JP7006621B2 - インクジェットインク組成物及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
[1] 有機顔料、高分子分散剤、ベンゾオキサゾ-ル誘導体、光重合性化合物、および光重合開始剤を含有するインクジェットインク組成物であって、
前記有機顔料は、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット37、およびC.I.ピグメントバイオレット39からなる群より選ばれる少なくとも1種のバイオレット顔料、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ64、およびC.I.ピグメントオレンジ71からなる群より選ばれる少なくとも1種のオレンジ顔料、C.I.ピグメントグリーン7、およびC.I.ピグメントグリーン36からなる群より選ばれる少なくとも1種のグリーン顔料、あるいはC.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー25、およびC.I.ピグメントブルー60からなる群より選ばれる少なくとも1種のブルー顔料であり、
前記ベンゾオキサゾ-ル誘導体は、下記一般式(1)で表される化合物である、インクジェットインク組成物。
R1~R8はそれぞれ独立に、水素原子、またはアルキル基であり、R1~R8は環を形成していてもよく、
Aは、下記式(2)~(5):
式(2)~(5)の*は、各式中におけるAの結合位置を表す。)
[2] 前記ベンゾオキサゾ-ル誘導体が、1,4-ビス(2-ベンゾオキサゾリル)ナフタレン、2,5-ビス(5-tert-ブチル-2-ベンゾオキサゾリル)チオフェン、または4,4’-ビス(2-ベンゾオキサゾリル)スチルベンである、[1]に記載のインクジェットインク組成物。
[3] 前記高分子分散剤が、くし型ブロックコポリマーを含む、[1]または[2]に記載のインクジェットインク組成物。
[4] 前記光重合性化合物が、エチレンオキサイド変性化合物またはプロピレンオキサイド変性化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、[1]~[3]のいずれかに記載のインクジェットインク組成物。
[5] ゲル化剤を更に含む、[1]~[4]のいずれかに記載のインクジェットインク組成物。
[6] [1]~[5]のいずれかに記載のインクジェットインク組成物をインクジェット記録ヘッドのノズルから吐出して基材に着弾させる工程と、
前記基材上に着弾した前記インクジェットインク組成物に、活性光線を照射して、前記インクジェットインク組成物を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする、画像形成方法。
本発明のインクジェットインク組成物は、有機顔料、高分子分散剤、ベンゾオキサゾ-ル誘導体、光重合性化合物、および光重合開始剤を含有するインクジェットインク組成物である(以下、しばしば、「インク組成物」とも称する)。
有機顔料は、バイオレット顔料、オレンジ顔料、グリーン顔料またはブルー顔料を含む。有機顔料は、インクジェットインク組成物中に一種のみが含まれていてもよく、同じ色の顔料が二種類以上が含まれていてもよい。
高分子分散剤は、顔料表面に直接的に吸着するか、又は後述するベンゾオキサゾ-ル誘導体を介して間接的に吸着することで、顔料の分散性を高める機能を有しうる。高分子分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、及びステアリルアミンアセテートが含まれる。
本発明においてベンゾオキサゾ-ル誘導体とは、下記一般式(1)で表される化合物である。
R1~R8はそれぞれ独立に、水素原子またはアルキル基であり、R1~R8は環を形成していてもよく、
Aは、下記式(2)~(5):
式(2)~(5)の*は、各式中におけるAの結合位置を表す。)
光重合性化合物は、活性光線を照射されることにより重合し、インクジェットインク組成物を硬化させることができる。活性光線の例には、紫外線、電子線、α線、γ線およびX線が含まれる。安全性の観点や低いエネルギー量でも光重合性化合物を重合させることができるという観点から、活性光線は、紫外線または電子線であることが好ましい。
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポ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(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(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、1,9-ノナンジオールジ(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、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等の二官能モノマー;
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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート等の三官能以上の多官能モノマー等が含まれる。
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジまたはトリビニルエーテル化合物等が含まれる。これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性や密着性などを考慮すると、ジまたはトリビニルエーテル化合物が好ましい。
光重合開始剤は、前記光重合性化合物がラジカル重合性の官能基を有する化合物であるときは、光ラジカル開始剤であり、前記光重合性化合物がカチオン重合性の官能基を有する化合物であるときは、光酸発生剤である。光重合開始剤は、インクジェットインク組成物中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。光重合開始剤は、光ラジカル開始剤と光酸発生剤の両方の組み合わせであってもよい。
本発明のインクジェットインク組成物は、ゲル化剤を含んでもよい。ゲル化剤は、記録媒体に着弾したインクジェットインク組成物の液滴をゲル状態にして仮固定(ピニング)することができる。インクジェットインク組成物がゲル状態でピニングされると、インクジェットインク組成物の濡れ広がりが抑えられて隣り合うドットが同一しにくくなるため、より高精細な画像を形成することができる。また、インクジェットインク組成物がゲル状態になると、インクジェットインク組成物の液滴中への環境中の酸素の入り込みが抑えられて酸素による硬化阻害が生じにくくなるため、高精細な画像をより高速で形成することができる。ゲル化剤は、インクジェットインク組成物中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。
一般式(G1)において、R9およびR10は、いずれも炭素数が9以上25以下である直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基である。
一般式(G2)において、R11およびR12は、いずれも炭素数が9以上25以下である直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基である。
インクジェットインク組成物は、本発明の効果が得られる範囲において、分散シナジスト、光重合開始剤助剤および重合禁止剤を含むその他の成分をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、インクジェットインク組成物中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。
インクジェットヘッドからの吐出性をより高める観点からは、インクジェットインク組成物の80℃における粘度は3mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましい。また、インクジェットインク組成物がゲル化剤を含む場合には、着弾して常温に降温した際にインクジェットインク組成物を十分にゲル化させる観点からは、インクジェットインク組成物の25℃における粘度は1000mPa・s以上であることが好ましい。
インクジェットインク組成物は、たとえば、前述の有機顔料、高分子分散剤、ベンゾオキサゾ-ル誘導体、光重合性化合物、および光重合開始剤と、所望によりゲル化剤と、任意の各成分とを、加熱下において混合することにより得ることができる。得られた混合液を所定のフィルターで濾過することが好ましい。このとき、有機顔料、高分子分散剤が光重合性化合物の一部に分散された顔料分散体をあらかじめ調製しておき、これに残りの成分を添加して加熱しながら混合してもよい。尚、ベンゾオキサゾ-ル誘導体は、顔料分散体を調製する際に添加してもよいし、あらかじめ調製した顔料分散体に添加してもよい。また、ベンゾオキサゾ-ル誘導体の一部を顔料分散体を調製する際に添加して、残りを顔料分散体に添加してもよい。
本発明の画像形成方法は、前述したインクジェットインク組成物をインクとして用いる以外は、インクをインクジェットヘッドから吐出して記録媒体に着弾させ、硬化させる公知の画像形成方法と同様に行い得る。
第1の工程では、インクジェットインク組成物の液滴をインクジェットヘッドのノズルから吐出して、記録媒体の、形成すべき画像に応じた位置に着弾させる。
第2の工程では、第1の工程で着弾させたインクジェットインク組成物に活性エネルギー線を照射して、インクジェットインク組成物が硬化してなる画像を形成する。活性エネルギー線は、インクジェットインク組成物の着弾後0.001秒以上1.0秒以下の間に照射されることが好ましく、高精細な画像を形成するためには、0.001秒以上0.5秒以下の間に照射されることがより好ましい。
本発明の画像形成方法に用いる記録媒体は、インクジェットインク組成物で画像が形成されればよく、たとえば、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブタジエンテレフタレート等のプラスチックで構成される非吸収性の記録媒体(プラスチック基材)、金属類およびガラス等の非吸収性の無機記録媒体、ならびに吸収性の紙類(たとえば、印刷用コート紙、印刷用コート紙B、および段ボール)とすることができる。
<バイオレット顔料>
PV23: Pigment Violet 23
PV32: C.I.ピグメントバイオレット32
PV37: Pigment Violet 37
PV39: Pigment Violet 39
PO36: Pigment Orange 36
PO38: Pigment Orange 38
PO43: Pigment Orange 43
PO64: Pigment Orange 64
PO71: Pigment Orange 71
PG7 : Pigment Green 7
PG36: Pigment Green 36
PB15:6: Pigment Blue 15:6
PB25: Pigment Blue 25
PB60: Pigment Blue 60
MOGUL-L(キャボット社製)
HD1: ソルスパース32000(ノベオン社製)(櫛形ブロックコポリマー)
HD2: フローレンG-700(共栄社化学社製)(直鎖状ブロックコポリマー)
ソルスパース5000(ノベオン社製)
(エチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドで変性した重合性化合物)
TPGDA: トリプロピレングリコールジアクリレート(M220、東亜合成社製)
PEG600DA: ポリエチレングリコール#600ジアクリレート(SR610、SARTOMER社製)
3PO変性TMPTA: 3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート(M360、MIWON社製)
(未変性の重合性化合物)
TMPTA: トリメチロールプロパントリアクリレート(A-TMPT、新中村化学社製)
PEA: フェノキシエチルアクリレート(PEA、第一工業製薬社製)
DCPOEA: ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレ-ト(FA512A、新中村化学社製)
IRG819: ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド(IRGACURE 819、BASF社製)
IRG369: 2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(IRGACURE 369、BASF社製)
BO1: 1,4-ビス(2-ベンゾオキサゾリル)ナフタレン(FLUORESCENT BRIGHTENER KCB、Xcolor Pigment社製)(式(6)の化合物)
BO2: 2,5-ビス(5-tert-ブチル-2-ベンゾオキサゾリル)チオフェン(FLUORESCENT BRIGHTENER OB、Xcolor Pigment社製)(式(7)の化合物)
BO3: 4,4’-ビス(2-ベンゾオキサゾリル)スチルベン(FLUORESCENT BRIGHTENER OB-1、Xcolor Pigment社製)(式(8)の化合物)
BO4: 1,2-ビス(5-メチルベンゾオキサゾール-2-イル)エテン(FLUORESCENT BRIGHTENER PF、Xcolor Pigment社製)(式(1)中のAが式(3)であるの化合物)
Irg UV-10: Irg4,4’-[(1,10-ジオキソ-1,10-デカンジイル)ビス(オキシ)]ビス[2,2,6,6-テトラメチル]-1-ピペリジジニルオキシ(Irgastab UV-10、BASF社製)
BYK: ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(BYK307、ビックケミージャパン社製)
SS: ステアリン酸ステアリル(WEP2、日油社製)
EGDS: ジステアリン酸エチレングリコール(EMALEX EG-di-S、日本エマルジョン社製)
<顔料分散体1-1の調製>
以下の成分および直径0.5mmφのジルコニアビーズ120gを200mlのポリビンに入れて蓋を締め、振動ミル(レッドデビル4500L、西村製作所製)で4時間分散した。分散した後にビーズを分離して分散体を取出して、顔料分散体1-1を得た。
PV23(顔料):20.0質量%
HD2(直鎖状の高分子分散剤):8.0質量%
PEA(光重合性化合物):72重量%
高分子分散剤の種類および量、ならびにベンゾオキサゾ-ル誘導体および光重合性化合物の量を表1に記載の組みあわせに変更した以外は顔料分散体1-1と同様にして、顔料分散体1-2~1-4を調製した。
顔料および高分子分散剤の種類および量、ならびにベンゾオキサゾ-ル誘導体および光重合性化合物の量を表1に記載の組みあわせに変更した以外は顔料分散体1-1と同様にして、顔料分散体2-1~4-4を調製した。尚、顔料分散体3-1~3-4のみ、分散シナジストも使用した。
顔料の種類および量、ならびに光重合性化合物の量を表1に記載の組みあわせに変更した以外は顔料分散体1-1と同様にして、顔料分散体5を調製した。
バイオレット顔料の種類をPV32(C.I.ピグメントバイオレット32)、PV37(PigmentViolet 37)またはPV39(PigmentViolet 39)に変更した以外は顔料分散体1-1~1-4と同様にして、顔料分散体1-5~1-8、1-9~1-12および1-13~1-16をそれぞれ調製した。
オレンジ顔料の種類をPO38(Pigment Orange 38)、PO43(Pigment Orange 43)、PO64(Pigment Orange 64)またはPO71(Pigment Orange 71)に変更した以外は顔料分散体2-1~2-4と同様にして、顔料分散体2-5~2-8、2-9~2-12、2-13~2-16および2-17~2-20を調製した。
グリーン顔料の種類をPG36(Pigment Green 36)に変更した以外は顔料分散体3-1~3-4と同様にして、顔料分散体3-5~3-8をれ調製した。
ブルー顔料の種類をPB25(Pigment Blue 25)またはPB60(Pigment Blue 60)に変更した以外は顔料分散体4-1~4-4と同様にして、顔料分散体4-5~4-8および4-9~4-12をそれぞれ調製した。
<実施例1>
得られた顔料分散体1-1を60℃に加熱しながら、以下の成分を以下の割合となるように加えて、バイオレットのインク組成物を調製した。
顔料分散体1:15.0質量%
TMPTA(光重合性化合物):29.55質量%
PEA(光重合性化合物):20.0質量%
DCPOEA(光重合性化合物):30.0質量%
IRG819(光重合開始剤):3.0質量%
IRG369(光重合開始剤):2.0質量%
BO4(ベンゾオキサゾール誘導体):0.3質量%
Irg UV-10:0.1質量%
BYK:0.05質量%
顔料分散体、光重合性化合物およびベンゾオキサゾール誘導体の種類および量を、表2に記載の組みあわせに変更した以外は、実施例1と同様にしてバイオレットのインク組成物を調製した。
顔料分散体、光重合性化合物およびベンゾオキサゾール誘導体の種類および量を、表2に記載の組みあわせに変更した以外は、実施例1と同様にしてブラックのインク組成物を調製した。
顔料分散体1-2を60℃に加熱しながら、以下の成分を以下の割合となるように加えて、ゲル化剤を含むインクジェットインク組成物を調製した。
顔料分散体1-2:15.0質量%
TPGDA(光重合性化合物):30.0質量%
PEG600DA(光重合性化合物):20.0質量%
3PO変性TMPTA(光重合性化合物):21.55質量%
DCPOEA(光重合性化合物):5.0質量%
IRG819(光重合開始剤):3.0質量%
IRG369(光重合開始剤):2.0質量%
BO3(ベンゾオキサゾール誘導体):0.3質量%
Irg UV-10:0.1質量%
BYK:0.05質量%
SS(ゲル化剤):1.50質量%
EDGS(ゲル化剤):1.50質量%
顔料分散体、光重合性化合物およびベンゾオキサゾール誘導体の種類および量を、表3に記載の組みあわせに変更した以外は、実施例1と同様にしてオレンジのインク組成物を調製した。
顔料分散体、光重合性化合物およびベンゾオキサゾール誘導体の種類および量を、表4に記載の組みあわせに変更した以外は、実施例1と同様にしてグリーンのインク組成物を調製した。
顔料分散体、光重合性化合物およびベンゾオキサゾール誘導体の種類および量を、表5に記載の組みあわせに変更した以外は実施例1と同様にしてブルーのインク組成物を調製した。
顔料分散体の種類を表6に示したように変更した以外は、実施例10と同様にして、ゲル化剤を含むインク組成物を調製した。
顔料分散体としてバイオレット顔料を含む顔料分散体1-5~1-8、1-9~1-12と1-13~1-16、オレンジ顔料を含む顔料分散体2-5~2-8、2-9~2-12、2-13~2-16と2-17~2-20、グリーン顔料を含む顔料分散体3-5~3-8、ならびにブルー顔料を含む顔料分散体4-5~4-8と4-9~4-12をそれぞれ使用し、実施例1~9および比較例1と2と同様にインク組成物を調製した。
顔料分散体としてバイオレット顔料を含む顔料分散体1-6、1-10と1-14、オレンジ顔料を含む顔料分散体2-6、2-10、2-14と2-18、グリーン顔料を含む顔料分散体3-6、ならびにブルー顔料を含む顔料分散体4-6と4-10をそれぞれ使用し、実施例10と同様にして、ゲル化剤を含むインク組成物を調製した。
各インク組成物を、インクジェットヘッドHA1024型、コニカミノルタ社製に導入した。ドット面積率が10%から100%までの10段階の階調パターンのパッチをデータとして入力して、解像度720×720dpi、電圧16Vの条件で、周囲温度25℃、周囲湿度55%の条件でインク組成物を吐出して記録媒体に着弾させた後、着弾したインク組成物の液滴に、LEDランプにて250mJ/cm2のエネルギーの紫外線を照射してインク組成物の液滴を硬化させて、ドット面積率が10%から100%までの10段階の階調パターンを形成した。記録媒体としては、OKトップコート(印刷用紙)を使用した。
形成した各画像について、画像ムラの有無を目視で確認し、下記の基準に従って評価した。
◎: 10段階すべての階調パッチにおいて画像ムラが発生していない
○: 10段階の階調パッチのうち、1つのパッチに画像ムラが観察された
△: 10段階の階調パッチのうち、2つまたは3つのパッチに画像ムラが観察された
×: 10段階の階調パッチのうち、4つ以上のパッチに画像ムラが観察された
尚、◎から△レベルの画像であるならば、市場で一般的に出力される画像パターンにおいて、画像ムラがあるとは判別できないレベルである。
各インク組成物を、未露光状態の暗室内、60℃の条件下で、10日間保存した。
保存後のインク組成物を、上記と同様に、インクジェットヘッドHA1024型、コニカミノルタ社製に導入した。解像度720×720dpi、電圧16Vの条件で、周囲温度25℃、周囲湿度55%の条件でインク組成物を吐出して記録媒体に着弾させた後、該着弾したインク組成物の液滴に、LEDランプにて250mJ/cm2のエネルギーの紫外線を照射してインク組成物の液滴を硬化させて、印字幅30mmのベタ画像(30mm×100mm)を形成した。記録媒体としては、OKトップコート(印刷用紙)を使用した。
形成した30mm幅のベタ画像中のドット欠の数を目視でカウントした。ドット欠は、得られたベタ画像において、目視で確認される白いスジ(印字できていない部分の基材の色がそのまま出た部分)である。ドット欠の数に基づいて、下記の基準に従って評価した。
◎: ドット欠が9個以下
○: ドット欠が10~14個
△: ドット欠が15~19個
×: ドット欠が20個以上
Claims (6)
- 有機顔料、高分子分散剤、ベンゾオキサゾ-ル誘導体、光重合性化合物、および光重合開始剤を含有する、インクジェットインク組成物であって、
前記有機顔料は、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット37、およびC.I.ピグメントバイオレット39からなる群より選ばれる少なくとも1種のバイオレット顔料、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ64、およびC.I.ピグメントオレンジ71からなる群より選ばれる少なくとも1種のオレンジ顔料、C.I.ピグメントグリーン7およびC.I.ピグメントグリーン36からなる群より選ばれる少なくとも1種のグリーン顔料、あるいはC.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー25、およびC.I.ピグメントブルー60からなる群より選ばれる少なくとも1種のブルー顔料であり、
前記ベンゾオキサゾ-ル誘導体は、下記一般式(1)で表される化合物である、インクジェットインク組成物。
(式中、
R1~R8はそれぞれ独立に、水素原子またはアルキル基であり、R1~R8は環を形成していてもよく、
Aは、下記式(2)~(5):
のいずれかで表される連結基であり、
式(2)~(5)の*は、各式中におけるAの結合位置を表す。) - 前記ベンゾオキサゾ-ル誘導体が、1,4-ビス(2-ベンゾオキサゾリル)ナフタレン、2,5-ビス(5-tert-ブチル-2-ベンゾオキサゾリル)チオフェン、または4,4’-ビス(2-ベンゾオキサゾリル)スチルベンである、請求項1に記載のインクジェットインク組成物。
- 前記高分子分散剤が、くし型ブロックコポリマーを含む、請求項1または2に記載のインクジェットインク組成物。
- 前記光重合性化合物が、エチレンオキサイド変性重合性化合物またはプロピレンオキサイド変性重合性化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物。
- ゲル化剤を更に含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物をインクジェット記録ヘッドのノズルから吐出して基材に着弾させる工程と、
前記基材上に着弾した前記インクジェットインク組成物に、活性光線を照射して、前記インクジェットインク組成物を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする、画像形成方法。
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