JP7469394B2 - Energy ray curable ink jet ink composition - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットインク組成物に関し、特にエネルギー線硬化型インクジェットインク組成物に関する。 The present invention relates to an inkjet ink composition, and in particular to an energy beam-curable inkjet ink composition.
インクジェット記録方式は、インクヘッドノズルから液状のインクを吐出し、被記録媒体に記録する方式である。インクジェット記録方式で用いられるインクの一つに、エネルギー線硬化型インクジェットインクが挙げられる。この方式では、インクが吐出された後、エネルギー線(例えば紫外線等)の照射によりインク中の重合性化合物が架橋することで、エネルギー線硬化型インクジェットインクは、硬化し、インク層を形成する。エネルギー線硬化型インクジェットインクは、大別すると、有機溶剤や水を含む溶剤系と、有機溶剤等を実質的に含まない無溶剤系がある。 The inkjet recording method is a method in which liquid ink is ejected from an ink head nozzle and recorded on a recording medium. One type of ink used in the inkjet recording method is energy beam curable inkjet ink. In this method, after the ink is ejected, the polymerizable compound in the ink is crosslinked by irradiation with energy beams (e.g. ultraviolet rays, etc.), and the energy beam curable inkjet ink is cured to form an ink layer. Energy beam curable inkjet inks can be broadly divided into solvent-based inks that contain organic solvents and water, and solventless inks that are substantially free of organic solvents, etc.
エネルギー線硬化型インクジェットインクは、通常、インクヘッドノズルから吐出できる程度の粘度とする必要がある。さらに、高精細な印刷物を得るために、吐出するインクの液滴サイズを小さくし、安定して吐出できるように、より低い粘度とすることが要求される。低い粘度を有するエネルギー線硬化型インクジェットインクを得るための一例として、特許文献１には、「重合性化合物は、３００以下のアクリル当量を有し、且つ一分子中にエチレン性二重結合を１個有する単官能モノマーと、１５０以下のアクリル当量を有し、且つ一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する多官能モノマーとのみからなり、前記光重合開始剤は、α－アミノアルキルフェノン系化合物及びチオキサントン系化合物を含有」するエネルギー線硬化型インク組成物が記載されている。 Energy beam curable inkjet inks usually need to have a viscosity that allows them to be ejected from ink head nozzles. Furthermore, in order to obtain high-definition printed matter, it is necessary to have a lower viscosity so that the size of the ink droplets to be ejected can be reduced and ejected stably. As an example of how to obtain an energy beam curable inkjet ink with a low viscosity, Patent Document 1 describes an energy beam curable ink composition in which "the polymerizable compound is composed only of a monofunctional monomer having an acrylic equivalent of 300 or less and one ethylenic double bond in one molecule, and a polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and two or more ethylenic double bonds in one molecule, and the photopolymerization initiator contains an α-aminoalkylphenone compound and a thioxanthone compound."
特許文献１には、上述した通り、低い粘度となるエネルギー線硬化型インク組成物が開示されているが、より低い粘度（粘度が約１０ｍＰａ・ｓ（２５℃）以下）となるエネルギー線硬化型インクジェットインクの組成は開示されていない。 As mentioned above, Patent Document 1 discloses an energy beam-curable ink composition with a low viscosity, but does not disclose a composition of an energy beam-curable inkjet ink with an even lower viscosity (viscosity of about 10 mPa·s (25° C.) or less).
より低粘度の無溶剤系のエネルギー線硬化型インクジェットインクを得ようとすると、一般的に粘度が低い単官能モノマーの比率を大きくすることが考えられる。しかし、単官能モノマーの比率を大きくすると、インクを硬化させた際に反応性が低くなり、硬化性が低くなる。硬化性が低くなる事を防ぐために、特許文献１に記載されるようなエネルギー線硬化型インクジェットインク組成物が考えられるが、多官能モノマーを用いると硬化性は高くなるものの、インクの粘度も高くなる事が考えられる。 When attempting to obtain a solvent-free energy beam-curable inkjet ink with a lower viscosity, it is generally considered to increase the ratio of monofunctional monomers, which have a low viscosity. However, increasing the ratio of monofunctional monomers reduces the reactivity when the ink is cured, resulting in reduced curability. In order to prevent reduced curability, an energy beam-curable inkjet ink composition such as that described in Patent Document 1 can be used; however, using a polyfunctional monomer increases the curability, but it is thought that the viscosity of the ink will also increase.
また、非記録媒体への記録工程において、Ｒｏｏｌ ｔｏ Ｒｏｌｌといった巻取が要求される非記録媒体への記録に対しては、非記録媒体への記録後、巻取りの際にクラックが入らないよう、また、非記録媒体同士のべたつきを防ぐため、非記録媒体のインク層の延伸性と硬化性が必要とされる。特許文献１では、上記点については考慮されていない。 In addition, in the recording process onto non-recording media, where winding such as roll to roll is required, the ink layer of the non-recording medium needs to have extensibility and hardening properties in order to prevent cracks from occurring during winding after recording onto the non-recording medium and to prevent the non-recording medium from sticking to each other. Patent Document 1 does not take these points into consideration.
本発明は、エネルギー線硬化型インクジェットインクにおいて、低粘度であり、且つ、硬化性及び延伸性に優れたエネルギー線硬化型インクジェットインクを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an energy beam-curable inkjet ink that has low viscosity and excellent curability and stretchability.
本発明の一例によれば、インクジェットインク組成物は、重合性化合物と光重合開始剤を含み、前記重合性化合物は、単官能モノマーと、アクリル当量が１５０より大きく、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第一の多官能モノマーと、アクリル当量１５０以下、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第二の多官能モノマーとを有するよう構成する。 According to one embodiment of the present invention, the inkjet ink composition includes a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and the polymerizable compound is configured to include a monofunctional monomer, a first polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 and having two or more ethylenic double bonds in one molecule, and a second polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and having two or more ethylenic double bonds in one molecule.
本発明によれば、エネルギー線硬化型のインクジェットインク組成物において、低粘度であり、且つ、硬化性及び延伸性に優れたエネルギー線硬化型のインクジェットインク組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an energy beam curable inkjet ink composition that has low viscosity and excellent curability and extensibility.
以下、本実施形態について説明する。 This embodiment will be described below.
本実施形態のエネルギー線硬化型インクジェットインク(以下、インクとも言う)は、重合性化合物である単官能モノマー及び多官能モノマーと、光重合開始剤とを少なくとも含む。その他に、着色剤、添加剤などを含む。 The energy beam-curable inkjet ink (hereinafter also referred to as ink) of this embodiment contains at least a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer, which are polymerizable compounds, and a photopolymerization initiator. In addition, it contains a colorant, additives, etc.
重合性化合物は、エネルギー線(紫外線、電子線等)の照射により重合反応をし、硬化する化合物である。重合性化合物のうち、単官能モノマーは、一分子中にエチレン性二重結合を１個有し、多官能モノマーは、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する。 A polymerizable compound is a compound that undergoes a polymerization reaction and hardens when irradiated with energy rays (ultraviolet rays, electron beams, etc.). Among polymerizable compounds, monofunctional monomers have one ethylenic double bond in one molecule, and polyfunctional monomers have two or more ethylenic double bonds in one molecule.
また、本実施形態のエネルギー線硬化型インクは、無溶剤系であり、溶剤を実質的に含まない。ここで、溶剤を実質的に含まないとは、希釈溶剤を含有させる必要はないが、例えば、工業製品使用時にインクに希釈溶剤が不可避的に混入する場合等があり、インク全質量において含有される溶剤の含有量が３質量％以下であることを意味する。溶剤とは、例えば、エーテル、ケトン、芳香族、キシレン等の公知の各種の溶剤を意味する。 The energy beam curable ink of this embodiment is solvent-free and does not substantially contain a solvent. Here, "substantially does not contain a solvent" means that although it is not necessary to include a dilution solvent, for example, dilution solvents may inevitably be mixed into the ink when it is used in industrial products, and the content of the solvent in the total mass of the ink is 3 mass% or less. The solvent means various known solvents such as ethers, ketones, aromatics, and xylene.
エネルギー線硬化型インクが無溶剤であることにより、インク層中に揮発性の溶剤の残留が無く、揮発性有機化合物フリーの観点から好ましい。 Because energy beam curable inks are solvent-free, there is no residual volatile solvent in the ink layer, which is preferable from the viewpoint of being free of volatile organic compounds.
＜１．重合性化合物＞
＜１－１．単官能モノマー＞
単官能モノマーとしては、具体的には、アミル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル－ジグリコール（メタ）アクリレート、２－（メタ）アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリル酸安息香酸エステル、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシ－ジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシ－トリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシ－ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシ－ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、３，５，５-トリメチルシクロヘキシルアクリレート２-（２-エトキシエトキシエチルアクリレート）ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、イソボニル（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、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２－（メタ）アクリロイロキシエチル－コハク酸、２－（メタ）アクリロイロキシエチル－フタル酸、２－（メタ）アクリロイロキシエチル－２－ヒドロキシエチル－フタル酸、１，４－シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、エトキシ化ノニルフェニルアクリレートなどが挙げられる。これらは単独でまたは複数混合して使用してもよい。また、上記モノマーは、リンやフッ素などの官能基で置換されていてもよい。
<1. Polymerizable Compounds>
<1-1. Monofunctional monomer>
Specific examples of the monofunctional monomer include amyl (meth)acrylate, isoamyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, and the like. ) acrylate, isomyristyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol (meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, neo Pentyl glycol (meth)acrylic acid benzoate, butoxyethyl (meth)acrylate, ethoxy-diethylene glycol (meth)acrylate, methoxy-triethylene glycol (meth)acrylate, methoxy-polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxydipropylene glycol ( Meth)acrylate, F Phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxy-polyethylene glycol (meth)acrylate, 3,5,5-trimethylcyclohexyl acrylate 2-(2-ethoxyethoxyethyl acrylate) nonylphenol ethylene oxide adduct (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) Acrylate, isobornyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, 2- (Meth)acryloyloxyethyl succinic acid, 2-(meth)acryloyloxyethyl phthalic acid, 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl phthalic acid, 1,4-cyclohexanedimethanol mono Examples of the monomer include acrylate, ethoxylated nonylphenyl acrylate, etc. These may be used alone or in combination. The monomers may be substituted with functional groups such as phosphorus or fluorine.
これらの中でも、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、３，５，５-トリメチルシクロヘキシルアクリレート、２-（２-エトキシエトキシエチルアクリレート）、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、は低粘度であるため、より好ましい。さらに、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレートを併用すると、特に好ましい。ヒドロキシル基等官能基を含有する２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレートを併用することで、低粘度を保ちつつ、非記録媒体(基材)との密着性を付与できる。 Among these, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, 3,5,5-trimethylcyclohexyl acrylate, 2-(2-ethoxyethoxyethyl acrylate), and 2-ethylhexyl (meth)acrylate are more preferable because they have low viscosity. Furthermore, it is particularly preferable to use 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate in combination. By using 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, which contains a functional group such as a hydroxyl group, in combination, it is possible to maintain low viscosity while providing adhesion to non-recording media (substrates).
前述したように、単官能モノマーは、２種類以上を併用することができ、１種類は粘度１０ｍＰａ・ｓ以下（２５℃）の単官能モノマーを用い、他の１種類は粘度が８０ｍＰａ・s以上（２５℃）の単官能モノマーを用いることができる。これにより、エネルギー線硬化型インクを低粘度とすることができ、且つ、非記録媒体との密着性を向上することができる。 As mentioned above, two or more types of monofunctional monomers can be used in combination, one of which has a viscosity of 10 mPa·s or less (25°C) and the other of which has a viscosity of 80 mPa·s or more (25°C). This allows the energy beam curable ink to have a low viscosity and improves adhesion to non-recording media.
粘度１０ｍＰａ・ｓ以下（２５℃）の単官能モノマーは、具体的には、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、３，５，５-トリメチルシクロヘキシルアクリレート、２-（２-エトキシエトキシエチルアクリレート）、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレートが挙げられる。粘度が８０ｍＰａ・ｓ以上（２５℃）の単官能モノマーは、具体的には、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、１，４－シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、エトキシ化ノニルフェニルアクリレートが挙げられる。粘度が８０ｍＰａ・ｓ以上（２５℃）の単官能モノマーを用いる場合でも、粘度１０ｍＰａ・ｓ以下（２５℃）の単官能モノマーを併用することにより、インクの粘度を低く保ちつつ、インクの非記録媒体への密着性を向上することができる。 Specific examples of monofunctional monomers with a viscosity of 10 mPa·s or less (25°C) include tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, 3,5,5-trimethylcyclohexyl acrylate, 2-(2-ethoxyethoxyethyl acrylate), and 2-ethylhexyl (meth)acrylate.Specific examples of monofunctional monomers with a viscosity of 80 mPa·s or more (25°C) include 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol monoacrylate, and ethoxylated nonylphenyl acrylate.Even when using a monofunctional monomer with a viscosity of 80 mPa·s or more (25°C), the ink viscosity can be kept low while improving the adhesion of the ink to non-recording media by using a monofunctional monomer with a viscosity of 10 mPa·s or less (25°C) in combination.
さらに、単官能モノマーは、官能基を有する事が好ましく、具体的には、ヒドロキシル基、カルボキシル基、リン酸基などが挙げられる。これらの官能基を有する事により、非記録媒体との密着性を向上することができる。これらの中でも、ヒドロキシル基が特に好ましく、より密着性を向上することができる。 Furthermore, it is preferable that the monofunctional monomer has a functional group, specifically, a hydroxyl group, a carboxyl group, a phosphate group, etc. By having these functional groups, it is possible to improve adhesion to non-recording media. Among these, the hydroxyl group is particularly preferable, and it is possible to further improve adhesion.
また、単官能モノマーのガラス転移温度は、－７０℃以上３０℃以下であることが好ましい。これにより塗膜に適度な硬さとインク層(インク塗膜)の延伸性を付与できる。 The glass transition temperature of the monofunctional monomer is preferably -70°C or higher and 30°C or lower. This provides the coating with appropriate hardness and extensibility of the ink layer (ink coating).
＜１－２．多官能モノマー＞
多官能モノマーは、アクリル当量が１５０より大きく、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第一の多官能モノマーと、アクリル当量が１５０以下、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第二の多官能モノマーを含む。重合性化合物には、第一の多官能モノマーと第二の多官能モノマーがそれぞれ少なくとも１つ含まれる。
<1-2. Polyfunctional monomer>
The polyfunctional monomer includes a first polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 and having two or more ethylenic double bonds in one molecule, and a second polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and having two or more ethylenic double bonds in one molecule. The polymerizable compound includes at least one each of the first polyfunctional monomer and the second polyfunctional monomer.
多官能モノマーとして、第一の多官能モノマーと第二の多官能モノマーを用いることにより、インク層の延伸性と硬度(塗膜強度)を両立することができる。さらに、多官能モノマーを用いることで、インク層の硬化性も向上することができる。 By using a first multifunctional monomer and a second multifunctional monomer as the multifunctional monomer, it is possible to achieve both the extensibility and hardness (coating strength) of the ink layer. Furthermore, by using the multifunctional monomer, the curing property of the ink layer can also be improved.
アクリル当量とは、（アクリル当量）＝（モノマーの分子量/モノマーの官能基数）により算出される。 Acrylic equivalent is calculated as follows: (acrylic equivalent) = (molecular weight of monomer/number of functional groups of monomer).
＜１－２－１．第一の多官能モノマー＞
アクリル当量が１５０より大きく、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個有する第一の多官能モノマーとしては、具体的には、ポリエチレングリコール（２００）ジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール（４００）ジアクリレート、エトキシ化（３）ビスフェノールAジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、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などが挙げられる。これらは単独でまたは複数混合して使用してもよい。
<1-2-1. First polyfunctional monomer>
Specific examples of the first polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 and two ethylenic double bonds in one molecule include polyethylene glycol (200) diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol (400) diacrylate, ethoxylated (3) bisphenol A diacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, propoxylated (2) neopentyl glycol diacrylate, etc. These may be used alone or in combination.
一分子中にエチレン性二重結合を３個以上有する多官能モノマーとしては、具体的には、エトキシ化（２０）トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化（３）トリメチロールプロパントリアクレートなどが挙げられる。これらは単独でまたは複数混合して使用してもよい。 Specific examples of polyfunctional monomers having three or more ethylenic double bonds in one molecule include ethoxylated (20) trimethylolpropane triacrylate and propoxylated (3) trimethylolpropane triacrylate. These may be used alone or in combination.
上記多官能モノマーの中でも、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ポリエチレングリコール（４００）ジアクリレート、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が好ましい。これらの多官能モノマーを用いることで、インクを低粘度に保ち、且つ、インク層の塗膜強度を高くする事ができる。 Among the above polyfunctional monomers, tricyclodecane dimethanol diacrylate, polyethylene glycol (400) diacrylate, and propoxylated (2) neopentyl glycol diacrylate are preferred. By using these polyfunctional monomers, it is possible to maintain the viscosity of the ink at a low level and increase the coating strength of the ink layer.
また、第一の多官能モノマーのガラス転移温度は、－２５℃以上１８０℃以下であることが好ましい。 The glass transition temperature of the first multifunctional monomer is preferably -25°C or higher and 180°C or lower.
＜１－２－２．第二の多官能モノマー＞
アクリル当量１５０以下、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個有する第二の多官能モノマーとしては、具体的には、１，３－ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、シキロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらは単独でまたは複数混合して使用してもよい。
<1-2-2. Second polyfunctional monomer>
Specific examples of the second polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and two ethylenic double bonds in one molecule include 1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol diacrylate, cyclohexanedimethanol di(meth)acrylate, dipropylene glycol di(meth)acrylate, etc. These may be used alone or in combination.
一分子中にエチレン性二重結合を３個以上有する多官能モノマーとしては、具体的には、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、グリセリルトリ（メタ）アクリレート、及びこれらのエチレンオキサイド変性、プロピレンオキサイド変性、カプロラクトン変性体などが挙げられる。これらは単独でまたは複数混合して使用してもよい。 Specific examples of polyfunctional monomers having three or more ethylenic double bonds in one molecule include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate tri(meth)acrylate, glyceryl tri(meth)acrylate, and ethylene oxide-modified, propylene oxide-modified, and caprolactone-modified versions of these. These may be used alone or in combination.
上記多官能モノマーの中でも、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１,４-ブタンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、が好ましい。これらの多官能モノマーを用いることで、インクを低粘度に保ち、インク層の硬化性を向上する事ができる。 Among the above polyfunctional monomers, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol diacrylate, and trimethylolpropane tri(meth)acrylate are preferred. By using these polyfunctional monomers, it is possible to maintain the ink at a low viscosity and improve the curing properties of the ink layer.
また、第二の多官能モノマーのガラス転移温度は、４３℃以上１００℃以下であることが好ましい。これによりインク層の塗膜強度を高くすることができる。 The glass transition temperature of the second polyfunctional monomer is preferably 43°C or higher and 100°C or lower. This increases the coating strength of the ink layer.
上記第一の多官能モノマーと第二の多官能モノマーの中でも、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートと１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレートの組合せが好ましい。これにより、インクの粘度を低粘度、且つ、インク層の塗膜強度を高くすることができる。 Among the above first and second multifunctional monomers, a combination of tricyclodecane dimethanol diacrylate and 1,6-hexanediol di(meth)acrylate is preferred. This allows the ink to have a low viscosity and the ink layer to have a high coating strength.
＜１－３．各重合性化合物の含有量について＞
インク組成物中の重合性化合物の含有量は、インク組成物全体に対して、７０質量％以上、９０質量％以下が好ましく、７８質量％以上、８８質量％以下がより好ましい。上記重合性化合物の含有量の範囲であれば、低粘度を維持しつつ、高い硬化性及び密着性を有するインクを得ることができる。
<1-3. Content of each polymerizable compound>
The content of the polymerizable compound in the ink composition is preferably 70% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 78% by mass or more and 88% by mass or less, based on the total mass of the ink composition. When the content of the polymerizable compound is within the above range, it is possible to obtain an ink that has high curability and adhesion while maintaining a low viscosity.
また、単官能モノマーの含有量は、インク組成物全体に対して、５０質量％以上、８０質量％が好ましく、５５質量％以上、７５質量％以下がより好ましい。単官能モノマーの含有量が５０質量％以上であれば、低粘度のインク組成物を得ることができる。一方、単官能モノマーの含有量が８０質量％以下であれば、高反応性の多官能モノマーをその分含有させることができ、硬化性及び密着性を向上することができる。 The content of the monofunctional monomer is preferably 50% by mass or more and 80% by mass or more, and more preferably 55% by mass or more and 75% by mass or less, based on the total ink composition. If the content of the monofunctional monomer is 50% by mass or more, an ink composition with low viscosity can be obtained. On the other hand, if the content of the monofunctional monomer is 80% by mass or less, a highly reactive polyfunctional monomer can be contained accordingly, and curability and adhesion can be improved.
単官能モノマーの含有量が５０質量％未満であると、多官能モノマーが増えるため、インクを低粘度に保つ事ができない。 If the content of monofunctional monomers is less than 50% by mass, the amount of polyfunctional monomers will increase, making it impossible to maintain a low viscosity of the ink.
第一の多官能モノマーの含有量は、インク組成物全体に対して、０．５質量％以上、１０質量％以下が好ましく、１質量％以上、８質量％以下がより好ましい。第一の多官能モノマーを前述の含有量とする事により、インク塗膜の強度(塗膜強度)を付与できる。 The content of the first multifunctional monomer is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 8% by mass or less, based on the total ink composition. By setting the content of the first multifunctional monomer to the above-mentioned amount, it is possible to impart strength to the ink coating film (coating film strength).
第二の多官能モノマーの含有量は、インク組成物全体に対して、５質量％以上、３５質量％以下が好ましく、６質量％以上、３０質量％以下がより好ましい。第二の多官能モノマーを前述の含有量とする事により、インク層の硬化速度の向上を付与できる。 The content of the second multifunctional monomer is preferably 5% by mass or more and 35% by mass or less, and more preferably 6% by mass or more and 30% by mass or less, based on the total ink composition. By setting the content of the second multifunctional monomer to the above-mentioned amount, the curing speed of the ink layer can be improved.
従来技術において、多官能モノマーのアクリル当量が１５０より高いと、３００以下のアクリル当量を有する多官能モノマーを併用しても、低エネルギー照射では硬化性及び密着性が低下する事が示されている。一方、本実施形態では、アクリル当量が１５０より大きい多官能モノマーを用いた場合でも、単官能モノマーと、アクリル当量が１５０以下の多官能モノマーを併用することで、低粘度であり、且つ、低エネルギー照射でも硬化性及び延伸性に優れたエネルギー線硬化型インクとする事を可能としている。 In conventional technology, it has been shown that when the acrylic equivalent of a multifunctional monomer is higher than 150, even when a multifunctional monomer having an acrylic equivalent of 300 or less is used in combination, the curability and adhesion decrease with low energy irradiation. On the other hand, in this embodiment, even when a multifunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 is used, by combining a monofunctional monomer with a multifunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less, it is possible to obtain an energy beam curable ink that has low viscosity and excellent curability and stretchability even with low energy irradiation.
また、重合性化合物(単官能モノマー、第一の多官能モノマー、第二の多官能モノマー)の含有量を上記の範囲とすることで、低粘度であり、且つ、硬化性及び延伸性により優れたエネルギー線硬化型インクを提供する。 In addition, by setting the content of the polymerizable compounds (monofunctional monomer, first multifunctional monomer, second multifunctional monomer) within the above range, an energy beam curable ink is provided that has low viscosity and excellent curability and stretchability.
本実施形態の重合性化合物は、インク組成物全体に対する単官能モノマーの含有量の割合が５０質量％以上であるため、上記のような一分子中にエチレン性二重結合を３個以上有する多官能モノマーを含有しても低粘度のインク組成物を得ることができる。 The polymerizable compound of this embodiment has a monofunctional monomer content of 50% by mass or more relative to the entire ink composition, so that even if it contains a polyfunctional monomer having three or more ethylenic double bonds in one molecule as described above, it is possible to obtain an ink composition with low viscosity.
また、重合性化合物中の単可能モノマーの割合は、重合性化合物全体に対して、６０％以上、９５％以下が好ましく、６２％以上９１％以下がより好ましい。 The proportion of monofunctional monomers in the polymerizable compound is preferably 60% or more and 95% or less, more preferably 62% or more and 91% or less, based on the total polymerizable compound.
重合性化合物中の第一の多官能モノマーの割合は、重合性化合物全体に対して、１％以上、１０％以下が好ましい。さらに、重合性化合物中の第二の多官能モノマーの割合は、５％以上、３５％以下が好ましい。 The proportion of the first multifunctional monomer in the polymerizable compound is preferably 1% or more and 10% or less of the total polymerizable compound. Furthermore, the proportion of the second multifunctional monomer in the polymerizable compound is preferably 5% or more and 35% or less.
重合性化合物中の単官能モノマーと多官能モノマーとの割合は、単官能モノマーの含有量と多官能モノマーの含有量との質量比（単官能モノマー／多官能モノマー）で１～１０が好ましい。 The ratio of monofunctional monomer to polyfunctional monomer in the polymerizable compound is preferably 1 to 10 in terms of the mass ratio (monofunctional monomer/polyfunctional monomer) of the content of monofunctional monomer to the content of polyfunctional monomer.
多官能モノマー中のアクリル当量が１５０より大きい第一の多官能モノマーとアクリル当量が１５０以下の第二の多官能モノマーとの割合は、第一の多官能モノマーの含有量と第二の多官能モノマーの含有量との質量比（第二の多官能モノマー／第一の多官能モノマー）で２～１５が好ましい。 The ratio of the first polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 to the second polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less in the polyfunctional monomer is preferably 2 to 15 in terms of the mass ratio (second polyfunctional monomer/first polyfunctional monomer) of the content of the first polyfunctional monomer to the content of the second polyfunctional monomer.
以上のように、重合性化合物として、単官能モノマー、アクリル当量が１５０より大きい第一の多官能モノマー、アクリル当量が１５０以下の第二の多官能モノマーを用いることで、溶剤を実質的に含まないエネルギー線硬化型のインクジェットインクにおいて、低粘度であり、且つ、硬化性及び延伸性に優れたエネルギー線硬化型のインクジェットインクを提供することができる。 As described above, by using a monofunctional monomer, a first multifunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150, and a second multifunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less as the polymerizable compound, it is possible to provide an energy beam curable inkjet ink that is substantially free of solvent, has low viscosity, and has excellent curability and stretchability.
＜２．光重合開始剤＞
光重合開始剤としてアルキルフェノン系化合物、チオキサントン系化合物のうち少なくとも一つを含有する。これにより、エネルギー照射によりインク組成物の重合を開始させることができる。
<2. Photopolymerization initiator>
The ink composition contains at least one of an alkylphenone compound and a thioxanthone compound as a photopolymerization initiator, which allows polymerization of the ink composition to be initiated by energy irradiation.
アルキルフェノン系化合物としては、α－アミノアルキルフェノン系又はベンジルメチルケタール系が挙げられ、具体的には、２－メチル－１［４－（メチルチオ）フェニル］－２－モルホリノプロパン－１－オン、２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルホリノフェニル）ブタノン－１、２－メチル－１－［４－（メトキシチオ）－フェニル］－２－モルホリノプロパン－２－オン、２,２-ジメトキシ-１,２-ジフェニルエタン-１-オンなどが挙げられる。これらは単独でまたは複数混合して使用してもよい。市場で入手可能なアルキルフェノン系化合物としては、チバ社製のＩｒｇａｃｕｒｅ ３６９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ９０７、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ６５１などが挙げられる。 Examples of alkylphenone compounds include α-aminoalkylphenone compounds or benzyl methyl ketal compounds, specifically 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butanone-1, 2-methyl-1-[4-(methoxythio)-phenyl]-2-morpholinopropan-2-one, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, etc. These may be used alone or in combination. Examples of commercially available alkylphenone compounds include Irgacure 369, Irgacure 907, Irgacure 651, etc., manufactured by Ciba.
チオキサントン系化合物としては、具体的には、チオキサントン、２－メチルチオキサントン、２－エチルチオキサントン、２－イソプロピルチオキサントン、４－イソプロピルチオキサントン、２－クロロチオキサントン、２，４－ジメチルチオキサントン、２，４－ジエチルチオキサントン，２，４－ジクロロチオキサントン、１－クロロ－４－プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。これらは単独でまたは複数混合して使用してもよい。市場で入手可能なチオキサントン系化合物としては、日本化薬社製のＫＡＹＡＣＵＲＥ ＤＥＴＸ－Ｓ、ダブルボンドケミカル社製のＣｈｉｖａｃｕｒｅ ＩＴＸなどが挙げられる。 Specific examples of thioxanthone compounds include thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, and 1-chloro-4-propoxythioxanthone. These may be used alone or in combination. Commercially available thioxanthone compounds include KAYACURE DETX-S manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. and Chivacure ITX manufactured by Double Bond Chemical Co., Ltd.
インク組成物中の光重合開始剤の含有量は、組成物全体に対して、８質量％以上、１５質量％以下が好ましい。 The content of the photopolymerization initiator in the ink composition is preferably 8% by mass or more and 15% by mass or less based on the total composition.
インク組成物は、上記以外に、アシルホスフィンオキサイド系化合物、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、アシルホスフィンオキサイド、アシルホスホナート、チオ安息香酸Ｓ－フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、ベンジル、キノン誘導体、ケトクマリン類などの従来公知の光重合開始剤をさらに含有してもよい。 In addition to the above, the ink composition may further contain a conventionally known photopolymerization initiator such as an acylphosphine oxide compound, an aryl alkyl ketone, an oxime ketone, an acylphosphine oxide, an acylphosphonate, S-phenyl thiobenzoate, titanocene, an aromatic ketone, benzyl, a quinone derivative, or a ketocoumarin.
これらの光重合開始剤としては、具体的には、例えば、２,４,６-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、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、１－ヒドロキシ－シクロヘキシル－フェニル－ケトン１，２－オクタンジオン－［４－（フェニルチオ）－２－（ｏ－ベンゾイルオキシム）］、ビス（２，６－ジメトキシベンゾイル）－２，４，４－トリメチル－ペンチルホスフィンオキサイド、２，４，６－トリメチルベンゾイル－ホスフィンオキサイドなどが挙げられる。 Specific examples of these photopolymerization initiators include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone-1,2-octanedione-[4-(phenylthio)-2-(o-benzoyloxime)], bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, and 2,4,6-trimethylbenzoyl-phosphine oxide.
＜３．着色剤＞
着色材として、従来公知の各種染料を使用してもよいが、耐候性の観点より、無機顔料、有機顔料のいずれかまたは両方を使用することが好ましい。
<3. Coloring Agent>
As the coloring material, various dyes known in the art may be used, but from the viewpoint of weather resistance, it is preferable to use either an inorganic pigment or an organic pigment, or both.
無機顔料としては、具体的には、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリポン、酸化鉄、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブデートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、マイカなどが挙げられる。 Specific examples of inorganic pigments include titanium oxide, zinc oxide, tripon, iron oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, kaolinite, montmorillonite, talc, barium sulfate, calcium carbonate, silica, alumina, cadmium red, red iron oxide, molybdenum red, chrome vermilion, molybdate orange, yellow lead, chrome yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, titanium yellow, chromium oxide, pyridian, cobalt green, titanium cobalt green, cobalt chrome green, ultramarine blue, Prussian blue, cobalt blue, cerulean blue, manganese violet, cobalt violet, and mica.
有機顔料としては、具体的には、アゾ系、アゾメチン系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリン系の有機顔料などが挙げられる。また、酸性、中性または塩基性カーボンからなるカーボンブラックを用いてもよい。さらに、架橋したアクリル樹脂の中空粒子なども有機顔料として用いてもよい。 Specific examples of organic pigments include azo, azomethine, polyazo, phthalocyanine, quinacridone, anthraquinone, indigo, thioindigo, quinophthalone, benzimidazolone, and isoindoline organic pigments. Carbon black, which is made of acidic, neutral, or basic carbon, may also be used. Furthermore, hollow particles of crosslinked acrylic resin may also be used as an organic pigment.
シアン色を有する顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０などが挙げられる。これらの中でも、耐候性、着色力などの点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４のいずれかまたは両方が好ましい。 Specific examples of pigments having a cyan color include C.I. Pigment Blue 1, C.I. Pigment Blue 2, C.I. Pigment Blue 3, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 15:4, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Blue 22, and C.I. Pigment Blue 60. Among these, in terms of weather resistance, coloring power, and the like, either or both of C.I. Pigment Blue 15:3 and C.I. Pigment Blue 15:4 are preferred.
マゼンタ色を有する顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８（Ｍｎ）、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９などが挙げられる。これらの中でも、耐候性、着色力などの点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９からなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。 Specific examples of pigments having a magenta color include C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 12, C.I. Pigment Red 48 (Ca), C.I. Pigment Red 48 (Mn), C.I. Pigment Red 57 (Ca), C.I. Pigment Red 57:1, C.I. Pigment Red 112, C.I. Pigment Red 122, C.I. Pigment Red 123, C.I. Pigment Red 168, C.I. Pigment Red 184, C.I. Pigment Red 202, C.I. Pigment Red 209, C.I. Pigment Red 254, C.I. Pigment Violet 19, and the like. Among these, from the viewpoints of weather resistance, coloring power, etc., at least one selected from the group consisting of C.I. Pigment Red 122, C.I. Pigment Red 202, C.I. Pigment Red 209, C.I. Pigment Red 254, and C.I. Pigment Violet 19 is preferred.
イエロー色を有する顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４Ｃ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１４などが挙げられる。これらの中でも、耐候性などの点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１３、及びＣ．Ｉ．ピグメントイエロー２１４からなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。 Specific examples of pigments having a yellow color include C.I. Pigment Yellow 1, C.I. Pigment Yellow 2, C.I. Pigment Yellow 3, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14C, C.I. Pigment Yellow 16, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 73, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 75, C.I. Pigment Yellow 83, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 95, C.I. Pigment Yellow 97, C.I. Pigment Yellow 98, C.I. Pigment Yellow 109, C.I. Pigment Yellow 110, C.I. Pigment Yellow 114, C.I. Pigment Yellow 120, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 129, C.I. Pigment Yellow 130, C.I. Pigment Yellow 138, C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Pigment Yellow 147, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 154, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 180, C.I. Pigment Yellow 185, C.I. Pigment Yellow 213, C.I. Pigment Yellow 214, etc. are included. Among these, from the viewpoint of weather resistance, etc., C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 83, C.I. Pigment Yellow 109, C.I. Pigment Yellow 110, C.I. Pigment Yellow 120, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 138, C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 154, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 213, and C.I. Pigment Yellow 214. At least one selected from the group consisting of these is preferred.
ブラック色を有する顔料としては、具体的には、三菱化学社製のＨＣＦ、ＭＣＦ、ＲＣＦ、ＬＦＦ、ＳＣＦ；キャボット社製のモナーク、リーガル；デグサ・ヒュルス社製のカラーブラック、スペシャルブラック、プリンテックス；東海カーボン社製のトーカブラック；コロンビア社製のラヴェンなどが挙げられる。これらの中でも、三菱化学社製のＨＣＦ＃２６５０、ＨＣＦ＃２６００、ＨＣＦ＃２３５０、ＨＣＦ＃２３００、ＭＣＦ＃１０００、ＭＣＦ＃９８０、ＭＣＦ＃９７０、ＭＣＦ＃９６０、ＭＣＦ８８、ＬＦＦＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ７７、ＭＡ１００、及びデグサ・ヒュルス社製のプリンテックス９５、プリンテックス８５、プリンテックス７５、プリンテックス５５、プリンテックス４５からなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。 Specific examples of black pigments include HCF, MCF, RCF, LFF, and SCF manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; Monarch and Regal manufactured by Cabot Corporation; Color Black, Special Black, and Printex manufactured by Degussa-Huls; Toka Black manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.; and Raven manufactured by Columbia Chemical. Among these, at least one selected from the group consisting of HCF#2650, HCF#2600, HCF#2350, HCF#2300, MCF#1000, MCF#980, MCF#970, MCF#960, MCF88, LFFMA7, MA8, MA11, MA77, and MA100 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and Printex 95, Printex 85, Printex 75, Printex 55, and Printex 45 manufactured by Degussa-Huls is preferred.
ホワイト色を有する顔料としては、具体的には、ピグメントホワイト６，１８，２１が例示でき、塩基性炭酸鉛（２ＰｂＣＯ３Ｐｂ（ＯＨ）２、いわゆる、シルバーホワイト）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、いわゆる、ジンクホワイト）、酸化チタン（ＴｉＯ２、いわゆる、チタンホワイト）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３、いわゆる、チタンストロンチウムホワイト）などが挙げられる。これらの中でも、酸化チタンは、他の白色顔料と比べて比重が小さく、屈折率が大きく化学的、物理的にも安定であるため、顔料としての隠蔽力や着色力が大きく、さらに、酸やアルカリ、その他の環境に対する耐久性にも優れている。したがって、白色顔料としては酸化チタンを利用することがより好ましい。 Specific examples of white pigments include Pigment White 6, 18, and 21, basic lead carbonate ( 2PbCO3Pb (OH) 2 , also known as silver white), zinc oxide (ZnO, also known as zinc white), titanium oxide ( TiO2 , also known as titanium white), and strontium titanate ( SrTiO3 , also known as titanium strontium white). Among these, titanium oxide has a smaller specific gravity, a larger refractive index, and is chemically and physically stable compared to other white pigments, and therefore has a large hiding power and coloring power as a pigment, and further has excellent durability against acids, alkalis, and other environments. Therefore, it is more preferable to use titanium oxide as a white pigment.
インク組成物中の着色材の含有量は、インク組成物全体に対して、１～１０質量％が好ましく、１～９重量％がより好ましい。 The content of the colorant in the ink composition is preferably 1 to 10% by mass, and more preferably 1 to 9% by weight, based on the total weight of the ink composition.
着色材として顔料が用いられる場合、顔料の分散性を向上させるため、顔料誘導体や顔料分散剤をさらに使用してもよい。 When a pigment is used as the colorant, a pigment derivative or pigment dispersant may be further used to improve the dispersibility of the pigment.
顔料誘導体としては、具体的には、ジアルキルアミノアルキル基を有する顔料誘導体、ジアルキルアミノアルキルスルホン酸アミド基を有する顔料誘導体などが挙げられる。 Specific examples of pigment derivatives include pigment derivatives having a dialkylaminoalkyl group and pigment derivatives having a dialkylaminoalkylsulfonic acid amide group.
顔料分散剤としては、具体的には、イオン性または非イオン性の界面活性剤や、アニオン性、カチオン性またはノニオン性の高分子化合物などが挙げられる。これらの中でも、分散安定性の点から、カチオン性基またはアニオン性基を含む高分子化合物が好ましい。市場で入手可能な顔料分散剤としては、ルーブリゾール社製のＳＯＬＳＰＥＲＳＥ、ビックケミー社製のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ、エフカアディティブズ社製のＥＦＫＡなどが挙げられる。 Specific examples of pigment dispersants include ionic or nonionic surfactants, and anionic, cationic or nonionic polymeric compounds. Among these, polymeric compounds containing cationic or anionic groups are preferred from the viewpoint of dispersion stability. Commercially available pigment dispersants include SOLSPERSE manufactured by Lubrizol Corporation, DISPERBYK manufactured by BYK-Chemie, and EFKA manufactured by EFKA Additives.
インク組成物中の顔料誘導体及び顔料分散剤の含有量はそれぞれ、インク組成物全体に対して、０．０５～５質量％が好ましい。 The content of the pigment derivative and the pigment dispersant in the ink composition is preferably 0.05 to 5% by mass, respectively, based on the total ink composition.
＜４．添加剤＞
＜４－１．表面調整剤＞
表面調整剤として、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系化合物を含有できる。上記重合性化合物とともに、表面調整剤として上記シリコーン系化合物を使用すればインクの表面張力などの液物性をインクジェット記録方式に適した範囲に調整することができる。
<4. Additives>
<4-1. Surface conditioner>
The surface conditioner may contain a silicone-based compound having a polydimethylsiloxane structure. By using the silicone-based compound as a surface conditioner together with the polymerizable compound, the liquid properties such as the surface tension of the ink can be adjusted to a range suitable for the inkjet recording method.
上記シリコーン系化合物としては、具体的には、ビックケミー社製のＢＹＫ－ＵＶ３５００、ＢＹＫ－ＵＶ３５１０、ＢＹＫ－ＵＶ３５７０、デグサ社製のＴｅｇｏ－Ｒａｄ２１００、Ｔｅｇｏ－Ｒａｄ２２００Ｎ、Ｔｅｇｏ－Ｒａｄ２２５０、Ｔｅｇｏ－Ｒａｄ２３００、Ｔｅｇｏ－Ｒａｄ２５００、Ｔｅｇｏ－Ｒａｄ２６００、Ｔｅｇｏ－Ｒａｄ２７００、共栄社化学社製のＵＣＲ－Ｌ７２、ＵＣＲ－Ｌ９３が好ましい。これらは、分子内にエチレン性二重結合を有するポリジメチルシロキサン構造を含んでいるため、さらに密着性を向上できる。 Specific examples of the silicone-based compounds include BYK-UV3500, BYK-UV3510, and BYK-UV3570 manufactured by BYK-Chemie, Tego-Rad2100, Tego-Rad2200N, Tego-Rad2250, Tego-Rad2300, Tego-Rad2500, Tego-Rad2600, and Tego-Rad2700 manufactured by Degussa, and UCR-L72 and UCR-L93 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. These compounds contain a polydimethylsiloxane structure with an ethylenic double bond in the molecule, which further improves adhesion.
インク組成物中の上記シリコーン系化合物の含有量は、インク組成物全体に対して、０．００５質量％以上、１質量％以下が好ましい。 The content of the silicone compound in the ink composition is preferably 0.005% by mass or more and 1% by mass or less based on the total ink composition.
＜４－２．ゲル化防止剤＞
ゲル化防止剤として、２，２，６，６－テトラメチルピペリジニル基を有するヒンダードアミン系化合物をさらに含有することが好ましい。高反応性の重合性化合物及び光重合開始剤とともに、上記ヒンダードアミン系化合物をゲル化防止剤として使用すれば、インクの反応性を低下させることなく、保存安定性に優れたインクを得ることができる。上記ゲル化防止剤としては、具体的には、ビス（１－オキシル－２，２，６，６－テトラメチルピペリジニ－４－イル）セバケート、２，２，６，６－テトラメチルピペリジノオキシ、デカン二酸ビス(２，２，６，６－テトラメチル－１－（オクチルオキシ）－４－ピペリジニル)エステルなどが挙げられる。これらは単独でまたは複数混合して使用してもよい。市場で入手可能なゲル化防止剤としては、チバ社製のＩＲＧＡＳＴＡＢ ＵＶ－１０、ＴＩＮＵＶＩＮ １２３、エボニックデグサジャパン社製, ＨＹＤＲＯＸＹ－ＴＥＭＰＯなどが挙げられる。
<4-2. Anti-gelling agent>
It is preferable that the ink further contains a hindered amine compound having a 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl group as an anti-gelling agent. By using the hindered amine compound as an anti-gelling agent together with a highly reactive polymerizable compound and a photopolymerization initiator, it is possible to obtain an ink having excellent storage stability without decreasing the reactivity of the ink. Specific examples of the anti-gelling agent include bis(1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)sebacate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinoxy, and decanedioic acid bis(2,2,6,6-tetramethyl-1-(octyloxy)-4-piperidinyl)ester. These may be used alone or in combination. Examples of commercially available anti-gelling agents include IRGASTAB UV-10 and TINUVIN 123 manufactured by Ciba, and HYDROXY-TEMPO manufactured by Evonik Degussa Japan.
インク組成物中の上記ゲル化防止剤の含有量は、インク組成物全体に対して、０．１質量％以上、４質量％以下が好ましい。ゲル化防止剤の含有量が０．１質量％未満では、保存時に発生するラジカルを十分に捕捉することができず、保存安定性が低下する傾向がある。一方、ゲル化防止剤の含有量が４質量％より多い場合、ラジカルを捕捉する効果が飽和するとともに、エネルギー線照射時の重合反応が阻害される傾向がある。 The content of the above-mentioned antigelling agent in the ink composition is preferably 0.1% by mass or more and 4% by mass or less with respect to the entire ink composition. If the content of the antigelling agent is less than 0.1% by mass, the radicals generated during storage cannot be sufficiently captured, and storage stability tends to decrease. On the other hand, if the content of the antigelling agent is more than 4% by mass, the effect of capturing radicals becomes saturated and the polymerization reaction during energy ray irradiation tends to be inhibited.
ゲル化防止剤として、他のヒンダードアミン系化合物や、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、ハイドロキノンモノアルキルエーテルなどをさらに含有してもよい。このようなゲル化防止剤としては、具体的には、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ハイドロキノン、ｔ－ブチルカテコール、ピロガロール、チバ社製のＴＩＮＵＶＩＮ １１１ ＦＤＬ、ＴＩＮＵＶＩＮ １４４、ＴＩＮＵＶＩＮ ２９２、ＴＩＮＵＶＩＮ ＸＰ４０、ＴＩＮＵＶＩＮ ＸＰ６０、ＴＩＮＵＶＩＮ ４００などが挙げられる。 The gelling inhibitor may further contain other hindered amine compounds, phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, hydroquinone monoalkyl ethers, etc. Specific examples of such gelling inhibitors include hydroquinone monomethyl ether, hydroquinone, t-butylcatechol, pyrogallol, and TINUVIN 111 FDL, TINUVIN 144, TINUVIN 292, TINUVIN XP40, TINUVIN XP60, and TINUVIN 400 manufactured by Ciba Corporation.
＜４－３．その他添加剤＞
本実施の形態のインク組成物には、さらに必要により、界面活性剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、電荷付与剤、殺菌剤、防腐剤、防臭剤、電荷調整剤、湿潤剤、皮はり防止剤、香料などの公知の一般的な添加剤を、任意成分として配合してもよい。
<4-3. Other additives>
If necessary, the ink composition of the present embodiment may further contain, as optional components, known general additives such as a surfactant, a leveling agent, an antifoaming agent, an antioxidant, a pH adjuster, a charge imparting agent, a bactericide, a preservative, a deodorant, a charge adjuster, a wetting agent, an antiskinning agent, and a fragrance.
＜５．調整方法について＞
インクの調製方法としては、従来から公知の調製方法を使用できるが、着色材として顔料を用いる場合、以下の調製方法が好ましい。
<5. Adjustment Method>
As a method for preparing the ink, a conventionally known preparation method can be used. When a pigment is used as the colorant, the following preparation method is preferred.
まず、着色材と、重合性化合物の一部と、必要により顔料分散剤とをプレミックスした混合液を調製し、この混合液を分散機により分散させて、一次分散体を調製する。分散機としては、具体的には、ディスパ；ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器駆動媒体ミル；サンドミルなどの高速回転ミル；撹拌槽型ミルなどの媒体撹拌ミルなどが挙げられる。 First, a mixture is prepared by premixing the colorant, a portion of the polymerizable compound, and, if necessary, a pigment dispersant, and this mixture is dispersed using a dispersing machine to prepare a primary dispersion. Specific examples of dispersing machines include dispersers; container-driven media mills such as ball mills, centrifugal mills, and planetary ball mills; high-speed rotating mills such as sand mills; and media stirring mills such as stirred tank type mills.
次に、一次分散体に、残りの重合性化合物と、光重合開始剤と、表面調整剤と、必要によりゲル化防止剤などの他の添加剤とを添加し、撹拌機を用いて均一に混合する。撹拌機としては、具体的には、スリーワンモーター、マグネチックスターラー、ディスパ、ホモジナイザーなどが挙げられる。また、ラインミキサーなどの混合機を用いて、インク組成物を混合してもよい。さらに、インク組成物中の粒子をより微細化する目的でビーズミルや高圧噴射ミルなどの分散機を用いて、インク組成物を混合してもよい。 Next, the remaining polymerizable compound, photopolymerization initiator, surface conditioner, and other additives such as antigelling agents, if necessary, are added to the primary dispersion, and mixed uniformly using a stirrer. Specific examples of the stirrer include a three-one motor, a magnetic stirrer, a disperser, and a homogenizer. The ink composition may also be mixed using a mixer such as a line mixer. Furthermore, the ink composition may also be mixed using a disperser such as a bead mill or a high-pressure jet mill in order to further refine the particles in the ink composition.
着色材として顔料を使用する場合、インク組成物中の顔料粒子の分散平均粒子径は２０～２５０ｎｍが好ましく、５０～２３０ｎｍがより好ましい。 When a pigment is used as the colorant, the average dispersed particle size of the pigment particles in the ink composition is preferably 20 to 250 nm, and more preferably 50 to 230 nm.
本実施の形態によれば、単官能モノマーと、アクリル当量が１５０より大きく、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第一の多官能モノマーと、アクリル当量が１５０以下且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第二の多官能モノマーから重合性化合物が構成されるため、２５℃において、６～８ｍＰａ・ｓの低粘度のインク組成物を調製することができる。 According to this embodiment, the polymerizable compound is composed of a monofunctional monomer, a first multifunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 and having two or more ethylenic double bonds in one molecule, and a second multifunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and having two or more ethylenic double bonds in one molecule, so that an ink composition with a low viscosity of 6 to 8 mPa·s at 25°C can be prepared.
また、本実施の形態のインク組成物は、希釈溶剤で希釈する必要がなく、加温しなくても、低粘度であり、さらに着色材が顔料である場合の顔料分散性も良好で、保存中や使用中に粘度が上昇したり、顔料が沈降するなどの支障をきたさない良好な分散安定性を有している。このため、インクジェット記録方式において、インクを加温することなく、室温で安定な吐出が得られる In addition, the ink composition of this embodiment does not need to be diluted with a diluting solvent, has low viscosity even without heating, and has good pigment dispersibility when the coloring material is a pigment, and has good dispersion stability that does not cause problems such as an increase in viscosity or pigment sedimentation during storage or use. Therefore, in the inkjet recording method, stable ejection can be obtained at room temperature without heating the ink.
＜６．その他について＞
インクジェット記録方式としては、特に限定されるものではないが、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式（圧力パルス方式）、電気信号を音響ビームに変えてインクに照射する放射圧を利用した音響インクジェット記録方式、インクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット記録方式などが挙げられる。なお、上記インクジェット記録方式には、フォトインクと呼ばれる低濃度のインクを微小体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式、無色透明のインクを用いる方式などが含まれる。
<6. Other matters>
Inkjet recording methods include, but are not limited to, a charge control method that uses electrostatic attraction to eject ink, a drop-on-demand method (pressure pulse method) that uses the vibration pressure of a piezoelectric element, an acoustic inkjet recording method that uses radiation pressure to convert an electric signal into an acoustic beam and irradiate the ink, and a thermal inkjet recording method that heats the ink to form bubbles and uses the resulting pressure, etc. The above inkjet recording methods include a method of ejecting a large number of low-concentration inks called photo inks in a small volume, a method of improving image quality by using multiple inks of substantially the same hue but different densities, and a method of using colorless and transparent ink.
本実施の形態において、照射手段としては、水銀灯やメタルハライドランプなどの紫外線照射手段が挙げられる。本実施の形態のインク組成物であれば、紫外線の積算光量として、２００ｍＪ／ｃｍ２以下の低エネルギーを利用することもできる。エネルギー線は、記録媒体上にインク組成物を吐出した後、１～１，０００ｍｓ経過するまでの間にインク組成物に照射するのが好ましい。経過時間が１ｍｓ未満の場合、ヘッドと光源との距離が短かすぎて、ヘッドへエネルギー線が照射されて不測の事態を招く虞がある。一方、経過時間が１，０００ｍｓを超えると、多色が利用される場合のインク滲みにより画質が劣化する傾向がある。 In the present embodiment, examples of the irradiation means include ultraviolet irradiation means such as a mercury lamp or a metal halide lamp. With the ink composition of the present embodiment, a low energy of 200 mJ/cm2 or less can be used as the integrated light amount of ultraviolet light. The ink composition is preferably irradiated with the energy beam within 1 to 1,000 ms after the ink composition is ejected onto the recording medium. If the elapsed time is less than 1 ms, the distance between the head and the light source is too short, and the head may be irradiated with the energy beam, leading to an unexpected situation. On the other hand, if the elapsed time exceeds 1,000 ms, image quality tends to deteriorate due to ink bleeding when multiple colors are used.
以下、実施例に基づきさらに具体的に説明するが、これら実施例に限定されるものではない。なお、以下で、「部」とあるのは「質量部」を意味する。 The following provides a more detailed explanation based on examples, but is not limited to these examples. Note that in the following, "parts" refers to "parts by mass."
各実施例及び比較例で用いたインク組成物の成分を以下の表１に示す。 The components of the ink compositions used in each example and comparative example are shown in Table 1 below.
［インク組成物の調製］
実施例（実）１～９、比較例（比）１～６は、表２に示されるインク組成物の配合量の通り、調整された。尚、表２の表示は、表１の記載と対応する。
[Preparation of Ink Composition]
Examples (Examples) 1 to 9 and Comparative Examples (Comparative) 1 to 6 were prepared according to the blending amounts of the ink compositions shown in Table 2. The indications in Table 2 correspond to those in Table 1.
１００ｃｃのプラスチック製ビンに、着色材、顔料分散剤、及び単官能モノマーを表２に示す配合量で計り取り、これにジルコニアビーズ１００部を加えて、ペイントコンディショナー（東洋精機社製）により２時間分散して、一次分散体を得た。次に、得られた一次分散体に、表２に示す配合量で残りの成分を加え、マグネチックスターラーにより混合物を３０分撹拌した。撹拌後、グラスフィルター（桐山製作所製）を用いて、混合物を吸引ろ過し、インク組成物を調製した。なお、比較例４，５では、単官能モノマーの代わりに、それぞれ、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートと、１，６ヘキサンジオールジアクリレートを用いて一次分散体を作製した以外は、上記と同様にしてインク組成物を調製した。 In a 100cc plastic bottle, the colorant, pigment dispersant, and monofunctional monomer were weighed out in the amounts shown in Table 2, 100 parts of zirconia beads were added, and the mixture was dispersed for 2 hours using a paint conditioner (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) to obtain a primary dispersion. Next, the remaining components were added to the obtained primary dispersion in the amounts shown in Table 2, and the mixture was stirred for 30 minutes using a magnetic stirrer. After stirring, the mixture was suction filtered using a glass filter (manufactured by Kiriyama Seisakusho Co., Ltd.) to prepare an ink composition. In Comparative Examples 4 and 5, the ink compositions were prepared in the same manner as above, except that the primary dispersion was prepared using tricyclodecane dimethanol diacrylate and 1,6-hexanediol diacrylate, respectively, instead of the monofunctional monomer.
［評価］
以上のようにして調製した実施例及び比較例の各インク組成物について、粘度を測定した。
[evaluation]
The viscosity of each of the ink compositions of the Examples and Comparative Examples prepared as described above was measured.
さらに、実施例及び比較例の各インク組成物を用いて、非記録媒体に記録したインク層(印字膜)について、下記の密着性、塗膜強度、延伸性及び硬化性を評価した。表２に示される各実施例及び比較例の下記評価結果を表３に示す。
〔粘度〕
Ｒ１００型粘度計（東機産業社製）を用いて、２５℃、コーンの回転数２０ｒｐｍの条件下で、粘度を測定した。
〔硬化性〕
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるフィルムの非記録媒体上に、インク組成物を印刷して、厚さ２μｍの印字膜を形成した。この印字膜に、照射手段としてメタルハライドランプを用い、トータル照射光量が２００ｍＪ／ｃｍ２となるように紫外線を照射して、硬化させた。
Furthermore, the ink layers (printed films) recorded on non-recording media using the ink compositions of the Examples and Comparative Examples were evaluated for adhesion, coating strength, stretchability, and curability as described below. The evaluation results for the Examples and Comparative Examples shown in Table 2 are shown in Table 3.
〔viscosity〕
The viscosity was measured using an R100 type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25° C. and a cone rotation speed of 20 rpm.
[Curability]
The ink composition was printed on a non-recording medium made of a film of polyethylene terephthalate (PET) to form a printed film having a thickness of 2 μm. The printed film was irradiated with ultraviolet light using a metal halide lamp as an irradiation means so that the total irradiation amount was 200 mJ/ cm2 , and cured.
このように硬化させた印字膜を指及び爪で触り、指及び爪へのインク付着の有無を目視で調べ、下記の基準で評価した。 The printed film thus cured was then touched with a finger or nail, and visually checked for the presence or absence of ink adhering to the finger or nail, and evaluated according to the following criteria.
〇：指及び爪にインクが付着せず、爪で擦っても印字膜表面に傷がつかない
×：指にインクが付着する
◯: Ink does not adhere to fingers or nails, and the surface of the printed film is not scratched even when rubbed with a nail. ×: Ink adheres to fingers.
〔密着性〕
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなる各フィルムの非記録媒体上に、インク組成物を印刷して、厚さ２μｍの印字膜を形成した。この印字膜に、照射手段としてメタルハライドランプを用い、トータル照射光量が２００ｍＪ／ｃｍ２となるように、紫外線を照射して硬化させた。
[Adhesion]
The ink composition was printed on the non-recording medium of each film made of polyvinyl chloride (PVC) to form a printed film having a thickness of 2 μm. The printed film was irradiated with ultraviolet light using a metal halide lamp as an irradiation means so that the total irradiation amount was 200 mJ/ cm2 , and cured.
このように硬化させた印字膜を、ＪＩＳ－Ｋ－５４００に準じて、セロテープ（登録商標）による剥離状態を確認する碁盤目試験（１ｍｍ角，１００個）を実施した。１００個中の剥離数を調べ、下記の基準で評価した。 The printed film thus cured was subjected to a cross-cut test (100 pieces, 1 mm square) using Scotch tape (registered trademark) in accordance with JIS-K-5400 to check the peeling condition. The number of peeled pieces out of the 100 pieces was counted and evaluated according to the following criteria.
〇：碁盤目試験にて剥離数が１０個以下
×：碁盤目試験にて剥離数が２１個以上
◯: 10 or less peeled pieces in the cross-cut test ×: 21 or more peeled pieces in the cross-cut test
〔塗膜強度〕
アクリル板の非記録媒体上に、インク組成物を印刷して、厚さ２μｍの印字膜を形成した。この印字膜に、照射手段としてメタルハライドランプを用い、トータル照射光量が２００ｍＪ／ｃｍ２となるように紫外線を照射して、硬化させた。
[Coating film strength]
The ink composition was printed on an acrylic non-recording medium to form a 2 μm thick print film. The print film was irradiated with ultraviolet light using a metal halide lamp as an irradiation means so that the total irradiation amount was 200 mJ/ cm2 , and cured.
このように硬化させた印字膜の鉛筆硬度を測定し、下記の基準で評価した。なお、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４００に規定された鉛筆硬度の測定方法に基づき、新東科学社製の表面性試験機“ＨＥＩＤＯＮ－１４ＤＲ”を用いて測定した。 The pencil hardness of the printed film thus cured was measured and evaluated according to the following criteria. The measurements were performed using a surface property tester "HEIDON-14DR" manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd., based on the pencil hardness measurement method specified in Japanese Industrial Standards (JIS) K5400.
〇：鉛筆硬度４Ｈ以上
×：鉛筆硬度４Ｈ未満
○: Pencil hardness 4H or higher
×: Pencil hardness less than 4H
〔延伸性〕
延伸試験用メディアの非記録媒体上に、インク組成物を印刷して、印字膜を形成した。この印字膜に、照射手段としてメタルハライドランプを用い、トータル照射光量が２００ｍＪ／ｃｍ２となるように紫外線を照射して、硬化させた。
[Stretchability]
The ink composition was printed on the non-recording medium of the stretching test medium to form a printed film. The printed film was irradiated with ultraviolet light using a metal halide lamp as an irradiation means so that the total irradiation amount was 200 mJ/ cm2 , and cured.
このように得られた印字膜を１０ｍｍ×７０ｍｍの短冊状に切り出し、試験片とした。試験片の両側１０ｍｍの位置を試料台に固定し、引っ張り試験機：ＳＩＭＡＤＺＵ社製ＡＵＴＯＧＲＡＧＨ ＡＧＳ－Ｈ １００Ｎを用いて、引っ張り速度５０ｍｍ／分にて評価した。試験片の印刷部分にひび割れが生じた時点で引っ張りを止め、その伸び率を求め、下記の基準で評価した。 The printed film thus obtained was cut into a 10 mm x 70 mm strip to be used as a test piece. The test piece was fixed to a sample stage at 10 mm positions on both sides, and evaluated at a pulling speed of 50 mm/min using a tensile tester: SIMADZU AUTOGRAGH AGS-H 100N. When cracks appeared in the printed part of the test piece, pulling was stopped, and the elongation was calculated and evaluated according to the following criteria.
〇：伸び率１６０％以上
×：伸び率１６０％未満
◯: Elongation rate of 160% or more ×: Elongation rate of less than 160%
上記表３に示すように、重合性化合物として単官能モノマーと、１５０より大きいアクリル当量を有し、且つ一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第一の多官能モノマーと、１５０以下のアクリル当量を有し、且つ一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第二の多官能モノマーと、光重合開始剤としてアルキルフェノン系化合物及びチオキサントン系化合物のうち少なくとも１つを、表面調整剤としてポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系化合物を含有する実施例のインク組成物は、２５℃で６ｍＰａ・ｓ以上、８ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有し、低い粘度となることが分かる。 As shown in Table 3 above, the ink composition of the embodiment contains a monofunctional monomer as a polymerizable compound, a first polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 and having two or more ethylenic double bonds in one molecule, a second polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and having two or more ethylenic double bonds in one molecule, at least one of an alkylphenone compound and a thioxanthone compound as a photopolymerization initiator, and a silicone compound having a polydimethylsiloxane structure as a surface modifier, and has a viscosity of 6 mPa·s or more and 8 mPa·s or less at 25°C, which is low.
表２及び表３の実施例１～９で示されるように、本実施形態により、溶剤を実質的に含まないエネルギー線硬化型のインクジェットインク組成物において、低粘度であり、且つ、硬化性及び延伸性に優れたエネルギー線硬化型のインクジェットインク組成物を提供することができる。このため、実施例のインク組成物は、吐出安定性に優れ、高精細な印刷物を提供する事ができる。 As shown in Examples 1 to 9 in Tables 2 and 3, this embodiment can provide an energy beam curable inkjet ink composition that is substantially free of solvent, has low viscosity, and has excellent curability and stretchability. Therefore, the ink compositions of the examples have excellent ejection stability and can provide high-definition printed matter.
また、溶剤を実質的に含まないエネルギー線硬化型インクでは、重合性化合物としてオリゴマーを含有することも考えられるが、この場合、インクの粘度が高くなり、吐出安定性が不十分となる。連続吐出性に劣るとともに、硬化性及び密着性も不十分となる。 In addition, in energy beam curable inks that are substantially free of solvent, it is possible to include an oligomer as a polymerizable compound, but in this case, the viscosity of the ink increases and the ejection stability becomes insufficient. Continuous ejection becomes poor, and the curing and adhesion properties are also insufficient.
重合性化合物として単官能モノマーのみを含有するインク組成物は、多官能モノマー成分がないため塗膜強度が劣り、架橋成分が少ないため密着性及び硬化性が劣ることが分かる（比較例１）。 It can be seen that an ink composition containing only a monofunctional monomer as a polymerizable compound has poor coating strength due to the absence of a polyfunctional monomer component, and poor adhesion and curability due to the small amount of crosslinking components (Comparative Example 1).
重合性化合物として単官能モノマーとアクリル当量が１５０より大きい第一の多官能モノマーを含有するインク組成物は、架橋成分の多官能モノマー成分が極端に少なくなるため塗膜強度が劣り、引張強度に耐えうるだけの塗膜強度がなくなるため延伸性及び密着性が劣ることが分かる。（比較例２） It can be seen that an ink composition containing a monofunctional monomer and a first polyfunctional monomer with an acrylic equivalent of more than 150 as a polymerizable compound has poor coating strength due to an extremely small amount of the polyfunctional monomer component of the crosslinking component, and has poor stretchability and adhesion due to the lack of coating strength sufficient to withstand tensile strength. (Comparative Example 2)
重合性化合物として単官能モノマーとアクリル当量１５０以下の第二の多官能モノマーを含有するインク組成物は、架橋成分の多官能モノマー成分が少なくなるため塗膜強度が劣ることが分かる。（比較例３） It can be seen that an ink composition containing a monofunctional monomer and a second polyfunctional monomer with an acrylic equivalent of 150 or less as a polymerizable compound has poor coating strength because the amount of polyfunctional monomer in the crosslinking component is reduced. (Comparative Example 3)
重合性化合物としてアクリル当量が１５０より大きい第一の多官能モノマーのみを含有するインク組成物、及び、アクリル当量１５０以下の第二の多官能モノマーのみを含有するインク組成物は、希釈・密着成分である単官能モノマー成分がなくなるため、粘度が高くなり、また、密着性が劣る。多官能モノマーのみになるため塗膜が硬くなるため延伸性が劣ることが分かる。（比較例４、５） Ink compositions containing only a first polyfunctional monomer with an acrylic equivalent greater than 150 as a polymerizable compound, and ink compositions containing only a second polyfunctional monomer with an acrylic equivalent of 150 or less, have high viscosity and poor adhesion because they lack the monofunctional monomer component that acts as a diluting and adhesive component. It can be seen that the coating film becomes hard because it is made up of only polyfunctional monomers, and therefore has poor stretchability. (Comparative Examples 4 and 5)
重合性化合物として単官能モノマーとアクリル当量１５０より大きい第一の多官能モノマーとアクリル当量１５０以下の第二多官能モノマーを含有するインク組成物であっても、単官能モノマーの含有量がインク組成物全体に対して４５質量％以下である場合、希釈・密着成分である単官能モノマー成分がなくなるため、粘度が高くなり、密着性が劣り、架橋成分の多官能モノマー比率が高くなるため塗膜が硬くなり延伸性が劣ることが分かる。（比較例６）
本発明の好ましい態様は、以下を包含する。
〔１〕重合性化合物と光重合開始剤を含むインクジェットインク組成物であって、
前記重合性化合物は、
単官能モノマーと、
アクリル当量が１５０より大きく、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第一の多官能モノマーと、
アクリル当量１５０以下、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第二の多官能モノマーとを有するインクジェットインク組成物。
〔２〕〔１〕において、前記インクジェットインク組成物の全体に対して、前記単官能モノマー含有量が５０～８０質量％、前記第一の多官能モノマーの含有量が１～１０質量％、前記第二の多官能モノマーの含有量が５～３５質量％となるインクジェットインク組成物。
〔３〕〔１〕において、前記重合性開始剤は、アルキルフェノン系化合物と、チオキサントン系化合物の少なくとも１つを含むインクジェットインク組成物。
〔４〕〔１〕において、
前記単官能モノマーのガラス転移温度が－７０℃以上、２９℃以下であり、
前記第一の多官能モノマーのガラス転移温度が－２５℃以上、１８０℃以下であり、
前記第二の多官能モノマーのガラス転移温度が４３℃以上、１００℃以下であるインクジェットインク組成物。
〔５〕〔１〕において、前記インクジェットインク組成物は、表面調整剤及び着色剤を含むインクジェットインク組成物。
〔６〕〔１〕において、前記インクジェットインク組成物は、２５℃で６．５～８．０ｍＰａ・ｓの粘度を有するインクジェットインク組成物。
Even in an ink composition containing a monofunctional monomer, a first polyfunctional monomer having an acrylic equivalent greater than 150, and a second polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less as polymerizable compounds, if the content of the monofunctional monomer is 45% by mass or less relative to the entire ink composition, the monofunctional monomer component, which is a diluting and adhesive component, disappears, resulting in high viscosity and poor adhesion, and the ratio of the polyfunctional monomer in the crosslinking component increases, resulting in a hard coating film and poor stretchability (Comparative Example 6).
Preferred aspects of the present invention include the following.
[1] An ink-jet ink composition comprising a polymerizable compound and a photopolymerization initiator,
The polymerizable compound is
A monofunctional monomer,
a first polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 and having two or more ethylenic double bonds in one molecule;
and a second polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and having two or more ethylenic double bonds in one molecule.
[2] The ink-jet ink composition according to [1], wherein the content of the monofunctional monomer is 50 to 80% by mass, the content of the first polyfunctional monomer is 1 to 10% by mass, and the content of the second polyfunctional monomer is 5 to 35% by mass, relative to the entirety of the ink-jet ink composition.
[3] The ink-jet ink composition according to [1], wherein the polymerization initiator comprises at least one of an alkylphenone compound and a thioxanthone compound.
[4] In [1],
The glass transition temperature of the monofunctional monomer is −70° C. or more and 29° C. or less,
The glass transition temperature of the first polyfunctional monomer is −25° C. or more and 180° C. or less;
The ink-jet ink composition, wherein the second polyfunctional monomer has a glass transition temperature of 43° C. or higher and 100° C. or lower.
[5] The ink-jet ink composition according to [1], further comprising a surface conditioner and a colorant.
[6] The ink-jet ink composition according to [1], wherein the ink-jet ink composition has a viscosity of 6.5 to 8.0 mPa·s at 25° C.
Claims (9)
前記重合性化合物は、
単官能モノマーと多官能モノマーからなり、
該多官能モノマーは、
アクリル当量が１５０より大きく２５４以下であり、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第一の多官能モノマーと、
アクリル当量１５０以下、且つ、一分子中にエチレン性二重結合を２個以上有する第二の多官能モノマーを含み、
前記単官能モノマーの含有量が、インクジェットインク組成物全体に対して、５０～８０質量％であり、
前記第一の多官能モノマーの含有量と前記第二の多官能モノマーの含有量との質量比（第二の多官能モノマー／第一の多官能モノマー）は２～１５である、
インクジェットインク組成物。 An ink-jet ink composition comprising a polymerizable compound, a photopolymerization initiator , and a colorant ,
The polymerizable compound is
It consists of monofunctional monomers and polyfunctional monomers,
The polyfunctional monomer is
a first polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of more than 150 and not more than 254 and having two or more ethylenic double bonds in one molecule;
a second polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and having two or more ethylenic double bonds in one molecule;
the content of the monofunctional monomer is 50 to 80% by mass based on the entire ink-jet ink composition;
the mass ratio of the content of the first multifunctional monomer to the content of the second multifunctional monomer (second multifunctional monomer/first multifunctional monomer) is 2 to 15;
Inkjet ink composition.
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