JPH03258868A

JPH03258868A - インク組成物

Info

Publication number: JPH03258868A
Application number: JP2056246A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Toyoda; 豊田　常彦; Masaaki Kunimatsu; 国松　正昭; Tetsuo Sugawa; 哲夫須川
Original assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Priority date: 1990-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1991-11-19
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH0662905B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は着色剤を含有する、紫外線硬化性に優れ、かつ
貯蔵安定性のよいインクジェット記録用紫外線硬化型着
色インク組成物に関するものである。

〈従来の技術及びその解決すべき課題〉インクジェット
記録方式は、記録時に騒音の発生がほとんどないノンイ
ンパクト記録方式であって、かつ高速記録が可能なため
近年広く利用されるようになってきた。

このインクジェット記録方式は電子部品等に対する印字
にも適用されるようになってきているが、このような分
野においては印字後溶剤洗浄を行う必要上、速乾性（速
硬化性）だけでなく、耐溶剤性も要求されるようになっ
てきた。そこで最近インクジェット記録用インクとして
耐溶剤性に優れる紫外線硬化型インクが開発されてきて
いる。

これら紫外線硬化型インクは通常紫外線重合性のビヒク
ル、光反応開始剤及び着色剤を必須成分とし、更に必要
に応じ有機溶剤、添加剤を配合せしめたものから構成さ
れている。

しかしながら、従来の紫外線硬化型インクは、着色剤を
含んでいるため紫外線硬化性が悪く、また着色剤として
着色顔料等の不溶性着色剤を使用した場合、二次凝集し
、沈澱が生じやすく、かつ該凝集物は再分散しにくく、
それ故印刷時ノズル詰り等が生じやすい問題点があった
。

本発明者等はこのような現状に鑑み、鋭意検討した結果
、紫外線硬化性が良く、かつ貯蔵安定性のよい、また沈
澱物が生じても再分散性のよいインクジェット記録用紫
外線硬化型着色インク組成物を見出し、本発明に到った
ものである。

く課題を解決するための手段〉すなわち、本発明は、着色剤を含有するインク組成物に
おいて、粒子径３μｍ以下の紫外線透過性樹脂粒子を含
有せしめたインクジェット記録用紫外線硬化型着色イン
ク組成物に関するものである。

以下、本発明について詳述する。

本発明のインクジェット記録用紫外線硬化型着色インク
組成物は、紫外線重合性ビヒクル、光反応開始剤、着色
剤及び紫外線透過性樹脂粒子を必須成分とし、更に必要
に応じ有機溶剤、添加剤等を配合せしめたものである。

前記ビヒクル成分としては分子内にラジカル重合可能な
不飽和二重結合を有する化合物が使用出来る。具体的に
は通常の紫外線硬化型インクに使用されている不飽和ポ
リエステル系樹脂、不飽和アクリル系樹脂、不飽和ウレ
タン系樹脂、不飽和エポキシ系樹脂、不飽和ポリアミド
系樹脂あるいはこれら樹脂とエチレン性不飽和基を有す
る反応性希釈剤との混合物が代表的なものとして挙げら
れる。特に、耐候性、密着性等の優れた以下のビヒクル
が好適である。

該ビヒクルは、アクリルウレタンオリゴマーを主成分と
するものであり、該アクリルウレタンオリゴマーは分子
中にウレタン結合を有し、かつラジカル重合可能な不飽
和二重結合を有する平均分子量数百〜数百程度の常温で
語調状のものが広く包含される。

例えば、ポリイソシアネートと水酸基を有する（メタ）
アクリル酸エステルとの反応によって得られるオリゴマ
ーの他にポリエーテル系アクリルウレタンオリゴマー、
ポリエステル系アクリルウレタンオリゴマー、ポリブタ
ジェン系アクリルウレタンオリゴマー等も挙げられる。

具体的にはトルエンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフ
ェニルメタンジ、イソシアネート、キシレンジイソシア
ネート、これらの異性体あるいは過剰のポリイソシアネ
ートとポリエステルポリオール、ポリオキシメチレング
リコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシ
プロピレングリコール、カプロラクトンポリオール、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトールナトの多
価アルコールとの反応生成物であるイソシアネート末端
を有する化合物等のポリイソシアネート（好ましくは無
黄変型ポリイソシアネート）と水酸基及び不飽和基を有
する化合物との反応生成物等が挙げられる。前記水酸基
及び不飽和基を有する化合物としてはヒドロキシプロピ
ル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）ア
クリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、
グリシジル（メタ）アクリレート等が代表的なものとし
て挙げられる。

ビヒクルはこれらアクリルウレタンオリゴマーと反応性
希釈剤とからなる。反応性希釈剤としては２−エチルヘ
キシル（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、イソボルニル（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、１．６−
ヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリ
コールジアクリレート、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テトラ（メ
タ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタア
クリレート、ジペンタエリスリトールへキサアクリレー
ト、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、ジメチル（メ
タ）アクリルアミド、ビニルトルエン、ジビニルベンゼ
ン等が代表的なものとして挙げられ、これら反応希釈剤
はアクリルウレタンオリゴマー１００重量部に対し、１
０〜３００重量部配合するのが好適である。

また、これらビヒクルはインク組成物中２〜５０重量％
配合するのが適当である。

前記光反応開始剤としては従来から通常使用されている
ベンゾフェノン、アセトフェノン、ジェトキシアセトフ
ェノン、クロ０アセトフエノン、２．２−ジメトキシ−
２−フェニルアセトフェノン、プロピオフェノン、チオ
キサントン、ベンゾイン、ベンジル、アントラキノン、
ベンジルケタール、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾ
インイソプロピルエーテル、ジメトキシフェニルアセト
フェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル
プロパン−１−オン等が代表的なものとして挙げられる
が、本発明においては紫外線硬化性に優れ、かつインク
の数ケ月におよぶ貯蔵中における増粘等の生じにくい、
アシルフォスフインオキサイド化合物もしくは該化合物
と前記通常の光反応開始剤との混合物が特に望ましい。

このアシルフォスフインオキサイド化合物は以下の一般
式（Ｉ）で示される化合物である。

ｃ式中、Ｒ１は炭素数１〜６を有する線状又は分岐アル
キル基、総炭素数６〜■２を有するシクロヘキシル−、
シクロペンチル−、アリール−ハロゲン−、アルキル−
１又はアルコキシ−置換アリール基、又はＳ−又はＮ−
含有５−又は６−員複素環式基（他に炭素原子を含有す
る）を表わし；Ｒ２はＲ１と同一の意味を有し、モして
Ｒ１及びＲ２は同一でも異種でもよく、又は炭素数１〜
６を有するアルコキシ基又は総炭素数６〜１２を有する
アリールオキシ基又はアリールアルコキシ基を表わし、
又はＲ’及びＲ２がリン原子と一緒になって炭素数２〜
１２を有する環部分を形成し；そしてＲ３は炭素数２〜
１８を有する線状又は分岐アルキル基、炭素数３〜１０
を有する脂環式基、フェニル基又はナフチル基、又はＳ
−１○−１又はＮ−含有５−又は６−員複素環基（他に
炭素原子を含有する）を表わし、Ｒ３基は１以上の置換
基、又は基：（式中、Ｒ１及びＲ２は前に定義の通りである）を有し
、モしてＸはフェニレン基又は炭素数２〜６を有する脂
肪族又は脂環式二価の基を表わし、Ｒ１−Ｒ３の１以上
はオレフィン性不飽和であってもよい〕具体的には２，２−ジメチルプロピオイルジフェニルフ
ォスフインオキサイド、２．２−ジメチルペンタノイル
ジフェニルフォスフインオキサイド、２，２−ジメチル
オクタノイルジフェニルフォスフインオキサイド、メチ
ル２．２−ジメチルオクタノイルフエニルフオスフイネ
ート、２−メチル−２−エチルヘキサノイルジフェニル
フォスフインオキサイド、２．６−シメチルベンソ゛イ
ルジフェニルフォスフインオキサイド、２．６−シメト
キシベンゾイルジフエニルフオスフインオキサイド、２
．６−シクロロベンゾイルジフエニルフオスフインオキ
サイド、２．４．６−）リンチルベンゾイルジフェニル
フォスフィンオキサイド、メチル２．４．６−）リンチ
ルベンゾイルフェニルフォスフィネート、２，３．６−
）リンチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイ
ド、２゜４．６−トリメトキシベンゾイルジフエニルフ
オスフインオキサイド、２．４．６−トリクロロベンゾ
イルジフエニルフオスフインオキサイド、２゜４、　６
−）リンチルベンゾイルナフチルフォスフォネート等が
代表的なものとして挙げられる。

光反応開始剤は前記ビヒクル成分１００重量部に対し、
０．１〜３０重量部、好ましくは０．２〜２０重量部配
合するのが適当である。

前記着色剤としては５ｏｌｖｅｎｔ　Ｂｌａｃｋ　２２
．２７．２８．２９．５ｏｌｖｅｎｔ　Ｒｅｄ　８３の
１．１２５．１３２．５ｏｌｖｅｎｔ　Ｂ１ｕｅ４８．
４７．５ｏｌｖｅｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ８８．８９等の可
溶性染料や酸化チタン、カーボンブラック、硫化亜鉛、
油煙、黄鉛、ベンガラ、フタロシアニンブルー、フタロ
シアニングリーン、ブリリアントカーミノ６Ｂ、レーキ
レツドＣ１ウオツチングレツド、ジスアゾエロー等の無
機もしくは有機顔料が代表的なものとして挙げられる。

なお、不溶性の顔料の場合は、ノズルの目詰り防止のた
め粒径３μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものが望ま
しい。

着色剤の配合量はインク組成物中０．５〜２０重量％程
度配合するのが適当である。

前記紫外線透過性樹脂粒子は有機溶剤に不溶で、インク
組成物中において着色剤間に介在し光エネルギーを被膜
内部に伝播させ、紫外線硬化性をよくする機能を有し、
また着色剤（特に顔料）の分散安定性をよくし、かつ着
色剤沈澱物が生じても、その再分散性をよくする機能を
有するため配合する。

樹脂粒子は前記機能を持たせるため実質的に透明なもの
が望ましいが、紫外線透過性を有するものであれば半透
明もしくは着色したものでも使用可能である。また粒子
径は３μｍ以下、好ましくは０．０５〜０．５μｍが適
当である。なお、粒子径が３μｍを越えるとノズルの目
詰りの原因となったり、着色剤の分散性に対する効果が
少なくなるため好ましくない。また樹脂粒子の形状は球
状もしくはそれに近い形状のものが望ましい。樹脂粒子
としてはポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウ
レタン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂等が代表的
なものとして挙げられ、これら樹脂粒子は必要に応じ分
散性をよくするためシランカップリング剤等で表面改質
させたものも使用出来る。

また、本発明においては樹脂粒子と併用して、もしくは
単独で紫外線透過性を有するガラスバルーン、シラスバ
ルーン等の望ましくは比重２以下の無機系粒子も使用す
ることが可能である。

樹脂粒子の配合量はインク組成物中１〜２０重量％程度
配合するのが適当である。

前記有機溶剤はインク粘度を適当に調整するために使用
されるものであり、アセトン、メチルエチルケトン、シ
クロヘキサノン等のケトン類、メタノール、エタノール
、イソプロパツール等のアルコール類、セロソルブ、ブ
チルセロソルブ等のエーテル類等が代表的なものとして
挙げられる。

なお、有機溶剤の配合量は後述する粘度等のインクジェ
ット記録用インク組成物の性状を満足する範囲になるよ
うな量配合されるが、通常インク組成物中■０〜９０重
量％配合するのが適当である。

前記添加剤としては電導度調整剤、界面活性剤、酸化防
止剤等が代表的なものとして挙げられる。

本発明のインク組成物は以上説明した成分からなるもの
であるが、当然インクジェット印刷に適応した性状が必
要であり、そのためインク組成物の粘度は１〜２０ＣＰ
Ｓ　（２０℃）、比抵抗は２００〜３０００Ω’Ｃｍ、
表面張力は２０〜６０ダイン／ｃｍ、比重は０．８〜２
．０に調整したものを使用すべきである。

このような組成及び性状からなる本発明のインク組成物
は混合撹拌後、インクジェットプリンターのノズル径に
対し１１５以下のポアサイズを有するフィルター、通常
ポアサイズ５μｍフィルターにて濾過、精製することに
より、インクジェット記録用インク組成物として供され
る。

なお、インクジェットプリンターとしては従来から公知
のプリンターが適用出来、例えば荷電制御方式、インク
オンデイマント方式あるいはサーマルヘッドによりイン
ク組成物を吐出させる方式等が代表的なものとして挙げ
られる。

紫外線を照射するに用いられる光源としては低圧水銀灯
、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク
灯、キセノンランプ、ケミカルランプ等が使用される。

被印刷物としては金属、プラスチック、ガラス、陶磁器
等のインク非吸着性被印刷物は熱論、木材、紙、コンク
リート等のインク吸着性被印刷物などにも適用出来る。

〈発明の効果〉以上の如く、本発明のインクジェット記録用紫外線硬化
型着色インク組成物は紫外線透過性樹脂粒子を使用して
いるため、従来の紫外線硬化型着色インク組成物では不
可能とされていた紫外線硬化性がよくなり、かつ着色剤
の分散性をよくし、それ故貯蔵安定性のよいインク組成
物が得られる。

また、光反応開始剤としてアシルフォスフインオキサイ
ド化合物を使用した場合、更に紫外線硬化性が向上し、
また貯蔵中増粘等が生じにくいインクが得られ、画期的
なインク組成物といえる。

〈実施例〉以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお
、実施例中「部」、「％」は重量基準で示す。

〔アクリルウレタンオリゴマー（Ｉ）の調製コイソホロ
ンジイソシアネート１モルと２−ヒドロキシエチルアク
リレート２モルとを常法により付加反応させ、平均分子
量約５００のアクリルウレタンオリゴマー（Ｉ）を調製
した。

〔アクリルウレタンオリゴマー（ｎ）の調製〕１．６−
ヘキサンジオール２．１モル、エチレングリコール１モ
ル及びアジピン酸２．４モルを縮合反応させ、分子置駒
１０００のポリエステルを製造した。該ポリエステル１
モル、イソホロンジイソシアネート２モル、２−ヒドロ
キシエチルアクリレート２モルとを常法により付加反応
させ、平均分子量約１７００のポリエステル型アクリル
ウレタンオリゴマー（ＩＩ）を調製した。

〔アクリルエポキシオリゴマー（Ｉ［Ｉ）の調製］ビス
フェノールＡ型ジェポキシ化合物（油化シェルエポキシ
社製商品名「エピコー）　８２８Ｊ分子量約３８０：］
１モルとアクリル酸２モルとを常法により付加反応させ
、酸価２０のアクリルエポキシオリゴマー（ＩＩＩ）を
調製した。

実施例１〜８及び比較例１〜３第１表に示した配合物に、得られるインク粘度が２．５
ＣＰＳ（２０℃）になるようメチルエチルケトンを混合
した後、ポアサイズ５．０μｍフィルターにて濾過、精
製し、インクジェット記録用紫外線硬化型着色インクを
調製した。

得られたインクを２０℃で１ケ月間暗室にて貯蔵した時
のインクの分散性試験及び２０℃で６ケ月間暗室にて時
々撹拌しながら貯蔵した時の増粘性試験を行なった。

また、ポリエチレンテレフタレート板をコンベアにて６
０ｍ　／　ｓｅｃの速さで移動させながら、前記各イン
クをインクジェットプリンターにて吐出させ、ドツト状
に印字し、次いで直ちに１２０ｗ／ｃｍの高圧水銀ラン
プで１３ｃｍの距離から紫外線を照射し、被膜を硬化さ
せ、耐溶剤性の試験を行ない、その結果を第２表に示し
た。

第２表からも明らかの通り、本発明のインク組成物は分
散性がよく、また紫外線硬化性がよいため耐溶剤性もよ
い結果が得られた。

一方、樹脂粒子を含有しない比較例１〜３においてはい
ずれも紫外線硬化性が悪く、また着色剤として顔料を使
用した比較例１．３は沈澱物が再分散せず、分散性も不
良であった。

手続補正書

Claims

【特許請求の範囲】

（１）着色剤を含有するインク組成物において、粒子径
３μｍ以下の紫外線透過性樹脂粒子を含有せしめたイン
クジェット記録用紫外線硬化型着色インク組成物。
（２）光反応開始剤としてアシルフォスフィンオキサイ
ド化合物を配合した請求項（１）記載のインク組成物。