CN103360863B - 活性能量射线固化型喷墨油墨组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种由至少两种颜色的不同油墨组成的活性能量射线固化型喷墨油墨组，其特征是，各种颜色的油墨中配合的表面张力调整剂的配合量相对于该各种颜色的油墨总量为1.0～5.0重量%，并且根据打印顺序，各种颜色的表面张力调整剂的配合量差在0.5重量%以内，并且各种颜色的表面张力调整剂的最大最小配合量差在2重量%以内。

Description

活性能量射线固化型喷墨油墨组

技术领域

本发明涉及一种活性能量射线固化型着色喷墨油墨组。特别涉及提供适合于单道（one pass）固化型打印机的油墨。

背景技术

一直以来，活性能量射线固化型喷墨油墨组与其溶剂型相比，从干燥性能快的角度以及减少环境负荷的角度出发，被装载于高速打印型标牌打印机。或者，从基材密合性优异的角度出发，被装载于对应多种基材的平板型打印机。并且，正在进行对应于这些用途的油墨配方的开发。

然而，由于其干燥性能快，因而常常得到印点的流平性差、缺乏光泽感以及色彩再现性的印刷物。因此，存在印刷品质难以被市场所接受的情况。特别是难以适用于高级印刷市场。

针对该问题，对于喷头在基材上扫描、重复打印型的打印机而言，通过调整印点的落下位置、灯照时机等，能够得到高品质图像。然而对于近年来开发的单道型打印机而言，由于以一层打印各种颜色的印点，因此难以调整落下位置、固化时机，无法得到高品质的图像。

另外，在具有涂层的铜版纸以及铸涂纸等上打印的情况下，由于涂层的涂覆不匀、表面状态偏差，导致油墨向不确定的方向渗入，形成无法控制的印点。结果，无法得到画质高的印刷品。

以下，示出在本发明之前被公开的采用喷墨印刷的高画质化方案。

文献1中公开了在水性油墨中通过控制各种颜色的表面张力来控制混合色渗入、渗透，得到高品质的印刷品的方案。然而，该发明由于控制浸透因而在干燥时印点的流平性得不到充分控制，形成了小的印点。对于该方法而言，在重合印刷中，能够重复打印在印点与印点之间补充的油墨，但在利用单道型打印机打印的情况下，无法进行相同颜色的重叠。因此，对于印点的流平性得到了控制的油墨而言，在100%的打印部分会显著产生条纹。另外，由于抑制 印点的流平性，因而本来在10～30%的打印部分发生的印点与印点融合的结珠现象出现在50～80%的打印部分，结果得到了画质极低的印刷物。另外，由于使用的表面活性剂量少，因此在铜版纸上印刷的情况下，发生了显著的印点歪斜。另外，将该活性剂添加至本发明的活性能量射线固化型油墨中时，不能充分获得表面张力调整功能，无法进行控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-9755号公报

发明内容

利用本发明实施方式的油墨组，在活性能量射线固化型喷墨印刷中，能够得到极高品质的印刷物。不只是扫描型打印机，在特别是单道型打印机中，在使用具有涂层的基材的情况下，也能够得到高品质的图像。另外，由于保存后的油墨的品质稳定性也优异，因此在实际使用中能够获得足够的使用期限。

即，本发明的实施方式涉及一种由至少两种颜色的不同油墨组成的活性能量射线固化型喷墨油墨组，其特征是各种颜色的油墨中配合的表面张力调整剂的配合量相对于该各种颜色的油墨总量为1.0～5.0重量%，并且根据打印顺序，各种颜色的表面张力调整剂的配合量差在0.5重量%以内，并且各种颜色的表面张力调整剂的最大最小配合量差在2重量%以内。

另外，本发明的实施方式涉及上述活性能量射线固化型喷墨油墨组，其特征是表面张力调整剂为有机硅系。

另外，本发明的实施方式涉及上述活性能量射线固化型喷墨油墨组，其特征是使用两种以上的上述表面张力调整剂。

进一步，本发明的实施方式涉及上述活性能量射线固化型喷墨油墨组，其特征是相对于油墨总量使用50～95重量%的以EO或PO为主骨架的单体。

进一步，本发明的实施方式涉及上述活性能量射线固化型喷墨油墨组，其特征是用于在从至少两个以上的喷墨头喷出后使各油墨同时固化的单道打印机。

本说明书的公开涉及2012年4月9日申请的日本特愿2012-088541记载的主题，将其说明书以参照目的整体引入本说明书中。

具体实施方式

本实施方式中配合的表面张力调整剂是指通过添加使表面张力降低的物质。其降低能力通常随着油墨介质的变化而变化。例如介质为水的话，可以举出乙炔二醇等添加剂类型、异丙醇等溶剂类型的表面张力调整剂。本实施方式中，为了使油墨的主要组成为反应性单体，作为表面张力调整剂，可以举出有机硅系添加剂、疏水性单体、疏水性有机溶剂。另外，由于效果随着实际使用的单体的不同而不同，因此本实施方式中的表面张力调整剂是指具有在相对于添加前的油墨添加1重量%时使静态表面张力降低3mN/m以上的能力的材料。

从对多种基材的润湿性提高的观点来看，表面张力调整剂的配合量相对于各种油墨的总量为1.0～5.0重量%，优选为1.5～3.5重量%。

作为具体的有机硅系添加剂，可以举出二甲基硅氧烷骨架的改性体。作为一般制品，可以举出来自BYK-Chemie公司作为代表产品的BYK（注册商标）-378、BYK-348等，来自EVONIK DEGUSSA公司的TEGO（注册商标）Glide450、TEOG Glide432等。另外，这些有机硅系添加剂是已经确认了在使用前相对于油墨添加1重量%时使静态表面张力降低3mN/m以上的添加剂。为了应对各种纸基材，可适宜地使用更优选使静态表面张力降低4mN/m以上的有机硅系添加剂。这些有机硅系的添加剂可根据用途、目的而单独使用或并用，但在本实施方式中的使用量与现有常识相比配合得更多，因此存在经过一段时间打印效果变化的情况。这认为是因为对于有机硅系的添加剂而言，通常相溶性差，若大量添加，则引起相分离。因此，优选通过并用两种以上的有机硅系添加剂来防止由于相分离导致的添加剂局部化所产生的吐膜收缩，因此能够防止画质降低。另外，从相分离的角度出发，作为使用的有机硅系添加剂，优选使用一种以上聚醚改性的添加剂。这些对油墨的添加特别是用于提高对具有涂层的纸系基材的单色的印刷画质是有效的。

另外发现，上述表面张力调整剂的配合量在各种颜色油墨之间的差在0.5重量%以内时能够得到良好的图像。这种伴随打印顺序的配合量调整可根据打印机规格改变，但在单道方式中，在喷头之间印刷不同油墨的方式中，特别优选为以0.5重量%以内的范围对添加量进行了增量的油墨组。进一步，这些油墨组为三种颜色以上的情况下，最大的配合量与最小的配合量的差有必要为2 重量%以下。这是因为，使用差更大的油墨组印刷的情况下，印点间的平衡崩溃，无法得到高品质的图像。为了得到更高品质的图像，进一步优选为1.5重量%以下。这些油墨之间的平衡调整对所得画质有很大影响，本实施方式不限于打印顺序的颜色、颜色不同的喷头的数量等条件。实际上，本实施方式中，推测油墨的动态表面张力对印刷品质有很大影响。这是因为，实际上，在从第一喷头喷出并落下的印点被输送，与从接下来的第二喷头喷出的印点相接触时的动态表面张力表现为相近值的情况下，能够得到高品质的图像。这个事实能与任何一种打印机规格相符，能够获得本实施方式的最大效果。

在本实施方式中，不包含在油墨组的各种颜色油墨中使用同一表面张力调整剂并且表面张力调整剂的添加量相同的情况。这是因为，在所有的油墨仅含有相同量的相同种类表面张力调整剂的情况下，会引起在背景技术栏中记载那样的、之前的颜色和之后的颜色重合的结珠现象。

本实施方式中的油墨组表示着色油墨的组。具体地，也可以是作为基本色的黄色、品红色、青色、黑色等的着色油墨，以及基本色的着色油墨与企业色彩（コーポレートカラー）等特色油墨的组合。但是，不含着色剂的底涂剂、涂底因素强的白色油墨、罩光清漆（overcoat varnish）等存在无法得到本实施方式效果的情况，因此不适于本实施方式的油墨组。

也就是说，本实施方式的油墨组可以包含不含有机颜料的底涂剂以及白色油墨等，但作为本实施方式的油墨组的必要条件的“各种颜色的油墨中配合的表面张力调整剂的配合量相对于该各种颜色的油墨总量为1.0～5.0重量%，并且根据打印顺序，各种颜色油墨中的表面张力调整剂的配合量差相对于该各种颜色的油墨总量在0.5重量%以内，并且各种颜色油墨中的表面张力调整剂的最大最小配合量差在2重量%以内”，不适用于不含有机颜料的底涂剂以及白色油墨等。

本实施方式中的表面张力是指通常所说的静态表面张力。对于测定方法而言，可利用Wilhelmy法通过铂平板的接触液体来测量。作为标准的测定机器，可以举出DY-700（协和界面科学公司制造）。

本实施方式可适宜地用于从至少两个以上喷墨头喷出后使各油墨同时固化的单道打印机。单道打印机是指一个喷墨头进行一次印刷的类型的打印机。 通常有在喷头与喷头之间照射UV并固定油墨的类型（Pincure（ピンキュア）型）以及不固定油墨且同时进行固化的类型（非Pincure型）。Pincure型在例如四色印刷中需要最少四个灯，装置成本变高，由于装置的大型化而使用途受到限制的情况较多，难以普及。本实施方式中，不仅仅是Pincure型，特别是非Pincure型的打印机也能得到高画质的印刷物。

本实施方式中使用的单体只要不对目的造成妨碍则可自由选择。本实施方式中定义的单体是指照射活性能量射线后直接或介由光聚合引发剂引发聚合反应的化合物。具体地，可以举出单官能丙烯酸单体、双官能丙烯酸单体、三官能以上的丙烯酸单体等丙烯酸单体，或者乙烯基单体、乙烯基醚单体、分子内包含丙烯酰基和乙烯基的异种单体等。其中，从DPGDA（二丙二醇二丙烯酸酯）、VEEA（丙烯酸2-(2-羟基乙氧基)乙酯）、DVE-3（三乙二醇二乙烯基醚）中选出的双官能单体由于灵敏度高、并且粘度较低，因此能够适用。另外上述单体与有机硅系添加剂的相容性好，不容易发生收缩，因此相对于油墨总量可以优选使用50～90重量%，更优选为60～80重量%。具体地，优选使用以氧化乙烯（EO）或聚氧化乙烯（PO）为主骨架的单体。本实施方式中，以EO或PO为主骨架的单体是指在除了反应性基团之外的部分上含有EO或PO基团的单体。反应性基团可以举出丙烯酰基、乙烯基、乙烯基醚基。

为了利用UV灯进行固化，可以使用光自由基聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂，可以根据固化速度、固化涂膜物性、着色材料来自由选择。具体地，可适宜地使用苯偶姻异丁基醚、2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮、双（2,4,6-二甲氧基苯甲酰基）-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物、2-甲基-1-(4-甲基苯硫基)-2-吗啉基丙烷-1-酮、低聚(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、4-苯甲酰基-4’-甲基-二苯硫醚、1,2-辛二酮、1-(4-(苯硫基)-2,2-(O-苯甲酰基肟))等。光自由基聚合引发剂的添加量相对于油墨总量优选为3～20重量%，更优选为5～18重量%。

另外，对于上述光自由基聚合引发剂，也可以并用三甲胺、甲基二甲醇胺、三乙醇胺、对二乙基氨基苯乙酮、对二甲基氨基苯甲酸乙酯、对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、N,N-二甲基苄胺以及4,4’-双（二乙基氨基）二苯甲酮等不与所 述聚合性化合物发生加成反应的胺类作为增感剂。增感剂的添加量相对于油墨总量优选为1～20重量%，更优选为3～15重量%。

本实施方式中，作为着色剂可以使用颜料、染料。特别是从耐光性、耐溶剂性优异的方面来看，优选将颜料分散使用。作为颜料通常可以使用用于印刷用途、涂料用途的油墨组合物的颜料，可以根据显色性、耐光性等必要用途进行选择。作为颜料成分，可以使用碳黑、二氧化钛、碳酸钙等无彩色的颜料或有彩色的有机颜料。对于有机颜料而言，PV19、PR122、PR176、PR185、PR202、PR269、PY120、PY139、PY150、PY151、PY155、PY180、PY185、PB15:3、PB15:4、PG7、PG36、PO43、PV23、PB7由于耐光性优异，因此能够适宜地使用。着色剂的添加量在使用有机颜料时相对于油墨总量优选为0.5～5重量%，更优选为1～4重量%。

油墨粘度优选在25℃下为5～14mPa sec。在5mPa sec以上则喷出性能良好，在14mPa sec以下则喷出精度优异。

另外，只要能够满足期望的品质，则本实施方式使用的油墨中可以使用消泡剂、流动性改质剂、荧光增白剂、聚合终止剂、抗氧化剂等。

只要能够实现高灵敏度，则也可添加溶剂进行粘度调整。溶剂是指不具有反应性的液体。由于大量配合会阻碍固化性能，因此溶剂的添加量优选相对于油墨为5重量%以下。

本实施方式的印刷方法具备：准备本实施方式的活性能量射线固化型喷墨油墨组的工序；以及以各种颜色油墨中的表面张力调整剂的配合量差按照印刷顺序相对于该各种颜色油墨总量为0.5重量%以内的方式印刷的工序。

以下，通过实施例进一步详细说明本发明，但以下的实施例不对本发明的权利范围产生任何限制。并且，实施例中“份”表示“重量份”。

（颜料分散体的制作）

将表1记载的原料按照配合量混合后，用Eiger磨机分散1小时，得到颜料分散体A～G。分散是利用1mm直径型的Zr珠以体积填充率75%实施。

（油墨的制作）

将表2、表3记载的单体与引发剂的混合液缓慢添加至所得的颜料分散体并搅拌。然后，添加表2以及表3中记载的表面张力调整剂后，在振荡器中振 荡6小时，制成油墨。将所得的油墨使用孔径0.5微米的PTFE过滤器进行过滤，除去粗大粒子，调整评价油墨。

（油墨的评价）

调整的油墨利用（株）Tritech公司制的One Pass JET进行打印。将调整的油墨利用注射器注入京瓷公司的喷头，在喷头温度40℃下打印后，用Nordson公司制造的UV灯（240W）进行固化，评价输出的图像。评价中使用的图像使用ISO标准图像的No.5汽车图像。评价用纸是将OK TOPCOAT+（王子制纸公司制造）铜版纸裁切成适宜的尺寸而使用。评价是将与标准胶版印刷模板同等的图像作为最高品质，以使用办公室用墨粉打印机（Docu-Centre-IVC2270：富士施乐公司）在标准颜色模式下打印的图像作为实用品质图像，通过目测进行评价。

◎：胶版水平的画质

○：与墨粉打印机同等的画质

Δ：墨粉打印机以下的画质

×：结珠、文字溃散、显色不良等恶劣的画质

画质评价中最重视的部分是整体纵览的情况下与已有印刷的品质比较，但也考虑了对高打印部分、低打印部分的印点的清晰度、混色等通过光学显微镜观察的结果。

（经过一段时间的油墨评价）

将上述油墨在45℃下保存1周后，进行与上述同样的评价。评价手段、评价标准与初期的油墨评价同样地进行。

（评价结果）

将评价结果示于表2和表3。以从表中的油墨组编号小的顺序先打印的方式向喷头填充油墨并进行打印。实施例1～12中得到了不仅在刚刚油墨制成之后、而且在经过一段时间的保存后也保持了优异实用品质的结果。比较例1中得到了印点的流平性显著恶劣的结果。比较例2中尚无法得到实用水平的图像。由比较例3可知，初期的画质为实用水平，但经过一段时间的保存后图像上出现斑点、油墨恶化。比较例4中得到了各种颜色混色显著、渗色的图像。比较例5中将色相不同的品红以双色特色方式使用，进行5色印刷。特别地在 两种颜色的品红之间严重产生渗色，无法得到良好的图像。

表2实施例

表2-续实施例

表3实施例

表3-续比较例

Claims (3)

1.一种活性能量射线固化型喷墨油墨组，其特征在于，是由至少两种颜色的不同油墨组成的活性能量射线固化型喷墨油墨组，各种颜色的油墨中配合的表面张力调整剂的配合量相对于该各种颜色的油墨总量为1.5～5.0重量％，并且根据打印顺序，各种颜色油墨中的表面张力调整剂的配合量相对于该各种颜色的油墨总量在0重量％以上0.5重量％以下增加，但是不包含在各种颜色油墨中使用同一表面张力调整剂并且表面张力调整剂的配合量相同的情况，并且各种颜色油墨中的表面张力调整剂的最大最小配合量差在2重量％以内，

所述表面张力调整剂为两种以上的有机硅系表面张力调整剂。

2.根据权利要求1所述的活性能量射线固化型喷墨油墨组，进一步相对于油墨总量含有50～95重量％的以氧化乙烯或聚氧化乙烯为主骨架的单体。

3.根据权利要求1或2所述的活性能量射线固化型喷墨油墨组，其用于在从至少两个以上的喷墨头喷出后使各油墨同时固化的单道打印机。