaked with acetone and methyl ethyl ketone in a mass ratio of 1: 1, and then air-dried.
  • the resin composition solution (V-1) is uniformly applied onto the substrate using a slit coater, and the solvent is removed by drying for 10 minutes in a hot air convection dryer at 90 ° C. Was temporarily dried.
  • the coating film after temporary drying was thermally cured by heating for 20 minutes with a hot air convection dryer at 180 ° C. to form a cured film (cured coating film).
  • the thickness of the obtained cured film was 15 ⁇ m.
  • the obtained cured film was subjected to the following evaluation.
  • optical density (OD value) of cured film The optical density (OD value) of the cured film was measured using a visual transmission densitometer (trade name “X-Rite 361T (V)” manufactured by Sakata Inx Engineering Co., Ltd.). The measured value of the optical density (OD value) was 5.8, and a good light shielding property was secured.
  • A The entire area (almost 100%) of the grid area is in close contact with the substrate.
  • B 95% or more of the total area of the grid area remains in close contact with the base material.
  • C 65 to 95% of the total area of the grid area remains in close contact with the substrate.
  • D 35 to 65% of the total area of the grid area remains in close contact with the base material.
  • E 0 to 35% of the total area of the grid area remains in close contact with the substrate.
  • Inkjet discharge test of resin composition As an inkjet element, SL-128 (an inkjet head manufactured by Fujifilm Dimatix) was prepared. The ink jet element was filled with a resin composition solution as printing ink, and an ink jet ejection test was performed. The discharge state of the resin composition solution was observed, and the inkjet discharge test was evaluated according to the following ratings. A: Good (ink is ejected normally) B: Defect (ink dripping, ink splattering and blurring due to non-uniform particle sizes of continuous droplets, nozzle clogging, and printing ink is not ejected normally, or ink is not ejected continuously. .) The evaluation of the inkjet discharge test of Example 1 was “A”.
  • Example 2 Except having used the resin composition solution shown in Table 3, the test piece for evaluation was produced like Example 1, and the optical density measurement of a cured film, the crosscut adhesiveness of a cured film (a bath test, cold heat) Cycle test, light resistance test, heat resistance test), and inkjet discharge test of the resin composition solution. As shown in Table 3, in Examples 1 to 6, all of optical density (OD value), cross-cut adhesion (water bath test, cooling cycle test, weather resistance test, heat resistance test), and ink jet ejection test It was a good result.
  • Example 1 A test piece for evaluation was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin composition solution shown in Table 3 was used, and the optical density measurement of the cured film, cross-cut adhesion of the test piece (water bath test, cold heat) Cycle test, light resistance test, heat resistance test), and inkjet discharge test. As shown in Table 3, in Comparative Examples 1 to 5, there is a problem in any of the items of cross-cut adhesion (water bath test, cooling cycle test, weather resistance test, heat resistance test), or inkjet discharge test. It was a result.
  • the resin composition solution of Comparative Example 1 does not contain an epoxy resin as a compound having a group that reacts thermally with the binder polymer of component (B).
  • the resin composition solution of Comparative Example 2 does not contain blocked isocyanate.
  • the cured films formed from these resin composition solutions did not have sufficient adhesion after a hot water bath test, a thermal cycle test, a weather resistance test, and a heat resistance test.
  • a blocked isocyanate and an epoxy resin are used in combination as a compound having a group that thermally reacts with the polymer of component (B)
  • the cured film showed good adhesion after each durability test.
  • the resin composition solution of Comparative Example 3 contains a high molecular weight polymer having a weight average molecular weight of 500,000 as the binder polymer of component (A). This solution had poor evaluation results in the ink jet ejection test.
  • the resin composition solution of Comparative Example 4 contains a low molecular weight polymer having a weight average molecular weight of 15,000 as the binder polymer of the component (A). The evaluation result of the inkjet discharge test of this solution was good, but the adhesion after the hot water bath test, the cold cycle test, the weather resistance test, and the heat resistance test was not sufficient.
  • the resin composition solution of Comparative Example 5 contains a polymer having no carboxyl group as the binder polymer of component (A). Similarly to Comparative Example 4, this solution also had insufficient adhesion after a hot water bath test, a cooling / heating cycle test, a weather resistance test, and a heat resistance test.
  • the binder polymer of component (A) has a carboxyl group
  • a binder polymer having a weight average molecular weight of 20,000 to 300,000 is used to react with the polymer of component (B) thermally.

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Abstract

(A)バインダーポリマーと、(B)バインダーポリマーと熱反応する基を有する化合物である硬化剤と、(C)着色剤と、(D)溶剤と、を含有する、インクジェット印刷用インクが開示される。バインダーポリマーがカルボキシル基を有する。バインダーポリマーの重量平均分子量が20000~300000である。硬化剤が、ブロックイソシアネート及びエポキシ樹脂を含む。

Description

インクジェット印刷用インク
 本発明は、基材上に硬化膜を形成するためのインクジェット印刷用インクに関する。本発明は、例えば、バックライトなどからの余分な光を遮光するのに好適な遮光性硬化膜を形成するために用いられるインクジェット印刷用インクを提供する。
 カラー表示装置に用いられるカラーフィルタは、一般に赤(R)、緑(G)、青(B)の3色からなる画素を有しており、これら画素がブラックマトリクスと呼ばれる格子状の黒色遮光層で囲まれている。かかるカラーフィルタの製造方法の一つとして、ブラックマトリクスを隔壁として、カラーフィルタの着色層をインクジェット方式で形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。カラーフィルタに限らず各種表示装置において、各画素間の境界上にブラックマトリクスを設けることによって画像のコントラスト向上を図ることもある。ブラックマトリクスは、例えば、黒色顔料を含有する感光性樹脂組成物を用いたホトリソグラフ法によって形成される。黒色顔料としてはカーボンブラックが一般的に用いられている(例えば、特許文献1)。
 近年、ブラックマトリクスには、より高い光学濃度(optical density、以下「OD値」ということがある。)が求められるようになっている。
特開2004-325736号公報
 一般に、ブラックマトリクスは2μm以下の膜厚で形成されるが、ブラックマトリクスの膜厚を従来より厚くすれば、よりOD値の高いブラックマトリクスを形成することができる。しかしながら、一般の黒色顔料を含有するホトレジスト組成物で厚膜のブラックマトリクスを形成しようとしても、露光工程における露光光の透過が不十分になり、不均一になる露光不良が生じ易い。つまり、感度が低いため硬化不良が生じ、厚膜のブラックマトリクスを良好に形成するのが難しいという問題がある。
 ブラックマトリクスを感光性樹脂組成物で形成する場合、レジスト塗布、露光、現像からなる一連の工程を繰り返して行う必要がある。この方法は、工程数が多く複雑になるということでもあるため、製品歩留りの低下につながる可能性もある。このブラックマトリクスをインクジェット法により製造することは、製造工程の簡略化、環境負荷の低減、原料使用量の減少(90%以下)などの点で有利である。
 しかし、インクジェット法により、ガラス基板等の非吸収性材質の基材表面をインクで印刷すると、インクを吸収する紙又は布などへの印刷とは異なり、インクが硬化して形成される硬化膜と被着体(基材)との密着性が低下し易かった。また、OD値を高くするために顔料の配合量を多くすると、さらに密着性が低下する傾向もあった。
 本発明の一側面の目的は、非吸収性の被着体表面に対する高い密着性を各種の耐久試験後にも維持する硬化膜を形成することが可能で、しかもインクジェット吐出性の良好なインクジェット印刷用インクを提供することにある。
 本発明の一態様に係るインクジェット印刷用インクは、(A)バインダーポリマー(ポリマー)と、(B)前記バインダーポリマーと熱反応する基を有する化合物(重合性化合物)である硬化剤と、(C)着色剤と、(D)溶剤とを含有する。前記バインダーポリマーがカルボキシル基を有し、前記バインダーポリマーの重量平均分子量20000~300000である。前記硬化剤が、ブロックイソシアネート(低温解離ブロック型イソシアネート)及びエポキシ樹脂を含む。
 ブロックイソシアネートは、ジイソシアネート化合物から誘導されるイソシアヌレート型ブロックイソシアネートであってもよい。ブロックイソシアネートは、イソシアネート化合物と、メチルエチルケトオキシム、アセトアルデヒドオキシム及びシクロヘキサノンオキシムから選択される少なくとも1種のブロック剤との化合物、言い換えると、これらブロック剤でブロックされたイソシアネート基を有する化合物であってもよい。ブロックイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導された化合物であってもよい。
 前記エポキシ樹脂は、その分子中に脂環又は芳香環を含む化合物であってもよい。特に、前記エポキシ樹脂が、その分子中にジシクロペンタジエン骨格を有する化合物であってもよい。
 前記着色剤は、平均粒径10~300nmの顔料であってもよい。
 インクジェット印刷用インクは、(E)シランカップリング剤を更に含有してもよい。前記シランカップリング剤が、その分子内にエポキシ基を有する化合物であってもよい。
 前記溶剤が、酢酸エステル、グリコールエーテル及びグリコールエステルからなる群より選択された少なくとも1種を(主成分として)含んでいてもよい。
 本発明のインクジェット印刷用インクによれば、ノズルが詰まり難い良好なインクジェット吐出性で、非吸収性媒体の表面を印刷することができる。本発明のインクの印刷により形成された硬化膜は、湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐候性試験及び耐熱性試験のような各種の耐久性試験後でも被着体表面への高い密着性を示すことができる。この点からも、本発明のインクジェット印刷用インクは、より向上した信頼性を有する。
 以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
 本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」又は「メタクリル酸」を意味し、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」又は「メタクリロイル基」を意味する。
 一実施形態に係るインクジェット印刷用インクは、カルボキシル基を有し、20000~300000の重量平均分子量を有するポリマー(バインダーポリマー)と、ブロックイソシアネート(低温解離ブロック型イソシアネート)と、エポキシ樹脂とを含む。バインダーポリマーは、インクに塗膜形成性を付与する。ブロックイソシアネート及びエポキシ樹脂は、バインダーポリマーの硬化剤として作用する。バインダーポリマーは、被着体への密着力の観点から、カルボキシル基を有するアクリル樹脂であってもよい。
(A)成分:カルボキシル基を有するバインダーポリマー
 (A)成分のバインダーポリマーは、分子内にカルボキシル基を有するものであれば特に制限なく、その例としては、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、アミドエポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂が挙げられる。中でもアクリル樹脂は、合成が容易である。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
 (A)成分としてのアクリル樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体に由来する単量体単位から主として構成される(メタ)アクリル重合体である。アクリル樹脂は、例えば、カルボキシル基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体とをラジカル重合させることにより製造することができるコポリマーであってもよい。
 重合性単量体としては、例えば、スチレン;α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-エチルスチレン等の重合可能なスチレン誘導体;アクリルアミド;アクリロニトリル;ビニル-n-ブチルエーテル等のビニルアルコールのエステル;(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸、β-フリル(メタ)アクリル酸、β-スチリル(メタ)アクリル酸等の(メタ)アクリル酸系単量体;マレイン酸、マレイン酸モノエステル;フマール酸、ケイ皮酸、α-シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸等の、(メタ)アクリロイル基以外の重合性不飽和基を有する有機カルボン酸が挙げられる。これらは単独でホモポリマーを形成してもよいし、二種類以上の重合性単量体を組み合わせてコポリマーを形成してもよい。これら単量体のうち、(メタ)アクリル酸系単量体、及びアクリルアミドは、(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体である。これら単量体のうち、(メタ)アクリル酸、β-フリル(メタ)アクリル酸、β-スチリル(メタ)アクリル酸、及び、(メタ)アクリロイル基以外の重合性不飽和基を有する有機カルボン酸は、カルボキシル基を有する重合性単量体である。カルボキシル基を有する重合性単量体は、(メタ)アクリル酸であってもよい。
 上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル、及びこれらの構造異性体が挙げられる。中でも、硬さに優れる点では、アクリル樹脂が(メタ)アクリル酸メチル、又は(メタ)アクリル酸ブチルのうち少なくとも一方を単量体単位として含有してもよい。
 バインダーポリマーは、(メタ)アクリル酸、及びヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを単量体単位(構造単位)として有するコポリマーであってもよい。このコポリマーは、その他の重合性単量体を更に含有してもよい。その他の重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。すなわち、バインダーポリマーは、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、及びヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを単量体単位(構造単位)として有するコポリマーであってもよい。
 上記ヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘプチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクチル及びこれらの構造異性体が挙げられる。
 カルボキシル基を有するバインダーポリマーの酸価は、インクの硬化性及び密着性の観点から、20mgKOH/g以上、40mgKOH/g以上、又は60mgKOH/g以上であってもよい。優れた密着性の点では、バインダーポリマーの酸価は、250mgKOH/g以下、240mgKOH/g以下、230mgKOH/g以下、又は220mgKOH/g以下であってもよい。
 ここで、酸価は、次のようにして測定することができる。
 まず、酸価を測定すべきバインダーポリマーを含むポリマー溶液約1gを精秤する。その後、このポリマー溶液にアセトンを30g添加し、均一に混合する。混合後の溶液に、指示薬であるフェノールフタレインを適量添加する。0.1NのKOH水溶液を用いて滴定を行う。KOH水溶液の滴定量を求め、次式により酸価を算出する。
 A=10×Vf×56.1/(Wp×I)
 式中、Aは酸価(mgKOH/g)を示し、Vfは0.1NのKOH水溶液の滴定量(mL)を示し、Wpは測定したポリマー溶液の質量(g)を示し、Iは測定したポリマー溶液中の不揮発分(バインダーポリマー)の割合(質量%)を示す。
 バインダーポリマーの重量平均分子量は、膜物性に優れる点から、通常は20000以上であり、25000以上であってもよい。インクの粘度を下げノズルからの吐出性を良好にする観点からは、バインダーポリマーの重量平均分子量は、通常は300000以下であり、200000以下、又は150000以下であってもよい。ここでのバインダーポリマーの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算して得られる値である。
 バインダーポリマーの含有量は、固形分(溶剤以外の成分)の質量を基準として、10質量%以上、又は15質量%以上であってもよく、50質量%以下、又は40質量%以下であってもよい。バインダーポリマーの含有量がこれら範囲内にあると、フィルム形成性に優れるという効果が得られる。
(B)硬化剤(バインダーポリマーと熱反応する基を有する化合物)
 インクに含まれる硬化剤は、バインダーポリマーと熱反応する基を有する化合物として、ブロックイソシアネート、及びエポキシ樹脂を含む。
ブロックイソシアネート
 ブロックイソシアネートは、ブロック剤によってブロックされた2以上のイソシアネート基を有する化合物である。加熱によりブロック剤が解離して、イソシアネート基が再生するため、ブロックイソシアネートはポットライフが長く、これを含むインクは加工性に優れる。本実施形態に係るインクでは、ブロックイソシアネートは硬化剤として用いられる。ブロックイソシアネートは、通常、比較的低温での加熱によりブロック剤を解離(脱保護)してイソシアネート基を再生する。再生したイソシアネート基がバインダーポリマーのカルボキシル基等と熱反応することで、インクが硬化する。
 ブロック剤は、この分野では通常用いられているものから、選択することができる。ブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、クロロフェノール及びエチルフェノール等のフェノール系ブロック剤;ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム及びβ-プロピオラクタム等のラクタム系ブロック剤;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル及びアセチルアセトン等の活性メチレン系ブロック剤;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルアルコール、グリコール酸メチル、グリコール酸ブチル、ジアセトンアルコール、乳酸メチルおよび乳酸エチル等のアルコール系ブロック剤;ホルムアルドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム系ブロック剤;ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系ブロック剤;酢酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系ブロック剤;コハク酸イミド及びマレイン酸イミド等のイミド系ブロック剤;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系ブロック剤;ピラゾール系ブロック剤;及びトリアゾール系ブロック剤が挙げられる。低温硬化のためには、活性メチレン系ブロック剤、オキシム系ブロック剤が有利である。ブロック剤は、メチルエチルケトオキシム、アセトアルデヒドオキシム及びシクロヘキサノンオキシムから選択される少なくとも1種のオキシム系ブロック剤であってもよい。
 ブロックイソシアネートを形成するイソシアネート化合物は、ジイソシアネート化合物であってもよく、その例としては、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、2-ニトロジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、2,2’-ジフェニルプロパン-4,4’-ジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシネ-ト、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、ナフチレン-1,4-ジイソシアネート、ナフチレン-1,5-ジイソシアネート、3,3’-ジメトキシジフェニル-4,4’-ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;キシリレン-1,4-ジイソシアネート、キシリレン-1,3-ジイソシアネート、キシリレン-1,2-ジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート:イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネートが挙げられる。
 ブロックイソシアネートは、ジイソシアネート化合物から誘導され、イソシアヌレート基を有するイソシアヌレート型ブロックイソシアネート、又は、ビウレット型ブロックイソシアネートであってもよい。イソシアヌレート型ブロックイソシアネートは、ジイソシアネート化合物から誘導されるイソシアヌレート型イソシアネートと、メチルエチルケトオキシム、アセトアルデヒドオキシム及びシクロヘキサノンオキシムから選択される少なくとも1種のブロック剤とから形成された化合物であってもよい。イソシアヌレート型ブロックイソシアネートを誘導するジイソシアネート化合物は、ヘキサメチレンジイソシアネートであってもよい。ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体化(イソシアヌレート化)により誘導されるイソシアヌレート型イソシアネートは、イソシアヌレート変性ヘキサメチレンジイソシアネートと称されることがある。
 ジイソシアネート化合物からイソシアヌレート型イソシアネートを生成するイソシアヌレート化反応は、例えば、イソシアヌレート化触媒である第3級アミン類、アルキル置換エチレンイミン類、トリアルキルホスフィン類、アセチルアセトン金属塩類、各種有機酸の金属塩類等を単独使用又は併用して行われる。必要に応じて助触媒、例えばフェノール性ヒドロキシル基含有化合物、アルコール性ヒドロキシル基含有化合物が用いられる。反応温度は通常0~90℃である。反応は、溶剤不存在下若しくは溶剤の存在下、又は反応温度で液状のポリオール又はジオクチルフタレート(DOP)等の可塑剤中で行われる。溶剤としては、例えばトルエン、キシレン等の芳香族系、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート等のグリコールエーテルエステル系の存在下及び場合によっては反応温度で液状のポリオール又はジオクチルフタレート(DOP)等の可塑剤中において行われる。反応後、停止剤(例えばリン酸、パラトルエンスルホン酸エステル、硫黄)を使用することにより、触媒を不活性化し反応停止させることができる。その後、遊離のイソシアネートモノマーを除去することで、臭気を抑制することができる。
 イソシアヌレート変性ヘキサメチレンジイソシアネートは、1分子中に2個以上のイソシアネート基を含有する化合物である。イソシアヌレート変性ヘキサメチレンジイソシアネートは、例えば、旭化成株式会社製のデュラネートTPA-100、TKA-100、MFA-75B、MHG-80B、TUL-100、TLA-100、TSA-100、TSS-100、又はTSE-100として商業的に入手可能である。
 ブロックイソシアネートの含有量は、バインダーポリマーの質量に対して、40質量%以上、又は60質量%以上であってもよく、500質量%以下、又は300質量%以下であってもよい。ブロックイソシアネートの含有量がこれら範囲内にあると、バインダーポリマーを効率よく硬化できるという効果が得られる。
エポキシ樹脂
 エポキシ樹脂は、通常、2以上のエポキシ基を有する化合物である。その例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、フェノール化合物(フェノール、クレゾール、アルキルフェノール、カテコール、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールS等)とアルデヒド化合物(ホルムアルデヒド、サリチルアルデヒド等)との縮合物のグリシジルエーテル化物、二官能フェノールのグリシジルエーテル化物、二官能アルコールのグリシジルエーテル化物、三官能以上のポリフェノールのグリシジルエーテル化物、及びこれれらの水素添加物又はハロゲン化物が挙げられる。被着体への密着性の観点から、エポキシ樹脂は、脂環又は芳香環を含む化合物であってもよく、特に、脂環であるジシクロペンタジエン骨格を有する化合物であってもよい。ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂の例としては、ジメチロールトリシクロデカンジグリシジルエーテル、クレゾールとジシクロペンタジエンの重縮合物のポリグリシジルエーテルが挙げられる。
 エポキシ樹脂の含有量は、バインダーポリマーの質量に対して、40質量%以上、又は60質量%以上であってもよく、500質量%以下、又は300質量%以下であってもよい。エポキシ樹脂の含有量がこれら範囲内にあると、バインダーポリマーを効率よく硬化できるという効果が得られる。
 ブロックイソシアネートとエポキシ樹脂との質量比(ブロックイソシアネート:エポキシ樹脂)は、10:1~1:1、又は5:1~2:1であってもよい。これにより、硬化度と硬化開始温度の調整が容易になるという効果が得られる。
(C)着色剤
 インクに含まれる着色剤は、目的等に応じて、様々な着色剤から適宜選択すればよい。イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック等の様々な色の着色剤を採用することができる。着色剤は、インクに良好に分散し、耐光性の優れた有機顔料又は無機顔料のような顔料であってもよい。
 有機顔料の具体例としては、染料レーキ顔料、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジコ系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、イソインドリノン系、ニトロ系、ニトロソ系、アンスラキノン系、フラバンスロン系、キノフタロン系、ピランスロン系、インダンスロン系の顔料が挙げられる。無機顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラ、黒鉛、鉄黒、酸化クロムグリーン、水酸化アルミニウムが挙げられる。
 顔料は、(D)成分の溶剤中に微粒子状に分散した状態で存在しており、凝集するとノズルの目詰まりの原因となり得る。目詰まり抑制の観点からは、顔料の平均粒径が10~300nm、10~250nm、又は10~200nmであってもよい。ここで、本願明細書において、顔料の平均粒径は、ゼータ電位粒度分布計(大塚電子(株)製、ELSZ-2Plus、0.5質量%プロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセタート溶液)を用いて個数平均径(d50)を測定する方法によって求めたものを示す。
 ブラックマトリックス等として用いられる遮光性硬化膜に遮光性を付与する顔料(色材)として、カーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックの市販品の例としては、三菱化学株式会社製のカーボンブラック#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#970、#960、#950、#900、#850、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、ダイヤブラックA、ダイヤブラックN220M、ダイヤブラックN234、ダイヤブラックI、ダイヤブラックLI、ダイヤブラックII、ダイヤブラック339、ダイヤブラックSH、ダイヤブラックSHA、ダイヤブラックLH、ダイヤブラックH、ダイヤブラックHA、ダイヤブラックSF、ダイヤブラックN550M、ダイヤブラックE、ダイヤブラックG、ダイヤブラックR、ダイヤブラックN760M、ダイヤブラックLR;キャンカーブ社製のカーボンブラックサーマックスN990、N991、N907、N908、N990、N991、N908;旭カーボン株式会社製のカーボンブラック旭#80、旭#70、旭#70L、旭F-200、旭#66、旭#66HN、旭#60H、旭#60U、旭#60、旭#55、旭#50H、旭#51、旭#50U、旭#50、旭#35、旭#15、アサヒサーマル;デグサ社製のカーボンブラックColorBlack Fw200、ColorBlack Fw2、ColorBlack Fw2V、ColorBlack Fw1、ColorBlackFw18、ColorBlackS170、ColorBlack S160、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、PrintexU、PrintexV、Printex140U、Printex140V;山陽色素株式会社製のSF BLACK AD2065、SF BLACK AD2091、SF BLACK AD2128、SF BLACK AD4179等が挙げられる。
 遮光材料として、無機顔料に補助顔料としての有機顔料を組み合わせてもよい。有機顔料は無機顔料の補色を呈するものを選択することにより次の様な効果が得られる。例えば、カーボンブラックは、赤みがかった黒色を呈する。したがって、カーボンブラックに補助顔料として赤色の補色である青色を呈する有機顔料を加組み合わせることにより、カーボンブラックの赤みが消え、硬化膜(遮光層)が全体としてより高品質な黒色を呈することができる。
 これらの顔料は、粒子が凝集した状態となっていることが多いため、使用前に分散処理が必要となることがある。顔料に分散剤及び溶剤を加えてミルベースをつくり、それをボールミル、サンドミル、ビーズミル、3本ロール、ペイントシェーカー、超音波、バブルホモジナイザー等の方法により顔料を分散することができる。これらの処理方法は2つ以上組み合わせることも可能である。分散剤としては樹脂又はその他の公知の分散剤が使用可能である。
 着色剤(特に顔料)の含有量は、インクの全固形分(溶剤以外の成分)の質量を基準として、25~60質量%であってもよい。着色剤(又は顔料)の含有量が25質量%以上であると、ブラックマトリクス等に求められる高い光学濃度(OD値)を有する硬化膜を形成し易い。光学濃度が大きいと、表示装置における光漏れの低減、及び、コントラスト向上といった効果が得られる。着色剤(又は顔料)の含有量が60質量%以下であると、被着体への密着性がより一層向上する傾向がある。
 本実施形態に係るインクジェット印刷用インク、又はこれから形成される硬化膜の光学濃度(OD値)は、0.4/μm以上であってもよい。光学濃度(OD値)が0.4/μm以上であれば、特に高い遮光性が得られる。光学濃度(OD値)の上限値は特に規定されないが、内部硬化性の点から1.5/μm以下であってもよい。
(分散剤)
 インクジェット印刷用インクが着色剤として顔料を含有する場合、顔料の分散性、及びインクの保存安定性を向上させるために、顔料分散剤をインクが更に含有してもよい。顔料分散剤は、インクの分野において通常使用されているものから特に制限なく選択できるが、高分子分散剤であってもよい。
 高分子分散剤としては、例えば、カルボジイミド系分散剤、ポリエステルアミン系分散剤、脂肪酸アミン系分散剤、変性ポリアクリレート系分散剤、変性ポリウレタン系分散剤、多鎖型高分子非イオン系分散剤、高分子イオン活性剤、カチオン基含有アクリルポリマー系分散材、窒素含有グラフトポリマー分散剤が挙げられる。これら顔料分散剤は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 顔料分散剤の市販品としては、ビックケミー・ジャパン株式会社製の顔料分散剤(Anti-Terra-U、DISPERBYK-101、103、106、110、161、162、164、166、167、168、170、174、182、184又は2020等)、味の素ファインテクノ株式会社製の顔料分散剤(アジスパーPB711、PB821、PB814、PN411及びPA111等)、共栄社化学株式会社製の顔料分散剤(フローレンDOPA-15B、15BHFS、17HF、22、35、100、KDG-2400)及びルーブリゾール社製の顔料分散剤(ソルスパーズ5000、12000、32000、33000及び39000等)が挙げられる。これらの顔料分散剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。顔料分散剤の含有量は、特に限定されるものではないが、インクの質量を基準として0~20質量%であってもよい。
(D)溶剤
 本実施形態に係るインクジェット印刷用インクにおいて、(D)成分の溶剤の含有量は、インクの質量を基準として、60~95質量%であってもよい。溶剤の含有量が60質量%以上であると、特に良好なインクジェット吐出性が得られ易い傾向がある。溶剤の含有量が95質量%以下であると、十分に濃い色味を有する硬化膜が形成され易い傾向がある。
 溶剤の例としては、グリコールエーテル(エチレングリコールモノアルキルエーテル及びプロピレングリコールモノアルキルエーテル等)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、メチル-iso-プロピルケトン、メチル-n-ブチルケトン、メチル-iso-ブチルケトン、メチル-n-ペンチルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジ-iso-ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4-ペンタンジオン、アセトニルアセトン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン及びシクロヘキサノン等)、エステル(エチルアセテート、ブチルアセテート、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート及びプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート等)、芳香族炭化水素(トルエン、キシレン、メシチレン及びリモネン等)、アルコール(メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ゲラニオール、リナロール及びシトロネロール等)及びエーテル(テトラヒドロフラン及び1,8-シネオール等)が挙げられる。これらは、単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
 溶剤は、酢酸エステル(酢酸エステル系溶剤)、グリコールエーテル(グリコールエーテル系溶剤)及びグリコールエステル(グリコールエステル系溶剤)から選択された少なくとも1種を主成分として含んでいてもよい。ここで主成分とは、通常、溶剤全量のうち50質量%以上を占める成分を意味する。
 酢酸エステルの例としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸iso-プロピル、酢酸ブチル、酢酸iso-ブチル、酢酸sec-ブチル、酢酸n-ペンチル、酢酸sec-ペンチル、酢酸3-メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2-エチルブチル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ノニル、アセト酢酸メチル及びアセト酢酸エチルが挙げられる。
 グリコールエーテルの例としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールモノアルキルエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルモノ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルモノ-n-ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルモノ-n-ブチルエーテル、トリエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルモノ-n-ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチルモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、テトラエチレングリコールメチルモノ-n-ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルモノ-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルモノ-n-ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルモノ-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールジ-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルモノ-n-ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチルモノ-n-ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチルモノ-n-ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジ-n-ブチルエーテル等のアルキレングリコールジアルキルエーテルが挙げられる。
 グリコールエステルの例としては、エチレングリコールメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール-n-ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールエチルエーテルアセテート等のアルキレングリコールアルキルエーテルアセテートが挙げられる。
(E)シランカップリング剤
 インクジェット印刷用インクが、シランカップリング剤を含有することにより、硬化膜の被着体(基材)との密着性がより一層向上する。
 シランカップリング剤として、一般的に入手可能なものを用いることができる。シランカップリング剤は、例えば、アルキルシラン、アルコキシシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、アミノシラン、アクリロイルシラン、メタクリロイルシラン、メルカプトシラン、スルフィドシラン、イソシアネートシラン、サルファーシラン、スチリルシラン、又はアルキルクロロシランであってもよい。
 シランカップリング剤の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n-ヘキシルトリメトキシシラン、n-ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、n-オクチルトリエトキシシラン、n-ドデシルメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルシラノール、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、n-オクチルジメチルクロロシラン、テトラエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ジアリルジメチルシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、N-(1,3-ジメチルブチリデン)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノシランが挙げられる。これらを単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 シランカップリング剤は、エポキシ基を有していてもよい。エポキシ基を有するシランカップリング剤は、バインダーポリマーとの相互作用が大きくなり、より効果的に硬化膜の被着体(基材)との密着性が発現する。ここで、シランカップリング剤が有するエポキシ基は、通常1個である。本明細書において、2個以上のエポキシ基を有する化合物は、上述のエポキシ樹脂に分類される。
 エポキシ基を有するシランカップリング剤の例としては、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランが挙げられる。
 シランカップリング剤の含有量は、インクの質量を基準として、0~10質量%であってもよい。これにより、インクにより形成される硬化膜の被着体(支持体)への密着性がより一層向上する傾向がある。
 遮光膜等として用いられる硬化膜は、例えば、インクを用いたインクジェット印刷により、格子状等のパターンを形成するインクの膜を基材上に形成する工程と、インクの膜を加熱して硬化膜を形成することとを含む方法により形成することができる。
 以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[バインダーポリマー溶液の作製]
 撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表1の「1」に示す溶媒を仕込み、窒素ガス雰囲気下で80℃に昇温した。反応温度(溶媒の温度)を80℃±2℃に保ちながら、表1の「2」に示すモノマーを4時間かけて均一に滴下した。モノマーの滴下後、80℃±2℃で6時間撹拌を続け、バインダーポリマーとしての(メタ)アクリル重合体A1の溶液(固形分((メタ)アクリル重合体)の濃度:45質量%)を得た。(メタ)アクリル重合体A1の重量平均分子量を表1に示す。
 溶媒及びモノマーを表1に示す種類及び配合量に変更したこと以外は上記(メタ)アクリル重合体A1と同様にして、(メタ)アクリル重合体A2、A3、A4及びA5の溶液(固形分((メタ)アクリル重合体)の濃度:45質量%)を得た。(メタ)アクリル重合体A5の溶液は、反応終了後の溶液を追加のプロピレングリコールモノメチルアセテートで希釈して、濃度45質量%に調整した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[樹脂組成物溶液(V-1)~(V-11)の作製]
 表2に示す材料を、攪拌機を用いて15分間混合し、硬化膜を形成するための樹脂組成物溶液(V-1)~(V-11)を作製した。それぞれの成分の配合量は、溶媒を除いた成分(固形分)の量(質量部)である。表中の「上記材料の希釈・分散溶剤」は、混合前の各成分に含まれていた溶剤の合計量を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2中に示した成分は、下記のとおりである。
(A)成分:バインダーポリマー
・(メタ)アクリル重合体A1:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸エチル=12/58/30(質量比)、酸価78(mgKOH/g)、重量平均分子量135,000
・(メタ)アクリル重合体A2:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸エチル=17.5/52.5/30(質量比)、酸価115(mgKOH/g)、重量平均分子量15,000
・(メタ)アクリル重合体A3:アクリル酸2-ヒドロキシエチル/メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸ブチル=24/43.5/15/17.5(質量比)、酸価156(mgKOH/g)、重量平均分子量120,000
・(メタ)アクリル重合体A4:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸エチル=12/58/30(質量比)、酸価78(mgKOH/g)、重量平均分子量500,000
・(メタ)アクリル重合体A5:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸エチル=12/58/30(質量比)、酸価78(mgKOH/g)、重量平均分子量25,000
(B)成分:バインダーポリマーと熱反応する基を有する重合性化合物(低温解離ブロック型イソシアネートとエポキシ樹脂)
・イソシヌレート型ブロックイソシアネート(BL3175、住化コベストロウレタン株式会社製)
・ビウレット型ブロックイソシアネート(SBB-70D、旭化成株式会社製)
・ジシクロペンタジエン骨格を含むエポキシ化合物(EP-4088L、株式会社ADEKA製)
・エチレングリコール型エポキシ化合物(エポライト40E、共栄社化学株式会社製)
(C)成分:顔料
・MA100:カーボンブラック(三菱化学株式会社製、平均粒径24nm)
・SF BLACK AD4179:カーボンブラック組成物(カーボンブラック含有量30~40質量%、山陽色素株式会社製)
(D)成分:溶剤
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート:和光純薬工業株式会社製
プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタート:和光純薬工業株式会社製
プロピレングリコールモノメチルエーテル:和光純薬工業株式会社製
(E)成分:シランカップリング剤
・KBM-403:3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製)
(分散剤)
・BYK-333:ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンとポリエーテルの混合物(ビックケミー・ジャパン株式会社製)
・BYK-164:顔料分散用ポリマー溶液(構造非公開、ビックケミー・ジャパン株式会社製)
(実施例1)
[硬化膜の作製]
 非吸収性媒体の基材として、旭硝子社製強化ガラス(商品名ドラゴントレイル:100mm×100mm、厚み0.7mm)を準備した。基材の樹脂組成物溶液が塗布される表面を、エタノールをしみ込ませた布で拭き、次いでアセトン及びメチルエチルケトンを質量比1:1でしみこませた布で拭いた後、空気乾燥させた。前記基材上に、樹脂組成物溶液(V-1)をスリットコーターを用いて均一に塗布し、90℃の熱風対流式乾燥機で10分間乾燥することにより溶剤を除去することで、塗布膜を仮乾燥した。仮乾燥後の塗布膜を180℃の熱風対流式乾燥機による20分間の加熱により熱硬化して、硬化膜(硬化した塗布膜)を形成した。得られた硬化膜の厚さは15μmであった。得られた硬化膜を以下の評価に供した。
[硬化膜の光学濃度(OD値)の測定]
 硬化膜の光学濃度(OD値)を、ビジュアル透過濃度計(サカタインクスエンジニアリング株式会社製、商品名「X-Rite 361T(V)」)を使用して測定した。光学濃度(OD値)の測定値は、5.8であり、良好な遮光性を確保できていた。
[硬化膜の湯浴試験]
 基材上に硬化膜が形成された評価用試験片を、90℃に温めた純水中に1時間放置した。試験片を取り上げた後、水分をよくふき取り、試験片の外観を観察した。
 次いで、JIS規格(K5400:塗料一般試験方法[K5600])を参考にして、100マスのクロスカット試験を実施した。硬化膜の試験面に、カッターナイフを用いて1×1mm四方の碁盤目の切り傷を入れた。硬化膜の碁盤目部分にメンディングテープ#810(スリーエムジャパン株式会社製)を強く圧着させた。メンディングテープの端をほぼ0°の角度で引っ張ることで、メンディングテープを硬化膜からゆっくりと引き剥がした。その後、硬化膜の碁盤目部分の全面積のうち基材に密着した状態で残っている部分の面積比率を測定し、以下の評点に従ってクロスカット密着性を評価した。
A : 碁盤目部分の全面積(ほぼ100%)が基材に密着している。
B : 碁盤目部分の全面積のうち95%以上が基材に密着して残っている。
C : 碁盤目部分の全面積のうち65~95%が基材に密着して残っている。
D : 碁盤目部分の全面積うち35~65%が基材に密着して残っている。
E : 碁盤目部分の全面積のうち0~35%が基材に密着して残っている。
 実施例1の評価用試験片についてのクロスカット密着性の評価は「A」であった。
[硬化膜の冷熱サイクル試験]
 基材上に硬化膜が形成された評価用試験片を、-40℃の雰囲気に30分間放置し、次いで100℃の雰囲気に30分間放置するヒートサイクルを100回繰り返す冷熱サイクル試験に供した。冷熱サイクル試験後の試験片のクロスカット密着性を、湯浴試験と同様の手順で評価した。実施例1の評価用試験片についてのクロスカット密着性の評価は「A」であった。
[硬化膜の耐光性試験]
 基材上に硬化膜が形成された評価試験片を、促進耐光性試験機(スガ試験機株式会社製、スーパーキセノンウェザーメーターSX75)のサンプルホルダーに固定した。その状態で、試験片を、光源をキセノンロングライフアークランプ、照射強度を180W/m(λ=300~400nm)、温度を63℃、湿度を50%RH、試験時間を300時間とする耐候性試験に供した。試験後の試験片の外観を目視で観察し、色度変化及び気泡の有無を確認したところ、硬化膜の色度変化及び気泡の発生は認められなかった。次いで、耐候性試験後の試験片のクロスカット密着性を、湯浴試験と同様の手順で評価した。実施例1の評価用試験片についてのクロスカット密着性の評価は「A」であった。
[硬化膜の耐熱性試験]
 基材上に硬化膜が形成された評価試験片を、恒温槽に放置し、温度を120℃、試験時間を300時間とする耐熱性試験に供した。試験後の試験後の試験片の外観を目視で観察し、色度変化及び気泡の有無を確認したところ、硬化膜の色度変化及び気泡の発生は認められなかった。耐熱性試験後の試験片のクロスカット密着性を、湯浴試験と同様の手順で評価した。実施例1の評価用試験片についてのクロスカット密着性の評価は「A」であった。
[樹脂組成物のインクジェット吐出試験]
 インクジェット素子として、SL-128(富士フィルムDimatix社製インクジェットヘッド)を準備した。このインクジェット素子に、樹脂組成物溶液を印刷用インクとして充填し、インクジェット吐出試験を実施した。樹脂組成物溶液の吐出状態を観察し、以下の評点に従ってインクジェット吐出試験を評価した。
 A : 良好(インクが正常に吐出される。)
 B : 不良(インク垂れ、連続する液滴の粒径が揃わないことによるインクの飛び散り及びかすれの発生、ノズルの詰まりが発生して印刷インクが正常に吐出されない、又は連続してインクが吐出されない。)
 実施例1のインクジェット吐出試験の評価は「A」であった。
(実施例2~6)
 表3に示す樹脂組成物溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用試験片を作製し、硬化膜の光学濃度測定、硬化膜のクロスカット密着性(湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐光性試験、耐熱性試験)、及び樹脂組成物溶液のインクジェット吐出試験を行った。表3に示すように、実施例1~6においては、光学濃度(OD値)、クロスカット密着性(湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐候性試験、耐熱性試験)、インクジェット吐出試験のいずれも良好な結果であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
(比較例1~5)
 表3に示す樹脂組成物溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用試験片を作製し、硬化膜の光学濃度測定、試験片のクロスカット密着性(湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐光性試験、耐熱性試験)、及びインクジェット吐出試験を行った。表3に示すように、比較例1~5においては、クロスカット密着性(湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐候性試験、耐熱性試験)、又はインクジェット吐出試験のうちいずれかの項目で課題のある結果であった。
 比較例1の樹脂組成物溶液は、(B)成分のバインダーポリマーと熱反応する基を有する化合物としてエポキシ樹脂を含まない。比較例2の樹脂組成物溶液は、ブロックイソシアネートを含まない。これら樹脂組成物溶液から形成された硬化膜は、湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐候性試験、及び耐熱性試験後の密着性がいずれも十分でなかった。(B)成分のポリマーと熱反応する基を有する化合物として、ブロックイソシアネートとエポキシ樹脂を併用する実施例1~6では、硬化膜が各耐久性試験後に良好な密着性を示した。
 比較例3の樹脂組成物溶液は、(A)成分のバインダーポリマーとして重量平均分子量が50万の高分子量のポリマーを含む。この溶液はインクジェット吐出試験の評価結果が良好でなかった。比較例4の樹脂組成物溶液は、(A)成分のバインダーポリマーとして重量平均分子量が1.5万の分子量の低いポリマーを含む。この溶液のインクジェット吐出試験の評価結果は良好であったが、湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐候性試験、及び耐熱性試験後の密着性が十分でなかった。比較例5の樹脂組成物溶液は、(A)成分のバインダーポリマーとして、カルボキシル基を有さないポリマーを含む。この溶液も、比較例4と同様に湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐候性試験、及び耐熱性試験後の密着性が十分でなかった。
 実施例1~6に示すように、(A)成分のバインダーポリマーがカルボキシル基を有し、重量平均分子量20,000~300,000のバインダーポリマーを用い、(B)成分のポリマーと熱反応する基を有する化合物としてブロックイソシアネート及びエポキシ樹脂を用いることで、インクジェット吐出試験の評価が良好で、しかも、湯浴試験、冷熱サイクル試験、耐候性試験、耐熱性試験のような耐久性試験後に十分な膜特性(密着性)を有するインクが得られる。

Claims (10)

  1.  (A)バインダーポリマーと、
     (B)前記バインダーポリマーと熱反応する基を有する化合物である硬化剤と、
     (C)着色剤と、
     (D)溶剤と、を含有し、
     前記バインダーポリマーがカルボキシル基を有し、
     前記バインダーポリマーの重量平均分子量が20000~300000で、
     前記硬化剤が、ブロックイソシアネート及びエポキシ樹脂を含む、
    インクジェット印刷用インク。
  2.  前記ブロックイソシアネートが、ジイソシアネート化合物から誘導されるイソシアヌレート型ブロックイソシアネートである、請求項1に記載のインクジェット印刷用インク。
  3.  前記ジイソシアネート化合物が、ヘキサメチレンジイソシアネートである、請求項2に記載のインクジェット印刷用インク。
  4.  前記ブロックイソシアネートが、メチルエチルケトオキシム、アセトアルデヒドオキシム及びシクロヘキサノンオキシムから選択される少なくとも1種のブロック剤でブロックされたイソシアネート基を有する化合物である、請求項1~3のいずれか一項に記載のインクジェット印刷用インク。
  5.  前記エポキシ樹脂が、脂環又は芳香環を含む化合物である、請求項1~4のいずれか一項に記載のインクジェット印刷用インク。
  6.  前記エポキシ樹脂が、ジシクロペンタジエン骨格を含む化合物である、請求項5に記載のインクジェット印刷用インク。
  7.  前記着色剤が、平均粒径10~300nmの顔料である、請求項1~6のいずれか一項に記載のインクジェット印刷用インク。
  8.  (E)シランカップリング剤を更に含有する、請求項1~7のいずれか一項に記載のインクジェット印刷用インク。
  9.  前記シランカップリング剤が、エポキシ基を有する化合物である、請求項8に記載のインクジェット印刷用インク。
  10.  前記溶剤が、酢酸エステル、グリコールエーテル及びグリコールエステルからなる群より選択された少なくとも1種を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載のインクジェット印刷用インク。
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