JP2005350551A - インク組成物及びそれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも重合性化合物、着色剤、光重合開始剤、及び連鎖移動剤を含有することを特徴とするインク組成物及びそれを用いたインクジェット記録方法。連鎖移動剤がo−キノンジアジド類、メルカプトアゾール類、N−アミノメチル基置換アゾール類、ハロゲン置換1,3,5−トリアジン類、及び、ジスルホニルジアゾメタン類、よりなる群から選ばれることが好ましい。
Description
しかし、これらのインクには硬化速度が不十分であるという問題点があった。
本発明で使用できる重合性化合物としては、紫外線照射により、光重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合又は開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。
本発明の重合様式としては、ラジカル重合が好ましく用いられるが、他の重合様式、例えばカチオン重合によって硬化する重合性化合物と併用することもできる。重合性化合物として特にラジカル重合様式により付加重合する化合物を好ましく用いることができる。
エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物及び多官能の重合性化合物、(すなわち2官能、3官能および4〜6官能)、またはそれらの混合物の化学的形態をもつ。単官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)や、そのエステル類、アミド類が挙げられる。多官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。
六官能の(メタ)アクリレートの具体例として、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを挙げることができる。
イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。
式(I)
CH2=C(R1)COOCH2CH(R2)OH
(ただし、R1およびR2は、HまたはCH3を示す。)
好ましいエポキシ誘導体の例としては、例えば単官能グリシジルエーテル類、多官能グリシジルエーテル類、単官能脂環式エポキシ類、多官能脂環式エポキシ類などに大別される。
脂環式エポキシ化合物としては、シクロヘキセンオキシド基又はシクロペンテンオキシド基を1分子内に2個以上有する多官能脂環式エポキシ類が好ましい。単官能又は多官能の脂環式エポキシ化合物の具体例としては、4−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ジ(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、ジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、ジ(2,3−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタジエンジオキサイド、が挙げられる。
脂環式エポキシ化合物は1種類を使用しても、2種以上の混合物を使用しても良い。
種々の脂環式エポキシ化合物が市販されており、ユニオンカーバイド日本(株)、ダイセル化学工業(株)等から入手できる。
このような通常のグリシジル化合物としては、グリシジルエーテル化合物やグリシジルエステル化合物を挙げることができるが、グリシジルエーテル化合物を併用することが好ましい。
グリシジルエーテル化合物の具体例を挙げると、1,3−ビス(2,3−エポキシプロピロキシ)ベンゼン、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポシキ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂等の芳香族グリシジルエーテル化合物、1,4−ブタンジオールグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリトリグリシジルエーテル等の脂肪族グリシジルエーテル化合物が挙げられる。グリシジルエステルとしては、リノレン酸ダイマーのグリシジルエステルを挙げることができる。
グリシジルエーテル類は油化シェルエポキシ(株)等から市販品を入手することができる。
R2の炭化水素基としては、フェニル基やベンジル基も採りうるが、炭素数6ないし8のアルキル基が好ましく、2−エチルへキシル基等の分岐アルキル基が特に好ましい。R2がフェニル基であるオキセタン化合物の例は、特開平11−140279号公報に記載されている。R2が置換されていても良い、ベンジル基であるオキセタン化合物の例は、特開平6−16804号公報に記載されている。
Zは酸素原子が好ましく、R3はエチル基が好ましく、mは2が好ましく、R4としては、炭素数が1ないし16の線形又は分岐アルキレン基、線形又は分岐ポリ(アルキレンオキシ)基が好ましく、R3、R4、Z、及びmに対する好ましい例の内から任意の2つ以上を組み合わせた化合物は更に好ましい。
本発明に用いられる光重合開始剤とは、活性な光線付与により活性なラジカル種又はカチオン種を発生し、インク組成物の重合反応を開始、促進する化合物を示す。活性な光線として紫外線が好ましい。その他活性エネルギー線として知られる、ガンマー線、アルファー線、電子線などを活性な光線の替わりに用いることができる。
下記に述べる、通常、光カチオン発生剤として用いられるスルホニウム塩やヨードニウム塩なども紫外線照射によりラジカル発生剤として作用するため、本発明ではこれらを単独で用いてもよい。また、感度を高める目的で重合開始剤に加えて、増感剤を用いてもよい。増感剤の例には、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、及びチオキサントン誘導体等が含まれる。
芳香族スルフォニウム塩のPF6塩又はSbF6塩は、ユニオンカーバイド日本(株)等から市販されている。旭電化工業(株)からも、アデカオプトマーSPシリーズの商品名で芳香族スルフォニウムのPF6塩が市販されている。
芳香族スルフォニウム塩は約360nmまでに吸収を有し、芳香族ヨードニウム塩は約320nmまでに吸収を有するので、硬化させるには、この領域の分光エネルギーを含む紫外線を照射することが好ましい。
インク組成物の粘度を調整するために、粘度調整用重合性化合物を添加してもよい。粘度調整用重合性化合物としては、低粘度かつ重合性化合物と共重合可能な化合物が用いられる。例えば、アクリレート、メタアクリレート、アクリルアミド類が挙げられる。具体的には、トリルオキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、メチレンビスアクリルアミド、1,6−ジ(メタ)アクリロイルオキシヘキサン等、好ましくは、トリルオキシエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ジ(メタ)アクリロイルオキシヘキサン等が挙げられる。
開環重合性の環状エーテル類においても、2官能以上の環状エーテル類は、一般に反応性が高いが粘度が高い。単官能の環状エーテル類を低粘度に調整するために併用することができる。
本発明のインク組成物は、連鎖移動剤を含有する。連鎖移動剤は、(1)o−キノンジアジド類、(2)メルカプトアゾール類、(3)N−アミノメチル基置換アゾール類、(4)ハロゲン置換1,3,5−トリアジン類、並びに、(6)ジスルホニルジアゾメタン類、よりなる群から選ばれた化合物であることが好ましい。以下に(1)〜(6)の化合物について説明する。
o−キノンジアジド類としては、下記一般式(1)で表される化合物が好ましい。
メルカプトアゾール類としては、下記一般式(2)で表される化合物が好ましい。
N−アミノメチル基置換アゾール類としては、下記一般式(3)で表される化合物が好ましい。
ハロゲン原子で置換されたメチル基を有する1,3,5−トリアジン類としては、下記一般式(4)で表される化合物が好ましい。
ジスルホニルジアゾメタン類としては下記一般式(6)で表される化合物が好ましい。
本発明のインク組成物に使用できる着色剤としては、染料と顔料とに大別され、染料を好ましく使用することができる。染料は油溶性染料であることが好ましい。
染料としては、減色法の3原色であるイエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の染料を使用することにより広い範囲の色相を異なる彩度で再現することができる。本発明において、カラー写真のカラープリントに利用される染料を使用することが好ましい。以下に詳しく述べる。
以下に示すY−1をイエロー染料として好ましく用いることができる。
なかでも特開2002−121414号公報に記載の一般式(III)で表されるピラゾロトリアゾールアゾメチン化合物が好ましく用いられる。
以下に示すM−1を好ましく用いることができる。
特開2002−121414号公報に記載の一般式(IV−1a)で表されるピロロトリアゾールアゾメチン化合物ならびに一般式(C−II−1)及び(C−II−2)で表されるフタロシアニン化合物が好ましく用いられる。
以下に示すC−1をシアン染料として好ましく用いることができる。
例えば、有機合成化学協会編「染料便覧」丸善株式会社(1970年刊)、安部田貞治、今田邦彦「解説 染料化学」(株)色染社(1988年刊)、大河原信編「色素ハンドブック」(株)講談社(1986年刊)、インクジェットプリンタ用ケミカルス−材料の開発動向・展望調査−」(株)シーエムシー(1997年刊)、前記の甘利武司「インクジェットプリンタ−技術と材料」等に記載の染料類が挙げられる。
なお、上記の測定溶媒とフタロシアニン化合物試料の濃度範囲では、非会合状態の酸化電位が測定される。
酸化電位が貴である染料を使用した場合には、重合阻害がほとんど無い。
顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料及び無機顔料、または顔料を、分散媒として不溶性の樹脂等に分散させたもの、あるいは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等を用いることができる。また、樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いることができる。
有機顔料及び無機顔料の具体例としては、例えば、イエロー色を呈するものとして、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG等),C.I.ピグメントイエロー74の如きモノアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー12(ジスアジイエローAAA等)、C.I.ピグメントイエロー17の如きジスアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー180の如き非ベンジジン系のアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー100(タートラジンイエローレーキ等)の如きアゾレーキ顔料、C.I.ピグメントイエロー95(縮合アゾイエローGR等)の如き縮合アゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー115(キノリンイエローレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントイエロー18(チオフラビンレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー(Y−24)の如きアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー3RLT(Y−110)の如きイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー(Y−138)の如きキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー(Y−139)の如きイソインドリン顔料、C.I.ピグメントイエロー153(ニッケルニトロソイエロー等)の如きニトロソ顔料、C.I.ピグメントイエロー117(銅アゾメチンイエロー等)の如き金属錯塩アゾメチン顔料等が挙げられる。
黒色を呈する顔料として、カーボンブラック、チタンブラックが挙げられる。
本発明の効果を害しない範囲内において、目的に応じて適宜選択したその他の成分を含んでいてもよい。前記その他の成分としては、例えば、溶剤やポリマー、表面張力調整剤、貯蔵安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、導電性塩類、pH調整剤等の公知の添加剤が挙げられる。
インクジェット記録方法に使用するインクノズル等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明のインク組成物は、公知の被記録材料に好適に印字等することができる。例えば、普通紙、樹脂コート紙、インクジェット専用紙、フィルム、電子写真共用紙、布帛、ガラス、金属、陶磁器等が挙げられる。被記録材料に関しては、特開2001−181549号公報などに記載されている。
本発明のインクは、いかなるインクジェット記録方式にも適用でき、例えば、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インクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、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(バブルジェット(登録商標))方式、等に好適に使用される。尚、前記インクジェット記録方式には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい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や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
本発明で用いられる活性放射線には、電子線(β線)、紫外線、X線、γ線、α線などの各種の放射線が含まれる。この中でも特に、紫外線で硬化する結合剤(紫外線(UV)硬化性結合剤)を使用することが好ましい。
UV硬化性インク組成物を硬化させるためのUV露光に関しては、一般に用いられる高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、DeepUVランプ、ハロゲンランプ等が使用可能であり、露光波長は450〜250nm、好ましくは、400〜300nmとすることができる。露光エネルギーは500mJ/cm2以下が好ましく、10〜400mJ/cm2がより好ましい。UV光源からUV透過性の光ファイバーを用いて粉末材料面にUV光を導くことができる。
本発明の実施例で使用する材料は以下の通りである。
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、社内合成品
ジプロピレングリコールジアクリレート:ダイセル・ユーシービー製
DPCA60:カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬(株)製
M350:トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、東亞合成(株)製
TPGDA:トリプロピレングリコールジアクリレート、ダイセル・ユーシービー製
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン:チバスペシャリティケミカルズ製
2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン:チバスペシャリティケミカルズ製
Lucirin TPO:アシルフォスフィンオキサイド化合物、BASF製
Lucirin TPOの化学構造を以下に示す。
重合性化合物:DPHA 5g
重合性化合物:ジプロピレングリコールジアクリレート 15g
光重合開始剤:Lucirin TPO 0.8g
連鎖移動剤:例示化合物2−5 0.6g
着色剤:Y−1 0.4g
上記Y−1、下記M−1及び下記C−1は、発明を実施するための最良の形態に記載したとおりである。
以上の成分を撹拌混合し、イエローインクを得た。
連鎖移動剤として例示化合物2−5の代わりに例示化合物2−7を使用した以外は、実施例I−1と同様にして、イエローインクを得た。
連鎖移動剤として例示化合物2−5の代わりに例示化合物6−2を使用した以外は、実施例I−1と同様にして、イエローインクを得た。
連鎖移動剤(例示化合物2−5)を使用しない以外は、実施例I−1と同様にしてイエローインクを得た。
重合性化合物:DPCA60 8.0g
重合性化合物:HDDA 12.0g
光重合開始剤:1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン 0.5g
着色剤:M−1 0.4g
連鎖移動剤:例示化合物2−7 1.0g
以上の成分を撹拌混合し、マゼンタインクを得た。
連鎖移動剤として、例示化合物2−7の代わりに例示化合物6−2を使用した以外は、実施例II−1と同様にしてマゼンタインクを得た。
連鎖移動剤として、例示化合物2−7の代わりに例示化合物3−1を使用した以外は、実施例II−1と同様にしてマゼンタインクを得た。
連鎖移動剤(例示化合物2−7)を使用しない以外は実施例II−1と同様にしてマゼンタインクを得た。
重合性化合物:M350 10.0g
重合性化合物:TPGDA 10.0g
光重合開始剤:2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン 0.6g
着色剤:C−1 2.5g
連鎖移動剤:例示化合物2−5 0.8g
以上の成分を撹拌混合し、シアンインクを得た。
連鎖移動剤として例示化合物2−5の代わりに例示化合物2−7を使用した以外は、実施例III−1と同様にしてシアンインクを得た。
連鎖移動剤として例示化合物2−5の代わりに例示化合物2−1を使用した以外は、実施例III−1と同様にしてシアンインクを得た。
連鎖移動剤(例示化合物2−5)を使用しない以外は実施例III−1と同様にしてシアンインクを得た。
印画面を指でさわり、以下の基準で評価した。
A:べたつきがない
B:若干べたつきがある
C:著しくべたつきがある
評価結果を表1に示す。
Claims (6)
- 少なくとも重合性化合物、着色剤、光重合開始剤、及び連鎖移動剤を含有することを特徴とするインク組成物。
- 連鎖移動剤がo−キノンジアジド類、メルカプトアゾール類、N−アミノメチル基置換アゾール類、ハロゲン置換1,3,5−トリアジン類、及び、ジスルホニルジアゾメタン類、よりなる群から選ばれた請求項1記載のインク組成物。
- 着色剤が油溶性染料である請求項1又は2記載のインク組成物。
- 油溶性染料の酸化電位が1.0V(vsSCE)以上である請求項1〜3いずれか1つに記載のインク組成物。
- インクジェット用である請求項1〜4いずれか1つに記載のインク組成物。
- 請求項1〜5いずれか1つに記載のインク組成物をインクジェットプリンターにより被記録材料に印字する工程、印字されたインク組成物に活性放射線を照射して硬化させる工程、を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
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