JP6061569B2 - 収容体、インクカートリッジ、及び、インクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、酸素透過性が5cc/m2・24h・atm以上の材料からなるアクリル系接着剤用包装体が開示されている。
また、特許文献2には、ヒートシールが可能な合成樹脂シートを用いた包装袋内に、ラジカル重合性組成物と空気が収容されていることを特徴とするラジカル重合性組成物の包装形態が開示されている。
更に、特許文献3には、インク組成物を収容し、前記インク組成物が(A)N−ビニルラクタム類を含有し、酸素透過性材料で形成されていることを特徴とするインク容器が開示されている。
<1> ラジカル重合性組成物を収容し、熱可塑性樹脂製連続層及び非連続層からなる、3層以上の積層構造を有し、非連続層がラジカル重合性組成物と非接触であり、上記非連続層が、2層の熱可塑性樹脂製連続層の間に存在しており、上記非連続層が、ナイロン又はポリエステル製の層であり、上記熱可塑性樹脂製連続層の少なくとも1層が遮光性層であることを特徴とする収容体、
<2> 非連続層が4〜700メッシュ(本/インチ、なお、1インチ=25.4mmである。)、線径が30〜1,000μm、及び、目開きが1〜5,000μmの網目状である、<1>に記載の収容体、
<3> 熱可塑性樹脂製連続層が、ポリアミドフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリテトラフロロエチレンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリ−4−メチルペンテンフィルム、アイオノマーフィルム、ABS樹脂フィルム、ポリスルホンフィルム、三酢酸セルロースフィルム、エチルセルロースフィルム、酢酸ブチルセルロースフィルム、ポリジメチルシロキサンフィルム、ポリエステルフィルム、エチレン−酢酸ビニルコポリマーフィルム、フッ化ポリオレフィンフィルム、ポリクロロプレンフィルム、ブチルゴムフィルム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーフィルム、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマーフィルム、及び、ブタジエン−スチレンコポリマーフィルムよりなる群から選択される、<1>又は<2>に記載の収容体、
<4> 熱可塑性樹脂製連続層の酸素透過度が、25℃において、150ml/(m2・day・気圧)以上である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の収容体、
<5> 積層構造が3〜5層の積層数を有する、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の収容体、
<6> 上記熱可塑性樹脂製連続層が、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブタジエンフィルム、又は、ポリ−4−メチルペンテンフィルムである、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の収容体、
<7> 遮光性層がポリオレフィンフィルムである、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の収容体、
<8> ラジカル重合性組成物が、重合性モノマーとして少なくとも一つのエチレン性不飽和結合を有する化合物を含む、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の収容体、
<9> エチレン性不飽和結合を有する化合物が、(メタ)アクリレート化合物、ビニル化合物、及び、(メタ)アクリルアミド化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1つを含む、<8>に記載の収容体、
<10> ラジカル重合性組成物が重合開始剤を含有する、<1>〜<9>のいずれか1つに記載の収容体、
<11> ラジカル重合性組成物がインク組成物である、<1>〜<10>のいずれか1つに記載の収容体、
<12> ラジカル重合性組成物がインクジェット記録用インク組成物である、<1>〜<11>のいずれか1つに記載の収容体、
<13> ラジカル重合性組成物がフタロシアニン顔料を含有する、<1>〜<12>のいずれか1つに記載の収容体、
<14> 収容体に45℃にて1ヶ月間保存後のラジカル重合性組成物中の残存酸素濃度が0.5mg/L以上である、<1>〜<13>のいずれか1つに記載の収容体、
<15> ラジカル重合性組成物が4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン1−オキシル フリーラジカルを含有する、<1>〜<14>のいずれか1つに記載の収容体、
<16> ラジカル重合性組成物が単官能ラジカル重合性モノマーを5〜100質量%含有する、<1>〜<15>のいずれか1つに記載の収容体、
<17> ラジカル重合性組成物が、フェノキシエチルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、サイクリックトリメチロールプロパンフォルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、N−イソプロピルアクリルアミド、及び、エトキシエトキシエチルアクリレートよりなる群から選択される少なくとも1つの単官能ラジカル重合性モノマーを含有する、<1>〜<16>のいずれか1つに記載の収容体、
<18> ラジカル重合性組成物が多官能モノマーを含有する、<1>〜<17>のいずれか1つに記載の収容体、
<19> <1>〜<18>のいずれか1つに記載の収容体を収容したインクカートリッジ、
<20> (a1)被記録媒体上に<1>〜<18>のいずれか1つに記載の収容体に収容されたラジカル重合性組成物を吐出する工程、及び、(b1)吐出されたラジカル重合性組成物に活性放射線を照射して、該ラジカル重合性組成物を硬化する工程、を含むインクジェット記録方法、
<21> 活性放射線が、発光ピーク波長が350〜420nmの範囲にあり、かつ、被記録媒体表面での最高放射照度が10〜2,000mW/cm2となる紫外線を発生する発光ダイオードにより照射される紫外線である、<20>に記載のインクジェット記録方法、
ラジカル光重合性化合物は、酸素により重合阻害を受けることが知られている。すなわち酸素の非存在下では暗重合により高分子量化しやすい。これを防止するために光重合禁止剤を配合した組成物とすることが行われている。重合禁止剤の添加は暗重合の進行を遅くする効果があるが、それでも経時温度や重合性化合物の種類によっては暗重合が進み、また本来発現するべき性能の硬化性を劣化させるため、酸素透過性容器に保存したり、空気と共に保存する技術が開示されている(特許文献1及び2)。
特に、ラジカル重合性インク組成物も例外ではなく、重合禁止剤を配合したり、空気を共存させるためボトルに空間を残して収納し、インクジェット印刷機のインクタンクへ注ぎ入れる方法で取り扱っていた。一方、インク補充のし易さ、取り扱い上の安全性等の観点から、インクをパックに密封し、更にカートリッジに収納して印刷機のインク供給部に装填する方法も行われている。この際にも暗重合を防止するためには、パック内でインクと空気を共存させる方法が考えられる。しかしながらインクジェット印刷機に使われるインク吐出ノズル中に酸素などの気体が混入すると、ノズルからのインク吐出に支障が生じ、インク滴を基材の所望の位置へ着弾させることが困難になることがあるため、インクジェット印刷機のインク流路には気体を混入させないことが望まれており、パック内の気体もできる限り排除することが通常である。
ラジカル重合性化合物としては、炭素−炭素不飽和結合(エチレン性不飽和結合)を有する化合物(エチレン性不飽和化合物)、中でも(メタ)アクリレート化合物、ビニル化合物、(メタ)アクリルアミド化合物などが使用されるが、これらは硬化性に優れる反面、酸素濃度が低い条件下では暗重合が進行しやすい欠点があり、酸素透過性の容器に収容することが開示されている(特許文献3)。特許文献3には、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステルの積層材料で酸素透過係数を規定した容器への収納が開示されているが、ナイロン、ポリエステルは一般に酸素透過性が低いため、これらの層を薄くすることが必要であり、容器強度を損なう方向にせざるを得なかった。
本発明は、上記課題を解決するべく、適切な積層材料で構成された収容体に、ラジカル重合性組成物を収納することで、暗重合を防止することが可能であることを見出し、同時に高強度な収容体を提供することができることを見出したものである。
なお、本発明において、数値範囲を表す「下限〜上限」の記載は、「下限以上、上限以下」を表し、「上限〜下限」の記載は、「上限以下、下限以上」を表す。すなわち、上限及び下限を含む数値範囲を表す。また、「質量部」及び「質量%」との記載は、それぞれ、「重量部」及び「重量%」と同義である。更に、「(メタ)アクリル酸」は、メタクリル酸及びアクリル酸の双方又はいずれかを示す総称である。
本発明の収容体は、ラジカル重合性組成物を収容する。すなわち、本発明の収容体は、ラジカル重合性組成物を収容するための容器である。本発明で好適に使用されるラジカル重合性組成物については後述する。
本発明の収容体は、ラジカル重合性インク組成物の収容に好適であり、特に、インクジェット記録用ラジカル重合性インク組成物の収容に好適に使用される。インクジェット記録用ラジカル重合性インク組成物は、上述のように収容体で気体を共存させると、ヘッドのノズル詰まり等を生じるため、気体の共存に適さず、本発明の収容体が特に好適である。
本発明の収容体としてより好ましくは、フィルムにより形成された袋状体と、当該袋状体からラジカル重合性組成物を導出可能な供給部とを備える収容体である。ここで、フィルムにより形成された袋状体と、当該袋状体からラジカル重合性組成物を導出可能な供給部とを備える収容体を、「パック」ともいう。
本発明において、袋状体を形成するフィルムが、熱可塑性樹脂製連続層及び非連続層からなる、3層以上の積層構造を有し、非連続層がラジカル重合性組成物と非接触である、すなわち、最内層ではないことが好ましい。
インクカートリッジ130は、プラスチック製のケース本体132及びケース上蓋131で囲まれた空間に、袋状体としての収容体(パック)133が収容されている。収容体133は、フィルムを袋状に形成した袋状体の一端に、筒状の部材である供給部134を取り付けて構成されており、収容体133の内部にラジカル重合性組成物であるインク組成物を収容している。
供給部134の先端部は、ケース本体132の前面壁に設けられた切り欠き部140からケース外部に露出され、インクカートリッジ130がカートリッジホルダ(不図示)に装着された状態において、供給部134を通して、プリンタ本体にインクの供給が行われるようになっている。なお、インクカートリッジ130の未装着状態においては、供給部134の開口は内部に設けられた弁によって閉じられていることが好ましい。
図2に示すように、内部に収容するラジカル重合性組成物が漏れ出ないようにするため、ラジカル重合性組成物と接触する層が、熱可塑性樹脂製連続層10で形成される。積層構造中の非連続層は、ラジカル重合性組成物と非接触であれば特に限定されないが、2層の熱可塑性樹脂製連続層の間に存在することが好ましい。非連続層が連続層の間に存在すると、袋状体の製造が容易であり、また、高い強度が得られる。
図2では、非連続層15は、熱可塑性樹脂製連続層10及び20の間に存在し、全体としては3層の積層構造を形成している。
図3は、5層の積層構造とした場合の一例であり、熱可塑性樹脂製連続層30、32、34及び非連続層31、33から構成されている。非連続層31及び33はいずれも、熱可塑性樹脂製連続層の間に存在している。
なお、積層構造は、これらの例に限定されるものではなく、例えば、2層の連続層、非連続層及び1層の連続層をこの順で積層し、2層の連続層の内の1層を遮光性層とする態様や、2層の連続層、1層の非連続層及び2層の連続層をこの順で積層し、2層の連続層の内の1層を遮光性層とする態様とも可能であり、特に限定されない。
本発明において、熱可塑性樹脂製連続層は、熱可塑性樹脂により形成されたフィルムであることが好ましい。なお、「連続層」であるとは、層の表面を走査型顕微鏡(SEM)で測定した際に、層を貫通する孔(層の深さ方向に対して、連続的である空隙)が実質的に存在しないことを指す。ここで、層を貫通する孔が実質的に存在しないとは、断面積が10,000nm2(例えば、100nm×100nm)以上の孔であって、層を貫通する孔が実質的に存在しないことを指す。なお、前記孔の形状としては、四角であっても、楕円であっても、円であってもよい。より具体的には、10mm×10mmの任意の範囲の層の表面をSEM(走査型電子顕微鏡、Scanning Electron Microscope)にて測定した際に、断面積が10,000nm2以上の層を貫通する孔が1個以下であることを指す。なお、非連続層の有する孔のサイズとしては、限定的ではないが、1μm2以上の孔が好ましい。
これらの中でも、ポリアミドフィルム(好ましくは、ナイロンフィルム)、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリオレフィンフィルム(好ましくは、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム)、ポリ−4−メチルペンテンフィルム、アイオノマーフィルム、ABS樹脂フィルム、ポリスルホンフィルム、又は、三酢酸セルロースフィルム、であることがより好ましく、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブタジエンフィルム、又は、ポリ−4−メチルペンテンフィルムであることが耐薬品性、強度、熱溶着性、コストなどの観点から更に好ましい。
なお、熱可塑性樹脂製連続層を2層以上有する場合、複数の連続層は互いに同一でも異なっていてもよく、特に限定されない。
また、熱可塑性樹脂連続層の総厚みは、10〜400μmであることが好ましく、20〜350μmであることがより好ましく、40〜300μmであることが更に好ましく、50〜150μmであることが特に好ましい。
酸素透過係数はJIS K 7126Aに記載されている差圧式のガスクロマトグラフィー法により測定することができる。
なお、1atm=1気圧である。
ここで各波長の光の透過率(%)は、市販の分光光度計を用いて求めることができる。
遮光性層は、加工性の観点からポリオレフィンであることが好ましく、ポリエチレン又はポリプロピレンであることがより好ましい。
また、遮光性層とするためには、熱可塑性樹脂に白色顔料、黒色顔料等の着色顔料を添加してフィルム状に成型してもよく、また、連続層の表面に、着色インキ層を形成してもよい。更に、クラフト紙、遮光紙などを接着して、遮光してもよい。これらの中でも、酸素透過性に対する影響の観点から、熱可塑性樹脂に着色顔料を添加してから、フィルム状に成型することが好ましい。
着色顔料としては、遮光性の観点から黒色顔料であることが好ましく、カーボンブラック類、黒色有機顔料、酸化鉄系黒色顔料、チタン系黒色顔料、黒色無機顔料、ペリレン系黒色顔料、アゾ系顔料、基体表面に鉱物黒色コーティングを施した被覆粒子、及びこれらの混合物が例示され、例えば、特開2009−019204号公報の段落0029〜0032に記載されている顔料が例示される。
着色顔料を熱可塑性樹脂に配合するためには、高濃度の着色剤を含有する公知のマスターバッチ(カラーマスターバッチ)を適宜採用することができる。
本発明において、前記連続層ではない層を総称して非連続層と呼ぶ。具体的には、層の表面を走査顕微鏡で測定した際に、層を貫通する孔(穴)が2個以上存在することを指す。ここで、層を貫通する孔が存在するとは、層上に断面積が10,000nm2(例えば、100nm×100nm)を超える孔が2個以上存在することを指す。より具体的には、10mm×10mmの層の表面をSEMにて測定した際に、断面積が10,000nm2を超える孔であって、層を貫通する孔が2個以上存在することを指す。1mm×1mmの任意の範囲の層の表面をSEMにて測定した際に、断面積10,000nm2を超える孔であって、層を貫通する孔が2個以上存在することが好ましく、断面積1μm2以上の孔が2個以上存在することがより好ましい。孔のサイズとしては、100μm2以上が好ましい。
非連続層としては、多孔質体、メッシュ、不織布等が例示される。非連続層は、貫通孔を有していることが好ましく、メッシュであることが特に好ましい。本発明において、メッシュとは、網目構造を有する層のことを表す。なお、前記網目構造は、同一の素材で形成されていても、異なる素材で形成されていてもよいが、同一の素材で形成されていることが好ましい。
なお、非連続層は、気体の透過性が極めて高く、酸素透過性に優れる。
メッシュ(の密度)、線径及び目開きが上記範囲内であると、機械的強度及び加工性に優れるので好ましい。
なお、1インチ=25.4mmである。
非連続層の厚みが上記範囲内であると、機械的強度及び加工容易性の観点で好ましい。
金属材料としては、ステンレス、ニッケル、チタン、亜鉛、アルミ、銅、合金(真鍮、モネル、青銅、燐青銅等)、タンタル、モリブデン、白金、金、銀等が例示される。
樹脂材料としては、熱可塑性樹脂が好ましく、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル、ポリオレフィン(ポリプロピレン、ポリエチレン等)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、塩化ビニリデン、ポリアリレート系ポリマー等が例示される。
これらの中でも、強度及び入手容易性の観点から、ナイロン及びポリエステルが好ましく、ナイロンが特に好ましい。
なお、収容体としての好ましい態様は、好ましい態様の単層の積み重ねのみで規定されるものではないことは明確である。すなわち、ある単層が好ましい範囲を外れていたとしても、他の層がそれを補うように設計することは十分に可能である。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、本発明の収容体に充填される。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、放射線の照射により硬化可能である。
本発明でいう「放射線」とは、その照射によりラジカル重合性組成物中において開始種(ラジカル)を発生させうるエネルギーを付与することができる活性放射線であれば、特に制限はなく、広くα線、γ線、X線、紫外線(UV)、可視光線、電子線などを包含するものであるが、中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点から紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。従って、本発明において、ラジカル重合性組成物としては、放射線として、紫外線を照射することにより硬化可能なラジカル重合性組成物が好ましい。
以下、本発明の収容体が特に好適に使用されるラジカル重合性組成物、中でも、ラジカル重合性インクジェットインク組成物について詳述する。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、ラジカル重合性化合物を含有し、用いることができるラジカル重合性化合物としては、本発明の趣旨を逸脱しない限り特に制限はなく、公知のラジカル重合性化合物を用いることができる。
ラジカル重合性化合物としては、例えば、特開平7−159983号、特公平7−31399号、特開平8−224982号、特開平10−863号、特開平9−80675号等の各公報に記載されている光重合性組成物を用いた光硬化型材料が知られている。
本発明に用いることができるラジカル重合性化合物としては、ビニル化合物、(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリルアミド化合物よりなる群から選択されたエチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性モノマーを好ましく例示できる。なお、ビニル化合物としては、N−ビニル化合物及びビニルエーテル化合物が例示され、N−ビニル化合物としてはN−ビニルラクタム類が好ましい。
以下、それぞれについて説明する。
本発明のラジカル重合性組成物は、硬化性の観点から(メタ)アクリレートモノマーを含有することが好ましい。
(メタ)アクリレートモノマーは、分子量が1,000以下の低分子であることが好ましく、分子量200〜750であることが好ましい。
(メタ)アクリレートモノマーは、メタクリレートモノマー及び/又はアクリレートモノマーを意味し、アクリレートモノマーであることがより好ましい。
(メタ)アクリレートモノマーは、多官能(メタ)アクリレートモノマー及び単官能(メタ)アクリレートモノマーのいずれでもよく、特に限定されない。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、単官能(メタ)アクリレートモノマーを含有することが好ましい。例えば、単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、特開2009−221414号公報に記載のラジカル重合性モノマー、特開2009−209289号公報に記載の重合性化合物、特開2009−191183号公報に記載のエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
中でも、イソボロニル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレートが好ましく、イソボロニルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレートが特に好ましい。
式(2)におけるXとしては、アルキレン基、又は、1以上のアルキレン基とエーテル結合、エステル結合、ウレタン結合及びウレア結合よりなる群から選ばれた1以上の結合とを組み合わせた基が好ましく例示でき、アルキレン基、アルキレンオキシ基、又はポリアルキレンオキシ基がより好ましく例示できる。
前記アルキレン基、アルキレンオキシ基、又はポリアルキレンオキシ基は、炭素数2〜10であることが好ましく、炭素数2〜4であることがより好ましく、炭素数2であることが特に好ましい。また、前記アルキレン基、アルキレンオキシ基、又はポリアルキレンオキシ基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基等が例示できる。
これらの中でも、式(2)で表される化合物としては、フェノキシエチル(メタ)アクリレートが好ましく、フェノキシエチルアクリレートが特に好ましい。
前記式(2)で表される化合物以外の芳香族基を有する単官能(メタ)アクリレート化合物としては、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、2−α−ナフチルオキシエチル(メタ)アクリレート、2−β−ナフチルオキシエチル(メタ)アクリレート、2−アントリル(メタ)アクリレート、9−アントリル(メタ)アクリレート、1−フェナントリル(メタ)アクリレート、2−フェナントリル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性クレゾール(メタ)アクリレート(以下、「エチレンオキサイド」を「EO」ともいう。)、p−ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、p−ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、p−クミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−フリル(メタ)アクリレート、2−フルフリル(メタ)アクリレート、2−チエニル(メタ)アクリレート、2−テニル(メタ)アクリレート、1−ピロリル(メタ)アクリレート、2−ピリジル(メタ)アクリレート、2−キノリル(メタ)アクリレートが例示される。
前記式(1)のXにおける二価の連結基としては、本発明の効果を大きく損なうものでない限り特に制限はないが、二価の炭化水素基、又は、炭化水素基と、エステル結合、ウレタン結合、ウレア結合、エーテル結合及びアミド結合よりなる群から選ばれた少なくとも1つの結合とを組み合わせた二価の連結基であることがより好ましい。
Xは、二価の炭化水素基であることが好ましい。二価の炭化水素基としては、炭素数1〜20の二価の炭化水素基がより好ましく、炭素数1〜5の二価の炭化水素基が更に好ましく、炭化水素基の中でもアルキレン基が好ましく、炭素数1すなわちメチレン基が特に好ましい。
また、Xが、炭化水素基と、エステル結合、ウレタン結合、ウレア結合、エーテル結合及びアミド結合よりなる群から選ばれた少なくとも1つの結合とを組み合わせた二価の連結基である場合、炭化水素基としては炭素数1〜5のアルキレン基が好ましい。1つ以上のアルキレン基と、エステル結合(−COO−又は−OCO−)、ウレタン結合(−NRCOO−又は−OCONR−(Rは、水素原子又はアルキル基を表す。))、ウレア結合(−NRCONR’−(R、R’は、水素原子又はアルキル基を表す。))、エーテル結合(−O−)及びアミド結合(−NRCO−又は−CONR−(Rは、水素原子又はアルキル基を表す。))よりなる群から選ばれた少なくとも1つの結合とを組み合わせた二価の連結基が好ましい。これらの中でも、1つ以上のアルキレン基と1つ以上のエーテル結合とを組み合わせた二価の連結基がより好ましい。
アルキレン基とエーテル結合とを組み合わせた二価の連結基としては、*−(アルキレン基)−O−**又は*−(アルキレン基)−O−(アルキレン基)−**が好ましい(*はXと(メタ)アクリルオキシ基の−O−との結合部、**はXと4級炭素原子との結合部を示す。)。
上記のアルキレン基とエーテル結合とを組み合わせた二価の連結基としては、−(アルキレン基)−O−部分を複数個有する、ポリ(アルキレンオキシ)基、又は、ポリ(アルキレンオキシ)アルキル基であることが好ましく、この場合の連結基の総炭素数は、1〜60であることが好ましく、1〜20であることがより好ましい。
式(1)で表される化合物は、ラジカル重合性組成物が着色インク組成物である場合に好ましく使用される。
ラジカル重合性組成物がインク組成物の場合、インク組成物全量に対して、単官能(メタ)アクリレートモノマーを8〜40質量%含有することが好ましく、10〜36質量%含有することがより好ましい。
本発明に使用するラジカル重合性組成物は、重合性化合物として、多官能(メタ)アクリレートモノマーを含有することが好ましい。
本発明に用いることができる多官能(メタ)アクリレートモノマーは、アクリルオキシ基及びメタクリルオキシ基よりなる群から選択される基を2つ以上有する多官能モノマーである。多官能(メタ)アクリレートモノマーを含有することで、硬化性に優れ、高い硬化膜強度を有するラジカル重合性組成物が得られる。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、(メタ)アクリレートモノマーとして、多官能アクリレートモノマーを含有することが特に好ましい。
挙げられる。
アルキレンオキシド基を有する多官能(メタ)アクリレートの具体例には、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートが含まれる。
本発明において、ラジカル重合性化合物として、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和結合を有する、多官能ラジカル重合性化合物を含有することが好ましい。多官能ラジカル重合性化合物は、多官能(メタ)アクリレートモノマーであることが好ましい。
多官能ラジカル重合性化合物の含有量は、ラジカル重合性組成物全体の3〜80質量%であることが好ましく、4〜75質量%であることがより好ましく、5〜70質量%であることが更に好ましい。多官能ラジカル重合性化合物の含有量が上記範囲内であると、硬化性に優れるので好ましい。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、ラジカル重合性化合物としてN−ビニルラクタム類を含有することが好ましい。
本発明に用いることができるN−ビニルラクタム類の好ましい例として、下記式(A-1)で表される化合物が挙げられる。
また、上記N−ビニルラクタム類は、ラクタム環上にアルキル基、アリール基等の置換基を有していてもよく、飽和又は不飽和環構造を連結していてもよい。
また、N−ビニルラクタム類は比較的融点が高い化合物である。N−ビニルラクタム類が70質量%以下の含有率であると、0℃以下の低温下でも良好な溶解性を示し、ラジカル重合性組成物の取り扱い可能温度範囲が広くなり好ましい。
上記N−ビニルラクタム類はラジカル重合性組成物中に1種のみ含有されていてもよく、複数種含有されていてもよい。
更に、ラジカル重合性化合物として、ビニルエーテル化合物を用いることも好ましい。好適に用いられるビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ヒドロキシエチルモノビニルエーテル、ヒドロキシノニルモノビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−O−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性、密着性、表面硬度の観点から、ジビニルエーテル化合物、トリビニルエーテル化合物が好ましく、特に、ジビニルエーテル化合物が好ましい。ビニルエーテル化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
本発明において、ジビニルエーテル化合物のインク組成物全量に対する含有量は、0〜10質量%であることが好ましく、0〜5質量%であることが更に好ましい。
本発明で使用されるラジカル重合性組成物は、ラジカル重合性化合物として、(メタ)アクリルアミド化合物を含有してもよい。(メタ)アクリルアミド化合物を含有することにより、高温下での画像の延伸性及び基材への密着性が向上する。
(メタ)アクリルアミド化合物は、以下の式(a−2−1)で表される化合物であることが好ましい。
本発明において、(メタ)アクリルアミド化合物のラジカル重合性組成物全体に対する含有量は、0〜100質量%であることが好ましく、5〜50質量%であることがより好ましく、5〜20質量%であることが更に好ましい。
(メタ)アクリルアミド化合物の含有量が上記範囲内であると、高温下での画像の延伸性及び密着性に優れるので好ましい。
本発明においては、オリゴマーや、ポリマーを併せて使用することができる。ここでオリゴマーとは分子量(分子量分布を有するものに関しては、重量平均分子量)が2,000以上の化合物を意味し、ポリマーとは、分子量(分子量分布を有するものに関しては、重量平均分子量)が10,000以上の化合物を意味する。該オリゴマー、ポリマーはラジカル重合性基を有していてもよく、有していなくてもよい。該オリゴマー、ポリマー1分子中に有するラジカル重合性基が4以下(分子量分布を有する化合物に関しては、含まれる分子全体の平均で4以下)であると、柔軟性に優れたラジカル重合性組成物が得られるので好ましい。オリゴマーやポリマーは、インクをジェッティング(吐出)に最適な粘度に調整するという意味でも好適に使用できる。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、単官能ラジカル重合性モノマーを、ラジカル重合性組成物全体の5〜100質量%含有することが好ましく、15〜95質量%含有することがより好ましく、25〜85質量%含有することが更に好ましい。
単官能ラジカル重合性モノマーの含有量が上記範囲内であると、柔軟性のある硬化膜が得られるので好ましい。
また、単官能ラジカル重合性モノマーとして、前記式(2)で表されるフェニル基を有する化合物、N−ビニル化合物、前記式(1)で表される化合物、その他の単官能(メタ)アクリレート化合物、単官能(メタ)アクリルアミド化合物が好ましく例示される。
これらの中でも、単官能ラジカル重合性モノマーが、N−ビニル化合物、前記式(2)で表される化合物、前記式(1)で表される化合物、イソボロニルアクリレート、N−イソプロピルアクリルアミド、エトキシエトキシエチルアクリレートよりなる群から選択されることが特に好ましい。また、前記式(2)で表される化合物がフェノキシエチルアクリレートであることが好ましく、前記式(1)で表される化合物がサイクリックトリメチロールプロパンフォルマルアクリレートであることが好ましい。
また、単官能ラジカル重合性モノマーとして、前記式(2)で表されるフェニル基を有する化合物、N−ビニル化合物、及び、前記式(1)で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含有することが好ましく、N−ビニル化合物及び前記式(1)で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含有することがより好ましく、少なくともN−ビニル化合物及び式(1)で表される化合物を含有することが更に好ましい。
本発明において、ラジカル重合性組成物がインクジェット記録用インク組成物である場合、特に、N−ビニル化合物、前記式(2)で表される化合物、前記式(1)で表される化合物は、ラジカル重合性化合物として好適に使用される。特に、N−ビニル化合物を含有することにより、インク組成物は、基材との密着性や硬化性に優れるので好ましい。一方、本発明者等の検討によれば、N−ビニル化合物は、低酸素下では暗重合が進行しやすい。従って、本発明の収容体には、N−ビニル化合物を含有するラジカル重合性組成物、特に、N−ビニル化合物を含有するインクジェット記録用インク組成物を収容するのに好適である。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、重合開始剤を含有することが好ましい。特に、ラジカル重合性組成物がインク組成物である場合には、紫外線硬化性を付与する観点から、重合開始剤を含有することが好ましい。重合開始剤としてはラジカル重合開始剤が好ましい。また、ラジカル重合開始剤としてアシルホスフィン系重合開始剤(以下、「アシルホスフィン化合物」ともいう。)を含有することが好ましい。また、その他の重合開始剤を含有してもよい。
本発明において、ラジカル重合性組成物は、重合開始剤として、アシルホスフィン系重合開始剤(アシルホスフィン化合物)を含有することが好ましい。アシルホスフィン系重合開始剤を含有することにより硬化性に優れるので好ましい。
アシルホスフィン系重合開始剤としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができるが、特開2009−96985号公報の段落0080〜0098に記載のアシルホスフィンオキサイド化合物が好ましく挙げられ、中でも、化合物の構造中に式(c−1)又は式(c−2)で表される構造を有するものが好ましい。
中でも、式(c−3)で表されるモノアシルホスフィンオキサイド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド(DAROCUR TPO:BASFジャパン(株)製、LUCIRIN TPO:BASF社製)が好ましい。
中でも、式(c−4)で表されるビスアシルホスフィンオキサイド化合物としては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(IRGACURE 819、BASFジャパン製)が好ましい。
その他の重合開始剤としては、例えば、α−アミノアルキルフェノン化合物、芳香族ケトン類、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、及び、炭素ハロゲン結合を有する化合物等が挙げられる。
前記他の重合開始剤としては、アシルホスフィン系重合開始剤以外の公知の重合開始剤、好ましくはラジカル重合開始剤を用いることができ、例えば、特開2009−185186号公報の段落0090〜0116に記載されているものが挙げられる。
また、その他の重合開始剤として、チオキサントン化合物やチオクロマノン化合物を使用してもよく、特開2010−126644号公報の段落0064〜0068に記載されている化合物が例示できる。
本発明のラジカル重合性組成物は、他の重合開始剤として、公知の増感剤を用いることもできる。
増感剤としては、例えば、多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、2−エチル−9,10−ジメトキシアントラセン等)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル等)、シアニン類(例えば、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン等)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン等)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー等)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン等)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン等)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム等)、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン等)等が挙げられる。
また、増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明において、ラジカル重合性組成物がインク組成物である場合、形成された画像部の視認性を向上するため、或いは、ラジカル重合性組成物を用いて着色画像を形成しようとするときは、着色剤を含有することが好ましい。
本発明に使用できる顔料としては、特に限定されるわけではないが、例えばカラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。
赤又はマゼンタ顔料としては、Pigment Red 3,5,19,22,31,38,42,43,48:1,48:2,48:3,48:4,48:5,49:1,53:1,57:1,57:2,58:4,63:1,81,81:1,81:2,81:3,81:4,88,104,108,112,122,123,144,146,149,166,168,169,170,177,178,179,184,185,208,216,226,257、Pigment Violet 3,19,23,29,30,37,50,88、Pigment Orange 13,16,20,36、
青又はシアン顔料としては、Pigment Blue 1,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,17−1,22,27,28,29,36,60、
緑顔料としては、Pigment Green 7,26,36,50、
黄顔料としては、Pigment Yellow 1,3,12,13,14,17,34,35,37,55,74,81,83,93,94,95,97,108,109,110,120,137,138,139,153,154,155,157,166,167,168,180,185,193、
黒顔料としては、Pigment Black 7,28,26、
白色顔料としては、Pigment White 6,18,21
などが目的に応じて使用できる。
本発明において、溶剤が硬化画像に残留する場合の耐溶剤性の劣化並びに残留する溶剤のVOC(Volatile Organic Compound:揮発性有機化合物)の問題を避けるためにも、着色剤は、ラジカル重合性化合物のような分散媒体に予め添加して、配合することが好ましい。なお、分散適性の観点のみを考慮した場合、着色剤の添加に使用する重合性化合物は、粘度の低いモノマーを選択することが好ましい。
本発明において、着色剤としては、フタロシアニン顔料が特に好適である。詳細な機構は不明であるが、本発明者等は、フタロシアニン顔料を含有するラジカル重合性組成物は、暗反応が生じやすく、保存安定性に劣ることを見出した。本発明の収容体は、内部に内包されるラジカル重合性組成物の溶存酸素濃度(残存酸素濃度)を維持することができ、その結果暗反応の進行が抑制されるので、特にフタロシアニン顔料を含有するラジカル重合性組成物を収容した場合に、顕著な効果が得られる。
本発明において、ラジカル重合性組成物中における着色剤の含有量は、色、及び使用目的により適宜選択されるが、ラジカル重合性組成物全体の質量に対し、0.01〜30質量%であることが好ましい。
着色剤の分散を行う際に分散剤を添加することが好ましい。分散剤としては、その種類に特に制限はないが、好ましくは高分子分散剤を用いることが好ましい。なお、本発明における「高分子分散剤」とは、質量平均分子量が1,000以上の分散剤を意味する。
高分子分散剤としては、DisperBYK−101、DisperBYK−102、DisperBYK−103、DisperBYK−106、DisperBYK−111、DisperBYK−161、DisperBYK−162、DisperBYK−163、DisperBYK−164、DisperBYK−166、DisperBYK−167、DisperBYK−168、DisperBYK−170、DisperBYK−171、DisperBYK−174、DisperBYK−182(以上BYKケミー社製)、EFKA4010、EFKA4046、EFKA4080、EFKA5010、EFKA5207、EFKA5244、EFKA6745、EFKA6750、EFKA7414、EFKA7462、EFKA7500、EFKA7570、EFKA7575、EFKA7580(以上エフカアディティブ社製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ製)等の高分子分散剤;ソルスパース(Solsperse)3000,5000,9000,12000,13240,13940,17000,24000,26000,28000,32000,36000,39000,41000,71000などの各種ソルスパース分散剤、(アビシア社製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化(株)製)及びイソネットS−20(三洋化成(株)製)楠本化成社製「ディスパロン KS−860,873SN,874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)」が挙げられる。
また、フタロシアニン誘導体(商品名:EFKA−745(エフカ社製))、ソルスパース5000,12000、ソルスパース22000(アビシア社製)等の顔料誘導体もあわせて使用することができる。
本発明において、ラジカル重合性組成物中における分散剤の含有量は、使用目的により適宜選択されるが、ラジカル重合性組成物全体の質量に対し、0.01〜5質量%であることが好ましい。
本発明において、ラジカル重合性組成物には、長時間安定した吐出性を付与するため、界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。また、前記界面活性剤として有機フルオロ化合物やポリシロキサン化合物を用いてもよい。前記有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。前記有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57−9053号(第8〜17欄)、特開昭62−135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。前記ポリシロキサン化合物としては、ジメチルポリシロキサンのメチル基の一部に有機基を導入した変性ポリシロキサン化合物であることが好ましい。変性の例として、ポリエーテル変性、メチルスチレン変性、アルコール変性、アルキル変性、アラルキル変性、脂肪酸エステル変性、エポキシ変性、アミン変性、アミノ変性、メルカプト変性などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらの変性の方法は組み合わせて用いられてもかまわない。また、中でもポリエーテル変性ポリシロキサン化合物がインクジェットにおける吐出安定性改良の観点で好ましい。ポリエーテル変性ポリシロキサン化合物の例としては、例えば、SILWET L−7604、SILWET L−7607N、SILWET FZ−2104、SILWET FZ−2161(日本ユニカー(株)製)、BYK−306、BYK−307、BYK−331、BYK−333、BYK−347、BYK−348等(ビックケミー・ジャパン(株)製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−6191、X−22−4515、KF−6011、KF−6012、KF−6015、KF−6017(信越化学工業(株)製)が挙げられる。
本発明において、ラジカル重合性組成物中における界面活性剤の含有量は使用目的により適宜選択されるが、一般的には、ラジカル重合性組成物全体の質量に対し、0.0001〜1質量%であることが好ましい。また、これらの界面活性剤は単独で含有しても、2種類以上のポリシロキサン化合物を併用して含有してもよい。
また、本発明のラジカル重合性組成物は、保存性、及び、ヘッド詰まりの抑制という観点から、重合禁止剤を含有することが好ましい。
重合禁止剤の含有量は、ラジカル重合性組成物の全質量に対し、200〜20,000ppmであることが好ましい。
重合禁止剤としては、ニトロソ系重合禁止剤や、ヒンダードアミン系重合禁止剤、ハイドロキノン、ベンゾキノン、p−メトキシフェノール、TEMPO、TEMPOL、クペロンAl等が挙げられる。これらの中でも、TEMPO系重合禁止剤が好ましく、4−ヒドロキシTEMPOが特に好適である。重合禁止剤として前記化合物を使用すると、少ない酸素下でも比較的暗重合が抑制できるので、好ましい。
本発明において、ラジカル重合性組成物には、必要に応じて、前記成分以外の他の成分を添加することができる。
その他の成分としては、例えば、増感色素、共増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、高分子化合物、塩基性化合物等が挙げられる。
共増感剤に関しては、特開2012−072271号公報の段落0117〜0119が参照される。また、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、高分子化合物、塩基性化合物及びその他の添加剤に関しては、特開2012−072271号公報の段落0121〜0128が参照される。
本発明においては、ラジカル重合性組成物がインク組成物である場合には、吐出性を考慮し、25℃におけるラジカル重合性組成物(インク組成物)の粘度が、40mPa・s以下であることが好ましい。より好ましくは5〜40mPa・s、更に好ましくは、7〜30mPa・sである。また吐出温度(好ましくは25〜80℃、より好ましくは25〜50℃)における粘度が、3〜15mPa・sであることが好ましく、より好ましくは3〜13mPa・sである。本発明においてラジカル重合性組成物は、粘度が上記範囲になるように適宜組成比を調整することが好ましい。室温での粘度を高く設定することにより、多孔質な被記録媒体を用いた場合でも、被記録媒体中へのインク浸透を回避し、未硬化モノマーの低減が可能となる。更にインク液滴着弾時のインクの滲みを抑えることができ、その結果として画質が改善されるので好ましい。
本発明において、ラジカル重合性組成物はインク組成物であることが好ましく、インクジェット記録用インク組成物であることが特に好ましい。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明の収容体に収容されたラジカル重合性組成物(インク組成物)をインクジェット記録用として被記録媒体(支持体、記録材料等)上に吐出し、被記録媒体上に吐出されたラジカル重合性組成物(インク組成物)に活性放射線を照射し、インクを硬化して画像を形成する方法である。
本発明のインクジェット記録方法は、上記(a1)及び(b1)工程を含むことにより、被記録媒体上において硬化したインク組成物により画像が形成される。
本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置としては、特に制限はなく、目的とする解像度を達成しうる公知のインクジェット記録装置を任意に選択して使用することができる。すなわち、市販品を含む公知のインクジェット記録装置であれば、いずれも、本発明のインクジェット記録方法の(a1)工程における被記録媒体へのインクの吐出を実施することができる。
本発明で用いることのできるインクジェット記録装置としては、例えば、インク供給系、温度センサー、活性放射線源を含む装置が挙げられる。
インク供給系は、例えば、インク組成物をその内部に含むインクカートリッジ、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドからなる。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、好ましくは1〜100pl、より好ましくは8〜30plのマルチサイズドットを、好ましくは320×320〜4,000×4,000dpi、より好ましくは400×400〜1,600×1,600dpi、更に好ましくは720×720dpiの解像度で吐出できるよう駆動することができる。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
本発明で使用するインク組成物のような放射線硬化型インク組成物は、概して通常インクジェット記録用インクで使用される水性インクより粘度が高いため、吐出時の温度変動による粘度変動が大きい。インクの粘度変動は、液滴サイズの変化及び液滴吐出速度の変化に対して大きな影響を与え、ひいては画質劣化を引き起こす。従って、吐出時のインクの温度はできるだけ一定に保つことが必要である。よって、本発明において、インクの温度の制御幅は、好ましくは設定温度の±5℃、より好ましくは設定温度の±2℃、更に好ましくは設定温度±1℃とすることが適当である。
被記録媒体上に吐出されたラジカル重合性組成物(インク組成物)は、活性放射線を照射することによって硬化する。これは、インク組成物に含まれる重合開始剤が活性放射線の照射により分解して、ラジカル、酸、塩基などの開始種を発生し、その開始種の機能にラジカル重合性化合物の重合反応が、生起、促進されるためである。このとき、インク組成物において重合開始剤と共に増感色素が存在すると、系中の増感色素が活性放射線を吸収して励起状態となり、重合開始剤と接触することによって重合開始剤の分解を促進させ、より高感度の硬化反応を達成させることができる。
また、発光ダイオード(LED)及びレーザーダイオード(LD)を活性放射線源として用いることが可能である。特に、紫外線源を要する場合、紫外LED及び紫外LDを使用することができる。例えば、日亜化学(株)は、主放出スペクトルが365nmと420nmとの間の波長を有する紫色LEDを上市している。更に一層短い波長が必要とされる場合、米国特許番号第6,084,250号明細書は、300nmと370nmとの間に中心付けされた活性放射線を放出し得るLEDを開示している。また、他の紫外LEDも、入手可能であり、異なる紫外線帯域の放射を照射することができる。本発明で特に好ましい活性放射線源は、UV−LEDであり、特に好ましくは、350〜420nmにピーク波長を有するUV−LEDである。
なお、LEDの被記録媒体上での最高放射照度は10〜2,000mW/cm2であることが好ましく、20〜1,000mW/cm2であることがより好ましく、特に好ましくは50〜800mW/cm2である。
活性放射線の照射条件並びに基本的な照射方法は、特開昭60−132767号公報に開示されている。具体的には、インクの吐出装置を含むヘッドユニットの両側に光源を設け、いわゆるシャトル方式でヘッドユニットと光源を走査することによって行われる。活性放射線の照射は、インク着弾後、一定時間(好ましくは0.01〜0.5秒、より好ましくは0.01〜0.3秒、更に好ましくは0.01〜0.15秒)をおいて行われることになる。このようにインク着弾から照射までの時間を極短時間に制御することにより、被記録媒体に着弾したインクが硬化前に滲むことを防止するこが可能となる。また、多孔質な被記録媒体に対しても光源の届かない深部までインクが浸透する前に露光することができるため、未反応モノマーの残留を抑えることができるので好ましい。
更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させてもよい。WO99/54415号パンフレットでは、照射方法として、光ファイバーを用いた方法やコリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へUV光を照射する方法が開示されており、このような硬化方法もまた、本発明のインクジェット記録方法に適用することができる。
このようにして、本発明インク組成物は、活性放射線の照射により高感度で硬化することで、被記録媒体表面に画像を形成することができる。
なお、以下の記載における「部」及び「%」は、特に断りのない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を示すものとする。
(着色剤)
・IRGALITE BLUE GLVO(シアン顔料、BASFジャパン製)
・CINQUASIA MAGENTA RT−335 D(マゼンタ顔料、BASFジャパン製)
・INK JET YELLOW 4GC PY155(イエロー顔料、クラリアント製)
・SPECIAL BLACK 250(ブラック顔料、BASFジャパン製)
・KRONOS2300(ホワイト顔料、KRONOS社製)
・NPGPODA(プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート、SR9003:Sartomer社製)
・NVC(N−ビニルカプロラクタム、Aldrich社製)
・PEA(フェノキシエチルアクリレート、NKエステルAMP−10G:新中村化学(株)製)
・EOTMPTA(エトキシ化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート、SR454:Sartomer社製)
・CTFA(サイクリックトリメチロールプロパンフォルマルアクリレート、SR531:Sartomer社製)
・N−イソプロピルアクリルアミド(東京化成工業(株)製)
・2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、東京化成工業(株)製
・IBOA(イソボルニルアクリレート、SR506:Sartomer社製)
・DPGDA(ジプロピレングリコールジアクリレート、SR508:Sartomer社製)
・SR−833(トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、SR833:Sartomer社製)
・TMPTA(トリメチロールプロパントリアクリレート、SR351S:Sartomer社製)
・Irg. 819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、IRGACURE 819:BASF社製)
・TPO(2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、Darocur TPO:BASFジャパン(株)製)
・ITX(イソプロピルチオキサントン、SPEEDCURE ITX:LAMBSON社製)
・HO−TEMPO(重合禁止剤、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル フリーラジカル、東京化成工業(株)製)
・Solsperse32000(分散剤、Noveon社製)
表2に記載の各成分を混合して、ラジカル重合性組成物1〜3を調製した。なお、HEIDON社製スリーワンモータBLh3000(750rpm)を使用して、30〜40℃で1時間混合を行った。なお、表中の数値は各成分の配合量(質量%)を表し、表中の「−」は、当該成分を含有していないことを意味する。
<シアンミルベースAの調製>
IRGALITE BLUE GLVOを300質量部と、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGPODA)を500質量部と、Solsperse32000を100質量部とを撹拌混合し、シアンミルベースAを得た。なお、シアンミルベースAの調製は分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで4時間分散を行った。
INK JET YELLOW 4GCPY155を220質量部と、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGPODA)を370質量部と、Solsperse32000を270質量部とを撹拌混合し、イエローミルベースBを得た。なお、イエローミルベースBの調製は分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで10時間分散を行った。
CINQUASIA MAGENTA RT−335 Dを245質量部と、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGPODA)を480質量部と、Solsperse32000を85質量部とを撹拌混合し、マゼンタミルベースCを得た。なお、マゼンタミルベースCの調製は分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで10時間分散を行った。
SPECIAL BLACK 250を320質量部と、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGPODA)を390質量部と、Solsperse32000を80質量部とを撹拌混合し、ブラックミルベースDを得た。なお、ブラックミルベースDの調製は分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで7時間分散を行った。
KRONOS2300を500質量部と、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGPODA)を453質量部と、Solsperse32000を37質量部とを撹拌混合し、ホワイトミルベースEを得た。なお、ホワイトミルベースEの調製は分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで4時間分散を行った。
連続層として使用した熱可塑性樹脂、及び、非連続層について、以下の表に示す。なお、連続層の酸素透過度は、25℃、65RH%、膜厚50μmでの測定結果である。
なお、実施例、参考例及び比較例で使用した遮光層の波長410nmでの透過率は、いずれも5%以下であり、波長400nmでの透過率は1%以下であった。
また、実施例、参考例及び比較例で使用した連続層を、SEM(走査型電子顕微鏡、(株)キーエンス製、VHX−D500/D510)を用いて、10mm×10mmの任意の範囲の表面を測定した結果、断面積が10,000nm2以上の層を貫通する孔は存在せず、ラジカル重合性組成物を内包しても、実質的に透過及び吸収は起こらなかった。
更に、表4に示すように、非連続層は断面積が10,000nm2以上であり、層を貫通する孔を有するものである。
なお、参考例49及び参考例104では、第2層の非連続層として、金属メッシュであるステンレスメッシュを使用した。ステンレスメッシュは融着できないため、ステンレスメッシュに接着剤を塗布して、連続層と固着させた。
<連続吐出性>
インクジェットプリントヘッドCA3(東芝テック(株)製)を搭載した(株)ミマキエンジニアリング製JetLyzerを吐出電圧22V、吐出ドロップ数7ドロップに設定し、パック中で室温1ヶ月間経時させた組成物を45℃にて60分間連続吐出して、下記の基準で評価した。なお、C以上であれば実用上問題がない。
A:正常に打滴されていた。インクジェット吐出性は極めて良い。
B:わずかにミストの発生が見られた。インクジェット吐出性は良い。
C:ミストの発生が見られた。インクジェット吐出性はやや悪い。
D:全く吐出しなくなった。インクジェット吐出性は悪い。
なお、ラジカル重合性組成物1〜3はインクジェット記録用インク組成物としての吐出が困難であり、評価を行わなかった。
パック中で45℃1ヶ月経時させた組成物の粘度上昇率を計測した。上昇率が小さいものほど保存安定性は良好であり、概ね20%以下であれば実用上の問題を生じない。
上昇率(%)=(保管後の粘度−保管前の粘度)/保管前の粘度×100
UV硬化型インクジェットプリンター Acuity Advance(富士フイルム(株)製)を用い、インクジェット画像を印刷した。
コート紙(王子製紙(株)製)上に、解像度600×450dpi、サイズ2m×1mで、100%ベタ画像の印刷を行った。ランプはIntegration Technology社製SUB ZERO 085 H bulbランプユニットを装着し、前後のランプ強度をレベル5に設定した。
印字中、路面放射照度を測定したところ、960mW/cm2であった。また、吐出から露光までの時間は、0.2〜0.3秒であった。また、1ドロップあたりの吐出量は、6〜42pLの範囲で行った。
上記インクジェット記録方法にて得られた画像を触診により、画像のべとつきの程度を以下の基準で評価した。
A:画像にべとつきなし。
B:画像がややべとついているが、未硬化のインク組成物又は硬化膜は手に転写しない。
C:画像がべとついており、未硬化のインク組成物又は硬化膜の一部が手に転写した。
なお、ラジカル重合性組成物1〜3はインクジェット記録用インク組成物としての吐出が困難であり、評価を行わなかった。
空気が入らないように組成物を収容した100mm*300mmのパックに、1kgの荷重を乗せ300kmを運搬し傷つきや液漏れの有無を確認した。なお、C以上であれば実用上問題がない。
A:全く傷つかない
B:表面に傷がつくが問題ない
C:積層間にはがれが生じるが液漏れはない
D:液漏れ発生
パック中で45℃1ヶ月経時させた組成物中の酸素濃度を測定した。GL Science社製ガスクロマトグラフィーGL−3200、カラム充填剤Molecular Sieve−5A 60/80、ヘリウムガスキャリアー、熱伝導度型検出器を用いて、組成物中の溶存酸素濃度を測定した。経時前初期値は25mg/Lであった。
パック表面に製造情報を記したラベルを貼り付けた際のラベルはがれにくさを、強度評価運搬時に評価した。
A:はがれない
D:はがれる
131 ケース上蓋
132 ケース本体
133 収容体(パック)
134 供給部
135 前端溶着部
136 後端溶着部
137 上面
138 底面
139 側面溶着部
140 切り欠き部
10、20 熱可塑性樹脂製連続層
15 非連続層
30、32、34 熱可塑性樹脂製連続層
31、33 非連続層
Claims (21)
- ラジカル重合性組成物を収容し、
熱可塑性樹脂製連続層及び非連続層からなる、3層以上の積層構造を有し、
前記非連続層が前記ラジカル重合性組成物と非接触であり、
前記非連続層が、2層の熱可塑性樹脂製連続層の間に存在しており、
前記非連続層が、ナイロン又はポリエステル製の層であり、
前記熱可塑性樹脂製連続層の少なくとも1層が遮光性層であることを特徴とする
収容体。 - 前記非連続層が4〜700メッシュ(本/インチ、なお、1インチ=25.4mmである。)、線径が30〜1,000μm、及び、目開きが1〜5,000μmの網目状である、請求項1に記載の収容体。
- 前記熱可塑性樹脂製連続層が、ポリアミドフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリテトラフロロエチレンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリ−4−メチルペンテンフィルム、アイオノマーフィルム、ABS樹脂フィルム、ポリスルホンフィルム、三酢酸セルロースフィルム、エチルセルロースフィルム、酢酸ブチルセルロースフィルム、ポリジメチルシロキサンフィルム、ポリエステルフィルム、エチレン−酢酸ビニルコポリマーフィルム、フッ化ポリオレフィンフィルム、ポリクロロプレンフィルム、ブチルゴムフィルム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーフィルム、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマーフィルム、及び、ブタジエン−スチレンコポリマーフィルムよりなる群から選択される、請求項1又は2に記載の収容体。
- 前記熱可塑性樹脂製連続層の酸素透過度が、25℃において、150ml/(m2・day・気圧)以上である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記積層構造が3〜5層の積層数を有する、請求項1〜4のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記熱可塑性樹脂製連続層が、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブタジエンフィルム、又は、ポリ−4−メチルペンテンフィルムである、請求項1〜5のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記遮光性層がポリオレフィンフィルムである、請求項1〜6のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物が、重合性モノマーとして少なくとも一つのエチレン性不飽和結合を有する化合物を含む、請求項1〜7のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記エチレン性不飽和結合を有する化合物が、(メタ)アクリレート化合物、ビニル化合物、及び、(メタ)アクリルアミド化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1つを含む、請求項8に記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物が重合開始剤を含有する、請求項1〜9のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物がインク組成物である、請求項1〜10のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物がインクジェット記録用インク組成物である、請求項1〜11のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物がフタロシアニン顔料を含有する、請求項1〜12のいずれか1つに記載の収容体。
- 収容体に45℃にて1ヶ月間保存後の前記ラジカル重合性組成物中の残存酸素濃度が0.5mg/L以上である、請求項1〜13のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物が4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン1−オキシル フリーラジカルを含有する、請求項1〜14のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物が単官能ラジカル重合性モノマーを5〜100質量%含有する、請求項1〜15のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物が、フェノキシエチルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、サイクリックトリメチロールプロパンフォルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、N−イソプロピルアクリルアミド、及び、エトキシエトキシエチルアクリレートよりなる群から選択される少なくとも1つの単官能ラジカル重合性モノマーを含有する、請求項1〜16のいずれか1つに記載の収容体。
- 前記ラジカル重合性組成物が多官能モノマーを含有する、請求項1〜17のいずれか1つに記載の収容体。
- 請求項1〜18のいずれか1つに記載の収容体を収容したインクカートリッジ。
- (a1)被記録媒体上に請求項1〜18のいずれか1つに記載の収容体に収容されたラジカル重合性組成物を吐出する工程、及び、
(b1)吐出されたラジカル重合性組成物に活性放射線を照射して、該ラジカル重合性組成物を硬化する工程、を含む
インクジェット記録方法。 - 前記活性放射線が、発光ピーク波長が350〜420nmの範囲にあり、かつ、被記録媒体表面での最高放射照度が10〜2,000mW/cm2となる紫外線を発生する発光ダイオードにより照射される紫外線である、請求項20に記載のインクジェット記録方法。
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