WO2012133694A1 - 活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物 - Google Patents

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ink composition
active energy
energy ray
polymerizable monomer
compound
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紀雄 鈴木
城内 一博
真由子 岡本
雄司 亀山
洋平 今田
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Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
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    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes

Definitions

  • the present invention relates to an ink composition used for active energy ray-curable inkjet printing.
  • the ink jet printing method is a method in which fine droplets of an ink composition are attached to a substrate to be printed to record images and characters, and a printing plate is not used in the printing process.
  • a printing method that does not use a plate an electrophotographic method is also well known, but an ink jet printing method is considered to be superior in terms of apparatus cost, running cost, printing speed, and the like.
  • ink compositions used for inkjet printing require stricter viscosity control than ink compositions used for offset printing and gravure printing. This is because the amount of droplets at the time of ejection changes due to the change in the viscosity of the ink composition, and as a result, the image quality of the printed matter changes. Furthermore, in recent years, inkjet printing methods have been used all over the world, and even for long-term transportation and storage, the quality change including viscosity is as small as possible, that is, excellent in stability over time. There is a need for ink compositions.
  • ink compositions used for ink jet printing such as solvent type, water type, and active energy ray curable type.
  • solvent type such as solvent type, water type, and active energy ray curable type.
  • active energy ray curable inks because it cures quickly by irradiation with active energy rays, it has excellent printing speed, it can be applied to non-absorbent base materials such as plastic and board, etc.
  • active energy ray curable inks There is an increasing demand for active energy ray curable inks.
  • the active energy ray curable type is used in consideration of the strength and durability of the printed matter, the ink drying energy, and the difficulty of ink components adhering to the head due to drying. Is the current situation.
  • the active energy ray-curable ink-jet ink composition is difficult to control the viscosity and stability over time as compared with other types of ink-jet ink compositions. This is because the main component of the active energy ray-curable ink-jet ink composition is a polymerizable monomer, and the polymerization reaction of the polymerizable monomer proceeds due to a small amount of a polymerization initiating component generated during transportation and storage. .
  • Patent Document 1 is an example in which storage stability is improved by adding an organic solvent such as petroleum to the ink composition.
  • an organic solvent that does not participate in the polymerization reaction is added, the curability deteriorates.
  • Patent Document 2 is an example in which storage stability is improved by using N-vinyl lactams as a polymerizable monomer and further adding an antioxidant or a polymerization inhibitor.
  • the ink composition disclosed in the specification has a very high content of a polymerizable monomer (monofunctional monomer) containing only one polymerizable reactive group. Therefore, the strength and durability of the printed matter, which should be an advantage of the active energy ray curable ink jet printing method, are deteriorated, which is not preferable.
  • Patent Document 3 is an example in which the stability with time is improved by adding a pH buffer to the ink composition in order to improve the storage stability.
  • the Good buffer disclosed in this document is an ionic compound. For this reason, depending on the storage conditions, an ionic compound different from the material in the ink composition may be formed, which may appear as a precipitate in the inkjet head, which is not preferable.
  • the present invention is an ink composition used for active energy ray-curable ink jet printing, having an excellent curability and multi-substrate adhesion while having a low viscosity, and an excellent storage stability. It provides things.
  • the present inventor is an ink composition used for active energy ray-curable ink jet printing, having an excellent curability and multi-substrate adhesion while having a low viscosity, and an excellent storage stability.
  • the above-mentioned problem can be solved by including two or more polymerizable monomers containing two or more reactive sites and a stabilizer (B). And the present invention has been made.
  • an active energy ray-curable inkjet ink composition containing at least a polymerizable monomer (A) and a stabilizer (B) and substantially free of water, wherein the polymerizable monomer (A) is:
  • An active energy ray-curable inkjet ink composition comprising two or more polymerizable monomers containing two or more reactive sites.
  • the stabilizer (B) contains a hindered phenol compound (B-1) and a compound (B-2) selected from phenothiazine, hindered amine, or phosphorus.
  • the active energy ray-curable inkjet ink composition according to (1).
  • the active energy ray-curable inkjet ink composition according to any one of (1) to (2), which comprises (4) As the compound (B-2) selected from the phenothiazine, hindered amine, or phosphorus compound, the compound (B-2-1) selected from the phenothiazine or hindered amine, and the phosphorus compound (B- 2-2), the active energy ray-curable inkjet ink composition according to any one of (1) to (3).
  • An ink composition used for active energy ray-curable ink jet printing comprising two or more polymerizable monomers containing two or more reactive sites and a stabilizer (B), and having a low viscosity
  • B stabilizer
  • the polymerizable monomer containing two or more reactive sites includes a polymerizable monomer (A-1) containing a vinyl ether group and an acryloyl group, and a polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups. 2 or more types of monomers selected from the group consisting of:
  • a polymerizable monomer has a higher reactivity as the amount of the polymerizable reactive group relative to the molecular weight (hereinafter referred to as “reactive group equivalent”) is higher, and the amount of radicals that trigger the polymerization reaction is smaller.
  • reactive group equivalent the amount of radicals that trigger the polymerization reaction is smaller.
  • the polymerizable reactive group an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, and the like are known. Of these, the acryloyl group is known to have the best reactivity. From the above, in order to increase the reactivity of the ink composition, the polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups is preferred.
  • the polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups may have a high viscosity derived from the intermolecular interaction caused by the acryloyl groups.
  • the viscosity of the ink composition exceeds 100 mPa ⁇ s, and cannot be used as an inkjet ink composition.
  • a polymerizable monomer containing two or more reactive sites in order to solve this problem, it is preferable to use a polymerizable monomer containing two or more reactive sites.
  • (A-1) exemplified as this polymerizable monomer is characterized by its extremely low viscosity of 10 mPa ⁇ s or less although it is a polyfunctional monomer.
  • the polymerization reaction may proceed due to radicals generated in some amount, and viscosity increase or gelation may occur during storage of the ink composition.
  • the stabilizer (B) is used in combination to solve this problem.
  • a conventionally known material can be used as the stabilizer (B), and a hindered phenol compound (B-1) and a compound (B-2) selected from phenothiazine, hindered amine, or phosphorus It is preferable to use together.
  • the compound (B-2) selected from phenothiazine, hindered amine, or phosphorus compound the compound (B-2-1) selected from phenothiazine or hindered amine, and the phosphorus compound (B-2) -2) is more preferably used in combination. It has been found in the present invention that the combination of these stabilizers can remarkably improve the temporal stability while maintaining the curability. The reason is not clear, but interaction occurs when the above materials are combined, and it has a much greater effect than when used alone. This is presumably because the influence on the polymerization reaction when irradiated with energy rays is minimized.
  • a polymerizable monomer containing two or more reactive sites and a stabilizer (B) are used in combination.
  • the blending ratio of the materials can be adjusted in order to develop excellent curability, adhesion, and stability over time.
  • the proportion of the polymerizable monomer (A-1) containing a vinyl ether group and an acryloyl group relative to the amount of the polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups is 25 wt% or more and 400 % Weight or less is preferable, and 50 weight% or more and 200 weight% or less is particularly preferable (hereinafter, unless otherwise specified, “%” means “wt%”).
  • the ratio of the blending amount of the polymerizable monomer (A-1) containing a vinyl ether group and an acryloyl group to the blending amount of the polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups is 25% or more.
  • the influence of the polymerizable monomer (A-1) containing a vinyl ether group and an acryloyl group is sufficient, the viscosity of the ink composition does not increase too much, and the ink jet suitability is good, and the curability and adhesion are also good. It is. When it is 400% or less, adhesion and stability over time are good.
  • the blending amount of the stabilizer (B) can be set in consideration of the blending amount of the polymerizable monomer (A) that should suppress the polymerization reaction.
  • the blending amount of the stabilizer (B) is preferably from 0.1% to 2%, particularly from 0.5% to 1.5%, based on the total amount of the polymerizable monomer (A). preferable. Within this range, the above interaction is sufficient, and the balance between stability over time and curability is good.
  • polymerizable monomer (A-1) containing a vinyl ether group and an acryloyl group examples include “VEEA” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
  • the blending amount of the polymerizable monomer (A-1) containing a vinyl ether group and an acryloyl group is preferably 33.4% or more, more preferably 35% or more and 80% or less with respect to the total amount of the polymerizable monomer (A). More preferably, it is particularly preferably 40% or more and 60% or less.
  • the content is 33.4% or more, the viscosity of the ink composition does not increase excessively and the curability and adhesion are good.
  • the compounding amount of the polymerizable monomer (A-1) containing a vinyl ether group and an acryloyl group is such that the polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups or the stabilizer (B). It can be set in consideration of the blending amount.
  • the polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups conventionally known materials can be used as necessary. Specifically, dimethylol tricyclodecane diacrylate, (ethoxy (or propoxy)) bisphenol A diacrylate, cyclohexane dimethanol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, (ethoxy (or propoxy)) 1,6-hexane Diol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, 1,10-decanediol diacrylate, (ethoxy (or propoxy)) neopentyl glycol diacrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate , (Neopentyl glycol modified) trimethylolpropane diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, dicyclopentanyl diacrylate, pentaerythritol It can be cited Li (or t
  • dimethylol tricyclodecane diacrylate (ethoxy (or propoxy)) neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate hydroxypivalate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate It is preferable to select acrylate, 1,10-decanediol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, or trimethylolpropane triacrylate. However, it is excellent in curability and adhesiveness despite its low viscosity. 1,9-nonanediol diacrylate is particularly preferably selected.
  • the blending amount of the polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups is preferably less than 66.6%, more preferably from 20% to less than 65% with respect to the total amount of the polymerizable monomer (A). More preferred.
  • the blending amount is less than 66.6%, the viscosity of the ink composition does not become too high, and the inkjet suitability is good.
  • the compounding amount of the polymerizable monomer (A-2) containing two or more acryloyl groups is such that the polymerizable monomer (A-1) containing the vinyl ether group and the acryloyl group or the stabilizer (B). It can be set in consideration of the blending amount.
  • a known material can be used as necessary.
  • a hindered phenol compound, a phenothiazine compound, a hindered amine compound, Phosphorus compounds are particularly preferably used.
  • hindered phenol compounds “IRGANOX 1010, 1010FF, 1035, 1035FF, 1076, 1076FD, 1076DWJ, 1098, 1135, 1330, 245, 245FF, 245DWJ, 259, 3114, 565, manufactured by BASF, 565DD, 295 ", Seiko Chemical Co., Ltd.”
  • BHT Swanox "" Nonflex Aruba, MBP, EBP, CBP, BB “” TBH “, ADEKA” AO-20, 30, 50, 50F, 70, 80, 330 ", “H-BHT” manufactured by Honshu Chemical Co., Ltd., and “Yoshinox BB, 425, 930” manufactured by API Corporation can be mentioned.
  • the blending amount of the stabilizer (B) needs to be set in consideration of the blending amount of the polymerizable monomer (A).
  • the compounding quantity of a stabilizer (B) can be determined in consideration of the compounding ratio of each material.
  • the proportion of the compound (B-2) selected from phenothiazine, hindered amine, or phosphorus with respect to the amount of the hindered phenol compound (B-1) is 5% or more and 25% or less. Is preferably 10% or more and 20% or less.
  • the compound (B-2) selected from phenothiazines, hindered amines or phosphorus compounds a compound (B-2-1) selected from phenothiazines or hindered amines, and a phosphorus compound (B-2-2)
  • the ratio of the compounding amount of the phosphorus compound (B-2-2) to the compounding amount of the compound (B-2-1) selected from the phenothiazine-based or hindered amine-based compound is 5% or more and 100% or less. It is preferably 10% or more and 50% or less. Within these ranges, the interaction between the stabilizers can be used effectively, and as a result, the balance between stability over time and curability is good.
  • polymerizable monomer (A) other than the polymerizable monomer containing two or more reactive sites conventionally known materials can be used as necessary.
  • monomers containing a plurality of methacryloyl groups include dimethylol tricyclodecane dimethacrylate, (ethoxy (or propoxy)) bisphenol A dimethacrylate, cyclohexanedimethanol dimethacrylate, and (poly) ethylene glycol dimethacrylate.
  • butanediol divinyl ether diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, trimethylolpropane divinyl ether, pentaerythritol tri (or tetra) vinyl ether, trimethylolpropane diallyl Mention may be made of ether and pentaerythritol tri (or tetra) allyl ether.
  • a monofunctional monomer in terms of viscosity and reactivity, and (ethoxy (or propoxy)) 2-phenoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, isobornyl acrylate, isooctyl acrylate, lauryl acrylate N-vinylcaprolactam and N-acryloyloxyethyl hexahydrophthalimide are preferably selected.
  • the blending amount of the monofunctional monomer with respect to the total amount of the polymerizable monomer (A) is preferably 10 to 50%, and more preferably 20 to 40%.
  • oligomers and prepolymers can be used for the ink composition.
  • Specific examples of oligomers and prepolymers include “Ebecryl 230, 244, 245, 270, 280 / 15IB, 284, 285, 4830, 4835, 4858, 4883, 8402, 8803, 8800, 254, 264, 265, manufactured by Daicel UCB.
  • the ink composition may contain an organic solvent in order to reduce the viscosity and improve the wetting and spreading property to the substrate.
  • Organic solvents include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl Ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether propionate, ethylene glycol monoethyl ether propionate, ethylene glycol monobutyl ether propionate, diethyl diglycol, diethylene glycol dialkyl ether, tetraethylene glycol dialkyl Ether, diethylene glycol monomethyl ether propionate, diethylene glycol monoethyl ether propionate, diethylene glycol monobutyl ether propionate, propylene glycol monomethyl ether propionate, dipropylene glycol monomethyl ether propionate,
  • the ink composition of this embodiment does not substantially contain water, that is, is a non-aqueous ink.
  • the water content in the ink composition is preferably 5% by weight or less.
  • the radical photopolymerization initiator contained in the ink composition can be freely selected depending on the curing rate, the cured coating film properties, and the coloring material.
  • molecular cleavage type or hydrogen abstraction type is preferable, and specifically, benzoin isobutyl ether, 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2 -Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, bis (2,4,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, 2- Methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, oligo (2-hydroxy-2-methyl-1- (4- (1-methylvinyl) phenyl) propanone), 4-benzoyl -4'-methyl-diphen
  • radical photopolymerization initiators examples include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzoin ethyl ether, benzyl dimethyl ketal, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, and 1- Examples of (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one and hydrogen abstraction type polymerization initiators include benzophenone, 4-phenylbenzophenone and isophthalphenone.
  • the photo radical polymerization initiator can be used alone or in combination of two or more in consideration of the wavelength spectrum of the active energy ray and the light absorption spectrum of the photo radical polymerization initiator.
  • the photo radical polymerization initiator is preferably contained in an amount of 2 to 25% by weight based on the polymerizable compound. When it is 2% by weight or more, the curing rate is good, and when it is 25% by weight or less, it is economical and no dissolution residue occurs. If a dissolution residue occurs, even if heat is applied to dissolve the dissolution residue, the viscosity of the ink composition increases, and as a result, the viscosity of the ink composition cannot fall within the preferred range, The problem that it becomes impossible to discharge occurs.
  • a dye or a pigment can be used, but a pigment can be more preferably used from the viewpoint of the durability of the printed matter.
  • a pigment generally used for an ink composition for printing or paint can be used, and can be selected according to necessary uses such as color developability and light resistance.
  • achromatic pigments such as carbon black, titanium oxide, calcium carbonate, or chromatic organic pigments can be used.
  • organic pigments examples include insoluble azo pigments such as toluidine red, toluidine maroon, Hansa Yellow, Benzidine Yellow, and pyrazolone red, soluble azo pigments such as Ritol Red, Helio Bordeaux, Pigment Scarlet, and Permanent Red 2B, alizarin, indanthrone, and thioindigo.
  • insoluble azo pigments such as toluidine red, toluidine maroon, Hansa Yellow, Benzidine Yellow, and pyrazolone red
  • soluble azo pigments such as Ritol Red, Helio Bordeaux, Pigment Scarlet, and Permanent Red 2B
  • alizarin, indanthrone, and thioindigo examples include insoluble azo pigments such as toluidine red, toluidine maroon, Hansa Yellow, Benzidine Yellow, and pyrazolone red
  • soluble azo pigments such as Ritol Red, Helio Bordeaux, Pigment Scarlet, and Permanent Red 2B
  • vat dyes such as maroon, phthalocyanine organic pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green, quinacridone organic pigments such as quinacridone red and quinacridone magenta, perylene organic pigments such as perylene red and perylene scarlet, isoindolinone yellow , Isoindolinone organic pigments such as isoindolinone orange, pyranthrone organic pigments such as pyranthrone red and pyranthrone orange, thioy Flavanthrone as digo organic pigments, condensed azo organic pigments, benzimidazolone organic pigments, quinophthalone organic pigments such as quinophthalone yellow, isoindoline organic pigments such as isoindoline yellow, naphthol organic pigments, and other pigments Examples include yellow, acylamide yellow, nickel azo yellow, copper azomethine yellow, perinone orange, anthrone orange, dian
  • organic pigments by color index (CI) number is C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 17, 20, 24, 74, 83, 86 93, 109, 110, 117, 120, 125, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 153 154, 155, 166, 168, 180, 185, C.I. I. Pigment orange 16, 36, 43, 51, 55, 59, 61, C.I. I.
  • carbon black examples include “Special Black 350, 250, 100, 550, 5, 4, 4A, 6” manufactured by Degussa, Inc., “Printex U, V, 140 U, 140 V, 95, 90, 85, 80, 75, 55, 45, 40, P, 60, L6, L, 300, 30, 3, 35, 25, A, G ”,“ REGAL400R, 660R, 330R, 250R ”“ MOGUL E, L ”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation “MA7, 8, 11, 77, 100, 100R, 100S, 220, 230” “# 2700, # 2650, # 2600, # 200, # 2350, # 2300, # 2200, # 1000, # 990, # 980, # 970, # 960, # 950, # 900, # 850, # 750, # 650, # 52, # 50, # 47, # 45, 45L, # 44, # 40, # 33, # 332, # 30, # 25, # 20, # 10, # 5, CF9, # 95, include
  • titanium oxide examples include “Taipaque CR-50, 50-2, 57, 80, 90, 93, 95, 953, 97, 60, 60-2, 63, 67, 58, 58-” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
  • quinacridone organic pigments phthalocyanine organic pigments, benzimidazolone organic pigments, isoindolinone organic pigments, condensed azo organic pigments, quinophthalone organic pigments, isoindoline organic pigments, etc. are light-resistant. Is preferable because it is excellent.
  • the organic pigment is preferably a fine pigment having an average particle diameter of 10 to 200 nm as measured by laser scattering. If the average particle size of the pigment is 10 nm or more, the particle size will not be too small, and the light resistance will not be lowered. If it is 200 nm or less, the dispersion can be stably maintained, and the pigment does not precipitate.
  • the organic pigment can be miniaturized, for example, by the following method. That is, a mixture comprising at least three components of an organic pigment, a water-soluble inorganic salt that is at least 3 times the weight of the organic pigment, and a water-soluble solvent is made into a clay-like mixture, and is kneaded strongly with a kneader or the like and then refined. And stirred with a high speed mixer or the like to form a slurry. Next, filtration and washing of the slurry are repeated to remove the water-soluble inorganic salt and the water-soluble solvent. In the miniaturization step, a resin, a pigment dispersant and the like may be added. Examples of the water-soluble inorganic salt include sodium chloride and potassium chloride.
  • These inorganic salts are preferably used in an amount of 3 times by weight or more, preferably 20 times by weight or less of the organic pigment. If the amount of the inorganic salt is 3 times by weight or more, a treated pigment having a desired size can be obtained. On the other hand, if it is 20 weight times or less, the cleaning process in the subsequent step is easy, and the substantial amount of the organic pigment is large.
  • the water-soluble solvent is an organic solvent and a water-soluble inorganic salt that is used as a crushing aid, and is used for efficient crushing efficiently, especially if it is a solvent that dissolves in water.
  • a high boiling point solvent having a boiling point of 120 to 250 ° C. is preferable from the viewpoint of safety because the temperature rises during kneading and the solvent easily evaporates.
  • the pigment is preferably contained in the ink composition in a range of 0.1 to 30% by weight in order to obtain a sufficient concentration and sufficient light resistance.
  • a pigment dispersant examples include a hydroxyl group-containing carboxylic acid ester, a salt of a long chain polyaminoamide and a high molecular weight acid ester, a salt of a high molecular weight polycarboxylic acid, a salt of a long chain polyaminoamide and a polar acid ester, a high molecular weight unsaturated acid ester, Polymer copolymer, modified polyurethane, modified polyacrylate, polyether ester type anionic activator, naphthalene sulfonic acid formalin condensate salt, aromatic sulfonic acid formalin condensate salt, polyoxyethylene alkyl phosphate ester, polyoxyethylene Nonylphenyl ether, stearylamine acetate, etc. can be used.
  • dispersant examples include “Anti-Terra-U (polyaminoamide phosphate)”, “Anti-Terra-203 / 204 (high molecular weight polycarboxylate)”, “Disperbyk-101” (polyamino) manufactured by BYK Chemie.
  • Amide phosphate and acid ester 107 (hydroxyl group-containing carboxylic acid ester), 110, 111 (copolymer containing acid group), 130 (polyamide), 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170 (high Molecular copolymer) ”,“ 400 ”,“ Bykumen ”(high molecular weight unsaturated acid ester),“ BYK-P104, P105 (high molecular weight unsaturated acid polycarboxylic acid) ”,“ P104S, 240S (high molecular weight unsaturated) Acid polycarboxylic acid and silicon system "," Lactimon (long chain amine and unsaturated acid poly) Carboxylic acid and silicon) "can be mentioned.
  • the dispersant is preferably contained in the ink composition in an amount of 0.01 to 10% by weight.
  • an acidic derivative of an organic pigment is preferably blended when the pigment is dispersed.
  • the ink composition contains a colorant
  • the polymerizable monomer, the pigment dispersant, the pigment, and the additives are dispersed in advance using a normal dispersing machine such as a sand mill to create a concentrated solution containing the pigment at a high concentration. Then, it is preferable to dilute with the remaining polymerizable monomer.
  • additives such as a surface conditioner, a leveling agent, an ultraviolet absorber, and an antioxidant can be used as necessary in order to enhance printability and printed matter resistance.
  • the ink composition contains a polymerizable monomer (A), a stabilizer (B), a photopolymerization initiator, an additive, and a colorant
  • the above-described pigment concentrate is added and mixed to obtain a photopolymerization initiator. It is manufactured by dissolving.
  • the ink composition preferably has a viscosity at 25 ° C. of 5 to 50 mPa ⁇ s, more preferably 5 to 30 mPa ⁇ s, and particularly preferably 5 to 15 mPa ⁇ s. Within this viscosity range, stable ejection characteristics are exhibited even from a head having a normal frequency of 5 to 30 KHz to a head having a high frequency of 10 to 50 KHz.
  • the ink composition preferably has an electric conductivity of 10 ⁇ S / cm or less in a piezo head and does not cause electrical corrosion inside the head.
  • the continuous type it is necessary to adjust the electric conductivity by the electrolyte. In this case, it is necessary to adjust the electric conductivity to 0.5 mS / cm or more.
  • the ink composition it is preferable to control the pH in order to improve the temporal stability of the polymerizable monomer and to suppress the decomposition of the material.
  • the pH is confirmed by mixing the ink composition and pure water at a weight ratio of 1: 1 and measuring the pH of the water after sufficiently shaking using an aqueous solution digital pH meter or the like.
  • the pH range is preferably 5 or more and 7.5 or less, and more preferably 5.5 or more and 7 or less.
  • the ink composition is supplied to the printer head of the printer for the ink jet recording system, discharged from the printer head onto the substrate, and then irradiated with active energy rays such as ultraviolet rays or electron beams. To do. As a result, the ink composition on the print medium is quickly cured.
  • an ultraviolet-ray as a light source of an active energy ray
  • a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a low pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, an ultraviolet laser, LED, and sunlight can be used, for example.
  • plastic substrates such as polycarbonate, hard vinyl chloride, soft vinyl chloride, polystyrene, foamed polystyrene, PMMA, polypropylene, polyethylene, and PET, and mixed or modified products thereof, fine paper, art paper, and coating Examples thereof include paper base materials such as paper and cast-coated paper, and metal base materials such as glass and stainless steel.
  • Pigment Carbon black pigment (Degussa) “Special Black 350” 30.0 parts
  • Pigment dispersant Solsperse 32000 (manufactured by Lubrizol) 6.0 parts
  • Monomer 6-parts of 1,9-nonanediol diacrylate
  • Pigment Phthalocyanine pigment (manufactured by Toyo Ink) “LIONOL BLUE FG-7400G” 15.0 parts Pigment dispersant: “Solsperse 32000” manufactured by Lubrizol, Inc. 4.5 parts Monomer: 1,9-nonanediol diacrylate 80.5 parts Similar to Pigment Dispersion A above The material was stirred with a high-speed mixer or the like until uniform, and then the obtained mill base was dispersed with a horizontal sand mill for about 1 hour to prepare Pigment Dispersion B.
  • Pigment Carbon black pigment (Degussa) “Special Black 350” 30.0 parts
  • Pigment dispersant Solsperse 32000 (manufactured by Lubrizol) 6.0 parts
  • Monomer 64.0 parts Dipropylene glycol diacrylate Similar to Pigment Dispersion A, the above materials were mixed with a high speed mixer, etc. After stirring until uniform, the obtained mill base was dispersed in a horizontal sand mill for about 1 hour to prepare Pigment Dispersion C.
  • Pigment Carbon black pigment (Degussa) “Special Black 350” 30.0 parts
  • Pigment Dispersant Solsperse 32000 (manufactured by Lubrizol) 6.0 parts
  • Monomer 2-phenoxyethyl acrylate 64.0 parts
  • the above materials were mixed with a high speed mixer or the like. After stirring until uniform, the resulting mill base was dispersed in a horizontal sand mill for about 1 hour to prepare Pigment Dispersion D.
  • Example 1 The materials listed in Table 1 were added and mixed with sequential stirring, mixed gently until the photopolymerization initiator was dissolved, then filtered through a membrane filter with a pore size of 1 ⁇ m to remove coarse particles, and inkjet ink A composition was obtained.
  • Example 2 to Example 33 In the same manner as in Example 1, an inkjet ink composition was prepared as shown in Table 1.
  • A Increase in viscosity after a aging test is less than 5% compared to the initial viscosity
  • B Increase in viscosity after a aging test is 5% or more and less than 10% compared to the initial viscosity
  • Increase in viscosity after a aging test , 10% or more and less than 15% compared to initial viscosity
  • the ink composition was ejected onto a PET plate by an inkjet ejection apparatus equipped with a piezo head manufactured by Konica Minolta IJ so that the film thickness upon ejection was 12 ⁇ m.
  • the maximum conveyor speed at which the printed matter can be cured in one pass was examined by irradiating with ultraviolet rays using one metal halide lamp (output 120 W / cm) manufactured by Harrison Toshiba Lighting.
  • the evaluation criteria at this time are as follows, and ⁇ or higher is considered to be good curability.
  • Maximum conveyor speed is 40 m / min or more ⁇ : Maximum conveyor speed is 25 m / min or more and less than 40 m / min ⁇ : Maximum conveyor speed is 10 m / min or more and less than 25 m / min ⁇ : Even if the conveyor speed is 10 m / min Does not cure
  • the ink composition prepared above was discharged onto a PET plate and a vinyl chloride plate by an inkjet discharge device equipped with a piezo type head manufactured by Konica Minolta IJ so that the film thickness at the time of discharge was 12 ⁇ m.
  • ultraviolet light curing was performed with one metal halide lamp (output 120 W / cm) manufactured by Harrison Toshiba Lighting, conveyor speed 10 m / min, and one pass to obtain a coating film.
  • the adhesive evaluation on crosscut conditions was performed.
  • the cellophane adhesive tape was applied to the cross-cut portion of the cured coating so that it became 100 squares at 1 mm intervals, and the cellophane adhesive tape was rubbed with an eraser from the upper surface to sufficiently adhere the cellophane adhesive tape to the coated surface. Then, it peeled at 90 degrees, and judged from the adhesion degree to the base material of the coating film after peeling. Evaluation criteria are as follows, and ⁇ or higher is considered to be good adhesion. ⁇ : When no peeling is observed in 100 squares ⁇ : When 1 to 50 squares are peeled in 100 squares ⁇ : When 50 or more squares are peeled in 100 squares
  • Table 2 shows the evaluation results for the ink compositions prepared in Examples 1 to 33 and Comparative Examples 1 to 4.
  • Examples 1 to 33 are examples in which two or more polymerizable monomers containing two or more reactive sites and a stabilizer (B) are contained, and any of stability over time, curability, and adhesion are included. Also good results were obtained.
  • Examples 1 to 5, 15 to 16, and 19 are 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate, 1,9-nonanediol diacrylate as polymerizable monomers containing two or more reactive sites, Compound (B-2-1) containing at least one of dipropylene glycol diacrylate and selected from a hindered phenol compound (B-1), phenothiazine compound or hindered amine compound as stabilizer (B) And a phosphorus compound (B-2-2), both the stability over time and the curability are both ⁇ and the adhesion is ⁇ or more, and a very good evaluation result is obtained.
  • Compound (B-2-1) containing at least one of dipropylene glycol diacrylate and selected from a hindered phenol compound (B-1), phenothiazine compound or hindered amine compound as stabilizer (B) And a phosphorus compound (B-2-2), both the stability over time and the curability are both ⁇ and the adhesion is
  • Example 22 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, dipropylene as a polymerizable monomer (A-1) containing two or more reactive sites.
  • This system does not contain any glycol diacrylate.
  • Examples 1 to 5, 15 to 16, and 19 the curability and adhesion to the vinyl chloride plate were particularly poor.
  • 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, and dipropylene glycol diacrylate contribute to improving curability and adhesion. It has become.
  • Examples 15 to 21 are systems having a polymerizable monomer containing 3 or more reactive sites as a polymerizable monomer containing 2 or more reactive sites. In any case, good evaluation results were obtained with the stability over time and curability being ⁇ or more.
  • Examples 26 to 32 are obtained by changing the stabilizer (B) with respect to the polymerizable monomer formulation of Example 1.
  • a hindered phenol compound (B-1), a compound (B-2-1) selected from a phenothiazine compound or a hindered amine compound, and a phosphorus compound ( B-2-2) contains a very good evaluation result that the stability over time and curability are both ⁇ or more and the adhesion is ⁇ or more.
  • Examples 29 to 30 do not use the compound (B-2-1) selected from the phenothiazine type or the hindered amine type and the phosphorus type compound (B-2-2), and contain only one of them. System. As a result of the evaluation, it was confirmed that good quality was obtained, but the stability over time was good, which was slightly inferior to Examples 26 to 28.
  • a hindered phenol compound (B-1), a compound (B-2-1) selected from a phenothiazine compound or a hindered amine compound, and a phosphorus compound (B -2-2) A system containing any of the above, and as a result of evaluation, although all the quality was good, the stability over time and the adhesion became ⁇ , and the results were inferior to those of Examples 26 to 28. It became. These results show that excellent stability over time is expressed for the first time by the combined use of the stabilizer (B).
  • Comparative Examples 1 to 3 are systems containing only one type of polymerizable monomer containing two or more reactive sites, and Comparative Example 4 is a system containing no stabilizer (B). The results were inferior in curability and stability over time.
  • the active energy ray-curable inkjet ink composition of the present embodiment is an ink composition having excellent curability and multi-substrate adhesion while having low viscosity, and excellent storage stability. It can be used for ink jet printing in industrial applications and industrial applications.

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Abstract

 本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインク組成物であって、低粘度でありながら優れた硬化性や多基材密着性を有し、かつ保存安定性に優れたインク組成物を提供するものである。少なくとも重合性モノマー(A)および安定化剤(B)を含有し、水を実質的に含有しない活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物であって、前記重合性モノマー(A)として、少なくともビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)およびアクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)を含有することを特徴とする、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物である。

Description

活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物
 本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインク組成物に関する。
 インクジェット印刷方式は、被印刷基材に対してインク組成物の微小液滴を付着させ、画像や文字の記録を行うもので、印刷過程において版を使用しないことを特徴とする。版を使用しない印刷方式として、他にも電子写真方式がよく知られているが、装置コスト、ランニングコスト、印刷速度などの点でインクジェット印刷方式が優れているとされている。近年のオンデマンド印刷に対する需要増加もあるなかで、その需要がさらに拡大している。
 これらインクジェット印刷に使用されるインク組成物に対しては、オフセット印刷やグラビア印刷に使用されるインク組成物と比較し、厳しい粘度コントロールが要求される。これは、インク組成物の粘度が変化することで、吐出時の液滴量が変化し、結果として印字物の画質が変化するためである。さらに近年では、インクジェット印刷方式が世界中で使用されていることもあり、長期間の輸送や貯蔵に対しても、粘度をはじめとした品質の変化ができる限り少ない、すなわち経時安定性に優れたインク組成物が求められている。
 一方、インクジェット印刷に使用されるインク組成物としては、溶剤型、水型、活性エネルギー線硬化型など多岐に渡っている。中でも、活性エネルギー線照射により速やかに硬化するため印刷速度に優れること、プラスチックやボードなどの非吸収性の基材にも適用できること、溶剤の揮発量を低減させ環境に優しいことなどから、近年は活性エネルギー線硬化型インクの需要が増加している。とくに産業用や、工業用インクジェット印刷においては、上記に加え印字物の強度や耐性、インクの乾燥エネルギー、乾燥によるヘッドへのインク成分の付着し難いことを考慮すると、活性エネルギー線硬化型の採用が進んでいる現状である。
 しかしながら活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物は、他の種類のインクジェットインク組成物に対し、粘度や経時安定性のコントロールが難しいことが知られている。これは、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物の主成分が重合性モノマーであり、輸送や貯蔵中に発生する微量の重合開始成分により、重合性モノマーの重合反応が進行してしまうためである。
 すなわち、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物の開発にあたっては、長所である硬化性(生産性)や多基材対応性などの品質を維持したうえで、いかに粘度や経時安定性を制御するかが重要になる。
 これまでにも、上記課題の解決のためにさまざまな検討がなされている。例えば特許文献1は、インク組成物に石油系などの有機溶剤を添加することにより、保存安定性を改良しようとした例である。しかしながらこの例では、重合反応に関与しない有機溶剤が添加されるために、硬化性が悪化する。そのうえ、溶剤の揮発量を低減させることができるという活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷方式の長所を打ち消す所作であることから、好ましいものではない。また特許文献2は、重合性モノマーとしてN-ビニルラクタム類を使用し、さらに酸化防止剤や重合禁止剤を添加することで、保存安定性を改良しようとした例である。しかしながら明細書中で開示されているインク組成物は、重合性反応基を1つのみ含有する重合性モノマー(単官能モノマー)の含有率が非常に高い。そのため、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷方式の長所であるはずの、印字物の強度や耐性が劣る結果となってしまい、好ましくない。さらに特許文献3は、保存安定性改良のために、インク組成物中にpH緩衝剤を添加することで、経時安定性を改良しようとした例である。しかしながら、本文献中で開示されているグッド緩衝剤はイオン性化合物である。そのため、保存条件によっては、インク組成物中の材料と別のイオン性化合物を形成してしまい、析出物となってインクジェットヘッド内に現れてしまう可能性があり、好ましくない。
 以上のように、低粘度でありながら硬化性、基材密着性に優れ、かつ保存安定性が良好であるインク組成物は、いまだ得られていない現状である。
特開2004-042429 特開2009-120628 特開2009-191183
 本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインク組成物であって、低粘度でありながら優れた硬化性や多基材密着性を有し、かつ保存安定性に優れたインク組成物を提供するものである。
 本発明者は、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインク組成物であって、低粘度でありながら優れた硬化性や多基材密着性を有し、かつ保存安定性に優れたインク組成物を提供するべく鋭意検討を行った結果、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを2種以上、および安定化剤(B)を含有させることで、前記課題が解決されることを見出して本発明を成したものである。
 すなわち本発明とは、以下の(1)~(4)の実施態様に関するものである。
 (1)少なくとも重合性モノマー(A)および安定化剤(B)を含有し、水を実質的に含有しない活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物であって、前記重合性モノマー(A)として、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを2種以上含有することを特徴とする、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
 (2)前記安定化剤(B)として、ヒンダードフェノール系化合物(B-1)、およびフェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系から選択される化合物(B-2)を含有することを特徴とする、(1)に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
 (3)前記反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーとして、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1つを含有することを特徴とする、(1)~(2)いずれかに記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
 (4)前記フェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系化合物から選択される化合物(B-2)として、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)、およびリン系化合物(B-2-2)を含有することを特徴とする、(1)~(3)に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
 反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを2種以上、および安定化剤(B)を含有させることにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインク組成物であって、低粘度でありながら優れた硬化性や多基材密着性を有し、かつ保存安定性に優れたインク組成物を得ることができた。
 本明細書の開示は、2011年3月29日出願の特願2011-072492の主題に関し、この出願の開示内容を本明細書に全体的に参照として組み込むものとする。
 本発明の実施態様は、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを2種以上、および安定化剤(B)を併用することによって、低粘度でありながら優れた硬化性や多基材密着性を有し、かつ保存安定性に優れたインク組成物を得ることができるものである。例えば、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーとしては、ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)、及びアクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)からなる群から選択される2種以上のモノマーが好ましい。
 一般に重合性モノマーは、分子量に対する重合性反応基の量(以下「反応基当量」と記載する)が多い重合性モノマーほど反応性が高く、重合反応のトリガーとなるラジカルの量がわずかであっても、優れた硬化性を示すことが知られている。そのため、同様の構造をもつ重合性モノマーを比較した場合、1分子中の重合性反応基の量が多いほど、すなわち多官能モノマーほど、反応基当量が高くなり、硬化性が良化することになる。また、重合性反応基としてはアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基などが知られているが、このうちアクリロイル基が最も反応性が良いことが知られている。以上から、インク組成物の反応性を高めるため、アクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)が好ましい。
 しかしながら一方で、アクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)には、アクリロイル基による分子間相互作用に由来する粘度が高くなる場合がある。処方によっては、インク組成物の粘度が100mPa・sを越えてしまい、インクジェットインク組成物として使用することができなくなってしまう。
 本実施態様では、この問題点の解決のため、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを併用することが好ましい。たとえば、この重合性モノマーとして例示される(A-1)は、多官能モノマーでありながら粘度が10mPa・s以下と極めて小さいという特徴がある。そのため、たとえ高粘度のアクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)を使用したとしても、ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)を併用することで、インク組成物としての粘度上昇を抑えることができ、結果として優れたインクジェット適性をもちながら硬化性に優れたインク組成物を得ることができる。
 一方で、このままでは中に若干量発生したラジカルによっても重合反応が進行してしまい、インク組成物の貯蔵中に粘度上昇やゲル化が起こってしまうという場合がある。
 本実施態様では、この問題点の解決のため、安定化剤(B)を併用している。安定化剤(B)としては従来公知の材料を使用することができるが、ヒンダードフェノール系化合物(B-1)、およびフェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系から選択される化合物(B-2)を併用することが好ましく。また特に、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系化合物から選択される化合物(B-2)として、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)、およびリン系化合物(B-2-2)を併用することがより好ましい。これらの安定剤の組み合わせにより、硬化性を保持しながら経時安定性を著しく良化させることができることが、本発明において見い出された。理由は定かではないが、上記の材料を組み合わせた場合に相互作用が発生し、それぞれ単独で使用したときに比べてはるかに大きな効果を発揮するうえ、また配合量が少なくて済むために、活性エネルギー線を照射したときの重合反応に与える影響が最小限に抑えられるためであると推測される。
 上記の通り、課題解決のためには反応性部位を2個以上含有する重合性モノマー、および安定化剤(B)を併用する。印刷条件やインク組成物の保存条件によらず、優れた硬化性、密着性、経時安定性を発現させるためには、前記材料の配合率が調整することができる。
 アクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)の配合量に対する、ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)の配合量の割合としては、25重量%以上400%重量以下であることが好ましく、50重量%以上200重量%以下であることが特に好ましい(以下、本明細書においては、特に断りがない限り「%」は「重量%」の意味である。)。ここで、アクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)の配合量に対する、ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)の配合量の割合が25%以上だと、ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)の影響が十分で、インク組成物の粘度が上昇しすぎることがなくインクジェット適性が良好であり、硬化性や密着性も良好である。400%以下だと、密着性や経時安定性が良好である。
 また安定化剤(B)の配合量についても、重合反応を抑えるべき重合性モノマー(A)の配合量を考慮しながら設定することができる。安定化剤(B)の配合量は、重合性モノマー(A)全量に対して0.1%以上2%以下であることが好ましく、0.5%以上1.5%以下であることが特に好ましい。この範囲内だと、上記の相互作用が十分であり、経時安定性と硬化性のバランスが良好である。 
 ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)としては、具体的には日本触媒社製「VEEA」を挙げることができる。
 ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)の配合量としては、重合性モノマー(A)全量に対し33.4%以上であることが好ましく、35%以上80%以下であることがより好ましく、40%以上60%以下であることが特に好ましい。ここで含有量が33.4%以上だと、インク組成物の粘度が上昇しすぎることがなく、硬化性や密着性が良好である。上記のように、ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)の配合量は、アクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)や安定化剤(B)の配合量を考慮して設定することができる。
 アクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)としては、従来既知の材料を必要に応じて使用することができる。具体的には、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)ビスフェノールAジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化) 1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、(ネオペンチルグリコール変性)トリメチロールプロパンジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、ペンタエリスリトールトリ(またはテトラ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(またはテトラ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(またはテトラ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを挙げることができる。上記の材料は、単独で用いられてもよいし、2種以上併用されてもよい。
 このうち、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、ジプロピ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、トリメチロールプロパントリアクリレートを選択することが好ましいが、低粘度ながら硬化性や密着性に優れている点で、1,9-ノナンジオールジアクリレートが特に好適に選択される。
 アクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)の配合量として、重合性モノマー(A)全量に対し66.6%未満であることが好ましく、20%以上65%未満であることより好ましい。ここで配合量が66.6%未満だと、インク組成物の粘度が高くなりすぎることがなく、インクジェット適性が良好である。上記のように、アクリロイル基を2個以上含有する重合性モノマー(A-2)の配合量は、ビニルエーテル基およびアクリロイル基を含有する重合性モノマー(A-1)や安定化剤(B)の配合量を考慮して設定することができる。
 安定化剤(B)としては、既知の材料を必要に応じて使用することができるが、交互作用が期待される点で、上記の通りヒンダードフェノール系化合物、フェノチアジン系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物が特に好適に使用される。具体的に例示すると、ヒンダードフェノール系化合物として、BASF社製「IRGANOX 1010、1010FF、1035、1035FF、1076、1076FD、1076DWJ、1098、1135、1330、245、245FF、245DWJ、259、3114、565、565DD、295」、精工化学社「BHTスワノックス」「ノンフレックス アルバ、MBP、EBP、CBP、BB」「TBH」、ADEKA社製「AO-20、30、50、50F、70、80、330」、本州化学社製「H-BHT」、エーピーアイ社「ヨシノックス BB、425、930」を挙げることができる。フェノチアジン系化合物として、精工化学社製「フェノチアジン」、堺化学工業社製「フェノチアジン」「2-メトキシフェノチアジン」、「2-シアノフェノチアジン」、ヒンダードアミン系化合物として、BASF社製「IRGANOX 5067」「TINUVIN 144、765、770DF、622LD」、精工化学社「ノンフレックス H、F、OD-3、DCD、LAS-P」「ステアラー STAR」「ジフェニルアミン」「4-アミノジフェニルアミン」「4-オキシジフェニルアミン」、エボニックデグサ社製「HO-TEMPO」、日立化成社「ファンクリル 711MM、712HM」を挙げることができる。リン系化合物として、BASF社製「トリフェニルホスフィン」「IRGAFOS 168、168FF」、精工化学社「ノンフレックス TNP」、その他の化合物として、BASF社製「IRGASTAB UV-10、22」、精工化学社製「ハイドロキノン」「メトキノン」「トルキノン」「MH」「PBQ」「TBQ」「2,5-ジフェニルーp-ベンゾキノン」、和光純薬社「Q-1300、1301」、RAHN社製「GENORAD 16、18、20」を挙げることができる。このうち、重合性モノマー(A)への溶解性や、安定化剤自身の色味の点で、ヒンダードフェノール系化合物として精工化学社「BHTスワノックス」「ノンフレックス アルバ」、本州化学社製「H-BHT」、フェノチアジン系化合物として精工化学社製「フェノチアジン」、堺化学工業社製「フェノチアジン」、ヒンダードアミン系化合物としてエボニックデグサ社製「HO-TEMPO」、リン系化合物として、BASF社製「トリフェニルホスフィン」が好適に選択される。
 安定化剤(B)の配合量については、上記の通り、重合性モノマー(A)の配合量を考慮して設定する必要がある。また安定化剤(B)を併用する場合、各材料の配合比を考慮して、安定化剤(B)の配合量を決定することができる。ヒンダードフェノール系化合物(B-1)の配合量に対する、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系から選択される化合物(B-2)の配合量の割合としては、5%以上25%以下であることが好ましく、10%以上20%以下であることが特に好ましい。またフェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系化合物から選択される化合物(B-2)として、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)、およびリン系化合物(B-2-2)を併用する場合、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)の配合量に対するリン系化合物(B-2-2)の配合量の割合として、5%以上100%以下であることが好ましく、10%以上50%以下であることが特に好ましい。これらの範囲内だと、安定化剤同士による上記の交互作用を有効に利用することができ、結果として、経時安定性と硬化性のバランスが良好である。
 反応性部位を2個以上含有する重合性モノマー以外の重合性モノマー(A)としては、従来既知の材料を必要に応じて使用することができる。
 具体的には、単官能モノマーとしてベンジル(メタ)アクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(オキシエチル) (メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(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、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(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、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンフォルマル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、イソボロニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(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、1,4-シクロヘキサンジメタノール(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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミドを挙げることができる。
 また多官能モノマーのうち、メタクリロイル基を複数含有するモノマーとして、ジメチロールトリシクロデカンジメタクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)ビスフェノールAジメタクリレート、シクロヘキサンジメタノールジメタクリレート、(ポリ)エチレングリコールジメタクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化) 1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、 (エトキシ(またはプロポキシ)化)ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、(ネオペンチルグリコール変性)トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、ジシクロペンタニルジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリ(またはテトラ) メタクリレート、トリメチロールプロパントリ(またはテトラ)メタクリレート、テトラメチロールメタントリ(またはテトラ)メタクリレートを挙げることができる。さらにビニル基を複数含有するモノマーとして、ブタンジオ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、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ジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリ(またはテトラ)ビニルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリ(またはテトラ)アリルエーテルを挙げることができる。
 このうち、粘度や反応性の点で単官能モノマーを選択することが好ましく、 (エトキシ(またはプロポキシ)化)2-フェノキシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、イソボロニルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、N-ビニルカプロラクタム、N-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミドを選択することが好ましい。
 単官能モノマーを使用する場合、重合性モノマー(A)全量に対する単官能モノマーの配合量としては10~50%であることが好ましく、20~40%であることがより好ましい。
 印刷物に対し耐性を付与するため、インク組成物にはオリゴマー、プレポリマーを使用することができる。オリゴマー、プレポリマーの具体例としては、ダイセルUCB社製「Ebecryl230、244、245、270、280/15IB、284、285、4830、4835、4858、4883、8402、8803、8800、254、264、265、294/35HD、1259、1264、4866、9260、8210、1290.1290K、5129、2000、2001、2002、2100、KRM7222、KRM7735、4842、210、215、4827、4849、6700、6700-20T、204、205、6602、220、4450、770、IRR567、81、84、83、80、657、800、805、808、810、812、1657、1810、IRR302、450、670、830、835、870、1830、1870、2870、IRR267、813、IRR483、811、436、438、446、505、524、525、554W、584、586、745、767、1701、1755、740/40TP、600、601、604、605、607、608、609、600/25TO、616、645、648、860、1606、1608、1629、1940、2958、2959、3200、3201、3404、3411、3412、3415、3500、3502、3600、3603、3604、3605、3608、3700、3700-20H、3700-20T、3700-25R、3701、3701-20T、3703、3702、RDX63182、6040、IRR419」、サートマー社製「CN104、CN120、CN124、CN136、CN151、CN2270、CN2271E、CN435、CN454、CN970、CN971、CN972、CN9782、CN981、CN9893、CN991」、BASF社製「Laromer EA81、LR8713、LR8765、LR8986、PE56F、PE44F、LR8800、PE46T、LR8907、PO43F、PO77F、PE55F、LR8967、LR8981、LR8982、LR8992、LR9004、LR8956、LR8985、LR8987、UP35D、UA19T、LR9005、PO83F、PO33F、PO84F、PO94F、LR8863、LR8869、LR8889、LR8997、LR8996、LR9013、LR9019、PO9026V、PE9027V」、コグニス社製「フォトマー3005、3015、3016、3072、3982、3215、5010、5429、5430、5432、5662、5806、5930、6008、6010、6019、6184、6210、6217、6230、6891、6892、6893-20R、6363、6572、3660」、根上工業社製「アートレジンUN-9000HP、9000PEP、9200A、7600、5200、1003、1255、3320HA、3320HB、3320HC、3320HS、901T、1200TPK、6060PTM、6060P」、日本合成化学社製「紫光 UV-6630B、7000B、7510B、7461TE、3000B、3200B、3210EA、3310B、3500BA、3520TL、3700B、6100B、6640B、1400B、1700B、6300B、7550B、7605B、7610B、7620EA、7630B、7640B、2000B、2010B、2250EA、2750B」、日本化薬社製「カヤラッドR-280、R-146、R131、R-205、EX2320,R190、R130、R-300,C-0011、TCR-1234、ZFR-1122、UX-2201,UX-2301,UX3204、UX-3301、UX-4101,UX-6101、UX-7101、MAX-5101、MAX-5100,MAX-3510、UX-4101」などを挙げることができる。
 インク組成物には、低粘度化および基材への濡れ広がり性を向上させるために、有機溶剤を含有させてもよい。
 有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、ジエチルジグリコール、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、プロピレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルブチレートなどのグリコールモノアセテート類、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、エチレングリコールプロピオネートブチレート、エチレングリコールジプロピオネート、エチレングリコールアセテートジブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールプロピオネートブチレート、ジエチレングリコールジプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートジブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールプロピオネートブチレート、プロピレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールアセテートジブチレート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールプロピオネートブチレート、ジプロピレングリコールジプロピオネート、ジプロピレングリコールアセテートジブチレートなどのグリコールジアセテート類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールn-プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルなどの乳酸エステル類があげられる。この中でも、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチルジグリコールが好ましい。
 本実施態様のインク組成物は、水を実質的に含有しない、つまり、非水性インキである。インク組成物中の水の含量は、5重量%以下であることが好ましい。
 インク組成物中に含まれる光ラジカル重合開始剤としては、硬化速度、硬化塗膜物性、着色材料により自由に選択することができる。中でも、分子開裂型または水素引き抜き型のものが好適であり、具体的にはベンゾインイソブチルエーテル、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、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シド、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)-ブタン-1-オン、ビス(2,4,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、オリゴ(2-ヒドロキシ-2-メチル-1-(4-(1-メチルビニル)フェニル)プロパノン)、4-ベンゾイル-4'-メチル-ジフェニルスルフィド、1,2-オクタンジオン、1-(4-(フェニルチオ)-2,2-(O-ベンゾイルオキシム))などが好適に用いられる。これらの光ラジカル重合開始剤は、磁性粉体や重合性化合物の光吸収によってのラジカル生成反応が阻害されない点、またラジカル発生効率が高くインク組成物の硬化性を高めることができる点で好ましい。
 また上記以外の光ラジカル重合開始剤として、分子開裂型では1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、および1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、また水素引き抜き型重合開始剤としてはベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノンなどを挙げることができる。
 前記光ラジカル重合開始剤は、活性エネルギー線の波長スペクトルや光ラジカル重合開始剤の光吸収スペクトルを考慮したうえで1種、または2種以上併用することができる。
 また上記光ラジカル重合開始剤に対し、増感剤としてトリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p-ジエチルアミノアセトフェノン、p-ジメチルアミノ安息香酸エチル、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、N,N-ジメチルベンジルアミンおよび4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどの、前記重合性化合物と付加反応を起こさないアミン類を併用することもできる。もちろん、上記光ラジカル重合開始剤や増感剤は、インク組成物への溶解性に優れ、紫外線透過性を阻害しないものを選択して用いることが好ましい。
 上記光ラジカル重合開始剤は、重合性化合物に対し、2~25重量%含有することが好ましい。2重量%以上だと硬化速度が良好で、25重量%以下だと、経済的であり、また、溶解残りが発生することがない。溶解残りが発生した場合は、熱をかけて溶け残りを溶かしたとしても、インク組成物の粘度が上昇し、結果としてインク組成物の粘度を前記の好適な範囲内に収めることができず、吐出できなくなるといった問題が生じる。
 インク組成物に着色剤を含有させる場合には染料、顔料を用いることができるが、印刷物の耐性の面から顔料をより好適に用いることができる。顔料としては一般的に印刷用途、塗料用途のインク組成物に使用される顔料を用いることができ、発色性、耐光性などの必要用途に応じて選択することができる。顔料成分としては、カーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム等の無彩色の顔料または有彩色の有機顔料が使用できる。有機顔料としては、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッドなどの不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド2Bなどの溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーンなどの建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどのフタロシアニン系有機顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタなどのキナクリドン系有機顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレットなどのペリレン系有機顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジなどのイソインドリノン系有機顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジなどのピランスロン系有機顔料、チオインジゴ系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、キノフタロンエローなどのキノフタロン系有機顔料、イソインドリンエローなどのイソインドリン系有機顔料、ナフトール系有機顔料、その他の顔料として、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等が挙げられる。
 有機顔料をカラーインデックス(C.I.)ナンバーで例示すると、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、17、20、24、74、83、86 93、109、110、117、120、125、128、129、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185、C.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、C.I.ピグメントレッド9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、177、180、185、192、202、206、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、269、C.I.ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:3、15:4、15:6、22、60、64、C.I.ピグメントグリーン7、36、C.I.ピグメントブラウン23、25、26等が挙げられる。
 カーボンブラックの具体例としては、デグサ社製「Special Black350、250、100、550、5、4、4A、6」「PrintexU、V、140U、140V、95、90、85、80、75、55、45、40、P、60、L6、L、300、30、3、35、25、A、G」、キャボット社製「REGAL400R、660R、330R、250R」「MOGUL E、L」、三菱化学社製「MA7、8、11、77、100、100R、100S、220、230」「#2700、#2650、#2600、#200、#2350、#2300、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#900、#850、#750、#650、#52、#50、#47、#45、#45L、#44、#40、#33、#332、#30、#25、#20、#10、#5、CF9、#95、#260」等が挙げられる。
 酸化チタンの具体例としては、石原産業社製「タイペークCR-50、50-2、57、80、90、93、95、953、97、60、60-2、63、67、58、58-2、85」「タイペークR-820,830、930、550、630、680、670、580、780、780-2、850、855」「タイペークA-100、220」「タイペークW-10」「タイペークPF-740、744」「TTO-55(A)、55(B)、55(C)、55(D)、55(S)、55(N)、51(A)、51(C)」「TTO-S-1、2」「TTO-M-1、2」、テイカ社製「チタニックスJR-301、403、405、600A、605、600E、603、805、806、701、800、808」「チタニックスJA-1、C、3、4、5」、デュポン社製「タイピュアR-900、902、960、706、931」等が挙げられる。
 上記顔料の中で、キナクリドン系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、イソインドリノン系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、キノフタロン系有機顔料、イソインドリン系有機顔料等は耐光性が優れているため好ましい。有機顔料は、レーザー散乱による測定値で平均粒径10~200nmの微細顔料であることが好ましい。顔料の平均粒径が10nm以上だと、粒径が小さくなりすぎることがないので耐光性の低下が生じることがない。200nm以下だと、分散の安定維持ができ、顔料の沈澱が生じない。
 有機顔料の微細化は、例えば、下記の方法で行うことができる。すなわち、有機顔料、有機顔料の3重量倍以上の水溶性の無機塩および水溶性の溶剤の少なくとも3つの成分からなる混合物を粘土状の混合物とし、ニーダー等で強く練りこんで微細化したのち水中に投入し、ハイスピードミキサー等で攪拌してスラリー状とする。次いで、スラリーの濾過と水洗を繰り返して、水溶性の無機塩および水溶性の溶剤を除去する。微細化工程において、樹脂、顔料分散剤等を添加してもよい。
 水溶性の無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等が挙げられる。これらの無機塩は、有機顔料の3重量倍以上、好ましくは20重量倍以下の範囲で用いるのが好ましい。無機塩の量が3重量倍以上だと、所望の大きさの処理顔料が得られる。また、20重量倍以下だと、後の工程における洗浄処理が容易であり、有機顔料の実質的な処理量が多い。
 水溶性の溶剤は、有機顔料と破砕助剤として用いられる水溶性の無機塩との適度な粘土状態をつくり、充分な破砕を効率よく行うために用いられ、水に溶解する溶剤であれば特に限定されないが、混練時に温度が上昇して溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から沸点120~250℃の高沸点の溶剤が好ましい。水溶性溶剤としては、2-(メトキシメトキシ)エタノール、2-ブトキシエタノール、2-(イソペンチルオキシ)エタノール、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液体ポリエチレングリコール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、低分子量ポリプロピレングリコール等が挙げられる。
 顔料は、十分な濃度および十分な耐光性を得るため、インク組成物中に0.1~30重量%の範囲で含まれることが好ましい。
 顔料の分散性およびインク組成物の保存安定性を向上させるために顔料分散剤を添加するのが好ましい。顔料分散剤としては、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リン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。
 分散剤の具体例としては、BYK Chemie社製「Anti-Terra-U(ポリアミノアマイド燐酸塩)」、「Anti-Terra-203/204(高分子量ポリカルボン酸塩)」、「Disperbyk-101(ポリアミノアマイド燐酸塩と酸エステル)、107(水酸基含有カルボン酸エステル)、110、111(酸基を含む共重合物)、130(ポリアマイド)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共重合物)」、「400」、「Bykumen」(高分子量不飽和酸エステル)、「BYK-P104、P105(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸)」、「P104S、240S(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン系)」、「Lactimon(長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン)」が挙げられる。
 また、Efka CHEMICALS社製「エフカ44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766」、「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、150(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、402、403、450、451、452、453(変性ポリアクリレート)、745(銅フタロシアニン系)」、共栄社化学社製「フローレン TG-710(ウレタンオリゴマー)、「フローノンSH-290、SP-1000」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合物)」、楠本化成社製「ディスパロン KS-860、873SN、874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)」が挙げられる。
 さらに、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、MS、C、SN-B(芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、EP」、「ホモゲノールL-18(ポリカルボン酸型高分子)、「エマルゲン920、930、931、935、950、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)、「アセタミン24(ココナッツアミンアセテート)、86(ステアリルアミンアセテート)」、ルーブリゾール社製「ソルスパース5000(フタロシアニンアンモニウム塩系)、13940(ポリエステルアミン系)、17000(脂肪酸アミン系)、24000GR、32000、33000、35000、39000、41000、53000」、日光ケミカル社製「ニッコール T106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS-IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)、Hexagline 4-0(ヘキサグリセリルテトラオレート)」、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、822、824、827、711」、テゴケミサービス社製「TEGODisper685」等が挙げられる。
 分散剤はインク組成物中に0.01~10重量%含まれることが好ましい。
 インク組成物には、顔料の分散性およびインク組成物の保存安定性をより向上させるために、有機顔料の酸性誘導体を顔料の分散時に配合することが好ましい。
 インク組成物に着色剤を含有させる場合、あらかじめ重合性モノマー、顔料分散剤、顔料、添加剤をサンドミル等の通常の分散機を用いてよく分散し、顔料を高濃度に含有する濃縮液を作成したのち、残りの重合性モノマーにより希釈することが好ましい。この方法により、通常の分散機による分散においても充分な分散が可能であり、また過剰な分散エネルギーがかからず、多大な分散時間を必要としないため、分散時に原料が変質することなく、安定性に優れたインク組成物を製造することができる。
 インク組成物については、印刷適性や印字物耐性を高めるため、表面調整剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの添加剤を必要に応じて使用することができる。
 インク組成物は、重合性モノマー(A)、安定化剤(B)、光重合開始剤、添加剤、および着色剤を含有させる場合には上記顔料濃縮液を添加、混合し、光重合開始剤を溶解させることで製造される。この際、ヘッドでの詰まりを防止するため、光重合開始剤の溶解後に、孔径3μm以下、好ましくは孔径1μ以下のフィルターにて濾過することが好ましい。
 インク組成物は、25℃での粘度を5~50mPa・sに調整することが好ましく、5~30mPa・sに調整することがより好ましく、5~15mPa・sに調整することが特に好ましい。この粘度領域であれば、特に通常の5~30KHzの周波数を有するヘッドから10~50KHzの高周波数のヘッドにおいても安定した吐出特性を示す。ここで粘度が5mPa・s未満の場合は、高周波数のヘッドにおいて、吐出の追随性の低下が認められ、50mPa・sを越える場合は、加熱による粘度の低下機構をヘッドに組み込んだとしても吐出そのものの低下を生じ、吐出の安定性が不良となり、全く吐出できなくなる。
 またインク組成物は、ピエゾヘッドにおいては10μS/cm以下の電導度とし、ヘッド内部での電気的な腐食のないインキとすることが好ましい。またコンティニュアスタイプにおいては、電解質による電導度の調整が必要であり、この場合には0.5mS/cm以上の電導度に調整する必要がある。
 インク組成物は、重合性モノマーの経時安定性を向上させ、材料の分解を抑制させるために、pHを制御することが好ましい。pHは、インク組成物と純水を1:1の重量比で混合し、十分に振とうしたあとの水のpHを、水溶液用デジタルpHメーターなどを使用して測定することで確認される。pHの範囲は5以上7.5以下であることが好ましく、5.5以上7以下であることが特に好ましい。
 インク組成物を使用するには、まずこのインク組成物をインクジェット記録方式用プリンタのプリンタヘッドに供給し、このプリンタヘッドから基材上に吐出し、その後紫外線又は電子線などの活性エネルギー線を照射する。これにより印刷媒体上のインク組成物は速やかに硬化する。
 なお、活性エネルギー線の光源として紫外線を照射する場合、例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、紫外線レーザー、LED、および太陽光を使用することができる。
 印刷基材については特に限定はないが、ポリカーボネート、硬質塩ビ、軟質塩ビ、ポリスチレン、発砲スチロール、PMMA、ポリプロピレン、ポリエチレン、PETなどのプラスチック基材やこれら混合または変性品、上質紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙などの紙基材、ガラス、ステンレスなどの金属基材などが挙げられる。
 以下実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の態様がこれらの例に限定されるものではない。なお以下については、部数は全て重量部を表す。また下記の実施例、比較例の詳細な条件を以下の表1に、結果を表2に示す。
(顔料分散体Aの作成)
顔料:カーボンブラック顔料(デグサ社製)
  「Special Black350」 30.0部
顔料分散剤:ソルスパース32000(ルーブリゾール社製) 6.0部
モノマー:1,9-ノナンジオールジアクリレート 64.0部
 上記材料をハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌した後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散することで、顔料分散体Aを作製した。
(顔料分散体Bの作成)
顔料:フタロシアニン顔料(東洋インキ製造社製)
  「LIONOL BLUE FG-7400G」 15.0部
顔料分散剤:ルーブリゾール社製「ソルスパース32000」 4.5部
モノマー:1,9-ノナンジオールジアクリレート 80.5部
 顔料分散体Aと同様に、上記材料をハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌した後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散することで、顔料分散体Bを作製した。
(顔料分散体Cの作成)
顔料:カーボンブラック顔料(デグサ社製)
  「Special Black350」 30.0部
顔料分散剤:ソルスパース32000(ルーブリゾール社製) 6.0部
モノマー:ジプロピレングリコールジアクリレート 64.0部
 顔料分散体Aと同様に、上記材料をハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌した後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散することで、顔料分散体Cを作製した。
(顔料分散体Dの作成)
顔料:カーボンブラック顔料(デグサ社製)
   「Special Black350」 30.0部
顔料分散剤:ソルスパース32000(ルーブリゾール社製) 6.0部
モノマー:2-フェノキシエチルアクリレート 64.0部
 顔料分散体Aと同様に、上記材料をハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌した後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散することで、顔料分散体Dを作製した。
[実施例1]
 表1に記載した材料を順次撹拌しながら添加、混合し、光重合開始剤が溶解するまで穏やかに混合させた後、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過を行い、粗大粒子を除去することでインクジェットインク組成物を得た。
[実施例2~実施例33]
 実施例1と同様に表1記載の通りにインクジェットインク組成物を作製した。
[比較例1~比較例4]
 実施例1と同様に表1記載の通りにインクジェットインク組成物を作製した。
(経時安定性)
 上記で作製したインク組成物をスクリュー管瓶(容量約7mL)に6mL取り分け密栓したのち、60℃環境下に7日間静置した後に測定した粘度を、作製直後の初期粘度と比較することで、経時安定性の評価を行った。粘度の測定には東機産業社製TVE25L型粘度計を使用した。またこのときの評価基準は以下の通りであり、△以上を経時安定性良好とする。
◎:経時試験後の粘度上昇が、初期粘度と比較して5%未満
○:経時試験後の粘度上昇が、初期粘度と比較して5%以上10%未満
△:経時試験後の粘度上昇が、初期粘度と比較して10%以上15%未満
×:経時試験後の粘度上昇が、初期粘度と比較して15%以上
(硬化性試験)
 上記で作成したインク組成物を用い、コニカミノルタIJ社のピエゾ方式ヘッドを搭載したインクジェット吐出装置により、吐出時の膜厚が12μmになるように、PET板上へ吐出した。吐出の直後、ハリソン東芝ライティング社製メタルハライドランプ(出力120W/cm)1灯を使用して紫外線を照射し、印字物を1パスで硬化させることができる最大のコンベヤスピードを調査した。このときの評価基準はいずれも以下の通りであり、△以上を硬化性良好とする。
◎:最大コンベヤスピードが40m/min以上
○:最大コンベヤスピードが25m/min以上40m/min未満
△:最大コンベヤスピードが10m/min以上25m/min未満
×:コンベヤスピードが10m/minであっても硬化しない
(密着性試験)
 上記で作成したインク組成物を用い、コニカミノルタIJ社のピエゾ方式ヘッドを搭載したインクジェット吐出装置により、吐出時の膜厚が12μmになるように、PET板、および塩化ビニル板上に吐出した。吐出の直後、ハリソン東芝ライティング社製メタルハライドランプ(出力120W/cm)1灯、コンベア速度10m/min、1パスで紫外線硬化し、塗膜を得た。
 これらの塗膜について、クロスカット条件での密着性評価を行った。試験は、硬化後の塗膜を1mm間隔で100マスになるようにクロスカットした部分にセロハン密着テープを貼り付け、上面から消しゴムでこすり、セロハン密着テープの塗工面への密着を充分に行った後、90°で剥離させることで行い、剥離後の塗膜の基材への密着の程度から判断した。評価基準は以下の通りであり、△以上を密着性良好とする。
○:100マス中全く剥離が観察されない場合
△:100マス中1~50マス剥離した場合
×:100マス中50マス以上剥離した場合
 実施例1~33、および比較例1~4で作成した各インク組成物についての評価結果を表2に示す。
 実施例1~33は、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを2種以上、および安定化剤(B)を含有した例であり、経時安定性、硬化性、密着性のいずれにおいても、良好な結果が得られた。
 このうち実施例1~5、15~16、19は、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーとしてアクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1つを含有し、また安定化剤(B)としてヒンダードフェノール系化合物(B-1)、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)、およびリン系化合物(B-2-2)を含有したものであり、経時安定性、硬化性がいずれも◎、密着性が○以上と、非常に良好な評価結果が得られている。
 これに対し実施例22は、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマー(A-1)としてアクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレートのいずれも含有しない系である。いずれも良好な評価結果は得られているものの、実施例1~5、15~16、19と比較して、特に硬化性や塩化ビニル板に対する密着性に劣る結果となった。これらの結果は、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレートが硬化性や密着性向上に寄与していることを示唆するものとなっている。
 実施例15~21は反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーとして3個以上の反応性部位を含有する重合性モノマーを有する系である。いずれの場合も経時安定性、硬化性が○以上と、良好な評価結果が得られている。
 実施例26~32は、実施例1の重合性モノマー処方に対し、安定化剤(B)を変化させたものである。このうち実施例26~28は、安定化剤(B)としてヒンダードフェノール系化合物(B-1)、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)、およびリン系化合物(B-2-2)を含有した系であり、経時安定性、硬化性がいずれも◎以上、密着性が○以上と、非常に良好な評価結果が得られている。
 これに対し実施例29~30は、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)、およびリン系化合物(B-2-2)を併用せず、どちらか片方のみを含有した系である。評価の結果、良好な品質が得られていることが確認されたものの、経時安定性が○であり、実施例26~28と比較してやや劣る結果となった。さらに実施例31~33は、安定化剤(B)としてヒンダードフェノール系化合物(B-1)、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)、およびリン系化合物(B-2-2)のいずれかを含有した系であり、評価の結果、いずれの品質も良好であったものの、経時安定性や密着性が△となり、実施例26~28と比較して劣る結果となった。これらの結果は、上記安定化剤(B)の併用によって、初めて優れた経時安定性が発現されることを示すものである。
 一方比較例1~3は反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを1種類しか含有しない系、比較例4は安定化剤(B)を含有しない系であるが、評価の結果、それぞれ硬化性、経時安定性に劣る結果となった。
 以上の結果から、優れた保存安定性、硬化性、密着性を有するインク組成物を得るためには、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを2種以上、および安定化剤(B)を併用することが必須条件であることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 本実施態様の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物は、低粘度でありながら優れた硬化性や多基材密着性を有し、かつ保存安定性に優れたインク組成物であることから、例えば工業用途や産業用途でのインクジェット印刷に利用することができる。

Claims (4)

  1.  少なくとも重合性モノマー(A)および安定化剤(B)を含有し、水を実質的に含有しない活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物であって、前記重合性モノマー(A)として、反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーを2種以上含有することを特徴とする、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
  2.  前記安定化剤(B)として、ヒンダードフェノール系化合物(B-1)、およびフェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系から選択される化合物(B-2)を含有することを特徴とする、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
  3.  前記反応性部位を2個以上含有する重合性モノマーとして、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1つを含有することを特徴とする、請求項1または2記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
  4.  前記フェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系化合物から選択される化合物(B-2)として、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物(B-2-1)、およびリン系化合物(B-2-2)を含有することを特徴とする、請求項1~3に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物。
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