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CN105824191A - 光固化性着色组合物、固化物和物品 - Google Patents

光固化性着色组合物、固化物和物品 Download PDF

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CN105824191A
CN105824191A CN201510013043.8A CN201510013043A CN105824191A CN 105824191 A CN105824191 A CN 105824191A CN 201510013043 A CN201510013043 A CN 201510013043A CN 105824191 A CN105824191 A CN 105824191A
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CN
China
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methyl
acrylate
light
compound
ultraviolet
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Pending
Application number
CN201510013043.8A
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English (en)
Inventor
本桥隼
小林大祐
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Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明的目的在于提供一种光固化性着色组合物、固化物和物品,其中,在使用光吸收、光反射大的色料的情况下,具有优异的固化性。另外,可以提供一种光固化性着色组合物,即使在将紫外线发光二极管作为光源的情况下,该光固化性着色组合物也具有优异的固化性。(1)一种光固化性着色组合物,其特征在于,其为含有吸收紫外线而发光的有机化合物(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引发剂(C)和色料(D)的树脂组合物,对于吸收紫外线而发光的有机化合物(A)而言,在四氢呋喃中测得的吸收光谱的极大波长为250nm~400nm的范围,且发射光谱的极大波长为300nm~500nm的范围。

Description

光固化性着色组合物、固化物和物品
技术领域
本发明涉及固化性优异的光固化性着色组合物。
背景技术
使用一照射紫外线等光即瞬间固化的光固化性着色组合物作为油墨的印刷方法被用于喷雾、胶版印刷、丝网印刷、柔版印刷、喷墨印刷等,由于简化干燥工序的成本降低及应对环保要求的溶剂挥发量降低等优点,近年来被广泛地普及。
关于光固化性着色组合物,组合物中的光聚合引发剂吸收紫外线,从而产生活性种(自由基或阳离子),单体通过该活性种而聚合,从而组合物发生固化。因此,在使用光固化性着色组合物作为油墨的印刷方法的情况下,为了使油墨充分固化,重要的是紫外线到达油墨的内部。但是,含有色料的光固化性的油墨由于色料的光吸收、光反射,与透明油墨相比,含有色料的光固化性的油墨具有固化性差的倾向。特别是,黑油墨的紫外线吸收大,另外,白油墨的紫外线反射大,与其它颜色相比具有固化性显著差的问题。
另一方面,近年来,开发了以紫外线发光二极管为光源的照射装置,与现有的高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯等相比,光源寿命长,节能性优异,因而开始在紫外线印刷领域中普及。
但是,作为紫外线发光二极管光源的缺点,与现有灯相比,可以举出光固化性着色树脂的固化性非常差的问题。其原因可以举出:紫外线发光二极管光源的发光波长区域限于350nm~420nm,与发出广域波长的紫外线的现有灯相比,紫外线能量的总量小,因此无法使足够的能量到达光聚合引发剂,无法生成固化所需浓度的活性种。
作为提高固化性的技术,专利文献1中公开了一种关于含特定化合物的黑色油墨的技术。但是,在使用发光二极管进行固化时,存在固化性差的问题。另外,专利文献2中公开了一种以紫外线发光二极管为光源的紫外线固化型树脂组合物的技术。但是,在含有色料的树脂组合物中,存在油墨内部的固化无法进行的问题。
因此,希望开发出一种光固化性着色组合物,即使在使用光吸收、光反射大的色料的情况下,并且即使在以紫外线发光二极管为光源的情况下,该光固化性着色组合物也具有优异的固化性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-116874号公报
专利文献2:日本特开2011-1449号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是考虑到现有技术的这些问题而进行的,其目的在于提供一种光固化性着色组合物,在使用光吸收、光反射大的色料的情况下,该光固化性着色组合物具有优异的固化性。另外,可以提供一种光固化性着色组合物,即使在以紫外线发光二极管作为光源的情况下,该光固化性着色组合物也具有优异的固化性。
用于解决课题的方案
本发明人为了解决上述课题而进行了深入的研究,结果完成了本发明。即,本发明涉及下述(1)~(8)。
(1)一种光固化性着色组合物,其为含有吸收紫外线而发光的有机化合物(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引发剂(C)和色料(D)的树脂组合物,其特征在于,吸收紫外线而发光的有机化合物(A)在四氢呋喃中测得的吸收光谱的极大波长为250nm~400nm的范围,且发射光谱的极大波长为300nm~500nm的范围。
(2)如(1)所述的光固化性着色组合物,其特征在于,吸收紫外线而发光的有机化合物(A)在四氢呋喃中测得的吸收光谱的极大波长为250nm~390nm的范围,且发射光谱的极大波长为330nm~480nm的范围。
(3)如(1)或(2)所述的光固化性着色组合物,其特征在于,光聚合引发剂(C)在吸收紫外线而发光的有机化合物(A)所发出的光的波长下有吸收。
(4)如(3)所述的光固化性着色组合物,其特征在于,所述光聚合引发剂(C)在乙腈中测得的365nm处的单位重量的吸光系数为85ml/(g·cm)~10000ml/(g·cm)。
(5)如(3)所述的光固化性着色组合物,其特征在于,(3)所述的光聚合引发剂(C)在乙腈中测得的365nm处的单位重量的吸光系数为400ml/(g·cm)~10000ml/(g·cm)。
(6)如(1)~(5)中任一项所述的光固化性着色组合物,其特征在于,作为光聚合性化合物(B),由选自(甲基)丙烯酸酯化合物(B-1)、氧杂环丁烷化合物(B-2)、环氧化合物(B-3)、乙烯基醚化合物(B-4)的组中的1种以上构成。
(7)一种固化物,其是对(1)~(6)中任一项所述的光固化性着色组合物照射活性能量射线而得到的。
(8)一种固化物,其特征在于,其是用紫外线发光二极管光源对(1)~(6)中任一项所述的光固化性着色组合物照射紫外线而得到的,所述紫外线发光二极管光源在350nm~420nm具有峰值波长。
发明的效果
根据本发明,可以提供一种光固化性着色组合物,即使在使用光吸收、光反射大的色料的情况下,即使在以紫外线发光二极管作为光源的情况下,该光固化性着色组合物也可以充分进行树脂的固化。
具体实施方式
本发明的光固化性着色组合物的特征在于,其含有吸收紫外线而发光的有机化合物(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引发剂(C)和色料(D)。需要说明的是,以下只要不特别声明,则光固化性着色组合物中的各成分的含有比例即重量%是以光固化性着色组合物的总重量为基准的重量%。
本发明的光固化性着色组合物含有吸收紫外线而发光的有机化合物(A)。
作为吸收紫外线而发光的有机化合物(A),只要是在四氢呋喃中测得的吸收光谱的极大波长为250nm~400nm的范围、且发射光谱的极大波长为300nm~500nm的范围的有机化合物,就可以没有特别限定地使用。作为具体例,可以举出蒽化合物类、香豆素化合物类、咔唑化合物类、苯并噁唑化合物类、萘化合物类、均二苯代乙烯化合物类、联苯胺化合物类、噁二唑化合物类、芘化合物类、二萘嵌苯化合物类、萘二甲酰亚胺化合物类、苯并三唑化合物类等。
其中,从遮光部固化性的方面出发,优选蒽化合物类、咔唑化合物类、苯并噁唑化合物类、噁二唑化合物类。
另外,吸收紫外线而发光的有机化合物(A)更优选在四氢呋喃中测得的吸收光谱的极大波长为250nm~390nm的范围、且发射光谱的极大波长为330nm~480nm的范围的化合物。
这是因为,若在上述范围内,则固化物吸收外部光而着色,固化后的油墨的色调发生变化的可能性小,固化性极其优异。并且,通过使发射光谱在上述范围内,难以视认发光,能够作用于固化作用优异的吸收波长为350nm~400nm的光聚合引发剂,因而优选。
上述吸收光谱和发射光谱的测定中,例如,制备吸收紫外线而发光的有机化合物(A)的四氢呋喃溶液(浓度0.002wt%),可以利用(株)岛津制作所制造的分光光度计“UV-3150”测定吸收光谱,可以利用HitachiHigh-Technologies社制造的荧光光度计“F-7000”测定发射光谱。
通过使光固化性着色组合物含有这种吸收紫外线而发光的有机化合物(A),可以实现优异的固化性。
此外,本申请发明中,吸收紫外线而发光的有机化合物(A)优选在光固化性着色组合物中相溶而存在。通过相溶而存在,组合物变得均匀,因而能够均匀地使其固化。于是,为了使相溶容易,吸收紫外线而发光的有机化合物(A)优选熔点为0℃~500℃、更优选为25℃~400℃、特别优选为25℃~300℃。并且,从该方面出发,优选所得到的光固化性着色组合物在常温(25℃)~80℃为相溶状态(能够使吸收紫外线而发光的有机化合物(A)溶解)。
吸收紫外线而发光的有机化合物(A)可以是在吸收紫外线而发光后发生分解的物质。通过发生分解而发光的功能丧失,外部光引起的印刷物的色调变化消失,因而优选。
这些吸收紫外线而发光的有机化合物(A)可以使用1种或将2种以上以任意的比例混合使用。吸收紫外线而发光的有机化合物(A)在本发明的光固化性着色组合物中的重量比例通常为0.001重量%~5重量%、优选为0.001重量%~1重量%。
下面,例示出蒽化合物类、香豆素化合物类、咔唑化合物类、苯并噁唑化合物类、均二苯代乙烯化合物类、噁二唑化合物类、联苯胺化合物类的优选骨架。
作为蒽化合物类,可以优选使用具有下述骨架的化合物。需要说明的是,结构式中,*符号表示与各主骨架的键合。
(式中,R1各自独立地表示氢原子、苯基、苯基亚甲基、苯基亚乙基、苯基亚丙基,X各自独立地表示氢原子或卤原子,n表示1~4的整数。)
苯基具体来说可示出下述结构,苯基亚甲基、苯基亚乙基、苯基亚丙基具体来说可以举出苯环上不具有取代基的基团或具有碳原子数1~3的烷基作为取代基的基团。
苯基:
(式中,R11各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k1表示1~5的整数。)
此处,R1表示优选为苯基,X优选为氢原子。
作为香豆素化合物类,可以优选使用具有下述骨架的化合物。需要说明的是,结构式中,*符号表示与各主骨架的键合。
(式中,R2各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~3的烷基、苯并咪唑基或苯并噻唑基,R3表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k表示1~2的整数。)
苯并咪唑基、苯并噻唑基可以具有取代基,具体来说可示出下述结构。
苯并咪唑基:
(式中,R21各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,q1表示1~4的整数。)
苯并噻唑基:
(式中,R22各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,q2表示1~4的整数。)
此处,R2、R3优选碳原子数为1~3的烷基。
作为咔唑化合物类,可以优选使用具有下述骨架的化合物。需要说明的是,结构式中,*符号表示与各主骨架的键合。
(式中,R4表示碳原子数为1~3的烷氧基、苯基、联苯基、联苯二基、或下述式(4)
表示的基团,R5各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基。l表示1~3的整数。)
苯基、联苯基、联苯二基可以具有取代基,具体来说可示出下述结构。
苯基:
(式中,R41各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k1表示1~5的整数。)
联苯基:
(式中,R42各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k2表示1~4的整数。)
联苯二基:
(式中,R43各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k3表示1~4的整数。)
上述咔唑类由于遮光部的固化性优异,因此可以优选使用。
此处,R4优选为联苯二基,R5优选为氢原子。
需要说明的是,咔唑化合物类的可见性极高,可见光的发光弱或可见光的吸光弱,因而在视认固化物时可以确保极高的透明性,因而可以优选使用。
作为苯并噁唑化合物类,可以优选使用具有下述骨架的化合物。需要说明的是,结构式中,*符号表示与各主骨架的键合。
(式中,R6各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,R7表示碳原子数为1~3的亚烷基或下述式(6)
p表示1~4的整数。)
此处,R6优选碳原子数为1~6的烷基,特别优选为具有碳原子数为4~6的支链的烷基。
另外,R7优选为上述式(6)。
此处,作为均二苯代乙烯化合物类,可以优选使用具有下述骨架的化合物。
(式中,R8各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,r表示1~5的整数。)
此处,R8优选为氢原子。
需要说明的是,均二苯代乙烯化合物类的可见性高,可见光的发光弱或可见光的吸光弱,因而在视认固化物时可以确保高透明性,因而可以优选使用。
作为联苯胺化合物类,可以优选使用具有下述骨架的化合物。需要说明的是,结构式中,*符号表示与各主骨架的键合。
(式中,R9各自独立地表示氢原子、苯基或萘基,R10各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,s表示1~4的整数。)
苯基、萘基具体来说可示出下述结构。
苯基:
(式中,R101表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,k1表示1~5的整数。)
萘基:
(式中,R102表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k4表示1~3的整数。)
此处,R9优选为苯基或萘基,特别优选分子中一同具有苯基和萘基。
需要说明的是,联苯胺化合物类的可见性极高,可见光的发光弱或可见光的吸光弱,因而在视认固化物时可以确保极高的透明性,因而可以优选使用。
作为噁二唑化合物类,可以优选使用具有下述骨架的化合物。
(式中,R201表示碳原子数为1~4的烷基,W表示直接键合或下述式(10)
表示的连接基团,Y表示碳原子或氮原子,Z表示亚苯基、联吡啶残基或芴残基。t3、t4表示0~2的整数,t3和t4不同时为0。需要说明的是,*表示连结部分,式(9)中的连结部分与噁二唑骨架的碳原子键合,式(10)中的连结部分左端与噁二唑骨架键合,式(10)中的连结部分右端与苯骨架或吡啶骨架结合。)
此处,亚苯基、联吡啶残基、芴残基各自如下所示。
亚苯基:
(式中,R202各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k5表示1~4的整数。)
此处,R202优选为氢原子。
联吡啶残基:
(式中,R203各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k6表示1~3的整数。)
此处,R203优选为氢原子。
芴残基:
(式中,R204各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,k7表示1~3的整数。)
此处,R204优选为氢原子。
上述式(9)表示的化合物中,当W是直接键合或Z为亚苯基的上述式(10)的连接基团时,可以降低熔点,从这方面出发优选W是直接键合或Z为亚苯基的上述式(10)的连接基团。
另外,在t3和t4中,优选t3与t4的合计为2,特别优选t3和t4均为1。关于Y,优选碳原子。
作为R201,作为碳原子数为1~4的烷基,具体来说可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基,优选具有支链的烷基,特别优选叔丁基。
另外,在具有上述式(10)表示的连接基团的情况下,优选t3或t4中的任一者为2、另一者为0的化合物。
其中,可以特别优选使用下述式(11)表示的化合物。
需要说明的是,噁二唑化合物类的可见光的发光弱或可见光的吸光弱,因而在视认固化物时可以确保极高的透明性,因而可以优选使用。
另外,本发明的光固化性着色组合物含有光聚合性化合物(B)。
作为光聚合性化合物(B),只要是通过紫外线聚合的化合物,就可以没有特别限定地使用,可以举出例如(甲基)丙烯酸酯化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物等。
本发明的光固化性着色组合物可以使用(甲基)丙烯酸酯化合物(B-1)作为光聚合性化合物(B)。
作为能够用作本发明的光固化性着色组合物的(甲基)丙烯酸酯化合物(B-1),可以举出例如氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、具有聚异戊二烯、聚丁二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物(B-1-1)。它们可以使用一种或两种以上。
此处,本发明的光固化性着色组合物通过使用这些光聚合性化合物作为光聚合性化合物,可以得到固化物的柔软性优异、对于基材的密合性良好的光固化性着色组合物,因而优选。
作为本发明的组合物中含有的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,没有特别限定,可以例示通过使多元醇、有机多异氰酸酯和含羟基的(甲基)丙烯酸酯这三种成分反应而得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯;以及通过使有机多异氰酸酯和含羟基的(甲基)丙烯酸酯这两种成分反应而得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。
作为多元醇,可以举出例如新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等碳原子数为1~10的烷撑二醇;三羟甲基丙烷、季戊四醇等三醇;三环癸烷二甲醇、双[羟基甲基]-环己烷等具有环状骨架的醇等;通过这些多元醇与多元酸(例如,琥珀酸、邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸、己二酸、壬二酸、四氢邻苯二甲酸酐等)的反应得到的聚酯多元醇;通过多元醇与ε-己内酯的反应得到的己内酯醇;聚碳酸酯多元醇(例如通过1,6-己二醇与碳酸二苯酯的反应得到的聚碳酸酯二醇等)或聚醚多元醇(例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、环氧乙烷改性双酚A等)等。其中,从赋予与基材的密合性、柔软性的方面出发,特别优选分子量为2000以上的聚丙二醇。
作为有机多异氰酸酯,可以举出例如异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯或二环戊基异氰酸酯等。
另外,作为含羟基的(甲基)丙烯酸酯,可以使用例如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯等(甲基)丙烯酸羟基C2~C4烷基酯、二羟甲基环己基单(甲基)丙烯酸酯、羟基己内酯(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。
通过使多元醇、有机多异氰酸酯和含羟基的(甲基)丙烯酸酯这三种成分反应而得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的反应例如如下进行。即,向多元醇中混合有机多异氰酸酯,相对于多元醇的羟基1当量,所混合的有机多异氰酸酯的异氰酸酯基优选为1.1当量~2.0当量、进一步优选为1.1当量~1.5当量,优选使反应温度为70℃~90℃而进行反应,合成氨基甲酸酯低聚物。接下来,相对于氨基甲酸酯低聚物的异氰酸酯基1当量,以羟基(甲基)丙烯酸酯化合物的羟基优选为1当量~1.5当量的方式混合羟基(甲基)丙烯酸酯化合物,使其于70℃~90℃反应,可以得到目标氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
通过使有机多异氰酸酯和含羟基的(甲基)丙烯酸酯这两种成分反应而得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的反应例如如下进行。即,相对于有机多异氰酸酯的异氰酸酯基1当量,以含羟基的(甲基)丙烯酸酯的羟基优选为1当量~1.5当量的方式混合含羟基的(甲基)丙烯酸酯,使其于70℃~90℃反应,可以得到目标氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的重均分子量,优选1000~25000左右、更优选4000~20000。若重均分子量小于1000,则收缩变大,若重均分子量大于25000,则缺乏固化性。
本发明的光固化性着色组合物中,这些氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可以使用1种或将2种以上以任意的比例混合使用。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯在本发明的光固化性着色组合物中的重量比例通常为0重量%~90重量%、优选为1重量%~80重量%、更优选为1重量%~70重量%。
作为本发明的光固化性着色组合物中含有的具有聚异戊二烯、聚丁二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物,只要是公知的物质,就可以没有特别限定地使用。
作为上述具有聚异戊二烯、聚丁二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物,优选可以使用下述低聚物:(a)首先合成异戊二烯聚合物、丁二烯聚合物或它们的共聚物,接着使这些聚合物与不饱和酸酐反应,其后使所得到的聚合物中的一部分或全部与羟基(甲基)丙烯酸酯化合物反应而得到的低聚物;或(b)使羟基末端异戊二烯聚合物、羟基末端丁二烯聚合物或它们的共聚物与不饱和羧酸或其衍生物反应而得到的低聚物。
首先,对(a)低聚物,即,首先合成异戊二烯聚合物、丁二烯聚合物或它们的共聚物,接着使这些聚合物与不饱和酸酐反应,其后使所得到的聚合物中的一部分或全部与羟基(甲基)丙烯酸酯化合物反应而得到的低聚物进行说明。
作为上述异戊二烯聚合物、丁二烯聚合物,可以使用通过将异戊二烯或丁二烯的一种均聚而得到的异戊二烯聚合物或丁二烯聚合物,也可以使用通过将异戊二烯和丁二烯的混合物共聚而得到的异戊二烯-丁二烯共聚物。
作为聚合的方法,可以将甲基锂、乙基锂、仲丁基锂、正丁基锂、戊基锂等烷基锂、钠萘络合物作为引发剂,使异戊二烯和/或丁二烯进行阴离子聚合而得到;也可以通过将过氧化苯甲酰等过氧化物、偶氮二异丁腈等偶氮二腈化合物作为引发剂进行自由基聚合来制造。
需要说明的是,这些聚合反应可以在己烷、庚烷、甲苯、二甲苯等溶剂的存在下于-100℃~200℃反应0.5小时~100小时来进行。
接着,使利用上述方法得到的聚合物与不饱和酸酐反应。该反应例如可如下进行:在己烷、庚烷、甲苯、二甲苯等溶剂等对反应为惰性的溶剂的存在下、或无溶剂条件下,使上述聚合物与不饱和酸酐通常在常温~300℃反应0.5小时~100小时。
作为酸酐,可以使用例如马来酸酐、邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐等。
相对于聚合物100重量份,酸酐的用量通常优选为0.1重量份~200重量份的范围、更优选为0.1重量份~100重量份的范围内。
关于酸酐基与上述聚合物的反应所引起的加成,通过在上述条件下进行反应,通常,每1分子的加成数为1个~30个的范围、优选为2个~20个的范围。
接着,使导入上述聚合物中的酸酐基的一部分或全部与羟基(甲基)丙烯酸酯化合物反应,从而可以得到具有聚异戊二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物、具有聚丁二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物。
反应中,在己烷、庚烷等溶剂或无溶剂条件下,通常按照羟基(甲基)丙烯酸酯化合物的羟基优选为1当量~1.5当量的方式混合羟基(甲基)丙烯酸酯化合物,使其于20℃~200℃反应0.1小时~100小时,从而可以得到具有聚异戊二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物、具有聚丁二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物。
作为羟基(甲基)丙烯酸酯化合物,可以使用例如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯等(甲基)丙烯酸羟基C2~C4烷基酯、二羟甲基环己基单(甲基)丙烯酸酯、羟基己内酯(甲基)丙烯酸酯等。
接着,对得到(b)低聚物,即,使含有羟基的异戊二烯聚合物、丁二烯聚合物或它们的共聚物与不饱和羧酸或其衍生物反应而得到的低聚物的方法进行说明。
通过使羟基末端异戊二烯聚合物、羟基末端丁二烯聚合物的一部分或全部与不饱和羧酸或其衍生物反应,可以得到具有聚异戊二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物、具有聚丁二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物。
反应中,在己烷、庚烷等溶剂或无溶剂条件下,通常使不饱和羧酸或其衍生物在20℃~200℃反应0.1小时~100小时,从而可以得到。
作为不饱和羧酸或其衍生物,可以使用例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、α-乙基丙烯酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸等不饱和羧酸以及它们的酰卤化物、酰胺、酰亚胺、酸酐、酯等衍生物。
作为如此得到的化合物的具体例,可以例示KURARAY社制造UC-203(异戊二烯聚合物的马来酸酐加成物与甲基丙烯酸-2-羟乙酯的酯化物低聚物)、日本曹达社制造的NISSO-PBTE-2000(两末端甲基丙烯酸酯改性丁二烯系低聚物)等。
本发明的光固化性着色组合物中,这些具有聚异戊二烯、聚丁二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物可以使用1种或将2种以上以任意的比例混合使用。具有聚异戊二烯、聚丁二烯骨架的(甲基)丙烯酸酯低聚物在本发明的光固化性着色组合物中的重量比例通常为0重量%~90重量%、优选为1重量%~50重量%、更优选为1重量%~20重量%。
本发明的光固化性着色组合物可以使用(甲基)丙烯酸酯单体(B-1-2)作为(甲基)丙烯酸酯化合物(B-1)。
作为本发明的光固化性着色组合物中含有的(甲基)丙烯酸酯单体(B-1-2),没有特别限定,可以举出例如(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸异肉豆蔻基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯等(甲基)丙烯酸碳原子数5~20的烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酸苯基缩水甘油酯、三环癸烷(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸双环戊烯酯、双环戊烯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯酯、丙烯酸-1-金刚烷基酯、丙烯酸-2-甲基-2-金刚烷基酯、丙烯酸-2-乙基-2-金刚烷基酯、甲基丙烯酸-1-金刚烷基酯、聚环氧丙烷改性(甲基)丙烯酸壬基苯酯、双环戊二烯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等具有环状骨架的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯等具有羟基的碳原子数为1~5的烷基(甲基)丙烯酸酯;乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚环氧丙烷改性(甲基)丙烯酸壬基苯酯等聚烷撑二醇(甲基)丙烯酸酯;氧化乙烯改性苯氧基化磷酸(甲基)丙烯酸酯、氧化乙烯改性丁氧基化磷酸(甲基)丙烯酸酯和氧化乙烯改性辛氧基化磷酸(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二羟甲基二(甲基)丙烯酸酯、二氧六环二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧烷改性双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯和氧化乙烯改性磷酸二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基辛烷三(甲基)丙烯酸酯等三羟甲基C2~C10链烷烃三(甲基)丙烯酸酯;三羟甲基丙烷聚乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷聚丙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷聚乙氧基聚丙氧基三(甲基)丙烯酸酯等三羟甲基C2~C10链烷烃聚烷氧基三(甲基)丙烯酸酯、三[(甲基)丙烯酰氧基乙基]异氰脲酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等环氧烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;季戊四醇聚乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇聚丙氧基四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
从固化性的方面出发,优选(甲基)丙烯酰基为2个以上的(甲基)丙烯酸酯化合物。
在不损害本发明的特性的范围内,可以在本发明的光固化性着色组合物中使用环氧(甲基)丙烯酸酯。环氧(甲基)丙烯酸酯具有固化性提高、及使固化物的硬度、固化速度提高的功能。另外,作为环氧(甲基)丙烯酸酯,只要是使缩水甘油基醚型环氧化合物与(甲基)丙烯酸反应而得到的物质即可使用,作为用于得到优选使用的环氧(甲基)丙烯酸酯的缩水甘油基醚型环氧化合物,可以举出双酚A或其环氧烷加成物的二缩水甘油基醚、双酚F或其环氧烷加成物的二缩水甘油基醚、氢化双酚A或其环氧烷加成物的二缩水甘油基醚、氢化双酚F或其环氧烷加成物的二缩水甘油基醚、乙二醇二缩水甘油基醚、丙二醇二缩水甘油基醚、新戊二醇二缩水甘油基醚、丁二醇二缩水甘油基醚、己二醇二缩水甘油基醚、环己烷二甲醇二缩水甘油基醚、聚丙二醇二缩水甘油基醚等。
环氧(甲基)丙烯酸酯是通过使这些缩水甘油基醚型环氧化合物与(甲基)丙烯酸在下述的条件下反应而得到的。
相对于缩水甘油基醚型环氧化合物的环氧基1当量,使(甲基)丙烯酸以0.9摩尔~1.5摩尔、更优选为0.95摩尔~1.1摩尔的比例进行反应。反应温度优选为80℃~120℃,反应时间为10小时~35小时左右。为了促进反应,优选使用例如三苯基膦、TAP、三乙醇胺、四乙基氯化铵等催化剂。另外,反应中为了防止聚合,也可以使用例如对甲氧基苯酚、甲基氢醌等作为阻聚剂。
本发明中可以优选使用的环氧(甲基)丙烯酸酯为由双酚A型的环氧化合物得到的双酚A型环氧(甲基)丙烯酸酯。本发明中,作为环氧(甲基)丙烯酸酯的重均分子量,优选500~10000。
本发明的光固化性着色组合物中,(甲基)丙烯酸酯化合物可以使用1种或将2种以上以任意的比例混合使用。
另外,作为光聚合性化合物,可以使用环氧化合物(B-2)。
作为环氧化合物的具体例,可以举出双酚类(双酚A、双酚F、双酚S、联苯酚、双酚AD等)或苯酚类(苯酚、烷基取代苯酚、芳香族取代苯酚、萘酚、烷基取代萘酚、二羟基苯、烷基取代二羟基苯、二羟基萘等)与各种醛(甲醛、乙醛、烷基醛、苯甲醛、烷基取代苯甲醛、羟基苯甲醛、萘甲醛、戊二醛、邻苯二甲醛、巴豆醛、肉桂醛等)的缩聚物;上述苯酚类与各种二烯化合物(双环戊二烯、萜烯类、乙烯基环己烯、降冰片二烯、乙烯基降冰片烯、四氢茚、二乙烯基苯、二乙烯基联苯、二异丙烯基联苯、丁二烯、异戊二烯等)的聚合物;上述苯酚类与酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、苯乙酮、二苯甲酮等)的缩聚物;上述苯酚类与芳香族二甲醇类(苯二甲醇、联苯二甲醇等)的缩聚物;上述苯酚类与芳香族二氯甲基类(α,α’-二氯二甲苯、双氯甲基联苯等)的缩聚物;上述苯酚类与芳香族双烷氧基甲基类(双甲氧基甲基苯、双甲氧基甲基联苯、双苯氧基甲基联苯等)的缩聚物;将上述双酚类与各种醛的缩聚物或醇类等缩水甘油基化而得到的缩水甘油基醚系环氧树脂、脂环式环氧树脂、缩水甘油基胺系环氧树脂、缩水甘油基酯系环氧树脂等,只要是通常使用的环氧树脂即可,并不限定于这些。它们可以单独使用,也可以使用2种以上。
本发明的光固化性着色组合物中,这些环氧化合物可以使用1种或将2种以上以任意的比例混合使用。环氧化合物在本发明的光固化性着色组合物中的重量比例通常为5重量%~70重量%、优选为5重量%~50重量%。
另外,可以使用氧杂环丁烷化合物(B-3)作为光聚合性化合物。
作为氧杂环丁烷化合物的具体例,可以举出例如,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、4-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、3-甲基-3-缩水甘油基氧杂环丁烷、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、二(1-乙基(3-氧杂环丁烷基))甲醚、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(环己氧基)甲基-3-乙基氧杂环丁烷、亚二甲苯基双氧杂环丁烷、线型酚醛氧杂环丁烷等,只要是通常使用的氧杂环丁烷化合物即可,并不限定于这些。它们可以单独使用,也可以使用2种以上。
本发明的光固化性着色组合物中,这些氧杂环丁烷化合物可以使用1种或将2种以上以任意的比例混合使用。氧杂环丁烷化合物在本发明的光固化性着色组合物中的重量比例通常为5重量%~70重量%、优选为5重量%~50重量%。
另外,可以使用乙烯基醚化合物(B-4)作为光聚合性化合物。
作为乙烯基醚化合物的具体例,可以举出例如乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、丙二醇二乙烯基醚、二丙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚等二乙烯基醚化合物或三乙烯基醚化合物;乙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、十八烷基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、环己烷二甲醇单乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、异丙烯基醚-o-碳酸亚丙酯、十二烷基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、十八烷基乙烯基醚等,只要是通常使用的乙烯基醚化合物即可,并不限定于这些。它们可以单独使用,也可以使用2种以上。
本发明的光固化性着色组合物中,这些乙烯基醚化合物可以使用1种或将2种以上以任意的比例混合使用。乙烯基醚化合物在本发明的光固化性着色组合物中的重量比例通常为5重量%~70重量%、优选为5重量%~50重量%。
本发明的光固化性着色组合物含有光聚合引发剂(C)。
作为本发明的组合物中含有的光聚合引发剂(C),没有特别限定,作为自由基聚合引发剂,可以举出例如1-羟基环己基苯基酮(Irgacure184;BASF社制造)、2-羟基-2-甲基-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙醇低聚物(エサキュアONE;ランバルティ制造)、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(Irgacure2959;BASF社制造)、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]-苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮(Irgacure127;BASF制造)、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(Irgacure651;BASF社制造)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(Darocure1173;BASF社制造)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮(Irgacure907;BASF社制造)、氧基-苯基-乙酸2-[2-氧代-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯与氧基-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯混合物(Irgacure754;BASF社制造)、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮(Irgacure369;BASF社制造)、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)等。作为阳离子系聚合引发剂,可以举出例如双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、2-(3,4-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、二苯基碘鎓六氟砷酸盐、二苯基碘鎓三氟甲基磺酸盐、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、三苯基锍四氟硼酸盐、三对甲苯基锍六氟磷酸盐、三对甲苯基锍三氟甲磺酸盐、4-异丙基-4'-甲基二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐等。另外,本发明的组合物中含有的光聚合引发剂(C)优选在吸收紫外线而发光的有机化合物(A)所发出的光的波长下有吸收。
从固化性的方面出发,优选2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(SpeedcureTPO;LAMBSON社制造)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(Irgacure819;BASF制造)、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)。另外,它们可以使用一种或两种以上。
此处,在上述光聚合引发剂中,在乙腈中测得的365nm处的单位重量的吸光系数优选为85ml/(g·cm)~10000ml/(g·cm)、更优选为150ml/(g·cm)~10000ml/(g·cm)、特别优选为400ml/(g·cm)~10000ml/(g·cm)。另外,在乙腈中测得的405nm处的单位重量的吸光系数优选为5ml/(g·cm)~3000ml/(g·cm)、特别优选为200ml/(g·cm)~3000ml/(g·cm)。并且,极其优选满足这两个条件。另外,还优选在乙腈中测得的400nm处的摩尔吸光系数为200M-1·cm-1~10万M-1·cm-1的光聚合引发剂。
若为在该范围内的、在吸收紫外线而发光的化合物所发出的光的波长下有吸收的光聚合引发剂,则可进一步促进光难以到达的区域的紫外线固化型树脂组合物的固化。这是因为,350nm~410nm这种长波长的紫外线发生衍射的性质大。由此,可以迂回进入被色料遮光的区域(遮光区域)的内侧,即使在存在妨碍紫外线照射的遮光区域的情况下,通过该迂回进入,长波长的光也可以到达遮光区域。
因此,若为上述范围的光聚合引发剂,则可以对吸收紫外线而发光的有机化合物(A)所发出的光进行吸收,同时对由紫外线照射并衍射的长波长的光进行吸收,通过其乘数效应,可促进光聚合引发剂的反应,即使在遮光区域为宽范围的情况下,也可以使紫外线固化型树脂组合物充分固化。
此外,若是在四氢呋喃中测得的吸收光谱的极大波长在上述优选范围内的吸收紫外线而发光的有机化合物(A)与在上述优选的吸光系数的范围内的光聚合引发剂之组合,则可进一步促进遮光区域的固化,因而特别优选。
作为满足上述条件的光聚合引发剂,可以举出BASF社制造Irgacure819、LAMBSON社制造的SpeedcureTPO等。
本发明的光固化性着色组合物中,这些光聚合引发剂可以使用1种或将2种以上以任意的比例混合使用。光聚合引发剂在本发明的光固化性着色组合物中的重量比例通常为0.01重量%~15重量%、优选为0.2重量%~10重量%。
此外,还可以与上述光聚合引发剂合用能够成为光聚合引发助剂的胺类等。作为可使用的胺类等,可以举出苯甲酸-2-二甲氨基乙酯、二甲氨基苯乙酮、对二甲氨基苯甲酸乙酯或对二甲氨基苯甲酸异戊酯等。在使用该胺类等光聚合引发助剂的情况下,本发明的光固化性着色组合物中的含量通常为0.005~5重量%、优选为0.01~3重量%。
本发明的光固化性着色组合物含有色料(D)。作为色料(D),可以使用染料或颜料,从印刷物的耐性的方面出发,可以优选使用颜料。作为颜料,一般可以使用在印刷用途、涂料用途的油墨组合物中使用的颜料,可以根据发光性、耐光性的必要用途进行选择。作为颜料成分,可以使用炭黑、二氧化钛、碳酸钙等无彩色的颜料、或有彩色的有机颜料。
在色料(D)中,对可以作为有彩色的有机颜料使用的颜料没有特别限定,可以举出以下的颜料。
具体可以举出甲苯胺红、甲苯胺栗棕、汉萨黄、联苯胺黄、吡唑啉酮红等不溶性偶氮染料;立索尔红、HelioBordeaux、大粉红、永固红2B等可溶性偶氮颜料;茜素、阴丹士林、硫靛蓝栗棕等来自染料的衍生物;酞菁蓝、酞菁绿等酞菁系有机颜料;喹吖啶酮红、喹吖啶酮品红等喹吖啶酮系的有机颜料;二萘嵌苯红、苝猩红等二萘嵌苯系有机颜料;异吲哚啉酮黄、异吲哚啉酮橙等异吲哚啉酮系有机颜料;皮蒽酮红、皮蒽酮橙等皮蒽酮系有机颜料;硫靛蓝系有机颜料;缩合偶氮系有机颜料;苯并咪唑酮系有机颜料;异吲哚啉黄等异吲哚啉系有机颜料;萘酚系有机颜料;作为其它颜料的黄烷士酮黄、酰胺黄、镍络偶氮黄、铜偶氮甲碱黄、紫环酮橙、蒽酮橙、二蒽醌基红、二噁嗪紫等颜料。
关于可作为本发明的组合物中含有的色料(D)使用的有彩色的有机颜料,若用比色指数(C.I.)值例示,例如可以举出下述颜料。
作为黄色用颜料,可以举出:
C.I颜料黄-1、3、12、13、14、17、20、24、42、74、81、83、86、87、93、95、109、110、117、120、125、128、129、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、180、185。
作为品红用颜料,可以举出:
C.I颜料橙-16、36、38、43、51、55、59、61
C.I颜料红-5、9、22、38、48:1、48:2、48:4、49:1、53:1、57:1、63:1、101、122、144、146、177、185、192、202、206、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、269
C.I颜料紫-19、23、29、30、37、40、50。
作为蓝绿色用颜料,可以举出:
C.I颜料蓝-15:1、15:3、15:4、15:6、18、22、60、27、29、64
C.I颜料绿-7、36
C.I颜料白-6、18、21。
除此以外,可以举出C.I颜料棕-23、25、26等。
在色料(D)中,对可以作为无彩色的有机颜料使用的颜料没有特别限定,可以举出以下的颜料。
作为黑色用颜料,可以举出炭黑、苯胺黑等。
作为产品名,可以举出Degussa社制造的“SpecialBlack350、250、100、550、5、4、4A、6”、“PrintexU、V、140U、140V、95、90、85、80、75、55、45、40、P、60、L6、L、300、3、35、25、A、G”、Cabot社制造的“REGAL400R、660R、330R、250R”、“MOGULE、L”、三菱化学社制造的“MA7、8、11、77、100、100R、100S、220、230”“#2700、#2650、#2600、#200、#2350、#2300、#2200、#2000、#990、#980、#970、#960、#950、#900、#850、#750、#650、#52、#47、#45、#45L、#44、#40、#33、#332、#30、#25、#20、#10、#5、CF9、#95、#260”等。
作为白色用颜料,可以举出二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、微粉硅酸、二氧化硅类、硅酸钙、氧化铝、氧化铝水合物、氧化锌、滑石、粘土等。优选可以举出二氧化钛。
作为产品名,可以举出石原产业社制造的“TaipakeCR-50、50-2、57、80、90、93、95、953、97、60、60-2、63、67、58、58-2、85”、“TaipakeR-820、830、930、550、630、680、670、580、780、780-2、850、855”、“TaipakeA-100、220”、“TaipakeW-10”、“TaipakePF-740、744”、“TTO-55(A)、55(B)、55(C)、55(D)、55(S)、55(N)、51(A)、51(C)”、“TTOS-1、2”、“TTOM-1、2”、TAYCA社制造的“TITANIXJR-301、403、405、600A、605、600E、603、805、806、701、800、808”、“TITANIXJA-1、C、3、4、5”、杜邦社制造的“Ti-PureR-900、902、960、706、931”等。
作为表现出金属光泽性的颜料,可以含有金属颜料。作为金属颜料,可以举出鳞片状铝粉末、铜粉末、镍粉末、不锈钢粉末、着色云母粉末、云母状氧化铁等。另外,还包括在粉碎时作为润滑剂使用了硬脂酸、油酸等长链脂肪酸的金属颜料。
在上述颜料中,喹吖啶酮系有机颜料、酞菁系有机颜料、苯并咪唑酮系有机颜料、异吲哚啉酮系有机颜料、缩合偶氮系有机颜料、喹酞酮系有机颜料、异吲哚啉系有机颜料等由于耐光性优异而优选。
有机颜料优选的是,基于激光散射得到的测定值,平均粒径为5nm~210nm的微细颜料。这样的微细颜料可以通过将上述有机颜料微细化而得到。在颜料的平均粒径为5nm以上的情况下,可以防止因粒径变小导致的耐光性降低。另一方面,通过使平均粒径为210nm以下,容易维持分散状态,可以抑制颜料的沉淀。
有机颜料的微细化可以利用下述方法进行。即,将由有机颜料、水溶性的无机盐和水溶性的溶剂的至少3种成分构成的混合物制成粘土状的混合物,用捏合机等强烈混炼,微细化后投入水中,用高速混合器等搅拌而制成浆料状。接下来,反复进行浆料的过滤和水洗,去除水溶性的无机盐和水溶性的溶剂。在微细化工序中,可以添加树脂、颜料分散剂等。
作为水溶性的有机盐,可以举出氯化钠、氯化钾等。这些无机盐可以在有机颜料的3倍重量~20倍重量的范围使用。
作为水溶性的溶剂,可以举出2-(甲氧基甲氧基)乙醇、2-丁氧基乙醇、2-(异戊氧基)乙醇、2-(己氧基)乙醇、二乙二醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇、三乙二醇单甲醚、液体聚乙二醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、低分子量聚丙二醇等。
本发明中,为了得到充分的浓度和充分的耐光性,以光固化性着色组合物的总重量为基准,优选在0.1重量%~30重量%的范围含有颜料。
在色料(D)中,对可以使用的染料没有特别限定,可以举出以下的染料。具体来说,可以使用偶氮系染料、噻唑系染料、蒽醌系染料、噁嗪系染料、酞菁系染料等直接染料、偶氮系染料、呫吨系染料、酞菁系染料、喹啉系染料、吖嗪系染料、靛蓝系染料等酸性染料;偶氮系染料、呫吨系染料、吖嗪系染料、吖啶系染料、次甲基系染料、噻唑系染料、噻嗪系染料、噁嗪系染料、蒽醌系染料、若丹明系染料、三芳基甲烷系染料等碱性染料。以下,用比色指数(C.I.)值例示可使用的染料。
作为偶氮系染料,可以举出例如:
C.I.直接黄2、33、34、35、39、50、69、70、71、86、93、94、95、98、102、109、129、136、141;
C.I.直接橙41、46、56、61、64、70、96、97、106、107;
C.I.直接红79、82、83、84、97、98、99、106、107、172、173、176、177、179、181、182、204、207、211、213、218、221、222、232、233、243、246、250;
C.I.直接紫47、52、54、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104;
C.I.直接蓝51、57、71、81、84、85、90、93、94、95、98、100、101、113、149、150、153、160、162、163、164、166、167、170、172、188、192、193、194、196、198、200、207、209、210、212、213、214、222、228、229、237、238、242、243、244、245、247、248、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275;
C.I.直接绿27、34、37、65、67、68、69、72、77、79、82等。作为噻唑系染料,可以举出C.I.直接黄54。
作为噁嗪系染料,可以举出C.I.直接蓝97、99、106、107、108、109、190、293等。
作为蒽醌系染料,可以举出C.I.直接蓝77。
作为酞菁系染料,可以举出C.I.直接蓝86、87、189、199等。
作为其它直接染料,可以举出C.I.直接黄38、43、47、58、68、108、138;C.I.直接橙34、39、50、52、57、65、68;C.I.直接红91、92、96、105、184、220、234、241;C.I.直接紫59;C.I.直接蓝80、114、115、117、119、137、155、156、158、159、161、171、173;C.I.直接绿25、31、32、63、66等。
作为偶氮系染料,可以举出例如C.I.酸性红1、3、4、6、8、11、12、14、18、26、27、33、37、53、57、88、106、108、111、114、131、137、138、151、154、158、159、173、184、186、215、257、266、296、337;
C.I.酸性橙7、10、12、19、20、22、28、30、52、56、74、127;
C.I.酸性紫11、56、58;
C.I.酸性黄1、17、18、23、25、36、38、42、44、54、59、72、78、151;
C.I.酸性棕2、4、13、248;
C.I.酸性蓝92、102、113、117等。
作为呫吨系染料,可以举出C.I.酸性红50、51、52、87等。
作为酞菁系染料,可以举出C.I.酸性蓝249。
作为蒽醌系染料,可以举出C.I.酸性红82、92;C.I.酸性紫41、42、43;C.I.酸性蓝14、22、25、40、45、78、80、127:1、129、145、167、230;C.I.酸性绿25、27等。
作为喹啉系染料,可以举出C.I.酸性黄3。
作为吖嗪系染料,可以举出C.I.酸性蓝59、102等。
作为靛蓝系染料,可以举出C.I.酸性蓝74。
作为其它酸性染料,可以举出C.I.酸性紫49;C.I.酸性棕19;C.I.酸性蓝7、9、74、112、126、167;C.I.酸性绿9;C.I.食品绿3等。
作为偶氮系染料,可以举出例如C.I.碱性红17、22、23、25、29、30、38、39、46、46:1、82;C.I.碱性橙2、24、25;C.I.碱性紫18;C.I.碱性黄15、24、25、32、36、41、73、80;C.I.碱性棕1;C.I.碱性蓝41、54、64、66、67、129等。
作为呫吨系染料,可以举出C.I.碱性红1、2;C.I.碱性紫10、11等。
作为吖嗪系染料,可以举出C.I.碱性红12、27等。
作为吖啶系染料,可以举出C.I.碱性橙14等。
作为次甲基系染料,可以举出C.I.碱性红13、14;C.I.碱性橙21;C.I.碱性紫16、39;C.I.碱性黄11、13、21、23、28等。
作为噻唑系染料,可以举出C.I.碱性黄1。
作为噻嗪系染料,可以举出C.I.碱性蓝9。
作为噁嗪系染料,可以举出C.I.碱性蓝3。
作为蒽醌系染料,可以举出C.I.碱性蓝22、35、45、47等。
作为若丹明系染料,可以举出C.I.碱性紫10。
作为三芳基甲烷系染料,可以举出C.I.碱性紫1、2、3、4、13、14、23;C.I.碱性蓝1、5、7、8、11、15、18、21、24、26;C.I.碱性绿1、4;等。
作为其它碱性染料,可以举出C.I.碱性黄2;C.I.碱性蓝1、67等。
为了提高分散性、树脂组合物的保存稳定性,在使用色料(特别是颜料)的情况下,优选添加分散剂。作为分散剂,可以使用含羟基的羧酸酯及其改性物、长链聚氨基酰胺和高分子量酯的盐、(高分子量)多元羧酸的盐(铵盐、烷基胺盐等)、长链聚氨基酰胺磷酸盐、长链聚氨基酰胺和极性酸酯的盐、高分子量不饱和酸酯、高分子量共聚物、改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、聚醚酯型阴离子系活性剂、萘磺酸甲醛缩合物盐、芳香族磺酸甲醛缩合物盐、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、硬脂胺乙酸酯、聚丙烯酸酯等多元羧酸酯、不饱和聚酰胺、聚硅氧烷、通过聚(低级烷基亚胺)和具有游离羧基的聚酯的反应所形成的酰胺或其盐等油性分散剂、(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮等水溶性树脂或水溶性高分子化合物、聚酯系、改性聚丙烯酸酯系、环氧乙烷/环氧丙烷加成物、磷酸酯系等。
作为分散剂的具体例,可以举出毕克化学社制造的“Anti-TerraU、AntiTerra-203/204、Disperbyk-101、107、110、111、130、161、162、163、164、165、166、170、400、Bykumen、BYK-P104、P105、P104S、240S、2000、Lactimon”、EfkaCHEMICALS社制造的“Efka44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766、EfkaPolymer100、150、400、401、402、403、450、451、452、453、745”、共荣社化学社制造的“FlowlenTG-710、FLOWNONSH290、SP-1000、POLYFLOWNo.50E、No.300”、楠本化成社制造的“DisparlonKS-860、873SN、874、#2150、#7004”、花王社制造的“DEMOLRN、N、MS、C、SN-B、EP、HOMOGENOLL-18、EMULGEN920、930、931、935、950、985、ACETAMIN24、86”、路博润社制造的“Solsperse5000、13940、17000、24000GR、32000、33000、35000、39000、53000、J-100”、日光化学社制造的“NikkolT106、MYS-IEX、Hexagline4-0”、AJINOMOTOFINETECHNO社制造的“AJISPERPB821、822、824、711”、TegoChemieService社制造的“TEGODisper685”等。
作为稳定性特别优异、排出性特别优异的颜料分散剂,可以举出碱性颜料分散剂,具体来说,可以举出Solsperse17000、24000GR、32000、33000、35000、39000、53000、J-100、AJISPERPB821、822、824、827、711等。
以上述光固化性着色组合物的总重量为基准,分散剂优选含有0.01重量%~10重量%。
此外,本发明的光固化性着组合物中可以含有溶剂。作为溶剂,可以举出例如1,2,3-三氯丙烷、1,3-丁二醇、1,3-丁二醇、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,4-二氧六环、2-庚酮、2-甲基-1,3-丙二醇、3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-酮、3,3,5-三甲基环己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲基-1,3-丁二醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁基乙酸酯、3-甲氧基丁醇、3-甲氧基丁基乙酸酯、4-庚酮、间二甲苯、间二乙苯、间二氯苯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、正丁醇、正丁苯、乙酸正丙酯、N-甲基吡咯烷酮、邻二甲苯、邻氯甲苯、邻二乙苯、邻二氯苯、对氯甲苯、对二乙苯、仲丁苯、叔丁苯、γ-丁内酯、异丁醇、异佛尔酮、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单叔丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单丙醚、乙二醇单己醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、二异丁基酮、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单异丙醚、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚、环己醇、环己醇乙酸酯、环己酮、二丙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单甲醚、双丙酮醇、甘油三乙酸酯、三丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、丙二醇二乙酸酯、丙二醇苯醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、苯甲醇、甲基异丁基酮、甲基乙基酮、甲基环己醇、乙酸正戊酯、乙酸正丁酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、二元酸酯等,它们可以单独或混合使用。
本发明中,以光固化性着色组合物的总重量为基准,通常在0.1重量%~90重量%的范围含有溶剂。
此外,本发明中,也可以使用黑色微粒作为色料。作为黑色微粒,例如含有铜-铁系、铜-铬系、氧化钴系等黑色复合氧化物;包含Fe、Co、Cu、Cr、Mn、Al中的一种或2种以上作为主要成分的金属氧化物构成的黑色颜料。另外,可以优选选择含有氧化铝、堇青石、锆石等混凝料中的1种以上。此外,为了提高稳定性,各玻璃糊料也可以添加无机酸、有机酸、磷酸化合物(无机磷酸、有机磷酸)等酸。
并且,在使用黑色微粒的情况下,优选使用有机粘结剂。
作为有机粘结剂,可以使用具有羧基的树脂、具体来说其本身具有烯键式不饱和双键的含羧基感光性树脂和不具有烯键式不饱和双键的含羧基树脂中的任一种。作为可以优选使用的树脂(可以为低聚物和聚合物中的任一种),可以举出以下树脂。
(1)通过使(a)不饱和羧酸和(b)具有不饱和双键的化合物共聚而得到的含羧基树脂
(2)通过使烯键式不饱和基团作为侧基加成到(a)不饱和羧酸与(b)具有不饱和双键的化合物的共聚物上而得到的含羧基感光性树脂
(3)使(c)具有环氧基和不饱和双键的化合物与(b)具有不饱和双键的化合物的共聚物与(a)不饱和羧酸反应,使(d)多元酸酐与生成的仲羟基反应而得到的含羧基感光性树脂
(4)使(e)具有不饱和双键的酸酐与(b)具有不饱和双键的化合物的共聚物与(f)具有羟基和不饱和双键的化合物反应而得到的含羧基感光性树脂
(5)使(g)环氧化合物和(h)不饱和一元羧酸反应,使(d)多元酸酐与所生成的仲羟基反应而得到的含羧基感光性树脂
(6)使(b)具有不饱和双键的化合物和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的共聚物的环氧基与(i)1分子中具有1个羧基且不具有烯键式不饱和键的有机酸反应,使(d)多元酸酐与所生成的仲羟基反应而得到的含羧基树脂
(7)使(j)含羟基聚合物与(d)多元酸酐反应而得到的含羧基树脂
(8)使(j)含羟基聚合物与(d)多元酸酐反应而得到含羧基树脂,使该含羧基树脂与(c)具有环氧基和不饱和双键的化合物进一步反应而得到的含羧基感光性树脂。
根据需要,可以使本发明的光固化性着色组合物中含有柔软化成分。作为可使用的柔软化成分的具体例,可以举出高聚物、低聚物、邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、乙二醇酯类、二醇醚类、脂肪族二元酸酯类、脂肪酸酯类、柠檬酸酯类、环氧系增塑剂、蓖麻油类、萜烯系氢化树脂等。作为低聚物、高聚物的例子,可以例示聚异戊二烯系、聚丁二烯系或二甲苯系的低聚物、高聚物、或含羟基的聚异戊二烯系、含羟基的聚丁二烯系的低聚物、高聚物。
该柔软化成分在光固化性着色组合物中的重量比例通常为10重量%~80重量%、优选为10重量%~70重量%。
另外,作为柔软化成分,可以使用(甲基)丙烯酸聚合物。
(甲基)丙烯酸聚合物可以举出以丙烯酸系或甲基丙烯酸系单体为原料而聚合得到的聚合物、或者该单体以外的其它聚合性单体与该单体的共聚物,可以利用溶液聚合、悬浮聚合、本体聚合等通常的方法进行制造。
作为特别优选的制造方法,优选在高温下连续进行自由基聚合来制造。具体来说,为通过以下工艺所制造的(甲基)丙烯酸聚合物。首先,在丙烯酸系或甲基丙烯酸系单体中混合微量的聚合引发剂和微量的溶剂。然后,在150℃以上的温度下在高压下反应10分钟以上。其后,利用分离机分离成与未反应成分反应而得到的(甲基)丙烯酸聚合物,从而可以得到。
此处,若混入聚合引发剂,则保存稳定性有可能变差,因此优选一边蒸馏除去溶剂一边进行反应,或者在分离得到(甲基)丙烯酸聚合物后将溶剂蒸馏除去。
作为用作(甲基)丙烯酸聚合物的原料的丙烯酸系或甲基丙烯酸系单体,可以举出(甲基)丙烯酸、α-乙基丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸-1,3-二甲基丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸-3-乙氧基丙酯、(甲基)丙烯酸-3-乙氧基丁酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸-α-(羟甲基)乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯乙酯等酯系(甲基)丙烯酸酯等,可以使用它们中的1种或2种以上。
作为可以共聚的其它聚合性单体,可以使用具有不饱和双键的公知的化合物,可以举出例如苯乙烯、3-硝基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯;α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、α-乙基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、α-己基苯乙烯等烷基苯乙烯类;4-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、3-溴苯乙烯等卤化苯乙烯类;丁烯酸、α-甲基丁烯酸、α-乙基丁烯酸、异丁烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸等具有不饱和双键的羧酸类。
根据需要,可以向本发明的光固化性着色组合物中加入有机溶剂、硅烷偶联剂、阻聚剂、流平剂、抗静电剂、表面润滑剂、光稳定剂(例如受阻胺化合物等)等添加剂。
作为稀释剂的具体例,可以举出例如甲醇、乙醇、异丙醇等醇类、二甲基砜、二甲基亚砜、四氢呋喃、二氧六环、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、水等。
作为硅烷偶联剂的具体例,可以举出例如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(2-(乙烯基苄基氨基)乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷等硅烷系偶联剂;异丙基(N-乙基氨基乙基氨基)钛酸酯(盐)、异丙基三异硬脂酰钛酸酯(盐)、二(二辛基焦磷酸酯)氧基乙酸钛(チタニウムジ(ジオクチルピロフォスフェート)オキシアセテート)、四异丙基二(二辛基磷酸酯)钛酸酯(盐)、新烷氧基三(对-N-(β-氨基乙基)氨基苯基)钛酸酯(盐)等钛系偶联剂;Zr-乙酰丙酮化物、Zr-甲基丙烯酸酯(盐)、Zr-丙酸酯(盐)、新烷氧基锆酸盐(酯)、新烷氧基三新癸酰基锆酸盐(酯)、新烷氧基三(十二酰基)苯磺酰基锆酸盐(酯)、新烷氧基三(乙二胺基乙基)锆酸盐(酯)、新烷氧基三(间氨基苯基)锆酸盐(酯)、碳酸锆铵、Al-乙酰丙酮化物、Al-甲基丙烯酸酯(盐)、Al-丙酸酯(盐)等锆或铝系偶联剂等。
作为阻聚剂的具体例,可以举出对甲氧基苯酚、甲基氢醌等。
作为光稳定剂的具体例,可以举出例如1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇、(甲基)丙烯酸-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯(ADEKA株式会社制造、LA-82)、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、1,2,3,4-丁烷四羧酸与1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇和3,9-双(2-羟基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]十一烷的混合酯化物、癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1-十一烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)碳酸酯、甲基丙烯酸-2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、4-苯甲酰基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-[2-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基氧基]乙基]-4-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基氧基]-2,2,6,6-四甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基-4-呱啶基-甲基丙烯酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-呱啶基)[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸酯、癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-1(辛氧基)-4-呱啶基)酯、1,1-二甲基乙基过氧化氢与辛烷的反应产物、N,N’,N″,N″′-四-(4,6-双-(丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)氨基)-三嗪-2-基)-4,7-二氮杂癸烷-1,10-二胺、二丁胺·1,3,5-三嗪·N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基-1,6-己二胺与N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的缩聚物、聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]、琥珀酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物、2,2,4,4-四甲基-20-(β-月桂基氧基羰基)乙基-7-氧杂-3,20-二氮杂二螺环[5·1·11·2]二十一烷-20-酮、β-丙氨酸,N,-(2,2,6,6-四甲基-4-呱啶基)-十二烷基酯/十四烷基酯、N-乙酰基-3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-4-呱啶基)吡咯烷-2,5-二酮、2,2,4,4-四甲基-7-氧杂-3,20-二氮杂二螺环[5,1,11,2]二十一烷-20-酮、2,2,4,4-四甲基-21-氧杂-3,20-二氮杂二环-[5,1,11,2]-二十一烷-20-丙酸十二烷基酯/十四烷基酯、丙二酸,[(4-甲氧基苯基)-亚甲基]-双(1,2,2,6,6-五甲基-4-呱啶基)酯(プロパンジオイックアシッド,[(4-メトキシフェニル)-メチレン]-ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)エステル)、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇的高级脂肪酸酯、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-呱啶基)-1,3-苯二甲酰胺(1,3-ベンゼンジカルボキシアミド,N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル))等受阻胺系;辛苯酮等二苯甲酮系化合物;2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺-甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二-叔戊基苯基)苯并三唑、甲基-3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯与聚乙二醇的反应产物、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚等苯并三唑系化合物;2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯等苯甲酸酯系、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]苯酚等三嗪系化合物等,特别优选为受阻胺系化合物。
在光固化性着色组合物中存在各种添加剂的情况下,各种添加剂在光固化性着色组合物中的重量比例为0.01重量%~3重量%、优选为0.01重量%~1重量%、更优选为0.02重量%~0.5重量%。
本发明的光固化性着色组合物可以通过将上述各成分在常温(25℃)~80℃混合溶解而得到,根据需要,可以利用过滤等操作去除夹杂物。考虑到涂布性,本发明的光固化性着色组合物优选25℃的粘度为5mPa·s~100Pa·s,特别优选适当调节成分的混配比以达到5mPa·s~50000mPa·s的范围。
从确保优异的排出性的方面考虑,优选调整为5mPa·s~14mPa·s的范围。
在色料的分散方法中,可以利用分散剂,可以使用调漆器(PaintConditioner)、三辊磨机、二辊磨机、捏合机、球磨机、砂磨机、超微磨碎机、珠磨机(pearlmill)、CoBallMill、均相混合机、均化器、湿式喷射式粉碎机、微小珠磨机、涂料摇摆器等分散机。在分散机使用介质的情况下,优选使用玻璃珠、氧化锆珠、氧化铝珠、磁性珠、苯乙烯珠等。关于分散,可以分别使用两种以上的分散机、或尺寸不同的两种以上的介质,阶段性地进行使用。
光固化性着色组合物含有分散剂的形态优选利用以下的方法进行调整。首先,对颜料等色料、分散剂、溶剂进行混配(根据需要进行预混合)后,根据需要利用介质,使用分散机充分进行分散,调整以高浓度含有色料的浓缩液。接着,向所得到的颜料分散体中添加光聚合性化合物、聚合性引发剂、各种添加剂,从而得到光固化性着色组合物。此处,包含两种以上色素的光固化性着色树脂组合物可以如下制造:将各色素分别微细地分散于光聚合性化合物、溶剂中,将所得到的物质混合,从而可以制造。
根据该方法,即使是使用了通常的分散机的分散处理,也可以得到充分的分散性。另外,不需要过量的分散能量,不需要很多的分散时间,因此可以制造分散时色料不发生变质、稳定性优异的光固化性着色组合物。
此外,本发明的光固化性着色组合物优选利用离心分离、烧结过滤器、膜过滤器等单元除去一定以上的粗大颗粒。
对于本发明的光固化性着色组合物,通常按照固化涂膜的厚度为5μm~50μm的方式利用任意的方法、例如喷涂法、旋涂法、2P法、辊涂法、丝网印刷法、喷墨印刷法等将组合物涂布至基板上。
作为活性能量射线,只要是照射紫外~近紫外(波长200nm~400nm附近)的光线的灯即可,对光源没有限制,可以举出例如低压、高压或超高压汞灯、金属卤化物灯、(脉冲)氙灯、无电极灯、或发光二极管(LED)等。
本发明的光固化性着色组合物可以优选用于喷墨印刷的用途。具体来说,首先,将本发明的光固化性着色组合物供给至喷墨记录方式用的印刷头,由该印刷头排出至基材上,其后照射活性能量射线。由此,印刷基材上的油墨组合物可以迅速固化,形成固化涂膜,从而可以形成印刷面。
对本发明中可以使用的印刷基材没有特别限定,可以举出例如聚碳酸酯、硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、发泡苯乙烯、PMMA、聚丙烯、聚乙烯、PET等塑料基材或它们的组合或改性物、无纤维纸、美术印刷纸、铜版纸、高光泽印刷纸、玻璃、不锈钢等金属基材等。
本发明的光固化性着色组合物还可以应用于黑底层。在制成黑底层的情况下,例如如下形成。
对于本发明的光固化性着色组合物来说,在预先成型为膜状的情况下,只要进行层积即可,但在糊料状组合物的情况下,利用丝网印刷、棒涂机、刮板式涂布机等适当的涂布方法涂布至基板、例如成为PDP的整面基板的玻璃基板上,接下来为了得到指触干燥性而利用热风循环式干燥炉、远红外线干燥炉等在例如约60℃~120℃干燥5分钟~40分钟,使有机溶剂蒸发,得到无粘性的涂膜。其后,进行选择性的曝光、显影、烧制,形成特定的黑色图案。
作为曝光工序,可以进行利用具有特定曝光图案的负像掩模的接触曝光和非接触曝光。作为曝光光源,使用卤素灯、高压汞灯、激光、金属卤化物灯、黑光灯、无电极灯等。作为曝光量,优选50mJ/cm2~1000mJ/cm2左右。
作为显影工序,使用喷雾法、浸渍法等。作为显影液,优选使用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、硅酸钠等金属碱性水溶液;或单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等胺水溶液、特别是浓度为约1.5质量%以下的稀碱性水溶液,只要组合物中的含羧基树脂的羧基被皂化、未固化部(未曝光部)被除去即可,则不限定于上述显影液。另外,为了除去显影后不需要的显影液,优选进行水洗或酸中和。
烧制工序中,将显影后的基板在空气中或氮气气氛下进行约400℃~600℃的加热处理,形成所期望的导体图案。需要说明的是,此时的升温速度优选设定为15℃/分钟以下。
实施例
下面,通过实施例来更具体地说明本发明,但本发明不受这些实施例的任何限制。
实施例内使用的原料如下所示。
需要说明的是,有机化合物(A)的吸收波长、发光波长测定方法如下所示。
制备吸收紫外线而发光的有机化合物(A)的四氢呋喃溶液(浓度0.002wt%),利用(株)岛津制作所制造的分光光度计“UV-3150”测定了吸收光谱。发射光谱使用HitachiHigh-Technologies社制造的荧光光度计“F-7000”进行测定。
<使用原料>
UA-1:聚四亚甲基二醇(分子量850)、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸-2-羟乙酯这3种成分的摩尔比1:1.5:2的反应物
UA-2:六亚甲基二异氰酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯这两种成分的摩尔比1:2的反应物
UA-3:六亚甲基二异氰酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯这两种成分的摩尔比1:2的反应物
Photomer4226:二丙二醇二丙烯酸酯、Cognis社制造
Irgacure819:双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、BASF社制造
SpeedcureTPO:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、LAMBSON社制造
IrgacureOXE01:1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基肟)]
IrgacureOXE02:乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
TINOPALOB:2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)、BASF社制造、吸收极大波长375nm、发光极大波长438nm
PBD:2-(4-联苯)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、和光纯药工业(株)社制造、吸收极大波长272nm、发光极大波长364nm
CBP:4,4’-双(9H-咔唑-9-基)联苯、东京化成工业(株)社制造、吸收极大波长302nm、发光极大波长369nm
NPB:N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基联苯胺、(株)同仁化学研究所社制造、吸收极大波长339nm、发光极大波长450nm
KAYALIGHTB:7-二乙基氨基-4-甲基香豆素、日本化药(株)社制造、吸收极大波长364nm、发光极大波长416nm
(黑色颜料分散液的制备)
混配炭黑20份、高分子分散剂(毕克化学制造、BYK-2000)5份、甲基乙基酮80份,在预混合后,利用0.3mm的氧化锆珠、用油漆搅拌器分散60分钟。从所得到的分散液中除去氧化锆珠,制备了固体成分浓度为25重量%的黑色颜料分散液。
(本发明的光固化性着色组合物的制备)
利用所得到的分散液,一边搅拌下述原料一边依次添加。搅拌2小时后,利用膜过滤器进行过滤,制备出光固化性着色组合物。
·黑色颜料分散液
·UA-1
·Photomer4226
·Irgacure819
·TINOPALOB
制备由表1所示的组成(实施例1~7、比较例1~4)构成的光固化性着色组合物。
需要说明的是,关于实施例2,除了将炭黑变化为二氧化钛以外,与实施例1相同。
使用所得到的本发明的光固化性着色组合物进行以下评价。
(利用高压汞灯的固化性)
通过喷墨涂布装置将所得到的组合物排出到氯乙烯片上,在90℃加热1分钟,将溶剂除去干燥。其后,利用高压汞灯(80W/cm、无臭氧)照射紫外线。在照射紫外线后的组合物上盖上白纸,由组合物的颜色未被转印至白纸上的输送机速度评价固化性。
◎···20m/min以上
○···10m/min~20m/min
△···5m/min~10m/min
×···5m/min以下
(利用紫外线发光二极管光源的固化性)
通过喷墨涂布装置将所得到的组合物排出到氯乙烯片上,在90℃加热1分钟,将溶剂除去干燥。其后,利用在365nm具有发光波长峰的紫外线发光二极管照射装置(MicroSquare社制造、UVL150-365)照射紫外线。在照射紫外线后的组合物上盖上白纸,由组合物的颜色未被转印至白纸上的输送机速度评价固化性。
◎···20m/min以上
○···10m/min~20m/min
△···5m/min~10m/min
×···5m/min以下
由表1的结果可以确认:包含吸收紫外线而发光的有机化合物(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引发剂(C)和色料(D)的实施例1~7的本发明的光固化性着色组合物具有优异的固化性。另外可以确认:即使在将发光二极管作为光源的情况下,也可得到具有优异固化性的光固化性着色组合物。

Claims (9)

1.一种光固化性着色组合物,其为含有吸收紫外线而发光的有机化合物(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引发剂(C)和色料(D)的树脂组合物,其特征在于,吸收紫外线而发光的有机化合物(A)在四氢呋喃中测得的吸收光谱的极大波长为250nm~400nm的范围,且发射光谱的极大波长为300nm~500nm的范围。
2.如权利要求1所述的光固化性着色组合物,其特征在于,吸收紫外线而发光的有机化合物(A)在四氢呋喃中测得的吸收光谱的极大波长为250nm~390nm的范围,且发射光谱的极大波长为330nm~480nm的范围。
3.如权利要求1或2所述的光固化性着色组合物,其特征在于,光聚合引发剂(C)在吸收紫外线而发光的有机化合物(A)所发出的光的波长下有吸收。
4.如权利要求3所述的光固化性着色组合物,其特征在于,权利要求3所述的光聚合引发剂(C)在乙腈中测得的365nm处的单位重量的吸光系数为85ml/(g·cm)~10000ml/(g·cm)。
5.如权利要求3所述的光固化性着色组合物,其特征在于,权利要求3所述的光聚合引发剂(C)在乙腈中测得的365nm处的单位重量的吸光系数为400ml/(g·cm)~10000ml/(g·cm)。
6.如权利要求1~5中任一项所述的光固化性着色组合物,其特征在于,作为光聚合性化合物(B),包括选自(甲基)丙烯酸酯化合物(B-1)、氧杂环丁烷化合物(B-2)、环氧化合物(B-3)、乙烯基醚化合物(B-4)的组中的1种以上。
7.如权利要求1~5中任一项所述的光固化性着色组合物,其特征在于,(甲基)丙烯酸酯化合物(B-1)为使有机多异氰酸酯和含羟基的(甲基)丙烯酸酯反应所得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
8.一种固化物,其是对权利要求1~7中任一项所述的光固化性着色组合物照射活性能量射线而得到的。
9.一种固化物,其特征在于,其是用紫外线发光二极管光源对权利要求1~7中任一项所述的光固化性着色组合物照射紫外线而得到的,所述紫外线发光二极管光源在350nm~420nm具有峰值波长。
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