説明

非水系樹脂分散体、及びそれを用いてなるインキ組成物

【課題】非吸収性基材への優れた密着性を有する非水系樹脂分散体とそれを含有する低非吸収性基材に対して優れた密着性を有する低粘度のインキ組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】分散安定用樹脂と溶剤との存在下、エチレン性不飽和単量体(C)をラジカル重合してなる非水系樹脂分散体であって、
分散安定用樹脂が、エチレン性不飽和単量体(D)をラジカル重合してなる、重量平均分子量が3000〜20000の樹脂であり、
エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、2個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体が0.5〜15重量%、エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体が1.0〜30重量%、及びその他の単量体が55〜98.5重量%であり、かつ、
エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、環状構造を有する単量体が5〜20重量%であることを特徴とする非水系樹脂分散体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非水系樹脂分散体とそれを含有するインキ組成物に関し、更には非吸収性基材に対して優れた密着性を有する非水系樹脂分散体並びにそれを含有する非吸収性基材に対して優れた密着性を有する低粘度のインキ組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、非吸収性基材を対象とした印刷方式として、軟包材用グラビア印刷、サニタリー用フレキソ印刷、金属版用シルクスクリーン印刷、屋内外広告用インクジェット印刷などが一般的に知られている。なかでもインクジェット印刷は、比較的安価な装置で高解像度、高品位の画像を、非接触で高速かつ低騒音で印刷可能という特徴を有しているため、最近急速に普及しつつある印刷システムである。
【0003】
非吸収性基材向けのインクジェット用インキとしては、揮発性の有機溶剤に顔料を分散させた溶剤系インキがあげられる。これらのインキ組成物には非吸収性基材との密着性を向上させるためにインキ組成物中に溶解性のバインダーが添加されている。特許文献1では、ポリ塩化ビニル基材への印字に適し、印字品質、印刷安定性、印字乾燥性、インキの保存安定性に優れるインクジェット記録用溶剤系インキ組成物が開示されおり、溶剤に溶解性を有する分子量1万〜15万のアクリル樹脂が添加されている。
【0004】
しかしながら、バインダーとして、これらの溶剤溶解性を有する樹脂の濃度や分子量を高くするとインキ組成物の粘度も上昇してしまう。従って、このインキ組成物をインクジェット印刷に適用する場合、インキ組成物をインクジェット噴射適性粘度に調整すると、インキ組成物における樹脂の濃度や分子量も低くせざるをえず、結果としてバインダーとしての機能が不足し顔料固着性や耐擦過性が低下するという問題が生じる。
【0005】
この問題を解決する方法として、特許文献2及び3では有機溶剤に溶解しない重合体樹脂が安定に分散して粒子分散系を形成する樹脂、いわゆる非水系樹脂分散微粒子(NAD=Non Aqua Dispersion)を含有した非水系インキ組成物が開示されている。このNADはインキ組成物中でも不溶であるため、これを含有するインキ組成物は顔料の固着性、耐擦過性に優れながらも、溶解型バインダーと比較して、低粘度で高固形分化・高分子量化が可能であり、インキ組成物の低粘度化が実現できる。
【0006】
しかし、特許文献2においては、インキ組成物の低粘度化については改善しているが、紙以外の非吸収性基材に対する密着性は悪いという問題がある。又、特許文献3ついても顔料分散能を有し、低粘度性に優れる非水顔料インキとしているが、これについても非吸収性基材に対する密着性については良好とは言えない。
【0007】
一方、上記で述べた溶剤系インキの他に、非吸収性基材向けのインクジェット用インキとして、反応性希釈剤中に顔料を分散させた活性エネルギー線硬化型インキがあげられる。これらのインキ組成物は、乾燥させて印字を形成する溶剤系インキと異なり、揮発性のないモノマー類を反応性希釈剤として使用して、活性エネルギー線により硬化させることで非吸収性基材に印字を形成させている。このような活性エネルギー線硬化型インキにおいても、非吸収性基材との密着性を向上させるために溶解系の様々なモノマーやオリゴマーの組み合わせが検討されている。特許文献4においては、インクジェット印刷用途に適したエネルギー線硬化性印刷インクが開示されており、反応性希釈剤に溶解性を有する放射線硬化性のポリエステルポリウレタンオリゴマーが添加されている。しかしながら、特許文献4記載のインキ組成物においても、反応性希釈剤に対して溶解系オリゴマーを使用しているため、インキの低粘度を維持した上で、非吸収性基材に対する優れた密着性を実現することは難しい。
【特許文献1】WO2004/007626号公報
【特許文献2】特開2005―171032号公報
【特許文献3】特開2007―197500号公報
【特許文献4】特表2004―518787号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、非吸収性基材への優れた密着性を有する非水系樹脂分散体と、それを含有する非吸収性基材に対して優れた密着性を有する低粘度のインキ組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第1の発明は、分散安定用樹脂(A)と溶剤(B)との存在下、エチレン性不飽和単量体(C)をラジカル重合してなる非水系樹脂分散体であって、
分散安定用樹脂(A)が、エチレン性不飽和単量体(D)をラジカル重合してなる、重量平均分子量が3000〜20000の樹脂であり、
エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、2個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体(c1)が0.5〜15重量%、エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)が1.0〜30重量%、及びその他の単量体(c3)が55〜98.5重量%であり、かつ、
エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、環状構造を有する単量体が5〜20重量%であることを特徴とする非水系樹脂分散体に関する。
【0010】
更に、第2の発明は、分散安定用樹脂(A)が、片末端に1個のエチレン性不飽和基を有することを特徴とする第1の発明の非水系樹脂分散体に関する。
【0011】
更に、第3の発明は、エチレン性不飽和単量体(D)の合計100重量%中、環状構造を有する単量体が15〜35重量%であることを特徴とする第1又は第2の発明の非水系樹脂分散体に関する。
【0012】
更に、第4の発明は、エチレン性不飽和単量体(D)が、環状構造を有する2種類以上の単量体を含むことを特徴とする第1〜3いずれかの発明の非水系樹脂分散体に関する。
【0013】
更に、第5の発明は、第1〜4いずれかの発明の非水系樹脂分散体、顔料(E)、及び溶剤(F)を含むことを特徴とするインキ組成物に関する。
【0014】
更に、第6の発明は、溶剤(F)が、一般式(1)〜(4)で表される少なくとも1種の溶剤であることを特徴とする第5の発明のインキ組成物に関する。
一般式(1) R1CO(OR2ZOR3
一般式(2) R4CO(OR5ZOCOR6
一般式(3) R7(OR8ZOR9
一般式(4) R10COOR11
(式中、R2、R5、R8はそれぞれ独立してエチレン基又はプロピレン基、R1、R3、R4、R6はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基、R7、R9はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R10は2−ヒドロキシエチル基、R11は炭素数1〜8のアルキル基、Zは1〜4の整数を表す。)
【0015】
更に、第7の発明は、溶剤として、N−アルキル−ピロリドン、3−アルキル−2−オキサゾリジノン、又はラクトンを含むことを特徴とする第6の発明のインキ組成物に関する。
【0016】
更に、第8の発明は、第1〜4いずれかの発明の非水系樹脂分散体、顔料(E)、及び活性エネルギー線硬化性化合物(G)を含むことを特徴とするインキ組成物に関する。
【0017】
更に、第9の発明は、活性エネルギー線硬化性化合物(G)が、環状構造を有する化合物であることを特徴とする第8の発明のインキ組成物に関する。
【0018】
更に、第10の発明は、非吸収性基材印刷用インキであることを特徴とする第5〜9いずれかの発明のインキ組成物に関する。
【0019】
更に、第11の発明は、インクジェットインキであることを特徴とする第5〜10いずれかの発明のインキ組成物に関する。
【発明の効果】
【0020】
本発明により、非吸収基材への優れた密着性を有する非水系樹脂分散体と、それを含有する非吸収性基材に対して優れた密着性を有する低粘度のインキ組成物を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
まず、本発明の非水系樹脂分散体について説明する。本発明の非水系樹脂分散体は、分散安定用樹脂(A)と溶剤(B)との存在下、エチレン性不飽和単量体(C)をラジカル重合してなる非水系樹脂分散体である。本発明では、分散安定用樹脂(A)が、エチレン性不飽和単量体(D)をラジカル重合してなる、重量平均分子量が3000〜20000の樹脂であり、更に、エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、2個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体(c1)が0.5〜15重量%、エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)が1.0〜30重量%、及びその他の単量体(c3)が55〜98.5重量%であり、かつ、エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、環状構造を有する単量体が5〜20重量%であることを特徴とする。
【0022】
本発明の非水系樹脂分散体は、樹脂骨格中に環状構造及び架橋構造を有しているため、非吸収性基材への密着性に優れるとともに、高耐性の塗膜を得ることができる。又、本発明の非水系樹脂分散体を使用したインキ組成物は、前記特性の向上に加え、インキ粘度を低減することができ、インキの安定性に優れる。特にインクジェットインキに好ましく使用することができる。
【0023】
本発明に使用する分散安定用樹脂(A)は、本発明の非水系樹脂分散体を安定に製造するために使用し、更に製造後の非水系樹脂分散体及びインキ組成物の安定性や、塗膜の物性(特に非吸収性基材への密着性)に寄与する。分散安定用樹脂(A)は、エチレン性不飽和単量体(D)を、ラジカル重合開始剤を用いてラジカル重合することで得ることができる。ラジカル重合は、公知の重合方法で行うことができ、特に溶液重合で行うのが好ましい。
【0024】
エチレン性不飽和単量体(D)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、イコシル(メタ)アクリレート、ヘンイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート等のアルキル(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、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシビニルベンゼン、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、アリルアルコールなどの水酸基含有エチレン性不飽和単量体;
グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、グリシジルアリルエーテル、2,3−エポキシ−2−メチルプロピル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−ビニル−1−シクロヘキセン−1,2−エポキシド、グリシジルシンナメート、1,3−ブタジエンモノエポキサイド、セロキサイド2000(ダイセル化学工業株式会社製)などのエポキシ基含有不飽和単量体;
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、又は、これらのアルキルもしくはアルケニルモノエステル、フタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、テレフタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、コハク酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸などのカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体;
γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリブトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシメチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシランなどのアルコキシシリル基含有不飽和単量体;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン等のジアルキルアミノ基含有エチレン性不飽和単量体;
ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アクロレイン、N−ビニルホルムアミド、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、アセトアセトキシエチルアクリレート、アセトアセトキシプロピルアクリレート、アセトアセトキシブチルアクリレート、アセトアセトキシエチルメタクリレート、アセトアセトキシプロピルメタクリレート、アセトアセトキシブチルメタクリレートなどのカルボニル基含有不飽和単量体;
N−メチロール(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−プロポキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−ペントキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(メチロール)アクリルアミド、N−メチロール−N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N−エトキシメチル−N−メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N−ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N−エトキシメチル−N−プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N−ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−N−(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N−ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−N−(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N−ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N−メトキシメチル−N−(ペントキシメチル)メタアクリルアミド等の置換もしくは非置換のアミド基含有エチレン性不飽和単量体;
パーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロノニルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルアミル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルウンデシル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜20のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;
パーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、パーフルオロデシルエチレン等のパーフルオロアルキルアルキレン類等のパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和単量体;
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n−ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n−ペンタキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n−ブトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n−ペンタキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエーテル鎖を有するエチレン性不飽和単量体;
ラクトン変性(メタ)アクリレートなどのポリエステル鎖を有するエチレン性不飽和単量体;
(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、トリメチル−3−(1−(メタ)アクリルアミド−1,1−ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、トリメチル−3−(1−(メタ)アクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、及びトリメチル−3−(1−(メタ)アクリルアミド−1,1−ジメチルエチル)アンモニウムクロライド等の四級アンモニウム塩基含有エチレン性不飽和単量体;
酢酸ビニル、酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の脂肪酸ビニル系単量体;
ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル系化合物;
1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン等のα−オレフィン系単量体;
酢酸アリル、アリルベンゼン、シアン化アリル等のアリル単量体;
シアン化ビニル、ビニルシクロヘキサン、ビニルメチルケトン、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、クロロスチレンなどのビニル単量体;
アセチレン、エチニルベンゼン、エチニルトルエン等のエチニル単量体が挙げられる。これらは1種類又は2種類以上を混合して使用することができる。
【0025】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ(2−エチルヘキサノエート)、tert−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス−シクロヘキサン−1−カルボニトリル等のアゾビス化合物等を挙げることができる。これらは1種類又は2種類以上を混合して使用することができる。これらラジカル重合開始剤は、エチレン性不飽和単量体(D)100重量部に対して、0.1〜10.0重量部の量を用いるのが好ましい。
【0026】
溶液重合の場合には、溶剤として、公知の溶剤を使用することができる。後述する溶剤(B)を使用するのが好ましい。
【0027】
重合する際の反応温度は、40〜150℃、好ましくは50〜110℃、反応時間は、3〜30時間、好ましくは5〜20時間である。
【0028】
分散安定用樹脂(A)の重量平均分子量は、3000〜20000であり、4000〜16000が好ましい。重量平均分子量が、3000未満であると非水系樹脂分散体を得る際の重合安定性に問題が生じ、20000を超えると粘度が高くなり、本発明の課題の一つであるインキ組成物の低粘度化への寄与が認められない。尚、重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定によるポリスチレン換算の値をいう。
【0029】
本発明において分散安定用樹脂(A)は、その樹脂の片末端に1個のエチレン性不飽和基を有することが好ましい。このことにより分散安定用樹脂(A)が、エチレン性不飽和単量体(C)と共重合し、本発明の非水系樹脂分散体の重合安定性、経時安定性がより向上する。更に、この非水系樹脂分散体を用いた組成物から得られる塗膜の耐性が向上する。
【0030】
分散安定用樹脂(A)の片末端に1個のエチレン性不飽和基を導入する方法について説明する。最初に、樹脂の片末端に水酸基又はカルボキシル基を1個有するラジカル重合系樹脂(a1)を合成する。次に、ラジカル重合系樹脂(a1)中の水酸基と、イソシアネート基含有不飽和単量体中のイソシアネート基とを反応させることで得られる。又は、ラジカル重合系樹脂(a1)中のカルボキシル基と、エポキシ基含有不飽和単量体中のエポキシ基とを反応させることで得られる。
【0031】
イソシアネート基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート、イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。又、1,6−ジイソシアナトヘキサン、ジイソシアン酸イソホロン、ジイソシアン酸4,4’−ジフェニルメタン、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、2,4−ジイソシアン酸トリレン、ジイソシアン酸トルエン、2,4−ジイソシアン酸トルエン、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸4−メチル−m−フェニレン、ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等のジイソシアン酸エステル化合物と、水酸基、カルボキシル基、アミド基含有エチレン性不飽和単量体と、を等モルで反応せしめた化合物も使用することができる。
【0032】
エポキシ基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、グリシジルアリルエーテル、2,3−エポキシ−2−メチルプロピル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−ビニル−1−シクロヘキセン−1,2−エポキシド、グリシジルシンナメート、1,3−ブタジエンモノエポキサイド、セロキサイド2000(ダイセル化学工業株式会社製)などが挙げられる。
【0033】
前記イソシアネート基含有エチレン性不飽和単量体又はエポキシ基含有エチレン性不飽和単量体は、前記ラジカル重合系樹脂(a1)中の水酸基又はカルボキシル基に対して等モルの割合で反応させる。
【0034】
これらの反応を進行させるときには、必要に応じて、アミン類等の触媒を添加して行っても良い。使用される触媒としては公知の触媒を使用することができる。触媒は、以下の化合物が挙げられる。触媒の好ましい具体例を以下に示すが、本発明は、これらに何ら限定されるものではない。
【0035】
(1)トリエチルアミン、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N−メチルピペラジン等の3級アミン類及び/又はその塩類;
(2)2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2,4−ジシアノ−6−[2−メチルイミダゾリル−1]−エチル−S−トリアジン等のイミダゾール類及び/又はその塩類;
(3)1,5−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデカン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノネン、1,4−ジアビシクロ[2,2,2,]オクタン等のジアザビシクロ化合物類;
(4)トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリス(ヒドロキシプロピル)ホスフィン、トリス(シアノエチル)ホスフィン等のホスフィン類;
(5)テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリシアノエチルホスホニウムテトラフェニルボレート等のホスホニウム塩類;が挙げられる。
【0036】
上記触媒の配合割合は、イソシアネート基含有エチレン性不飽和単量体又はエポキシ基含有エチレン性不飽和単量体100重量部に対し、触媒が0.01〜10重量部である。
【0037】
次に、片末端に水酸基又はカルボキシル基を1個有するラジカル重合系樹脂(a1)における、片末端に水酸基又はカルボキシル基を導入する方法について説明する。ラジカル重合系樹脂(a1)は、エチレン性不飽和単量体(D)を、ラジカル重合開始剤を用いて重合することで得ることができるが、その片末端に水酸基又はカルボキシル基を導入する方法は、例えば、以下のような方法がある。
【0038】
まず、1個の水酸基を片末端に導入する場合は、分子内に1個の水酸基とチオール基とを有する化合物を連鎖移動剤として使用してラジカル重合することで製造できる。分子内に1個の水酸基とチオール基とを有する化合物としては、例えば、メルカプトメタノール、2−メルカプトエタノール、3−メルカプト−1−プロパノール、1−メルカプト−2− ブタノール、2−メルカプト−3−ブタノールなどが挙げられる。
【0039】
又、1個のカルボキシル基を片末端に導入する場合は、分子内に1個のカルボキシル基とチオール基とを有する化合物を連鎖移動剤として使用してラジカル重合することで製造できる。分子内に1個のカルボキシル基とチオール基とを有する化合物としては、例えば、メルカプトプロピオン酸、メルカプト酢酸(チオグリコ−ル酸)、チオりんご酸、チオサリチル酸、などが挙げられる。
【0040】
上記連鎖移動剤を、目的とする分子量にあわせてエチレン性不飽和単量体(D)と混合して加熱することで片末端に1個の水酸基又はカルボキシル基が導入されたラジカル重合系樹脂(a1)を合成することができる。好ましくは、エチレン性不飽和単量体(D)100重量部に対して、1〜30重量部の連鎖移動剤を用い、塊状重合又は溶液重合を行う。反応温度は40〜150℃、好ましくは50〜110℃、反応時間は3〜30時間、好ましくは5〜20時間である。
【0041】
片末端に1個のエチレン性不飽和基が導入された分散安定用樹脂(A)は、一般的にはマクロモノマーと呼ばれる化合物であり、本発明では市販されているマクロモノマーも使用することができる。例えば、ポリスチレンマクロモノマー(AS−6:東亞合成株式会社製)、アクリロニトリル−スチレン共重合体のマクロモノマー(AN−6:東亞合成株式会社製)等を挙げることができる。
【0042】
本発明の非水系樹脂分散体を製造する際に使用する溶剤(B)としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル等のエステル系溶剤;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;
ヘキサン等の直鎖状飽和炭化水素系溶剤;
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系溶剤;
エクソン化学社製のアイソパーG、H、L、M、ノーパー12、13、15、出光石油化学社製のIPソルベント1620、2028、日本石油化学社製のノルマルパラフィンSL、L、M、H、O型ソルベントL、M、H、アイソゾール300、400、ドライソルベント、ドライソルベントハイソフト、クレンゾル、ミネラルスピリットA、Aソルベント、ハイアロム2S、丸善石油化学社製のマルカゾールR、出光興産社製の出光スーパゾルLA25、LA30、LA35、LA41、FP20、FP25、FP30、FP38、CA25、ダイアナフレシアP02、P05、S02、シェルジャパン社製のシェルゾール71、72、松村石油研究所社製のモレスコホワイトP−40、P−55、P−60、P−70、P−80、P−100、P−120、P−150、P−200、P−230、P−260、P−300、P−350P、モレスコバイオレス等のパラフィン系溶剤;
日本石油化学社製のAF−4、AF−7、AF−5、AF−6、テクリーンN16、N20、N22等のナフテン系溶剤;
エクソン化学社製のエクソノールD40、D80、D110、D130、シェルジャパン社製のシェルゾールD100等のパラフィン/ナフテン混合系溶剤;が挙げられる。
【0043】
これらは1種類又は2種類以上を混合して使用することができる。溶剤(B)の使用量は、本発明の非水系樹脂分散体の固形分が5〜40重量%となる量であることが好ましい。又、パラフィン系溶剤、ナフテン系溶剤、及びパラフィン/ナフテン系溶剤から選ばれる少なくとも1種の溶剤を、重合に使用する溶剤の合計100重量%中、60〜100重量%使用するのが好ましい。
【0044】
本発明の非水系樹脂分散体は、分散安定用樹脂(A)と溶剤(B)との存在下、エチレン性不飽和単量体(C)をラジカル重合して得ることができるが、本発明は、前記エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、2個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体(c1)が0.5〜15重量%、エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)が1.0〜30重量%、及びその他の単量体(c3)が55〜98.5重量%であることを特徴の1つとする。2個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体(c1)が0.5重量%未満であると粒子内の架橋が不十分となり、溶剤や活性エネルギー線硬化性化合物中での安定性に問題が生じたり、塗膜の耐性に問題が生じたりする。又、15重量%を超えると重合中にゲル化したり、凝集を生じたりする。2個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体(c1)は特に1.0〜12.0重量%が好ましい。
【0045】
2個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体(c1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸1−メチルアリル、(メタ)アクリル酸2−メチルアリル、(メタ)アクリル酸1−ブテニル、(メタ)アクリル酸2−ブテニル、(メタ)アクリル酸3−ブテニル、(メタ)アクリル酸1,3−メチル−3−ブテニル、(メタ)アクリル酸2−クロルアリル、(メタ)アクリル酸3−クロルアリル、(メタ)アクリル酸o−アリルフェニル、(メタ)アクリル酸2−(アリルオキシ)エチル、(メタ)アクリル酸アリルラクチル、(メタ)アクリル酸シトロネリル、(メタ)アクリル酸ゲラニル、(メタ)アクリル酸ロジニル、(メタ)アクリル酸シンナミル、(メタ)アクリル酸ビニル、(メタ)アクリル酸2−(2’−ビニロキシエトキシ)エチル、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、トリ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ジアクリル酸1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタン、トリアクリル酸1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタン、1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリル酸等の2個以上のエチレン性不飽和基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
ジビニルベンゼン、アジピン酸ジビニル等のジビニル類;
イソフタル酸ジアリル、フタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、ジアリルイタコン酸等のジアリル類;
及び、クロトン酸ビニル、オレイン酸ビニル、リノレン酸ビニル等が挙げられる。これらは1種類又は2種類以上を混合して使用することができる。
【0046】
又、エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)が1.0重量%未満及び30重量%を超えると重合時の安定性が悪くなる。又、エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)を共重合することで、当該反応性官能基と反応しうる官能基を複数有する化合物を架橋剤として使用し、塗膜の耐性を向上することができる。エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)は特に5〜20重量%が好ましい。
【0047】
エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)における反応性官能基としては、水酸基、エポキシ基、カルボキシル基およびアルコキシシリル基等が挙げられ、単量体(c2)としては、例えば、上述したエチレン性不飽和単量体(D)の中の、水酸基含有エチレン性不飽和単量体、エポキシ基含有不飽和単量体、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体、アルコキシシリル基含有不飽和単量体単量体、カルボニル基含有不飽和単量体等が挙げられる。
【0048】
その他のエチレン性不飽和単量体(c3)としては、エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)を除く、上述したエチレン性不飽和単量体(D)が挙げられる。例えば、アルキル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノ基含有エチレン性不飽和単量体、置換もしくは非置換のアミド基含有エチレン性不飽和単量体、パーフルオロアルキル(メタ)アクリレート、パーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和単量体、ポリエーテル鎖を有するエチレン性不飽和単量体、ポリエステル鎖を有するエチレン性不飽和単量体、四級アンモニウム塩基含有エチレン性不飽和単量体、脂肪酸ビニル系単量体、α−オレフィン系単量体、アリル単量体、ビニル単量体、エチニル単量体等が挙げられる。
【0049】
更に、本発明の非水系樹脂分散体は、エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、環状構造を有する単量体が5〜20重量%であることを特徴とする。環状構造を有する単量体とは、脂環式構造、ヘテロ環構造、もしくは芳香環構造を有する単量体をいう。
【0050】
脂環式構造を有する単量体としては、例えば、シクロヘキシルアクリレート、4−t−ブチルシクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【0051】
ヘテロ環構造を有する単量体としては、例えば、テトラヒドロフルフリルアクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリルアクリレート、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−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が、これに限定されるものではない。
【0052】
芳香環構造を有する単量体としては、例えば、ベンジルアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、トリブロモフェニルアクリレート、エトキシ化トリブロモフェニルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート(あるいは、そのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加単量体)、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、スチレン、ジビニルベンゼンを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【0053】
更に、この中でもインキジェット適性が高い単量体として、シクロヘキシルアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート(あるいは、そのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加単量体)、イソボルニルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、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より好適に用いることができる。
【0054】
更に、安全性や塗膜性能の面から、メチルフェノキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート(あるいは、そのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加単量体)、イソボルニルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートをより好適に用いることができる。これらは1種類又は2種類以上を混合して使用することができる。
【0055】
これら環状構造を有する単量体を使用すると、非吸収性基材に対する密着性が向上する。原理は定かではないが、環構造部分が面で基材と密着し、Van Der Waars力の上昇により、密着性が向上すると考えられる。
【0056】
これら環状構造を有する単量体が、エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、5重量%未満であると、非吸収性基材に対する密着性が向上しない。又、20重量%を超えると非水系樹脂分散体合成時における粒子核形成が不安定になってしまう。
【0057】
本発明では、分散安定用樹脂(A)を合成する際に用いるエチレン性不飽和単量体(D)の合計100重量%中、環状構造を有する単量体(「環状構造を有する単量体」については、先に定義した通りである)が15〜35重量%であることが好ましい。前記範囲で環状構造を有する単量体を使用することにより非吸収性基材に対する密着性が向上する。
【0058】
更に、エチレン性不飽和単量体(D)は、環状構造を有する2種類以上の単量体を含むことが好ましい。環状構造を有する2種類以上の単量体を使用することで非吸収性基材に対する密着性は更に向上する。ここに、2種類以上の単量体においては、それぞれが有する環状構造は異なるものであることが好ましい。
【0059】
本発明の非水系樹脂分散体の製造方法について一例を示す。反応容器に分散安定用樹脂(A)と溶剤(B)とを仕込み系内を攪拌しながら加熱する。一方、滴下タンクにエチレン性不飽和単量体(C)とラジカル重合開始剤とを仕込んだ後、反応容器に滴下して重合を開始する。反応温度は40〜150℃、好ましくは50〜110℃、反応時間は3〜30時間、好ましくは5〜20時間である。反応終了後、必要に応じて系内の溶剤(B)の一部又は全部を除去して、後述するインキ組成物に使用する。尚、ラジカル重合開始剤としては、上述した分散安定用樹脂(A)の合成に使用できる開始剤を例示できる。
【0060】
本発明の非水系樹脂分散体は、一般的なコーティング剤等に使用することができるが、顔料(E)及び溶剤(F)を必須成分とするインキ組成物に使用するのが好ましい。本発明の非水系樹脂分散体をインキ組成物に使用することで非吸収性基材への密着性に優れ、かつ、耐擦傷性等の塗膜物性に優れたインキ組成物を得ることができる。更には、インキ組成物の粘度が低いことを必要とするインクジェットインキに使用することが特に好ましい。この様なインキ組成物に本発明の非水系樹脂分散体を使用する場合、その使用量は、インキ組成物中に0.5〜10重量%が好ましい。0.5重量%未満だと非吸収性基材への密着性が不十分である場合があり、10重量%を超えると成膜性に問題を生じる場合がある。
【0061】
顔料(E)としては、印刷インキ、塗料等に使用される種々の顔料が使用できる。このような顔料(E)をカラーインデックスで例示すると、ピグメントブラック7、ピグメントブルー15、15:1、15:3、15:4、15:6、60、ピグメントグリーン7、36、ピグメントレッド9、48、49、52、53、57、97、122、149、168、177、178、179、206、207、209、242、254、255、ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、ピグメントイエロー12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、94、95、109、110、117、120、125、128、137、138、139、147、148、150、151、154、155、166、168、180、185、ピグメントオレンジ36、43、51、55、59、61、71、74等があげられる。又、カーボンブラックについては中性、酸性、塩基性等のあらゆるカーボンブラックを使用することができる。顔料(E)はインキ組成物中に0.1〜10重量%含まれることが望ましい。
【0062】
本発明のインキ組成物には、溶剤(F)として公知の溶剤[例えば、上述した溶剤(B)]を使用することができるが、非吸収性基材印刷用インキとしては1気圧における沸点が140℃以上のものを使用するのが好ましく、更に好ましくは引火点60℃以上であることが好ましい。
【0063】
溶剤(F)の中でも下記一般式(1)〜(4)で表される少なくとも1種の溶剤を使用することが好ましい。
一般式(1) R1CO(OR2ZOR3
一般式(2) R4CO(OR5ZOCOR6
一般式(3) R7(OR8ZOR9
一般式(4) R10COOR11
(式中、R2、R5、R8はそれぞれ独立してエチレン基又はプロピレン基、R1、R3、R4、R6はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基、R7、R9はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R10は2−ヒドロキシエチル基、R11は炭素数1〜8のアルキル基、Zは1〜4の整数を表す。)
【0064】
一般式(1)で表される溶剤としては、例えば、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等のグリコールモノエーテルモノアセテート類が挙げられる。
【0065】
一般式(2)で表される溶剤としては、例えば、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等のグリコールジアセテート類が挙げられる。
【0066】
一般式(3)で表される溶剤としては、例えば、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等のグリコール類;
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等のグリコールモノエーテル類;
ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールジエーテル類が挙げられる。低臭気、樹脂溶解性の観点より、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルは特に好ましい。
【0067】
一般式(4)で表される溶剤としては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル等のエステル類が挙げられる。
【0068】
本発明のインキ組成物では、溶剤(F)として一般式(1)〜(4)で表される溶剤を、インキ組成物100重量%中、1〜50重量%含有するのが好ましくは、5〜40重量%含有するのが更に好ましい。1重量%未満だと目的の密着性、インキ安定性、印刷適性が得られない場合があり、50重量%を超えると前記効果がそれ以上向上しない場合がある。
【0069】
更に、本発明のインキ組成物は、溶剤として、N−アルキル−ピロリドン、3−アルキル−2−オキサゾリジノン、又はラクトンを含むことが好ましい。これらの溶剤を使用することで、低臭気で安全衛生性に優れ、非吸収性基材の表面を僅かに溶解し、インキの密着性を高めることができ、更に、インキ組成物の長期保存時の粘度安定性や連続印刷安定性、低温時のインキ安定性が優れ、印刷適性が著しく高められたインキ組成物を提供できる。特にインクジェットプリンタへの腐食性がないため、インクジェットインキに使用することが好ましい。
【0070】
特に、下記一般式(5)で表される3−アルキル−2−オキサゾリジノンが好ましく、その具体例としては、3−メチル−2−オキサゾリジノン、3−エチル−2−オキサゾリジノン、3−プロピル−2−オキサゾリジノン、3−イソプロピル−2−オキサゾリジノン、3−ブチル−2−オキサゾリジノンが挙げられる。溶解性の点より、一般式(5)のR12は炭素数1〜4が好ましい。
【0071】
一般式(5)
【0072】
【化1】

【0073】
(式中、R12はアルキル基を表す。)
【0074】
本発明の非吸収性基材印刷用インキ組成物では、溶剤として一般式(5)で表される溶剤を、1〜15重量%含有するのが好ましくは、1〜10重量%含有するのが更に好ましい。1重量%未満だと目的の密着性、インキ安定性、印刷適性が得られない場合があり、15重量%を超えると非吸収性基材の表面を溶かしすぎてしまい、印刷物の表面に凹凸が生じたり、光沢の低下を招いたりする場合がある。
【0075】
又、本発明の非水系樹脂分散体は、顔料(E)及び活性エネルギー線硬化性化合物(G)を必須成分とするインキ組成物に使用するのが好ましい。即ち、活性エネルギー線硬化型のインキ組成物として有効に使用することができる。本発明の非水系樹脂分散体をインキ組成物に使用することで非吸収性基材への密着性に優れ、かつ、耐擦傷性等の塗膜物性に優れたインキ組成物を得ることができる。更には、インキ組成物の粘度が低いことを必要とする活性エネルギー線硬化型のインクジェットインキに使用することが特に好ましい。この様なインキ組成物に本発明の非水系樹脂分散体を使用する場合、その使用量は、インキ組成物中に0.5〜10重量%が好ましい。0.5重量%未満だと非吸収性基材への密着性が不十分である場合があり、10重量%を超えると成膜性に問題を生じる場合がある。
【0076】
活性エネルギー線硬化性化合物(G)としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、ジプロピレングリコールアクリレート、β−カルボキシルエチルアクリレート、エチルジグリコールアクリレート、トリメチロールプロパンフォルマルモノアクリレート、イミドアクリレート、イソアミルアクリレート、エトキシ化コハク酸アクリレート、トリフルオロエチルアクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、N−ビニルホルムアミド等の単官能の化合物;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ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、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナ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、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオ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、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリ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、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジアクリレート、ネオペンチルグリコールオリゴアクリレート、1,4−ブタンジオールオリゴアクリレート、1,6−ヘキサンジオールオリゴアクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(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、ビスフェノールAジアクリレート、ジメチロールートリシクロデカンジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールFジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、イソシアヌル酸ジアクリレート、プロポキシ化イソシアヌル酸ジアクリレート等の2官能の化合物;
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」等の多官能のオリゴマー;が挙げられる。
【0077】
本発明では、活性エネルギー硬化性化合物(G)として、環状構造を有する化合物を使用するのが好ましい。
【0078】
活性エネルギー硬化性化合物(G)の中で、環状構造を有する単官能の化合物としては、例えば、シクロヘキシルアクリレート、4−t−ブチルシクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート等の脂環式構造を有する化合物;
テトラヒドロフルフリルアクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリルアクリレート、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−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等のヘテロ環構造を有する化合物;
ベンジルアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、トリブロモフェニルアクリレート、エトキシ化トリブロモフェニルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート(あるいは、そのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加単量体)、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、スチレン等の芳香環構造を有する化合物;が挙げられる。
【0079】
更に、この中でもインキジェット適性が高い化合物として、シクロヘキシルアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート(あるいは、そのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加単量体)、イソボルニルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、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等が挙げられる。
【0080】
更に、安全性や塗膜性能の面から、メチルフェノキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート(あるいは、そのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加単量体)、イソボルニルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートをより好適に用いることができる。これらは1種類又は2種類以上を混合して使用することができる。
【0081】
活性エネルギー硬化性化合物(G)の中で、環状構造を有する2官能の化合物としては、例えば、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート等の脂環式2官能化合物;
イソシアヌル酸ジアクリレート、プロポキシ化イソシアヌル酸ジアクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸ジアクリレート等のヘテロ環式2官能化合物;
ビスフェノールAジアクリレート、ジメチロールートリシクロデカンジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールFジアクリレート等の芳香環式2官能化合物;が挙げられる。
【0082】
この中でもインキジェット適性が高い化合物として、ビスフェノールAジアクリレー、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールFジアクリレート、イソシアヌル酸ジアクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸ジアクリレート、プロポキシ化イソシアヌル酸ジアクリレートをより好適に用いることができる。
【0083】
このような活性エネルギー線硬化型のインキ組成物は、活性エネルギー線を照射することにより塗膜を硬化させるが、ここでいう活性エネルギー線とは、電子線、紫外線、赤外線などに代表されるものであり、被照射体の電子軌道に影響を与え、ラジカル、カチオン、アニオンなどの重合反応の引き金と成りうるエネルギー線を示すが、重合反応を誘発させるエネルギー線であれば、これに限定しない。
【0084】
本発明において活性エネルギー線として紫外線を使用するときは、光ラジカル重合開始剤をインキ組成物中に配合することが好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、分子開裂型または水素引き抜き型のものが本発明に好適である。具体例としては、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、ベンジル、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、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)]等が好適に用いられ、更にこれら以外の分子開裂型のものとして、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、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−オンおよび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−オン等を併用しても良いし、さらに水素引き抜き型光重合開始剤である、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、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルスルフィド等も併用できる。
【0085】
又、上記光ラジカル重合開始剤に対し、増感剤として例えば、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)ベンゾフェノン等の、前述重合性成分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、紫外線硬化性化合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。
【0086】
光ラジカル重合開始剤と増感剤は、インキ組成物100重量%中に、0.1〜20重量%、好ましくは、4〜12重量%の範囲で用いる。
【0087】
更に、上記インキ組成物には、インキ組成物の経時での安定性、塗工、印刷装置内での機上の安定性を高めるため、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、t−ブチルカテコール、ピロガロール、ブチルヒドロキシトルエン等の重合禁止剤をインキ組成物100重量%中に、0.01〜5重量%配合することが好ましい。
【0088】
本発明では、顔料(E)の分散性、及びインキ組成物の保存安定性を向上させるために分散剤を添加するのが好ましい。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。
【0089】
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。
【0090】
又、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。
【0091】
更に、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「ソルスパーズ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)、24000」、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)、Hexagline4−0(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、PB822(塩基性分散剤)」等が挙げられる。分散剤はインキ組成物中に0.1〜10重量%含まれることが好ましい。
【0092】
本発明では非吸収性基材への密着性を更に向上させるために樹脂を添加してもよい。使用できる樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、エチレン−酢ビ系樹脂、石油樹脂、クマロンインデン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、塩酢ビ系樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、ブチラール樹脂、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂等が挙げられる。樹脂の具体例としては、荒川化学社製のスーパーエステル75、エステルガムHP、マルキッド33、安原社製のYSポリスターT80、三井化学社製のHiretts HRT200X、ジョンソンポリマー社製のジョンクリル586、ダウケミカルズ社製のユーカーソリューションビニル樹脂VYHD、VYHH、VMCA、VROH、VYLF−X、日信科学工業製のソルバイン樹脂CL、CNL、C5R、TA5Rを例示することができる。樹脂はインキ組成物中0.1〜10重量%含まれることが好ましい。
【0093】
本発明のインキ組成物は可塑剤、表面調整剤、紫外線防止剤、光安定化剤、酸化防止剤、加水分解防止剤等の種々の添加剤を使用することができる。
【0094】
本発明の非吸収性基材としては、ポリ塩化ビニル樹脂シート、ポリオレフィン系シート、ガラス、金属等が挙げられ、特に好ましくはポリ塩化ビニル樹脂シートである。
【0095】
本発明のインキ組成物の印刷方式としては、グラビア印刷、フレキソ印刷、シルクスクリーン印刷、インキジェット印刷等が挙げられ、特に好ましくはインキジェット印刷方式である。
【0096】
本発明のインキ組成物は、溶剤(F)又は、活性エネルギー線硬化性化合物(G)、顔料分散剤と共に、顔料(E)をサンドミル等の通常の分散機を用いてよく分散することにより製造される。予め顔料高濃度の濃縮液を作製しておいて溶剤(F)又は、活性エネルギー線硬化性化合物(G)で希釈することが好ましい。本発明の非水系樹脂分散体は、分散する前に添加しても分散後に添加しても良い。インキ組成物は、孔径3μm以下、更には、1μm以下のフィルタにて濾過することが好ましい。
【0097】
本発明のインキ組成物をインクジェットインキとして使用する場合、25℃での粘度が5〜50mPa・sに調整することが好ましい。25℃での粘度が5〜50mPa・sのインキは、特に通常の4〜10KHz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。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る場合があり、吐出の安定性が不良となり、吐出できなくなる場合がある。
【0098】
又、本発明のインクジェットインキは、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。又、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。
【0099】
本発明のインクジェットインキを使用するには、まずこのインクジェットインキ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、自然乾燥又は熱による強制乾燥したり、活性エネルギー線硬化型の場合は紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を照射したりする。これにより印刷媒体上の組成物は塗膜を形成する。
【実施例】
【0100】
以下に実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「部」は、「重量部」、「%」は、「重量%」を表す。
【0101】
(製造例1)
<非水系樹脂分散体NAD−1>
攪拌羽、還流管、ガス導入管、及び温度計を装備するセパラブルフラスコにラウリルメタクリレート20部、2−フェノキシエチルアクリレート5部、アイソパーH(エクソン社炭化水素系溶剤)20部を仕込み、攪拌しながら、窒素還流下で温度80℃まで昇温した。次に、2つの滴下ロートにおいて、一方からは、ラウリルメタクリレート45部、メチルメタクリレート8部、ブチルアクリレート7部、2−フェノキシエチルアクリレート5部、N−ビニルカプロラクタム5部、の混合溶液を2時間かけて滴下した。もう一方からは、アイソパーH100部、メチルエチルケトン20部、2,2−アゾビスイソブチロニトリル(略称AIBN)4部の混合溶液を4時間かけて滴下した。滴下完了後、更に3時間反応させ分散安定用樹脂(A)溶液を得た。得られた分散安定用樹脂(A)の重量平均分子量は15000、溶液の固形分濃度は39.9%であった。又、使用した単量体のうち環状構造を有する単量体は、15.8%である。
【0102】
別のセパラブルフラスコに上記の分散安定用樹脂(A)溶液30部、メチルメタクリレート12部、2−フェノキシエチルアクリレート1部、アイソパーH90部を仕込み、窒素還流下で温度80℃まで昇温させた。そこに滴下ロートから、メチルメタクリレート24部、ブチルアクリレート5部、2−フェノキシエチルアクリレート3部、N−ビニルカプロラクタム5部、ジビニルベンゼン1部、ヒドロキシエチルメタクリレート3部、アイソパーH90部、AIBN1部の混合液を2時間かけて添加した。滴下完了後、更に3時間反応させて、固形分濃度25.1%、分散粒子の平均粒子径240nmの非水系樹脂分散体NAD−1を得た。又、使用した単量体のうち環状構造を有する単量体は、18.5%である。
【0103】
(製造例2)
<非水系樹脂分散体NAD−2>
攪拌羽、還流管、ガス導入管および温度計を装備するセパラブルフラスコにラウリルメタクリレート20部、2−フェノキシエチルアクリレート5部、メルカプトプロピオン酸1.5部、アイソパーH20部を仕込み、攪拌しながら、窒素還流下で温度80℃まで昇温した。次に、2つの滴下ロートにおいて、一方からは、ラウリルメタクリレート44部、メチルメタクリレート5部、ブチルアクリレート6部、2−フェノキシエチルアクリレート5部、N−ビニルカプロラクタム5部、シクロへキシルアクリレート5部の混合溶液を2時間かけて滴下した。もう一方からは、アイソパーH100部、メチルエチルケトン20部、AIBN1.5部の混合溶液を3時間かけて滴下した。滴下完了後、更に4時間反応させた。続いてグリシジルメタクリレート2部、N,N−ジメチルドデシルアミン(触媒)0.5部、ハイドロキノンモノメチルエーテル(重合禁止剤)0.1部、アイソパーH10部を加えて100℃で5時間反応させることにより片末端に1個のエチレン性不飽和基を有する分散安定用樹脂(A)溶液を得た。得られた分散安定用樹脂(A)の重量平均分子量は9600、溶液の固形分濃度は40.3%であった。又、使用した単量体のうち環状構造を有する単量体は、21.1%である。
【0104】
別のセパラブルフラスコに上記の分散安定用樹脂(A)溶液30部、メチルメタクリレート12部、2−フェノキシエチルアクリレート1部、アイソパーH90部を仕込み、窒素還流下で温度80℃まで昇温させた。そこに滴下ロートから、メチルメタクリレート24部、ブチルアクリレート3部、2−フェノキシエチルアクリレート5部、アリルメタクリレート3部、ヒドロキシエチルメタクリレート3部、メタクリル酸3部、アイソパーH90部、AIBN1部の混合液を2時間かけて添加した。滴下完了後、更に3時間反応させて、固形分濃度25.3%、分散粒子の平均粒子径187nmの非水系樹脂分散体NAD−2を得た。又、使用した単量体のうち環状構造を有する単量体は、11.1%である。
【0105】
(製造例3)
<非水系樹脂分散体NAD−3>
攪拌羽、還流管、ガス導入管および温度計を装備するセパラブルフラスコにラウリルメタクリレート20部、2−フェノキシエチルアクリレート5部、メルカプトプロピオン酸1.5部、アイソパーH20部を仕込み、攪拌しながら、窒素還流下で温度80℃まで昇温した。次に、2つの滴下ロートにおいて、一方からは、ラウリルメタクリレート40部、メチルメタクリレート3部、ブチルアクリレート3部、2−フェノキシエチルアクリレート6部、N−ビニルカプロラクタム6部、シクロへキシルアクリレート6部、4−t−ブチルシクロヘキシルアクリレート6部の混合溶液を2時間かけて滴下した。もう一方からは、アイソパーH100部、メチルエチルケトン20部、AIBN1.5部の混合溶液を3時間かけて滴下した。滴下完了後、更に4時間反応させた。続いてグリシジルメタクリレート5.2部、N,N−ジメチルドデシルアミン(触媒)0.5部、ハイドロキノンモノメチルエーテル(重合禁止剤)0.1部、アイソパーH10部を加えて100℃で5時間反応させることにより片末端に1個のエチレン性不飽和基を有する分散安定用樹脂(A)溶液を得た。得られた分散安定用樹脂(A)の重量平均分子量は5500、溶液の固形分濃度は40.5%であった。又、使用した単量体のうち環状構造を有する単量体は、30.5%である。
【0106】
別のセパラブルフラスコに上記の分散安定用樹脂(A)溶液30部、メチルメタクリレート12部、2−フェノキシエチルアクリレート1部、アイソパーH90部を仕込み、窒素還流下で温度80℃まで昇温させた。そこに滴下ロートから、メチルメタクリレート21部、ブチルアクリレート3部、2−フェノキシエチルアクリレート2部、アリルメタクリレート5部、ジビニルベンゼン1部、ヒドロキシエチルメタクリレート5部、メタクリル酸4部、アイソパーH90部、AIBN1部の混合液を2時間かけて添加した。滴下完了後、更に3時間反応させて、固形分濃度25.4%、分散粒子の平均粒子径205nmの非水系樹脂分散体NAD−3を得た。又、使用した単量体のうち環状構造を有する単量体は、7.40%である。
【0107】
(製造例4)
<顔料分散体(P)の調製>
下記のような配合で顔料分散体(P)を調製した。この分散体(P)は、有機溶剤中に顔料及び顔料分散剤を投入し、ハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散して調製した。
LIONOL BLUE FG−7400G 35.0部
(東洋インキ製造社製 フタロシアニン顔料)
アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製 顔料分散剤) 12.5部
ジエチレングリコールジエチルエーテル 52.2部
【0108】
(製造例5)
<顔料分散体(Q)の調製>
下記のような配合で顔料分散体(Q)を調製した。この分散体(Q)は、反応性希釈剤中に顔料及び顔料分散剤を投入し、ハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散して調製した。
LIONOL BLUE FG−7400G 35.0部
ソルスパーズ32000(アビシア社製 顔料分散剤) 9.0部
2−フェノキシエチルアクリレート(反応性希釈剤) 61.0部
【0109】
(実施例1)
上記顔料分散体(P)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(P) 11.4部
BYK−361N(BYK Chemie社製 アクリル樹脂) 2.0部
非水系樹脂分散体NAD−1(樹脂固形分25重量%) 19.0部
ジエチレングリコールジエチルエーテル 61.6部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 10.0部
【0110】
(実施例2)
上記顔料分散体(P)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(P) 11.4部
ビニル樹脂VYHD(ダウケミカルズ社製 塩酢ビ樹脂) 3.0部
BYK−361N(BYK Chemie社製 アクリル樹脂) 2.0部
非水系樹脂分散体NAD−1(樹脂固形分25重量%) 16.0部
ジエチレングリコールジエチルエーテル 56.6部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 10.0部
3−メチル−2−オキサゾリジノン 5.0部
【0111】
(実施例3)
上記顔料分散体(P)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(P) 11.4部
ビニル樹脂VYHD(ダウケミカルズ社製 塩酢ビ樹脂) 3.0部
BYK−361N(BYK Chemie社製 アクリル樹脂) 2.0部
非水系樹脂分散体NAD−2(樹脂固形分25重量%) 16.0部
ジエチレングリコールジエチルエーテル 56.6部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 10.0部
3−メチル−2−オキサゾリジノン 5.0部
【0112】
(実施例4)
上記顔料分散体(P)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(P) 11.4部
ビニル樹脂VYHD(ダウケミカルズ社製 塩酢ビ樹脂) 3.0部
BYK−361N(BYK Chemie社製 アクリル樹脂) 2.0部
非水系樹脂分散体NAD−3(樹脂固形分25重量%) 16.0部
ジエチレングリコールジエチルエーテル 56.0部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 10.0部
3−メチル−2−オキサゾリジノン 5.0部
【0113】
(実施例5)
上記顔料分散体(Q)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(Q) 11.4部
2−フェノキシエチルアクリレート 10.0部
N−ビニルカプロラクタム 10.0部
TEGORAD−2100(TEGO Chemie社製 シリコン樹脂)
0.1部
トリプロピレングリコールジアクリレート 25.7部
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23.7部
Ebecryl270(ダイセルUCB社製ウレタンオリゴマー) 3.0部
非水系樹脂分散体NAD−1(樹脂固形分25重量%) 8.0部
イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
イルガキュア819(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート 2.0部
ブチルヒドロキシトルエン 0.1部
【0114】
(実施例6)
上記顔料分散体(Q)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(Q) 11.4部
2−フェノキシエチルアクリレート 10.0部
N−ビニルカプロラクタム 10.0部
TEGORAD−2100(TEGO Chemie社製 シリコン樹脂)
0.1部
トリプロピレングリコールジアクリレート 25.7部
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23.7部
Ebecryl270(ダイセルUCB社製ウレタンオリゴマー) 3.0部
非水系樹脂分散体NAD−2(樹脂固形分25重量%) 8.0部
イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
イルガキュア819(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート 2.0部
ブチルヒドロキシトルエン 0.1部
【0115】
(実施例7)
上記顔料分散体(Q)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(Q) 11.4部
2−フェノキシエチルアクリレート 10.0部
N−ビニルカプロラクタム 10.0部
TEGORAD−2100(TEGO Chemie社製 シリコン樹脂)
0.1部
トリプロピレングリコールジアクリレート 25.7部
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23.7部
Ebecryl270(ダイセルUCB社製ウレタンオリゴマー) 3.0部
非水系樹脂分散体NAD−3(樹脂固形分25重量%) 8.0部
イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
イルガキュア819(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート 2.0部
ブチルヒドロキシトルエン 0.1部
【0116】
(比較例1)
上記顔料分散体(P)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(P) 11.4部
ビニル樹脂VYHD(ダウケミカルズ社製 塩酢ビ樹脂) 3.0部
BYK−361N(BYK Chemie社製 アクリル樹脂) 2.0部
ジエチレングリコールジエチルエーテル 73.6部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 10.0部
【0117】
(比較例2)
上記顔料分散体(P)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(P) 11.4部
ビニル樹脂VYHD(ダウケミカルズ社製 塩酢ビ樹脂) 5.4部
BYK−361N(BYK Chemie社製 アクリル樹脂) 3.6部
ジエチレングリコールジエチルエーテル 73.6部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 10.0部
【0118】
(比較例3)
上記顔料分散体(Q)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(Q) 11.4部
2−フェノキシエチルアクリレート 10.0部
N−ビニルカプロラクタム 10.0部
TEGORAD−2100(TEGO Chemie社製 シリコン樹脂)
0.1部
トリプロピレングリコールジアクリレート 25.7部
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23.7部
Ebecryl270(ダイセルUCB社製ウレタンオリゴマー) 3.0部
イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
イルガキュア819(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート 8.0部
ブチルヒドロキシトルエン 0.1部
【0119】
(比較例4)
上記顔料分散体(Q)を用いて下記配合処方にてインキ化し、インキ組成物を得た。
顔料分散体(Q) 11.4部
2−フェノキシエチルアクリレート 10.0部
N−ビニルカプロラクタム 10.0部
TEGORAD−2100(TEGO Chemie社製 シリコン樹脂)
0.1部
トリプロピレングリコールジアクリレート 25.7部
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18.7部
Ebecryl270(ダイセルUCB社製ウレタンオリゴマー) 10.0部
イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
イルガキュア819(チバスペシャルティケミカルズ社製 光ラジカル重合開始剤)
4.0部
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート 8.0部
ブチルヒドロキシトルエン 0.1部
【0120】
実施例1〜4及び比較例1、2について以下の評価方法に従って評価を行った。
【0121】
<乾燥性>
実施例1〜4、比較例1、2で得られたインキ組成物について、25℃環境下にてIP−6600(セイコーアイ・インフォテック社製、大判インクジェットプリンタ)にて、表面が無処理のポリ塩化ビニル樹脂シートにベタ印刷し、40℃で乾燥するまでの時間を計測した。3分以内にて乾燥するものを○、乾燥するのに3分を超える時間を要するものを×と評価した。
【0122】
<粘度>
実施例1〜4、比較例1、2で得られたインキ組成物の粘度は、レオメーター(AR−2000TAインスツルメント)を用いて測定した。インク組成物の粘度が、インクジェット適性粘度5〜50mPa・sの範囲であれば○、そうでなければ×と評価した。
【0123】
<密着性>
実施例1〜4、比較例1、2で得られたインキ組成物をIP−6600(セイコーアイ・インフォテック社製、大判インクジェットプリンタ)にて、表面が無処理のポリ塩化ビニル樹脂シートに印刷し、乾燥後、印刷面をラビングテスター(テスター産業製、型式AB301)にてラビングすることにより、密着性を評価した。評価条件としては、試験用布片(金巾3号)にて加重200g、50往復で実施し、色落ちがなく、塗布面が全く剥ぎ取られなかったものを○、一部色が落ちたものや、塗布面が剥ぎ取られ基材が露出したものを×と評価した。
【0124】
評価結果を表1に示す。
【0125】
【表1】

【0126】
表1の結果から明らかのように、比較例1については、溶解性バインダーの添加量が少ないため、粘度は低かったが、基材への密着性が劣る結果となった。そこで、比較例2において、溶解性バインダーの添加量を増やして基材への密着性の改善をはかったところ、インキ組成物が増粘してしまい、インクジェットプリンタによる印刷が困難であった。一方で、溶解性バインダーの代わりに本発明の非水系樹脂分散体を添加することで、実施例1〜4のインク組成物全てにおいて、粘度が低く、基材への密着性に優れるインキ組成物を得ることができた。
【0127】
次に、実施例5〜7及び比較例3、4について以下の評価方法に従って評価を行った。
【0128】
<硬化性>
実施例5〜7、比較例3,4で得られたインキ組成物をUV−IJプリンタにてポリカーボネートシートに印刷、硬化し、印刷面にクロスカットを施して酢酸エチルに一日浸漬した。印刷面が浸漬前と変化が無い場合は○、侵食されているものについては×と評価した。
【0129】
<粘度>
実施例5〜7、比較例3、4で得られたインキ組成物の粘度は、レオメーター(AR−2000TAインスツルメント)を用いて測定した。インク組成物の粘度が、インクジェット適性粘度5〜50mPa・sの範囲であれば○、そうでなければ×と評価した。
【0130】
<密着性>
実施例5〜7、比較例3、4で得られたインキ組成物をUV−IJプリンタにてポリカーボネートシートに印刷、硬化し、印刷面にクロスカットを施して、セロハンテープで剥離試験を実施し密着性を評価した。インキが剥がれなかったものは○、剥がれが確認されたものは×とした。
【0131】
評価結果を表2に示す。
【0132】
【表2】

【0133】
表2の結果から明らかのように、比較例3については、ウレタンオリゴマーの添加量が少ないため、粘度は低かったが、基材への密着性が劣る結果となった。そこで、比較例4において、ウレタンオリゴマーの添加量を増やして基材への密着性の改善をはかったところ、インキ組成物が増粘してしまい、インクジェットプリンタによる印刷が困難であった。一方で、ウレタンオリゴマーの代わりに本発明の非水系樹脂分散体を添加することで、実施例5〜7のインク組成物全てにおいて、粘度が低く、基材への密着性に優れるインキ組成物を得ることができた。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
分散安定用樹脂(A)と溶剤(B)との存在下、エチレン性不飽和単量体(C)をラジカル重合してなる非水系樹脂分散体であって、
分散安定用樹脂(A)が、エチレン性不飽和単量体(D)をラジカル重合してなる、重量平均分子量が3000〜20000の樹脂であり、
エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、2個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体(c1)が0.5〜15重量%、エチレン性不飽和基以外の反応性官能基を有する単量体(c2)が1.0〜30重量%、及びその他の単量体(c3)が55〜98.5重量%であり、かつ、
エチレン性不飽和単量体(C)の合計100重量%中、環状構造を有する単量体が5〜20重量%であることを特徴とする非水系樹脂分散体。
【請求項2】
分散安定用樹脂(A)が、片末端に1個のエチレン性不飽和基を有することを特徴とする請求項1記載の非水系樹脂分散体。
【請求項3】
エチレン性不飽和単量体(D)の合計100重量%中、環状構造を有する単量体が15〜35重量%であることを特徴とする請求項1又は2記載の非水系樹脂分散体。
【請求項4】
エチレン性不飽和単量体(D)が、環状構造を有する2種類以上の単量体を含むことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の非水系樹脂分散体。
【請求項5】
請求項1〜4いずれか記載の非水系樹脂分散体、顔料(E)、及び溶剤(F)を含むことを特徴とするインキ組成物。
【請求項6】
溶剤(F)が、一般式(1)〜(4)で表される少なくとも1種の溶剤であることを特徴とする請求項5記載のインキ組成物。
一般式(1) R1CO(OR2ZOR3
一般式(2) R4CO(OR5ZOCOR6
一般式(3) R7(OR8ZOR9
一般式(4) R10COOR11
(式中、R2、R5、R8はそれぞれ独立してエチレン基又はプロピレン基、R1、R3、R4、R6はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基、R7、R9はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R10は2−ヒドロキシエチル基、R11は炭素数1〜8のアルキル基、Zは1〜4の整数を表す。)
【請求項7】
更に溶剤として、N−アルキル−ピロリドン、3−アルキル−2−オキサゾリジノン、又はラクトンを含むことを特徴とする請求項6記載のインキ組成物。
【請求項8】
請求項1〜4いずれか記載の非水系樹脂分散体、顔料(E)、及び活性エネルギー線硬化性化合物(G)を含むことを特徴とするインキ組成物。
【請求項9】
活性エネルギー線硬化性化合物(G)が、環状構造を有する化合物であることを特徴とする請求項8記載のインキ組成物。
【請求項10】
非吸収性基材印刷用インキであることを特徴とする請求項5〜9いずれか記載のインキ組成物。
【請求項11】
インクジェットインキであることを特徴とする請求項5〜10いずれか記載のインキ組成物。

【公開番号】特開2010−121015(P2010−121015A)
【公開日】平成22年6月3日(2010.6.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−295014(P2008−295014)
【出願日】平成20年11月19日(2008.11.19)
【出願人】(000222118)東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】