JP2013022933A - 印刷方法、印刷物および成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】印刷方法は、樹脂製の第1のインクおよび第2のインクとを用いて、基材101上に印刷を施す方法である。この印刷方法では、第2のインクを硬化させた硬化物の第2のガラス転移点の方が、第1のインクを硬化させた硬化物の第1のガラス転移点よりも高く、第1のインクと第2のインクとを基材101上で重なるように塗布して塗膜を形成する塗布工程と、塗膜を硬化して硬化膜とする硬化工程と、硬化膜を第1のガラス転移点以上の温度で少なくとも1回加熱する加熱工程とを有する。
【選択図】図14
Description
しかしながら、単に延伸性が高いだけのインクを用いて印刷層を形成した場合、表示板に対し例えば絞り加工や抜き打ち等の機械加工を施すと、印刷層にひび割れや剥離が生じてしまい、表示板が使用不可能、すなわち、不良品となるという問題があった。
本発明の印刷方法は、第1の重合開始剤および第1の重合性化合物を含有する第1のインクと、第2の重合開始剤および第2の重合性化合物を含有する第2のインクとを用いて、印刷媒体上に印刷を施して印刷物を得る印刷方法であって、
前記第1のインクと前記第2のインクとは、前記第2のインクを硬化させた硬化物の第2のガラス転移点の方が、前記第1のインクを硬化させた硬化物の第1のガラス転移点よりも高いものであり、
前記第1のインクと前記第2のインクとを前記印刷媒体上で重なるように塗布して塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗膜を硬化して硬化膜とする硬化工程と、
前記硬化膜を前記第1のガラス転移点以上の温度で少なくとも1回加熱する加熱工程とを有することを特徴とする。
これにより、例えばシート状をなす印刷媒体上に第1のインクと第2のインクとを塗布し、その塗布面に対して加工を施す際の加工性に優れる。
これにより、硬化後のインクで構成された部分が延伸性が富むものとなるとともに、例えば耐衝撃性、耐摩耗性(耐擦性)、耐傷性、耐溶剤性に優れたものにもなり、加工性がさらに向上する。
これにより、硬化後のインクで構成された部分が延伸性が富むものとなるとともに、例えば耐衝撃性、耐摩耗性(耐擦性)、耐傷性、耐溶剤性に優れたものにもなり、加工性がさらに向上する。
これにより、例えばシート状をなす印刷媒体上に第1のインクと第2のインクとを塗布し、その塗布面に対して加工を施す際の加工性に極めて優れる。
本発明の印刷方法では、前記加熱工程における加熱温度は、前記第2のガラス転移点以上であることが好ましい。
これにより、加工性に優れ、耐久性に富む印刷物を得る。
これにより、加工性に優れ、耐久性に富む印刷物を得る。
本発明の印刷方法では、前記加熱工程での加熱1回あたりの加熱時間は、1秒以上であることが好ましい。
これにより、加工性に優れ、耐久性に富む印刷物を得る。
これにより、第1のインクが硬化した硬化物の延伸性を、第2のインクが硬化した硬化物で損なうのを確実に防止することができる。
これにより、例えばシート状をなす印刷媒体上に第1のインクと第2のインクとを塗布し、その塗布面に対して加工を施す際の加工性により優れる。
前記硬化工程では、前記塗膜を前記紫外線を照射して硬化することが好ましい。
これにより、硬化膜を確実に得る。
本発明の印刷方法では、前記第1の重合性化合物の総質量のうち、単官能重合性化合物が65質量%以上であり、前記第2の重合性化合物の総質量のうち、多官能重合性化合物が50質量%以上であることが好ましい。
これにより、硬化後のインクで構成された部分が延伸性が富むものとなるとともに、例えば耐衝撃性、耐摩耗性(耐擦性)、耐傷性、耐溶剤性に優れたものにもなり、加工性がさらに向上する。
これにより、硬化後のインクで構成された部分が耐候性に優れ、色再現性に富む。
本発明の印刷方法では、前記第2のインクは、実質的に無色のものであることが好ましい。
これにより、第1のインクと第2のインクとが混合しても、第1のインクの本来の色に対する変色を抑制または防止することができる。
第1の重合開始剤および第1の重合性化合物を含有する第1のインクと、第2の重合開始剤および第2の重合性化合物を含有する第2のインクとを印刷媒体上に塗布して、その後硬化してなる印刷層とを有し、
前記第1のインクと前記第2のインクとは、前記第2のインクを硬化させた硬化物の第2のガラス転移点の方が、前記第1のインクを硬化させた硬化物の第1のガラス転移点よりも高いものであり、
前記印刷層は、前記第1のインクと前記第2のインクとを前記印刷媒体上で重なるように塗布して塗膜を形成し、次いで、前記塗膜を硬化して硬化膜とし、次いで、前記硬化膜を前記第1のガラス転移点以上の温度で少なくとも1回加熱して得られたことを特徴とする。
これにより、第1のインクと第2のインクとで形成された印刷層に対して加工を施す際、その加工性に優れる。
前記第1のインクと前記第2のインクとは、前記第2のインクを硬化させた硬化物の第2のガラス転移点の方が、前記第1のインクを硬化させた硬化物の第1のガラス転移点よりも高いものであり、
前記印刷層は、前記第1のインクと前記第2のインクとを前記印刷媒体上で重なるように塗布して塗膜を形成し、次いで、前記塗膜を硬化して硬化膜とし、次いで、前記硬化膜を前記第1のガラス転移点以上の温度で少なくとも1回加熱して得られたことを特徴とする。
これにより、第1のインクと第2のインクとで形成された印刷層に対して機械加工を施す際、その加工が良好に行なわれる。
図1は、本発明の印刷物を得る際に用いられる印刷装置を示す斜視図、図2は、図1に示す印刷装置のキャリッジの概略構成を示す側面図、図3は、図1に示す印刷装置のキャリッジの概略構成を示す下面図、図4は、図1に示す印刷装置の液滴吐出ヘッドの概略構成を示す図、図5は、第1のガラス転移点と第2のガラス転移点との大小関係を示す図、図6は、第1のインクからなる膜、第2のインクからなる膜、第1のインクと第2のインクとの混合インクからなる膜の各回復率(変位回復量/最大変位量)を示すグラフ、図7〜図15は、それぞれ、本発明の印刷物を製造し、さらにそれから成形体を製造する工程を順に示す部分断面図、図16は、図1に示す印刷装置を用いて印刷媒体上に第1のインクおよび第2のインクをそれぞれ付与した状態を示す平面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1、図2、図4(b)、(c)、図7〜図15中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図7〜図15中の左側を「左」、右側を「右」と言う。
インクセット10は、Y(イエロー)の第1のインク1Yと、C(シアン)の第1のインク1Cと、M(マゼンタ)の第1のインク1Mと、K(黒)の第1のインク1Kと、W(無色透明)の第2のインク2aおよび2bとを備えている。なお、本実施形態では、第1のインク1Yは、タンク11Yに貯留され、第1のインク1Cは、タンク11Cに貯留され、第1のインク1Mは、タンク11Mに貯留され、第1のインク1Kは、タンク11Kに貯留され、第2のインク2aは、タンク11Waに貯留され、第2のインク2bは、タンク11Wbに貯留され、インクジェット方式で液滴Lとして吐出される。以下では、第1のインク1Y、1C、1M、1Kを区別しない場合は、単に「第1のインク1」と言うことがある。同様に、第2のインク2a、2bを区別しない場合は、単に「第2のインク2」と言うことがある。また、第1のインク1と第2のインク2とを区別しない場合は、単に「インク」と言うことがある。
[印刷物]
図13、図14に示すように、印刷物100は、印刷媒体としての基材(基板)101と、基材101上に形成された印刷層102とで構成されている。
基材101の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂、各種ガラス、各種金属等を用いることができるが、機械加工を施して、変形させることができるという観点から樹脂材料が好ましい。
以上のような印刷物100に対して機械加工を施すことによって、成形体200が得られる。
[成形体]
図15に示すように、成形体200は、印刷物100の印刷層102が形成されている部分に、有底筒状の部位103と、有底筒状の部位103と異なる位置に開口104とを有している。有底筒状の部位103は、絞り加工を施すことにより形成される。開口104は、打ち抜きを施すことにより形成される。このような加工に用いる装置としては、NCマシン等のような工作機械を用いることができる。
[インクセット]
インクセット10は、着色剤としての顔料を含有する放射線硬化型(紫外線硬化型)インクである第1のインク1と、顔料を含まない放射線硬化型(紫外線硬化型)インクである第2のインク2を備えている。
第2のインク2は、(a−2)重合開始剤(第2の重合開始剤)、および、(b−2)重合性化合物(第2の重合性化合物)を含有し、(b−2)重合性化合物の総質量のうち、多官能重合性化合物(以下、「多官能モノマー」ともいう。)が50質量%以上であることが好ましい。
(a)重合開始剤
第1のインク1および第2のインク2の双方における重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤や公知のカチオン重合開始剤を使用することができる。重合開始剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、ラジカル重合開始剤とカチオン重合開始剤とを併用してもよい。
また、インクは、重合性化合物としてラジカル重合性化合物を使用する場合には、ラジカル重合開始剤を含有することが好ましく、重合性化合物としてカチオン重合性化合物を使用する場合には、カチオン重合開始剤を含有することが好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、芳香族ケトン類、アシルホスフィン化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及び、アルキルアミン化合物等が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤は、上記の化合物を単独若しくは組み合わせて使用してもよい。ラジカル重合開始剤は、単独もしくは2種以上の併用によって好適に用いられる。
カチオン重合開始剤(光酸発生剤)としては、例えば、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が用いられる(有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版(1993年)、187〜192ページ参照)。
また、インクに後述する増感剤を用いる場合、重合開始剤の総使用量は、重合開始剤:増感剤の質量比で、重合開始剤:増感剤=200:1〜1:200であることが好ましく、50:1〜1:50であることがより好ましく、20:1〜1:5であることがさらに好ましい。
第1のインク1および第2のインク2の双方のインクは、重合性化合物を含有する。
重合性化合物は、分子量が1,000以下であることが好ましく、50〜800であることがより好ましく、60〜500であることがさらに好ましい。
また、重合性化合物は、何らかのエネルギー付与により、ラジカル重合反応やカチオン重合反応、アニオン重合反応等の重合反応を生起し、硬化する化合物であれば特に制限はなく、モノマー、オリゴマー、ポリマーの種を問わず使用することができるが、特に、前記重合開始剤から発生する開始種により重合反応を生起する、光重合性化合物として知られる各種公知の重合性化合物を使用することができる。
また、重合性化合物としては、ラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物を好ましく例示できる。
ラジカル重合性化合物は、特に制限はなく、公知のラジカル重合性化合物を用いることができるが、エチレン性不飽和化合物であることが好ましく、(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリルアミド化合物、N−ビニル化合物、及び/又は、ビニルエーテル化合物であることがより好ましく、(メタ)アクリレート化合物、及び/又は、N−ビニル化合物であることがさらに好ましい。なお、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルの両方を意味する。
単官能ラジカル重合性化合物としては、後述するN−ビニル化合物であることが好ましく、N−ビニルラクタム類であることがより好ましい。
また、第1のインク1における(b−1)重合性化合物としてラジカル重合性化合物を使用する場合、第1のインク1は、後述するN−ビニル化合物を含むことがさらに好ましく、N−ビニルラクタム類を含むことが特に好ましい。
また、多官能ラジカル重合性化合物としては、2官能ラジカル重合性化合物と、3官能以上のラジカル重合性化合物とを組み合わせて使用することが好ましく、2官能ラジカル重合性化合物と、3官能ラジカル重合性化合物とを組み合わせて使用することがより好ましい。
第2のインク2にラジカル重合性化合物を使用する場合、第2のインク2は、第2のインク2の総質量のうち、多官能ラジカル重合性化合物が50〜98質量%であることが好ましく、55〜95質量%であることがより好ましく、60〜90質量%であることがさらに好ましい。上記範囲であると、印刷層102が耐久性に優れたものとなる。
〔単官能ラジカル重合性モノマー〕
ラジカル重合性化合物としては、単官能ラジカル重合性モノマーを使用することができる。
第1のインク1が単官能ラジカル重合性モノマーを含有する場合、単官能ラジカル重合性モノマーは、単官能アクリレート化合物と単官能N−ビニル化合物とを、又は、単官能メタクリレート化合物と単官能N−ビニル化合物とを併用することが好ましく、単官能アクリレート化合物と単官能N−ビニル化合物とを併用することが特に好ましい。
また、好適に用いることができるラジカル重合性モノマーとしてエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
第1のインク1において、N−ビニル基を有する単官能環状重合性モノマーを、第1のインク1全体の1〜40質量%含有することが好ましく、10〜35質量%含有することがより好ましく、12〜30質量%含有することがさらに好ましい。上記範囲において他の重合性化合物との良好な共重合性を示し、硬化性、耐ブロッキング性に優れるインクが得られる。
単官能N−ビニルラクタム類の使用量が上記の数値の範囲内であると、硬化性、硬化膜柔軟性、硬化膜の支持体への密着性に優れる。また、N−ビニルラクタム類は比較的融点が高い化合物である。N−ビニルラクタム類が40質量%以下の含有率であると、0℃以下の低温下でも良好な溶解性を示し、インクの取り扱い可能温度範囲が広くなり好ましい。
ラジカル重合性化合物として、多官能ラジカル重合性モノマーを使用することができる。
多官能ラジカル重合性モノマーとしては、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、ビニルオキシ基、及び、N−ビニル基よりなる群から選択されるエチレン性不飽和二重結合を2つ以上有する多官能重合性モノマーを好ましく例示できる。多官能重合性モノマーを含有することで、高い硬化膜強度を有するインクが得られる。
これらの中でも、多官能ラジカル重合性モノマーとしては、以下のものを好ましく例示できる。
さらに、ラジカル重合性化合物として、ビニルエーテル化合物を用いることも好ましい。
上述したラジカル重合性化合物として列挙されているモノマーは、反応性が高く、粘度が低く、また、支持体への密着性に優れる。
カチオン重合性化合物としては、硬化性及び耐擦過性の観点から、オキセタン環含有化合物及びオキシラン環含有化合物が好適であり、オキセタン環含有化合物及びオキシラン環含有化合物の両方を含有する態様がより好ましい。
ここで、オキシラン環含有化合物(以下、「オキシラン化合物」ともいう。)とは、分子内に、少なくとも1つのオキシラン環(オキシラニル基、エポキシ基)を含む化合物であり、具体的にはエポキシ樹脂として通常用いられているものの中から適宜選択することができ、例えば、従来公知の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。モノマー、オリゴマー及びポリマーのいずれであってもよい。
第1のインク1にカチオン重合性化合物を使用する場合、第1のインク1は、(b−1)重合性化合物の総質量のうち、単官能カチオン重合性化合物が65〜95質量%であることが好ましく、65〜85質量%であることがより好ましく、65〜75質量%であることがさらに好ましい。上記範囲であると、印刷層102が延伸性が富むものとなる。
また、カチオン重合性化合物は、単官能であっても、多官能であってもよい。
多官能カチオン重合性化合物としては、2官能カチオン重合性化合物であることが好ましい。また、多官能ラジカル重合性化合物としては、多官能オキシラン化合物、及び/又は、多官能オキセタン化合物であることが好ましく、多官能オキシラン化合物と多官能オキセタン化合物とを併用することがより好ましい。
第2のインク2にカチオン重合性化合物を使用する場合、第2のインク2は、第2のインク2の総質量のうち、多官能カチオン重合性化合物が35〜90質量%であることが好ましく、38〜75質量%であることがより好ましく、40〜60質量%であることがさらに好ましい。上記範囲であると、印刷層102が耐久性に優れたものとなる。
カチオン重合性化合物としては、例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892号、同2001−40068号、同2001−55507号、同2001−310938号、同2001−310937号、同2001−220526号などの各公報に記載されているエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。
これらのエポキシ化合物のなかでも、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドが、硬化速度に優れるという観点から好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。
また、インク中の重合性化合物の総質量は、インクの総質量に対し、55〜95質量%であることが好ましく、60〜90質量%であることがより好ましい。上記範囲内であると、硬化性に優れ、また、粘度が適度である。
また、重合性化合物の製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法により合成することができる。また、入手可能な場合は、市販品を使用してもよい。
第1のインク1には、着色剤としての顔料が含有されている。顔料は、耐候性に優れ、色再現性に富む。また、インクに好適に使用し得る顔料(着色剤)は、活性放射線による硬化反応の感度を低下させないという観点からは、硬化反応である重合反応において重合禁止剤として機能しない化合物を選択することが好ましい。
顔料としては、特に限定されるわけではないが、例えばカラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。
青又はシアン顔料としては、Pigment Blue 1,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,17−1,22,27,28,29,36,60、
緑顔料としては、Pigment Green 7,26,36,50、
黄顔料としては、Pigment Yellow 1,3,12,13,14,17,34,35,37,55,74,81,83,93,94,95,97,108,109,110,120,137,138,139,153,154,155,157,166,167,168,180,185,193、
黒顔料としては、Pigment Black 7,28,26、
白色顔料としては、Pigment White 6,18,21
などが目的に応じて使用できる。
着色剤は、インクの調製に際して、各成分とともに直接添加により配合してもよいが、分散性向上のため、あらかじめ溶剤又はラジカル重合性化合物のような分散媒体に添加し、均一分散或いは溶解させた後、配合することもできる。
インクは、顔料をインク中に安定に分散させるため、分散剤を含有することが好ましい。
分散剤としては、高分子分散剤が好ましい。なお、「高分子分散剤」とは、質量平均分子量が1,000以上の分散剤を意味する。
高分子分散剤としては、DisperBYK−101、DisperBYK−102、DisperBYK−103、DisperBYK−106、DisperBYK−111、DisperBYK−161、DisperBYK−162、DisperBYK−163、DisperBYK−164、DisperBYK−166、DisperBYK−167、DisperBYK−168、DisperBYK−170、DisperBYK−171、DisperBYK−174、DisperBYK−182(以上BYK Chemie社製)、EFKA4010、EFKA4046、EFKA4080、EFKA5010、EFKA5207、EFKA5244、EFKA6745、EFKA6750、EFKA7414、EFKA745、EFKA7462、EFKA7500、EFKA7570、EFKA7575、EFKA7580(以上エフカアディティブ社製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ(株)製)等の高分子分散剤;ソルスパース(Solsperse)3000,5000,9000,12000,13240,13940,17000,22000,24000,26000,28000,32000,36000,39000,41000,71000などの各種ソルスパース分散剤(アビシア社製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108,L121,P−123((株)ADEKA製)及びイソネットS−20(三洋化成工業(株)製)、楠本化成(株)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。
インク中における分散剤の含有量は使用目的により適宜選択されるが、インク全体の質量に対し、それぞれ0.05〜15質量%であることが好ましい。
インクには、必要に応じて、前記成分以外の他の成分を添加することができる。
その他の成分としては、例えば、増感剤、共増感剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、高分子化合物、塩基性化合物等が挙げられる。
この他にも、必要に応じて、例えば、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのワックス類、ポリオレフィンやPET等の支持体への密着性を改善するために、重合を阻害しないタッキファイヤーなどを含有させることができる。
以上のような成分を含有する第1のインク1と第2のインク2とは、硬化後の特性が互いに異なる。
以上のようなガラス転移点を有する第1の硬化物と第2の硬化物とを比較した場合、第1の硬化物は、第2の硬化物よりも延伸性に優れたものとなり、成形体200を成型するときの基材101の変形に容易かつ確実に追従することができる。一方、第2の硬化物は、第1の硬化物よりも耐久性に優れたものとなり、成形体200を成型するときの剥離等が生じるのが防止される。
また、第1のインク1と第2のインク2とは、同一のピーク波長の紫外線で一括して硬化させることができる(図9、図12参照)。この紫外線のピーク波長としては、特に限定されず、例えば、350nm以上450nm以下であるのが好ましく、380nm以上420nm以下であるのがより好ましい。
なお、同一のピーク波長の紫外線で第1のインク1と第2のインク2とを硬化させるには、例えば、各インクにそれぞれ同種(共通)の重合開始剤を含有させる方法等が挙げられる。
上記範囲であると、第1のインク1と第2のインク2とをそれぞれインクジェット方式で吐出した場合、その吐出が安定して行なわれる。
なお、インクの粘度や表面張力の調整としては、例えば、界面活性剤等の添加物の含有量の調整によって行なうことができる。
[印刷装置]
図7〜図14に示すように、印刷装置700は、装填状態で、紫外線硬化型インク(第1のインク1、第2のインク2)を吐出した上で、吐出した紫外線硬化型インクに紫外線照射を行なって該紫外線硬化型インクを硬化させ、さらにこの硬化したものを加熱して、基材101上に文字・数字や各種の絵柄等を描画するものである。
搬送装置730は、基台720上に設けられたワークステージ760およびステージ移動装置770を備えたものである。ワークステージ760は、ステージ移動装置770によって基台720上をX方向に移動可能に設けられたもので、製造工程において印刷装置700の上流側に配置された搬送装置(図示せず)から搬送される基材101を、例えば真空吸着機構によってXY平面上に保持するものである。ステージ移動装置770は、ボールネジまたはリニアガイド等の機構を備えたもので、制御装置780から入力される、ワークステージ760のX座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ760をX方向に移動させるよう構成されたものである。
このような配置により、図7〜図13に示すように、液滴吐出ヘッド9Wa、9Y、9C、9M、9K、9WbがY方向に沿って進行した際、すなわち、往復動した際、その往路では、基材101上に液滴吐出ヘッド9Kの第1のノズルN1から第1のインク1Kを吐出して、次いで、液滴吐出ヘッド9Kよりも進行方向後方に位置する液滴吐出ヘッド9Waの第2のノズルN2から第2のインク2aを吐出することができる。また、復路でも、基材101上に液滴吐出ヘッド9Kの第1のノズルN1から第1のインク1Kを吐出して、次いで、液滴吐出ヘッド9Kよりも進行方向後方に位置する液滴吐出ヘッド9Wbの第2のノズルN2から第2のインク2bを吐出することができる。
図4は、液滴吐出ヘッド9の概略構成図である。図4(a)は液滴吐出ヘッド9をワークステージ760側から見た平面図、図4(b)は液滴吐出ヘッド9の部分斜視図、図4(c)は液滴吐出ヘッド9の1ノズル分の部分断面図である。
また、液滴吐出ヘッド9Y、9C、9M、9K、9Wa、9Wb、チューブ710、タンク11Y、11C、11M、11K、11Wa、11Wbには、それぞれ、ヒーター等の加熱手段(図示せず)が設けられている。この加熱手段の作動により、インクは、液滴吐出ヘッド9からの吐出性が良好になるように調整されている。
これら紫外線照射手段12a、12bは、インクを硬化させるためのもので、本実施形態では、紫外線を射出する光源で構成されている。なお、この光源は、前述した範囲のピーク波長の紫外線を照射するものである。
制御装置780は、ステージ移動装置770にステージ位置制御信号を出力し、送り装置750にキャリッジ位置制御信号を出力し、さらには液滴吐出ヘッド9の駆動回路基板(図示せず)に描画データ及び駆動制御信号を出力するものである。これによって制御装置780は、基材101とキャリッジ740とを相対移動させるべく、ワークステージ760の移動による基材101の位置決め動作、およびキャリッジ740の移動による液滴吐出ヘッド9の位置決め動作の同期制御を行い、さらに液滴吐出ヘッド9に液滴吐出動作を行わせることにより、基材101上の所定の位置に放射線硬化型インクの液滴を配するようになっている。また、この制御装置780は、液滴吐出ヘッド9に液滴吐出動作を行わせるのとは別に、紫外線照射手段12a、12bの紫外線照射動作と、加熱装置790の加熱動作とを行わせるようにもなっている。
印刷装置700は、以上のような構成となっている。
印刷装置700では、第1のインク1と第2のインク2とを用いて、基材101上に印刷を施して印刷物100を得ることができる。そして、有色の印刷層102を形成する際には、液滴吐出ヘッド9Y、9C、9M、9Kを適宜選択して用いられるが、ここでは、一例として、液滴吐出ヘッド9Kを代表的に選択して用いる。
図7に示すように、基材101は、ワークステージ760上に載置されている。そして、キャリッジ740に支持されている液滴吐出ヘッド9Y、9C、9M、9K、9Wa、9Wbと紫外線照射手段12a、12bとは、一括して、基材101上を右方向に向かって移動する。
また、紫外線照射手段12aは、作動しており、紫外線を照射している。この作動状態は、紫外線照射手段12aが右方向に向かって移動している最中、すなわち、往路中維持される。一方、紫外線照射手段12bは、停止している。
第1のドットD1同士のX方向、Y方向のズレ量(中心間距離p1)としては、特に限定されず、例えば、第1のドットD1の直径が50μmである場合、35μmとすることができる。
このような第1のインク1Kの付与により、基材101上には、第1のインク1Kで構成された層状の第1のインク層111が形成されていく。
また、液滴吐出ヘッド9Waは、第1のインク層111上に差し掛かると、当該第1のインク層111上に第2のインク2aを液滴Lとして吐出し、付与する。この際、図16(b)に示すように、第2のインク2aの液滴Lが着弾してなる第2のドットD2、すなわち、塗膜が千鳥格子状(規則的)に多数形成されるが、Y方向に隣接する第2のドットD2同士は、その方向に離間している(塗布工程)。なお、このY方向の離間距離(中心間距離p2Y)としては、特に限定されず、例えば、中心間距離p1の2倍であるのが好ましく、第2のドットD2の直径が50μmである場合、70μmとすることができる。
また、図9に示すように、千鳥格子状に配置された第2のドットD2は、左側に位置するものから順に、紫外線照射手段12aからの紫外線によって硬化して、確実に硬化膜となっていく(硬化工程)。
以上により、往路でのインクの塗布、硬化が完了する。
また、紫外線照射手段12bは、作動しており、紫外線を照射している。この作動状態は、紫外線照射手段12bが往路中維持される。一方、紫外線照射手段12aは、停止している。
図12に示すように、第1のインク層112は、紫外線照射手段12bからの紫外線により、右側の部分から徐々に硬化して、硬化膜となっていく(硬化工程)。
そして、図13に示すように、復路でのインクの塗布、硬化が完了する。
図14に示すように、印刷層102が形成された基材101を、一対の電熱器791間ンに配置する。そして、この状態で、印刷層102を基材101ごと少なくとも1回加熱する(加熱工程)。この加熱温度(以下「第1の加熱温度」という)は、第1のガラス転移点Tg1以上であり、好ましくは、第2のガラス転移点Tg2以上とすることができるが、第2のガラス転移点Tg2未満とすることもできる。
また、加熱1回あたりの加熱時間は、1秒以上であるのが好ましく、1〜60秒であるのがより好ましい。
このような加熱条件により、後述するように、耐久性に富む印刷物100が得られる。
前述したように、第1のインク1を硬化した第1の硬化物は、第2のインク2を硬化した第2の硬化物よりも延伸性に優れている。例えば、第2のインク2が過剰に付与された場合、すなわち、第1のインク1の総量と第2のインク2の総量との大小関係が逆転した場合、この延伸性が損なわれるおそれがある。その結果、印刷層102が延伸性に乏しいものとなることが考えられる。しかしながら、前記総量の大小関係により、このような不具合を確実に防止することができる。
ここで仮に、印刷層102が硬化した第1のインク1のみからなる第1の場合と、印刷層102が硬化した第2のインク2のみからなる第2の場合とについて考察してみる。
しかしながら、本発明では、第1の場合、第2の場合と異なり、印刷層102が硬化した第1のインク1および第2のインク2からなり、その混合比率、疎密にもよるが、加熱処理が未だ施されていない場合、回復率が平均51%(誤差範囲:−6〜+10%)であることが分かった(図6参照)。さらに、第1の加熱温度が120℃、加熱時間が15minの加熱処理を施すと、印刷層102は、回復率が平均73%(誤差範囲:−10〜+2%)に向上することが分かった(図6参照)。
この場合、結果として、印刷層102は、第1の特性による効果と第2の特性による効果との相乗効果を奏するものとはならず、ひび割れや剥離等の不具合が生じてしまう。前者の原因としては、インク同士を予め混合してしまうと、そのインク中での顔料の分散安定性が崩れてしまうからではないかと予想される。
以上、本発明の印刷方法、印刷物および成形体を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、印刷物および成形体を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、インクセットは、前記実施形態では4色の第1のインクを有するものであったが、これに限定されず、例えば、1色、2色、3色または5色の第1のインクを有するものであってもよい。
また、多数の第2のドットは、前記実施形態では千鳥格子状に配置されていたが、これに限定されず、例えば、単なる格子状(行列状)に配置されていてもよいし、ランダムに配置さていてもよい。
101……基材(基板) 102……印刷層 103……有底筒状の部位 104……開口 200……成形体 700……印刷装置 710……チューブ 720……基台 730……搬送装置 740……キャリッジ 741……底面 750……送り装置 760……ワークステージ 770……ステージ移動装置 780……制御装置 790……加熱装置 791……電熱器 D1……第1のドット D2……第2のドット L……液滴 N……ノズル N1……第1のノズル N2……第2のノズル NA……ノズル列 NS……形成面(ノズル面) PZ……圧電素子(駆動素子) p1、p2X、p2Y……中心間距離 第1のガラス転移点……Tg1 第2のガラス転移点……Tg2
Claims (15)
- 第1の重合開始剤および第1の重合性化合物を含有する第1のインクと、第2の重合開始剤および第2の重合性化合物を含有する第2のインクとを用いて、印刷媒体上に印刷を施して印刷物を得る印刷方法であって、
前記第1のインクと前記第2のインクとは、前記第2のインクを硬化させた硬化物の第2のガラス転移点の方が、前記第1のインクを硬化させた硬化物の第1のガラス転移点よりも高いものであり、
前記第1のインクと前記第2のインクとを前記印刷媒体上で重なるように塗布して塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗膜を硬化して硬化膜とする硬化工程と、
前記硬化膜を前記第1のガラス転移点以上の温度で少なくとも1回加熱する加熱工程とを有することを特徴とする印刷方法。 - 前記第1のガラス転移点は、前記印刷物が使用される使用環境温度の上限値未満であり、前記第2のガラス転移点は、前記上限値以上である請求項1に記載の印刷方法。
- 前記第1のガラス転移点は、100℃未満であり、前記第2のガラス転移点は、100℃以上である請求項1または2に記載の印刷方法。
- 前記第1のガラス転移点と、前記第2のガラス転移点との差は、300℃以下である請求項1ないし3のいずれかに記載の印刷方法。
- 前記加熱工程における加熱温度は、前記第2のガラス転移点以上である請求項1ないし4のいずれかに記載の印刷方法。
- 前記加熱工程における加熱温度は、前記第2のガラス転移点未満である請求項1ないし4のいずれかに記載の印刷方法。
- 前記加熱工程での加熱1回あたりの加熱時間は、1秒以上である請求項1ないし5のいずれかに記載の印刷方法。
- 前記塗布工程で前記印刷媒体上に前記第1のインクと前記第2のインクとを付与する際、前記第1のインクの総量が前記第2のインクの総量よりも多い請求項1ないし7のいずれかに記載の印刷方法。
- 前記塗布工程で前記印刷媒体上に前記第1のインクと前記第2のインクとを付与する際、前記第1のインクの液滴が前記印刷媒体上に着弾してなる第1のドットと、前記第2のインクの複数の液滴が前記印刷媒体上に着弾してなる複数の第2のドットとは接触するが、隣接する前記第2のドット同士は離間するように、前記各液滴を付与する請求項1ないし8のいずれかに記載の印刷方法。
- 前記第1のインクと前記第2のインクとは、それぞれ、同一の波長の紫外線が照射されることにより硬化するものであり、
前記硬化工程では、前記塗膜を前記紫外線を照射して硬化する請求項1ないし9のいずれかに記載の印刷方法。 - 前記第1の重合性化合物の総質量のうち、単官能重合性化合物が65質量%以上であり、前記第2の重合性化合物の総質量のうち、多官能重合性化合物が50質量%以上である請求項1ないし10のいずれかに記載の印刷方法。
- 前記第1のインクまたは前記第2のインクは、着色剤としての顔料を含有する請求項1ないし11のいずれかに記載の印刷方法。
- 前記第2のインクは、実質的に無色のものである請求項1ないし12のいずれかに記載の印刷方法。
- 印刷媒体と、
第1の重合開始剤および第1の重合性化合物を含有する第1のインクと、第2の重合開始剤および第2の重合性化合物を含有する第2のインクとを印刷媒体上に塗布して、その後硬化してなる印刷層とを有し、
前記第1のインクと前記第2のインクとは、前記第2のインクを硬化させた硬化物の第2のガラス転移点の方が、前記第1のインクを硬化させた硬化物の第1のガラス転移点よりも高いものであり、
前記印刷層は、前記第1のインクと前記第2のインクとを前記印刷媒体上で重なるように塗布して塗膜を形成し、次いで、前記塗膜を硬化して硬化膜とし、次いで、前記硬化膜を前記第1のガラス転移点以上の温度で少なくとも1回加熱して得られたことを特徴とする印刷物。 - 印刷媒体と、第1の重合開始剤および第1の重合性化合物を含有する第1のインクと、第2の重合開始剤および第2の重合性化合物を含有する第2のインクとを印刷媒体上に塗布して、その後硬化してなる印刷層とを有する印刷物に対して、機械加工を施してなる成形体であって、
前記第1のインクと前記第2のインクとは、前記第2のインクを硬化させた硬化物の第2のガラス転移点の方が、前記第1のインクを硬化させた硬化物の第1のガラス転移点よりも高いものであり、
前記印刷層は、前記第1のインクと前記第2のインクとを前記印刷媒体上で重なるように塗布して塗膜を形成し、次いで、前記塗膜を硬化して硬化膜とし、次いで、前記硬化膜を前記第1のガラス転移点以上の温度で少なくとも1回加熱して得られたことを特徴とする成形体。
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