JP7283895B2 - 電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態の電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物(以下、インキ組成物ともいう)は、着色剤と、樹脂エマルジョンと、水溶性光重合性モノマーと、水とを含む。水溶性光重合性モノマーは、アクリルアミド誘導体を含む。アクリルアミド誘導体の含有量は、インキ組成物中、20~55質量%である。樹脂エマルジョンの含有量は、インキ組成物中、固形分換算で1~11質量%である。以下、それぞれについて説明する。
本実施形態のインキ組成物は、着色剤を含むことが好ましい。着色剤を含有させることにより、インキ組成物は、各色のインキ組成物を作製することができる。
樹脂エマルジョンは、得られる印刷物の耐摩擦性を向上させるために好適に含有される。樹脂エマルジョンは特に限定されない。一例を挙げると、樹脂エマルジョンは、アクリル系樹脂エマルジョン、スチレン-アクリル系樹脂エマルジョン、ポリエステル系樹脂エマルジョン、ポリウレタン系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、ポリ塩化ビニル系樹脂エマルジョン、ポリブタジエン系樹脂エマルジョン、ポリエチレン系樹脂エマルジョン等である。樹脂エマルジョンは、併用されてもよい。これらの中でも、得られる印刷物の外観および各種耐性が優れる点において、樹脂エマルジョンは、ポリウレタン系樹脂エマルジョン、アクリル系樹脂エマルジョンであることが好ましい。
Woodの式:1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3+・・・・・+Wx/Tgx
[式中、Tg1~Tgxはアニオン性基含有樹脂を構成する単量体1、2、3・・・xのそれぞれの単独重合体のガラス転移温度、W1~Wxは単量体1、2、3・・・xのそれぞれの重合分率、Tgは理論ガラス転移温度を表す。ただし、woodの式におけるガラス転移温度は絶対温度である。]
水溶性光重合性モノマーは、アクリルアミド誘導体を含む。アクリルアミド誘導体は特に限定されない。一例を挙げると、アクリルアミド誘導体は、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリン等である。アクリルアミド誘導体は、併用されてもよい。
水は、上記した樹脂エマルジョンにおける分散媒や、着色剤等を溶解、分散させるための溶媒として配合される。水は、精製水、イオン交換水等である。
本実施形態のインキ組成物は、適宜、任意成分として、表面調整剤、水溶性有機溶剤、防黴剤、防錆剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、保存性向上剤、消泡剤、保湿剤、pH調整剤等の各種添加剤を含んでもよい。
本実施形態のインキ組成物は、表面調整剤を好適に含む。表面調整剤は特に限定されない。一例を挙げると、表面調整剤は、シリコーン系表面調整剤、フッ素系表面調整剤、アセチレン系表面調整剤等である。アセチレンジオール系表面調整剤は、ダイノール607、ダイノール609、EXP-4001、EXP-4300、オルフィンE1010(日信化学工業(株)製)等である。シリコーン系界面活性剤は、BYK-307、333、347、348、349、345、378、3455(ビックケミー社製)等である。フッ素系界面活性剤は、F-410、444、553(DIC(株)製)、FS-65、34、35、31、30(デュポン社製)等である。
本実施形態のインキ組成物は、保存安定性、吐出安定性、インキの飛翔性等を調整するために水溶性有機溶剤を含有してもよい。水溶性有機溶剤は特に限定されない。一例を挙げると、水溶性有機溶剤は、アルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、ケトン類、エーテル類、エステル類、窒素含有化合物類、アミド類等である。
保存性向上剤は、ヒンダートアミン、紫外線吸収剤、酸化防止剤等である。ヒンダートアミンは、N-CH3タイプ、N-Hタイプ、N-ORタイプ等である。
紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤等である。
酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等である。
消泡剤は、シリコーン系消泡剤、プルロニック系消泡剤等である。
本実施形態のインキ組成物を調製する方法は特に限定されない。一例を挙げると、インキ組成物は、上記した材料をビーズミルや3本ロールミル等で混合して調製することができる。なお、顔料は、顔料、上記顔料分散剤および上記光重合性モノマーを混合することにより、予めコンタベースインキを得て、そこに所望の組成となるよう上記の成分の残余の分を添加して調製してもよい。
次に、本実施形態のインキ組成物を用いて印刷物を製造する方法について説明する。
<樹脂エマルジョン>
ウレタン系樹脂エマルジョン:固形分34%、商品名:R-972、DSM社製
アクリル系樹脂エマルジョン:固形分19.5%、商品名:A-1125、DSM社製
<水溶性光重合性モノマー>
ジメチルアクリルアミド
N-ヒドロキシエチルアクリルアミド
ジエチルアクリルアミド
アクリロイルモルフォリン
PEG(600)ジアクリレート
4-ヒドロキシブチルアクリレート
<その他の添加剤>
アセチレンジオール系表面調整剤:商品名:オルフィンE1010、日信化学工業(株)製
表1に示される処方(質量%)にしたがって、顔料、顔料分散剤、ジメチルアクリルアミド、ウレタン系樹脂エマルジョン、アセチレンジオール系表面調整剤および水を分散・攪拌混合し、実施例1のインキ組成物質量部を得た。
表1に記載の処方に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、インキ組成物を調製した。
実施例1~13および比較例1~5のインキ組成物を用いて、以下の評価方法および評価基準にしたがって、保存安定性、塗膜耐性および吐出安定性を評価した。結果を表1に示す。
インキ組成物をガラス瓶にとり、25℃の粘度(m・Pa)を、粘度計(RE100L型粘度計、東機産業(株)製)を用いて測定した。その後、密栓し60℃、1ヵ月保存し、保存後の粘度(25℃)を粘度計により測定した。保存安定性は、粘度変化率(60℃、(1ヵ月後の粘度-保存前の粘度)/保存前の粘度)で評価した。
[評価基準]
○:粘度変化率が10%未満であった。
△:粘度変化率が10%以上20%未満であった。
×:粘度変化率が20%以上であった。
実施例および比較例で得られた各電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物を、基材(片面にコロナ放電処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム(エステルフィルムE5100(東洋紡(株)製、商品名)、厚さ12μm、以後PETフィルムと記載)に、#4のバーコーターで塗布した。次いで、EB照射装置にて、加速電圧90kV、照射線量30kGy下で硬化させ、硬化膜を形成した。学振型堅牢度試験機((株)大栄科学精器製作所製)を用いて、晒し布で500g×200回塗膜を擦ったときの、PETフィルムからの硬化膜の取られ具合を目視で観察し、以下の基準で評価した。
[評価基準]
○:硬化膜の取られが無かった。
△:硬化膜の表面に傷があった。
×:硬化膜が取られ、基材がみえた。
25℃の雰囲気温度下に、低粘度インキ用のインキジェットノズルを備えたインキジェット記録装置と、実施例および比較例で得られた各電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物とを24時間置き、インキジェット記録装置および各インキ組成物の温度を25℃とした。その後25℃の雰囲気温度下で、各電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物を用いてPETフィルム上に、連続的に印字して、吐出安定性の評価を行い、以下の基準で評価した。
[評価基準]
○:印字の乱れがほとんどなく、安定して吐出できた。
△:多少の印字の乱れがあったが、吐出できた。
×:吐出できなかった。
Claims (2)
- 着色剤と、樹脂エマルジョンと、水溶性光重合性モノマーと、水とを含み、
前記水溶性光重合性モノマーは、アクリルアミド誘導体を含み、
前記アクリルアミド誘導体の含有量は、電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物中、30~55質量%であり、
前記樹脂エマルジョンは、ポリウレタン系樹脂エマルジョンを含み、
前記ポリウレタン系樹脂エマルジョンの含有量は、電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物中、固形分換算1~11質量%である、電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物。 - 前記水の含有量は、電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物中、40~75質量%である、請求項1記載の電子線硬化型水性インキジェットインキ組成物。
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