WO2022123842A1 - 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ及び印刷物の製造方法 - Google Patents

活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ及び印刷物の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022123842A1
WO2022123842A1 PCT/JP2021/032990 JP2021032990W WO2022123842A1 WO 2022123842 A1 WO2022123842 A1 WO 2022123842A1 JP 2021032990 W JP2021032990 W JP 2021032990W WO 2022123842 A1 WO2022123842 A1 WO 2022123842A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ink
polymerizable monomer
active energy
curable inkjet
radically polymerizable
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/032990
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
義人 鈴木
Original Assignee
東洋インキScホールディングス株式会社
トーヨーカラー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東洋インキScホールディングス株式会社, トーヨーカラー株式会社 filed Critical 東洋インキScホールディングス株式会社
Publication of WO2022123842A1 publication Critical patent/WO2022123842A1/ja

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C09D11/36Inkjet printing inks based on non-aqueous solvents

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to an active energy ray-curable inkjet ink and a method for manufacturing a printed matter using the active energy ray-curable inkjet ink.
  • the digital printing method does not require a plate, it is possible to reduce the running cost and reduce the size of the printing device.
  • the inkjet printing method which is a type of digital printing method, is a method in which minute droplets of ink are shot and landed on a recording medium from an inkjet head to print an image or characters on the recording medium.
  • the inkjet printing method is superior in terms of size and cost of printing equipment, running cost at the time of printing, and ease of full-color printing, and has recently been used in industrial printing applications as well. It's going on.
  • ink used in the inkjet printing method such as water type, oil type, solvent type, and active energy ray curing type.
  • water type oil type
  • solvent type solvent type
  • active energy ray curing type active energy ray curing type
  • the ink is suitable for the recording medium. It is extremely important to get wet and spread.
  • a method for improving the wettability and spreading property of an ink a method of reducing the surface tension of the ink by using a surfactant has been studied (see Patent Documents 1 to 3).
  • a silicone-based surfactant or a fluorine-based surfactant is often used as the above-mentioned surfactant (see Patent Documents 2 to 4).
  • These surfactants also have the effect of reducing the frictional resistance of the surface of the printed layer, and are also suitable from the viewpoint of improving the scratch resistance of the printed matter.
  • Patent Documents 2 to 4 have a problem that the compatibility of the surfactant with other components is low, and in particular, white spots and color unevenness are likely to occur during long-term storage in a low temperature environment. There is.
  • the ink composition disclosed in Patent Document 1 uses an acrylic surfactant having high compatibility with the acrylic polymerizable monomer. In this case, there is a problem that the wettability and spreading property to the recording medium having a hydrophobic surface is poor, and white spots and color unevenness are likely to occur. Further, the ink composition described in Patent Document 1 has a problem that the frictional resistance on the surface of the printed layer is large and the scratch resistance is low.
  • JP-A-2015-67765 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-307167 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-88539 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-146895
  • the present invention has been made to solve the above problems, and has excellent scratch resistance to various non-absorbable recording media such as plastic, metal, and glass without white spots and color unevenness. It is an object of the present invention to provide an active energy ray-curable inkjet ink which can produce high-quality printed matter and has excellent ejection stability from an inkjet head and storage stability. Further, another object of the present invention is to provide an active energy ray-curable inkjet ink having excellent adhesion to a recording medium in addition to the above.
  • One embodiment of the present invention is an active energy ray-curable inkjet ink containing a pigment, a radically polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and a surfactant.
  • the radically polymerizable monomer has a radically polymerizable monomer (A) having an SP value ( ⁇ ) of 7 to 9.5 calculated by the Small formula, and has a mass of 5 to 30 mass with respect to the total amount of the radically polymerizable monomer.
  • the present surfactant relates to an active energy ray-curable inkjet ink containing an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure.
  • the weighted average value of the SP value of the radically polymerizable monomer is preferably 7 to 10.
  • the radically polymerizable monomer further contains an N-vinyl compound, and the content of the N-vinyl compound is preferably 5 to 30% by mass with respect to the total amount of the radically polymerizable monomer.
  • Another embodiment of the present invention includes a step of applying the active energy ray-curable inkjet ink of the above embodiment to a non-absorbent recording medium (printing step) and an active energy ray to the non-absorbent recording medium.
  • the present invention relates to a method for producing a printed matter, which comprises a step of irradiating and curing the active energy ray-curable inkjet ink (curing step).
  • the disclosure of this application relates to the subject matter described in Japanese Patent Application No. 2020-204914 filed on December 10, 2020, the content of which is incorporated herein by reference.
  • the present invention it is possible to produce a high-quality printed matter having no white spots and color unevenness and excellent scratch resistance against various non-absorbable recording media such as plastic, metal, and glass. Further, it has become possible to provide an active energy ray-curable inkjet ink having excellent ejection stability from an inkjet head and storage stability. Further, according to the present invention, in addition to the above, it has become possible to provide an active energy ray-curable inkjet ink having excellent adhesion to a recording medium.
  • an active energy ray-curable inkjet ink hereinafter, also simply referred to as “ink”. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and modifications thereof are also included in the present invention as long as the gist of the present invention is not changed. Unless otherwise specified, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight”.
  • a surfactant is added to the ink.
  • the surfactant is oriented at the interface between the gas and the recording medium, the surface energy of the ink containing the surfactant is reduced, and the wettability and spreadability of the ink is improved.
  • the frictional resistance of the ink film is lowered and the scratch resistance is improved.
  • the surfactant contained in the ink is rapidly oriented toward the interface of the ink.
  • the compatibility of the surfactant with the polymerizable monomer as the main component is often low.
  • the wet spread of the ink tends to be non-uniform due to the microscopic difference in surface energy in the ink.
  • non-uniformity of the ink may cause white spots and color unevenness on the printed matter, and deterioration of scratch resistance.
  • the white spots and color unevenness are particularly likely to occur with inks stored in a low temperature environment. It is considered that this is because the solubility of the surfactant is lowered, so that the surfactant is separated and made non-uniform in the ink.
  • the compatibility between the surfactant and the polymerizable monomer is low, separation and non-uniformity of the surfactant are likely to occur even in the ink existing at the nozzle interface of the inkjet head. As a result, it becomes difficult to hold the meniscus, and there is a possibility that poor ejection of the ink may occur. This ejection defect also becomes a factor that further aggravates the white spots in the printed matter.
  • the surfactant is adsorbed on the pigment existing in the ink, which makes it difficult to maintain the dispersed state of the pigment. Along with this, problems such as agglomeration of the pigment and an increase in the viscosity of the ink may occur.
  • the compatibility of the surfactant with the polymerizable monomer in the ink is excessively high, it becomes difficult for the surfactant to be oriented at the interface.
  • the wett spreadability of the ink on the recording medium deteriorates, and white spots due to insufficient filling of the ink or color unevenness due to the ink not being uniformly wetted and spread are likely to occur.
  • the surface tension of the inks tends to increase due to the dissolution of the surfactant.
  • white spots are likely to occur due to poor ink filling, or in an ink set consisting of a plurality of colors, color unevenness and color blurring due to imbalance of surface tension between colors are likely to occur. , Etc. may occur.
  • a surfactant which is an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure.
  • the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure has a polydimethylsiloxane moiety having low compatibility with a radically polymerizable monomer and an acrylic moiety having high compatibility.
  • an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure has high compatibility with a radically polymerizable monomer. As a result, it is considered that the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure is less likely to cause separation and non-uniformity in the ink, and is less likely to cause adsorption to the pigment.
  • One of the features of the ink according to the embodiment of the present invention is the use of a radically polymerizable monomer having an SP value ( ⁇ ) calculated by the Small formula of 7 to 9.5.
  • the "SP value” is also referred to as a compatibility parameter, and is an index of solubility in a two-component system.
  • the above-mentioned characteristics particularly improve the effect of suppressing excessive separation, non-uniformization and dissolution while effectively exhibiting the function as a surfactant.
  • the above-mentioned problems when stored at a low temperature or a high temperature are less likely to occur.
  • an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure is used as a surfactant.
  • a commercially available product may be used, or a synthetic product may be used.
  • Commercial products include KP541, KP543, KP545 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., BYK-3550, BYK-3565, BYK-3566, BYK-SILCLEAN3700 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., and LHP-810 manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd. And so on.
  • a method for synthesizing an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure there is a method for synthesizing a (meth) acrylic resin using an ethylenically unsaturated monomer having a polydimethylsiloxane chain structure. ..
  • a method of adding a compound having a polydimethylsiloxane chain structure to a pre-synthesized (meth) acrylic resin can be mentioned.
  • ethylenically unsaturated monomer having the polydimethylsiloxane chain structure for example, KF-2012, X-22-174ASX, X-22-174BX, X-22-174DX, X manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. -22-2404, X-22-2426, X-22-2475; Saturaplane FM-0711, FM-0721, FM-0725, etc. manufactured by JNC Corporation.
  • the amount of the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure added is preferably 0.01 to 2% by mass with respect to the total amount of ink.
  • the addition amount is more preferably 0.05 to 1% by mass, and particularly preferably 0.1 to 0.75% by mass. When the addition amount is 0.01% by mass or more, it is easy to sufficiently exhibit the function as a surfactant. When the addition amount is 1% by mass or less, the storage stability and ejection stability of the ink can be maintained at an appropriate level.
  • an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure and other surfactants can be used in combination as long as the above effects are not impaired.
  • Other surfactants that can be used include, for example, fluorosurfactants, silicone-based surfactants (excluding those whose main chain is an acrylic polymer), and acrylic-based surfactants (those having a polydimethylsiloxane structure). ), Acetylene glycol-based surfactants and the like.
  • the ink according to the embodiment of the present invention contains 5 to 30% by mass of a radically polymerizable monomer having an SP value ( ⁇ ) of 7 to 9.5 with respect to the total amount of the radically polymerizable monomer.
  • a radically polymerizable monomer having an SP value of 7 to 9.5 it is suitably compatible with an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure.
  • an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure As a result, it is possible to produce a high-quality printed matter having no white spots and color unevenness and having excellent scratch resistance, and it is possible to obtain an ink having excellent ejection stability from an inkjet head and storage stability. ..
  • represents the SP value
  • represents the density
  • Fi represents the molar attractive force constant
  • M represents the molecular weight.
  • the unit of the SP value in the present specification is (cal / cm 3 ) 1/2 .
  • radically polymerizable monomer having an SP value ( ⁇ ) of 7 to 9.5 that can be suitably used are isobornyl acrylate (SP value 7.24) and triethylene glycol divinyl ether (SP value). 8.22), isostearyl acrylate (SP value 8.23), isodecyl acrylate (SP value 8.36), lauryl acrylate (SP value 8.36), isooctyl acrylate (SP value 8.42), (2) -Methyl-2-ethyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl acrylate (SP value 8.59), diethylene glycol divinyl ether (SP value 9.07), 1,9-nonanediol diacrylate (SP value 9) .08), Dipentaerystryl Hexaacrylate (SP value 9.31), 1,6-hexanediol diacrylate (SP value 9.31), Ethylcarbitol acrylate (SP value 9.37), 2-(SP value
  • the amount of the radically polymerizable monomer having an SP value ( ⁇ ) of 7 to 9.5 is 5 to 30% by mass, preferably 10 to 25% by mass, based on the total amount of the radically polymerizable monomers. Is.
  • the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure can be sufficiently compatible with each other.
  • the addition amount by setting the addition amount to 30% by mass or less, it is possible to suppress an increase in the surface tension of the ink due to excessive dissolution of the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure in the ink.
  • the weighted average value of the SP values of the radically polymerizable monomers is also important in order to suitably compatible the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure in the ink.
  • the weighted average value of the SP value is preferably 7 to 10, more preferably 8 to 9.9, and particularly preferably 9 to 9.7.
  • the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure can be suitably compatible with the ink.
  • all the radically polymerizable monomers contained in the ink shall be included in the calculation.
  • the weighted average value of the SP values of the radically polymerizable monomers is obtained by adding the SP values calculated for each radically polymerizable monomer and the multiplication value of the mass ratio to the total amount of the radically polymerizable monomers. It is a value that can be obtained.
  • the ink may contain a radically polymerizable monomer other than the radically polymerizable monomer having an SP value of 7 to 9.5.
  • a radically polymerizable monomer other than the radically polymerizable monomer having an SP value of 7 to 9.5.
  • other radically polymerizable monomers include dicyclopentanyl acrylate (SP value 6.28), dipropylene glycol diacrylate (SP value 9.55), and tetraethylene glycol diacrylate (SP value 9).
  • the ink preferably contains an N-vinyl compound as another radically polymerizable monomer.
  • N-vinyl compound By using the N-vinyl compound, the polymerization reaction of the radically polymerizable monomer proceeds rapidly, and the curing (drying) time is shortened.
  • the inside of the ink film is sufficiently cured, the interaction between the nitrogen atom in the N-vinyl compound incorporated in the ink film and the surface of the recording medium, and the high permeability of the N-vinyl compound. , Etc. make it possible to easily obtain a strong ink film having excellent adhesion to the recording medium.
  • the N-vinyl compound also has an action of assisting the optimization of the compatibility of the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure. From these facts, when the N-vinyl compound is used, the above-mentioned effect by the ink of the above-described embodiment can be further improved.
  • N-vinyl compound examples include, but are limited to, N-vinyl- ⁇ -caprolactum, N-vinylformamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-oxazolidinone, and N-vinylmethyloxazolidinone. It is not something that will be done.
  • the ink containing N-vinyl- ⁇ -caprolactam can be preferably used because it is easy to secure ejection stability and storage stability. None of the above N-vinyl compounds are radically polymerizable monomers having an SP value of 7 to 9.5.
  • the amount of the N-vinyl compound added is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 25% by mass, based on the total amount of the radically polymerizable monomers.
  • the addition amount is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 25% by mass, based on the total amount of the radically polymerizable monomers.
  • By setting the addition amount to 5% by mass or more it is possible to obtain an ink having excellent adhesion to a recording medium and less likely to cause white spots.
  • By setting the addition amount to 30% by mass or less it is possible to suppress excessive dissolution of the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure, and it is caused by the polymerization reaction of the radically polymerizable monomer when stored in a high temperature environment. It is possible to suppress an increase in the viscosity of the ink to be polymerized.
  • the ink may contain a polymerizable compound other than the radically polymerizable monomer described above.
  • a polymerizable compound other than the radically polymerizable monomer described above.
  • cationically polymerizable monomers typified by vinyl ether, polymerizable oligomers, polymerizable polymers and the like can be used.
  • the "oligomer” and the “polymer” are polymers in which a plurality of polymerizable monomers are bonded, and both are classified according to the degree of polymerization. That is, in the present specification, those having a degree of polymerization of 2 to 5 are referred to as "oligomers", and those having a degree of polymerization of 6 or more are referred to as "polymers”.
  • polymerizable compound is defined as a generic term for a polymerizable monomer, a polymerizable oligomer, and a polymerizable polymer.
  • an inorganic pigment or an organic pigment can be used as the pigment.
  • inorganic pigments are titanium oxide, zinc flower, zinc sulfide, lead white, calcium carbonate, precipitated barium sulfate, white carbon, alumina white, kaolin clay, talc, bentonite, black iron oxide, cadmium red, bengara, molybdenum red.
  • organic pigments examples include azo pigments, phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, dye lake pigments, fluorescent pigments and the like.
  • the pigments that can be preferably used are specifically illustrated below for each color.
  • a cyan pigment C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15: 1, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 21, 22, 60, 64 and the like.
  • C.I. I. Pigment Yellow 1 As a yellow pigment, C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 20, 24, 74, 83, 86, 93, 94, 95, 109, 110, 117, 120, 125, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 154, 155, 166, 168, 180, 185, 213 and the like can be mentioned.
  • black pigment examples include carbon black produced by the furnace method or the channel method.
  • these carbon blacks have a primary particle diameter of 11 to 40 nm, a specific surface area of 50 to 400 m 2 / g by the BET method, a volatile content of 0.5 to 10% by weight, a pH value of 2 to 10, and the like.
  • Those having characteristics are suitable.
  • As a commercially available product having such characteristics for example, No.
  • black pigment in addition to the above carbon black, for example, aniline black, lumogen black, azomethine azo black and the like can be used. Further, a plurality of chromatic pigments such as the above-mentioned cyan pigment, magenta pigment, yellow pigment, or the following brown pigment and orange pigment may be mixed to obtain a black pigment.
  • the white pigment examples include titanium oxide having a primary particle size of 150 to 300 nm.
  • the surface of the titanium oxide may be untreated or may be treated.
  • the surface surface can be improved from the viewpoint of improving the ejection stability and storage stability of the ink and further improving the effect of the present invention by improving the compatibility with the acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure. It is preferably processed.
  • the surface treatment of titanium oxide may be either inorganic or organic, or a combination of both may be used.
  • inorganic substances used for surface treatment include aluminums including alumina and aluminum hydroxide, silica, zirconia, and the like.
  • organic substances used for surface treatment include polyhydric alcohols, alkanolamines, organosilicon compounds, organophosphate compounds, higher fatty acids and the like.
  • pigments other than the above-mentioned cyan, magenta, yellow, black, and white C.I. I. Pigment Green 7, 10, 36, C.I. I. Pigment Brown 3, 5, 25, 26, C.I. I. Pigment Orange 2, 5, 7, 13, 14, 15, 16, 24, 34, 36, 38, 40, 43, 62, 63, 64, 71 and the like.
  • the photopolymerization initiator that can be used in the ink according to the embodiment of the present invention may be a conventionally known photopolymerization initiator. For example, it is preferable to use a molecular cleavage type or hydrogen abstraction type photopolymerization initiator. Further, the photopolymerization initiator may be used alone or in combination of two or more. Further, a photopolymerization initiator that generates radicals and a photopolymerization initiator that generates cations may be used in combination.
  • a benzyldimethylketal-based photopolymerization initiator such as 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (“OMNIRADBDK” manufactured by IGM RESINS); ⁇ -Hydroxyalkylphenone-based photopolymerization initiators such as 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (“OMNIRAD184” manufactured by IGM RESINS); 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one (“OMNIRAD1173” manufactured by IGM RESINS), 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl- 1-Propane-1-one (“OMNIRAD659” manufactured by IGM RESINS), 2-Hydroxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] -phenyl ⁇ -2-
  • the ink according to the embodiment of the present invention may contain a pigment dispersion resin, a polymerization inhibitor, an organic solvent, water and the like, if necessary, in addition to the above components.
  • Pigment dispersion resin As the pigment dispersion resin, a commercially available product can be used, or a synthetic product synthesized by a conventionally known method can be used. Specific examples of commercial products include Disperbyk®-106, 145, BYKJET®-9151, 9152; Lubrizol, Solsperth® J-180, 32000, 35000, manufactured by Big Chemie. , 56000, 75000, 88000 and the like.
  • a polymerization inhibitor can be used to improve storage stability and ejection stability, and to suppress white spots, color unevenness, and poor adhesion of printed matter caused by an increase in viscosity during storage.
  • a hindered phenol-based compound, a phenothiazine-based compound, a hindered amine-based compound, and a phosphorus-based compound can be preferably used.
  • polymerization inhibitor examples include 4-methoxyphenol, hydroquinone, methylhydroquinone, t-butylhydroquinone, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, phenothiazine, and aluminum salt of N-nitrosophenylhydroxylamine. Can be mentioned.
  • the ink may contain an organic solvent and / or water in order to reduce the viscosity of the ink and improve the wettability and spreadability to a recording medium.
  • the amount added thereof is preferably 0.01 to 10% by mass with respect to the total amount of the ink.
  • the addition amount is more preferably 0.05 to 5% by mass, further preferably 0.1 to 2% by mass.
  • an organic solvent it is preferable to use an organic solvent having a boiling point of 140 to 300 ° C. from the viewpoint of drying property and spreadability to a recording medium.
  • the ink can be produced by a conventionally known method.
  • a pigment, a polymerizable compound, and if necessary, a pigment dispersion resin, a polymerization inhibitor, etc. are mixed, and then dispersion treatment is performed by a paint shaker, a sand mill, a roll mill, a medialess disperser, or the like. This prepares a pigment dispersion.
  • the polymerizable compound, the surfactant, and, if necessary, the other components described above are added to the pigment dispersion prepared above so as to have the desired ink characteristics, and the mixture is well mixed. , Filter the coarse particles with a filter or the like. In this way, the ink can be obtained.
  • the content of the radically polymerizable monomer having an SP value of 7 to 9.5 contained in the mixture at the time of the dispersion treatment is based on the total amount of the polymerizable compounds contained in the mixture. , 50% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
  • ⁇ Recording method> Another embodiment of the present invention relates to a method for producing a printed matter using the active energy ray-curable inkjet ink of the above embodiment.
  • a step of ejecting the active energy ray-curable inkjet ink from an inkjet head and applying the active energy ray-curable inkjet ink to a recording medium printing step
  • a step of irradiating the recording medium with active energy rays to apply the active energy ray-curable inkjet ink to the recording medium. Examples thereof include a method including a step of curing the ink (curing step).
  • the number of times a single type of ink is adhered to an arbitrary area on the recording medium may be one time or a plurality of times.
  • a printing process in which the number of times of attachment is one a method (line) in which a recording medium is conveyed with the inkjet head fixed and when the recording medium passes below the inkjet head, is ejected from the inkjet head. Head type one-pass printing process).
  • a method of scanning the inkjet head in a direction perpendicular to the transport direction of the recording medium and ejecting ink to the same area on the recording medium multiple times (shuttle head). Mold multi-pass printing process).
  • the source of the active energy ray is not particularly limited, and a conventionally known source can be used. Specific examples include mercury lamps, xenon lamps, metal halide lamps, ultraviolet light emitting diodes (UV-LEDs), ultraviolet laser diodes (UV-LD), excimer lasers and the like.
  • the ink of the present invention can be suitably used for non-absorbent recording media.
  • the non-absorbable recording medium include plastic substrates such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), nylon, polystyrene, and acrylic (PMMA, etc.); art-coated paper, semi-gloss-coated paper, etc. Paper base materials such as cast-coated paper; metal base materials such as aluminum and stainless steel, glass base materials, and the like can be mentioned.
  • the recording medium may have a smooth surface, may have irregularities, and may be transparent, translucent, or opaque. Further, the recording medium may be a medium in which two or more of the above-mentioned various base materials are bonded to each other. Further, the recording medium may have a functional layer such as a peeling adhesive layer on the opposite side of the printing surface. In addition, the printed surface may be a flat surface or a curved surface.
  • ⁇ Production example of white pigment dispersions 1 and 2> Prior to the production of the active energy ray-curable inkjet ink, a pigment dispersion was produced. 60 parts of Typake PF-740 (zirconia / aluminum / organic silicon compound treated titanium oxide, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) as a pigment, 4 parts of Solsparse 32000 (manufactured by Lubrizol) as a pigment dispersion resin, and SR339 (phenoxyethyl). 36 parts of acrylate (manufactured by Alchema) were sequentially put into the tank and stirred with a high speed mixer until uniform.
  • Typake PF-740 zirconia / aluminum / organic silicon compound treated titanium oxide, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
  • Solsparse 32000 manufactured by Lubrizol
  • SR339 phenoxyethyl
  • the white pigment dispersion 1 was produced by subjecting it to a dispersion treatment with a horizontal sand mill for about 1 hour. Further, a white pigment dispersion 2 was produced in the same manner as the white pigment dispersion 1 except that SR508 (dipropylene glycol diacrylate, manufactured by Arkema) was used instead of SR339.
  • SR508 dipropylene glycol diacrylate, manufactured by Arkema
  • cyan pigment dispersion 15 parts of LIONOL BLUE FG-7400G (CI Pigment Blue 15: 4, manufactured by Toyo Color Co., Ltd.) as a pigment, 5 parts of Solsparse 32000 (manufactured by Lubrizol) as a pigment dispersion resin, and SR339 (phenoxyethyl acrylate). , Alchema) was sequentially put into a tank and stirred with a high speed mixer until uniform. Then, a cyan pigment dispersion was prepared by subjecting it to a dispersion treatment with a horizontal sand mill for about 1 hour.
  • LIONOL BLUE FG-7400G CI Pigment Blue 15: 4, manufactured by Toyo Color Co., Ltd.
  • Solsparse 32000 manufactured by Lubrizol
  • SR339 phenoxyethyl acrylate
  • Examples 1 to 49, Comparative Examples 1 to 6> ⁇ Manufacturing of active energy ray-curable inkjet inks 1 to 55>
  • the white pigment dispersion 1, the radically polymerizable monomer, the surfactant, the photopolymerization initiator, and the polymerization inhibitor were charged into the mixing vessel in the blending amounts shown in Example 1 of Table 1, respectively. Then, these were stirred and mixed while heating at 40 to 50 ° C. until the photopolymerization initiator, which was a solid component, was dissolved. Then, the obtained mixture was filtered using a depth type filter having a pore size of 1 ⁇ m, and coarse particles were removed to obtain an active energy ray-curable inkjet ink 1.
  • the collected ink was dropped onto a PET substrate (PET50 K2411) manufactured by Lintec Corporation, and coated with an automatic tabletop bar coater (K101 control coater manufactured by RK Print Coat Instruments) with a wet film thickness of 12 ⁇ m. Then, using a 240 W / cm metal halide lamp manufactured by GEW, ultraviolet rays were irradiated so that the integrated light amount was 200 mJ / cm 2 , and the ink coated on the PET substrate was cured. Then, pinholes (dot-like white spots) were evaluated by visually observing the cured coated material. The presence of the separated surfactant causes pinholes (dotted white spots).
  • the evaluation criteria are as follows, and AA, A, and B evaluations are set as practical areas.
  • AA No pinholes were seen even with the active energy ray-curable inkjet ink stirred for 24 hours.
  • A Pinholes were seen with the active energy ray-curable inkjet ink stirred for 24 hours, but 18 hours.
  • B Pinholes were seen with the agitated active energy ray-curable inkjet ink, but the active energy agitated for 12 hours.
  • C Pinholes were observed even with the active energy ray-curable inkjet ink stirred for 12 hours.
  • the active energy ray-curable inkjet inks 1 to 55 produced above were printed on the recording media shown below under the conditions of a droplet amount of 14 pL and a printing rate of 100%, respectively.
  • a Kyocera head KJ4A-RH model, resolution 600 dpi x 600 dpi
  • a GEW 240 W / cm metal halide lamp were installed above the conveyor capable of transporting the recording medium (however, recording).
  • a Kyocera head was installed on the upstream side of the medium in the transport direction, and a metal halide lamp was installed on the downstream side).
  • the recording medium was continuously conveyed, and when passing under the metal halide lamp, the ink was cured by irradiating ultraviolet rays so that the integrated light amount was 200 mJ / cm 2 , and a solid printed matter was produced.
  • the series of steps from printing to curing was performed at a printing speed of 50 m / min.
  • -PET PET50 K2411 manufactured by Lintec Corporation ⁇ Acrylic: Mitsubishi Chemical Corporation Acrylite L -Aluminum: Aluminum plate made by AS ONE A5052P -Glass: Float glass plate manufactured by Testpiece (JIS R3202 compliant)
  • ⁇ Evaluation 2 Evaluation of white spots on solid printed matter> White spots were evaluated by visually confirming the degree of white spots on the solid printed matter obtained by the above method with respect to various recording media with a loupe.
  • the evaluation criteria are as follows, and AA, A, and B evaluations are set as practical areas. Tables 1 to 3 show only the results of the recording medium having the worst result among the four types of recording media evaluated. AA: No white spots were seen visually with the loupe A: White spots were slightly seen with the loupe, but no white spots were seen visually B: Slight white spots were seen visually C : White spots were clearly seen visually
  • ⁇ Evaluation 3 Evaluation of color unevenness of solid printed matter> The degree of color unevenness of the solid printed matter with respect to various recording media obtained by the above method was evaluated by visually confirming the color unevenness of the solid printed matter with a loupe.
  • the evaluation criteria are as follows, and AA, A, and B evaluations are set as practical areas. Tables 1 to 3 show only the results of the recording medium having the worst result among the four types of recording media evaluated. AA: No color unevenness was observed on the loupe and visually. A: Color unevenness was slightly observed on the loupe, but not visually. B: Slight color unevenness was observed visually. C: Visually. Clearly uneven color was seen
  • ⁇ Evaluation 4 Evaluation of scratch resistance>
  • the solid printed matter on the PET substrate obtained by the above method was subjected to 10 times using a Gakushin type friction fastness tester (AB-301 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., test load: 200 g, friction material: cotton (Kanakin No. 3)).
  • the scratch resistance was evaluated by visually confirming the degree of scratches on the printed matter after rubbing with a loupe.
  • the evaluation criteria are as follows, and AA, A, and B evaluations are set as practical areas. AA: No scratches were seen on the loupe and visually A: Slight scratches were seen on the loupe but not visually B: Slight scratches were seen visually C: Clearly scratched visually has seen
  • ⁇ Evaluation 5 Evaluation of adhesion> Six vertical and horizontal cuts were made in the solid printed matter for various recording media obtained by the above method at intervals of 2.5 mm. Next, the cellophane tape was attached from above the notch and rubbed from the upper surface with an eraser so that the cellophane tape was sufficiently adhered to the solid printed matter. Then, the cellophane tape was peeled off while maintaining the printed surface of the solid printed matter and the cellophane tape at 90 °. Furthermore, the adhesion was evaluated by calculating the ratio of the area of the solid printed matter peeled off together with the cellophane tape to the area in which the cellophane tape was adhered.
  • the evaluation criteria are as follows, and AA, A, and B evaluations are set as practical areas. Tables 1 to 3 show only the results of the recording medium having the worst result among the four types of recording media evaluated. AA: Area of peeled solid printed matter is less than 5% A: Area of peeled solid printed matter is 5% or more and less than 15% B: Area of peeled solid printed matter is 15% or more and less than 25% C: Area of peeled solid printed matter Is 25% or more
  • ⁇ Evaluation 6 Evaluation of discharge stability>
  • the inkjet ejection device used for producing the solid printed matter is filled with the active energy ray-curable inkjet inks 1 to 55 produced above, and then a nozzle check pattern is printed on UPM Rafratac coated paper (Raflacoat). did. After confirming that there is no nozzle omission, 100,000 droplets are ejected from each nozzle, then the nozzle check pattern is printed again on the coated paper, and the number of nozzle omissions is counted for ejection stability. Was evaluated.
  • the evaluation criteria are as follows, and AA, A, and B evaluations are set as practical areas. AA: Nozzle omission after 100,000 shots A: Nozzle omission after 100,000 shots B: Nozzle omission after 100,000 shots C: Nozzle after 100,000 shots 10 or more omissions
  • ⁇ Evaluation 7 Evaluation of changes in ink surface tension>
  • the surface tension of the active energy ray-curable inkjet inks 1 to 55 produced above in a 25 ° C environment by a plate method using an automatic surface tension meter (DY-300 manufactured by Kyowa Surface Science Co., Ltd.) and a platinum plate. was measured. Then, the ink was sealed in a closed container so that the porosity inside the container was 10% with respect to the container capacity, and the ink was accelerated over time in a thermostat set at 60 ° C. for a predetermined period. The surface tension of the ink thus obtained after aging was measured again using the above-mentioned apparatus, and the change in surface tension of the ink before and after aging was evaluated.
  • the evaluation criteria are as follows, and AA, A, and B evaluations are set as practical areas.
  • AA Surface tension change rate after 4-week storage is less than ⁇ 5%
  • A Surface tension change rate after 4-week storage is ⁇ 5% or more, but surface tension change rate after 2-week storage is less than ⁇ 5%
  • B The rate of change in surface tension after storage for 2 weeks is ⁇ 5% or more, but the rate of change in surface tension after storage for 1 week is less than ⁇ 5%
  • C The rate of change in viscosity after storage for 1 week is ⁇ 5% or more
  • ⁇ Evaluation 8 Evaluation of ink viscosity change>
  • E-type viscometer (TVE-20L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., cone rotor: 1 ° 34'x R24) at 25 ° C. and a rotation speed of 20 rpm. The viscosity was measured under the condition. Then, the ink was sealed in a closed container so that the porosity inside the container was 10% with respect to the container capacity, and the ink was accelerated over time in a thermostat set at 60 ° C. for a predetermined period.
  • Viscosity change rate after 4 weeks storage is less than ⁇ 10%
  • A Viscosity change rate after 4 weeks storage is ⁇ 10% or more
  • B Viscosity change rate after weekly storage is ⁇ 10% or more
  • viscosity change rate after 1 week storage is less than ⁇ 10%
  • C Viscosity change rate after 1 week storage is ⁇ 10% or more
  • the quality was at a practical level in all the above evaluations.
  • the radically polymerizable monomer having an SP value of 7 to 9.5 calculated by the Small formula was used with respect to the total amount of the radically polymerizable monomer. It contains an acrylic polymer containing 5 to 30% by mass and having a polydimethylsiloxane structure.
  • the active energy ray-curable inkjet ink 50 used in the comparative example does not contain a radically polymerizable monomer having an SP value of 7 to 9.5 calculated by the Small formula. Further, in the active energy ray-curable inkjet inks 51 to 52, the blending amount of the radically polymerizable monomer is less than 5% by mass or more than 30% by mass with respect to the total amount of the radically polymerizable monomers. Further, the active energy ray-curable inkjet inks 53 to 55 do not contain an acrylic polymer having a polydimethylsiloxane structure.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

顔料、Smallの式で算出されるSP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマー、光重合開始剤、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体を含有し、上記SP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマーの含有量が、上記ラジカル重合性モノマーの総量に対して5~30質量%である、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ。上記活性エネルギー線硬化型インクジェットインキは、好ましくは、更にN-ビニル化合物を所定量含有する。

Description

活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ及び印刷物の製造方法
 本発明の実施形態は、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、及び、当該活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを用いた印刷物の製造方法に関する。
 印刷の小ロット化、及びニーズの多様化に伴い、デジタル印刷方式の普及が急速に進んでいる。また、デジタル印刷方式では、版を必要としないことから、ランニングコストの削減、及び、印刷装置の小型化が実現可能である。
 デジタル印刷方式の一種であるインクジェット印刷方式とは、記録媒体に対し、インクジェットヘッドからインキの微小液滴を飛翔及び着弾させて、上記記録媒体上に画像又は文字を印刷する方式である。他のデジタル印刷方式と比べて、インクジェット印刷方式は、印刷装置のサイズ及びコスト、印刷時のランニングコスト、並びにフルカラー化の容易性などの面で優れており、近年では産業印刷用途においても利用が進んでいる。
 インクジェット印刷方式に使用されるインキの種類は、水型、油型、溶剤型、活性エネルギー線硬化型など多岐に渡る。なかでも、近年では、プラスチック、金属、ガラス等の非吸収性の記録媒体にも適用できる点、硬化(乾燥)時間の速さの点、印刷物の層(印刷層)の硬さの点などから、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキの需要が高まっている。
 一般に、プラスチック、金属、ガラス等の、多様な非吸収性の記録媒体上に、白抜け及び色むらがない、高品質の画像を形成するためには、当該記録媒体に対してインキが良好に濡れ拡がることが極めて重要である。従来、インキの濡れ拡がり性を向上させるための方法として、界面活性剤を使用してインキの表面張力を低下させる方法が検討されてきた(特許文献1~3参照)。また、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキの場合は、上記界面活性剤として、シリコーン系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤が使用されることが多かった(特許文献2~4参照)。これらの界面活性剤は、印刷層表面の摩擦抵抗を低下させるという効果も有しており、印刷物の擦過耐性の向上という観点からも好適である。
 しかし、特許文献2~4に開示されたインキ組成物では、他の成分に対する界面活性剤の相溶性が低く、特に、低温環境下における長期保管時に白抜け及び色むらが発生し易い、という課題がある。
 また、特許文献1に開示されたインキ組成物は、アクリル系重合性モノマーに対して相溶性が高い、アクリル系界面活性剤を使用している。この場合、疎水性の表面を有する記録媒体に対する濡れ拡がり性が乏しく、やはり、白抜け及び色むらが発生し易い、という課題がある。さらに、特許文献1記載のインキ組成物は、印刷層表面の摩擦抵抗が大きく、擦過耐性が低いという課題もある。
 以上のように従来は、プラスチック、金属、ガラス等の多様な非吸収性の記録媒体上に対して、使用条件や保管状況によらず、白抜け及び色むらがなく、さらに、擦過耐性にも優れた高品質の印刷物が作製可能である、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキは存在しない状況であった。
特開2015-67765号公報 特開2006-307167号公報 特開2014-88539号公報 特開2013-146895号公報
 本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであって、プラスチック、金属、ガラス等の多様な非吸収性の記録媒体に対して、白抜け及び色むらがなく、かつ擦過耐性に優れた、高品質な印刷物を作製可能であり、さらに、インクジェットヘッドからの吐出安定性及び保存安定性にも優れた、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、上記に加えて、記録媒体に対する密着性にも優れた、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを提供することにある。
 上記の課題を解決すべく、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、特定のSP値(σ)を有するラジカル重合性モノマーと、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体とを併用することを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明の実施形態は以下に関する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
 本発明の一実施形態は、顔料、ラジカル重合性モノマー、光重合開始剤、及び、界面活性剤を含有する活性エネルギー線硬化型インクジェットインキであって、
 上記ラジカル重合性モノマーが、Smallの式で算出されるSP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマー(A)を、上記ラジカル重合性モノマーの総量に対して5~30質量%含み、
 上記界面活性剤が、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体を含む、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに関する。
 上記実施形態において、上記ラジカル重合性モノマーのSP値の加重平均値は、7~10であることが好ましい。
 上記実施形態において、上記ラジカル重合性モノマーは、更にN-ビニル化合物を含み、N-ビニル化合物含有量は、上記ラジカル重合性モノマーの総量に対して5~30質量%であることが好ましい。
 本発明の他の実施形態は、上記実施形態の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを、非吸収性の記録媒体に付与する工程(印刷工程)と、前記非吸収性の記録媒体に活性エネルギー線を照射して、上記活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを硬化させる工程(硬化工程)とを含む、印刷物の製造方法に関する。
 本願の開示は、2020年12月10日に出願された特願2020-204914号に記載の主題と関連しており、この開示内容は引用によりここに援用される。
 本発明によれば、プラスチック、金属、ガラス等の多様な非吸収性の記録媒体に対して、白抜け及び色むらがなく、かつ擦過耐性に優れた、高品質な印刷物を作製可能であり、さらに、インクジェットヘッドからの吐出安定性や保存安定性にも優れた、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを提供することが可能となった。また、本発明によれば、上記に加えて、記録媒体に対する密着性にも優れた、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを提供することが可能となった。
 以下に、本発明の一例として、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ(以下、単に「インキ」とも記載する)の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される変形例も本発明に含まれる。また、特に断りのない限り、「部」及び「%」は、「重量部」及び「重量%」を表す。
 先に従来技術でも説明した通り、多様な記録媒体に対して白抜け及び色むらがない画像を形成するためには、当該記録媒体に対してインキが良好に濡れ拡がることが極めて重要である。そのため、一般的に、界面活性剤がインキに添加される。界面活性剤が、気体及び記録媒体との界面に配向することで、当該界面活性剤を含むインキの表面エネルギーが低下し、当該インキの濡れ拡がり性が向上する。また、界面活性剤の一部が、インキ膜表面に配向することで、当該インキ膜の摩擦抵抗が低下し、擦過耐性が向上する。
 記録媒体に対する濡れ拡がり性及び擦過耐性が良好なインキ膜を得るためには、インキ中に含まれる界面活性剤が、当該インキの界面へと速やかに配向することが極めて重要である。しかしながら、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキの場合、主成分である重合性モノマーに対する界面活性剤の相溶性が低いことが多い。その結果、当該インキ中の、微視的な表面エネルギーの差に起因して、インキの濡れ広がりが不均一化しやすい。さらに、そのようなインキの不均一化によって、印刷物上での白抜け及び色むらの発生、並びに、擦過耐性の悪化が生じる恐れがある。なお、上記白抜けや色むらは、特に、低温環境下に保管したインキで発生しやすい。これは、界面活性剤の溶解性が低下することで、インキ中で界面活性剤が分離及び不均一化するためだと考えられる。
 さらに、界面活性剤と重合性モノマーとの相溶性が低い場合、インクジェットヘッドのノズル界面に存在するインキにおいても、界面活性剤の分離及び不均一化が発生しやすい。それに伴い、メニスカス保持が困難となり、当該インキの吐出不良が発生する可能性がある。この吐出不良は、印刷物における白抜けを更に悪化させる要因にもなる。
 加えて、インキ中に存在する顔料に界面活性剤が吸着し、当該顔料の分散状態の保持が困難となる。それに伴い、顔料が凝集する、インキの粘度が上昇する、といった問題も生じうる。
 一方、インキ中の重合性モノマーに対する界面活性剤の相溶性が過度に高い場合、当該界面活性剤が界面に配向し難くなる。それに伴い、記録媒体に対するインキの濡れ拡がり性が悪化し、当該インキの埋まり不足に起因する白抜け、又は当該インキが均一に濡れ拡がらないことに起因する色ムラが発生し易い。また、印刷物の擦過耐性も向上し難くなる。
 さらに、特に、高温環境下に保管したインキでは、界面活性剤の溶解に起因する当該インキの表面張力の上昇が生じ易くなる。その結果、インキの埋まり不良による白抜けが発生し易くなる、あるいは、複数色からなるインキセットにおいて、色間の表面張力のバランスが崩れることに起因する色むら及び色間滲みが発生し易くなる、等の問題が発生する恐れがある。
 以上のことを考慮し、本発明者らが鋭意検討した結果、特定のSP値(σ)を有するラジカル重合性モノマーと、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体とを併用することで、上記課題を解決できることを見出した。
 本発明の一実施形態であるインキでは、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体である界面活性剤を使用することを特徴の一つとする。ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体は、ラジカル重合性モノマーに対する相溶性の低いポリジメチルシロキサン部位と、当該相溶性の高いアクリル部位とを有する。このように相溶性の異なる部位を同一分子内に含むことで、上記ポリジメチルシロキサン部位に起因した、インキの表面張力の低下、並びに、当該低下に伴う、記録媒体に対する濡れ拡がり性の向上効果及び印刷物の擦過耐性の向上効果が発現する。また、一般的なフッ素系界面活性剤又はシリコーン系界面活性剤と比較して、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体は、ラジカル重合性モノマーとの相溶性が高い。そのことにより、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体は、インキ中での分離及び不均一化を起こし難く、また顔料に対する吸着を起こし難いと考えられる。
 本発明の一実施形態であるインキでは、Smallの式で算出されるSP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマーを使用することを特徴の一つとする。「SP値」とは、相溶化パラメーター(Solbility Paremeter)とも言い、2成分系における溶けやすさの指標となるものである。
 本発明者らが検討した結果、SP値が7~9.5であるラジカル重合性モノマーを使用することで、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体に関して上述した効果を得ることが容易となる。すなわち、上記特徴によって、界面活性剤としての機能を効果的に発現させつつ、過度な分離、不均一化及び溶解を抑制できるという効果が、特段に向上すると考えられる。また、上述した低温または高温に保管した際の不具合も発生しにくくなる。
 以上のように、特定のSP値を有するラジカル重合性モノマーと、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体である界面活性剤とを併用することによって、多様な記録媒体に対して、使用条件及び保管状況によらず、白抜け及び色むらがなく、かつ擦過耐性に優れた、高品質な印刷物を作製可能であり、かつ、インクジェットヘッドからの吐出安定性や保存安定性にも優れたインキを得ることが可能となる。なお、上述したメカニズムは推論であり、何ら本発明を限定するものではない。
 続いて、以下に本実施形態のインキの主要となる各成分について説明する。
<ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体>
 上記の通り、本発明の一実施形態であるインキでは、界面活性剤としてポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体を使用する。ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体は、市販品を使用してもよいし、合成品を使用してもよい。市販品としては、信越化学工業株式会社製のKP541、KP543、KP545、ビックケミー・ジャパン株式会社製のBYK-3550、BYK-3565、BYK-3566、BYK-SILCLEAN3700、楠本化成株式会社製のLHP-810等が挙げられる。
 一方、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体を合成する方法の一例として、ポリジメチルシロキサン鎖構造を有するエチレン性不飽和単量体を使用して、(メタ)アクリル樹脂を合成する方法が挙げられる。別法として、あらかじめ合成した(メタ)アクリル樹脂に対して、ポリジメチルシロキサン鎖構造を有する化合物を付加する方法が挙げられる。なお、上記ポリジメチルシロキサン鎖構造を有するエチレン性不飽和単量体として、例えば、信越化学工業社性のKF-2012、X-22-174ASX、X-22-174BX、X-22-174DX、X-22-2404、X-22-2426、X-22-2475;JNC社製のサイラプレーンFM-0711、FM-0721、FM-0725等が挙げられる。
 ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体の添加量は、インキ全量に対して、0.01~2質量%であることが好ましい。上記添加量は、より好ましくは0.05~1質量%であり、特に好ましくは0.1~0.75質量%である。上記添加量が0.01質量%以上であれば、界面活性剤としての機能を十分に発現させることが容易である。上記添加量が1質量%以下であれば、インキの保存安定性及び吐出安定性を好適なまま維持することが可能となる。
<その他界面活性剤>
 一実施形態において、上記効果を阻害しない範囲で、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体と、それ以外の界面活性剤とを併用することもできる。使用できるその他の界面活性剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤(主鎖がアクリル重合体であるものを除く)、アクリル系界面活性剤(ポリジメチルシロキサン構造を有するものを除く)、アセチレングリコール系界面活性剤等が挙げられる。
<SP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマー(A)>
 本発明の一実施形態であるインキは、SP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマーを、ラジカル重合性モノマーの総量に対して5~30質量%含有する。上述の通り、SP値が7~9.5であるラジカル重合性モノマーを使用した場合、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体と好適に相溶する。その結果、白抜け及び色むらがなく、かつ擦過耐性に優れた高品質な印刷物が作製でき、さらにインクジェットヘッドからの吐出安定性、及び保存安定性に優れた、インキを得ることが可能となる。
 SP値の算出方法には、Smallの式、Fedorsの式、Hoftyzer-Van krevelenの式等を使用する様々な算出方法ある。本発明では、以下に示されるSmallの式を用いてSP値の算出を行う。
 
        σ=ρ・(ΣFi)/M
 
 上記Smallの式において、σはSP値を表し、ρは密度を表し、Fiはモル吸引力定数を表し、Mは分子量を表す。本明細書におけるSP値の単位は、(cal/cm1/2である。
 好適に用いることができる、SP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマーの具体例としては、イソボルニルアクリレート(SP値7.24)、トリエチレングリコールジビニルエーテル(SP値8.22)、イソステアリルアクリレート(SP値8.23)、イソデシルアクリレート(SP値8.36)、ラウリルアクリレート(SP値8.36)、イソオクチルアクリレート(SP値8.42)、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレート(SP値8.59)、ジエチレングリコールジビニルエーテル(SP値9.07)、1,9-ノナンジオールジアクリレート(SP値9.08)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(SP値9.31)、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(SP値9.31)、エチルカルビトールアクリレート(SP値9.37)、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(SP値9.41)、トリプロピレングリコールジアクリレート(SP値9.49)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 SP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマーの添加量は、上記の通り、ラジカル重合性モノマーの総量に対して5~30質量%であり、好ましくは10~25質量%である。上記添加量を5質量%以上とすることで、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体を十分に相溶化させることができる。そのことで、白抜け及び色むらがない印刷物を作製可能となり、また、顔料凝集等に起因する粘度上昇を抑制したインキを得ることができる。また、上記添加量を30質量%以下とすることで、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体のインキ中への過度な溶解に起因するインキの表面張力の上昇が抑制可能である。
 2種以上のラジカル重合性モノマーを使用する場合、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体をインキ中に好適に相溶させるために、ラジカル重合性モノマーのSP値の加重平均値も重要となる。SP値の加重平均値は、7~10であることが好ましく、8~9.9であることがより好ましく、9~9.7であることが特に好ましい。SP値の加重平均値を上記範囲内に調整することで、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体をインキ中に好適に相溶させることができる。
 なお、ラジカル重合性モノマーのSP値の加重平均値の算出にあたっては、インキ中に含まれるすべてのラジカル重合性モノマーを計算に含めるものとする。また、上記ラジカル重合性モノマーのSP値の加重平均値とは、それぞれのラジカル重合性モノマーについて算出した、SP値と、ラジカル重合性モノマー全量に対する質量割合との乗算値を、足し合わせることで得られる値である。
<その他ラジカル重合性モノマー>
 一実施形態において、インキは、SP値が7~9.5であるラジカル重合性モノマー以外のラジカル重合性モノマーを含んでもよい。用いることができる、その他ラジカル重合性モノマーの具体例として、ジシクロペンタニルアクリレート(SP値6.28)、ジプロピレングリコールジアクリレート(SP値9.55)、テトラエチレングリコールジアクリレート(SP値9.95)、テトラヒドロフルフリルアクリレート(SP値9.97)、フェノキシエチルアクリレート(SP値9.99)、ベンジルアクリレート(SP値10.00)、フェノキシジエチレングリコールアクリレート(SP値10.01)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(SP値10.25)、ジシクロペンタニルジメチレンジアクリレート(SP値10.34)、ジシクロペンタニルオキシアクリレート(SP値10.35)、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(SP値10.44)、シクロヘキシルアクリレート(SP値10.54)、4-ヒドロキシブチルアクリレート(SP値11.31)、アクロイルモルホリン(SP値11.55)、ヒドロキシエチルアクリルアミド(SP値15.63)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
<N―ビニル化合物>
 一実施形態において、インキは、その他ラジカル重合性モノマーとして、N-ビニル化合物を含むことが好ましい。N-ビニル化合物の使用によって、ラジカル重合性モノマーの重合反応が速やかに進行し、硬化(乾燥)時間が短くなる。また、インキ膜の内部まで十分に硬化すること、当該インキ膜に組み込まれたN-ビニル化合物中の窒素原子と記録媒体表面との相互作用、及び、N-ビニル化合物の有する浸透性の高さ、等によって、当該記録媒体に対する密着性に優れる、強固なインキ膜を容易に得ることが可能となる。さらに、詳細は不明であるが、N-ビニル化合物は、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体の相溶性の好適化を補助する作用もあると考えられる。これらのことから、N-ビニル化合物を使用した場合、上記実施形態のインキによる上述の効果をいっそう向上できる。
 N-ビニル化合物としては、N-ビニル-ε-カプロラクタム、N―ビニルホルムアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニル-2-オキサゾリジノン、N-ビニルメチルオキサゾリジノンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なかでも、N-ビニル-ε-カプロラクタムを含むインキは、吐出安定性、保存安定性の確保も容易であることから、好適に使用できる。上記のN-ビニル化合物は、いずれも、SP値が7~9.5であるラジカル重合性モノマーではない。
 N-ビニル化合物の添加量は、ラジカル重合性モノマーの総量に対し、5~30質量%であることが好ましく、より好ましくは10~25質量%である。上記添加量を5質量%以上とすることで、記録媒体への密着性に優れ、白抜けが発生しにくいインキを得ることができる。上記添加量を30質量%以下とすることで、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体の過度な溶解を抑制可能となり、また、高温環境下で保管した際、ラジカル重合性モノマーの重合反応に起因するインキの粘度上昇を抑制することが可能となる。
<その他重合性化合物>
 一実施形態において、インキは、上述したラジカル重合性モノマー以外の重合性化合物を含んでもよい。例えば、ビニルエーテルを代表とするカチオン重合性モノマー、重合性オリゴマー、及び重合性ポリマー等を使用することができる。なお「オリゴマー」及び「ポリマー」とは、重合性モノマーが複数個結合した重合体であり、両者は重合度によって分類される。すなわち本明細書では、上記重合度が2~5であるものを「オリゴマー」と呼び、6以上であるものを「ポリマー」と呼ぶ。また、「重合性化合物」は、重合性モノマー、重合性オリゴマー、重合性ポリマーを総称する用語として定義される。
<顔料>
 本発明の一実施形態であるインキでは、顔料として、無機顔料、及び有機顔料のいずれも使用できる。無機顔料の一例として、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、ホワイトカーボン、アルミナホワイト、カオリンクレー、タルク、ベントナイト、黒色酸化鉄、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、モリブデートオレンジ、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、ビクトリアグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトシリカブルー、コバルト亜鉛シリカブルー、マンガンバイオレット、及びコバルトバイオレット、等が挙げられる。
 また有機顔料の一例として、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、染料レーキ顔料、蛍光顔料等が挙げられる。
 好適に使用できる顔料を色ごとに具体的に以下に例示する。
 シアン顔料として、C.I.Pigment Blue 1、2、3、15:1、15:3、15:4、15:6、16、21、22、60、64等が挙げられる。
 マゼンタ顔料として、C.I.Pigment Red 5、7、9、12、31、48、49、52、53、57、97、112、120、122、146、147、149、150、168、170、177、178、179、184、188、202、206、207、209、238、242、254、255、264、269、282、C.I.Pigment Violet 19、23、29、30、32、36、37、38、40、50等が挙げられる。
 イエロー顔料として、C.I.Pigment Yellow 1、2、3、12、13、14、16、17、20、24、74、83、86、93、94、95、109、110、117、120、125、128、129、137、138、139、147、148、150、151、154、155、166、168、180、185、213等が挙げられる。
 ブラック顔料として、ファーネス法またはチャネル法で製造されたカーボンブラックが挙げられる。例えば、これらのカーボンブラックであって、一次粒子径が11~40nm、BET法による比表面積が50~400m/g、揮発分が0.5~10重量%、pH値が2~10等の特性を有するものが好適である。このような特性を有する市販品として、例えば、No.33、40、45、52、900、2200B、2300、MA7、MA8、MCF88(以上、三菱化学製)、RAVEN1255(ビルラカーボン製)、REGAL330R、400R、660R、MOGUL L、ELFTEX415(以上、キャボット製)、NIPex90、NIPex150T、NIPex160IQ、NIPex170IQ、NIPex75、PrinteX85、PrinteX95、PrinteX90、PrinteX35、PrinteXU(以上、エボニックデグサ製)等が挙げられる。これらのいずれも好ましく使用することができる。
 ブラック顔料として、上記カーボンブラックのほかにも、例えば、アニリンブラック、ルモゲンブラック、アゾメチンアゾブラック等を使用することができる。また、上記のシアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料、又は下記のブラウン顔料、オレンジ顔料等の有彩色顔料を複数混合し、ブラック顔料とすることもできる。
 ホワイト顔料として、例えば、150~300nmの一次粒子径を有する酸化チタンが挙げられる。当該酸化チタンは、表面が未処理であっても、処理されたものであってもよい。なかでも、インキの吐出安定性及び保存安定性が向上でき、また、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体との相溶性が良化することで本発明による効果がいっそう向上する観点から、表面が処理されたものであることが好ましい。
 酸化チタンの表面処理は、無機系及び有機系のいずれであってもよく、両者を組み合わせてもよい。表面処理に使用される無機物の例として、アルミナ及び水酸化アルミニウムを含むアルミニウム類、シリカ、ジルコニア、等が挙げられる。また、表面処理に使用される有機物の例として、多価アルコール、アルカノールアミン、有機ケイ素化合物、有機リン酸化合物、高級脂肪酸等が挙げられる。
 上述のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイト以外の顔料として、C.I.Pigment Green 7、10、36、C.I.Pigment Brown 3、5、25、26、C.I.Pigment Orange 2、5、7、13、14、15、16、24、34、36、38、40、43、62、63、64、71等が挙げられる。
<光重合開始剤>
 本発明の一実施形態であるインキで用いることができる光重合開始剤は、従来既知の光重合開始剤であってよい。例えば、分子開裂型又は水素引き抜き型の光重合開始剤を使用することが好ましい。また、光重合開始剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。さらに、ラジカルを発生させる光重合開始剤と、カチオンを発生させる光重合開始剤とを併用してもよい。
 ラジカルを発生させる光重合開始剤の具体例として、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(IGM RESINS社製「OMNIRADBDK」)などのベンジルジメチルケタール系光重合開始剤;
 1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(IGM RESINS社製「OMNIRAD184」)などのα-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤;
 2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン(IGM RESINS社製「OMNIRAD1173」)、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン(IGM RESINS社製「OMNIRAD659」)、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン(IGM RESINS社製「OMNIRAD127」)、オリゴ(2-ヒドロキシ-2-メチル-1-(4-(1-メチルビニル)フェニル)プロパノン)(IGM RESINS社製「ESACUREONE」「ESACUREKIP160」)などのα-ヒドロキシアセトフェノン系光重合開始剤;
 2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン(IGM RESINS社製「OMNIRAD907」)、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-1(IGM RESINS社製「OMNIRAD369」)、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン(IGM RESINS社製「OMNIRAD379」)などのα-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤;
 ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド(IGM RESINS社製「OMNIRAD819」)、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド(IGM RESINS社製「OMNIRADTPO」)、エチル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド(IGM RESINS「OMNIRADTPO-L」)などのアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤;
 フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル(IGM RESINS社製「OMNIRADMBF」)などの分子内水素引き抜き型光重合開始剤;
 1,2-オクタンジオン-1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)](BASF社製「IRGACUREOXE01」)、エタノン-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)(BASF社製「IRGACUREOXE02」)などのオキシムエステル系光重合開始剤;
 ベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルスルフィド(IGM RESINS社製「OMNIRADBMS」)、1-[4-(4-ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル]-2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルホニル)プロパン-1-オン(IGM RESINS社製「ESACURE1001M」)などのベンゾフェノン系光重合開始剤
などが挙げられる。
<その他成分>
 本発明の一実施形態であるインキは、必要に応じて上記成分以外に、顔料分散樹脂、重合禁止剤、有機溶剤、水等を含有することができる。
<顔料分散樹脂>
 顔料分散樹脂は、市販品を使用することもできるし、従来既知の方法により合成した合成品を使用することもできる。市販品の具体的な例として、ビックケミー社製のDisperbyk(登録商標)-106、145、BYKJET(登録商標)-9151、9152;ルーブリゾール社製のソルスパース(登録商標)J-180、32000、35000、56000、75000、88000などが挙げられる。
<重合禁止剤>
 保存安定性及び吐出安定性を高め、保管時の粘度上昇等に起因する印刷物の白抜け、色むら、密着性不良を抑制するため、重合禁止剤を使用することができる。当該重合禁止剤として、ヒンダードフェノール系化合物、フェノチアジン系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物を好適に使用できる。重合禁止剤の具体例として、4-メトキシフェノール、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノン、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、フェノチアジン、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩などが挙げられる。
<有機溶剤、水>
 一実施形態において、インキの低粘度化、記録媒体への濡れ広がり性を向上させるために、インキは、有機溶剤及び/または水を含有してもよい。インキが有機溶剤及び/または水を含む場合、その添加量は、インキの総量に対して、0.01~10質量%であることが好ましい。上記添加量は、0.05~5質量%であることがより好ましく、0.1~2質量%であることがさらに好ましい。有機溶剤を使用する場合、乾燥性及び記録媒体への濡れ拡がり性の点から、沸点が140~300℃の有機溶剤を用いることが好ましい。
<インキの製造方法>
 一実施形態において、インキは従来既知の方法によって製造できる。具体例を挙げると、先ず、顔料、重合性化合物、及び、必要に応じ顔料分散樹脂、重合禁止剤などを混合し、その後、ペイントシェーカー、サンドミル、ロールミル、メディアレス分散機などによって分散処理を行うことによって、顔料分散体を調製する。
 次に、先に調製した顔料分散体に対して、所望のインキ特性となるように、重合性化合物、界面活性剤、及び、必要に応じて上述したその他成分を添加し、よく混合する、そして、フィルターなどで粗大粒子を濾別する。このようにして、インキを得ることができる。
 本発明の実施形態によれば、分散処理時に顔料表面が十分に濡れることで、印刷物の色むら抑制及び保存安定性に優れたインキが得られる。このような観点から、当該分散処理時の混合物中に含まれる、SP値が7~9.5であるラジカル重合性モノマーの含有量は、当該混合物中に含まれる重合性化合物の総量に対して、50質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。
<記録方法>
 本発明の他の実施形態は、上記実施形態の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを用いて印刷物を製造する方法に関する。一実施形態として、インクジェットヘッドから当該活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを吐出し記録媒体に付与する工程(印刷工程)と、当該記録媒体に活性エネルギー線を照射して、当該活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを硬化させる工程(硬化工程)とを含む方法が挙げられる。
<印刷工程>
 記録媒体上の任意の領域に、単一種のインキを付着させる回数は1回であっても、複数回であってもよい。なお、当該付着させる回数が1回である印刷工程の例として、インクジェットヘッドを固定したまま記録媒体を搬送し、当該インクジェットヘッドの下方を通過する際に、当該インクジェットヘッドから吐出を行う方法(ラインヘッド型ワンパス印刷工程)が挙げられる。また、当該付着させる回数が複数回である印刷工程の例として、記録媒体の搬送方向と垂直な方向にインクジェットヘッドを走査させ、記録媒体上の同一領域に複数回インキを吐出する方法(シャトルヘッド型マルチパス印刷工程)が挙げられる。
<硬化工程>
 活性エネルギー線の発生源には特に制限はなく、従来既知のものを用いることができる。具体例として、水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドライドランプ、紫外線発光ダイオード(UV-LED)、紫外線レーザーダイオード(UV-LD)、エキシマレーザーなどが挙げられる。
<記録媒体>
 上述した通り、本発明のインキは、非吸収性の記録媒体に対して好適に使用できる。上記非吸収性の記録媒体として、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン、ポリスチレン、アクリル(PMMAなど)などのプラスチック基材;アートコート紙、セミグロスコート紙、キャストコート紙などの紙基材;アルミニウム、ステンレスなどの金属基材、ガラス基材などが挙げられる。
 上記記録媒体は、その表面が滑らかであっても、凹凸を有していてもよく、透明、半透明、不透明のいずれであってもよい。また記録媒体は、上記多種の基材の2種以上を互いに貼り合わせたものでもよい。さらに、記録媒体は、印字面の反対側に剥離粘着層などの機能層を有していてもよい。加えて、印字面は、平面であっても、曲面であってもよい。
 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。なお、以下の記載において、「部」「%」及び「比率」とあるものは特に断らない限り質量基準である。
<ホワイト顔料分散体1~2の製造例>
 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキの作製に先立ち、顔料分散体を作製した。顔料としてタイペークPF-740(ジルコニア/アルミニウム類/有機ケイ素化合物処理酸化チタン、石原産業社製)を60部と、顔料分散樹脂としてソルスパース32000(ルーブリゾール社製)を4部と、SR339(フェノキシエチルアクリレート、アルケマ社製)を36部とを、順次タンクへ投入し、ハイスピードミキサーで均一になるまで撹拌した。その後、横型サンドミルで約1時間分散処理を施すことで、ホワイト顔料分散体1を作製した。
 また、SR339の代わりにSR508(ジプロピレングリコールジアクリレート、アルケマ社製)を使用した以外は、上記ホワイト顔料分散体1と同様にして、ホワイト顔料分散体2を作製した。
<シアン顔料分散体の製造例>
 顔料としてLIONOL BLUE FG-7400G(C.I.Pigment Blue 15:4、トーヨーカラー社製)を15部と、顔料分散樹脂としてソルスパース32000(ルーブリゾール社製)を5部と、SR339(フェノキシエチルアクリレート、アルケマ社製)を80部とを、順次タンクへ投入し、ハイスピードミキサーで均一になるまで撹拌した。その後、横型サンドミルで約1時間分散処理を施すことで、シアン顔料分散体を作製した。
<実施例1~49、比較例1~6>
<活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1~55の作製>
 ホワイト顔料分散体1、ラジカル重合性モノマー、界面活性剤、光重合開始剤、重合禁止剤を、それぞれ表1の実施例1に記載した配合量で混合容器内に仕込んだ。次いで、これらを固体成分である光重合開始剤が溶解するまで、40~50℃に加温しながら撹拌混合した。そして、得られた混合物について、孔径1μmのデプスタイプフィルターを用いて濾過を行い、粗大粒子を除去することで、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1を得た。
 また、各材料の配合量を表1~3に示した通りに変えた以外は、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1と同様の操作を行い、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ2~55を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 なお表1~3中の各成分は、以下の通りである。
  ・ジシクロペンタニルアクリレート(日立化成社製「FA-513AS」SP値6.28)
  ・イソボルニルアクリレート(アルケマ社製「SR506」SP値7.24)
  ・ラウリルアクリレート(アルケマ社製「SR335」SP値8.36)
  ・アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(日本触媒社製「VEEA」SP値9.41)
  ・ジプロピレングリコールジアクリレート(アルケマ社製「SR508」SP値9.55)
  ・フェノキシエチルアクリレート(アルケマ社製「SR339」SP値9.99)
  ・ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(日立化成社製「FA-512AS」SP値10.44)
  ・N-ビニルカプロラクタム(BASF社製「NVC」SP値10.65)
  ・N-ビニルホルムアミド(三菱ケミカル社製「N-ビニルホルムアミド」SP値11.09)
  ・BYK-3550(ビックケミー・ジャパン社製、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体、有効成分52%)
  ・KP541(信越化学工業社製、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体、有効成分60%)
  ・LHP-810(楠本化成社製、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体、有効成分10%)
  ・BYK-UV3510(ビックケミー・ジャパン社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(主鎖がアクリル重合体ではない)、有効成分100%)
  ・BYK-350(ビックケミー・ジャパン社製、アクリル共重合物(ポリジメチルシロキサン構造を有さない)、有効成分100%)
  ・TPO:2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド(BASF社製「DAROCUR TPO」)
  ・ITX:2―イソプロピルチオキサントン(LAMBSON社製「SpeedCure2-ITX」)
  ・フェノチアジン(精工化学社製)
 作製した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1~55を用いて以下の評価を行った。なお、評価結果は表1~3に示す通りであった。
<評価1:ピンホール(点状の白抜け)の評価>
 低温環境下における長期保管時の界面活性剤の分離状況を確認するため、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1~55を5℃の環境下に24時間以上静置した。その後、5℃の環境下でマグネチックスターラーを用いてインキが渦状となるように一定時間撹拌後、液面付近のインキをスポイトで採取した。この操作によって、界面活性剤の分離が起こっている場合には、分離した界面活性剤を含むインキが採取される。
 採取したインキを、リンテック社製PET基材(PET50 K2411)に滴下し、自動卓上バーコーター(RK Print Coat Instruments社製K101コントロールコーター)を用いて、ウェット膜厚12μmで塗工した。その後、GEW社製240W/cmメタルハライドランプを用いて、積算光量が200mJ/cmとなるように紫外線を照射し、当該PET基材上に塗工したインキを硬化させた。そして、硬化後の塗工物を目視で観察することで、ピンホール(点状の白抜け)の評価を行った。分離した界面活性剤が存在していると、ピンホール(点状の白抜け)が発生する。
 評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価を実用可能領域とした。
  AA:24時間撹拌した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを用いてもピンホールが見られなかった
  A:24時間撹拌した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを用いるとピンホールが見られたが、18時間撹拌した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを用いてもピンホールが見られなかった
  B:18時間撹拌した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを用いるとピンホールが見られたが、12時間撹拌した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを用いてもピンホールが見られなかった
  C:12時間撹拌した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを用いてもピンホールが見られた
<ベタ印刷物の作製>
 インクジェット吐出装置(OnePassJET)を用い、上記で作製した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1~55を、それぞれ、液滴量14pL、印字率100%の条件で、以下に示す記録媒体へ印刷した。使用したインクジェット吐出装置では、記録媒体を搬送できるコンベヤの上方に、京セラ社製ヘッド(KJ4A-RHモデル、解像度600dpi×600dpi)と、GEW社製240W/cmメタルハライドランプとを設置した(ただし、記録媒体の搬送方向に対して上流側に京セラ社製ヘッドを設置し、下流側にメタルハライドランプを設置した)。
 上記印刷後に、記録媒体の搬送を続け、メタルハライドランプの下方を通過する際に、積算光量が200mJ/cmとなるように紫外線を照射することでインキを硬化させ、ベタ印刷物を作製した。なお、印刷から硬化までの一連の工程は、50m/minの印刷速度で行った。
  ・PET:リンテック社製PET50 K2411
  ・アクリル:三菱ケミカル社製アクリライトL
  ・アルミ:アズワン社製アルミニウム板 A5052P
  ・ガラス:テストピース社製フロートガラス板(JIS R3202準拠)
<評価2:ベタ印刷物の白抜けの評価>
 上記方法で得た、各種記録媒体に対するベタ印刷物の白抜け度合を、ルーペ及び目視で確認することで、白抜けの評価を行った。
 評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価を実用可能領域とした。なお表1~3には、評価を行った4種の記録媒体のうち、最も結果の悪かった記録媒体の結果のみを示した。
  AA:ルーペ及び目視で、白抜けが見られなかった
  A:ルーペではわずかに白抜けが見られたが、目視では白抜けが見られなかった
  B:目視でわずかに白抜けが見られた
  C:目視で明らかに白抜けが見られた
<評価3:ベタ印刷物の色むらの評価>
 上記方法で得た、各種記録媒体に対するベタ印刷物の色むらの度合を、ルーペ及び目視で確認することで、ベタの色むらの評価を行った。
 評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価を実用可能領域とした。なお表1~3には、評価を行った4種の記録媒体のうち、最も結果の悪かった記録媒体の結果のみを示した。
  AA:ルーペ及び目視で、色むらが見られなかった
  A:ルーペではわずかに色むらが見られたが、目視では見られなかった
  B:目視でわずかに色むらが見られた
  C:目視で明らかに色むらが見られた
<評価4:擦過耐性の評価>
 上記方法で得た、PET基材に対するベタ印刷物を、学振型摩擦堅牢度試験機(テスター産業社製AB-301、試験荷重:200g、摩擦材:綿(カナキン3号)を用いて10回擦過した。擦過後の印刷物の傷つき度合いを、ルーペ及び目視で確認することで、擦過耐性の評価を行った。
 評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価を実用可能領域とした。
  AA:ルーペ及び目視で、傷が見られなかった
  A:ルーペではわずかに傷が見られたが、目視では見られなかった
  B:目視でわずかに傷が見られた
  C:目視で明らかに傷が見られた
<評価5:密着性の評価>
 上記方法で得た、各種記録媒体に対するベタ印刷物に、2.5mm間隔で縦横それぞれ6本ずつ切り込みを入れた。次いで、上記切り込みの上からセロハンテープを貼り付け、上面から消しゴムでこすり、セロハンテープを当該ベタ印刷物に十分に密着させた。その後、ベタ印刷物の印刷面と上記セロハンテープとが90°になるように維持しながら、当該セロハンテープを剥離した。さらに、当該セロハンテープを密着させた面積に対する、当該セロハンテープとともに剥離したベタ印刷物の面積の割合を算出することで、密着性の評価を行った。
 評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価を実用可能領域とした。なお表1~3には、評価を行った4種の記録媒体のうち、最も結果の悪かった記録媒体の結果のみを示した。
  AA:剥離したベタ印刷物の面積が5%未満
  A:剥離したベタ印刷物の面積が5%以上15%未満
  B:剥離したベタ印刷物の面積が15%以上25%未満
  C:剥離したベタ印刷物の面積が25%以上
<評価6:吐出安定性の評価>
 上記ベタ印刷物の作製で使用したインクジェット吐出装置に、上記で作製した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1~55を、それぞれ充填した後、UPM Rafratac社製コート紙(Raflacoat)上にノズルチェックパターンを印刷した。ノズル抜けがないことを確認した後、各ノズルからそれぞれ10万発の液滴を吐出させ、次いで、再度上記コート紙上にノズルチェックパターンを印刷し、ノズル抜けの個数を数えることで、吐出安定性を評価した。
 評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価を実用可能領域とした。
  AA:10万発吐出後のノズル抜けなし
  A:10万発吐出後のノズル抜けが1~5個
  B:10万発吐出後のノズル抜けが6~9個
  C:10万発吐出後のノズル抜けが10個以上
<評価7:インキの表面張力変化の評価>
 上記で作製した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1~55について、自動表面張力計(協和界面科学社製DY-300)を使用し、白金プレートを用いたプレート法によって25℃環境下での表面張力を測定した。その後、容器容量に対する容器内部の空隙率が10%になるようにインキを密閉容器に封入し、60℃に設定した恒温機内で所定期間経時促進させた。このようにして得た経時後のインキについて、再度、上記装置を用いて表面張力を測定し、経時前後でのインキの表面張力変化を評価した。
 評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価を実用可能領域とした。
  AA:4週間保存後の表面張力変化率が±5%未満
  A:4週間保存後の表面張力変化率が±5%以上であるが、2週間保存後の表面張力変化率は±5%未満
  B:2週間保存後の表面張力変化率が±5%以上であるが、1週間保存後の表面張力変化率は±5%未満
  C:1週間保存後の粘度変化率が±5%以上
<評価8:インキの粘度変化の評価>
 上記で作製した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1~55について、E型粘度計(東機産業社製TVE-20L、コーンロータ:1°34′×R24)を用いて、25℃、回転数20rpmという条件で粘度を測定した。その後、容器容量に対する容器内部の空隙率が10%になるようにインキを密閉容器に封入し、60℃に設定した恒温機内で所定期間経時促進させた。このようにして得た経時後のインキについて、再度上記装置を用いて粘度を測定し、経時前後でのインキの粘度変化を評価した。
 評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価を実用可能領域とした。
  AA:4週間保存後の粘度変化率が±10%未満
  A:4週間保存後の粘度変化率が±10%以上であるが、2週間保存後の粘度変化率は±10%未満
  B:2週間保存後の粘度変化率が±10%以上であるが、1週間保存後の粘度変化率は±10%未満
  C:1週間保存後の粘度変化率が±10%以上
 表1~3に示した通り、実施例1~49では、上記の全ての評価において、実用可能レベルの品質を有していた。実施例で使用した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ1~49は、Smallの式で算出されるSP値が7~9.5であるラジカル重合性モノマーを、上記ラジカル重合性モノマーの総量に対して5~30質量%含み、かつ、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体を含む。
 それに対し、比較例1~6では、上記の評価のいずれか1つ以上で、実用レベルに至っていないことが判明した。比較例で使用した活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ50は、Smallの式で算出されるSP値が7~9.5であるラジカル重合性モノマーを含まない。また、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ51~52は、当該ラジカル重合性モノマーの配合量がラジカル重合性モノマーの総量に対して、5質量%未満であるか、又は30質量%超である。さらに、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ53~55では、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体を含まない。
 以上のことから、特定のSP値を有するラジカル重合性モノマーと、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体とを併用することによって、本発明の課題を解決できることが確認された。

Claims (4)

  1.  顔料、ラジカル重合性モノマー、光重合開始剤、及び、界面活性剤を含有する活性エネルギー線硬化型インクジェットインキであって、
     前記ラジカル重合性モノマーが、Smallの式で算出されるSP値(σ)が7~9.5であるラジカル重合性モノマー(A)を、前記ラジカル重合性モノマーの総量に対して5~30質量%含み、
     前記界面活性剤が、ポリジメチルシロキサン構造を有するアクリル重合体を含む、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ。
  2.  前記ラジカル重合性モノマーのSP値の加重平均値が、7~10である、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ。
  3.  前記ラジカル重合性モノマーが、更にN-ビニル化合物を含み、前記N-ビニル化合物の含有量が前記ラジカル重合性モノマーの総量に対して5~30質量%である、請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを、非吸収性の記録媒体に付与する工程(印刷工程)と、前記非吸収性の記録媒体に活性エネルギー線を照射して、前記活性エネルギー線硬化型インクジェットインキを硬化させる工程(硬化工程)とを含む、印刷物の製造方法。
PCT/JP2021/032990 2020-12-10 2021-09-08 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ及び印刷物の製造方法 WO2022123842A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-204914 2020-12-10
JP2020204914A JP6919757B1 (ja) 2020-12-10 2020-12-10 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ及び印刷物の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022123842A1 true WO2022123842A1 (ja) 2022-06-16

Family

ID=77269465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/032990 WO2022123842A1 (ja) 2020-12-10 2021-09-08 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ及び印刷物の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6919757B1 (ja)
WO (1) WO2022123842A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006502257A (ja) * 2002-10-07 2006-01-19 ガルリト ベスローテン フェンノートシャップ インク組成物
JP2010222386A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Fujifilm Corp インク組成物、インクジェット記録方法、印刷物、及び、成形印刷物の製造方法
JP2016190959A (ja) * 2015-03-31 2016-11-10 大日本塗料株式会社 インクセット、並びに印刷物及びその製造方法
JP2017125194A (ja) * 2017-02-13 2017-07-20 セイコーエプソン株式会社 記録方法
JP2017165964A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社リコー 活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インク、組成物収容容器、2次元又は3次元の像形成装置と像形成方法、硬化物
JP2019163444A (ja) * 2018-03-15 2019-09-26 株式会社リコー 硬化型組成物、硬化型インク、収容容器、2次元又は3次元の像形成装置、2次元又は3次元の像形成方法、硬化物、印刷物、及び粘着ラベル
JP2020132780A (ja) * 2019-02-21 2020-08-31 株式会社リコー 活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インク、インクカートリッジおよび印刷装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7287153B2 (ja) * 2019-07-04 2023-06-06 セイコーエプソン株式会社 放射線硬化型インクジェット記録方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006502257A (ja) * 2002-10-07 2006-01-19 ガルリト ベスローテン フェンノートシャップ インク組成物
JP2010222386A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Fujifilm Corp インク組成物、インクジェット記録方法、印刷物、及び、成形印刷物の製造方法
JP2016190959A (ja) * 2015-03-31 2016-11-10 大日本塗料株式会社 インクセット、並びに印刷物及びその製造方法
JP2017165964A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社リコー 活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インク、組成物収容容器、2次元又は3次元の像形成装置と像形成方法、硬化物
JP2017125194A (ja) * 2017-02-13 2017-07-20 セイコーエプソン株式会社 記録方法
JP2019163444A (ja) * 2018-03-15 2019-09-26 株式会社リコー 硬化型組成物、硬化型インク、収容容器、2次元又は3次元の像形成装置、2次元又は3次元の像形成方法、硬化物、印刷物、及び粘着ラベル
JP2020132780A (ja) * 2019-02-21 2020-08-31 株式会社リコー 活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インク、インクカートリッジおよび印刷装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6919757B1 (ja) 2021-08-18
JP2022092231A (ja) 2022-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5372295B2 (ja) 活性エネルギー線硬化性インクジェット記録用インク
JP5748014B1 (ja) 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP6658738B2 (ja) インクジェット記録用マゼンタインキ
JP6058058B2 (ja) インクセット、並びに印刷物及びその製造方法
US20130335479A1 (en) Active ray-curable inkjet ink, and image formation method
US8585814B2 (en) Active ray curable ink-jet ink, image forming method and ink-jet recording apparatus using the same
JP6720628B2 (ja) 印刷物の製造方法
JP2015120778A (ja) 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
JP6994635B2 (ja) インクジェット印刷用プライマーインキ及びインクジェットインキセット
JP6919757B1 (ja) 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ及び印刷物の製造方法
JP5798604B2 (ja) 活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物
CN115989288B (zh) 紫外线固化型喷墨油墨
JP6190514B1 (ja) 印刷物の製造方法
JP2016222764A (ja) 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ
WO2020110908A1 (ja) 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ、インクジェット記録物、及び、インクジェット記録物の製造方法
EP4079818B1 (en) Active energy ray curable inkjet ink and active energy ray curable ink set
JP2023023792A (ja) 放射線硬化型インクジェット組成物、インクセット、および記録物の製造方法
JP2021161148A (ja) 光硬化型インク組成物
JP2021161147A (ja) 光硬化型インク組成物
JP2020023135A (ja) 転写体、インクジェット画像形成装置、及びインクジェット画像形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21902947

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21902947

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1