CN103796767B

CN103796767B - 紫外线墨水固定构造及紫外线墨水印刷方法

Info

Publication number: CN103796767B
Application number: CN201280043195.7A
Authority: CN
Inventors: 古旗朝隆; 大川将胜; 日置渉
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2018-07-06
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: EP2754506A1; US20140227494A1; JP2013052378A; EP2754506B1; EP2754506A4; JP5817059B2; WO2013035770A1; CN103796767A; US9132685B2

Abstract

本发明的课题在于提供一种即便是表面硬度高的紫外线墨水，也不会使紫外线墨水覆膜产生破裂或剥离的固定构造及印刷方法。作为解决方法，在基材(11)、与表面硬度较铅笔硬度H硬的紫外线墨水覆膜(16)之间，设置具有粘着性的底漆层(12)。

Description

紫外线墨水固定构造及紫外线墨水印刷方法

技术领域

本发明涉及一种使通过照射紫外线而固化的紫外线墨水(Ultra Violet ink，UVink)固定而成的固定构造、及紫外线墨水的印刷方法。

背景技术

通过照射紫外线而固化的紫外线墨水，被用于各种用途。

例如，专利文献1中揭示有：在喷墨打印机(ink jet printer)使用紫外线墨水的印刷方法。根据该专利文献1，记载有：在对非吸墨性的媒体(media)印刷紫外线墨水时，隔着底漆(primer)而进行印刷的方法。

在专利文献1所记载的技术中，通过使用底漆，可使紫外线墨水滴的润湿性为固定，因此可使喷附的紫外线墨水滴的直径稳定化，从而可实现打印品质的提高。

此外，专利文献2中也揭示有：隔着底漆而利用喷墨打印机印刷紫外线墨水的方法。

专利文献2中揭示有：利用喷墨打印机对经底漆处理的媒体实施印刷的情况，而且记载有：可通过对媒体实施底漆处理，而使紫外线墨水均质地附着于各种材质的媒体的技术思想。此外，可通过调整底漆层的厚度而确保基材表面的润湿(wet)性，此外也可使紫外线墨水的附着性提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-7577号公报

专利文献2：日本专利特开2004-532144号公报

发明内容

发明要解决的课题

所述专利文献1及专利文献2中，均揭示有：当将紫外线墨水印刷至媒体时，隔着底漆而进行印刷的情况。但是，这些文献中对于使用具有面漆(top coat)性的、所谓表面硬度高的紫外线墨水进行印刷的情况，并未进行任何记载。

本发明者们为了使表面硬度高(铅笔硬度为H以上)的紫外线墨水附着在媒体(以下，也有称为基材的情况)而进行了认真的研究，结果发现当紫外线墨水固化时，会产生因固化收缩或温度变化等导致的紫外线墨水的破裂、或紫外线墨水从基材剥离的问题。

对于所述紫外线墨水的破裂或剥离，研究了是否可通过设置底漆层而解决，当紫外线墨水在紫外线墨水覆膜(UV ink coat)与基材之间收缩时，所述底漆层可跟随该收缩。

然而，如果只是使用柔软的底漆，则根据底漆的性质，有无法获得与紫外线墨水之间的密接性而产生剥离、或紫外线墨水覆膜产生破裂的课题。

因此，本发明是为了解决所述课题而完成的，其目的在于提供一种即便是表面硬度高的紫外线墨水，也不会使紫外线墨水覆膜产生破裂或剥离的固定构造及印刷方法。

解决课题的手段

根据本发明的紫外线墨水固定构造，其特征在于，在基材、与表面硬度较铅笔硬度H硬的紫外线墨水覆膜之间，设置：具有粘着性的底漆层。

在该构成中，通过采用具有粘着性的底漆层作为底漆层，可确保能应对紫外线墨水的固化收缩的黏接性。另一方面，在底漆层厚的情况下，因室温的变化而导致底漆层的容积变化大于紫外线墨水覆膜的容积变化，从而，因在界面产生的应变(strain)而导致紫外线墨水覆膜产生破裂，但是，本发明者们经过认真研究的结果，想到了：可通过抑制底漆层的厚度，即：减少底漆层的容积进而减少在界面产生的应变，从而能抑制在紫外线墨水覆膜产生的破裂。而且，如果能将底漆层设定为：具有如可应对紫外线墨水覆膜的固化收缩般的黏接性，且可抑制在紫外线墨水覆膜产生的破裂的程度的厚度，则可兼顾应对紫外线墨水覆膜的固化收缩而防止剥离、及抑制在紫外线墨水覆膜产生的破裂。

此外，在本发明的紫外线墨水固定构造中，所述紫外线墨水覆膜优选的是：形成在较所述底漆层的形成范围更广的范围。

据此，利用紫外线墨水覆膜完全地涂覆具有粘着性的底漆层。因此，可防止具有粘着性的底漆层露出而黏接于其他部位。

此外，在本发明的紫外线墨水固定构造中，优选的是，所述底漆层是以相对于全部注入面积的比率成为20％～50％的方式，利用喷墨印刷方式而形成。

即，在底漆层的利用喷墨印刷方式进行的注入相对于全部注入面积小于20％的情况下，无法获得良好的黏接性，此外，在大于50％的情况下，会产生破裂，因此优选的是在此范围内使底漆喷附于基材。

根据本发明的印刷方法，其特征在于，通过喷墨记录装置将具有粘着性的底漆印刷于紫外线墨水基材而形成底漆层，且通过喷墨记录装置将固化时表面硬度较铅笔硬度H硬的紫外线墨水印刷于所形成的底漆层，而形成紫外线墨水覆膜。

根据该方法，当使用表面硬度硬的紫外线墨水进行印刷时，可通过具有粘着性的底漆层而防止基于紫外线墨水覆膜的固化收缩的紫外线墨水覆膜的破裂或剥离。此外，通过均利用喷墨记录装置进行底漆层的印刷与紫外线墨水的印刷，即便在印刷具有粘着性的底漆的情况下，也能立即通过紫外线墨水而在底漆层上形成被覆。因此，可防止具有粘着性的底漆层在露出的状态下黏接于其他构件。

根据本发明的印刷方法，优选的是，利用所述喷墨记录装置所进行的底漆层的印刷是，相对于全部注入面积的比率为20％～50％。

即，在底漆层的利用喷墨记录装置进行的注入相对于全部注入面积小于20％的情况下，无法获得良好的黏接性，此外在大于50％的情况下会产生破裂，因此，优选的是在此范围内使底漆喷附于基材。

发明的效果

根据本发明的紫外线墨水固定方法及印刷方法，即便是表面硬度高的紫外线墨水，也可不使紫外线墨水覆膜产生剥离及破裂。

附图说明

图1是本发明的紫外线墨水固定构造的概略截面图。

图2是喷墨记录装置的概略构成图。

图3是说明本发明的紫外线墨水的印刷方法的流程图。

图4是对底漆的喷出量进行说明的说明图。

附图标记：

10：紫外线墨水固定构造

11：基材

12：底漆层

16：紫外线墨水覆膜

30：喷墨记录装置

32：记录头

35：紫外线固化用光源

36：压印盘

具体实施方式

以下，基于图式对本发明的优选的实施方式进行说明。

图1表示紫外线墨水的固定构造的一例。

本实施方式的紫外线墨水固定构造10成为如下构造，即：在基材11设置底漆层12，且在该底漆层12上形成有紫外线墨水覆膜16。此外，底漆层12是以被紫外线墨水覆膜16完全覆盖、而不露出的方式进行设置。

作为基材11，并不特别限定于任何材料。基材11例如可采用聚丙烯(polypropylene，PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、丙烯酸树脂(acrylic resin)等合成树脂。作为丙烯酸树脂，有着：聚甲基丙烯酸甲酯树脂(poly(methyl methacrylate)，PMMA)。

除合成树脂以外，可列举例如不锈钢(stainless)、铝(aluminum)、黄铜、铜合金等金属。进而，也可采用作为无机物的陶瓷(ceramic)、陶器、玻璃(glass)等。

作为构成紫外线墨水覆膜16的紫外线墨水，为通过照射紫外线引起聚合反应而固化的类型(type)的墨水。

如果更详细地进行说明，则作为紫外线墨水的成分，包含：光聚合性的低聚物(oligomer)、单体(monomer)、作为催化剂的光聚合引发剂、颜料、及其他除泡剂等的辅助剂，通过照射紫外线，而使光聚合引发剂产生自由基(radical)，该自由基使低聚物开始聚合。通过所述聚合反应，紫外线墨水成为树脂状，且作为经印刷的状态而固定于对象物。另外，作为光聚合引发剂，存在各种种类，但一般是使用二苯甲酮(benzophenone)系、安息香(benzoin)系、苯乙酮(acetophenone)系、噻吨酮(thioxanthone)系、酰基氧化膦(acylphosphine oxide)系等。

作为本实施方式中使用的紫外线墨水，采用固化时的表面硬度高的紫外线墨水。此处所谓表面硬度高是指铅笔硬度H以上的硬度。

例如，在申请人制造的紫外线墨水中，LF140(商品名)在不使用底漆而固化的情况下为铅笔硬度3H；在将底漆层设置于紫外线墨水与基材之间的情况下，成为铅笔硬度H。此外，于LH100(商品名)，在不使用底漆而固化的情况下为铅笔硬度6H，在将底漆层设置于紫外线墨水与基材之间的情况下，成为铅笔硬度3H。

另外，本发明的底漆层12中使用具有粘着性的底漆。作为底漆，只要具有用以使基材11与紫外线墨水覆膜16接合的性质，则可为任何底漆。

但是，作为本实施方式，通过采用具有紫外线固化性的糊状材料(paste)，可确保粘着力。此外，通过具有紫外线固化性，可通过喷墨记录装置而喷出该底漆、并使该底漆固化。

进而，作为底漆，优选的是无耐溶剂性(solvent resistant)。其原因在于，通过无耐溶剂性，可进行在与喷出至底漆层12的上表面的紫外线墨水之间的熔融黏接，从而提高黏接能力。

如上所述，通过构成具有粘着性的底漆层12，底漆层12可对应于紫外线墨水的固化收缩而收缩，且也可确保底漆层12与紫外线墨水覆膜16之间的密接性。

另外，如果底漆层12薄，则黏接性差而会产生紫外线墨水覆膜16 的剥离，但如果底漆层12厚，则相较紫外线墨水覆膜的伴随温度变化所产生的容积变化，底漆的伴随温度变化所产生的容积变化变大，因此，紫外线墨水覆膜产生破裂。因此，可通过调整具有粘着性的底漆层12的厚度，而实现兼顾抑制紫外线墨水覆膜16的剥离及破裂。

继而，在图2表示作为印刷紫外线墨水的装置的喷墨记录装置的概略构成。

本实施方式的印刷方法中，通过喷墨记录装置30而对基材11印刷底漆及紫外线墨水。

喷墨记录装置30是通过喷墨而对配置在压印盘(platen)36上的基材11实施印刷的装置。紫外线墨水是从具有对应于每种颜色的多个喷嘴且沿扫描方向往返移动的记录头(recording head)32喷出。此外，底漆也从记录头32喷出。

在喷墨记录装置30中，紫外线固化用光源35搭载于托架(carriage)。光源35是照射紫外线的照射单元，例如可采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。通过采用发光二极管，可抑制热的产生，也可有助于节能。

但是，作为光源35，不仅可采用发光二极管，也可采用金属卤化物灯(metalhalide lamp)。所谓金属卤化物灯是指将卤化金属与水银一同封入的灯，作为紫外线固化用金属卤化物灯，可于例如250nm至450nm的范围内连续地输出紫外线。

进而，作为光源35，也可采用高压水银灯。

其次，基于图3对本实施方式的利用喷墨记录装置的印刷方法进行说明。

首先，从记录头32喷出底漆而对配置于压印盘36上表面的基材11实施印刷(步骤S1)。另外，将底漆印刷时的底漆的涂布量相对于涂布对象的基材11的全部注入面积的比率设为20％～50％。

图4中表示底漆的涂布量控制的概念图，但此处格子的交点部分设为底漆的注入假定部位。如果相对于全部注入面积而为100％的涂布量，则在格子的所有交点部分注入并喷附底漆。作为此处的例子，在将底漆的涂布量设为全部注入面积的30％的情况下，在相当于格子的所有交点部分的30％的交点部分注入并喷附底漆。

另外，本实施方式的喷墨记录装置30中，以构成于印刷对象的底漆或墨水的一点(dot)包含三次喷射(shot)的方式进行控制。即，从记录头32对同一位置三次喷出底漆或墨水，由三次喷出的底漆或墨水构成一个点。

即便是在将底漆的涂布量设为相对于全部注入面积而为30％的情况下，一点也包含三次喷射。此外，在本实施方式的喷墨记录装置30中，底漆及墨水的一点以成为23pl±3pl的方式构成。

另外，在本实施方式中是为了形成一点而进行三次喷射的构成，但并不限定于此，为了形成一点，可为一次喷射～两次喷射，此外，也可为三次以上喷射。

其次，对将底漆的喷出量相对于全部注入面积从10％起逐次增加10％直至增加至100％为止的情况下的密接性提升效果、基材为丙烯酸的情况下的破裂的有无、及基材为不锈钢的情况下的破裂的有无进行实验。

将其结果表示于表一。

表一是表示底漆的喷出量与紫外线墨水产生剥离及破裂的关系的表。

[表一]

另外，密接性试验是利用基于JIS K5600的横切胶带(cross cut tape)法进行。破裂试验是将印刷物静置于室温至60℃的环境中，在经过一小时后通过目视观察表面。

据此，在底漆的喷出量为30％以上的情况下，无紫外线墨水覆膜16的剥离，可确认出具有密接性。但是，在20％以下的情况下，发现紫外线墨水覆膜16的剥离。

在将基材设为丙烯酸的情况下，当底漆的喷出量为30％以下时，未产生破裂，当为40％以上时产生破裂。

在将基材设为不锈钢的情况下，当底漆的喷出量为50％以下时，未产生破裂，当为60％以上时，产生破裂。

即，判明如果底漆的喷出量少，则黏接性差，会产生紫外线墨水覆膜的剥离，但如果底漆的喷出量多，则相较紫外线墨水覆膜的伴随温度变化所产生的容积变化，底漆的伴随温度变化所产生的容积变化变大，因此，紫外线墨水覆膜产生破裂。

因此，作为底漆的喷出量，相对于全部注入面积为20％～50％的范围是优选的范围，更优选的是，喷出量应设为30％。

另外，认为：即便不相对于全部注入面积注入底漆，也并非是未喷附底漆的部位产生间隙，而是喷附在规定位置的底漆的点扩散而与邻接的点一体化。

继而，返回至图3的说明。

如上所述，如果在相对于全部注入面积而为规定的比率的范围内喷出底漆，并且记录头32一面喷出底漆一面沿扫描方向移动，则光源35照射紫外线而使底漆固化(步骤S2)。

但是，因为底漆是在残留有粘着力的状态下固化，所以不会妨碍与接下来喷出的紫外线墨水的密接性。

在喷出底漆并通过紫外线而固化之后，进行紫外线墨水的喷出(步骤S3)。

紫外线墨水的喷出是被控制为：以不使底漆露出的方式，而喷出至基材11的全部注入面积。而且，如果记录头32一面喷出紫外线墨水一面沿扫描方向移动，则光源35照射紫外线而使紫外线墨水固化，从而形成紫外线墨水覆膜16(步骤S4)。

另外，在所述印刷方法中，对如下方法进行了说明，即，首先在基材11的印刷对象范围的整个面形成底漆层12，然后重叠于底漆层12而形成紫外线墨水覆膜16。

然而，作为本发明的印刷方法，也可为重叠于底漆而以多路径(multipath)方式印刷紫外线墨水的方法。所谓多路径方式是指以如下方式设置的构成，即，例如相对于基材的搬送方向而将记录头设置为两列，使两个记录头同时扫描，由此缩短印刷时间。也将这种记录头的排列称为交错(stagger)排列。

例如，根据交错排列的记录头，可从第1列(上游侧)的记录头喷出底漆，从第2列(下游侧)的记录头喷出紫外线墨水。因此，可缩短使具有粘着性的底漆露出的时间。

另外，紫外线墨水固定构造中，紫外线墨水覆膜16形成在较底漆层12的形成范围更广的范围，由此，利用紫外线墨水覆膜16完全地涂覆具有粘着性的底漆层12。因此，可防止具有粘着性的底漆层12露出而黏接于其他部位。

此外，如上所述般利用喷墨记录装置30所进行的底漆层12的印刷，通过将相对于全部注入面积的比率设为20％～50％，在底漆层12的利用喷墨记录装置30所进行的注入相对于全部注入面积小于20％的情况下，无法获得良好的黏接性，此外，在大于50％的情况下，会产生破裂，因此可在此范围内使底漆喷附于基材11而防止紫外线墨水的破裂或剥离。

Claims

1.一种印刷方法，其特征在于：

通过喷墨记录装置将具有粘着性的底漆印刷于基材而形成底漆层，

通过喷墨记录装置将固化时表面硬度较铅笔硬度H硬的紫外线墨水印刷于所形成的所述具有粘着性的底漆层，而形成紫外线墨水覆膜，

所述印刷方法包括：

将含有糊状材料的底漆在基材的表面上进行喷墨印刷的步骤，所述糊状材料具有紫外线固化性、且不具有耐溶剂性；

对所述底漆层进行紫外线照射，在残留有粘着力的状态下固化的步骤；以及

在所述底漆层上，通过含有单体、光聚合性的低聚物、作为催化剂的光聚合引发剂、颜料及辅助剂的紫外线墨水，将紫外线墨水层进行喷墨印刷的步骤；

进行在与喷出至所述底漆层的上表面的紫外线墨水之间的熔融黏接；

所述紫外线墨水覆膜是形成在较所述具有粘着性的底漆层的形成范围更广的范围；

利用所述喷墨记录装置所进行的底漆层的印刷是相对于所述基材的所述表面的全部注入面积的比率为20％～50％。