JP2002167540A - 印刷用インキ、印刷物、印刷方法、並びにプリンター - Google Patents

印刷用インキ、印刷物、印刷方法、並びにプリンター

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JP2002167540A JP2000365300A JP2000365300A JP2002167540A JP 2002167540 A JP2002167540 A JP 2002167540A JP 2000365300 A JP2000365300 A JP 2000365300A JP 2000365300 A JP2000365300 A JP 2000365300A JP 2002167540 A JP2002167540 A JP 2002167540A
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博 大久保
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚膜印刷を高速化することが可能な印刷用イ
ンキを提供する。 【解決手段】 本発明の印刷用インキは、光硬化型の高
分子前駆体と光重合開始剤とを含有し、更に、高分子前
駆体100質量部に対して、平均粒子径0.1μm以下
の無機微粒子を3〜8質量部含有する。さらに、本発明
の印刷用インキは、25℃において、ずり速度が5(1
/s)のときの粘度が8〜75(Pa・s)であるとと
もに、ずり速度が20(1/s)のときの粘度が3〜2
5(Pa・s)であり、かつ、チキソトロピックインデ
ックス値が1.5〜3.5であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被印刷基材に影響
を与えることなく、0.2mm以上の厚みを有する文
字、数字、記号、図形等を高速印刷することが可能な印
刷用インキ、この印刷用インキを用いて得られる印刷
物、及び前記印刷用インキを用いて印刷を行う印刷方
法、並びに前記印刷用インキを用いて印刷を行う際に用
いて好適なプリンターに関するものである。
【0002】
【従来の技術】カード等の基材の表面に、視聴覚障害者
用の点字や、カード番号、名前等の、0.2mm以上の
厚みを有する文字、数字、記号、図形等を形成する技術
の1つとして、基材の所定の位置を、裏面側から表面側
に向けて押圧し、機械的に変形させるエンボス加工が知
られている。
【0003】しかしながら、エンボス加工によって、
0.2mm以上の厚みを有する文字等を形成する技術で
は、基材を機械的に変形させる必要があるため、用いる
基材の材質に制限があるとともに、エンボス加工を施す
際に基材を破損する恐れがある。また、近年、ICや配
線等を内蔵したカード等が開発されているが、このよう
な基材にエンボス加工を施した場合、内蔵されたIC、
配線等が断線する恐れもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、用いる基材に
制限がなく、かつ基材に影響を与えることなく、0.2
mm以上の厚みを有する文字等を得る方法として、従
来、スクリーン印刷による厚膜印刷が採用されており、
また、近年、インキジェット方式による厚膜印刷が提案
されている。
【0005】しかしながら、スクリーン印刷では、1回
の印刷で印刷できる膜厚は数μm〜数十μmが上限であ
り、複数回重ねて印刷を行わなければ、0.2mm以上
の厚膜を得ることができないという問題点を有してい
る。また、インキジェット方式を用いた厚膜印刷とし
て、例えば、特開2000−37943号公報には、被
印刷基材の濡れ指数以上の表面張力を有する紫外線硬化
型インキを用い、インキジェット方式による厚膜印刷を
行う方法が開示されている。しかしながら、特開200
0−37943号公報に開示された方法では、被印刷基
材表面の濡れ指数によって、塗布されたインキの形状が
影響を受け、所望の形状の厚膜を安定して得ることは難
しい。また、インキジェット方式を用いた厚膜印刷で
は、スクリーン印刷に比較して低粘度のインキでなけれ
ば吐出することができないため、厚膜を得ることは一層
難しい。
【0006】また、従来の厚膜印刷において用いられて
いる厚膜印刷用の光硬化型のインキは、水銀灯等の強い
紫外線光源を用いて硬化を行う必要があったため、紫外
線や熱によって基材にダメージを与える恐れがある。ま
た、水銀灯等の強い紫外線光源を用いた紫外線照射ユニ
ットはサイズが大きく、持ち運びが可能な小型の厚膜印
刷用プリンターは開発されていなかった。
【0007】そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、被印刷基材に影響を与えることなく、
厚膜印刷を高速化することが可能な印刷用インキ、この
印刷用インキを用いて得られる印刷物、及び前記印刷用
インキを用いて印刷を行う印刷方法、並びに前記印刷用
インキを用いて印刷を行う際に用いて好適な小型のプリ
ンターを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するべく、下記のような点に着目して検討を行っ
た。ディスペンサーを用いることにより、幅広い範囲の
粘度のインキを印刷することが可能であるが、単にイン
キの粘度に着目しただけでは厚膜印刷を高速化すること
ができない。すなわち、インキの粘度が高いほど、1回
の印刷で形成できる膜厚を大きくすることができるが、
インキの粘度が高いほど、インキの吐出速度が低下し
て、印刷速度が遅くなるという問題点が発生する。
【0009】そこで、本発明者は、インキの吐出速度を
低下させることなく、1回の印刷で厚膜を得るために、
インキ吐出時には粘度が低下するとともに、被印刷基材
表面に印刷された後には粘度が上昇するインキ、すなわ
ち、ずり応力(せん断応力)をかけることにより粘度が
低下して、ずり応力をかけた後静置することにより粘度
が上昇するチキソトロピー性を有するインキが好適であ
ることに想い到った。
【0010】さらに、本発明者は、チキソトロピー性を
有するインキであっても、吐出直後の粘度やチキソトロ
ピー性の程度によっては、インキの吐出速度を低下させ
ることなく、1回の印刷で良好な形状の厚膜を得ること
が難しいことを見出した。すなわち、チキソトロピー性
を有するインキであっても、インキを吐出した直後の粘
度及びチキソトロピー性がある程度より低いインキは、
被印刷基材に吐出された後の粘度の上昇が小さく、その
結果、被印刷基材に吐出された後に、周囲に過剰に広が
り、0.2mm以上の厚みを得ることが難しいことを見
出した。
【0011】また、逆に、チキソトロピー性がある程度
より高いインキは、吐出直後からの粘度上昇が著しく高
くなるため、インキの吐出速度が実用化できない程度に
低下するとともに、被印刷基材に吐出された後にインキ
が広がらず、先端形状が鋭くなるなどして、所望の形状
の厚膜を得ることが難しいことを見出した。
【0012】そこで、本発明者は、粘弾性特性を特定す
ることにより、インキの吐出速度を低下させることな
く、1回の印刷で0.2mm以上の良好な形状の厚膜を
得ることができる以下の印刷用インキを発明するに到っ
た。
【0013】本発明の印刷用インキは、光硬化型の高分
子前駆体と光重合開始剤とを含有し、25℃において、
ずり速度が5(1/s)のときの粘度が8〜75(Pa
・s)であるとともに、ずり速度が20(1/s)のと
きの粘度が3〜25(Pa・s)であり、かつ、チキソ
トロピックインデックス値が1.5〜3.5であること
を特徴とする。
【0014】本明細書において、「チキソトロピックイ
ンデックス値」とは、「ずり速度が5(1/s)のとき
の粘度と、ずり速度が20(1/s)のときの粘度の
比」であると定義する。なお、チキソトロピックインデ
ックス値はチキソトロピー性の指標であり、この値が大
きいほど、チキソトロピー性が大きいことを意味するも
のである。
【0015】本発明の印刷用インキは、ずり応力をかけ
る程(ずり速度が大きい程)、粘度が低下するととも
に、ずり応力をかけた後静置することにより粘度が上昇
するチキソトロピー性を有するものである。さらに、本
発明の印刷用インキは、25℃において、ずり速度が5
(1/s)のときの粘度が8〜75(Pa・s)である
とともに、ずり速度が20(1/s)のときの粘度が3
〜25(Pa・s)であり、かつ、チキソトロピックイ
ンデックス値が1.5〜3.5であることを特徴として
おり、このように、ずり速度に対する粘度と、チキソト
ロピックインデックス値を規定することにより、インキ
の吐出速度を低下させることなく、1回の印刷で0.2
mm以上の良好な形状の厚膜を得ることができることを
見出した。
【0016】なお、25℃における、ずり速度が5(1
/s)のときの粘度、ずり速度が20(1/s)のとき
の粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記
で規定した下限よりも小さい場合には、被印刷基材表面
に塗布された後にインキが過剰に広がり、所望の膜厚を
得ることができないという問題が発生することを見出し
た。
【0017】一方、25℃における、ずり速度が5(1
/s)のときの粘度、ずり速度が20(1/s)のとき
の粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記
で規定した上限を超えた場合には、インキの吐出速度が
実用化できない程度に低下するとともに、被印刷基材に
吐出された後にインキが広がらず、先端形状が鋭くなる
などして、所望の形状の厚膜を得ることが難しくなると
いう問題が発生することを見出した。
【0018】また、本発明者は、印刷用インキに無機微
粒子を含有させ、コロイド状に分散させることにより、
チキソトロピー性を有する印刷用インキが得られること
を見出した。本発明の印刷用インキにおいて、無機微粒
子は、沈殿しない範囲内で複数凝集した状態で均一に分
散されていると考えられ、ずり応力がかかることによ
り、凝集した無機微粒子が互いに引き離されてインキの
粘度が低下し、ずり応力をかけた後ずり応力を減少もし
くは解除することにより無機微粒子が再び複数凝集する
ことにより粘度が上昇して、チキソトロピー性が発現す
ると考えられる。
【0019】また、平均粒子径が0.1μm以下の無機
微粒子を用いることが望ましく、平均粒子径が0.1μ
m以下の微細な無機微粒子を用いることにより、複数の
無機微粒子が凝集しても、凝集した無機微粒子全体が大
きくなりすぎず、印刷用インキ内において、無機微粒子
が不均一に分散したり、沈殿したりすることを防止する
ことができる。また、無機微粒子を、高分子前駆体10
0質量部に対して、3〜8質量部含有させることが望ま
しく、無機微粒子の濃度をこのように設定することによ
り上述の粘弾性特性を有する本発明の印刷用インキが得
られることを見出した。
【0020】なお、本発明者は、無機微粒子の濃度が3
質量部未満では、25℃における、ずり速度が5(1/
s)のときの粘度、ずり速度が20(1/s)のときの
粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記で
規定した下限よりも小さくなり、無機微粒子の濃度が8
質量部を超えた場合には、25℃における、ずり速度が
5(1/s)のときの粘度、ずり速度が20(1/s)
のときの粘度、及び、チキソトロピックインデックス値
が上記で規定した上限を超えることを見出した。
【0021】なお、高分子前駆体を複数種類用いる場合
には、「無機微粒子を、高分子前駆体100質量部に対
して、3〜8質量部含有させる」とは、「すべての高分
子前駆体を合計した配合量を100質量部とし、これに
対して、無機微粒子を3〜8質量部含有させる」ことを
意味している。
【0022】また、本発明の印刷用インキは、硬化後に
透光性を有するものであることが望ましく、このような
構成とすることにより、厚膜印刷を行う前に被印刷基材
表面に印刷されている文字、数字、記号等が厚膜印刷に
より視認できなくなることを防止することができる。
【0023】以上の本発明の印刷用インキを用いること
により、以下の本発明の印刷物及び印刷方法を提供する
ことができる。本発明の印刷物は、本発明の印刷用イン
キが被印刷基材表面に印刷され、硬化されたものである
ことを特徴とする。特に、本発明は点字印刷物を得るの
に好適であり、本発明の印刷用インキを被印刷基材表面
に点状に印刷し、硬化することにより、表面に点字が印
刷された点字印刷物を提供することができる。また、本
発明の印刷用インキを被印刷基材表面に文字、数字、記
号のいずれかの形状に印刷し、硬化することにより、カ
ード等の被印刷基材の表面に、0.2mm以上の厚みを
有する名前、カード番号等が印刷された印刷物を提供す
ることができる。
【0024】また、本発明の印刷方法は、本発明の印刷
用インキを、ディスペンサーを用いて被印刷基材表面に
印刷する工程と、前記被印刷基材表面に印刷された前記
印刷用インキに光を照射して、前記印刷用インキを硬化
する工程とを有することを特徴とする。
【0025】さらに、本発明者は、本発明の印刷用イン
キを用いて厚膜印刷を行う際に用いて好適で、持ち運び
が可能な小型のプリンターを発明した。本発明のプリン
ターは、光硬化型の印刷用インキを吐出する吐出口を有
するインキ吐出手段と、被印刷基材を保持する基材保持
手段と、前記インキ吐出手段の前記吐出口と、前記基材
保持手段に保持された前記被印刷基材表面の所定の位置
とを、所定間隔あけて対向配置させることが可能な位置
制御手段と、前記インキ吐出手段から前記被印刷基材表
面に吐出された前記印刷用インキに光を照射して、該印
刷用インキを硬化する光照射手段とを具備するととも
に、前記インキ吐出手段、前記基材保持手段、前記位置
制御手段、前記光照射手段がいずれも1個の筐体に内蔵
されていることを特徴とする。また、本発明のプリンタ
ーにおいて、前記インキ吐出手段が、内部に前記印刷用
インキを充填したインキシリンダーを有するディスペン
サーからなることを特徴とする。また、前記光照射手段
が、1500〜5000μW/cm2の紫外線を照射可
能なものであることを特徴とする。
【0026】すなわち、従来の厚膜印刷では、水銀灯等
の強い紫外線光源を用いていたため、光照射手段を内蔵
したプリンターはこれまで開発されていなかったのに対
し、本発明では、用いるインキを強度の低い紫外線で硬
化可能なものとし、光照射手段を、1500〜5000
μW/cm2の強度の低い紫外線を照射可能な小型の紫
外線光源により構成することにより、インキ吐出手段、
基材保持手段、位置制御手段、光照射手段がいずれも1
個の筐体に内蔵された持ち運びが可能な小型のプリンタ
ーを実現した。また、光照射手段を、1500〜500
0μW/cm2の強度の低い紫外線を照射可能な紫外線
光源により構成することにより、被印刷基材への紫外線
や熱によるダメージを低減することができる。
【0027】本発明のプリンターは、本発明の印刷用イ
ンキを用い厚膜印刷を行う際に用いて好適なものである
が、ディスペンサーは幅広い範囲の粘度のインキを吐出
可能であり、また、インキ吐出手段としてディスペンサ
ー以外の種々の手段(例えばインキジェット方式等)を
採用することができるので、本発明の印刷用インキ以外
の種々のインキを用いて印刷を行う場合にも適用するこ
とができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。 [印刷用インキ]はじめに、本発明の印刷用インキにつ
いて説明する。本発明の印刷用インキは、光硬化型の高
分子前駆体と光重合開始剤と所定の濃度の無機微粒子を
含有し、25℃において、ずり速度が5(1/s)のと
きの粘度が8〜75(Pa・s)であるとともに、ずり
速度が20(1/s)のときの粘度が3〜25(Pa・
s)であり、かつ、チキソトロピックインデックス値が
1.5〜3.5であることを特徴としており、本発明の
印刷用インキ内において、無機微粒子はコロイド状に分
散されている。以上のような構成を採用することによ
り、インキの吐出速度を低下させることなく、1回の印
刷で0.2mm以上の良好な形状の厚膜を得ることがで
きる。
【0029】なお、25℃における、ずり速度が5(1
/s)のときの粘度、ずり速度が20(1/s)のとき
の粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記
で規定した下限よりも小さい場合には、被印刷基材表面
に塗布された後にインキが過剰に広がり、所望の膜厚を
得ることが難しくなるという問題が発生する。
【0030】一方、25℃における、ずり速度が5(1
/s)のときの粘度、ずり速度が20(1/s)のとき
の粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記
で規定した上限を超えた場合には、インキの吐出速度が
実用化できない程度に低下するとともに、被印刷基材に
吐出された後のインキが広がらず、先端形状が鋭くなる
などして、所望の形状の厚膜を得ることが難しくなると
いう問題が発生する。
【0031】上記本発明の印刷用インキにおいて、光硬
化型の高分子前駆体とは、「光硬化型のモノマー」、あ
るいは「光硬化型のオリゴマー等の重合度が低く、さら
に硬化反応が進行してポリマー化され得る光硬化型のプ
レポリマー」を意味しており、公知の光硬化型のモノマ
ーあるいはプレポリマーを1種若しくは複数種用いるこ
とができる。
【0032】光硬化型のモノマーとしては、ウレタン系
アクリレートモノマー、エステル系アクリレートモノマ
ー、エポキシ系アクリレートモノマー等を例示すること
ができ、光硬化型のプレポリマーとしては、ウレタン系
アクリレートプレポリマー、エステル系アクリレートプ
レポリマー、エポキシ系アクリレートプレポリマー等を
例示することができる。
【0033】光重合開始剤としては、アセトフェノン、
2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミ
ノアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノ
ン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p
p’−ジクロロベンゾフェノン、pp’−ビスジエチル
アミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベ
ンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチ
ルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾ
イン−n−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエ
ーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンジルジ
メチルケタール、テトラメチルチウラムモノスルフィ
ド、チオキサンソン、2−クロロチオキサンソン、2−
メチルチオキサンソン、アゾビスイソブチロニトリル、
ベンゾインパ−オキサイド、ジ−t−ブチルパーオキシ
ド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−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、メチルベンゾイルフォ
ーメート、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニ
ル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン等を例示す
ることができる。
【0034】また、無機微粒子としては、いかなる材質
の無機微粒子を用いても良いが、例えば、カーボンブラ
ック、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化珪素等からなる
無機微粒子を1種若しくは複数種用いることができる。
無機微粒子としては平均粒子径が0.1μm以下のもの
が好ましく、このような平均粒子径の小さい微細な無機
微粒子を用いることにより、複数の無機微粒子が凝集し
ても、凝集した無機微粒子全体が大きくなりすぎず、印
刷用インキ内において、無機微粒子が不均一に分散した
り、沈殿したりすることを防止することができる。ま
た、無機微粒子を、高分子前駆体100質量部に対し
て、3〜8質量部含有させることが望ましく、このよう
に無機微粒子を配合させることにより、上述の粘弾性特
性を有する本発明の印刷用インキを提供することができ
る。
【0035】また、本発明の印刷用インキは、硬化後に
透光性を有するものであることが望ましく、特に、硬化
後に透明性を有するものであることが望ましい。このよ
うな構成とすることにより、厚膜印刷を行う前に被印刷
基材表面に印刷されている文字、数字、記号等が厚膜印
刷により視認できなくなることを防止することができ
る。
【0036】また、本発明の印刷用インキは、上記以外
にも硬化促進剤、顔料、染料、樹脂、塩類、酸類等の各
種添加剤を配合することができる。特に、ベンジルジメ
チルケタール系増感剤等の硬化促進剤を配合し、低い強
度の光でも硬化可能とすることが望ましい。
【0037】[印刷物]上述の本発明の印刷用インキ
を、ディスペンサーを用いて被印刷基材表面に所定の形
状に印刷した後、光を照射して硬化することにより、
0.2mm以上の厚みを有する文字、数字、記号、図形
等が印刷された印刷物を提供することができる。特に、
本発明は点字印刷物を得るのに好適であり、本発明の印
刷用インキを被印刷基材表面に点状に印刷し、硬化する
ことにより、表面に点字が印刷された点字印刷物を提供
することができる。また、本発明の印刷用インキを被印
刷基材表面に文字、数字、記号のいずれかの形状に印刷
し、硬化することにより、カード等の被印刷基材の表面
に、0.2mm以上の厚みを有する名前、カード番号等
が印刷された印刷物を提供することができる。
【0038】被印刷基材としては、紙、樹脂、ガラス、
金属、セラミック、木材、あるいはこれらの複合材料等
からなるいかなる基材も用いることができ、被印刷基材
の内部にICや配線等が配設されていてもよい。また、
光とは、具体的には、紫外線、電子線等を意味するが、
これらに限定されるものではない。
【0039】[プリンター]次に、本発明の上記印刷用
インキを用いて厚膜印刷を行う際に用いて好適な本発明
のプリンターの構造について説明する。図1に本発明に
係る一実施形態のプリンターの概略断面図を示し、この
プリンターの構造と、このプリンターを用いて印刷を行
う方法について説明する。本実施形態では、例として、
点字を印刷することが可能なプリンターを取り上げて説
明する。なお、図1に示すプリンターは一例であって、
本発明はこれに限定されるものではない。図1におい
て、符号1はプリンター、符号10はインキ吐出手段、
符号20は被印刷基材、符号31、32は被印刷基材を
保持する基材保持手段、符号40は光照射手段、符号5
0は筐体を示している。
【0040】プリンター1内には被印刷基材20表面に
光硬化型の印刷用インキを印刷する印刷部51と、被印
刷基材20表面に印刷された印刷用インキを硬化する硬
化部52とが設けられている。印刷部51には、インキ
吐出手段10と、被印刷基材20を保持する第1の基材
保持手段31が設けられており、硬化部52には、光照
射手段40と、被印刷基材20を保持する第2の基材保
持手段32が設けられている。また、本実施形態のプリ
ンター1においては、インキ吐出手段10、第1の基材
保持手段31、後述する位置制御手段、光照射手段4
0、第2の基材保持手段32がいずれも1個の筐体50
に内蔵されている。
【0041】筐体50の図示左端にはプリンター1の内
部に被印刷基材20を供給する被印刷基材挿入口61が
設けられ、この被印刷基材挿入口61から挿入された被
印刷基材20は第1の基材保持手段31によって保持さ
れた状態で搬送されて、印刷部51に導かれる。
【0042】インキ吐出手段10はディスペンサーから
なり、内部に印刷用インキが充填されたインキシリンダ
ー11と印刷用インキを吐出する吐出口12とから概略
構成されている。また、インキ吐出手段10は図示は省
略している位置制御手段に接続されており、位置制御手
段によってインキ吐出手段10を3次元的に移動させ
て、インキ吐出手段10を所定の位置に配置することが
可能な構造になっている。
【0043】印刷部51において、第1の基材保持手段
31により被印刷基材20を保持した状態で、被印刷基
材20表面の所定の位置と、インキ吐出手段10の吐出
口12とが所定間隔をあけて対向配置されるように、位
置制御手段を用いてインキ吐出手段10の位置を設定
し、この状態で、インキ吐出手段10から被印刷基材2
0表面の所定の位置に印刷用インキを吐出して印刷を行
う。
【0044】インキ吐出手段10から所定量の印刷用イ
ンキを吐出する機構としては、インキシリンダー11に
充填された印刷用インキに空気圧をかけて印刷用インキ
を吐出させる機構等を採用することができる。
【0045】被印刷基材20表面の印刷を行うすべての
箇所に対して、各々インキ吐出手段10の位置調整と印
刷とを繰り返し行った後、被印刷基材20を硬化部52
に搬送する。なお、図1において、被印刷基材20表面
に印刷された印刷用インキを符号70で示している。
【0046】硬化部52に搬送された被印刷基材20は
第2の基材保持手段32によって保持され、印刷部51
で印刷された印刷用インキ70の硬化が行われる。印刷
用インキ70の硬化は、硬化部52内の所定の位置に設
けられた光照射手段40により被印刷基材20表面に印
刷された印刷用インキ70に光を照射することにより行
われる。印刷用インキ70の硬化は、被印刷基材20を
図示左方から図示右方に搬送しながら行っても良いし、
被印刷基材20を固定した状態で行ってもよい。
【0047】本実施形態のプリンター1において、光照
射手段40としては、1500〜5000μW/cm2
の強度の紫外線を照射可能な紫外線光源により構成する
ことが望ましく、このように、水銀灯等に比較して強度
の低い紫外線を照射可能な光源を用いることにより、被
印刷基材20への紫外線や熱によるダメージを低減する
ことができるとともに、紫外線照射ユニットの小型化を
図ることができるので、インキ吐出手段10、第1の基
材保持手段31、位置制御手段、光照射手段40、第2
の基材保持手段32がいずれも1個の筐体50に内蔵さ
れた、持ち運び可能な小型のプリンター1を提供するこ
とができる。
【0048】印刷用インキ70の硬化を終えた被印刷基
材20は、第2の基材保持手段32によって搬送され
て、筐体50の図示右端に設けられた被印刷基材取り出
し口62から排出されて、取り出されるようになってい
る。
【0049】また、本実施形態のプリンター1におい
て、印刷部51内は印刷用インキを硬化することが可能
な紫外線等の光は遮断されるようになっている。このよ
うな構成を採用することにより、インキ吐出手段10か
ら印刷用インキを吐出後、被印刷基材20に到るまでの
間に印刷用インキが硬化してしまうことを防止すること
ができるとともに、インキ吐出手段10に内蔵された印
刷用インキの劣化を防止することができる。
【0050】なお、本実施形態では、点字を印刷するこ
とが可能なプリンターについてのみ説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、いかなる形状の文
字、数字、記号、図形等を印刷する場合にも適用するこ
とができる。例えば、文字、数字、記号等を印刷する場
合には、本実施形態と同様のインキ吐出手段を用い、イ
ンキ吐出手段の吐出口と被印刷基材の表面との間隔を一
定に保持した状態で、インキ吐出手段からインキを連続
的に吐出しながら、被印刷基材を2次元的に移動させる
ことにより、文字、数字、記号等、種々の形状の厚膜を
印刷することができる。
【0051】また、本実施形態においては、位置制御手
段によってインキ吐出手段10の位置を制御することに
より、被印刷基材20表面の所定の位置とインキ吐出手
段10の吐出口12とを所定間隔をあけて対向配置させ
る構成としたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、インキ吐出手段10の位置を固定して、位置制御手
段により被印刷基材20の位置を制御可能な構成として
もよい。
【0052】また、本実施形態においては、被印刷基材
20表面の印刷したい箇所のすべてに印刷用インキを印
刷した後、硬化部52に搬送して印刷用インキを硬化す
る構成としたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、被印刷基材20の印刷したい箇所のうち、一箇所も
しくは一部の箇所にのみ印刷した後、硬化部52に搬送
して硬化を行い、再度、印刷部51に戻して別の箇所の
印刷を行うなど、1個の被印刷基材20に対して、印刷
部51での印刷と硬化部52での硬化を交互に繰り返し
行っても良い。
【0053】また、色等の異なる複数種類の印刷用イン
キを印刷したい場合には、1個のインキ吐出手段10を
用いて、中に充填する印刷用インキを交換しながら印刷
を行ってもよいし、複数のインキ吐出手段10を用い
て、それぞれ異なる種類のインキを充填して印刷を行っ
てもよい。
【0054】また、本実施形態では、印刷部51と硬化
部52とを別々に構成したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、印刷部と硬化部を同一空間により構成
してもよい。例えば、インキ吐出手段の近傍に光照射手
段を配置し、インキ吐出手段による印刷を行う際には光
照射手段から光照射を行わず、インキ吐出手段により印
刷を行った後に光照射手段を点灯して硬化を行う構成と
してもよい。
【0055】また、本発明のプリンターは、本発明の印
刷用インキを用い厚膜印刷を行う際に用いて好適なもの
であるが、ディスペンサーは幅広い範囲の粘度のインキ
を吐出可能であり、また、インキ吐出手段としてディス
ペンサー以外の種々の手段(例えばインキジェット方式
等)を採用することができるので、本発明の印刷用イン
キ以外の種々のインキを用いて印刷を行う場合にも適用
することができる。
【0056】
【実施例】以下、本発明に係る実施例について説明す
る。 (印刷用インキの組成)実施例1〜6において、光硬化
型の高分子前駆体として、ウレタン系アクリレートモノ
マー、ウレタン系アクリレートプレポリマーを用い、光
重合開始剤として2−メチル−1[4−(メチルチオ)
フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン(長
瀬産業製、商品名「イルガギュア907」)を用い、硬
化促進剤としてベンジルジメチルケタール系増感剤を用
い、無機微粒子として平均粒子径が0.02μmの酸化
珪素微粒子を用いて印刷用インキを作製した。実施例1
〜6においては、ウレタン系アクリレートモノマーとウ
レタン系アクリレートプレポリマーと光重合開始剤と硬
化促進剤の配合比は同一とし、無機微粒子の濃度のみを
変えて印刷用インキを作製した。
【0057】実施例1〜6において、それぞれ作製した
印刷用インキの組成を表1に示す。表1に示すように、
実施例1〜6において、ウレタン系アクリレートモノマ
ーを55質量部、ウレタン系アクリレートプレポリマー
を45質量部配合し、ウレタン系アクリレートモノマ
ー、ウレタン系アクリレートプレポリマーを合わせた高
分子前駆体100質量部に対して、無機微粒子を3.5
〜7.0質量部の範囲内で変えて添加し印刷用インキを
作製した。また、実施例1〜6においては、高分子前駆
体100質量部に対して、ベンジルジメチルケタール系
増感剤を5質量部、光重合開始剤を10質量部配合し
た。
【0058】(印刷用インキの粘弾性特性)実施例1〜
6において、得られた各印刷用インキの粘弾性特性をH
aake社製のレオメーターRS100を用いて測定し
た。センサーシステムとしてはC35/1°を用い、測
定温度は25℃とした。レオメーターを用い、ずり速度
を変えながら連続的に粘度の測定を行った。ずり速度1
0(1/s)で60秒間保持した後、ずり応力をかけず
に120秒間静置し、その後、0.1Paから890.
5Paまで、180秒間かけてずり応力を連続的に上昇
させて粘度測定を行い、次いで、ずり応力890.5P
aで30秒間放置した後、890.5Paから0.1P
aまで、120秒間かけてずり応力を連続的に減少させ
て粘度測定を行った。
【0059】実施例1で得られた印刷用インキのずり速
度と粘度との関係を図2に示す。なお、図2において、
図示上側のデータがずり速度を上昇させたときに得られ
たデータ、図示下側のデータがずり速度を減少させたと
きに得られたデータをそれぞれ示している。図2に示す
ように、実施例1で得られた印刷用インキは、ずり速度
の上昇に伴って粘度が減少することが判明した。さら
に、ずり速度を上昇させた後、ずり速度を減少させた場
合においても上昇させる場合とほぼ同様の粘弾性特性を
示すことが判明した。
【0060】また、実施例2〜6においても、実施例1
と同様の結果が得られた。そこで、実施例1〜6におい
て得られた各印刷用インキの粘弾性特性を比較するた
め、得られた各印刷用インキについて、ずり速度0(1
/s)から50(1/s)まで変化させたときの粘度の
測定結果のみを取り出して図3に示す。また、実施例1
〜6において、得られた印刷用インキのずり速度5(1
/s)と20(1/s)における粘度をそれぞれ表1に
示す。また、得られた結果からチキソトロッピクインデ
ックス値(TI値)を算出し、表1に合わせて記載す
る。なお、表1においては、「ずり速度5(1/s)の
ときの粘度」、「ずり速度20(1/s)のときの粘
度」を、それぞれ「5(1/s)時の粘度」、「20
(1/s)時の粘度」と略記している。
【0061】図3、表1に示すように、無機微粒子の配
合量を3.5質量部から7.0質量部まで増加させるに
つれて、ずり速度が小さいときの粘度が上昇するととも
に、ずり応力をかけたときの粘度の減少率が大きくなる
ことが判明し、無機微粒子の配合量が増加するにつれて
チキソトロピー性が高くなることが判明した。
【0062】具体的には、表1に示すように、無機微粒
子の濃度を3.5質量部から7.0質量部まで変化させ
ることにより、ずり速度5(1/s)における粘度を
9.4(Pa・s)から71.2(Pa・s)まで変化
させることができ、ずり速度20(1/s)における粘
度を4.65(Pa・s)から23.6(Pa・s)ま
で変化させることができることが判明した。また、無機
微粒子の濃度を3.5質量部から7.0質量部まで変化
させることにより、チキソトロピックインデックス値を
2.02から3.02まで変化させることができること
が判明した。
【0063】(印刷用インキの印刷特性)次に、実施例
1〜6において得られた各印刷用インキを用いて、上記
実施形態で説明したプリンターを用いて点字の印刷を行
い、印刷特性の評価を行った。インキ吐出手段としてエ
ア式ディスペンサーを用い、吐出口の内径を0.3m
m、吐出エア圧を0.3MPaとし、インキ吐出手段の
吐出口と被印刷基材表面との間隔を0.6mmに設定し
て、点字の印刷を行った。また、光照射手段としては、
365nmの紫外線を800μm/cm2の強度で照射
することが可能な蛍光管を用い、被印刷基材としては、
塩化ビニール製のカードを用いた。
【0064】また、実施例1〜6において、1個の点字
を印刷するのに要した時間(1滴のインキを吐出するの
に要した時間)を、吐出時間として測定した。また、イ
ンキを印刷した後、120秒後に、365nmの紫外線
を800μm/cm2の強度で3分間照射して、被印刷
基材に印刷したインキの硬化を行い、得られた点字の高
さを測定した。実施例1〜6において得られた各印刷用
インキの吐出時間と形成された点字の高さを表1に示
す。
【0065】表1に示すように、実施例1〜6において
は、いずれも吐出時間が0.3〜2.0(sec)と短
時間でインキの液滴を吐出することができ、かつ、0.
3mm以上の厚みを有する点字を形成することができ
た。特に、無機微粒子の配合を4〜4.5質量部とした
実施例2、3においては、点形状が略半球状となり、美
観の優れた点字を形成することができた。
【0066】
【表1】
【0067】なお、実施例1〜6においては、被印刷基
材として塩化ビニール製のカードを用いた場合について
のみ説明したが、本発明者は、PET−GやABS(ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)樹脂
等からなるカードを用いた場合にも同様の結果が得られ
ることを確認している。
【0068】また、実施例1〜6においては、平均粒子
径0.02μmの酸化珪素微粒子を用いた場合について
のみ説明したが、本発明者は、平均粒子径が0.1μm
以下の、カーボンブラック微粒子、酸化アルミニウム微
粒子、酸化鉄微粒子、酸化珪素微粒子を用いた場合にも
同様の結果が得られることを確認している。
【0069】また、本発明者は、無機微粒子を3質量部
未満とした場合には、被印刷基材表面に印刷した直後に
印刷用インキが過剰に広がり、0.2mm以上の厚みを
有する点形状を形成することができないことを確認して
いる。また、無機微粒子を8質量部より多く配合した場
合には、一滴のインキを吐出するのに要する吐出時間が
2.5秒以上となり、インキの吐出速度が実用化できな
い程度に低下するとともに、被印刷基材に吐出された後
のインキが広がらず、先端形状が鋭くなるなどして、所
望の形状の点字を得ることが困難になることを確認して
いる。
【0070】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、インキの吐出速度を低下させることなく、1回
の印刷で0.2mm以上の厚膜を得ることができる印刷
用インキを提供することができる。本発明の印刷用イン
キによれば、インキの吐出速度を低下させることなく印
刷を行うことができ、かつ、重ねて印刷を行う必要がな
いので、厚膜印刷を高速化することができる。また、本
発明の印刷用インキによれば、エンボス加工のように、
被印刷基材を機械的に変形させたりする必要がないた
め、被印刷基材に影響を与えることなく厚膜印刷を行う
ことができる。また、本発明によれば、本発明の印刷用
インキを用いて得られる印刷物、及び本発明の印刷用イ
ンキを用いて印刷を行う印刷方法、並びに本発明の印刷
用インキを用いて印刷を行う際に用いて好適な、持ち運
び可能な小型のプリンターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明に係る一実施形態のプリンタ
ーの構造を示す概略断面図である。
【図2】 図2は、本発明に係る実施例1において得ら
れた印刷用インキのずり速度と粘度との関係を示す図で
ある。
【図3】 図3は、本発明に係る実施例1〜6において
得られた各印刷用インキについて、ずり速度と粘度との
関係を示す図である。
【符号の説明】
1 プリンター 10 インキ吐出手段 11 インキシリンダー 12 吐出口 20 被印刷基材 31 第1の基材保持手段 32 第2の基材保持手段 40 光照射手段 51 印刷部 52 硬化部 61 被印刷基材挿入口 62 被印刷基材取り出し口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09B 21/00 B41J 3/04 101Y (72)発明者 新井 美江 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 大西 正義 京都府乙訓郡大山崎町字大山崎小字鏡田45 番地101 マクセル精器株式会社内 (72)発明者 大久保 博 京都府乙訓郡大山崎町字大山崎小字鏡田45 番地101 マクセル精器株式会社内 (72)発明者 安田 能也 京都府乙訓郡大山崎町字大山崎小字鏡田45 番地101 マクセル精器株式会社内 Fターム(参考) 2C056 EA24 FC01 2H086 BA59 BA61 BA62 2H113 AA01 AA03 AA04 AA05 AA06 BA00 CA13 DA03 DA07 DA53 DA56 DA62 DA68 EA01 EA02 EA08 EA12 FA10 FA35 FA43 4J039 AD10 AE04 AE05 AE06 BA04 BA13 BA32 BA37 BA39 BC16 BD02 BE01 BE27 EA06 EA34 EA35 EA48 GA01 GA02 GA03

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光硬化型の高分子前駆体と光重合開始剤
    とを含有し、 25℃において、 ずり速度が5(1/s)のときの粘度が8〜75(Pa
    ・s)であるとともに、ずり速度が20(1/s)のと
    きの粘度が3〜25(Pa・s)であり、かつ、チキソ
    トロピックインデックス値が1.5〜3.5であること
    を特徴とする印刷用インキ。
  2. 【請求項2】 無機微粒子を更に含有することを特徴と
    する請求項1に記載の印刷用インキ。
  3. 【請求項3】 前記高分子前駆体100質量部に対し
    て、前記無機微粒子を3〜8質量部含有することを特徴
    とする請求項2に記載の印刷用インキ。
  4. 【請求項4】 前記無機微粒子の平均粒子径が0.1μ
    以下であることを特徴とする請求項2又は請求項3に記
    載の印刷用インキ。
  5. 【請求項5】 前記無機微粒子がコロイド状に分散され
    ていることを特徴とする請求項2から請求項4までのい
    ずれか1項に記載の印刷用インキ。
  6. 【請求項6】 硬化後に透光性を有することを特徴とす
    る請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の印
    刷用インキ。
  7. 【請求項7】 請求項1から請求項6までのいずれか1
    項に記載の印刷用インキが被印刷基材表面に印刷され、
    硬化されたものであることを特徴とする印刷物。
  8. 【請求項8】 前記印刷用インキが前記被印刷基材表面
    に点状に印刷され、硬化されたものであることを特徴と
    する請求項7に記載の印刷物。
  9. 【請求項9】 前記印刷用インキが前記被印刷基材表面
    に文字、数字、記号のいずれかの形状に印刷され、硬化
    されたものであることを特徴とする請求項7に記載の印
    刷物。
  10. 【請求項10】 請求項1から請求項6までのいずれか
    1項に記載の印刷用インキを、ディスペンサーを用いて
    被印刷基材表面に印刷する工程と、 前記被印刷基材表面に印刷された前記印刷用インキに光
    を照射して、前記印刷用インキを硬化する工程とを有す
    ることを特徴とする印刷方法。
  11. 【請求項11】 光硬化型の印刷用インキを吐出する吐
    出口を有するインキ吐出手段と、 被印刷基材を保持する基材保持手段と、 前記インキ吐出手段の前記吐出口と、前記基材保持手段
    に保持された前記被印刷基材表面の所定の位置とを、所
    定間隔あけて対向配置させることが可能な位置制御手段
    と、 前記インキ吐出手段から前記被印刷基材表面に吐出され
    た前記印刷用インキに光を照射して、該印刷用インキを
    硬化する光照射手段とを具備するとともに、 前記インキ吐出手段、前記基材保持手段、前記位置制御
    手段、前記光照射手段がいずれも1個の筐体に内蔵され
    ていることを特徴とするプリンター。
  12. 【請求項12】 前記インキ吐出手段が、内部に前記印
    刷用インキを充填したインキシリンダーを有するディス
    ペンサーからなることを特徴とする請求項11に記載の
    プリンター。
  13. 【請求項13】 前記光照射手段が、1500〜500
    0μW/cm2の強度の紫外線を照射可能なものである
    ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のプ
    リンター。
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