JP2008308692A - 紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 酸化チタン、分散剤、紫外線硬化性組成物,光重合開始剤を含有する紫外線硬化型インクジェット記録用白色インクで、前記酸化チタンとしてシリカとアルミナで表面処理されており、アルミナ処理量に比較してシリカ処理量の多い酸化チタンを用い、また前記高分子分散剤として塩基性の極性基を吸着基として有する高分子分散剤を用いる。さらに好ましくは、前記光重合性化合物として前記高分子分散剤を溶解する光重合性化合物を含有する。
【選択図】 なし
Description
(1)低粘度であり、吐出口でのインクの乾燥による粘度変化が小さい。
(2)粒子化(インクの切断)がスムーズに行われる。
(3)吐出方向安定性が良好である。
顔料の分散性を改良するための高分子分散剤の使用にあたっては、これを溶解させる非反応性の希釈溶剤が通常使用されるが、非反応希釈溶剤の使用は紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物の耐溶剤性、耐摩耗性を低下させ、印刷物の耐久性を低下させる。
酸化チタンとしては、塗料、インク、プラスチック等の着色剤用として、顔料粒子径、表面処理剤の異なる各種の顔料として市販がされており、用途に応じて適正な品種が選択される。
なお酸化チタンと共に存在するシリカおよびアルミナの質量は、蛍光X線を用いて測定することができる。シリカおよびアルミナは酸化チタンの表面上に存在する他、その一部が遊離した粒子として存在する可能性があり、蛍光X線による測定を行うと、その総量を測定することができる。蛍光X線による定量法については、標準資料を用いた検量線による分析方法が確立されている。
酸化チタンは、光重合性化合物総量の5〜30質量%の範囲で用いることが好ましい。5質量%未満の場合は、印刷被膜の隠蔽性が不十分となる傾向にあり、30質量%を超える場合には、印刷被膜の耐久性が不十分となる傾向にある。
高分子分散剤としては、公知の塩基性基を有する高分子分散剤を広く使用することができ塩基性の官能基としては一級、二級、または三級アミノ基、ピリジン、ピリミジン、ピラジン等の含窒素ヘテロ環等をあげることができる。特に脂肪酸アミン系の分散剤が好ましい。
酸化チタンと共に存在するシリカの質量がアルミナの質量よりも多いときに、塩基性の官能基を有する高分子分散剤が酸化チタンに強固に吸着する理由は、アルミナが酸とも塩基とも塩を形成しうる両性化合物であるのに対して、シリカは塩基としか塩を形成せずより酸性度が強いためと考えられる。
本願発明で使用する光重合性化合物としては、高分子分散剤を溶解する光重合性化合物を含有していることが望ましく、ラジカル重合型光重合性化合物の具体例としては、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラフルフリル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。中でも、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレートが特に好ましく、例えば、大阪有機化学製 商品名「ビスコート#220」、共栄社化学製 商品名「エポキシエステルM−600A」、東亜合成化学製 商品名「アロニックスM−5700」等として市販されているので、容易に入手可能である。なお、本発明では、アクリレートとメタアクリレートとを併せて(メタ)アクリレートと称している。これらの高分子分散剤を溶解する(メタ)アクリレートの含有量は、インク中の高分子分散剤の含有量と同量以上含有させる事が好ましい。
このように高分子分散剤を溶解する光重合性化合物を使用することで、インク組成物中に非反応性希釈溶剤を含有しない紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物を作製することができる。
しかし、低粘度で硬化乾燥速度の速いインクを得るためには、光重合性化合物としてラジカル重合型化合物である(メタ)アクリレートを使用することが好ましい。
撹拌装置、温度計、コンデンサー、滴下ロートを付けた1L四つ口フラスコにカプロラクトン変性ヒドロキシエチルアクリレート(プラクセルFA−1;ダイセル化学製)606.7gを入れ、撹拌しながら反応液温が70℃を越えないように注意し滴下ロートよりトリレンジイソシアネート227.7gを滴下する。滴下終了後、反応液温を70℃前後に保ちながら撹拌を続け、1時間後にジラウリン酸ジブチル錫0.1gを添加してさらに攪拌を続ける。約10時間後、未反応のイソシアネート基が無いことを確認し取り出す。
(ミルベース調製例1)
JR−806(テイカ株式会社製 シリカ存在量:3質量%、アルミナ存在量1質量%、平均粒子径が270nmの酸化チタン) 50部、ソルスパーズ24000GR(アビシア社製分散剤)2.5部、アロニックスM5700(東亜合成)7.5部、エチレンオキサイド付加1,6ヘキサンジオールジアクリレート35.2部、3−メトキシブチルアクリレート 4.8部を攪拌機で1時間撹拌混合した後、ビーズミルで4時間処理してミルベースを作製した。
ミルベース調製例1で用いたJR−806に代えてJR−805(テイカ株式会社製 シリカ存在量:3質量%、アルミナ存在量1.3質量%、平均粒子径が270nmの酸化チタン)を用いた他は、ミルベース調製例1におけると同様にしてミルベースを作製した。
ミルベース調製例1に使用したJR−805の替わりに、JR−701(テイカ株式会社製 シリカ存在量:0.5質量%、アルミナ存在量0.9質量%、平均粒子径が270nmの酸化チタン)を用いて、ミルベース調製例1と同様な方法でミルベースを作製した。
ミルベース調製例1に使用したJR−805の替わりに、JR−600A(テイカ株式会社製 アルミナ表面処理のみ、平均粒子径が250nmの酸化チタン)を用いて、ミルベース調製例1と同様な方法でミルベースを作製した。
JR−701(テイカ株式会社製 シリカ存在量:0.5質量%、アルミナ存在量0.9質量%、平均粒子径が270nmの酸化チタン)50部、Disperbyk−111(BYK−Chemie社製の酸性の官能基を有する高分子分散剤)2.5部、エチレンオキサイド付加1,6ヘキサンジオールジアクリレート 42.7部、3−メトキシブチルアクリレート 4.8部を攪拌機で1時間撹拌混合した後、ビーズミルで4時間処理してミルベースを作製した。
ミルベース比較調製例3で用いたJR−701に代えてJR−806(テイカ株式会社製 シリカ存在量:3質量%、アルミナ存在量1質量%、平均粒子径が270nmの酸化チタン)を用いた他は、ミルベース調製例3におけると同様にしてミルベースを作製した。
(実施例1)
合成例のポリウレタンアクリレート 5.0部、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリアクリレート 10.0部、エチレンオキサイド付加1,6ヘキサンジオールジアクリレート 33.0部、3−メトキシブチルアクリレート 12.0部、DC57Additive(ダウコーニング製ポリエーテル変性シリコーンオイル) 0.1部に光重合開始剤としてイルガキュア819(チバ・スペチャリティー・ケミカルズ製)3.0部、ルシリンTPO(BASF製)3.0部を加えて60℃で光重合開始剤を加温溶解した溶液に、調製例1のミルベースを40部加えて十分に混合後、4.5μmのメンブランフィルターでろ過することによってジェットプリンター用インクを作製した。
実施例1で使用した調製例1のミルベースの替わりに調製例2のミルベースを用いて、実施例1と同様な方法でジェットプリンター用インクを作製した。
(比較例1)
実施例1で使用した調製例1のミルベースの替わりに比較調製例1のミルベースを用いて、実施例1と同様な方法でジェットプリンター用インクを作製した。
実施例1で使用した調製例1のミルベースの替わりに比較調製例2のミルベースを用いて、実施例1と同様な方法でジェットプリンター用インクを作製した。
(比較例3)
実施例1で使用した調製例1のミルベースの替わりに比較調製例3のミルベースを用いて、実施例1と同様な方法でジェットプリンター用インクを作製した。
(比較例4)
実施例1で使用した調製例1のミルベースの替わりに比較調製例4のミルベースを用いて、実施例1と同様な方法でジェットプリンター用インクを作製した。
マイクロトラック粒度分析計(リース アンド ノースラップ社)を用いて、インクの顔料粒子径(体積平均粒子径)を測定した。
20mlガラス容器中で室温環境1ヶ月放置後の顔料の沈降状態を目視により評価した。沈降量が少ない順序で○、△、×の3段階評価を行った。
○:沈降しない。
△:僅かに沈降物が認められる。
×:1〜2日で沈降物が現れる。
60℃、1ヶ月保管の条件による加速試験で予め沈降物を形成したものを沈降性評価サンプルとして、該サンプルの手振り(10回)による顔料の再分散性を目視により評価した。再分散性が良好な順序で○、△、×の3段階評価を行った。
○:再分散して元の分散状態に戻る。
△:ハードケーキは発生しないが不完全な分散状態にしか戻らない。
×:沈降物がハードケーキとなり再分散しない。
PETフィルムにバーコーターで膜厚5〜8μmの塗膜を形成し、塗布済のフィルムを黒色の板上に置き、紫外線硬化後の塗膜の隠蔽性を目視により評価した。隠蔽性が良好な順序で○、△、×の3段階評価を行った。
○:完全に隠蔽する。
△:下地の色の影響を受けるが、その程度が非常に小さい。
×:下地の色の影響を受ける。
ヘッド温度を45℃に保温したピエゾ式ヘッドを有するインクジェットプリンターで印刷を行い、記録物の印刷状態を目視により評価した。
○:所定の位置に吐出している。
×:不吐出による欠陥がある。
PETフィルムフィルムにバーコーターで塗布したものを、コンベア式UV照射装置により,120W/cmのメタルハライドランプ,0.5J/cm2の条件で紫外線照射し,印刷被膜の硬化状態をメタノールラビングにより評価した。
メタノールラビング評価:メタノールを含ませた綿棒を印刷物上に押しあて,左右に擦りつけて印刷被膜の剥離,薄化等の破壊がおこるまでの綿棒の通過した回数を計測する。通常10回以上であれば十分な硬化性を有すると判断できる。
さらに酸性の官能基を有する高分子分散剤を用いた場合は、比較例3、4に示す通りアルミナ、シリカのどちらの存在量が多い酸化チタンを使用したとしても、吐出安定性の点で実施例1、2に及ばなかった。
Claims (8)
- 少なくとも、酸化チタンと、塩基性の極性基を有する高分子分散剤と、光重合性化合物と、光重合開始剤からなる紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物において、前記光重合性化合物は単官能または多官能の(メタ)アクリレートを含有し、前記酸化チタンがシリカとアルミナで表面処理されており、表面処理に用いた前記シリカの質量が、表面処理に用いた前記アルミナの質量より多く、かつ前記酸化チタンは、前記光重合性化合物の5〜40質量%含有されている事を特徴とする、紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物。
- 少なくとも、酸化チタンと、塩基性の官能基を有する高分子分散剤と、光重合性化合物と、光重合開始剤からなる紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物において、前記光重合性化合物は単官能または多官能の(メタ)アクリレートを含有し、前記酸化チタンがシリカとアルミナで表面処理されており、前記酸化チタンと共に存在する前記シリカの質量が、前記アルミナの質量よりも多く、かつ前記酸化チタンは、前記光重合性化合物の5〜40質量%含有されている事を特徴とする、紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物。
- 前記高分子分散剤を溶解する光重合性化合物を含有する請求項1または2に記載の紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物。
- 前記高分子分散剤を溶解する(メタ)アクリレートを含有する請求項1または2に記載の紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物。
- 前記高分子分散剤を溶解する(メタ)アクリレートとして、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレートを含有する請求項4に記載の紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物。
- 非反応性有機溶剤を実質的に含有しない請求項3〜5のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物。
- ポリウレタン(メタ)アクリレートを含有する請求項6に記載の紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物。
- ポリウレタン(メタ)アクリレートが、ポリイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリレートから合成されるポリウレタン(メタ)アクリレートである請求項7に記載の紫外線硬化型インクジェット記録用白色インク組成物。
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