CN116323222A - 喷墨记录方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷墨记录方法,其包括:准备油墨的工序,所述油墨含有水和包含聚合物P及聚合性单体(M)的粒子,聚合性单体(M)包含25℃下的粘度为500mPa·s以下的单体(M‑1),单体(M‑1)的含量相对于粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%;赋予工序,通过喷墨法将油墨赋予在基材上;以及照射工序,对基材上所赋予的油墨照射活性能量线,自油墨着落在基材上的时刻至活性能量线的照射开始的时间为1.00秒以下。
Description
技术领域
本公开涉及一种喷墨记录方法。
背景技术
一直以来,对于喷墨油墨及喷墨记录方法,进行了各种研究。
例如,在专利文献1中,作为能够形成与塑料基材的密合性优异的图像且分散稳定性优异的喷墨油墨组合物,公开有一种含有水和粒子的喷墨油墨组合物,所述粒子含有包含特定的结构单元及亲水性基团的链状聚合物,且包含聚合性基团。
另外,在专利文献2中,作为固化性、填充性、密合性及喷吐稳定性优异的喷墨记录方法,公开了一种包括下述工序的喷墨记录方法:第一工序,从喷头朝向被记录介质喷吐光固化型油墨组合物的液滴并使其着落而形成图像,所述光固化型油墨组合物含有溶剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,上述聚合性化合物为分散在上述溶剂中的粒子;第二工序,使构成上述图像的上述光固化型油墨组合物所含的溶剂蒸发;以及第三工序,向上述第二工序后的图像照射光,在上述第三工序中开始照射时,上述第二工序后的构成图像的光固化型油墨组合物所含的聚合性化合物的含量相对于该油墨组合物的总质量为20~90质量%。
另外,在专利文献3中,作为即使对于低输出的活性能量线的照射也以高敏感性固化、表面活性剂的渗出少、且经时稳定性优异的活性能量线固化型组合物、活性能量线固化型油墨组合物,公开有一种含有下述成分的活性能量线固化型组合物:(A)具有烯键式不饱和键且实质上不溶于水的聚合性化合物;(B)具有选自由丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、丙烯酰胺基及甲基丙烯酰胺基构成的组中的一个以上的基团的表面活性剂;(C)聚合引发剂;以及(D)水。专利文献3中还公开有一种使用上述活性能量线固化型组合物的喷墨记录方法。
另外,在专利文献4中,作为喷射稳定性、二次色的耐渗出性、耐絮羽化性优异、而且层次性优异的喷墨记录方法,公开有一种从喷墨记录头喷吐喷墨油墨记录在记录介质上的喷墨记录方法,其特征在于,该喷墨油墨至少含有色料、光反应性树脂及水,将该喷墨油墨喷吐在记录介质上后,在照射活性能量线的工序之前,通过干燥手段或向记录介质渗透的方式浓缩该喷墨油墨所含有的挥发成分。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6584677号公报
专利文献2:日本专利第6047904号公报
专利文献3:日本特开2011-208088号公报
专利文献4:日本特开2008-194827号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,在使包含聚合性单体的活性能量线固化型的喷墨油墨着落在基材上、并通过照射活性能量线使着落后的喷墨油墨固化而获得图像的喷墨记录方法中,有时以提高图像的画质等为目的,将自油墨着落至活性能量线照射开始的时间缩短(例如,有时设为1.00秒以下)。
但是,本发明人等通过研究发现,在使用含有水和包含聚合物及聚合性单体的粒子的喷墨油墨的喷墨记录方法中,在缩短了自油墨着落至活性能量线照射开始的时间的情况下,图像的画质并未提高,另外,图像的耐磨损性有时还会降低。
本公开是鉴于上述情况而完成的。
本公开的一方式的目的在于提供一种能够记录画质及耐磨损性优异的图像的喷墨记录方法。
用于解决技术课题的手段
用于解决上述课题的具体手段包括以下方式。
<1>一种喷墨记录方法,其包括:
准备油墨的工序,所述油墨含有水和包含聚合物P及聚合性单体M的粒子,所述聚合性单体M包含25℃下的粘度为500mPa·s以下的单体(M-1),所述单体(M-1)的含量相对于所述粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%;
赋予工序,通过喷墨法将所述油墨赋予在基材上;以及
照射工序,对所述基材上所赋予的所述油墨照射活性能量线,
自所述油墨着落在所述基材上的时刻至所述活性能量线的照射开始的时间为1.00秒以下。
<2>根据所述<1>所述的喷墨记录方法,其中,
所述单体(M-1)包含25℃下的粘度为150mPa·s以下的单体(M1A)。
<3>根据所述<1>或<2>所述的喷墨记录方法,其中,
所述活性能量线的照射开始的时刻的所述油墨中的所述粒子的固体成分总量相对于所述活性能量线的照射开始的时刻的所述油墨的总量为3质量%以上且低于20质量%。
<4>根据所述<1>~<3>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
在所述赋予工序中,所述油墨着落侧的所述基材的表面的温度为30℃~70℃。
<5>根据所述<1>~<4>中任一项所述的喷墨记录方法,
所述喷墨记录方法满足下述中的至少一项:
在所述赋予工序之前,包括加热所述基材的预加热工序;以及
在所述赋予工序中,进行所述基材的加热及所述油墨的赋予。
<6>根据所述<1>~<5>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
在所述照射工序中,所述活性能量线的照射能量为300mJ/cm2以上,
照射所述活性能量线后的油墨中的液体成分的含量相对于照射所述活性能量线前的油墨中的液体成分的含量为10质量%以上。
<7>根据所述<1>~<6>中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
进一步包括将照射所述活性能量线后的所述油墨加热干燥的干燥工序。
<8>根据所述<7>所述的喷墨记录方法,其中,
在所述干燥工序中,加热干燥后的所述油墨中的液体成分的含量相对于加热干燥前的所述油墨中的液体成分的含量为2.0质量%~50质量%。
发明效果
根据本公开的一方式,提供能够记录画质及耐磨损性优异的图像的喷墨记录方法。
附图说明
图1是表示用于评价实施例中的图像画质的文字图像的图。
具体实施方式
在本公开中,用“~”表示的数值范围是指包括“~”前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。
在本公开中,作为组合物中的各成分的量,在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下,除非另有说明,否则是指组合物中存在的该多种物质的合计量。
在本公开中分段记载的数值范围中,在某数值范围中所记载的上限值或下限值可以替换为其他分段记载的数值范围的上限值或下限值,另外,也可以替换为实施例中所示的值。
在本公开中,术语“工序”不仅为独立的工序,而且即使为不能与其他工序明确区分的情况,如果达到了该工序所预期的目的,则也包含在本术语中。
在本公开中,化学式中的“*”表示键合位置。
在本公开中,“图像”的概念中不仅包括图案图像(例如,文字、记号、或图形),也包括实地图像。
在本公开中,“光”为包含γ射线、β射线、电子束、紫外线、可见光线等活性能量射线的概念。
在本公开中,有时将照射活性能量线称作“曝光”。
在本公开中,有时将紫外线称作“UV(Ultra Violet)光”。
在本公开中,有时将由LED(Light Emitting Diode)光源产生的光称作“LED光”。
在本公开中,“(甲基)丙烯酸”为包括丙烯酸及甲基丙烯酸两者的概念,“(甲基)丙烯酸酯”为包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯两者的概念,“(甲基)丙烯酰基”为包括丙烯酰基及甲基丙烯酰基两者的概念。
〔喷墨记录方法〕
本公开中的喷墨记录方法(以下,也简称为“记录方法”)包括:
准备油墨的工序,所述油墨含有水和包含聚合物P及聚合性单体M的粒子(以下,也称为“特定粒子”),聚合性单体M包含25℃下的粘度为500mPa·s以下的单体(M-1),单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%;
赋予工序,通过喷墨法将油墨赋予在基材上;以及
照射工序,对基材上所赋予的油墨照射活性能量线,
自油墨着落在基材上的时刻至活性能量线照射开始的时间为1.00秒以下。
如前所述,本发明人等通过研究发现,在使含有水和包含聚合物及聚合性单体的粒子的喷墨油墨着落于基材上、并通过照射活性能量线使着落后的喷墨油墨固化而获得图像的喷墨记录方法中,在缩短了自油墨着落至曝光开始的时间的情况下(具体而言,在设为1.00秒以下的情况下),图像的画质并未提高,另外,图像的耐磨损性有时还会降低。
该现象的原因可认为如下。
可认为,为了确保图像的画质及耐磨损性,重要的是,在曝光开始时刻,聚合性单体一定程度上从粒子中渗出,在曝光时,从粒子中渗出的聚合性单体聚合,由此进行粒子间的固化(即,粒子彼此的连结)。可认为,通过进行粒子间的固化,获得优异的膜(图像)的强度,图像的耐磨损性提高。另外,可认为,通过进行粒子间的固化,能够使基材上的油墨增粘,由此能够提高图像的画质。
但是,可认为,在自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下的情况下,在曝光开始时刻的油墨中,有时聚合性单体从粒子中的渗出不充分。其结果,主要进行粒子内的固化,粒子间的固化(即,粒子彼此的连结)不充分,其结果,可认为有时图像的画质及耐磨损性降低。
关于上述问题,根据本公开的记录方法,尽管自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下,也可获得画质及耐磨损性优异的图像。
起到该效果的原因可认为如下。
本公开的记录方法中所使用的油墨含有包含聚合物P及聚合性单体M的特定粒子。聚合性单体M包含25℃下的粘度为500mPa·s以下的单体(M-1)。单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%。
可认为,在油墨中,由于在粒子中一定程度上含有较多(即,25质量%以上)低粘度(即,500mPa·s以下)的单体(M-1),因而油墨着落后,单体(M-1)会有效地从粒子中渗出,由此,粒子间的固化(即,粒子彼此的连结)充分进行。其结果,可认为,尽管自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下,也可获得画质及耐磨损性优异的图像。
此外,单体(M-1)的含量为80质量%以下有助于油墨从喷墨头喷吐的喷吐性,源于喷吐性的效果,进而,也有助于画质及耐磨损性。
在本公开中,特定粒子的固体成分总量是指从特定粒子中除去溶剂(即,水及有机溶剂)后的总量。在特定粒子不含溶剂的情况下,特定粒子的固体成分总量与特定粒子的总量一致。
如前所述,在本公开的记录方法中,自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下。
在本公开的记录方法中,不仅是单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%以上,而且自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下本身也有助于图像的画质提高。可认为其原因是由于通过使滴落于基材的油墨一定程度上快速(即,在1.00秒以内)曝光,能够抑制着落在基材上的油墨移动。
以下,对本公开的记录方法可包括的各工序进行说明。
<准备油墨的工序>
本工序是准备本公开的记录方法中使用的油墨的工序。
油墨含有水和包含聚合物P及聚合性单体M的粒子(即,特定粒子),聚合性单体M包含25℃下的粘度为500mPa·s以下的单体(M-1),单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%。
本工序既可以是制造上述油墨的工序,也可以是仅仅准备预先制造好的上述油墨的工序。
对于本公开的记录方法中所使用的油墨的优选方式,后文叙述。
<赋予工序>
赋予工序是通过喷墨法将上述油墨赋予在基材上的工序。
(基材)
作为本公开的记录方法中所使用的基材,没有特别限制,可以是非渗透性基材,也可以是渗透性基材,但优选为非渗透性基材。
在此,非渗透性基材是指在ASTM试验法的ASTM D570中吸水率(单位:质量%,测定时间:24小时)低于10的基材。
非渗透性基材的上述吸水率优选为5以下。
作为非渗透性基材,可举出例如:
层压有塑料(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等)的纸、
金属板(例如,铝、锌、铜等金属板)、
塑料薄膜(例如,聚氯乙烯(PVC:Polyvinyl Chloride)树脂、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、硝酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯(PET:Polyethylene Terephthalate)、聚乙烯(PE:Polyethylene)、聚苯乙烯(PS:Polystyrene)、聚丙烯(PP:Polypropylene)、聚碳酸酯(PC:Polycarbonate)、聚乙烯醇缩醛、丙烯酸树脂等的膜)、
层压或蒸镀有上述金属的纸、
层压或蒸镀有上述金属的塑料膜、
皮革等。
作为皮革,可举出:天然皮革(也称为“真皮”)、合成皮革(例如,PVC(聚氯乙烯)皮革、PU(聚氨酯)皮革)等。关于皮革,例如可参照日本特开2009-058750号公报的段落0163~段落0165。
例如,在对作为非渗透性基材的皮革(例如,车辆用的座垫、包、鞋、钱包等)或塑料膜形成膜的情况下,对所形成的膜要求优异的耐摩损性及密合性。
另外,在对皮革及塑料膜以外的基材形成膜时,有时也对所形成的膜要求优异的耐摩损性及密合性。
根据本公开的膜形成方法,能够满足这样的要求。
从提高表面能的观点出发,基材也可以进行表面处理。
作为表面处理,可举出:电晕处理、等离子体处理、火焰(Frame)处理、热处理、磨损处理、光照射处理(UV处理)、火焰处理等,但并不限定于这些处理。
(油墨的赋予条件等)
通过喷墨法的油墨赋予,能够通过从公知的喷墨记录装置的喷墨头中喷吐油墨来进行。
作为喷墨头,优选压电型的喷墨头。
作为喷墨头的分辨率,优选为300dpi以上,更优选为600dpi以上,进一步优选为800dpi以上。
在此,dpi(dot per inch)表示每2.54cm(1inch)的点数。
从喷墨头喷吐的油墨的打滴量(每1点的打滴量)优选为1pL(皮升)~100pL,更优选为3pL~80pL,进一步优选为3pL~50pL。
(基材的温度等)
在赋予工序中,油墨着落侧的基材的表面的温度优选为20℃~80℃,更优选为25℃~75℃,进一步优选为30℃~70℃,进一步优选为40℃~70℃。
在油墨着落侧的基材的表面的温度为20℃~80℃的情况下,图像的画质及耐磨损性更为提高。可认为其原因是由于更容易得到单体(M-1)从特定粒子渗出的效果。
(基材的加热)
本公开的记录方法优选满足下述至少一项:赋予工序前,包括加热基材的预加热工序;以及在赋予工序中进行基材的加热及油墨的赋予。
由此,图像的画质及耐磨损性更为提高。可认为其原因是由于更容易得到单体(M-1)从特定粒子渗出的效果。
另外,在本公开的记录方法满足上述至少一项的情况下,容易将基材的表面的温度调节为上述优选的温度。
在预加热工序中加热及赋予工序中加热的各道加热中,作为用于加热基材的加热装置,不受特别限定,可举出例如:加热鼓、热风、红外线灯、红外线LED、红外线加热器、热烤箱、加热板、红外线激光、红外线干燥器等。
<照射工序>
照射工序是对基材上所赋予的油墨照射活性能量线的工序(换言之,将基材上所赋予的油墨曝光的工序)。
通过本工序中的活性能量线的照射(即,曝光),油墨中的聚合性单体M聚合,油墨固化,获得图像。更详细而言,如前所述,油墨着落后,单体(M-1)从特定粒子中有效地渗出,由此,特定粒子间的固化(即,特定粒子彼此的连结)充分地进行,其结果,获得画质及耐磨损性优异的图像。
作为活性能量线,可举出紫外线(UV光)、可见光线、电子束等,其中,优选UV光。
对基材上所赋予的油墨的活性能量线的照射可以在基材及基材上所赋予的油墨被加热的状态下进行。
活性能量线的照射条件及基本的照射方法可应用日本特开昭60-132767号公报及日本特开2014-132081号公报的段落0023中公开的照射条件及照射方法。
在本公开的记录方法中,如前所述,自油墨着落的时刻至活性能量线照射开始的时间短(即,1.00秒以下)。
该方式的油墨赋予及活性能量线的照射优选使用具备包括活性能量线的照射喷墨头和在该喷墨头附近所配置的活性能量线源的单元的喷墨记录装置来进行。
根据该单元,在从上述单元的喷墨头喷吐油墨而使油墨着落在基材上之后,能够在着落后1.00秒以下这样的快速定时,从上述单元的活性能量线源照射活性能量线。
作为活性能量线照射用的光源,可举出汞灯、金属卤化物灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯、紫外线荧光灯、气体激光、固体激光、LED(发光二极管)、LD(激光二极管)等。
其中,作为活性能量线照射用的光源,优选为作为照射紫外线用光源的金属卤化物灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯或紫外LED(以下,也称为UV-LED)。
紫外线的峰值波长例如优选为200nm~405nm,更优选为220nm~400nm,进一步优选为340nm~400nm。
作为来自LED光源的光(LED光)的峰值波长,优选为200nm~600nm,更优选为300nm~450nm,进一步优选为320nm~420nm,进一步优选为340nm~405nm,进一步优选为355nm、365nm、385nm、395nm或405nm。
作为UV-LED,可举出例如日亚化学株式会社制的、主发射光谱具有365nm与420nm的波长的UV-LED。
另外,还可举出美国专利第6,084,250号说明书中记载的、可发射在300nm与370nm之间设置中心的活性射线的UV-LED。
另外,通过将若干UV-LED组合,能够照射不同波长范围的紫外线。
活性能量线的照射能量(即,曝光量)优选为20mJ/cm2以上,更优选为100mJ/cm2以上,进一步优选为300mJ/cm2以上,特别优选为500mJ/cm2以上,最优选为900mJ/cm2以上。
曝光量的上限没有特别限制,上限可以是5J/cm2,也可以是1,500mJ/cm2。
LED在基材上的最高照度优选10mW/cm2~8,000mW/cm2,更优选20mW/cm2~5,000mW/cm2,进一步优选30mW/cm2~3000mW/cm2,进一步优选50mW/cm2~1000mW/cm2。
活性能量线的照射时间优选为0.01秒~120秒,更优选为0.1秒~90秒。
(自油墨着落至曝光开始的时间)
在本公开的记录方法中,自油墨着落至曝光开始的时间(即,自油墨着落在基材上的时刻至活性能量线照射开始的时间)为1.00秒以下。
如前所述,自油墨着落至曝光开始的时间为1.00秒以下有助于图像的画质提高。
自油墨着落至曝光开始的时间的下限没有特别限制,作为下限,可举出例如0.01秒、0.05秒、0.10秒等。
(曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量)
在本公开的记录方法中,活性能量线的照射开始的时刻(在本公开中,也称为“曝光开始时刻”)的油墨中的特定粒子的固体成分总量相对于油墨的总量优选为3质量%以上且低于20质量%。
曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量低于20质量%是指,在基材上所赋予的油墨处于不充分的干燥状态(详细而言,包含水及/或水溶性有机溶剂即液体成分超过80质量%的状态)的定时,对该不充分的干燥状态的油墨照射活性能量线。根据该方式的活性能量线照射,能够更有效地实现单体(M-1)的渗出及特定粒子间的固化,因此图像的画质及耐磨损性更为提高。
曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量优选为4质量%~19质量%,进一步优选为5质量%~15质量%。
曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量可通过调节例如
从喷墨头喷吐前的油墨中的特定粒子的固体成分总量、
自油墨着落至曝光开始的时间、
基材的表面的温度等进行调节。
曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量可如下求得。
即,将喷吐前的油墨中的特定粒子的固体成分总量(质量%)视为着落在基材上的时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量(质量%),
基于着落在基材上的时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量(质量%)、
使用接触角仪所求出的油墨的干燥速度(vol%/s)、以及
自油墨着落至曝光开始的时间,求出曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量。
油墨的干燥速度(vol%/s)使用接触角仪来测定。
例如,油墨的液滴的体积为10pL(液滴半径13.4μm)的情况下的油墨的干燥速度(vol%/s)如下述(1)~(4)求得。作为装置,使用FTA公司制FTA-1000型接触角仪及温水循环式温控台。
(1)将温控台加热至规定的温度,对于油墨液滴0.5μL(液滴半径492μm)及1μL(液滴半径620μm)的各液滴,测定液滴体积的时间变化直至20秒。液滴体积的时间变化基于接触角的时间变化来求得。
根据所得的直线关系(时间vs液滴体积)的斜率,计算各液滴量中的干燥速度(vol%/s)。
(2)基于所得到的干燥速度(vol%/s)及液滴半径(492μm or 620μm),通过下述式(A),求得DGAS(Cv-Ca)及L。
J=DGAS(Cv-Ca)(1/R+1/L)…式(A)
〔式(A)中,J表示干燥速度(vol%/s),DGAS表示气相的扩散系数,Cv表示液滴表面的蒸气浓度,Ca表示气氛的蒸气浓度,R表示液滴半径,L表示蒸气扩散层的厚度〕
(出处:“喷墨打印机的应用与材料2”,CMC出版2007)
(3)将在上述(2)中求得的DGAS(Cv-Ca)及L代入式(A),使用所得到的数学式,求出油墨液滴10pL(液滴半径13.4μm)的J(干燥速度)。
(4)使用在上述(3)中求得的J(干燥速度),计算自油墨着落至曝光开始的时间(即,1.00秒以下的值)内的液体成分(即,水及水溶性有机溶剂)的蒸发量。基于所得到的蒸发量和着落在基材上的时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量(即,喷吐前的油墨中的特定粒子的固体成分总量),求出曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量。
在油墨的液滴的体积为10pL以外的值的情况下,也能够与为10pL的情况同样计算,求出曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量。
从作为能够记录画质及耐磨损性更为优异的图像的喷墨记录方法的观点出发,在照射工序中,活性能量线的照射条件是活性能量线的照射能量为300mJ/cm2以上,照射活性能量线后的油墨中的液体成分的含量相对于照射活性能量线前的油墨中的液体成分的含量优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上且70质量%以下,进一步优选为25质量%以上且60质量%以下。
以下,在照射工序中,也将照射活性能量线后的油墨中的液体成分的含量相对于照射活性能量线前的油墨中的液体成分的含量称作“照射工序中的液体成分残留量”。
分别求出照射活性能量线前的油墨中的液体成分的含量及照射活性能量线后的油墨中的液体成分的含量,基于所得到的值,求得照射工序中的液体成分残留量。
照射活性能量线前的油墨中的液体成分的含量如下求得。
将在实际喷墨记录方法中进行上述准备油墨的工序至上述赋予工序而得到的样品作为照射活性能量线前的油墨中的液体成分的含量的测定样品(以下,称为照射前样品。)。其中设定,油墨在赋予工序中赋予,使其形成4cm×4cm的正方形的实地图像,不进行活性能量线的照射,即使在实际的喷墨记录方法中赋予油墨时进行加热的情况下,在制作测定样品时的油墨赋予时也不进行基材加热。
而后,除使用照射前样品代替后述的图像记录物1以外,照射活性能量线前的油墨中的液体成分的含量通过与后述的加热干燥前的油墨(即图像)中的液体成分的含量相同的方法求得。
具体而言,通过与后述加热干燥前的油墨(即图像)中的液体成分的含量相同的方法,利用气相色谱(GC)定量照射前样品的油墨中的水溶性有机溶剂的含有质量,并利用卡尔-费歇尔滴定法定量照射前样品的油墨中的水的含有质量。
将上述所得到的水溶性有机溶剂的含有质量及水的含有质量合计,将所得到的值作为照射活性能量线前的油墨中的液体成分的含量。
另外,照射活性能量线后的油墨中的液体成分的含量如下求得。
将在实际喷墨记录方法中进行从上述油墨准备工序至上述照射工序的工序而得到的样品作为照射活性能量线后的油墨中的液体成分的含量的测定样品(以下,称作照射后样品。)。其中设定,与照射前样品的制备同样,在赋予工序中形成的图像设为4cm×4cm的正方形的实地图像,除照射工序以外不照射活性能量线,即使在实际喷墨记录方法中赋予油墨时进行加热的情况下,在制作测定样品中的赋予油墨时也不进行基材加热。
而后,除使用照射后样品代替后述的图像记录物1以外,照射活性能量线后的油墨中的液体成分的含量通过与后述的加热干燥前的油墨(即图像)中的液体成分的含量相同的方法求得。
具体而言,通过与后述的加热干燥前的油墨(即图像)中的液体成分的含量相同的方法,利用气相色谱(GC)定量照射后样品的油墨中的水溶性有机溶剂的含有质量,利用卡尔-费歇尔滴定法定量照射后样品的油墨中的水的含有质量。
将上述所得到的水溶性有机溶剂的含有质量及水的含有质量合计,将所得到的值作为照射活性能量线后的油墨中的液体成分的含量。
在后述的实施例中,将基材变更为OPP(拉伸聚丙烯)基材制作照射前样品及照射后样品,使用制作的照射前样品及照射后样品以及作为空白的OPP基材测定照射工序中的液体成分残留量。
<干燥工序>
本公开的记录方法优选进一步包括将照射活性能量线后的油墨(即,图像)加热干燥的干燥工序。
由此,图像的耐磨损性更为提高,更为抑制图像的粘连。
作为用于加热油墨的加热装置,不受特别限定,可举出例如:加热鼓、热风、红外线灯、红外线LED、红外线加热器、热烤箱、加热板、红外线激光、红外线干燥器等。
加热干燥的加热温度优选40℃以上,更优选40℃~200℃,进一步优选40℃~100℃,进一步优选40℃~80℃,进一步优选45℃~70℃。
加热温度是指基材上的油墨的温度,可用采用了红外线热成像装置H2640(日本Avionics株式会社制)的温度测量仪进行测定。
加热时间可考虑到加热温度、油墨的组成、印刷速度等适当设定。加热时间优选5秒钟以上,更优选5秒钟~20分钟,更优选10秒钟~10分钟,进一步优选20秒钟~5分钟。
(加热干燥后的油墨中的液体成分的含量)
在干燥工序中,加热干燥后的油墨中的液体成分的含量相对于加热干燥前的油墨中的液体成分的含量(以下,也称为“干燥工序中的液体成分残留量”)优选为50质量%以下,更优选为2.0质量%~50质量%,进一步优选为2.0质量%~40质量%。
在干燥工序中的液体成分残留量为50质量%以下的情况下,图像的画质及耐磨损性更为提高。
在干燥工序中的液体成分残留量为2.0质量%以上的情况下,图像对基材的密合性更为提高。
干燥工序中的液体成分残留量可通过调节干燥工序中的加热条件(例如,加热温度及加热时间)进行调节。
在此,液体成分是指水及水溶性有机溶剂。
加热干燥前的油墨中的液体成分的含量是指加热干燥前的油墨中的液体成分的含有质量(即,水及水溶性有机溶剂的合计含有质量),
加热干燥后的油墨中的液体成分的含量是指加热干燥后的油墨中的液体成分的含有质量(即,水及水溶性有机溶剂的合计含有质量)。
加热干燥前的油墨及加热干燥后的油墨均为照射活性能量线后的油墨,因此均相当于本公开中的“图像”。因而,在本公开中,加热干燥前的油墨及加热干燥后的油墨也可以分别换言称作加热干燥前的图像及加热干燥后的图像。
分别按如下求出加热干燥前的油墨中的液体成分的含量及加热干燥后的油墨中的液体成分的含量,基于得到的值求出干燥工序中的液体成分残留量(即,加热干燥后的油墨中的液体成分的含量相对于加热干燥前的油墨中的液体成分的含量(质量%))。
加热干燥前的油墨(即图像)中的液体成分的含量(即含有质量)使用曝光结束后且加热干燥前的带图像基材(以下,设为“图像记录物1”)按如下进行测定。
首先,用甲醇/四氢呋喃(THF)=1/1(体积比)的混合溶液在25℃、24小时的条件下提取图像记录物1中的图像中的水溶性有机溶剂。使用所得到的提取液,利用气相色谱(GC),定量所提取的水溶性有机溶剂的含有质量。
接着,利用卡尔-费歇尔滴定法定量图像记录物1中的图像中的水的含有质量。
将上述得到的水溶性有机溶剂的含有质量及水的含有质量合计,将所得到的值作为加热干燥前的油墨(即图像)中的液体成分的含有质量。
下面示出使用图像记录物1的水溶性有机溶剂的含量的测定方法的一例。该一例是水溶性有机溶剂为丙二醇(PG)时的一例。
从图像记录物1中采集三张15mm×8mm的矩形试验片。
准备甲醇/四氢呋喃(THF)=1/1(体积比)的混合溶液,作为溶剂A。
对各个试验片实施在1mL溶液A中浸渍24小时的提取操作。将通过提取操作得到的提取液进行注入器过滤后,稀释为10倍。使用所得到的稀释液,利用气相色谱(GC),按照以下的GC条件定量水溶性有机溶剂的含有质量。
-GC条件-
GC装置:Agilent 7890A(Agilent·Technology公司制)
柱=DB-WAX(60m)(Agilent·Technology公司制)
注入量=1μL
气化室温度=240℃
梯度=120℃(5分钟)→240℃/15分钟(升温速率=8℃/min)→冷却至120℃(降温速率=30℃/min)
下面示出使用图像记录物1的水含量的测定方法的一例。
从图像记录物1中采集三张24mm×30mm的矩形试验片。
对各试验片,使用三菱Chemical Analytic公司制的微量水分测定装置CA-200及加热排除单元(VA-230),用卡尔-费歇尔滴定法测定各试验片的含水量(质量标准)。在此,作为阳极液使用AQUAMICRON AKX,作为阴极液使用AQUAMICRON CxU。作为空白的质量,测定与各试验片的基材同体积的基材的质量。
加热干燥后的油墨(即图像)中的液体成分的含量也通过与加热干燥前的油墨(即图像)中的液体成分的含量相同的方法求得。
基于加热干燥后的油墨(即图像)中的液体成分的含量和加热干燥前的油墨(即图像)中的液体成分的含量,求出干燥工序中的液体成分残留量(即,加热干燥后的油墨中的液体成分的含量相对于加热干燥前的油墨中的液体成分的含量(质量%))。
在后述的实施例中,将基材变更为OPP(拉伸聚丙烯)基材制作图像记录物,使用制作的图像记录物及作为空白的OPP基材,测定干燥工序中的液体成分残留量。
以下,对本公开的记录方法中使用的油墨的优选方式进行说明。
〔油墨〕
本公开的记录方法中的油墨(以下,也称为本公开中的油墨)含有水和包含聚合物P及聚合性单体M的粒子(以下,也称为“特定粒子”),聚合性单体M包含25℃下的粘度为500mPa·s以下的单体(M-1),单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%。
以下,对上述油墨中可含有的各成分进行说明。
<特定粒子>
油墨含有至少一种特定粒子(即,包含聚合物P及聚合性单体M的粒子)。
在本公开的油墨中,特定粒子中包含聚合物P及聚合性单体M有助于从喷墨头中喷吐油墨的喷吐性(以下,也简称为“油墨的喷吐性”)。
本公开中的油墨的优选方式为如下方式:在基材上赋予前的油墨中,聚合性单体M滞留在特定粒子中,并且,在基材上赋予后的油墨中,聚合性单体M从特定粒子中渗出。
(聚合性单体M)
特定粒子包含至少一种聚合性单体M。
在基材上赋予后的油墨固化时,聚合性单体M有助于使特定粒子彼此连结,提高图像的耐磨损性及画质。
特定粒子所含的聚合性单体M可以仅为一种,也可以为两种以上。
作为特定粒子所含的聚合性单体M,可以使用国际公开第2016/052053号的段落0097~0105中记载的化合物。
作为聚合性单体M的分子量,优选为100~4000,进一步优选为100~2000,进一步优选为100~1000,进一步优选为100~900,进一步优选为100~800,特别优选为150~750。
作为特定粒子可包含的聚合性单体M,更优选自由基聚合性单体。
自由基聚合性单体在分子结构中具有自由基聚合性基团。
自由基聚合性单体的自由基聚合性基团的优选形式与前述的聚合物P可包含的自由基聚合性基团的优选形式相同。
作为自由基聚合性单体的例子,可举出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、苯乙烯化合物、乙烯基萘化合物、N-乙烯基杂环化合物、不饱和聚酯、不饱和聚醚、不饱和聚酰胺、及不饱和氨基甲酸酯。
自由基聚合性单体优选具有烯键式不饱和基团的化合物。
在特定粒子包含自由基聚合性单体的情况下,特定粒子可以仅包含一种自由基聚合性单体,也可以包含两种以上。
作为丙烯酸酯化合物,可举出:2-羟基乙基丙烯酸酯、丁氧基乙基丙烯酸酯、卡必醇丙烯酸酯、环己基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、十三烷基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PEA)、双(4-丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、齐聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、丙烯酸二环戊基酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸异硬脂酯、2-乙基己基二甘醇丙烯酸酯、2-羟基丁基丙烯酸酯、2-丙烯酰基氧基乙基氢化邻苯二甲酸、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基丙二醇丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、乙烯醚丙烯酸酯、2-丙烯酰基氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰基氧基邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基-2-羟基乙基邻苯二甲酸、内酯改性丙烯酸酯、丙烯酰吗啉、丙烯酰胺、取代丙烯酰胺(例如,N-羟甲基丙烯酰胺、及双丙酮丙烯酰胺)等单官能的丙烯酸酯化合物;
聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、聚丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(NDDA)、1,10-癸二醇二丙烯酸酯(DDDA)、3-甲基戊二醇二丙烯酸酯(3MPDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、双酚A环氧乙烷(EO)加成物二丙烯酸酯、双酚A环氧丙烷(PO)加成物二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、羟基新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、烷氧基化二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯、聚丁二醇二丙烯酸酯、烷氧基化环己酮二甲醇二丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、二噁烷二醇二丙烯酸酯、环己酮二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、新戊二醇环氧丙烷加成物二丙烯酸酯等二官能的丙烯酸酯化合物;
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化异氰尿酸三丙烯酸酯、ε-己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六丙烯酸酯、己内酰胺改性二季戊四醇六丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等三官能以上的丙烯酸酯化合物等。
作为甲基丙烯酸酯化合物,可举出:甲基丙烯酸甲酯、正丁基甲基丙烯酸酯、烯丙基甲基丙烯酸酯、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、苄基甲基丙烯酸酯、二甲基氨基甲基甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、羟基乙基甲基丙烯酸酯、苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、环己基甲基丙烯酸酯等单官能的甲基丙烯酸酯化合物;
聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、四乙二醇二甲基丙烯酸酯等二官能的甲基丙烯酸酯化合物等。
作为苯乙烯化合物,可举出:苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对甲基-β-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基-β-甲基苯乙烯等。
作为乙烯基萘化合物,可举出:1-乙烯基萘、甲基-1-乙烯基萘、β-甲基-1-乙烯基萘、4-甲基-1-乙烯基萘、4-甲氧基-1-乙烯基萘等。
作为N-乙烯基杂环化合物,可举出:N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基乙基乙酰胺、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基吩噻嗪、N-乙烯基乙酰苯胺、N-乙烯基乙基乙酰胺、N-乙烯基琥珀酸酰亚胺、N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基咪唑等。
作为其他的自由基聚合性的单体,可举出:烯丙基缩水甘油醚、二烯丙基邻苯二甲酸酯、三烯丙基偏苯三酸酯、N-乙烯基甲酰胺等N-乙烯基酰胺。
在这些自由基聚合性单体中,作为二官能以下的自由基聚合性单体,优选选自下述单体中的至少一种:1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(NDDA)、1,10-癸二醇二丙烯酸酯(DDDA)、3-甲基戊二醇二丙烯酸酯(3MPDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、环己酮二甲醇二丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、及聚丙二醇二丙烯酸酯。
另外,作为三官能以上的自由基聚合性单体,优选选自下述单体中的至少一种:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六丙烯酸酯、己内酰胺改性二季戊四醇六丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、及丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
特定粒子可以包含二官能以下的自由基聚合性单体和三官能以上的自由基聚合性单体的组合。在该情况下,二官能以下的自由基聚合性单体主要更为提高膜与基材的密合性,三官能以上的自由基聚合性单体主要更为提高膜的硬度。
作为二官能以下的自由基聚合性单体与三官能以上的自由基聚合性单体的组合,可举出:二官能的丙烯酸酯化合物与三官能的丙烯酸酯化合物的组合、二官能的丙烯酸酯化合物与五官能的丙烯酸酯化合物的组合、单官能的丙烯酸酯化合物与四官能的丙烯酸酯化合物的组合等。
从更为提高膜与基材的密合性的观点出发,特定粒子中可包含的自由基聚合性单体中的至少一种优选为具有环状结构的自由基聚合性单体(以下,也称为“环状自由基聚合性单体”)。
作为环状自由基聚合性单体,可举出:环己基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、丙烯酸二环戊基酯、乙氧基化异氰尿酸三丙烯酸酯、ε-己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯等。
另外,也可举出以下说明的二官能以上的环状自由基聚合性单体。
从进一步提高膜与基材的密合性的观点出发,特定粒子中可包含的自由基聚合性单体中的至少一种优选为一分子中包含一个以上的环状结构和两个以上的(甲基)丙烯酰基的聚合性单体(以下,也称为“二官能以上的环状自由基聚合性单体”)。
作为二官能以上的环状自由基聚合性单体,可举出:
三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、
双酚A环氧乙烷(EO)加成物二(甲基)丙烯酸酯、
双酚A环氧丙烷(PO)加成物二(甲基)丙烯酸酯、
乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、
烷氧基化二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、
烷氧基化环己酮二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、
环己酮二甲醇二(甲基)丙烯酸酯等。
在特定粒子包含自由基聚合性单体的情况下,该自由基聚合性单体整体中二官能以上的环状自由基聚合性单体所占的比例优选为10质量%~100质量%,更优选为30质量%~100质量%,特别优选为40质量%~100质量%。
除上述例举的自由基聚合性单体以外,也可使用山下晋三编著的《交联剂手册》(1981年大成社);加藤清视编著的《UV·EB固化手册(原料篇)》(1985年,高分子刊行会);Radtech研究会编著的《UV·EB固化技术的应用与市场》79页(1989年,CMC);泷山荣一郎著的《聚酯树脂手册》(1988年,日刊工业新闻社)等中所记载的市售品、以及业界公知的自由基聚合性及交联性的单体。
聚合性单体M(即,特定粒子中的全部聚合性单体)的含量相对于特定粒子的固体成分总量,只要满足单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%的条件,便没有特别限制。
聚合性单体M的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%~90质量%,更优选为25质量%~80质量%,进一步优选为25质量%~75质量%,进一步优选为25质量%~70质量%。
聚合性单体M的含量相对于油墨的总量优选为0.3质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~15质量%,进一步优选为1质量%~10质量%。
聚合性单体M包含25℃下的粘度(以下,也简称为“粘度”)为500mPa·s以下的单体(M-1)。
单体(M-1)为具有上述粘度的较低粘度的聚合性单体,为易从特定粒子中渗出的聚合性单体。
单体(M-1)的粘度是使用粘度计测定的值。
作为粘度计,可使用例如VISCOMETER TV-22(东机产业(株))。
作为单体(M-1),只要是25℃下的粘度为500mPa·s以下的聚合性单体即可。
单体(M-1)的上述粘度的下限没有特别限制,下限例如为10mPa·s。
作为单体(M-1),可从上述例示的自由基聚合性单体中适当选择500mPa·s以下的单体进行使用。
作为单体(M-1),可举出例如:
季戊四醇四丙烯酸酯、
三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、
甘油丙氧基三丙烯酸酯、
1,12-十二烷二醇二甲基丙烯酸酯、
二环戊烯基氧基乙基甲基丙烯酸酯、
2-苯氧基乙基丙烯酸酯、
丙烯酸二环戊基酯、
1,6-己二醇二丙烯酸酯、
1,9-壬二醇二丙烯酸酯、
1,10-癸二醇二丙烯酸酯等。
单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%。
由于该单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%以上,因此图像的画质及耐磨损性提高。
详细而言,由于单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%以上,因而在基材上赋予后的油墨中,在曝光前,聚合性单体M(特别是单体(M-1))容易从特定粒子中渗出。由于曝光包含渗出的聚合性单体M(特别是单体(M-1))的油墨,因此进行特定粒子间的固化(特定粒子彼此的连结)。其结果,膜整体的强度变高,图像的耐磨损性提高,并且,促进了油墨的增粘,图像的画质提高。
另一方面,由于单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为80质量%以下,因此可确保特定粒子中的聚合物P的含量,其结果,油墨的喷吐性提高。
从更为提高油墨的喷吐性的观点出发,单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量优选为75质量%以下,更优选为70质量%以下。
聚合性单体M只要满足“单体(M-1)的含量相对于特定粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%”的条件,就也可以包含单体(M-1)以外的聚合性单体(以下,也称为“单体(M-2)”)。
从更为提高图像的画质及耐磨损性的观点出发,特定粒子所含的聚合性单体M的总量中单体(M-1)所占的比例优选为50质量%~100质量%,更优选为60质量%~100质量%,进一步优选为80质量%~100质量%。
在聚合性单体M包含单体(M-1)的情况下,单体(M-1)的含量相对于油墨的总量优选为0.3质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~15质量%,进一步优选为1质量%~10质量%。
单体(M-1)优选包含25℃下的粘度为150mPa·s以下的单体(M1A)。
在单体(M-1)中,单体(M1A)是容易从特定粒子中渗出的聚合性单体。
因而,在单体(M-1)包含单体(M1A)的情况下,图像的画质及耐磨损性更为提高。
单体(M1A)只要是25℃下的粘度为150mPa·s以下的聚合性单体即可。
单体(M1A)的上述粘度的下限没有特别限制,下限例如为10mPa·s。
作为单体(M1A),可从上述例示的自由基聚合性单体中适当选择150mPa·s以下的单体进行使用。
作为单体(M1A),可举出例如:
三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、
甘油丙氧基三丙烯酸酯、
1,12-十二烷二醇二甲基丙烯酸酯、
二环戊烯基氧基乙基甲基丙烯酸酯、
2-苯氧基乙基丙烯酸酯、
丙烯酸二环戊基酯、
1,6-己二醇二丙烯酸酯、
1,9-壬二醇二丙烯酸酯、
1,10-癸二醇二丙烯酸酯等。
单体(M-1)还可以包含单体(M1A)以外的聚合性单体(以下,也称为“单体(M2A)”)。
从更为提高图像的画质及耐磨损性的观点出发,单体(M-1)的总量中单体(M1A)所占的比例优选为50质量%~100质量%,更优选为60质量%~100质量%,进一步优选为80质量%~100质量%。
从更为提高图像的画质及耐磨损性的观点出发,特定粒子所含的聚合性单体M的总量中单体(M1A)所占的比例优选为50质量%~100质量%,更优选为60质量%~100质量%,进一步优选为80质量%~100质量%。
在聚合性单体M包含单体(M1A)的情况下,单体(M1A)的含量相对于油墨的总量优选为0.3质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~15质量%,进一步优选为1质量%~10质量%。
作为选作聚合性单体M的自由基聚合性单体,还可举出日本特开平7-159983号公报、日本特公平7-31399号公报、日本特开平8-224982号公报、日本特开平10-863号公报、日本特开平9-134011号公报、日本特表2004-514014号公报等各公报中记载的自由基聚合性单体。
作为自由基聚合性单体的市售品的例子,可举出:AH-600(二官能)、AT-600(二官能)、UA-306H(六官能)、UA-306T(六官能)、UA-306I(六官能)、UA-510H(10官能)、UF-8001G(二官能)、DAUA-167(二官能)、Light Acrylate NPA(二官能)、Light Acrylate 3EG-A(二官能)(以上为共荣社化学(株)制造)、SR339A(PEA、单官能)、SR506(IBOA、单官能)、CD262(二官能)、SR238(HDDA、二官能)、SR341(3MPDDA、二官能)、SR508(二官能)、SR306H(二官能)、CD560(二官能)、SR833S(二官能)、SR444(三官能)、SR454(三官能)、SR492(三官能)、SR499(三官能)、CD501(三官能)、SR502(三官能)、SR9020(三官能)、CD9021(三官能)、SR9035(三官能)、SR494(四官能)、SR399E(五官能)(以上为沙多玛公司制造)、A-NOD-N(NDDA、二官能)、A-DOD-N(DDDA、二官能)、A-200(二官能)、APG-400(二官能)、A-BPE-10(二官能)、A-BPE-20(二官能)、A-9300(三官能)、A-9300-1CL(三官能)、A-TMPT(三官能)、A-TMM-3L(三官能)、A-TMMT(四官能)、AD-TMP(四官能)(以上为新中村化学工业(株)制造)、UV-7510B(三官能)(日本合成化学(株))、KAYARAD DPCA-30(六官能)、KAYARAD DPEA-12(六官能)(以上为日本化药(株)制造)等。
此外,作为自由基聚合性单体,可优选使用NPGPODA(新戊二醇环氧丙烷加成物二丙烯酸酯)、SR531、SR285、SR256(以上为沙多玛公司制造)、A-DHP(二季戊四醇六丙烯酸酯,新中村化学工业(株))、Aronix(注册商标)M-156(东亚合成(株))、V-CAP(BASF公司)、Viscoat#192(大阪有机化学工业(株))等市售品。
(聚合物P)
特定粒子包含至少一种聚合物P。
聚合物P在从喷墨头喷吐前的油墨中起到将聚合性单体M预留在特定粒子内的作用,由此,有助于提高油墨的喷吐性。
聚合物P既可以是链状聚合物,也可以是交联聚合物。
在本公开中,链状聚合物是指不具有交联结构的聚合物,交联聚合物是指具有交联结构的聚合物。
链状聚合物既可以具有环状结构,也可以具有支链结构。
关于包含作为链状聚合物的聚合物P的特定粒子,例如可参照日本专利第6584677号公报。
作为聚合物P为交联聚合物时的特定粒子的优选方式,可举出包括由作为交联聚合物的聚合物P构成的壳和包含聚合性单体的核的微胶囊。
关于包含作为交联聚合物的聚合物P的特定粒子,例如可参照日本专利第6510681号公报。
-重均分子量(Mw)-
从更为提高油墨的喷吐性的观点出发,聚合物P的重均分子量(Mw)优选为3000~200000,更优选为4000~150000,进一步优选为5000~100000,进一步优选为8000~80000,进一步优选为10000~50000。
在聚合物P的Mw为3000以上的情况下,图像的耐磨损性更为提高。
在聚合物P的Mw为200000以下的情况下,油墨的喷吐性更为提高。
在本公开中,数均分子量(Mn)及重均分子量(Mw)是指利用凝胶渗透色谱(GPC)通过聚苯乙烯换算所计算出的值。
作为使用柱,例如使用TSKgel(注册商标)SuperHZM-H、TSKgel(注册商标)SuperHZ4000、及TSKgel(注册商标)SuperHZ200(以上为东曹公司制)。
-玻璃化转变温度(Tg)-
聚合物P的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限制。
从提高聚合物P的运动性、更为提高图像的画质(详细而言,抑制图像的粗糙)的观点出发,聚合物P的Tg优选为120℃以下,更优选为100℃以下,进一步优选为80℃以下,进一步优选为70℃以下。
另一方面,聚合物P的Tg优选为0℃以上,更优选为10℃以上,进一步优选为20℃以上,进一步优选为30℃以上。
在本公开中,聚合物的玻璃化转变温度(Tg)是指使用示差扫描热量测定(DSC)测定出的值。
玻璃化转变温度的具体测定按照JIS K 7121(1987年)或JIS K 6240(2011年)中记载的方法进行。
本公开中的玻璃化转变温度为外推玻璃化转变开始温度(以下,有时称为Tig)。
对玻璃化转变温度的测定方法更具体地进行说明。
在求取玻璃化转变温度的情况下,以比所预测的树脂的玻璃化转变温度低约50℃的温度保持至装置稳定之后,以加热速度:20℃/分钟,加热至比玻璃化转变结束时的温度高约30℃的温度,制作示差热分析(DTA)曲线或DSC曲线。
外推玻璃化转变开始温度(Tig)、即本公开中的玻璃化转变温度作为将DTA曲线或DSC曲线中的低温侧的基线延长至高温侧的直线与在玻璃化转变的阶梯状变化部分的曲线的梯度最大点处画出的切线的交点的温度而求得。
在油墨包含两种以上聚合物P的情况下,聚合物P的玻璃化转变温度(Tg)是指各个聚合物P的玻璃化转变温度的加权平均值。
作为聚合物P,可举出氨基甲酸酯聚合物、氨基甲酸酯脲聚合物、脲聚合物、丙烯酸聚合物、聚酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺等。
在此,氨基甲酸酯聚合物是指包含氨基甲酸酯键且不包含脲键的聚合物,脲聚合物是指包含脲键且不包含氨基甲酸酯键的聚合物,氨基甲酸酯脲聚合物是指包含氨基甲酸酯键和脲键的聚合物。
另外,丙烯酸聚合物是指包含选自由丙烯酸、丙烯酸的衍生物(例如,丙烯酸酯等)、甲基丙烯酸、及甲基丙烯酸的衍生物(例如,甲基丙烯酸酯等)组成的组中的至少一种的原料单体的聚合物(均聚物或共聚物)。
-键U-
聚合物P优选包含作为氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种的键U。换言之,聚合物P优选为氨基甲酸酯聚合物、氨基甲酸酯脲聚合物、或脲聚合物。
在聚合物P包含键U的情况下,在着落于基材的油墨中,由于键U彼此的相互作用(例如氢键),特定粒子彼此容易产生相互作用。因此,从特定粒子中渗出的聚合性单体M(具体为单体(M-1))的聚合所引起的特定粒子彼此的连结更容易进行。由此,特定粒子间的固化更容易进行,因此图像的耐磨损性更为提高。
键U优选包含氨基甲酸酯键。
换言之,聚合物P优选包含氨基甲酸酯键且不包含脲键,或者包含氨基甲酸酯键及脲键。
-亲水性基团-
聚合物P优选包含至少一种亲水性基团。
由此,有助于油墨中的特定粒子的分散稳定性,其结果,油墨的保存稳定性更为提高。
从更为提高油墨的保存稳定性的观点出发,作为亲水性基团,优选阴离子性基团或非离子性基团,更优选阴离子性基团。
例如,在比较相同分子量的阴离子性基团和非离子性基团的情况下,阴离子性基团一方的油墨的保存稳定性提高的效果优异。即,阴离子性基团(特别优选为选自由羧基及羧基的盐组成的组中的至少一种)即使在其分子量小的情况下,也能够充分发挥油墨的保存稳定性提高的效果。
作为非离子性基团,可举出具有聚醚结构的基团,优选包含聚亚烷基氧基的一价基团。
阴离子性基团既可以经中和,也可以未经中和。
作为未经中和的阴离子性基团,可举出羧基、磺基、硫酸基、膦酸基、磷酸基等。
经中和的阴离子性基团是指“盐”的形态(例如,羧基的盐(例如-COONa))的阴离子性基团。作为经中和的阴离子性基团,可举出羧基的盐、磺基的盐、硫酸基的盐、膦酸基的盐、磷酸基的盐等。
中和可使用例如碱金属氢氧化物(例如,氢氧化钠、氢氧化钾等)、有机胺(例如,三乙胺等)来进行。
作为聚合物P中的亲水性基团,从进一步提高油墨的保存稳定性的观点出发,优选阴离子性基团,更优选选自由羧基、羧基的盐、磺基、磺基的盐、硫酸基、硫酸基的盐、膦酸基、膦酸基的盐、磷酸基、及磷酸基的盐组成的组中的至少一种,进一步优选选自由羧基、羧基的盐、磺基及磺基的盐组成的组中的至少一种。
作为上述的羧基的盐、磺基的盐、硫酸基的盐、膦酸基的盐、及磷酸基的盐中的“盐”,优选碱金属盐或有机胺盐,更优选碱金属盐。
作为碱金属盐中的碱金属,优选K或Na。
另外,在聚合物P包含阴离子性基团(例如,选自由羧基及羧基的盐组成的组中的至少一种)作为亲水性基团的情况下,当将1g聚合物P中所含的阴离子性基团(例如,羧基及羧基的盐)的总毫摩尔数作为聚合物P的酸值时,从分散稳定性的观点出发,聚合物P的酸值优选为0.10mmol/g~2.00mmol/g,更优选为0.30mmol/g~1.50mmol/g。
另外,在聚合物P具有阴离子性基团作为亲水性基团的情况下,聚合物P中的阴离子性基团的中和度优选50%~100%,更优选70%~90%。
在此,中和度是指聚合物P中的“经中和的阴离子性基团的数量”相对于“未经中和的阴离子性基团(例如羧基)的数量和经中和的阴离子性基团(例如羧基的盐)的数量的合计”之比(即,比〔经中和的阴离子性基团的数量/(未经中和的阴离子性基团的数量+经中和的阴离子性基团的数量)〕)。
聚合物P中的阴离子性基团的中和度可通过中和滴定进行测定。
-聚合性基团-
特定粒子不仅包含聚合物P,也包含前述的聚合性单体M(即,包含聚合性基团的化合物)。聚合性单体M有助于膜的耐磨损性提高。因而,聚合物P未必需要包含有聚合性基团。
但是,从更为提高膜的耐磨损性的观点出发,聚合物P可以包含聚合性基团。
作为聚合物P中可包含的聚合性基团,优选光聚合性基团或热聚合性基团。
作为光聚合性基团,优选自由基聚合性基团,更优选包含烯键式双键的基团,进一步优选(甲基)丙烯酰基、烯丙基、苯乙烯基、或乙烯基。作为自由基聚合性基团,从自由基聚合反应性及所形成的膜的硬度的观点出发,特别优选(甲基)丙烯酰基。
作为热聚合性基团,优选环氧基、氧杂环丁烷基、氮丙啶基、氮杂环丁烷基、酮基、醛基、或嵌段异氰酸酯基。
聚合物P既可以仅含有一种聚合性基团,也可以含有两种以上。
聚合物P包含聚合性基团例如可通过傅里叶变换红外光谱测定(FT-IR)分析来确认。
在将1g聚合物P中的烯键式双键的毫摩尔数设为聚合物P的C=C价的情况下,从更为提高图像的硬度的观点出发,聚合物P的C=C价优选为0.05mmol以上,更优选为0.10mmol/g以上,进一步优选为0.30mmol/g以上,特别优选为0.50mmol/g以上。
从更为提高图像的耐水性及耐醇性的观点出发,聚合物P的C=C价优选为0.05mmol以上,更优选为0.10mmol/g以上,进一步优选为0.30mmol/g以上,进一步优选为0.50mmol/g以上,进一步优选为0.60mmol/g以上,特别优选为0.70mmol/g以上。
另一方面,从油墨的经时固化性提高(即,抑制经时引起的油墨的固化性降低)的观点来看,聚合物P的C=C价优选4.00mmol/g以下,更优选3.00mmol/g以下,进一步优选2.00mmol/g以下,特别优选1.50mmol/g以下。
聚合物P可以包含上述结构(即,键U、亲水性基团及聚合性基团)以外的其他结构。
作为其他结构,可举出聚硅氧烷键(即,二价的聚硅氧烷基)、一价聚硅氧烷基、一价氟化烃基、二价氟化烃基等。
-聚合物P的优选结构-
聚合物P优选包含来自异氰酸酯化合物(以下,也称为“NCO”)的结构单元和来自包含活性氢基的化合物的结构单元。
上述优选方式的聚合物P包含通过异氰酸酯化合物的异氰酸酯基和包含活性氢基的化合物的活性氢基的反应形成的键U。
作为活性氢基,优选为羟基、伯氨基或仲氨基。
例如,通过异氰酸酯基和羟基的反应形成氨基甲酸酯基。
另外,通过异氰酸酯基和伯氨基或仲氨基的反应形成脲基。
以下,有时将成为具有上述优选结构的聚合物P的原料的异氰酸酯化合物及包含活性氢基的化合物称为原料化合物。
作为原料化合物的异氰酸酯化合物可以仅为一种,也可以为两种以上。
作为原料化合物的包含活性氢基的化合物可以仅为一种,也可以为两种以上。
作为原料化合物的异氰酸酯化合物之中的至少一种,优选二官能以上的异氰酸酯化合物。
作为原料化合物的包含活性氢基的化合物的至少一种,优选包含两个以上活性氢基的化合物。
原料化合物之中,异氰酸酯化合物及包含活性氢基的化合物中的至少一者优选包含亲水性基团。由此,易于制造包含亲水性基团的聚合物P。在这种情况下,最终所得的聚合物P中的亲水性基团中的至少一部分基团也可以是原料化合物中的亲水性基团经中和后的基团。
更优选的方式为如下方式:原料化合物之中,包含活性氢基的化合物中的至少一种为包含活性氢基及亲水性基团的化合物。
在聚合物P包含聚合性基团的情况下,原料化合物之中,异氰酸酯化合物及包含活性氢基的化合物中的至少一者优选包含聚合性基团。由此,易于制造包含聚合性基团的聚合物P。
更优选的方式为如下方式:原料化合物之中,包含活性氢基的化合物中的至少一种为包含活性氢基及聚合性基团的化合物。
如前所述,聚合物P可以是链状聚合物,也可以是交联聚合物。
作为聚合物P的链状聚合物可通过使二官能的异氰酸酯化合物和包含两个活性氢基的化合物进行反应来制造。
作为聚合物P的交联聚合物可通过使三官能以上的异氰酸酯化合物和包含两个以上的活性氢基的化合物进行反应来制造。
作为聚合物P的交联聚合物也可通过使二官能的异氰酸酯化合物和包含三个以上的活性氢基的化合物进行反应来制造。
以下,对优选的原料化合物进行说明。
-异氰酸酯化合物-
作为异氰酸酯化合物,优选为二官能以上的异氰酸酯化合物,更优选为二官能~六官能的异氰酸酯化合物。
使用二官能的异氰酸酯化合物作为原料化合物时的聚合物P包含作为来自二官能的异氰酸酯化合物的结构单元的下述结构单元(P1)。
[化学式1]
结构单元(P1)中,L1表示碳原子数1~20的二价的有机基团,*表示键合位置。
作为L1的具体例,可举出从以下的具体例所涉及的二官能的异氰酸酯化合物中除去两个异氰酸酯基(NCO基)后的残基。
二官能的异氰酸酯化合物的具体例如下所述。但是,二官能的异氰酸酯化合物不限定于以下的具体例。
[化学式2]
另外,作为二官能的异氰酸酯化合物,也可使用由上述具体例所衍生的二官能的异氰酸酯化合物。可举出例如:DURANATE(注册商标)D101、D201、A101(旭化成株式会社制)等。
另外,三官能以上的异氰酸酯化合物优选为选自由二官能的异氰酸酯化合物组成的组中的至少一种与选自由包含三个以上的活性氢基的化合物(例如,三官能以上的多元醇化合物、三官能以上的多胺化合物、及三官能以上的聚硫醇化合物)组成的组中的至少一种的反应生成物。
与包含三个以上的活性氢基的化合物发生反应的二官能的异氰酸酯化合物的摩尔数(分子数)相对于包含三个以上的活性氢基的化合物中的活性氢基的摩尔数(活性氢基的当量数)优选0.6倍以上,更优选0.6倍~5倍,进一步优选0.6倍~3倍,进一步优选0.8倍~2倍。
作为用于形成三官能以上的异氰酸酯化合物的二官能的异氰酸酯化合物,可举出上述具体例所涉及的二官能的异氰酸酯化合物。
作为用于形成三官能以上的异氰酸酯化合物的、包含三个以上的活性氢基的化合物,可举出国际公开第2016/052053号的段落0057~0058所记载的化合物。
作为三官能以上的异氰酸酯化合物,可举出:加成型的三官能以上的异氰酸酯化合物、异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物、缩二脲型的三官能以上的异氰酸酯化合物等。
作为加成型的三官能以上的异氰酸酯化合物的市售品,可举出:TAKENATE(注册商标)D-102、D-103、D-103H、D-103M2、P49-75S、D-110N、D-120N、D-140N、D-160N(以上为三井化学(株)制造)、Desmodur(注册商标)L75、UL57SP(住化拜耳聚氨酯(株))、CORONATE(注册商标)HL、L(东曹(株))、P301-75E(旭化成(株))等。
作为异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物的市售品,可举出:TAKENATE(注册商标)D-127N、D-170N、D-170HN、D-172N、D-177N(以上为三井化学(株)制造)、SUMIDURN3300、Desmodur(注册商标)N3600、N3900、Z4470BA(以上为住化拜耳聚氨酯(株)制造)、CORONATE(注册商标)HX、HK(以上为东曹(株)制造)、DURANATE(注册商标)TPA-100、TKA-100、TSA-100、TSS-100、TLA-100、TSE-100(以上为旭化成(株)制造)等。
作为缩二脲型的三官能以上的异氰酸酯化合物的市售品,可举出:TAKENATE(注册商标)D-165N、NP1100(以上为三井化学(株)制造)、Desmodur(注册商标)N3200(住化拜耳聚氨酯(株))、DURANATE(注册商标)24A-100(旭化成(株))等。
作为原料化合物的异氰酸酯化合物之中的至少一种也可以是包含亲水性基团的异氰酸酯化合物。关于包含亲水性基团的异氰酸酯化合物,可参照国际公开第2016/052053号的段落0112~0118及段落0252~0254。
作为原料化合物的异氰酸酯化合物之中的至少一种也可以是包含聚合性基团的异氰酸酯化合物。关于包含聚合性基团的异氰酸酯化合物,可参照国际公开第2016/052053号的段落0084~0089、0203及0205。
-包含活性氢基的化合物-
作为包含活性氢基的化合物,优选为包含两个以上的活性氢基的化合物。
作为包含两个以上的活性氢基的化合物,更优选为多元醇化合物(即,具有两个以上羟基的化合物)或多胺化合物(即,具有两个以上氨基的化合物)。
使用包含活性氢基及亲水性基团的化合物作为原料化合物时的聚合物P优选包含至少一种下述结构单元(P0)。
[化学式3]
结构单元(P0)中,
L0表示二价的有机基团,
Y1及Y2分别独立地表示氧原子、硫原子、或-NR1-基,
R1表示氢原子或碳原子数1~10的烃基,
*表示键合位置。
结构单元(P0)中,L0所表示的二价的有机基团既可以是由碳原子及氢原子构成的基团,也可以是包含碳原子及氢原子、且包含杂原子(例如,氧原子、氮原子、硫原子等)的基团。
L0所表示的二价的有机基团可以包含亲水性基团及聚合性基团之中的至少一个。
作为L0的具体例,可举出从后述的包含活性氢基的化合物的具体例中除去两个活性氢基后的残基。
作为R1,优选氢原子或碳原子数1~6的烃基,更优选氢原子或碳原子数1~3的烃基。
Y1及Y2优选分别独立地为氧原子或-NR1-基,更优选为氧原子。
以下,示出作为包含活性氢基的化合物的二醇化合物的具体例,但包含活性氢基的化合物不限定于以下的具体例。
[化学式4]
化合物(12)~(15)中,nC7H15、nC9H19、nC11H23、及nC17H35分别表示正庚基、正壬基、正十一烷基、正十七烷基。
化合物(16)PPG为聚丙二醇,n为重复数。
化合物(16-2)PEG为聚乙二醇,n为重复数。
化合物(17)PEs为聚酯二醇,n为重复数,Ra及两个Rb分别独立地为碳原子数2~25的二价的烃基。化合物(17)PEs中的n个Ra可以相同也可以不同。化合物(17)PEs中的(n+1)个Rb可以相同也可以不同。
化合物(18)PC为聚碳酸酯二醇,n为重复数,(n+1)个Rc分别独立地为碳原子数2~12(优选为3~8、更优选为3~6)的亚烷基。化合物(18)PC中的(n+1)个Rc可以相同也可以不同。
化合物(19)PCL为聚己内酯二醇,n及m分别为重复数,Rd为碳原子数2~25的亚烷基。
-包含活性氢基及聚合性基团的化合物-
作为包含活性氢基的化合物,也可举出包含活性氢基及聚合性基团的化合物。
包含活性氢基及聚合性基团的化合物适于作为用于将聚合性基团导入聚合物P的化合物(以下,也称为“聚合性基团导入用化合物”)。
以下,示出作为包含活性氢基及聚合性基团的化合物的二醇化合物的具体例,但包含活性氢基及聚合性基团的化合物不限定于以下的具体例。
[化学式5]
关于包含活性氢基及聚合性基团的化合物,可以适当参照国际公开第2016/052053号的段落0075~0089的记载。
-包含活性氢基及亲水性基团的化合物-
作为包含活性氢基的化合物,也可举出包含活性氢基及亲水性基团的化合物。
包含活性氢基及亲水性基团的化合物适于作为用于将亲水性基团导入聚合物P的化合物(以下,也称为“亲水性基团导入用化合物”)。
使用包含活性氢基及亲水性基团的化合物作为原料化合物时的聚合物P优选包含下述结构单元(P2)。
[化学式6]
结构单元(P2)中,
L21表示碳原子数1~20的三价的有机基团,
L22表示单键或碳原子数1~20的二价的有机基团,
A1表示羧基、羧基的盐、磺基或磺基的盐,
*表示键合位置。
L21所表示的碳原子数1~20的三价的有机基团中的碳原子数优选2~20,更优选3~20,进一步优选4~20。
作为L21所表示的三价的有机基团,优选将三价的烃基、或三价的烃基中的至少一个碳原子用杂原子(优选为氧原子、硫原子、或氮原子)取代后而成的基团。
L22所表示的碳原子数1~20的二价的有机基团中的碳原子数优选1~10,更优选1~6。
作为L22所表示的二价的有机基团,优选将二价的烃基(优选为亚烷基)、或二价的烃基(优选为亚烷基)中的至少一个碳原子用氧原子或硫原子(优选为氧原子)取代后而成的基团。
L22也可以为单键。
以下,示出包含活性氢基及亲水性基团的化合物的具体例,但包含活性氢基及亲水性基团的化合物不限定于以下的具体例。以下的具体例中的羧基及磺基也可以分别经中和(即,也可以为羧基的盐及磺基的盐)。
[化学式7]
关于包含活性氢基及亲水性基团的化合物,可适当参照国际公开第2016/052053号的段落0112~0118及段落0252~0254的记载。
聚合物P的含量相对于特定粒子的固体成分总量优选为10质量%~90质量%,更优选为20质量%~80质量%,进一步优选为30质量%~70质量%,进一步优选为40质量%~60质量%。
聚合物P的含量相对于油墨的总量优选为0.3质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~15质量%,进一步优选为1质量%~10质量%。
(自由基聚合引发剂)
特定粒子可以包含自由基聚合引发剂中的至少一种。
在本公开中,自由基聚合引发剂是指吸收光而生成自由基的化合物。
在特定粒子包含自由基聚合性单体作为聚合性单体的情况下,优选特定粒子包含自由基聚合引发剂中的至少一种。
由此,所形成的膜的耐磨损性及密合性更加提高。
可认为其原因是由于自由基聚合性单体中的自由基聚合性基团与自由基聚合引发剂的距离变近,膜的固化敏感性(以下,也简称为“敏感性”。)提高。
另外,在特定粒子包含自由基聚合引发剂的情况下,可使用以往因虽为高敏感度但在水中的分散性低或溶解性低而难以使用的自由基聚合引发剂(例如,在水中的溶解度在25℃下为1.0质量%以下的自由基聚合引发剂)。由此,所使用的自由基聚合引发剂的选择范围扩大,进而所使用的光源的选择范围也扩大。因此,固化敏感度能够较以往提高。
作为上述的因虽为高敏感度但在水中的分散性低或溶解性低而难以使用的自由基聚合引发剂,具体而言,可举出后述的羰基化合物及酰基氧化膦化合物,优选酰基氧化膦化合物。
如此一来,在本公开的水分散物及油墨中,通过使特定粒子包含在水中的溶解性低的物质,能够使水系的组合物即本公开的水分散物及油墨中含有该物质。
另外,与现有的光固化性组合物相比,特定粒子包含自由基聚合引发剂的形式的水分散物及油墨的保存稳定性也优异。可认为其原因是由于自由基聚合引发剂包含在特定粒子中,因而自由基聚合引发剂的凝聚或沉淀受到抑制。
作为自由基聚合引发剂,例如,可适当参照国际公开第2016/052053号的段落0091~0094的记载。
作为自由基聚合引发剂,更优选(a)芳香族酮等羰基化合物或(b)酰基氧化膦化合物,具体而言,可举出:双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)819)、2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基-1-丁酮(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)369)、2-甲基-1-(4-甲基硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)907)、1-羟基-环己基-苯基-酮(例如,BASF公司制造的IRGACURE(注册商标)184)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦(例如,DAROCUR(注册商标)TPO、LUCIRIN(注册商标)TPO(均由BASF公司制造))等。
其中,从提高敏感性的观点及对于LED光的适应性的观点等出发,作为自由基聚合引发剂,优选(b)酰基氧化膦化合物,更优选单酰基氧化膦化合物(特别优选2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦)、或双酰基氧化膦化合物(特别优选双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)。
作为LED光的波长,优选355nm、365nm、385nm、395nm、或405nm。
包含自由基聚合引发剂的形式的特定粒子例如能够通过使包含聚合物P(或用于制造聚合物P的原料化合物)、自由基聚合性单体及光聚合引发剂的油相成分与水相成分混合而成的混合物乳化来制造。
自由基聚合引发剂的含量相对于特定粒子的固体成分总量优选为0.1质量%~15质量%,更优选为0.5质量%~10质量%,进一步优选为1质量%~6质量%。
(增敏剂)
特定粒子可以包含增敏剂中的至少一种。
在特定粒子包含光聚合引发剂中的至少一种的情况下,特定粒子优选包含增敏剂中的至少一种。
若特定粒子含有增敏剂,则能够更为促进由活性能量线照射引起的光聚合引发剂的分解。
增敏剂为吸收特定的活性能量线而成为电子激发状态的物质。成为电子激发状态后的增敏剂与光聚合引发剂接触而发生电子移动、能量移动、放热等作用。由此,促进光聚合引发剂的化学变化,即分解、自由基、酸或碱的生成等。
作为增敏剂,可举出例如:二苯甲酮、硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、蒽醌、3-酰基香豆素衍生物、联三苯、苯乙烯基酮、3-(芳酰基亚甲基)噻唑啉、樟脑醌、曙红、若丹明、赤藓红等。
另外,作为增敏剂,也可适当使用日本特开2010-24276号公报中记载的通式(i)所表示的化合物、日本特开平6-107718号公报中记载的通式(I)所表示的化合物等。
上述之中,作为增敏剂,从对LED光的适应性及与光聚合引发剂的反应性的观点出发,优选选自硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、及二苯甲酮中的至少一种,更优选选自硫杂蒽酮及异丙基硫杂蒽酮中的至少一种,进一步优选异丙基硫杂蒽酮。
在特定粒子包含增敏剂的情况下,既可以单独包含一种增敏剂,也可以包含两种以上。
在特定粒子包含增敏剂的情况下,增敏剂的含量相对于特定粒子的固体成分量优选为0.1质量%~20质量%,更优选为0.2质量%~15质量%,进一步优选为0.3质量%~10质量%。
包含光聚合引发剂及增敏剂的特定粒子例如能够通过使包含聚合物P(或用于制造聚合物P的原料化合物)、自由基聚合性单体、光聚合引发剂及增敏剂的油相成分与水相成分混合而成的混合物乳化来制造。
(其他成分)
特定粒子可以包含上述成分以外的其他成分。
作为其他成分,可举出例如包含选自由聚硅氧烷键(即,二价的聚硅氧烷基)、一价的聚硅氧烷基、一价的氟化烃基及二价的氟化烃基组成的组中的至少一种的化合物。
(特定粒子的水分散物的制造方法)
本公开中的油墨可通过制造含有上述特定粒子和水的特定粒子的水分散物、并根据需要向所得到的水分散物中添加其他成分来制造。
另外,本公开中的油墨是特定粒子的水分散物的一种形式,因此根据油墨的组成,也能够作为特定粒子的水分散物直接(即,不添加其他成分)制造油墨。
制造特定粒子的水分散物的方法没有特别限制。
作为制造特定粒子的水分散物的方法,可举出以下的制法A及制法B。
-制法A-
制法A具有通过将包含有机溶剂、聚合物P及聚合性单体的油相成分与包含水的水相成分混合并使其乳化来获得特定粒子的水分散物的工序。
制法A适于作为包含作为链状聚合物的形式的聚合物P的特定粒子的水分散物的制造方法。
关于制法A,可参照日本专利第6584677号公报等公知文献。
-制法B-
制法B具有通过将包含有机溶剂、聚合物P的原料化合物(例如,三官能以上的异氰酸酯化合物、具有两个以上的活性氢基的化合物等)及聚合性单体的油相成分与包含水的水相成分混合并使其乳化来获得特定粒子的水分散物的工序。
制法B适于作为包含作为交联聚合物的形式的聚合物P的特定粒子(例如,微胶囊)的水分散物的制造方法。
关于制法B,可参照国际公开第2016/052053号等公知文献。
(油墨中的特定粒子的固体成分总量)
油墨中的特定粒子的固体成分总量相对于油墨的总量优选为2质量%~30质量%,更优选为3质量%~25质量%,进一步优选为4质量%~20质量%,进一步优选为5质量%~15质量%。
在特定粒子的固体成分总量相对于本公开中的油墨的总量为2质量%以上的情况下,图像的画质及耐磨损性更为提高。
在特定粒子的固体成分总量相对于本公开中的油墨的总量为30质量%以下的情况下,图像的画质及耐磨损性更为提高。
此处所述的油墨中的特定粒子的固体成分总量是指喷吐前(即,从喷墨头喷吐)的油墨中的特定粒子的固体成分总量。
(特定粒子的体积平均分散粒径)
油墨中的特定粒子的体积平均分散粒径没有特别限制,从分散稳定性的观点出发,优选为0.01μm~10μm,更优选为0.01μm~5μm,进一步优选为0.05μm~1μm,进一步优选为0.05μm~0.5μm,进一步优选为0.05μm~0.3μm。
在本公开中,“体积平均分散粒径”是指利用光散射法测得的值。利用光散射法的特定粒子的体积平均分散粒径的测定例如使用LA-960((株)堀场制作所)来进行。
<水>
本公开中的油墨含有水。
水的含量相对于本公开中的油墨的总量优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上,特别优选为50质量%以上。
水的含量相对于本公开中的油墨的总量的上限根据其他成分的含量适当确定,例如为99质量%,优选为95质量%,更优选为90质量%。
<水溶性有机溶剂>
本公开中的油墨含有至少一种水溶性有机溶剂。
由此,可确保从喷墨头喷吐油墨的喷吐性。
在本公开中,“水溶性有机溶剂”中的“水溶性”是指相对于25℃的100g水溶解1g以上的性质。
水溶性有机溶剂相对于25℃的100g水的溶解量优选为5g以上,更优选为10g以上。
水溶性有机溶剂的含量相对于油墨的总量优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~30质量%,进一步优选为8质量%~15质量%,进一步优选为10质量%~20质量%。
在水溶性有机溶剂的含量为1质量%以上的情况下,油墨的喷吐性更为提高。
在水溶性有机溶剂的含量为50质量%以下的情况下,油墨的保存稳定性更为提高。
水溶性有机溶剂的具体例如下所述。
·醇类(例如,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、环己醇、苄醇等)
·多价醇类(例如,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、甘油、己三醇、硫基二甘醇、2-甲基丙烷二醇等)
·多价醇醚类(例如,乙二醇单甲醚、乙二醇单***、乙二醇单丁醚、二乙二醇单***、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单***、三乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、丙二醇单苯醚等)
·胺类(例如,乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、吗啉、N-乙基吗啉、乙二胺、二乙二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺、五甲基二乙烯三胺、四甲基丙烯二胺等)
·酰胺类(例如,甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等)
·杂环类(例如,2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮、2-噁唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、γ-丁内酯等)
·亚砜类(例如,二甲基亚砜等)
·砜类(例如,环丁砜等)
·其他(尿素、乙腈、丙酮等)
(沸点为190℃以下的水溶性有机溶剂(S-1))
本公开的油墨中的水溶性有机溶剂优选含有至少一种沸点为190℃以下的水溶性有机溶剂(S-1)(以下,也简称为“水溶性有机溶剂(S-1)”)。
由此,所记录的图像的耐粘连性更为提高。
在本公开中,耐粘连性优异是指抑制了图像的粘连(即,在图像上叠放被接触物的情况下,被接触物粘贴在图像上的现象)的性质。
在本公开中,沸点是指1个气压(101325Pa)下的沸点。
作为水溶性有机溶剂(S-1),可举出例如:丙二醇(沸点188℃)、丙二醇单甲醚(沸点121℃)、乙二醇单甲醚(沸点124℃)、丙二醇单***(沸点133℃)、乙二醇单***(沸点135℃)、丙二醇单丙醚(沸点149℃)、乙二醇单丙醚(沸点151℃)、丙二醇单丁醚(沸点170℃)、乙二醇单丁醚(沸点171℃)、2-乙基-1-己醇(沸点187℃)、二丙二醇单甲醚(沸点188℃)、二乙二醇二甲醚(沸点162℃)、二乙二醇二***(沸点188℃)、二丙二醇二甲醚(沸点175℃)等。
从油墨的干燥性的观点出发,水溶性有机溶剂(S-1)在本公开的油墨中的水溶性有机溶剂中所占的比例优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上。
沸点为190℃以下的水溶性有机溶剂(S-1)在本公开的油墨中的水溶性有机溶剂中所占的比例可以为100质量%,也可以低于100质量%。
在油墨含有水溶性有机溶剂(S-1)的情况下,水溶性有机溶剂(S-1)的含量相对于油墨的总量优选为1质量%~35质量%,更优选为5质量%~30质量%,进一步优选为8质量%~15质量%,进一步优选为10质量%~20质量%。
(沸点超过190℃的有机溶剂)
本公开的油墨中的水溶性有机溶剂可以含有至少一种沸点超过190℃的水溶性有机溶剂。
作为沸点超过190℃的水溶性有机溶剂,可举出例如:2-甲基-1,3-丙烷二醇(MPdiol)(沸点214℃)、乙二醇(沸点196℃)、1,2-丁二醇(沸点193℃)、甘油(沸点290℃)、1,2-己二醇(沸点223℃)、1,3-丙烷二醇(沸点213℃)、二乙二醇(沸点245℃)、二乙二醇单丁醚(沸点230℃)、三乙二醇(沸点285℃)、二丙二醇(沸点232℃)、三丙二醇(沸点267℃)、三羟甲基丙烷(沸点295℃)、2-吡咯烷酮(沸点245℃)、三丙二醇单甲醚(沸点243℃)、三乙二醇单甲醚(沸点248℃)等。
<色料>
本公开中的油墨可以为含有至少一种色料的油墨(所谓的“着色油墨”),也可以为不含有色料的油墨(所谓的“透明油墨”)。
在油墨含有色料的情况下,色料优选含于特定粒子的外部(即,特定粒子不包含色料)。
作为色料,没有特别限制,可从颜料、水溶性染料、分散染料等公知的色料中任意选择使用。其中,从耐候性优异、色彩再现性丰富的方面出发,更优选包含颜料。
作为颜料,没有特别限制,可根据目的适当选择,例如,可举出公知的有机颜料及无机颜料等。另外,作为颜料,也可举出用染料染色的树脂粒子、市售的颜料分散体、经表面处理的颜料(例如,将颜料作为分散介质分散在水、液状化合物、不溶性树脂等中而得的物质、及用树脂、颜料衍生物等对颜料表面进行处理后的物质等)。
作为有机颜料及无机颜料,可举出例如:黄色颜料、红色颜料、品红色颜料、蓝色颜料、青色颜料、绿色颜料、橙色颜料、紫色颜料、褐色颜料、黑色颜料、白色颜料等。
在使用颜料作为色料的情况下,可以根据需要使用颜料分散剂。
另外,在使用颜料作为色料的情况下,作为颜料,可以使用颜料粒子表面具有亲水性基团的自分散颜料。
关于色料及颜料分散剂,可适当参照日本特开2014-040529号公报的段落0180~0200、国际公开第2016/052053号的段落0122~0129。
在本公开中的油墨含有色料的情况下,相对于油墨总量,色料的含量优选为0.1质量%~20质量%,更优选为0.5质量%~10质量%,特别优选为0.5质量%~5质量%。
<其他成分>
本公开中的油墨可以根据需要含有上述说明的成分以外的其他成分。
其他成分可以包含在特定粒子中,也可以不包含在特定粒子中。
作为既可以包含在特定粒子中也可以不包含在特定粒子中的成分,本公开中的油墨可以含有表面活性剂、阻聚剂、紫外线吸收剂等。
另外,本公开中的油墨可以根据需要在特定粒子的外部含有水溶性聚合性单体、水溶性光聚合引发剂、水溶性树脂等。
关于这些成分,例如,可参照国际公开第2016/052053号的段落0134~0157。
<油墨的优选制造方法>
制造本公开中的油墨的方法没有特别限制,但优选为包括下述工序的方式:
通过上述水分散物的制造方法(制法A或制法B)制造特定粒子的水分散物的工序;以及
向特定粒子的水分散物中添加颜料、水溶性有机溶剂等其他成分并混合的工序。
另外,作为制造本公开中的油墨的方法的另一方式,还可举出通过利用上述水分散物的制造方法(制法A或制法B)制造特定粒子的水分散物的工序直接制造油墨作为特定粒子的水分散物的方式(即,不向特定粒子的水分散物中添加其他成分的方法)。
<油墨的优选物性>
本公开中的油墨在将油墨设为25℃~50℃的情况下,粘度优选为3mPa·s~15mPa·s,更优选为3mPa·s~13mPa·s。特别是本公开中的油墨在将油墨设为25℃的情况下的粘度优选为50mPa·s以下。若油墨的粘度为上述范围,则能够实现更高的喷吐稳定性。
此外,油墨的粘度为使用粘度计测定的值。
作为粘度计,例如,可使用VISCOMETER TV-22(东机产业(株))。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明具体进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
以下,只要没有特别说明,“份”表示质量份。
〔聚合物P的准备〕
准备作为特定粒子所含的聚合物P的聚合物P1~P4。
详细内容示于以下。
<聚合物P1的准备>
在三颈烧瓶中加入:
作为亲水性基团导入用化合物的2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)(10.79g)、作为异氰酸酯化合物的HMDI(61.84g)、
作为二醇化合物的化合物(24)(16.57g)及化合物(38)(29.14g)、
作为阻聚剂的2-叔丁基-1,4-苯醌(0.003g)、及
作为有机溶剂的乙酸乙酯(74.89g),并加热至70℃。
向其中添加0.178g的NEOSTANN U-600(日东化成(株)制,无机铋催化剂;以下,也称为“U-600”),在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加乙酸乙酯(114.39g)及异丙醇(82.84g),并在70℃下搅拌3小时。搅拌3小时后,降温至50℃,加入二异丙基乙胺(9.36g),搅拌1小时。将反应液自然冷却至室温,用乙酸乙酯进行浓度调节,由此得到聚合物P1的30质量%溶液(溶剂为乙酸乙酯/异丙醇的混合溶液)。
聚合物P1的Mw为12,000,酸值为0.68mmol/g。
<聚合物P2的准备>
在三颈烧瓶中加入:
作为亲水性基团导入用化合物的2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)(10.94g)、作为异氰酸酯化合物的IPDI(58.22g)、
作为二醇化合物的化合物(24)(21.04g)及化合物(38)(29.65g)、
作为阻聚剂的2-叔丁基-1,4-苯醌(0.003g)、及
作为有机溶剂的甲乙酮(77.91g),并加热至70℃。
向其中添加0.180g的U-600,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加甲乙酮(117.86g)及异丙醇(83.90g),在70℃下搅拌3小时。搅拌3小时后,降温至50℃,加入二异丙基乙胺(10.02g),搅拌1小时。将反应液自然冷却至室温,用甲乙酮进行浓度调节,由此得到聚合物P2的30质量%溶液(溶剂为甲乙酮/异丙醇的混合溶液)。
聚合物P2的Mw为12,000,酸值为0.68mmol/g。
<聚合物P3的准备>
在三颈烧瓶中加入:
作为亲水性基团导入用化合物的2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)(10.72g)、作为异氰酸酯化合物的IPDI(37.26g)、
作为二醇化合物的化合物(18)(旭化成(株)制,DURANOL T5652)(40.39g)及化合物(38)(29.03g)、
作为阻聚剂的2-叔丁基-1,4-苯醌(0.003g)、及
作为有机溶剂的甲乙酮(76.27g),并加热至70℃。
向其中添加0.176g的U-600,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加甲乙酮(115.49g)、异丙醇(82.18g),在70℃下搅拌3小时。搅拌3小时后,降温至50℃,加入二异丙基乙胺(9.81g),搅拌1小时。将反应液自然冷却至室温,用甲乙酮进行浓度调节,由此得到聚合物P3的30质量%溶液(溶剂为甲乙酮/异丙醇的混合溶液)。
聚合物P3的Mw为12,000,酸值为0.68mmol/g。
<聚合物P4的准备>
在三颈烧瓶中加入:
作为亲水性基团导入用化合物的2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)(11.06g)、作为异氰酸酯化合物的IPDI(39.59g)、
作为二醇化合物的化合物(18)(旭化成(株)制,DURANOL T5652)(24.79g)、化合物(38)(29.97g)及Silaplane FM-DA11(JNC(株)制;包含聚硅氧烷键的二醇化合物)(15.76g)、
作为阻聚剂的2-叔丁基-1,4-苯醌(0.003g)、及
作为有机溶剂的甲乙酮(78.78g),并加热至70℃。
向其中添加0.182g的U-600,在70℃下搅拌7小时。
接着,向其中添加甲乙酮(119.13g)及异丙醇(84.82g),在70℃下搅拌3小时。搅拌3小时后,降温至50℃,加入二异丙基乙胺(10.12g),搅拌1小时。将反应液自然冷却至室温,用甲乙酮进行浓度调节,由此得到聚合物P4的30质量%溶液(溶剂为甲乙酮/异丙醇的混合溶液)。
聚合物P4的Mw为12,000,酸值为0.68mmol/g。
〔实施例1〕
<特定粒子的水分散物的制备>
-油相成分的制备-
将聚合物P1的30质量%溶液(66.7g)、
作为聚合性单体M的SR295(21.5g)、
作为光聚合引发剂的IRGACURE(注册商标)819(1.5g)、作为增敏剂的ITX(异丙基硫杂蒽酮)(0.25g)、及
乙酸乙酯(36.7g)混合,在室温下搅拌30分钟,得到油相成分。
SR295为四官能的自由基聚合性单体,具体而言,其为季戊四醇四丙烯酸酯(分子量352)。SR295分类为单体(M-1),在单体(M-1)中,分类为单体(M1B)(即,单体(M1A)以外的单体(M-1))(参照表1)。
IRGACURE(注册商标)819为酰基氧化膦类自由基聚合引发剂,具体而言,其为双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦。
-水相成分的准备-
作为水相成分,准备蒸馏水(140g)。
-特定粒子的水分散物的制备-
混合上述油相成分和上述水相成分,在室温下使用均质机以7000rpm(revolutionper minute)使所得到的混合物乳化30分钟,得到乳化物。
将得到的乳化物添加到蒸馏水(60g)中,将得到的液体加热至50℃,并在50℃下搅拌5小时,由此从上述液体中蒸馏除去溶剂(实施例1中为乙酸乙酯及异丙醇)。
用蒸馏水将蒸馏除去溶剂后的液体稀释,以使固体成分总量达到20质量%,由此得到特定粒子的水分散物。
特定粒子的体积平均分散粒径为70nm。
<油墨的制备>
混合下述组成的各成分,制备油墨。
-油墨的组成-
·上述特定粒子的水分散物(特定粒子的固体成分总量20质量%)
…50份
·颜料分散液(Pro-jet Cyan APD1000(FUJIFILM Imaging Colorants公司制),颜料浓度14质量%)
…15份
·氟类表面活性剂(DuPont公司制,Capstone FS-31,固体成分25质量%)
…0.3份
·丙二醇(PG)
…15份
·水
…合计达到100份的余量
上述油墨(即,喷吐前的油墨)中的特定粒子的固体成分总量为10质量%。在本实施例中,将该值视为着落时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量(参见表1)。
<图像记录>
向喷墨记录装置(产品名“DMP-2850”,富士胶片公司制)附带的墨盒中填充上述油墨,如下操作在作为基材的PVC(聚氯乙烯)膜上记录图像。
作为PVC膜(基材),使用Avery Dennison公司制的“AVERY(注册商标)400GLOSSWHITE PERMANENT”。
加热基材,使赋予油墨的一面(即,供油墨着落的面)的温度达到50℃(预加热工序)。该预加热使用压板加热器进行,压板加热器在DMP-2850中相对于喷墨头设于基材输送方向上游侧。
从上述喷墨记录装置的喷墨头向加热后的基材上喷吐赋予上述油墨(赋予工序)。油墨的喷吐条件设为900dpi(dots per inch)、1点10pL。油墨的赋予在保持基材加热的状态下进行,由此,使油墨着落在保持为50℃的基材的表面。油墨赋予期间的基材加热的保持使用压板加热器进行,压板加热器在DMP-2850中设于喷墨头的下方(即,油墨赋予区域)。
从配置在上述喷墨头附近的395nmLED灯(产品名“PEL UV CURE UNIT”,PRINTEDELECTRONICS公司制),对基材上所赋予的油墨照射(即,曝光)UV光(峰值波长395nm)(照射工序)。UV光的照射能量设为1000mJ/cm2。
将自油墨着落至曝光的时间(即,自油墨着落在基材上的时刻至UV光的照射开始的时间)调节为0.10秒(参照表1)。
接着,在50℃、180秒的条件下将曝光后的油墨加热干燥,得到图像(干燥工序)。通过使基材的与油墨赋予面相反侧的面接触加热板进行油墨的加热干燥。
<测定及评价>
使用上述得到的油墨,进行以下的测定及评价。
将结果示于表1及表2。
(曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量)
使用FTA公司制的FTA-1000型接触角仪及温水循环式温控台,通过前述的方法,求出曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的固体成分总量(质量%)。
(液体成分残留量)
通过前述的方法,求出照射工序中的液体成分残留量(质量%)(即,照射活性能量线后的油墨中的液体成分的含量相对于照射活性能量线前的油墨中的液体成分的含量(质量%))。
通过前述的方法,求出干燥工序中的液体成分残留量(质量%)(即,干燥工序中,加热干燥后的油墨中的液体成分的含量相对于加热干燥前的油墨中的液体成分的含量(质量%))。
(画质)
使用制备后在室温下保存1天以内的上述油墨,在上述图像记录的条件下,以5点、6点及7点的各尺寸分别记录图1所示的文字图像。
通过倍率10倍的工艺放大镜(ETSUMI公司制)观察各尺寸的文字图像。基于观察的结果,按照下述评价标准评价图像的清晰度。在下述评价标准中,图像的画质最优异的是A。
-图像的画质的评价标准-
A:5点的尺寸的图1所示的文字图像形成后无变形及渗色。
B:6点的尺寸的图1所示的文字图像形成后无变形及渗色(其中,相当于A的情况除外)。
C:7点的尺寸的图1所示的文字图像形成后无变形及渗色(其中,相当于A及B的情况除外)。
D:7点的尺寸的图1所示的文字图像形成后出现变形或渗色。
(耐磨损性(干燥))
使用制备后在室温下保存1天以内的上述油墨,在上述图像记录的条件下,在基材(PVC膜)上记录实地图像。
对形成在上述基材上的实地图像实施以下条件的摩擦试验。帆布使用干燥后的帆布。
试验装置:纸板耐磨损试验机(JIS P-8136)日本T.M.C.株式会社
帆布种类:帆布6号(株式会社TAKEYARI公司制)
摩擦次数:500次
负荷:500gf
利用分光测色计CM-25cG(柯尼卡美能达制)测定摩擦试验实施后转移至帆布上的青色的浓度(以下,设为“转印OD”),依照下述评价标准,评价实地图像的耐磨损性(干燥)。在下述评价标准中,图像的耐磨损性(干燥)最优异的等级为A。
-耐磨损性(干燥)的评价标准-
A:转印OD为0以上且小于0.03。
B:转印OD为0.03以上且小于0.1。
C:转印OD为0.1以上且小于0.2。
D:转印OD为0.2以上。
(耐磨损性(水))
使用用水湿润的帆布代替干燥的帆布,除此以外,进行与耐磨损性(干燥)同样的评价。
(耐磨损性(IPA))
使用用异丙醇(IPA)湿润的帆布代替干燥的帆布,除此以外,进行与耐磨损性(干燥)同样的评价。
(图像的粘连)
依照上述图像记录的操作,在基材上记录5cm×5cm的正方形的实地图像,得到记录物。
在所得到的记录物的图像记录面上放置A6尺寸的PVC膜(以下,设为“PVC膜2”)。从放置在图像记录面上的PVC膜2的上方施加300g/cm2的负荷,在该状态下,在40℃下保持24小时。作为PVC膜2,使用与作为基材的PVC薄膜相同的膜。
经过24小时后,将记录物和PVC膜2分离,目测观察记录物上的实地图像,依照下述评价标准,评价图像的耐粘连性。
在下述评价标准中,图像的粘连受到最大程度抑制的等级为“A”。
-图像的粘连的评价标准-
A:未目视观察到图像的剥落及浓度降低。
B:图像的至少一部分中目视观察到浓度降低,但未目视观察到图像的剥落。
C:目视观察到图像的剥落,但剥落的面积超过记录初始的图像的面积(25cm2)的0%且小于5%。
D:目视观察到图像的剥落,且剥落的面积为记录初始的图像的面积(25cm2)的5%以上。
(图像的密合性)
使用制备后在室温下保存1天以内的上述油墨,在上述图像记录的条件下,在基材(PVC膜)上记录实地图像。
依据ISO2409(2013年)(交叉切割法)对所得到的实地图像实施交叉划线测试,依照以下评价标准,评价实地图像相对于基材的密合性。
在该交叉划线测试中,将切割间隔设为1mm,形成25个1mm见方的正方形的网格。
在下述评价标准中,实地图像的密合性最优异的等级为A。
在下述评价标准中,网格剥落的比例(%)是由下述式求出的值。下述式中的总网格数为25。
网格剥落的比例(%)=〔(产生剥落的网格数)/(总网格数)〕×100
-图像的密合性的评价标准-
A:网格剥落的比例(%)为0%以上且5%以下。
B:网格剥落的比例(%)超过5%且为15%以下。
C:网格剥落的比例(%)超过15%且为35%以下。
D:网格剥落的比例(%)超过35%。
(油墨的喷吐性)
将制备后在室温下保存1天以内的上述油墨从上述喷墨记录装置的喷墨头喷吐30分钟,接着停止喷吐。
自停止喷吐经过5分钟之后,再次从上述头向上述基材上喷吐上述油墨,形成5cm×5cm的实地图像。
通过目测观察这些图像,确认有无因出现不喷吐喷嘴等而导致的点缺失,依照下述评价标准评价油墨的喷吐性。
在下述评价标准中,油墨的喷吐性最优异的是A。
-喷吐性的评价标准-
A:未确认到因出现不喷吐喷嘴等而导致的点缺失出现,得到了良好的图像。
B:稍微确认到因出现不喷吐喷嘴等而导致的点缺失出现,但是在实用上没有妨碍的程度。
C:有因出现不喷吐喷嘴等而导致的点缺失出现,是不耐实用的图像。
D:不能从喷头喷出。
〔实施例2~4〕
在特定粒子的水分散物的制备中,将聚合物P1的30质量%溶液(66.7g)变更为聚合物P2的30质量%溶液(66.7g)、聚合物P3的30质量%溶液(66.7g)、及聚合物P4的30质量%溶液(66.7g)的各个溶液,并将特定粒子中的聚合物P1变更为聚合物P2~P4的各个聚合物,除此以外,进行与实施例1同样的操作。
将结果示于表1及表2。
〔实施例5及18~20、以及比较例1〕
如表1所示变更聚合性单体M的种类,除此以外,进行与实施例1同样的操作。
在实施例18~20中,按照表1所示的含量,使用两种聚合性单体M。
在比较例1中,使用单体(M-2)(即,单体(M-1)以外的聚合性单体M)。
将结果示于表1及表2。
〔实施例6、7、12及13〕
将各个油墨着落时的基材的温度及油墨赋予时的基材的温度变更为表1中的“油墨着落时的基材的温度”栏中所示的温度,除此以外,进行与实施例5同样的操作。
将结果示于表1及表2。
〔实施例8及9、以及比较例4〕
如表1所示变更自油墨着落至曝光开始的时间,除此以外,进行与实施例5同样的操作。
将结果示于表1及表2。
〔实施例10及11、以及比较例2及3〕
不改变聚合性单体M和聚合物P的合计量,如表1所示变更各个聚合性单体M及聚合物P的含量,除此以外,进行与实施例5同样的操作。
将结果示于表1及表2。
〔实施例14〕
将各个油墨着落时的基材的温度及油墨赋予时的基材的温度变更为表1中的“油墨着落时的基材的温度”栏中所示的温度,并且,如表1所示变更自油墨着落至曝光开始的时间,除此以外,进行与实施例5同样的操作。
将结果示于表1及表2。
〔实施例15及16〕
如表1所示变更曝光后的加热干燥的温度(以下,也称为曝光后的加热温度),除此以外,进行与实施例5同样的操作。
将结果示于表1及表2。
〔实施例17〕
通过缩短曝光后的加热干燥的时间,如表1所示变更干燥工序中的液体成分残留量,除此以外,进行与实施例16同样的操作。
将结果示于表1及表2。
[表1-1]
[表1-2]
[表2]
-表1的说明-
作为油墨中的成分,仅示出特定粒子中的聚合物P及聚合性单体M,油墨中的其他成分的表记省略。
聚合性单体M的简称的含义如下所述。
·SR295:季戊四醇四丙烯酸酯。沙多玛公司制。
·SR833S:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯。沙多玛公司制。
·OTA480:甘油丙氧基三丙烯酸酯。大赛璐-湛新公司制。
·CD595:1,10-癸二醇二丙烯酸酯。沙多玛公司制。
·FA512M:二环戊烯基氧基乙基甲基丙烯酸酯。日立化成工业公司制。
·SR444:季戊四醇三丙烯酸酯。沙多玛公司制。
如表1所示,在各实施例中,
向基材上赋予油墨,在自油墨着落至曝光开始的时间达到1.00秒以下的定时,对基材上所赋予的油墨照射活性能量线,得到图像,其中,所述油墨含有水和包含聚合物P及聚合性单体M的粒子,聚合性单体M包含25℃下的粘度为500mPa·s以下的单体(M-1),单体(M-1)的含量相对于粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%。
根据各实施例,得到画质及耐磨损性优异的图像。
与此相对,比较例的结果如下所述。
在聚合性单体M不包含单体(M-1)、而是包含粘度超过500mPa·s的单体(M-2)的比较例1中,图像的画质及耐磨损性降低。
在单体(M-1)的含量相对于粒子的固体成分总量低于25质量%的比较例2中,图像的画质及耐磨损性也降低。
在单体(M-1)的含量相对于粒子的固体成分总量超过80质量%的比较例3中,图像的画质及耐磨损性也降低。
在自油墨着落至曝光开始的时间超过1.00秒的比较例4中,图像的画质降低。
由实施例1及5的结果可知,单体(M-1)包含25℃下的粘度为150mPa·s以下的单体(M1A)时(实施例5),图像的画质及耐磨损性更为提高。
由实施例9及14的结果可知,曝光开始时刻的油墨中的特定粒子的含量为3质量%以上且低于20质量%的实施例9的图像的画质及耐磨损性更为提高。
由实施例6、7、12及13的结果可知,在赋予工序中,油墨着落侧的基材的表面的温度为30℃~70℃时(实施例7及12),图像的画质更为提高。
由实施例5及15的结果可知,在包括将曝光后的油墨加热干燥的干燥工序时(实施例5),图像的画质及耐磨损性更为提高。
由实施例16及17的结果可知,在干燥工序中的液体成分残留量为2.0质量%以上时(实施例17),图像对基材的密合性更为提高。
由实施例5及15的结果可知,在干燥工序中的液体成分残留量为50质量%以下时(实施例5),图像的画质及耐磨损性更为提高。
2020年9月29日申请的日本专利申请第2020-163386号的全部公开内容通过参考而被引入本说明书中。
关于本说明书中记载的所有文献、专利申请及技术标准,以与对各文献、专利申请及技术标准通过参考被引入的方式进行具体且分别记载的情况相同程度地通过参考引入本说明书中。
Claims (8)
1.一种喷墨记录方法,其包括:
准备油墨的工序,所述油墨含有水和包含聚合物P及聚合性单体M的粒子,所述聚合性单体M包含25℃下的粘度为500mPa·s以下的单体(M-1),所述单体(M-1)的含量相对于所述粒子的固体成分总量为25质量%~80质量%;
赋予工序,通过喷墨法将所述油墨赋予在基材上;以及
照射工序,对所述基材上所赋予的所述油墨照射活性能量线,
自所述油墨着落在所述基材上的时刻至所述活性能量线的照射开始的时间为1.00秒以下。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其中,
所述单体(M-1)包含25℃下的粘度为150mPa·s以下的单体(M1A)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的喷墨记录方法,其中,
所述活性能量线的照射开始的时刻的所述油墨中的所述粒子的固体成分总量相对于所述活性能量线的照射开始的时刻的所述油墨的总量为3质量%以上且低于20质量%。
4.根据权利要求1~权利要求3中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
在所述赋予工序中,所述油墨着落侧的所述基材的表面的温度为30℃~70℃。
5.根据权利要求1~权利要求4中任一项所述的喷墨记录方法,
所述喷墨记录方法满足下述中的至少一项:
在所述赋予工序之前,包括加热所述基材的预加热工序;以及
在所述赋予工序中,进行所述基材的加热及所述油墨的赋予。
6.根据权利要求1~权利要求5中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
在所述照射工序中,所述活性能量线的照射能量为300mJ/cm2以上,
照射所述活性能量线后的油墨中的液体成分的含量相对于照射所述活性能量线前的油墨中的液体成分的含量为10质量%以上。
7.根据权利要求1~权利要求6中任一项所述的喷墨记录方法,其中,
进一步包括将照射所述活性能量线后的所述油墨加热干燥的干燥工序。
8.根据权利要求7所述的喷墨记录方法,其中,
在所述干燥工序中,加热干燥后的所述油墨中的液体成分的含量相对于加热干燥前的所述油墨中的液体成分的含量为2.0质量%~50质量%。
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