CN108146079B - 喷墨记录装置、印刷装置以及硬化物制造方法 - Google Patents

喷墨记录装置、印刷装置以及硬化物制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及喷墨记录装置,印刷装置,以及硬化物制造方法。本发明的课题在于,提供具有能稳定地排出金属密接性优异、且皮肤过敏性小的硬化性墨水的排出头的喷墨记录装置。本发明的喷墨记录装置包括墨水以及具有上述墨水循环的循环流路的排出头,上述墨水是含有具有聚酯结构单位的聚合体的硬化性墨水。优选包括在图像形成排出时以外、以不排出墨水程度实行微驱动动作的机构的形态,以及上述排出头进一步包括具有循环流路的个别液室和喷嘴,上述循环流路和上述喷嘴的喷嘴面的距离为70μm以下的形态等。

Description

喷墨记录装置、印刷装置以及硬化物制造方法
技术领域
本发明涉及喷墨记录装置,印刷装置,以及硬化物制造方法。
背景技术
以往,在金属涂装中,使用聚氯乙烯系树脂、聚酯树脂等作为涂料。由上述涂料涂装的金属用于家电制品、办公用品、食品容器等各种各样的用途。
但是,对于具有优异的耐蒸馏性、耐内容物性、以及加工性的上述聚氯乙烯系树脂,人们认为该树脂中残留的氯乙烯单体存在发癌性等重大的卫生上问题。又,为了废弃由上述聚氯乙烯系树脂涂装的容器而焚烧处理时,有时从聚氯乙烯系树脂产生毒性、腐蚀性强的氯气、氯化氢气体,猛毒的二恶英。由此,存在发生焚烧装置的腐蚀及环境污染的问题。再有,上述聚氯乙烯系树脂与作为容器材质的金属的粘合性不充分,用环氧树脂处理,还需要涂布等,涂布工序复杂。于是,从金属密接性优异、焚烧时不发生有毒、腐蚀气体角度考虑,与上述聚氯乙烯系树脂相比,优选上述聚酯树脂,作为上述使用树脂。
于是,使用(甲基)丙烯酸酯的硬化性墨水(ink)为人们所公知(例如,专利文献1等)。
再有,提出皮肤过敏性呈阴性的光聚合性喷墨,其包含光皮肤过敏性呈阴性的(甲基)丙烯酸酯以及(甲基)丙烯酰胺的至少一种,以及从皮肤过敏性呈阴性的乙烯醚、t-丙烯酸丁酯、t-甲基丙烯酸丁酯、n-甲基丙烯酸戊酯、以及n-甲基丙烯酸己酯选择的至少一种(例如,参照专利文献2)。
又,在喷墨记录装置的排出头中,作为排出液体的排出头(液滴排出头),使得多个个别液室内的液体循环的循环型头为人们所公知。
例如,提出以下循环型的液滴排出头:用多个板状部件构成流路部件,生成各个别液室以及循环流路,形成共用液室以及循环共用液室,上述共用液室向成为压力发生室的各个别液室供给液体,上述循环共用液室通向循环流路,而循环流路通向各个别液室(例如,参照专利文献3及专利文献4)。
【专利文献】
【专利文献1】日本特表2004-526820号公报
【专利文献2】日本特公平07-10894号公报
【专利文献3】日本特开2008-290292号公报
【专利文献4】日本特开2015-71289号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供具有能稳定地排出金属密接性优异、且皮肤过敏性小的硬化性墨水的排出头的喷墨记录装置。
作为用于解决上述课题的手段的本发明的喷墨记录装置,包括:
硬化性墨水,含有具有聚酯结构单位的聚合体;以及
排出头,设有具有上述硬化性墨水循环的循环流路的个别液室,以及喷嘴。
下面说明本发明的效果:
根据本发明,可以提供具有能稳定地排出金属密接性优异、且皮肤过敏性小的硬化性墨水的排出头的喷墨记录装置。
附图说明
图1所示是本发明的成像装置一例的概要图。
图2所示是本发明的另一成像装置一例的概要图。
图3(A)至图3(D)所示是本发明的又一个成像装置一例的概要图。
图4是表示本发明所使用的组成物收容容器一例的概略图。
图5是也包含图4的组成物收容容器的壳体(外装)的概略图。
图6是表示本发明的喷墨记录装置中的排出头一例的外观斜视图。
图7是图6的排出头的与喷嘴排列方向正交方向的截面说明图。
图8是图6的排出头的与喷嘴排列方向平行方向的局部截面说明图。
图9是表示图7的喷嘴板的厚度t的放大图。
图10是表示图6所示排出头一例的喷嘴板的平面说明图。
图11A是表示图6所示排出头一例的构成流路部件的各部件的平面说明图。
图11B是表示图6所示排出头一例的构成流路部件的各部件的平面说明图。
图11C是表示图6所示排出头一例的构成流路部件的各部件的平面说明图。
图11D是表示图6所示排出头一例的构成流路部件的各部件的平面说明图。
图11E是表示图6所示排出头一例的构成流路部件的各部件的平面说明图。
图11F是表示图6所示排出头一例的构成流路部件的各部件的平面说明图。
图12A是表示图6所示排出头一例的构成头的共用液室部件的各部件的平面说明图。
图12B是表示图6所示排出头一例的构成头的共用液室部件的各部件的平面说明图。
图13是图7的主要部分放大截面说明图。
图14是表示排出头内的墨水流动一例的说明图。
图15是表示排出头内的墨水流动另一例的说明图。
图16是表示排出头内的墨水流动又一例的说明图。
图17A是放大表示喷嘴开口附近的概略图,是表示进行微振动时的一连串的样子一例的概略图。
图17B是放大表示喷嘴开口附近的概略图,是表示进行微振动时的一连串的样子一例的概略图。
图17C是放大表示喷嘴开口附近的概略图,是表示进行微振动时的一连串的样子一例的概略图。
图17D是放大表示喷嘴开口附近的概略图,是表示进行微振动时的一连串的样子一例的概略图。
图18是表示本发明的喷墨记录装置中的控制部一例的方框图。
具体实施形态
下面,参照附图详细说明本发明的实施形态,在以下实施形态中,虽然对构成要素,种类,组合,位置,形状,数量,相对配置等作了各种限定,但是,这些仅仅是例举,本发明并不局限于此。
(喷墨记录装置)
本发明的喷墨记录装置包括:
硬化性墨水,含有具有聚酯结构单位的聚合体;以及
排出头,设有具有上述硬化性墨水循环的循环流路的个别液室,以及喷嘴;
进而,根据需要,包括其它手段。
有时因装置的周边环境,在排出头的喷嘴附近的与外部气体的接触部,因外部光促进聚合反应。一般,使用溶剂的头的喷嘴用相对排出液体不发生化学腐蚀的金属形成。因此,本发明的喷墨记录装置当在光聚合性组成物中配有聚酯树脂的金属密接强的墨水场合,即使位于喷嘴附近的墨水因外部光聚合反应进展,金属密接的性能也不降低,发现金属和墨水的密接,覆盖喷嘴,有时成为排出异常或排不出,本发明的喷墨记录装置就是基于上述所存在的问题而发现的。
又,在以往的液滴排出头中,没有构成为使得喷嘴内及附近的墨水循环使其再生,不能解消排出异常或排不出,本发明的喷墨记录装置就是基于上述以往技术所存在的问题而发现的。
又,上述喷墨记录装置优选设有在图像形成排出时以外以不排出墨水的程度实行微驱动动作的机构。
关于循环,放置时循环是前提,但是,也可以在排出时使其循环,或者也可以在双方状况下使其循环。
〈墨水〉
上述墨水是含有具有聚酯结构单位的聚合体的硬化性墨水,优选含有白色颜料,进一步根据需要包含其它成分。
在以往的墨水中,皮肤过敏性呈阴性,单独使用场合,不能既得到充分的低粘度化又得到充分的硬化性。于是,研究以皮肤过敏性呈阴性为前提,平衡良好地配合使用虽然高粘度但硬化性良好的单体和硬化性虽不充分但低粘度的单体的方法。
其结果,作为充分低粘度、皮肤过敏性呈阴性的聚合性单体,发现乙烯醚、t-甲基丙烯酸丁酯、n-甲基丙烯酸戊酯、n-甲基丙烯酸己酯等的(甲基)丙烯酸酯,通过将它们和发现的皮肤过敏性呈阴性的(甲基)丙烯酸酯以及(甲基)丙烯酰胺的至少一种并用,能使得低粘度化和硬化性都能优异。
所谓皮肤过敏性呈阴性的聚合性单体,是指符合从以下的(1)~(3)选择的至少一项的化合物:
(1)在用LLNA法(局部淋巴结实验法,Local Lymph Node Assay)进行皮肤过敏性试验中,表示过敏性程度的刺激指数(Stimulation Index(SI值))不足3的化合物;
(2)在MSDS(化学物质安全性数据纸)中,评价为「皮肤过敏性阴性」或「无皮肤过敏性」的化合物;
(3)在文献例如「接触性皮炎」(Contact Dermatitis)8 223-235(1982)中,评价为「皮肤过敏性阴性」或「无皮肤过敏性」的化合物。
关于(1),例如,「功能材料」2005年9月号,Vol.25,No.9,P55所示,SI值不足3时,判断皮肤过敏性呈阴性。SI值越低,皮肤过敏性越低,因此,在本发明中,优选使用SI值尽可能低的单体或低聚物,更优选SI值不足3,进一步优选2以下,特别优选1.6以下。包含上述皮肤过敏性呈阴性的聚合性单体的墨水的皮肤过敏性呈阴性。
作为上述(甲基)丙烯酸酯,没有特别限制,可以根据目的合适地选择,例如,可以列举单官能(甲基)丙烯酸酯,多官能(甲基)丙烯酸酯等。
--单官能(甲基)丙烯酸酯--
上述所谓单官能(甲基)丙烯酸酯是指在分子内具有一个甲基丙烯酰基或丙烯酰基的化合物。
作为上述单官能(甲基)丙烯酸酯,皮肤过敏性呈阴性的在安全角度看很合适,但是,即使阳性,通过穿戴合适的防护器具进行作业,也能确保安全性。
在此,所谓单官能(甲基)丙烯酸酯的皮肤过敏性呈阴性,是指单官能(甲基)丙烯酸酯的上述SI值不足3。
作为上述皮肤过敏性呈阴性的单官能(甲基)丙烯酸酯,没有特别限制,可以根据目的合适地选择,例如,可以列举t-甲基丙烯酸丁酯、n-甲基丙烯酸戊酯、n-甲基丙烯酸己酯等。这些可以单独一种使用,也可以二种或二种以上并用。
作为上述单官能(甲基)丙烯酸酯的含量,相对单体成分100质量份,优选50质量份以上、85质量份以下。
--多官能(甲基)丙烯酸酯--
上述所谓多官能(甲基)丙烯酸酯是指在分子内具有二个或二个以上(优选2个-4个)甲基丙烯酰基或丙烯酰基的化合物。
作为上述多官能(甲基)丙烯酸酯,皮肤过敏性呈阴性的在安全角度看很合适,但是,即使阳性,通过穿戴合适的防护器具进行作业,也能确保安全性。
在此,所谓多官能(甲基)丙烯酸酯的皮肤过敏性呈阴性,是指多官能(甲基)丙烯酸酯的SI值不足3。
作为上述皮肤过敏性呈阴性的多官能(甲基)丙烯酸酯,没有特别限制,可以根据目的合适地选择,例如,可以列举丙三醇二甲基丙烯酸酯,三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯,乙撑氧改性三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,己内酯改性双季戊四醇六丙烯酸酯等。这些可以单独一种使用,也可以二种或二种以上并用。
作为上述多官能(甲基)丙烯酸酯的含量,相对单体成分100质量份,优选15质量份以上、50质量份以下。
如上所述,作为上述单官能(甲基)丙烯酸酯的t-甲基丙烯酸丁酯、n-甲基丙烯酸戊酯、以及n-甲基丙烯酸己酯单体的粘度在25℃为1mPa·s以上、2mPa·s以下低程度,作为硬化型组成物的墨水在皮肤过敏性上没有问题,在能喷墨排出范围有时低粘度化。但是,仅仅上述单官能(甲基)丙烯酸酯,有时不能得到充分的硬化性。于是,通过配合上述作为多官能(甲基)丙烯酸酯的从丙三醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、乙撑氧改性三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,以及己内酯改性双季戊四醇六丙烯酸酯选择的至少一种,能得到更高的硬化性。
具体地说,将上述单官能(甲基)丙烯酸酯作为化合物(A),将上述多官能(甲基)丙烯酸酯作为化合物(B),将皮肤过敏性呈阴性、廉价且容易采购的作为聚合引发剂的1-羟基环己基苯基酮、2-二甲氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)丁烷-1-酮、2,4-二乙基硫氧杂蒽酮和p-二甲氨基苯甲酸-2-乙基己酯的等摩尔混合物作为化合物(C),将具有聚酯结构单位的聚合体作为化合物(D),将单体成分合计设为100质量份场合,上述(A)的含量优选50质量份以上、85质量份以下,上述(B)的含量优选15质量份以上、50质量份以下,上述(C)的含量优选5质量份以上、15质量份以下。又,上述(D)的含量优选5质量份以上、20质量份以下,与单体相比,高分子量的聚合体从排出性角度考虑,更优选5质量份以上、15质量份以下。
再有,对于上述聚合性单体来说,即使单体在皮肤过敏性上多少存在问题,或皮肤过敏性未得到确认的化合物,根据需要也可以使用。
作为上述化合物,可以并用例如(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酰胺,乙烯醚,具体地说,可以列举例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,羟基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,γ-丁内酯丙烯酸酯,异冰片基(甲基)丙烯酸酯,甲醛化三羟甲基丙烷单(甲基)丙烯酸酯,聚四甲撑二醇二(甲基)丙烯酸酯,三羟甲基丙烷(甲基)丙烯酸苯甲酸酯,二乙二醇二丙烯酸酯,三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯[CH2=CH-CO-(OC2H4)n-OCOCH=CH2(n≈9)],[CH2=CH-CO-(OC2H4)n-OCOCH=CH2(n≈14)],[CH2=CH-CO-(OC2H4)n-OCOCH=CH2(n≈23)],二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,聚丙二醇二甲基丙烯酸酯[CH2=C(CH3)-CO-(OC3H6)n-OCOC(CH3)=CH2(n≈7)],1,3-丁二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯,1,6-己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯,1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯,新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯,环氧丙烷改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯,聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,双季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酰甲醛,2-羟丙基(甲基)丙烯酰胺,环氧丙烷改性四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯,二季戊四醇羟基五(甲基)丙烯酸酯,己内酯改性二季戊四醇羟基五(甲基)丙烯酸酯,二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯,季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,乙撑氧改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯,反(2-羟乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯,乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,环氧丙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,环氧丙烷改性丙三基三(甲基)丙烯酸酯,聚酯二(甲基)丙烯酸酯,聚酯三(甲基)丙烯酸酯,聚酯四(甲基)丙烯酸酯,聚酯五(甲基)丙烯酸酯,聚酯聚(甲基)丙烯酸酯,N-乙烯基己内酰胺,N-乙烯吡咯烷酮,N-乙烯甲酰胺,聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯,聚氨酯三(甲基)丙烯酸酯,聚氨酯四(甲基)丙烯酸酯,聚氨酯五(甲基)丙烯酸酯,聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯,三乙二醇二乙烯醚,环己烷二甲醇二乙烯醚,环己烷二甲醇单乙烯醚,羟乙基乙烯醚,二乙二醇单乙烯醚,二乙二醇二乙烯醚,二环戊二烯乙烯醚,三环癸烷乙烯醚,苄基乙烯醚,乙基氧杂环丁烷甲基乙烯醚,羟丁基乙烯醚,乙基乙烯醚等。这些可以单独一种使用,也可以二种或二种以上并用。
-具有聚酯结构单位的聚合体-
作为具有上述聚酯结构单位的聚合体,可以使用市售品,作为上述市售品,没有特别限制,可以根据目的合适地选择,例如,可以列举商品名:BYRON 802(东洋纺株式会社制,数均分子量:3000,羟基值:37mgKOH/g,酸值:不足1mgKOH/g),商品名:BYRON GK810(东洋纺株式会社制,数均分子量:6000,羟基值:19mgKOH/g,酸值:5mgKOH/g)等。
<硬化手段>
作为用于使得本发明的硬化型组成物硬化的手段,可以列举加热硬化或活化能量射线使其硬化,其中,优选通过活化能量射线使其硬化。作为用于使得本发明的硬化型组成物硬化的活化能量射线,可以使用紫外线,除此之外,还可以列举例如电子射线、α射线、β射线、γ射线、X射线等,只要能够赋予必要能量,使得组成物中的聚合性成分的聚合反应进行就行,没有特别的限制。尤其,使用高能量的光源时,即使不使用聚合引发剂也能够进行聚合反应。另外,采用紫外线照射时,从环境保护的角度出发,强烈希望无汞化,换成GaN系半导体紫外发光器件对产业和环境都非常有用。更进一步地,紫外线发光二极管(UV-LED)及紫外线激光二极管(UV-LD)因为小型、高寿命、高效率、低成本,所以作为紫外线光源是优选的。
<聚合引发剂>
本发明的硬化型组成物可以含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,只要能通过活化能量射线的能量生成自由基、阳离子等的活性种,使得聚合性化合物(单体、低聚物)的聚合开始即可。作为这样的聚合引发剂,可以使用公知的自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂,产碱剂等,这些聚合引发剂可以单独一种使用,也可以二种或二种以上并用,其中,优选使用自由基聚合引发剂。并且,聚合引发剂为了得到充分的硬化速度,相对于组成物的总质量(100质量%),优选含有5~20质量%。
作为自由基聚合引发剂,可以列举例如芳香族酮类,酰基氧化膦化合物,芳香族鎓盐化合物,有机过氧化物,含硫化合物(噻吨酮化合物,含硫代苯基化合物等),六芳基双咪唑化合物,酮肟酯化合物,硼酸酯化合物,吖嗪鎓化合物,金属茂合物,活性酯化合物,含有碳卤键的化合物,以及烷基胺化合物等。
并且,除了上述聚合引发剂,还可以并用聚合促进剂(增感剂)。作为聚合促进剂,没有特别限定,可以优选例如三甲基胺,甲基二甲醇胺,三乙醇胺,p-二乙氨基苯乙酮,p-二甲氨基安息香酸乙酯,p-二甲氨基安息香酸-2-乙基己酯,N,N-二甲基苄基胺和4,4’-双(二乙氨基)苯甲酮等的胺化合物,其含量可以根据使用的聚合引发剂以及其量进行相应的设定。
<颜色材料>
本发明的硬化型组成物也可以含有颜色材料。作为颜色材料,可以根据本发明的组成物的目的或要求特性使用赋予黑色、白色、品红色、青色、黄色、绿色、橘黄色、金或银等的光泽色等的各种颜料或染料。颜色材料的含有量可以考虑所希望的颜色浓度或组成物中的分散性等合适地决定,没有特别的规定,但是,相对组成物的总质量(100质量%),优选0.1~20质量%。本发明的硬化型组成物也可以不含颜色材料,为无色透明,这种情况下,例如,作为用于保护图像的保护层很合适。
作为颜料,可以使用无机颜料或有机颜料,可以单独一种使用,也可以二种或二种以上并用。
作为无机颜料,例如,可以使用炉黑、灯黑、乙炔黑、槽黑等的炭黑(C.I.颜料黑7)类,氧化铁、氧化钛。
作为有机颜料,可以列举例如不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、偶氮色淀、螯合偶氮颜料等的偶氮颜料,酞菁颜料、苝及茈颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二恶烷颜料、硫靛蓝颜料、异吲哚酮颜料、喹酞酮颜料等的多环型颜料,染料螯合物(例如碱性染料型螯合物、酸性染料型螯合物等),色淀颜料(例如碱性染料型色淀、酸性染料型色淀等),硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑、日光荧光颜料。
另外,为了使得颜料的分散性更好,也可以进一步包含分散剂。作为分散剂,没有特别的限制,例如,可以列举常用于调制高分子分散剂等的颜料分散物的分散剂。
作为染料,例如可以使用酸性染料、直接染料、反应性染料及碱性染料,可以单独一种使用,也可以二种或二种以上并用。
其中,作为上述颜色材料,从隐蔽性角度考虑,优选使用白色颜料。
作为上述白色颜料,没有特别限制,可以根据目的合适地选择,例如,可以列举氧化钛、二氧化硅、氧化锌等。这些可以单独一种使用,也可以二种或二种以上并用。其中,优选氧化钛、氧化锌。
<有机溶剂>
本发明的硬化型组成物虽然也可以含有有机溶剂,但是如果可能的话,以不含有为好。如果是不含有机溶剂、尤其不含挥发性的有机溶剂(VOC(Volatile OrganicCompounds)free)的组成物,处理该组成物的地方的安全性更高,还能够防止环境污染。所谓“有机溶剂”意味例如醚、酮、二甲苯、乙酸乙酯、环己酮、甲苯等的一般的非反应性的有机溶剂,应该与反应性单体区别。还有,所谓“不含”有机溶剂意味实质上不含,优选不足0.1质量%。
<其他成分>
本发明的硬化型组成物也可以根据需要含有其他的公知的成分。作为其他成分,没有特别的限制,可以列举例如以往公知的界面活化剂、阻聚剂、流平剂、消泡剂、荧光增白剂、渗透促进剂、湿润剂(保湿剂)、定影剂、粘度稳定化剂、防霉剂、防腐剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、螯合剂、pH调整剂以及增稠剂等。
<硬化型组成物的制备>
本发明的硬化型组成物可以采用上述各种成分制作,其制备手段或条件没有特别限制,例如,可以将聚合单体、颜料、分散剂等投入球磨机、凯蒂磨机(kitty mill)、盘式磨机(disk mill)、销棒粉碎机(pin mill)、戴诺磨机(DYNO-MILL)等的分散机,使其分散后制备颜料分散液,可以向该颜料分散液进一步混合聚合性单体、引发剂、阻聚剂、界面活化剂等,进行制备。
<粘度>
本发明的硬化型组成物的粘度可以根据用途或适用手段适当调整,没有特别限制,但是,例如,在适用于将该组成物从喷嘴排出的排出手段时,从20℃到65℃范围中的粘度,优选在25℃时的粘度为3~40mPa·s,更优选5~15mPa·s,特别好的是6~12mPa·s。另外,尤其合适的是,在不含上述有机溶剂的情况下,满足该粘度范围。上述粘度能够通过东机产业株式会社生产的椎板式旋转粘度计viscometer TVE-22L使用锥转子(1°34'×R24),在转速为50rpm、恒温循环水温度为20℃~65℃的范围中适当设定并测量。在调整循环水的温度时可以使用ViscomateVM-150III。
又,作为上述硬化性墨水在25℃的粘度,没有特别限制,可以根据目的合适地选择,优选2mPa·s以上、150mPa·s以下,更优选3mPa·s以上、40mPa·s以下
<用途>
本发明的硬化型组成物的用途只要是一般采用硬化型材料的领域,没有特别的限制,可以根据目的进行适当选择,例如可以列举成型用树脂、涂料、粘结剂、绝缘材料、脱模剂、涂层材料、密封材料、各种抗蚀剂、各种光学材料等。
更进一步地,本发明的硬化型组成物如图1(详细在后文说明)所示,不仅能够作为墨水使用形成对于二维的文字或图像、各种基体材料的外观涂膜,还能够作为立体造型用材料,用于形成三维的立体像(立体造型物)。该立体造型用材料既可以作为粉体颗粒彼此的粘结剂使用,例如,该粉体颗粒用于反复进行粉体层的硬化和层叠以进行立体造型的粉体层叠法,也可以作为用于如图2或图3所示的层叠造型法(光造型法)的立体构成材料(模型材料)或支撑构件(支持材料)使用。图2所示是将本发明的硬化型组成物喷出到指定区域、对其照射活化能量射线使其硬化后、依次层叠进行立体造型的方法(将在后面详述),图3所示是将活化能量射线4照射到本发明的硬化型组成物5的存积池(收容部)1中,在可动平台3上形成预定形状的硬化层6,对其依次层叠进行立体造型的方法。
作为采用本发明的硬化型组成物对立体造型物进行造型的立体造型装置,可以使用公知的装置,没有特别的限制,例如,可以列举包括该组成物的收容机构、供给机构、喷出机构或活化能量射线照射机构等的装置。
另外,本发明还包括使得硬化型组成物硬化后得到的硬化物,或对该硬化物形成在基体材料上的构造体加工后形成的成型加工品。所述成型加工品可以是对形成为片材状、膜材状的硬化物或构造体进行加热延伸或冲压加工等的成型加工,例如,可以适宜地用于汽车、办公自动化设备、电气/电子机器、照相机等的仪表或操作部的屏幕等、需要对表面装饰后成型的用途。
作为所述基体材料,没有特别的限制,可以根据目的来适当选择,例如,可以列举纸、丝、纤维、布帛、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷或它们的复合材料等,从加工性的观点考虑,优选塑料基体材料。
<组成物收容容器>
本发明的组成物收容容器是指硬化型组成物被收容状态的容器,适宜于上述用途。例如,在本发明的硬化型组成物为墨水用途时,收容有该墨水的容器可以作为墨盒或墨容器使用,由此,在墨水搬送或墨水更换等操作中,不需要直接接触墨水,能够防止弄脏手指或衣服。另外,还能够防止垃圾等异物混入墨水。另外,容器自身的形状或大小、材质等适用于用途或使用方法即可,没有特别的限制,优选的是其材质为不透光的遮光性材料,或者是以遮光性膜材等覆盖容器。
下面,参照图4及图5说明组成物收容容器。在此,图4是表示本发明所使用的组成物收容容器一例的概略图,图5是也包含图4的组成物收容容器的壳体(外装)的概略图。
组成物收容容器200如图4所示,从墨水注入口242充填到墨袋241内,排气后,该墨水注入口242通过熔敷而关闭。使用时,使得装置本体的针刺到由橡胶部件构成的墨水排出口243,供给装置。
墨袋241由没有透气性的铝层叠薄膜等的包装部件形成。该墨袋241如图5所示,通常收容在塑料制的卡盒壳体244内,能装卸地安装于各种喷墨记录装置使用。
本发明使用的组成物收容容器可以能装卸地安装于各种喷墨记录装置使用,又,特别优选能装卸地安装于后述本发明的喷墨记录装置使用。
<排出头>
上述排出头具有墨水循环的循环流路,优选具有设有循环流路的个别液室、喷嘴、温度传感器,进一步根据需要具有其它手段。
下面,参照图6-图12说明本发明的墨水排出装置中的排出头的一例。图6是表示本发明的喷墨记录装置(墨水排出装置)中的排出头一例的外观斜视图。图7是图6的排出头的与喷嘴排列方向正交方向的截面说明图。图8是图6的排出头的与喷嘴排列方向平行方向的局部截面说明图。图9是表示图7的喷嘴板的厚度t的放大图。
图10是表示图6所示排出头一例的喷嘴板的平面说明图。图11A-图11F是表示图6所示排出头一例的构成流路部件的各部件的平面说明图。图12A及图12B是表示图6所示排出头一例的构成头的共用液室部件的各部件的平面说明图。
上述排出头的喷嘴板301、流路板302、作为壁面部件的振动板部件303叠层接合,设有使得振动板部件303变位的压电传动装置311,共用液室部件320,以及罩329。
喷嘴板301设有排出上述墨水的多个喷嘴304。
流路板302形成与喷嘴304连通的个别液室306,作为上述流入流路的、与个别液室306连通的流体阻力部307,以及与流体阻力部307连通的液体导入部308。又,流路板302从喷嘴板301侧将多张板状部件341-345叠层接合形成,这些板状部件341-345和振动板部件303叠层接合构成流路部件340。喷嘴板301和流路部件340为了对应溶剂系的化学腐蚀,大多用SUS板等金属形成。
振动板部件303设有作为开口的过滤部309,其使得液体导入部308和用共用液室部件320形成的共用液室310连通。
振动板部件303是形成流路板302的个别液室306的壁面的壁面部件。该振动板部件303设为双层结构(并不限定为此),以从流路板302侧形成薄壁部的第一层以及形成厚壁部的第二层形成,在第一层与个别液室对应的部分,形成能变形的振动区域330。
在此,在喷嘴板301,如图10所示,交错配置多个喷嘴304。
在构成流路板302的板状部件341,如图11A所示,形成构成个别液室306的贯通槽部(槽形状的贯通孔的意味)306a,以及构成流体阻力部351、作为上述流出流路的循环流路352的贯通槽部351a、352a。
同样,在板状部件342,如图11B所示,形成构成个别液室306的贯通槽部306b,以及构成循环流路352的贯通槽部352b。
同样,在板状部件343,如图11C所示,形成构成个别液室306的贯通槽部306c,以及构成循环流路353的将喷嘴排列方向设为长方向的贯通槽部353a。
同样,在板状部件344,如图11D所示,形成构成个别液室306的贯通槽部306d,构成流体阻力部307的贯通槽部307a,构成液体导入部308的贯通槽部308a,以及构成循环流路353的将喷嘴排列方向设为长方向的贯通槽部353b。
同样,在板状部件345,如图11E所示,形成构成个别液室306的贯通槽部306e,构成液体导入部308的将喷嘴排列方向设为长方向的贯通槽部308b(成为过滤部下游侧液室),以及构成循环流路353的将喷嘴排列方向设为长方向的贯通槽部353c。
在振动板部件303,如图11F所示,形成振动区域330,过滤部309,以及构成循环流路353的将喷嘴排列方向设为长方向的贯通槽部353d。
这样,通过将多个板状部件叠层接合构成流路部件,能以简单构成形成复杂的流路。
根据上述构成,在由流路板302及振动板部件303构成的流路部件340,形成与各个别液室连通的沿着流路板302的面方向的流体阻力部351,循环流路352,以及与循环流路352连通的流路部件340的厚度方向的循环流路353。循环流路353与后述的循环共用液室350连通。
另一方面,在共用液室部件320,形成从上述主容器或上述组成物收容容器(墨盒)供给上述墨水的共用液室310和循环共用液室350。
在第一共用液室部件321,如图12A所示,形成压电传动装置用贯通孔325a,成为下游侧共用液室310A的贯通槽部310a,以及成为循环共用液室350的有底槽部350a。
在第二共用液室部件322,如图12B所示,形成压电传动装置用贯通孔325b,以及成为上游侧共用液室310B的槽部310b。又,在第二共用液室部件322,如图3所示,形成成为连通共用液室310的喷嘴排列方向一端部和供给口371的供给口部的贯通孔371a。
在第一共用液室部件321和第二共用液室部件322,形成使得循环共用液室350的喷嘴排列方向的另一端部(与贯通孔371a相反侧的端部)和循环口381连通的贯通孔381a、381b。
在图12A及图12B中,表示对于有底槽部表面施以涂布(以下图也同样)。
这样,共用液室部件320由第一共用液室部件321和第二共用液室部件322构成,使得第一共用液室部件321与流路部件340的振动板部件303侧接合,将第二共用液室部件322叠层在第一共用液室部件321上接合。
在此,第一共用液室部件321形成与液体导入部308连通的作为共用液室310的一部分的下游侧共用液室310A,以及与循环流路353连通的循环共用液室350。又,第二共用液室部件322形成作为共用液室310的剩余部分的上游侧共用液室310B。在共用液室310的上游侧共用液室310B设有加热手段(没有图示),能加热到所设定的墨水温度。又,在下游侧共用液室310A设有温度传感器(没有图示),能根据温度传感器的检测温度,控制加热手段,使得成为所设定的墨水温度。
这时,作为共用液室310的一部分的下游侧共用液室310A和循环共用液室350在与喷嘴排列方向正交方向排列配置,同时,循环共用液室350配置在投影于共用液室310内的位置。
由此,循环共用液室350的尺寸(大小)不会因用流路部件340形成的包含个别液室306、流体阻力部307、以及液体导入部308的流路所必需的尺寸受到制约。
并且,循环共用液室350和共用液室310的一部分排列配置,循环共用液室350配置在投影于共用液室310内的位置,能抑制与喷嘴排列方向正交方向的头的宽度,能抑制头的大型化。共用液室部件320形成从头容器或上述组成物收容容器供给上述墨水的共用液室310和循环共用液室350。
另一方面,在振动板部件303的与个别液室306相反侧,配置压电传动装置311,其包含作为使得振动板部件303的振动区域330变形的驱动手段(传动手段,压力发生手段)的机电转换元件。
该压电传动装置311如图8所示,包括接合于基体部件313上的压电部件312,对于压电部件312,用半切割片进行槽加工,对于一个压电部件312,以所设定的间隔将所需要数量的柱状的压电元件312A、312B形成为锯齿状。
在此,压电部件312的压电元件312A作为赋予驱动波形使其驱动的压电元件使用,压电元件312B不赋予驱动波形,仅仅作为支柱使用,但是,也可以将全部压电元件312A、312B作为驱动压电元件使用。
并且,使得压电元件312A与形成于振动板部件303的振动区域330的岛状厚壁部的凸部330b接合。
该压电部件312使得压电层和内部电极交替叠层,内部电极引出到各自端面,设置外部电极,挠性配线部件315与外部电极连接。
在这样构成的排出头中,例如,通过使得赋予压电元件312A的电压从基准电位下降,压电元件312A收缩,振动板部件3的振动区域330下降,个别液室306的容积膨胀,上述墨水流入个别液室306内。
此后,提高施加到压电元件312A的电压,使得压电元件312A在叠层方向伸长,使得振动板部件303的振动区域330朝向着喷嘴304方向变形,使得个别液室306的容积收缩,对个别液室306内的上述墨水加压,上述墨水从喷嘴304排出。
并且,因表面张力,液体从共用液室310向个别液室306引入而充填。最终,通过供给容器及循环容器的水头差规定的负压、以及弯液面表面张力的平衡,由于弯液面稳定,能移到以下的排出动作。
关于该头的驱动方法,并不限于上述例子(引出-推击),也可以通过赋予驱动波形不同,实行引击或推击等。又,在上述实施形态中,使用叠层型压电元件作为对个别液室306赋予压力变化的压力发生手段,进行说明,但是,并不限于上述例子,也可以使用薄膜状的压电元件。进一步说,也可以在个别液室306内配置发热电阻体,因发热电阻体发热生成气泡,给与压力变化,或者也可以使用静电力使其产生压力变化。
与喷嘴304直接相接的循环流路352与喷嘴板301表面的距离,从喷嘴内的液体的更新速度这个角度考虑,优选70μm以下。在图9中,能以喷嘴板301的板厚t控制。
上述墨水的循环不仅排出头动作时,而且即使在动作停止时也可以实施。通过在动作停止时进行循环,个别液室内的上述墨水能常时保持新鲜,同时,能抑制上述墨水中所包含的成分的凝集或沉降。
又,动作停止时,从加热手段长寿命化角度考虑,有时使得上游侧共用液室310B的加热手段断开。若使其断开,则墨水温度下降,同时,墨水粘度上升。若粘度上升,则排出时的排出头的输出不能得到充分的循环功能,因此,优选提高排出头的输出。墨水的温度-粘度特性各种各样,优选根据存储组成物收容容器的收容墨水的温度-粘度特性的特性存储部件,控制排出头的输出。
下面,参照图13说明上述排出头中的液体流动和喷嘴的配置位置。图13是图7的主要部分放大截面说明图。
在上述排出头中,个别液室306和喷嘴304连通,包括墨水向着喷嘴侧流动的喷嘴通道305,以及液体朝与喷嘴通道305中的流动方向交叉的方向(在此,为正交方向)流动的循环液室441。
在此,将从个别液室306通过喷嘴通道305向着喷嘴304侧的用箭头361表示的喷嘴通道305中的液体流动方向设为第一方向a,将沿着循环液室441用箭头362表示的液体流动方向设为第二方向b,第一方向a和第二方向b交叉。在此,配置喷嘴通道305和循环液室441,使得第一方向a和第二方向b正交。
并且,循环液室441的液体流入侧的开口341a与喷嘴通道305连通,在喷嘴通道305和循环液室441的交界部分360,对着喷嘴304的液体流入侧的开口304a,液体流入侧的开口304a的一部分与喷嘴通道305相对(面对),剩余部分与循环液室441相对(面对)。
由此,喷嘴304的液体流入侧开口304a面对墨水流动方向从第一方向a变化为第二方向b的区域(交界部分360)。并且,在该喷嘴304的液体流入侧开口304a面对的区域,包含液体流动方向全部成为第二方向b的区域(与循环液室441相对的区域)。
由于这样构成,液体如图13空心箭头所示那样,从共用液室310经供给流路侧的流体阻力部307供给到个别液室306,从个别液室306经喷嘴通道305向着喷嘴304侧流动。
并且,在此,使得从喷嘴通道305流动的方向作90度转换,流入循环液室441,进而,经循环流路侧流体阻力部442、排出流路、通道流向循环共用液室350。
该场合,墨水循环时,当液体从第一方向a转换为朝交叉的第二方向b流动方向时,液体易从第一方向a流入喷嘴304内。因此,优选上述喷嘴在比相对的上述个别液室的中央更靠近上述循环流路侧设有喷嘴孔。
图14是表示排出头内的墨水流动一例的说明图。
这时,如图14所示,由于与喷嘴通道305的开口截面积相比,循环液室441的开口截面积小,液体的流速与第一方向a相比,第二方向b变快,喷嘴304配置在流速将要变快前,因此,从第一方向a流来的墨水易窜入喷嘴内。
又,因从第一方向a绕入到第二方向b的方向c的液体流动,喷嘴304内的液体易刮出。
这样,喷嘴304内部的液体易得到搅拌。
在此,参照图15进行说明。图15是表示排出头内的墨水流动另一例的说明图。
图15当将喷嘴通道305中的液体流动方向设为第一方向a,将循环流路440中的液体流动方向设为第二方向b时,第一方向a和第二方向b交叉。在此,配置喷嘴通道305和循环流路440,使得第一方向a和第二方向b正交。
并且,喷嘴304的液体流入侧开口304a配置于喷嘴通道305中的与液体流动方向(第一方向a)正交方向的中央位置471。
在该构成中,喷嘴304的液体流入侧开口304a位于喷嘴通道305中的与液体流动方向(第一方向a)正交方向的中央位置471,因此,液体流动仅仅接触喷嘴304的内侧。因而,不能刮出喷嘴304内的液体,不能搅拌喷嘴304内的液体。
又,如图13所示,循环流路在液体流动方向位于喷嘴304的下游侧,包含循环流路侧液体阻力部442。并且,喷嘴304的液体阻力比循环流路侧液体阻力部442的液体阻力小。
由此,用于从喷嘴304排出液体的能量效率得到提高。又,喷嘴304的流体阻力变小,液体更易流入。
又,喷嘴通道305作为液体从个别液室306向着喷嘴304的流路,优选使得循环液室441的开口截面积比喷嘴通道305的开口截面积小。由此,流速变快,液体易被搅拌。
下面,参照图16说明本发明的排出头。图16是表示排出头内的墨水流动又一例的说明图。
如图16所示,循环流路440的液体流入侧开口340a与喷嘴通道305的侧壁连通。
该场合,将喷嘴通道305中的液体流动方向设为第一方向a,将循环流路440中的液体流动方向设为第二方向b时,第一方向a和第二方向b交叉。在此,配置喷嘴通道305和循环流路440,使得第一方向a和第二方向b正交。
并且,喷嘴304的液体流入侧开口304a配置于墨水流动方向从第一方向a变化为第二方向b的区域(交界部分360)。
即使这样构成,当墨水循环时,当墨水从第一方向a转换为朝交叉的第二方向b流动方向时,液体易从第一方向a流入喷嘴304内,因此,喷嘴304内部的液体易被搅拌。
下面说明对于喷嘴开口的弯液部赋予微振动的方法。
图17A-图17D是放大表示喷嘴开口附近的概略图,是表示进行微振动时的一连串状态的一例的概略图。
在本发明中,优选图像作成排出以外以不排出墨水程度使得喷嘴开口421的弯液部振动。
即,如图17A所示,从墨水非排出状态,如图17B及图17C所示,以不排出墨水液滴程度的驱动电压驱动压电元件,赋予弯液部451微振动。
图17D是表示通过微振动墨水的弯液部451的粘度与其它区域成为相同特性的状态。
作为赋予微振动的方法,可以对压电元件施加不排出墨水程度的电压,反复墨室的收缩(膨胀)→膨胀(收缩)→收缩(膨胀),使得墨水弯液部振动。
本发明涉及的微振动有印刷范围外微振动和印刷范围内微振动,印刷范围外微振动是头处于印刷区域外时,例如,头位于原位置时,或滑架加速、减速时,使得弯液部摆动的场合。
另一方面,印刷范围内微振动是头处于印刷区域时,在印刷中使得非排出喷嘴的弯液部摆动的方法。
这必须从排出信号检测非排出喷嘴,选择地施加摆动信号。
在本发明中,优选矩形波作为微振动的波形。
在图17A-图17D中,符号420表示拨水膜。
下面,参照图18说明本发明的墨水排出装置的控制部的概要。图18是表示本发明的喷墨记录装置中的控制部一例的方框图。
该控制部500包括实行上述墨水排出装置整体控制的CPU501,存储包含CPU501实行的程序的各种程序等的固定数据的ROM502,以及临时存储图像数据等的RAM503。又,还包括用于上述墨水排出装置的电源断开期间也能保持数据的能重写的非易失性存储器(NVRAM)504,以及实行对于图像数据的各种信号处理、进行排列替换等的图像处理、用于控制其它装置整体的输入/输出信号的ASIC505。
又,还包括含有用于驱动控制排出头534的数据转送手段、以及驱动信号发生手段的印刷控制部508,设在滑架533侧的用于驱动排出头534的头驱动器(驱动器IC)509。又,还包括电机驱动部510,用于驱动使得滑架533移动扫描的主扫描电机554,使得运送带581环绕移动的副扫描电机555,以及维持回复电机556。上述维持回复电机556实行维持回复机构的盖及擦拭部件的移动、没有图示的吸泵等。又,还包括向充电辊供给AC偏压的AC偏压供给部511,设有驱动大气开放机构207的大气开放螺线管的螺线管驱动部512,驱动送液泵591的泵驱动部516,以及驱动卡盒EEPROM521的卡盒通信部522等。
又,用于进行对于该装置必要的信息输入及显示的操作面板514与该控制部500连接。
该控制部500设有用于与主机侧进行数据、信号的传送/接受的主机I/F(接口)506,用主机I/F(接口)506接受来自个人计算机等的信息处理装置、图像读取装置、摄像装置等的主机600侧、经由电缆或网络的信号。
并且,控制部500的CPU501读取包含于I/F506的受信缓冲器内的印刷数据,进行解析,由ASIC505实行必要的图像处理、数据的排列替换处理等,从印刷控制部508向头驱动器509转送该图像数据。为了输出图像,点图形数据的生成可以在主机600侧的打印驱动器601实行,也可以在控制部500实行。又,控制部500设有RTC520。
印刷控制部508以串行数据转送上述图像数据,同时,向头驱动器509输出对于上述图像数据的转送以及转送确定等必要的转送时钟或闩锁信号、控制信号等。又,印刷控制部508设有驱动信号生成部,其包含对于存储在ROM502的驱动波形的图形数据进行D/A转换的D/A转换器以及电压放大器、电流放大器等,生成以一个驱动脉冲或多个驱动脉冲构成的驱动波形,相对头驱动器509输出。
头驱动器509根据串行输入的相当于排出头534一行份的图像数据,选择构成从印刷控制部508给与的驱动波形的驱动脉冲,给与排出头534的作为压力发生手段的压电部件112,驱动排出头534。这时,通过选择构成驱动波形的脉冲的一部分或全部或形成脉冲的波形要素的全部或一部分,能分别形成例如大滴、中滴、小滴等大小不同的点。
I/O部513取得来自安装于上述墨水排出装置的各种传感器组515的信息,提取对于打印机控制必要的信息,用于对驱动滑架533的印刷控制部508、电机驱动部510、以及驱动充电辊586的AC偏压供给部511进行控制。传感器组515包括用于检测纸位置的光学传感器,用于监视机内温度的热敏元件,监视充电带电压的传感器,用于检测盖的开闭的连锁开关等。I/O部513能处理各种各样的传感器信息。又,I/O部513从温度传感器531取得信息,根据该信息控制加热手段532。
<成像方法、成像装置>
本发明的成像方法既可以使用活化能量射线,也可以列举加热等。
为了用活化能量射线使得本发明的硬化型组成物硬化,具有照射活化能量射线的照射工序,本发明的成像装置包括用于照射活化能量射线的照射机构,以及用于收容本发明的硬化型组成物的收容部,也可以在该收容部收容上述容器。更进一步地,还可以包括喷出硬化型组成物的喷出工序和喷出机构。喷出方法没有特别的限制,可以例举连续喷射型、请求服务型等。作为请求服务型,可以例举压电方式、温差方式、静电方式等。
图1所示是包括喷墨喷出机构的成像装置一例。通过包括黄色、品红色、青色、黑色的各色活化能量射线硬化型墨水的墨盒和排出头的各色打印单元23a,23b,23c,23d,墨水喷出到从供给辊21供给的被记录介质22上。之后,从用于使得墨水硬化的光源24a,24b,24c,24d照射活化能量射线使其硬化,形成彩色图像。之后,被记录介质22朝着加工单元25、印刷物卷取辊26搬送。在各打印单元23a,23b,23c,23d也可以设置加热机构,使得在墨水喷出部墨水为液化状。另外,根据需要也可以设置通过接触或非接触使得记录介质冷却至室温程度的机构。另外,作为喷墨记录方式,可以适用串行方式或线方式中任一种,上述串行方式对于根据喷头宽度间歇地移动的记录介质,使得头移动,将墨水喷出到记录介质上,上述线方式使得记录介质连续地移动,从保持在一定位置的头将墨水喷出到记录介质上。
被记录介质22没有特别的限制,可以例举纸、膜材、金属及它们的复合材料等,也可以是片材状的。另外,既可以是只能单面印刷的构成,也可以是能够两面印刷的构成。并不限定于作为一般记录介质使用,也可以适当使用纸板、壁纸或地板覆盖材料等的建筑材料、混凝土、T恤衫等衣料用等的布、纺织品、皮革等。
更进一步地,也可以减弱或省略来自于光源24a,24b,24c的活化能量射线的照射,在多种颜色的打印后,从光源24d照射活化能量射线。由此,能够实现节能和低成本化。
作为由本发明的墨水记录的记录物,不仅是打印在通常的纸或树脂薄膜等平整光滑面上,还包括打印在具有凹凸的被印刷面上,或打印在由金属或陶瓷等各种材料构成的被印刷面上。另外,通过对二维图像的层叠,还能够形成一部分具有立体感的图像(由二维和三维构成的像)或立体物。
图2所示是本发明所涉及的其他的成像装置(三维立体像的形成装置)一例的概要图。图2的成像装置39采用对喷墨头进行排列的头单元(可以在AB方向上移动),从用于造型物的头单元30喷出第一硬化型组成物,从用于支撑体的头单元31,32喷出不同于第一硬化型组成物的组成的第二硬化型组成物,通过邻接的紫外线照射机构33,34一边使得这些组成物硬化,一边进行层叠。更为具体的是,例如从支撑体用喷头单元31,32向造型物支撑底板37上喷出第二硬化型组成物,照射活化能量射线使其固化,形成具有储存部的第一支撑体层,然后,向该储存部从造型物用喷头单元30喷出第一硬化型组成物,照射活化能量射线,使其固化,形成第一造型物层,与层叠次数一致,一边在上下方向使得可动的平台38降低,一边将上述工序进行多次重复,对支撑体层和造型物层层叠,制作立体造型物35。之后,再根据需要除去支撑体层叠部36。在图2中,虽然仅设置一个造型物用喷头单元30,但也可以设置两个或两个以上。
(印刷装置)
本发明的印刷装置包括使用本发明的喷墨记录装置形成墨膜的手段,以及使得上述形成的墨膜光硬化的光硬化手段,进一步根据需要包括其它手段。
作为上述形成墨膜的手段,没有特别限制,可以根据目的选择合适、公知的手段。
作为上述光硬化手段,没有特别限制,可以根据目的选择合适、公知的手段。
(硬化物制造方法)
本发明的硬化物制造方法系使用本发明的喷墨记录装置制造硬化物。
[实施例]
以下,表示实施例以及比较例,更加具体地说明本发明,但本发明不限于所述实施例。
SI值以及粘度按以下方法测定。
(SI值)
上述SI值用LLNA法(局部淋巴结实验法,Local Lymph Node Assay)进行皮肤过敏性试验,按以下方法测定。
[试验材料]
<阳性对照物质>
作为上述阳性对照物质,使用α-己基肉桂醛(HCA,和光纯药工业公司制)。
<介质>
作为上述介质,使用下列混合液:
丙酮(和光纯药工业公司制)按体积计4份
橄榄油(株式会社Fujimi制药所制)按体积计1份
<使用动物>
关于被测试物质,阳性对照物质,介质对照,对雌性小鼠进行8天驯化,其中包括6天检疫。在检疫、驯化期间中,全部动物没有发现异常。
使用按体重随机抽取法,基于致敏试验开始前两天测量的小鼠体重,将小鼠分为二组(每组四只小鼠),使得单个小鼠的重量成为全体平均重量的±20%以内。在致敏试験开始时,每个小鼠为8至9周大。排除在分组外的小鼠不进行该试验。
在测试期间,使用油性墨水在每只小鼠的尾巴上附上标记以区分小鼠。另外,将每个饲养笼贴上标签以区分笼子。
<饲养环境>
在包含检疫、驯化期间的整个饲养期间,将小鼠在具有屏障系统的饲养室内饲养。饲养室条件如下:
温度:21℃至25℃
相対湿度:40%至70%
换气次数:每小时10至15次
明暗周期:12小时照明,随后12小时熄灯(7点点亮,且在19点熄灯)。
饲养笼由聚碳酸酯制成。每个笼子饲养四个小鼠。
饲料使用实验动物用固形饲料MF(Oriental酵母工业株式会社制),使得所使用动物自由摄取。饮料水为添加次氯酸钠(PURELOX,Oyalox公司制)的自来水,使氯的浓度大致为5ppm,由供水瓶,使得所使用动物自由摄取。笼子地面敷以SUNFLAKE(杉材,通过用电刨刨杉树制备,日本Charles River公司制)。饲料及饲养用器材分别使用高压灭菌器灭菌(121℃,30分钟)。
在分组时以及耳淋巴结摄取日(从饲养室搬出时)更换笼子及地面敷材,在分组时更换供水瓶及架子。
[试验方法]
<组构成>
表1表示在SI值测定试验中使用的组构成。
表1
Figure BDA0001491088570000241
[制备]
<被试验物质>
表2表示被试验物质的称量条件。将被试验物质在量瓶中称量,一边添加介质一边定容为1mL。制备液放入遮光气密容器(玻璃制)内。
表2
调制浓度(w/v%) 被试验物质称量值(g)
被试验物质 50.0 0.5
<阳性对照物质>
精确称量大约0.25g的HCA,一边添加介质一边设为1mL,制备25.0w/v%溶液。制备物放入遮光气密容器(玻璃制)内。
《BrdU》
精确称量200mg 5-溴-2’-脱氧尿苷(BrdU,Nacalai Tesque株式会社制),置于量瓶,加入生理盐水(Ohtsuka制药工业株式会社制),用超声波照射,使其溶解。此后,定容为20mL,制备10mg/mL溶液(BrdU制备液)。制备液使用灭菌过滤器过滤灭菌,置于灭菌容器。
<制备时期及保管期间>
阳性对照物质制备液在致敏试验开始日前一天制备,使用时以外将其置于阴凉地方保管。介质和被试验物质制备液在进行致敏试验当天制备。BrdU溶液在使用该溶液这天之前两天制备,并且在使用前储存在阴凉地方保管。
[敏化处理和BrdU的供给]
<敏化处理>
将各被试验物质以及阳性对照物质的制备液及介质分别按25μL涂布在动物的两个耳廓上。涂布使用微量吸移管。该操作一天一次,连续进行三天。
<BrdU的供给>
在最后敏化处理的大致48小时后,将0.5mL的BrdU溶液供给至每只小鼠的腹腔内。该操作仅进行一次。
[观察及检查]
<一般状态>
对于试验使用的全部动物,从致敏试验开始日至耳廓淋巴结采取日(从饲养室搬出日),一天观察至少一次。观察日的计算方法是将致敏试验开始日设为第一个观察日。
<体重测定>
在致敏试验开始日以及耳廓淋巴结采取日(从饲养室搬出日),测定体重。计算每组的体重平均值以及标准偏差。
<耳廓淋巴结采取以及重量测定>
在BrdU溶液供给的大致24小时后,使得动物安乐死,采取耳廓淋巴结。除去周围组织,对两侧耳廓淋巴结进行重量测定。计算每组的耳廓淋巴结重量的平均值以及标准偏差。测定重量后,对于各个体在设定为-20℃的生物医学冷冻箱内冷冻保存。
<BrdU取入量的测定>
使得耳廓淋巴结回到室温后,一边添加生理盐水一边磨碎,使其悬浮。过滤该悬浮液后,对于各个体,将该悬浮液注入到微孔板的三个孔(孔总数为96)中,通过ELISA法进行BrdU取入量的测定。用于分析的试剂使用市售试剂盒(细胞增殖ELISA,BrdU比色,目录编号1647229,Roche Diagnostics公司制),使用多功能孔板读取仪(ELUOstar OPTIMA,BMGLABTECH公司制)测量各个体的吸光度(OD370nm-OD492mm,BrdU取入量),将三孔的平均值作为各个体的BrdU测定值。
[结果评价]
<计算刺激指数(SI,Stimulation Index)>
如下式所示,将各个体的BrdU测定值的平均值除以介质对照组的BrdU测定值的平均值,计算各个体的SI值。各试验组的SI值设为各各个体的SI平均值。SI值对于小数点以下第2位四舍五入,用小数点以下第1位表示。
SI=各个体的BrdU测定值的平均值(3孔平均)/介质对照组的BrdU测定值的平均值(4只小鼠平均)
(粘度)
通过东机产业株式会社生产的椎板式旋转粘度计viscometer TVE-22L使用锥转子(1°34'×R24),在转速为50rpm、恒温循环水温度为25℃条件下,测量各墨水的25℃的粘度。在调整循环水的温度时可以使用Viscomate VM-150III。
(墨水的制备例1)
<墨水1的制备>
t-丙烯酸丁酯(大阪有机化学工业株式会社制)70质量份
乙撑氧改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制)30质量份
1-羟基环己基苯基酮(BASF公司制)10质量份
具有聚酯结构单位的聚合体1(商品名:BYRON 802,东洋纺株式会社制,数均分子量:3000,羟基值:37mgKOH/g,酸值:不足1mgKOH/g)10质量份
将上述各材料混合搅拌,得到墨水1。
(墨水的制备例2~10)
<墨水2~10的制备>
在墨水的制备例1中,将构成变更为以下表3及表4所示,除此之外,与墨水1相同,得到墨水2~10。
表3
Figure BDA0001491088570000271
表4
Figure BDA0001491088570000281
在上述表3和表4中,成分的商品名及制造公司名如下:
又,末尾的括号内数值是上述(1)的LLNA试验中的SI值,「阴性」或「无」为上述(3)的文献或上述(2)的MSDS(化学物质安全性数据纸)中被评为「皮肤过敏性阴性」或「无皮肤过敏性」的物质。又,「阳性」是附记「R43」的警句或「H317」的警句,在欧洲指令的危险词组表记规则中,「R43」表示皮肤过敏性存在问题,在CLP规则中,「H317」表示皮肤过敏性存在问题。聚合物成分为高分子量,难以使得皮肤通过,通常,不具有皮肤过敏性。
-单官能(甲基)丙烯酸酯-
t-丙烯酸丁酯:大阪有机化学工业株式会社制,商品名:t-丙烯酸丁酯,(阳性)
t-甲基丙烯酸丁酯:三菱RAYON株式会社制,商品名:丙烯酸酯TB,(阴性)在文献中的评价(试验方法:Maximization方法)
n-甲基丙烯酸戊酯:张家港Render Chemical公司制,「n-Amyl Methacrylate」(阴性)在文献中的评价(试验方法:Maximization方法)
n-甲基丙烯酸己酯:东京化成工业株式会社制,「n-Hexyl Methacrylate」(阴性)在文献中的评价(试验方法:Maximization方法)
-多官能(甲基)丙烯酸酯-
乙撑氧改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯:新中村化学工业株式会社制,商品名:A-TMPT-3EO,(阳性)
丙三醇二甲基丙烯酸酯:新中村化学工业株式会社制,商品名:701,(1.2)
三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯:新中村化学工业株式会社制,商品名:DCP,(1.3)
乙撑氧改性三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯:新中村化学工业株式会社制,商品名:TMPT-3EO,(1.0)
己内酯改性双季戊四醇六丙烯酸酯:日本化药株式会社制,(阴性)用MSDS的评价(试验方法:OECD试验准则406)
-皮肤过敏性为阴性的光自由基聚合引发剂-
1-羟基环己基苯基酮:BASF公司制,「Irgacure184」(无)用MSDS的评价(试验方法:OECD试验准则406)
2-二甲氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)丁烷-1-酮:BASF公司制,「Irgacure379」(无)用MSDS的评价(试验方法:OECD试验准则406)
-具有聚酯结构单位的聚合体-
具有聚酯结构单位的聚合体1:东洋纺株式会社制,商品名:BYRON802,数均分子量:3000,羟基值:37mgKOH/g,酸值:不足1mgKOH/g
具有聚酯结构单位的聚合体2:东洋纺株式会社制,商品名:BYRON GK810,数均分子量:6000,羟基值:19mgKOH/g,酸值:5mgKOH/g
-白色颜料-
氧化钛:TAYCA株式会社制,配合JR403。
氧化锌:日本化学工业株式会社制,商品名:pigment white4
(实施例1)
密封墨水,使得气泡不进入到图4所示形状的铝制小袋,将密封墨水的上述小袋收纳在图5所示那样的塑料制的组成物收容容器,在使得该组成物收容容器能收纳的壳体中,从组成物收容容器到GEN5头(排出头,理光打印系统株式会社制),设置墨水流路以及温度传感器。又,上述排出头的如图9所示的喷嘴板1的平均板厚t设为50μm,循环动作通过接入启动循环容器的真空泵的动作进行。微驱动动作通过对压电元件施加不排出墨水程度的电压,实行微驱动动作,反复墨室的膨胀、收缩、膨胀,使得墨液弯液面摆动。如上所述,得到实施例1的喷墨记录装置。
(实施例2~实施例12以及比较例1~比较例5)
在实施例1中,对于墨水种类、排出头的平均板厚t、有无循环动作、以及有无微驱动动作,如以下表5所示进行变更,除此以外与实施例1相同,得到实施例2~实施例12以及比较例1~比较例5的喷墨记录装置。
下面,按如下方法评价“排出稳定性”以及“隐蔽性”。结果表示在以下表5。
<排出稳定性>
将各墨水放入本发明的图4所示主容器,进行供给动作,充填到排出头。在各实施例的条件下,以50℃(设想为夏季无空调环境)放置24小时后,马上输出全喷嘴排出图像,对不排出的喷嘴数进行计数。又,以印刷动作时向压电元件的施加电压的120%,施加100脉冲,进行强制排出,实施恢复,对恢复后的不排出的喷嘴数进行计数。结果表示在以下表5。
<隐蔽性>
将所得到的活化能量射线硬化性组成物使用对打印机(装置名:SG7100,株式会社理光制)进行改造的评价用打印机,在记录介质(商品名:Cosmo Shine A4300涂层PET薄膜,东洋纺株式会社制,平均厚度:100μm,色:透明)上,以表5所示排出温度,得到10cm×10cm的实心图像。使用紫外线照射机(Fusion Systems Japan公司制,装置名:LH6(D型灯泡)),在与UVA区域相当的波长区域,以0.2mW/cm2,在3000mJ/cm2的光量条件对所得到的实心图像进行光照射,实行硬化处理,得到平均厚度10μm的10cm×10cm的像(硬化物)。
将黑纸(商品名:Extra black,株式会社竹尾制,浓度:1.65)置于上述记录介质的与形成所得到的像(硬化物)的侧相反侧,使用反射分光浓度计(装置名:X-Rite939,X-Rite公司制),测定相对黑色的像(硬化物)的浓度,根据下式(1)计算隐蔽率,评价“隐蔽性”。隐蔽率越高,隐蔽性越好。
式(1):
隐蔽率(%)=[1-(像(硬化物)的浓度/黑纸的浓度(1.65))]×100
表5
Figure BDA0001491088570000311
从上述表5结果确认,从实施例1~实施例12的各墨水都使用具有循环流路的头,在25℃处于15mPa·s以上、35mPa·s以下的粘度范围。
又,从实施例1~实施例3确认,若喷嘴板的板厚t(喷嘴孔表面和循环流路的距离)为70μm以下,将循环动作及微驱动动作设为接通,则即使不实行恢复动作,也不会发生喷嘴不排出。
从实施例4确认,t为80μm场合,即使循环动作及微驱动动作都接通,放置后也发生不排出的喷嘴,但是,通过恢复能回复。
从实施例5~实施例7确认,t处于本发明范围内,微驱动动作断开场合,与实施例4相同,放置后发生不排出的喷嘴,但是,通过恢复能回复。
在实施例10~实施例12中,t更厚,是将微驱动动作设为有或无场合,即使有循环,也产生许多不排出的喷嘴。再有,虽然在上述表5中没有记载,喷嘴板的板厚t厚到150μm场合,在有循环状况下,不能排出。
从实施例8及实施例9确认,在墨水中添加氧化钛、氧化锌的适于本发明的条件下,测定放置后是否发生不排出的喷嘴,以及硬化物的隐蔽率,测定结果,放置后没有发生喷嘴不排出,且隐蔽率也高。
另一方面,比较例4及比较例5是用实施例8及实施例9的墨水、使用不具有循环流路的头的结果。放置后,发生不排出的喷嘴,即使实行恢复也不能回复。再有,确认因氧化钛、氧化锌的沉淀,隐蔽率低。与氧化钛相比,氧化锌的隐蔽率低,比较实施例9和比较例5确认,因氧化锌沉淀引起的隐蔽率低下得到抑制。
又,从比较例1确认,在实施例1中,使用不具有循环流路的头,因此,放置后,发生不排出的喷嘴,即使实行恢复动作也不能回复。
从比较例2确认,在实施例2中,使用不具有循环流路的头,因此,与比较例1相比,不排出喷嘴数减少,但放置后发生不排出的喷嘴,即使实行恢复动作也发生不排出的喷嘴。
从比较例3确认,在实施例3中,使用不具有循环流路的头,因此,放置后,发生不排出的喷嘴,即使实行恢复动作后也发生相当多的不排出的喷嘴数。
本发明的形态可以列举如下:
<1>一种喷墨记录装置,其特征在于,包括:
硬化性墨水,含有具有聚酯结构单位的聚合体;以及
排出头,设有具有上述硬化性墨水循环的循环流路的个别液室,以及喷嘴。
<2>上述<1>所述的喷墨记录装置,其中:
包括在图像形成排出时以外、以不排出墨水程度实行微驱动动作的机构。在上述实施例中,上述实行微驱动动作的机构为压电元件。
<3>上述<1>或<2>所述的喷墨记录装置,其中:
上述循环流路和上述喷嘴的喷嘴面的距离为70μm以下。
<4>上述<3>所述的喷墨记录装置,其中:
上述喷嘴在比相对的上述个别液室的中央更靠近上述循环流路侧,设有喷嘴孔。
<5>上述<1>~<4>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
上述排出头进一步包括温度传感器。
<6>上述<1>~<5>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
上述硬化性墨水的刺激指数(Stimulation Index(SI值))不足3。
<7>上述<1>~<6>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
上述硬化性墨水包含从氧化钛、二氧化硅、以及氧化锌选择的至少一种白色颜料;
相对上述硬化性墨水全量,上述白色颜料的含量为5质量%以上、15质量%以下。
<8>上述<7>所述的喷墨记录装置,其中:
上述白色颜料为上述氧化钛以及氧化锌的至少一种。
<9>上述<1>~<8>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
上述硬化性墨水的25℃时的粘度为2mPa·s以上、150mPa·s以下。
<10>上述<9>所述的喷墨记录装置,其中:
上述粘度为3mPa·s以上、40mPa·s以下。
<11>上述<1>~<10>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
上述具有聚酯结构单位的聚合体是单官能(甲基)丙烯酸酯以及多官能(甲基)丙烯酸酯的至少一种。
<12>上述<11>所述的喷墨记录装置,其中:
上述单官能(甲基)丙烯酸酯是从t-甲基丙烯酸丁酯、n-甲基丙烯酸戊酯、n-甲基丙烯酸己酯选择的至少一种。
<13>上述<11>或<12>所述的喷墨记录装置,其中:
相对单体成分100质量份,上述单官能(甲基)丙烯酸酯的含量为50质量份以上、85质量份以下。
<14>上述<11>~<13>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
上述多官能(甲基)丙烯酸酯是从丙三醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、乙撑氧改性三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、以及己内酯改性双季戊四醇六丙烯酸酯选择的至少一种。
<15>上述<11>~<14>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
相对单体成分100质量份,上述多官能(甲基)丙烯酸酯的含量为15质量份以上、50质量份以下。
<16>上述<1>~<15>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
上述墨水进一步含有聚合引发剂。
<17>上述<16>所述的喷墨记录装置,其中:
上述聚合引发剂是1-羟基环己基苯基酮以及2-二甲氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)丁烷-1-酮的至少一种。
<18>上述<1>~<17>任一个所述的喷墨记录装置,其中:
进一步包括收容上述硬化性墨水的组成物收容容器。
<19>一种印刷装置,其特征在于,包括:
使用上述<1>~<18>任一个所述的喷墨记录装置形成墨膜的手段;以及
使得上述形成的墨膜光硬化的光硬化手段。
<20>一种硬化物制造方法,其特征在于,使用上述<1>~<18>任一个所述的喷墨记录装置制造硬化物。
若根据上述<1>~<18>任一个所述的喷墨记录装置,上述<19>所述的印刷装置,以及上述<20>所述的硬化物制造方法,能解决以往技术中的上述诸问题,实现上述本发明的目的。

Claims (10)

1.一种喷墨记录装置,其特征在于,包括:
硬化性墨水,含有具有聚酯结构单位的聚合体;
排出头,设有具有上述硬化性墨水循环的循环流路的个别液室,以及喷嘴,以及
在不进行图像形成的排出操作时以不排出硬化性墨水的程度实行微驱动动作的机构。
2.如权利要求1所述的喷墨记录装置,其特征在于:
上述循环流路和上述喷嘴的喷嘴面的距离为70µm以下。
3.如权利要求2所述的喷墨记录装置,其特征在于:
上述喷嘴在比相对的上述个别液室的中央更靠近上述循环流路侧,设有喷嘴孔。
4.如权利要求1或2所述的喷墨记录装置,其特征在于:
上述排出头进一步包括温度传感器。
5.如权利要求1或2所述的喷墨记录装置,其特征在于:
上述硬化性墨水的刺激指数、即SI值不足3。
6.如权利要求1或2所述的喷墨记录装置,其特征在于:
上述硬化性墨水包含从氧化钛、二氧化硅、以及氧化锌选择的至少一种白色颜料;
相对上述硬化性墨水全量,上述白色颜料的含量为5质量%以上、15质量%以下。
7.如权利要求1或2所述的喷墨记录装置,其特征在于:
上述硬化性墨水的25℃时的粘度为2mPa・s以上、150mPa・s以下。
8.如权利要求1或2所述的喷墨记录装置,其特征在于:
进一步包括收容上述硬化性墨水的组成物收容容器。
9.一种印刷装置,其特征在于,包括:
使用上述权利要求1-8任意一项所述的喷墨记录装置形成墨膜的机构;以及
使得形成的上述墨膜光硬化的光硬化机构。
10.一种硬化物制造方法,其特征在于,使用上述权利要求1-8任意一项所述的喷墨记录装置制造硬化物。
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