JP5748103B2 - 活性エネルギー線硬化型着色組成物、それを用いた活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物、及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
その中で、黒インクとして使用される黒色組成物は、白黒印刷はもとよりカラー印刷にも必須のインクとして、最も需要ある着色組成物である。
これは、通常の油性や水性の印刷インクでは問題とならないレベルであるが、例えば活性エネルギー線硬化性黒インクにおいては、必須成分である光重合開始剤自体が黄味を有しているために色味が増長されてより黄味が目立つという問題となる。またインクジェット印刷においては、微小径のノズルよりインクを噴射し被記録材に付着せしめる方式であることから使用する顔料は微細であることが必須であり、結果黄味が目立つという問題となる。
本発明で使用する黒色色材は、黒顔料と、マゼンタ有機顔料と、シアン有機顔料とが塊状に一体化してなる黒色色材である。その具体的な製造方法は、黒顔料と、マゼンタ有機顔料と、シアン有機顔料とを、乾式粉砕する方法が好ましい。
本発明で使用する黒顔料は、黒色を示す顔料であれば特に制限なく用いることができる。具体的には、カーボンブラック、アニリンブラック、チタンブラック、ペリレン、ニグロシン、イカスミ等を例示することができる。これらの中でも、入手が容易で低コストであり、黒色度が比較的高いカーボンブラックが最も好適である。
マゼンタ有機顔料としては、例えば、ペリレン・ペリノン系化合物顔料のC.I.Pigment Red 123、同149、同178、同179、キナクリドン系化合物顔料のC.I.Pigment Red 122、同202、同206、同207、同209、アントラキノン系化合物顔料のC.I.Pigment Red 168、同177、ジケトピロロピロール系化合物顔料のC.I.PigmentRed 254、同255、アゾ系化合物顔料等C.I.Pigment Red 53:1、同57:1、同48、同144、同166、同214、同220、同221、同242、同248、同262等が挙げられる。中でもキナクリドン系化合物顔料が好ましい。
シアン有機顔料としては、例えば、フタロシアニン系化合物顔料のC.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、C.I.Pigment Green 7、同36、アゾ系化合物顔料C.I.Pigment Blue 25、同26等挙げられる。中でもフタロシアニン系化合物顔料が好ましい。
前記黒顔料と、前記マゼンタ有機顔料と、前記シアン有機顔料との配合比率は、黒顔料、マゼンタ有機顔料、及びシアン有機顔料の合計量に対して黒顔料が50重量%以上であることが好ましい。より好ましくは55〜90重量%であり、60〜75重量%の範囲がなお好ましい。
また前記顔料は、前記カラーインデックスに記載されている有機顔料残基に、硫酸基、スルホン酸アミド基、スルホン酸基及びその塩、フタルイミド基、フタロイミドメチル基、アミノ基、トリアジン基等の特定の置換基を導入した、従来公知の顔料誘導体、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系等の顔料誘導体(シナジスト)を含んでいてもよく好ましい。これらの顔料誘導体は粉体で使用してもウエットケーキとして用いても構わない。また、顔料誘導体の配合量は、黒顔料、マゼンタ有機顔料、及びシアン有機顔料の合計量に対して3〜60重量%であることが好ましく、5〜20重量%の範囲がなお好ましい。
本発明においては、フタロシアニン系化合物顔料にスルホン酸基やスルホン酸アミド基が置換された顔料誘導体や、キナクリドン系化合物顔料にフタルイミド基フタロイミドメチル基が置換された顔料誘導体を使用すると、前記乾式粉砕時により安定に行うことができより好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化型着色組成物は、前記黒色色材を使用する以外は特に限定されず、公知の材料で調整することができる。具体的には、前記黒色色材の他、活性エネルギー線重合性化合物、光重合開始剤、必要に応じてバインダー樹脂等を主成分とする。活性エネルギー線として紫外線や赤外線を使用する場合には、光重合開始剤を併用することが好ましい。
また、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物として使用する場合は、低粘度であることが好ましいことから、バインダー樹脂は使用しない場合がある。
本発明で使用する活性エネルギー線重合性化合物としては、通常活性エネルギー線硬化性組成物に使用される公知の(メタ)アクリルモノマーおよび/または(メタ)アクリルオリゴマーから任意に選んで用いることができる。
(メタ)アクリルモノマーとしては、例えばアクリル酸やメタクリル酸などの不飽和カルボン酸又はそのエステル、例えばアルキル−、シクロアルキル−、ハロゲン化アルキル−、アルコキシアルキル−、ヒドロキシアルキル−、アミノアルキル−、テトラヒドロフルフリル−、アリル−、グリシジル−、ベンジル−、フェノキシ−(メタ)アクリレート、アルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリットテトラ(メタ)アクリレートなど、(メタ)アクリルアミド又はその誘導体、例えばアルキル基やヒドロキシアルキル基でモノ置換又はジ置換された(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミドなど、アリル化合物、例えばアリルアルコール、アリルイソシアネート、ジアリルフタレート、トリアリルイソシアヌレートなどを挙げることができる。
これらの(メタ)アクリルモノマーは単独で用いてもよいし2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの活性エネルギー線重合性化合物は単独で用いてもよいし2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの(メタ)アクリルオリゴマーは、重量平均分子量として約2000〜30000の範囲のものが適当である。
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を紫外線で硬化させる場合は、光重合開始剤を使用する。本発明で用いる光重合開始剤としては、従来公知のものでよく、具体的には、ベンゾインイソブチルエーテル、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ベンジル、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シド6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド等が好適に用いられ、さらにこれら以外の分子開裂型のものとして、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オンおよび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−オン等を併用しても良いし、さらに水素引き抜き型光重合開始剤である、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等も併用できる。
これらの光重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始剤の含有量は特に限定はないが、通常は2〜20質量%程度配合させる。
バインダー樹脂としては、後述のラジカル重合性ワニス及び/又はラジカル重合性モノマーに溶解する印刷インキ用樹脂であれば、特に限定されない。例えば、酸素硬化性アルキド樹脂、アルキドおよびフェノール樹脂、アルキドおよびニトロセルロース、アルキドおよび塩素化ゴム、アルキドおよびポリスチレン、アルキドおよびジイソシアネート、アルキド・ビニルおよびエポキシ、アルキドおよびアミノ樹脂、アルキド・アミノ樹脂およびエポキシアルキドおよびシリコーン、油変性エポキシ樹脂およびアミノ樹脂などの油変性アルキドまたは乾性油とポリマーを含むビヒクル、アルキドおよび乾性油を含まないビヒクルの例として、ビニルアセタールおよび/またはフェノール樹脂、アリルアミノ樹脂、エポキシ、トリメチロールフェニルエーテル、ポリエステル、トリアジン樹脂、アリルポリエステル、シリコーン、熱硬化性アクリル、混合アミノ樹脂、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド樹脂、セルロースのエステルおよびエーテル塩、ポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアセタール、飽和ポリエステル樹脂、石油樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン等を挙げることができる。
なお、当該インキを塗工する基材は特に制限されず、紙、各種プラスチック等が挙げられる。
その他、被印刷基材に対する接着性の付与等を目的に、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル等の非反応性樹脂等を配合することができる
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物は、活性エネルギー線、好ましくは紫外線等の光照射をすることにより硬化反応を行う。紫外線等の光源としては、通常UV硬化性インクジェットインキに使用する光源、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等であれば問題なく硬化させることができる。例えばFusion System社製のHランプ、Dランプ、Vランプ等の市販されているものを用いて行うことができる。
三菱化学製塩基性カーボンブラック「#960」6.3部と、DIC製フタロシアニン顔料C.I.ピグメントブルー15:4「ファーストゲンブルーTGR−G」1.3部と、DIC製キナクリドン顔料C.I.ピグメントレッド122「ファーストゲンスーパーマゼンタRG」2.4部とを、ボールミルにて4時間乾式粉砕した。
続いて、ルーブリゾール製の高分子顔料分散剤「ソルスパーズ 32000」6部、共栄社化学製のフェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)「ライトアクリレートPO−A」24部、MIWON(株)社製のジプロピレングリコールジアクリレート(多官能モノマー)「ミラマーM222」60部をボールミルに充填後、1時間湿式分散を行った。得られた分散液をビーズミルで2時間処理し、ミルベース(1)を作製した。
精製水1000部に、顔料誘導体としてフタロシアニンスルフォン酸4部を添加し攪拌・混合した。この溶液中に#960(三菱化学製塩基性カーボンブラック、pH:8.0、比表面積250m2/g、DBP吸油量:71ml/100g)40部を加えて、30分間攪拌・混合後、ヌッチェでろ別した。ろ別した固形物を120℃で2時間乾燥して顔料誘導体処理黒色顔料を作製した。
上記顔料誘導体処理黒色顔料7.0部と、DIC製フタロシアニン顔料C.I.ピグメントブルー15:4「ファーストゲンブルーTGR−G」1.0部と、DIC製キナクリドン顔料C.I.ピグメントレッド122「ファーストゲンスーパーマゼンタRG」2.0部とを、ボールミルにて4時間乾式粉砕した。
続いて、ルーブリゾール製の高分子顔料分散剤「ソルスパーズ 32000」6部、共栄社化学製のフェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)「ライトアクリレートPO−A」24部、MIWON(株)社製のジプロピレングリコールジアクリレート(多官能モノマー)「ミラマーM222」60部をボールミルに充填後、1時間湿式分散を行った。得られた分散液をビーズミルで2時間処理し、ミルベース(2)を作製した。
三菱化学製塩基性カーボンブラック「#960」10部を、ボールミルにて4時間乾式粉砕した。
続いて、ルーブリゾール製の高分子顔料分散剤「ソルスパーズ 32000」6部、共栄社化学製のフェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)「ライトアクリレートPO−A」24部、MIWON(株)社製のジプロピレングリコールジアクリレート(多官能モノマー)「ミラマーM222」60部をボールミルに充填後、1時間湿式分散を行った。得られた分散液をビーズミルで2時間処理し、ミルベース(3)を作製した。
三菱化学製塩基性カーボンブラック「#960」10部と、ルーブリゾール製の高分子顔料分散剤「ソルスパーズ 32000」6部、共栄社化学製のフェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)「ライトアクリレートPO−A」24部、MIWON(株)社製のジプロピレングリコールジアクリレート(多官能モノマー)「ミラマーM222」60部を攪拌機で1時間撹拌混合した後、得られた分散液をビーズミルで2時間処理し、ミルベース(4)を作製した。
DIC製フタロシアニン顔料C.I.ピグメントブルー15:4「ファーストゲンブルーTGR−G」10部と、ルーブリゾール製の高分子顔料分散剤「ソルスパーズ 32000」6部、共栄社化学製のフェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)「ライトアクリレートPO−A」24部、MIWON(株)社製のジプロピレングリコールジアクリレート(多官能モノマー)「ミラマーM222」60部を攪拌機で1時間撹拌混合した後、得られた分散液をビーズミルで2時間処理し、ミルベース(5)を作製した。
DIC製キナクリドン顔料C.I.ピグメントレッド122「ファーストゲンスーパーマゼンタRG」10部と、ルーブリゾール製の高分子顔料分散剤「ソルスパーズ 32000」6部、共栄社化学製のフェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)「ライトアクリレートPO−A」24部、MIWON(株)社製のジプロピレングリコールジアクリレート(多官能モノマー)「ミラマーM222」60部を攪拌機で1時間撹拌混合した後、得られた分散液をビーズミルで2時間処理し、ミルベース(6)を作製した。
MIWON(株)社製 トリメチロールプロパンエチレンオキサイド(EO)3モル変性トリアクリレート「ミラマーM3130」5部と、MIWON(株)社製 ビスフェノールAエチレンオキサイド(EO)4モル変性ジアクリレート「ミラマーM240」20部、MIWON(株)社製 ジプロピレングリコールジアクリレート「ミラマーM222」15部、日本触媒(株)社製 アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル「VEEA」25部、ISP(株)社製 N−ビニルカプロラクタム「V−CAP」15部、BASF社製「イルガキュア819」5部、BASF(株)社製「ルシリンTPO」5部、日本化薬(株)社製ジエチルチオキサントン「カヤキュアDETX−S」2部、信越シリコーン(株)社製 ポリエーテル変性シリコーンオイル「KF−615」0.1部、信越シリコーン(株)社製 メチルフェニルシリコーンオイル「KF−54」0.5部、ADEKA(株)社製「アデカスタブLA−82」0.2部を添加し、60℃で30分加熱攪拌した後、ミルベースとしてミルベース(1)を20部添加し、充分に混合した。次いで1.2μmのメンブレンフィルターを用いてろ過することにより活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)を得た。
ミルベースとしてミルベース(2)を使用した以外は実施例1と同様にして、実施例用の活性エネルギー線硬化型着色組成物(2)を得た。
ミルベースとしてミルベース(3)を使用した以外は実施例1と同様にして、比較例用の活性エネルギー線硬化型着色組成物(H1)を得た。
ミルベースとしてミルベース(4)を使用した以外は実施例1と同様にして、比較例用の活性エネルギー線硬化型着色組成物(H2)を得た。
ミルベースとしてミルベース(4)14部、ミルベース(5)2部、ミルベース(6)4部を混合したものを使用した以外は実施例1と同様にして、比較例用の活性エネルギー線硬化型着色組成物(H3)を得た。
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)の物性として、表面張力と粘度を測定した。測定方法を示す。
協和界面科学社製のウェルヘルミー型表面張力測定器:CBUP−A3を用いて表面張力を測定した。プラスチック容器に入れた着色組成物を恒温水槽に浸漬し、予め25℃に調整することで25℃の表面張力を測定した。
東機産業社製粘度測定器:TVE−20Lにて、45℃における粘度を測定した。測定回転数は、50rpm/mimとした。なお、本発明の実施例で使用したインクジェット印刷評価装置にて安定に印刷する為に着色組成物の粘度を7〜12mPa・secの間に調整した。
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)を活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物として、インクジェット印刷したときの印刷被膜の特性は以下のように行った。
インクジェットプリンター(コニカミノルタ製インクジェット試験機EB100)により、非吸収性の被印刷基材として白色PETフィルム(ルミラー250−E22;東レ株式会社製)を用い、評価用プリンタヘッドKM512L(吐出量42pl)を用いて前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)を充填し、所定の膜厚になる様に印刷を行なった。
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)を、10cm×20cmの白色PETフィルム(ルミラー250-E22;東レ株式会社製)に対し、バーコーターにて6μmの膜厚で塗布した。
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)を、5cm×5cmの白色PETフィルム(ルミラー250-E22;東レ株式会社製)に、膜厚約6μmとなるようにスピンコータで塗布した。
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)を白色PETフィルムに対し、前述のインクジェット記録方法にてベタ印刷し、次いでステージ移動装置を備えた浜松ホトニクス(株)社製のLED照射装置(発光波長:385nm、ピーク強度:500mW/cm2)にて、1回の照射エネルギー量が50J/m2となるように照射し、タックフリーになるまでの照射エネルギー量の積算値を測定した。
尚、インクの感度は、LED硬化型プリンターにての実用的な印刷条件に対応する為には、200mJ/cm2の積算光量で硬化する感度が好ましい。
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)を、白色PETフィルムに、膜厚約6μmとなるように塗工方法1にて塗布し、次いでステージ移動装置を備えた浜松ホトニクス(株)社製のLED照射装置(発光波長:385nm、ピーク強度:500mW/cm2)にて、積算光量が600mJ/cm2となるように照射し、耐摩耗性用評価板を得た。
耐摩耗性用評価板上の硬化塗膜を、旭化成製不織布にて1000g荷重にて擦り試験を行い、表面の傷つき状態を目視で下記の基準で3段階評価した。
○:傷がつかない △:わずかに傷がつく ×:傷が付く
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)を、白色PETフィルムに、膜厚約6μmとなるように塗工方法1にて塗布し、次いでステージ移動装置を備えた浜松ホトニクス(株)社製のLED照射装置(発光波長:385nm、ピーク強度:500mW/cm2)にて、積算光量が600mJ/cm2となるように照射し、接着性用評価板を得た。
接着性用評価板上の硬化塗膜に、5×5の25マス様にカッターナイフで切り込みを入れた後、ニチバン製セロハンテープを貼り付け、10回程爪で擦りつけた。次いで、剥離速度約1cm/secの速度にて勢い良くテープを剥がし、塗膜の残ったマス目の数を確認した。尚、下記の基準で3段階評価した。
5:25〜21マス 4:20〜16マス 3:15〜11マス 2:10マス〜6マス 1:5マス以下
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)15mlを遮光ガラス容器に入れ、恒温槽内にて60℃で4週間静置保存した。静置保存前のインクの粘度と静置保存後の粘度を比較し、その変化率を、下記式により求めた。粘度の測定方法は、前述の粘度物性測定方法に準じた。
前記活性エネルギー線硬化型着色組成物(1)、(2)、(H1)〜(H3)を、白色PETフィルムに、膜厚約6μmとなるように塗工方法2にて塗布し、次いでステージ移動装置を備えた浜松ホトニクス(株)社製のLED照射装置(発光波長:385nm、ピーク強度:500mW/cm2)にて、積算光量が600mJ/cm2となるように照射し、彩度評価用フィルムを得た。
彩度評価用フィルムを分光濃度計(エックスライト528:エックスライト製)で測定して、C I Eで指定された色差指示法のC i e L * a * b * を決定し、(式1)にて彩度C*を求めた。
これに対し、比較例1は、カーボンブラックのみを乾式粉砕した例であるが、彩度が高く、また硬化性も低かった。また比較例2は、カーボンブラックを処理せずにミルベースを作成した例であるが、比較例1と同様に彩度が高く、硬化性も低かった。また比較例3は、黒色ミルベース、マゼンタ色ミルベース、シアン色ミルベースを単に混合して活性エネルギー線硬化型着色組成物を得た例であるが、硬化性は最も低かった。
Claims (5)
- 活性エネルギー線重合性化合物、光重合開始剤、及び色材を含有する活性エネルギー線硬化型着色組成物であって、前記色材が、黒顔料と、マゼンタ有機顔料と、シアン有機顔料とが塊状に一体化してなる黒色色材であることを特徴とする活性エネルギー線硬化型着色組成物。
- 前記黒色色材が、黒顔料と、マゼンタ有機顔料と、シアン有機顔料とを乾式粉砕して得た黒色色材である、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型着色組成物。
- 前記黒色色材における前記黒顔料がカーボンブラックであり、前記マゼンタ有機顔料がキナクリドン顔料であり、前記シアン有機顔料が銅フタロシアニン顔料である請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化型着色組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型着色組成物を使用してなる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用黒色インク組成物。
- 活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物を被記録材に吐出することにより画像を印字する工程と、発光ダイオード(LED)を用いて波長ピークが365〜420nmの範囲にある活性エネルギー線を照射することにより前記画像を硬化させる工程とを含み、前記活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物が請求項4に記載の黒色インク組成物であることを特徴とする画像形成方法。
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