JP2013215940A - インクジェット描画方法および記録物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のインクジェット描画方法は、金属粒子と、重合性化合物とを含む紫外線硬化型インクジェット用組成物を用いてパターンを形成するインクジェット描画方法であって、前記紫外線硬化型インクジェット用組成物を、インクジェット方式により記録媒体に付与する組成物付与工程と、波長350nm以上450nm以下の紫外線を照射することにより、前記重合性化合物を重合させる重合工程と、を有し、前記紫外線の照射強度が、500mW/cm2以上であり、前記紫外線の照射エネルギーが、200mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
しかし、これらの方法では、微細なパターンを形成することや、曲面部への適用が困難であるといった問題があった。
他方、顔料または染料を含む組成物による記録媒体への記録方法として、インクジェット法による記録方法が用いられている。インクジェット法では、微細なパターンの形成や、曲面部への記録にも好適に適用できるという点で優れている。また、近年、インクジェット法において、耐擦性、耐水性、耐溶剤性等を特に優れたものとするため等に、紫外線を照射すると硬化する組成物(紫外線硬化型インクジェット用組成物)が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
また、金属顔料を含有する光硬化型インク組成物が知られている(例えば、特許文献2)しかしながら、インクを硬化するために照射する紫外線の照射強度や照射エネルギーによっては、記録物の光沢感や耐擦性が得られなかった。
本発明のインクジェット描画方法は、金属粒子と、重合性化合物とを含む紫外線硬化型インクジェット用組成物を用いてパターンを形成するインクジェット描画方法であって、
前記紫外線硬化型インクジェット用組成物を、インクジェット方式により記録媒体に付与する組成物付与工程と、
波長350nm以上450nm以下の紫外線を照射することにより、前記重合性化合物を重合させる重合工程と、を有し、
前記紫外線の照射強度が500mW/cm2以上であり、前記紫外線の照射エネルギーが、200mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下であることを特徴とする。
これにより、光沢感、耐擦性に優れたパターンを形成することが可能なインクジェット描画方法を提供することができる。
これにより、光沢感、耐擦性に特に優れたパターンを形成することができる。
本発明のインクジェット描画方法では、前記紫外線の照射は、前記紫外線硬化型インクジェット用組成物を記録媒体に付与した直後から、50ms以上500ms以下後に開始されることが好ましい。
これにより、パターン表面に金属粒子をより効果的に配列させることができ、光沢感に特に優れるとともに、耐擦性にも優れたパターンを形成することができる。
これにより、光沢感、耐擦性に特に優れたパターンを形成することができる。
本発明のインクジェット描画方法では、前記金属粒子は、アルミニウムを含むことが好ましい。
これにより、光沢感、耐擦性に特に優れたパターンを形成することができる。
これにより、光沢感、耐擦性に優れたパターンをより容易に形成することができる。
本発明のインクジェット描画方法では、前記金属粒子の50%平均粒子径は、0.5μm以上3μm以下であることが好ましい。
これにより、光沢感、耐擦性に優れたパターンをより容易に形成することができる。
これにより、紫外線硬化型インクジェット用組成物の保存安定性を優れたものとしつつ、インクジェット法による吐出後の紫外線硬化型インクジェット用組成物の反応性を特に優れたものとし、記録物の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、形成されるパターンの耐擦性等を特に優れたものとすることができる。また、金属粒子をより好適に配置させることができ、記録物の光沢感、高級感を特に優れたものとすることができる。
これにより、紫外線硬化型インクジェット用組成物の保存安定性をより優れたものとしつつ、形成されるパターンの耐擦性等をさらに優れたものとすることができる。また、金属粒子をより好適に配置させることができ、記録物の光沢感、高級感を特に優れたものとすることができる。
本発明の記録物は、本発明の方法を用いて描画されたパターンを備えたことを特徴とする。
これにより、光沢感、耐擦性に優れたパターンを備えた記録物を提供することができる。
《インクジェット描画方法》
まず、本発明のインクジェット描画方法について説明する。
図1は、記録物の製造に用いる液滴吐出装置を示す斜視図である。
本発明のインクジェット描画方法は、金属粒子と、重合性化合物とを含む紫外線硬化型インクジェット用組成物を、インクジェット方式により記録媒体に付与する組成物付与工程(1a)と、波長350nm以上450nm以下の紫外線を照射することにより、前記重合性化合物を重合させる重合工程(1b)とを有する。
しかし、これらの方法では、微細なパターンを形成することや、曲面部への適用が困難であるといった問題があった。
他方、顔料または染料を含む組成物による記録媒体への記録方法として、インクジェット法による記録方法が用いられている。インクジェット法では、微細なパターンの形成や、曲面部への記録にも好適に適用できるという点で優れている。また、近年、インクジェット法において、耐擦性、耐水性、耐溶剤性等を特に優れたものとするため等に、紫外線を照射すると硬化する組成物(紫外線硬化型インクジェット用組成物)が用いられている。
<組成物付与工程>
まず、金属粒子と、重合性化合物とを含む紫外線硬化型インクジェット用組成物2を、インクジェット方式により記録媒体11に付与する(1a)。
インクジェット法の方式(液滴吐出方式)としては、例えば、ピエゾ方式や、インクを加熱して発生した泡(バブル)によりインクを吐出させる方式等を用いることができるが、紫外線硬化型インクジェット用組成物2の変質のし難さ等の観点から、ピエゾ方式が好ましい。
図1に示すように、本工程で用いる液滴吐出装置100は、紫外線硬化型インクジェット用組成物2を保持するタンク101と、チューブ110と、チューブ110を介してタンク101から紫外線硬化型インクジェット用組成物2が供給される吐出走査部102とを備える。吐出走査部102は、複数の液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)をキャリッジに搭載してなる液滴吐出手段103と、液滴吐出手段103の位置を制御する第1位置制御装置104(移動手段)と、記録媒体(基材)11を保持するステージ106と、ステージ106の位置を制御する第2位置制御装置108(移動手段)と、制御手段112とを備えている。タンク101と、液滴吐出手段103における複数の液滴吐出ヘッドとは、チューブ110で連結されており、タンク101から複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれに紫外線硬化型インクジェット用組成物2が圧縮空気によって供給される。
上述のように、液滴吐出手段103は、第1位置制御装置104によってX軸方向に移動させられる。一方、ステージ106は、第2位置制御装置108によってY軸方向に移動させられる。つまり、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108によって、ステージ106に対する液滴吐出ヘッドの相対位置が変わる(ステージ106に保持された記録媒体11と、液滴吐出手段103とが相対的に移動する)。
上記のような液滴吐出装置100を用いて、紫外線硬化型インクジェット用組成物2を記録媒体11に付与する。上記のような装置を用いることにより、記録媒体11の所望の部位に、効率よくかつ選択的に紫外線硬化型インクジェット用組成物2を付与することができる。なお、図示の構成では、液滴吐出装置100は、紫外線硬化型インクジェット用組成物2を保持するタンク101、チューブ110等を1色分しか有していないが、これらの部材を、複数種の紫外線硬化型インクジェット用組成物2の分だけ有するものであってもよい。また、記録物の製造においては、複数種の紫外線硬化型インクジェット用組成物2に対応する複数の液滴吐出装置100を用いてもよい。
紫外線硬化型インクジェット用組成物については、後に詳述する。
次に、紫外線を照射することにより、記録媒体11に付与された紫外線硬化型インクジェット用組成物2を構成する重合性化合物を硬化させ印刷部(パターン)を得る(1b)。これにより、記録物が得られる。
上述したように、本工程では、記録媒体11に付与された紫外線硬化型インクジェット用組成物2に対して、波長350nm以上450nm以下の紫外線を、照射強度が500mW/cm2以上、かつ、照射エネルギーが200mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下となるように照射する。
このように本発明では、紫外線の照射強度が500mW/cm2以上であるが、1000mW/cm2以上であるのが好ましく、上限は2000mW/cm2以下であるのがより好ましい。これにより、記録物の外観や光沢度の光沢感をより顕著なものとすることができる。また、本発明では、紫外線の照射エネルギーが200mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下であるが、200mJ/cm2以上1000mJ/cm2以下であるのがより好ましく、200mJ/cm2以上600mJ/cm2以下であるのがさらに好ましい。これにより、本発明の効果、特に耐擦性をより顕著なものとすることができる。
なお、本工程は、磁力を作用させつつ行ってもよい。これにより、前記配列工程で配列させた粉末の配列状態を乱すことなく、紫外線硬化型インクジェット用組成物2を硬化させることができ、より確実に記録物の光沢感を特に優れたものとすることができる。
以下、本発明で用いる紫外線硬化型インクジェット用組成物について詳細に説明する。
<金属粒子>
上述したように、紫外線硬化型インクジェット用組成物は、金属粒子(金属粉末)を含んでいる。本明細書において、金属粒子とは、少なくとも表面が金属材料で構成されている粒子をいう。
本発明において、鱗片状とは、平板状、湾曲板状等のように、所定の角度から観察した際(平面視した際)の面積が、当該観察方向と直交する角度から観察した際の面積よりも大きい形状のことをいい、特に、投影面積が最大となる方向から観察した際(平面視した際)の面積S1[μm2]と、当該観察方向と直交する方向のうち観察した際の面積が最大となる方向から観察した際の面積S0[μm2]に対する比率(S1/S0)が、好ましくは2以上であり、より好ましくは5以上であり、さらに好ましくは8以上である。この値としては、例えば、任意の10個の粒子について観察を行い、これらの粒子についての算出される値の平均値を採用することができる。
また、前記粉砕は、液体中において、前記膜に超音波振動を付与することにより行われるものであるのが好ましい。これにより、上述したような粒径の第1の粒子を容易かつ確実に得ることができるとともに、各粒子間での大きさ、形状、特性のばらつきの発生を抑制することができる。
紫外線硬化型インクジェット用組成物は、紫外線の照射により重合し、硬化する成分である重合性化合物を含むものである。このような成分を含むことにより、紫外線硬化型インクジェット用組成物を用いて製造される記録物の耐擦性、耐水性、耐溶剤性等を優れたものとすることができる。また、重合性化合物が硬化することにより上述したように配列(配向)した金属粒子を固定することができるため、記録物の光沢感を安定的に優れたものとすることができる。
本実施の形態に係る紫外線硬化型インクジェット用組成物は、上述した以外の成分(その他の成分)を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、光重合開始剤、スリップ剤(レベリング剤)、分散剤、重合促進剤、重合禁止剤、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、着色剤、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、キレート剤、増粘剤、増感剤(増感色素)等が挙げられる。
これらの中でも、重合性化合物への溶解性および硬化性の観点から、アシルホスフィンオキサイド化合物およびチオキサントン化合物から選択される少なくとも1種が好ましく、アシルホスフィンオキサイド化合物およびチオキサントン化合物を併用することがより好ましい。
紫外線硬化型インクジェット用組成物がスリップ剤を含むものであると、レベリング作用により記録物の表面が平滑になり、耐擦性が向上する。
紫外線硬化型インクジェット用組成物が分散剤を含むものであると、金属粒子の分散性を優れたものとすることができ、紫外線硬化型インクジェット用組成物の保存安定性、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。分散剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマーおよびコポリマー、アクリル系ポリマーおよびコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、エポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明で用いる紫外線硬化型インクジェット用組成物の室温(20℃)での粘度は、20mPa・s以下であるのが好ましく、3mPa・s以上15mPa・s以下であるのがより好ましい。これにより、インクジェット法による液滴吐出を好適に行うことができる。
次に、本発明の記録物について説明する。
本発明の記録物は、上述したような方法を用いて形成されたパターンを備えたものである。このような記録物は、光沢感、意匠性に優れたパターン(パターン)を有するものである。
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[1]インクジェット用組成物(紫外線硬化型インクジェット用組成物)の製造
(調製例1)
まず、表面が平滑なポリエチレンテレフタレート製のフィルム(表面粗さRaが0.02μm以下)を用意した。次に、このフィルムの一方の面の全体にシリコーンオイルを塗布した。次に、シリコーンオイルを塗布した面側に、蒸着法により、Alで構成された膜を順次形成した。次に、Al膜が形成されたポリエチレンテレフタレート製のフィルム(基材)を、ジエチレングリコールジエチルエーテルで構成された液体中に入れ、超音波振動を付与した。これにより、Alで構成された鱗片状の金属粒子が得られた。金属粒子の50%平均粒径は0.5μmであった。また、金属粒子の平均厚さは、10nmであった。
インクジェット用組成物(紫外線硬化型インクジェット用組成物)の調製に用いる原料の種類・比率、および、金属粒子の製造条件を変更することにより、表1に示すような組成となるようにした以外は、前記調製例1と同様にしてインクジェット用組成物(紫外線硬化型インクジェット用組成物)を製造した。調製例6は、金属粒子として、球状の物を使用した。
(実施例1)
製造直後の調製例1のインクジェット用組成物(紫外線硬化型インクジェット用組成物)を用いて、それぞれ、以下のようにして、記録物としてのインテリアパネルを製造した。
まず、製造直後のインクジェット用組成物をインクジェット装置に投入した。
記録媒体への付与直後から300ms後に、395nmの波長に極大値を有するスペクトルの紫外線を、照射強度500mW/cm2で4秒間照射し、記録媒体上のインクジェット用組成物を硬化させ、パターンを形成し、記録物を得た。紫外線の照射エネルギーは、2000mJ/cm2であった。
(実施例2〜11、比較例1〜5)
紫外線の照射条件、調製例を、表2に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして記録物を製造した。
上記のようにして得られた各実施例および各比較例の記録物について、以下のような評価を行った。
[3.1]記録物の外観評価
前記各実施例および比較例で製造した各記録物を目視により観察し、以下の7段階の基準に従い、評価した。
A:優れた光沢感を有しパターンに蛍光灯を反射させた際、蛍光灯の形が見える。
B:優れた光沢感を有しパターンに蛍光灯を反射させた際、蛍光灯の形が見えない。
C:上記A、Bと比べて光沢感が弱い。
D:光沢感がきわめて劣る。
前記各実施例および比較例で製造した各記録物のパターン形成部について、光沢度計(MINOLTA MULTI GLOSS 268)を用い、煽り角度60°での光沢度を測定し、以下の基準に従い評価した。
A:光沢度が300以上。
B:光沢度が200以上300未満。
C:光沢度が100以上200未満。
D:光沢度が100未満。
前記各実施例および比較例に係る記録物について、記録物の製造から72時間経過した時点で、サウザーランドラブテスターを用い、JIS K5701に準じて耐擦性試験を行い、上記[3.2]で述べたのと同様の方法により、耐擦性試験後の記録物についても光沢度(煽り角度60°)を測定し、耐擦性試験前後での光沢度の低下率を求め、以下の基準に従い評価した。
B:光沢度の低下率が10%以上20%未満。
C:光沢度の低下率が20%以上30%未満。
D:光沢度の低下率が30%以上。
これらの結果を表3に示す。
Claims (11)
- 金属粒子と、重合性化合物とを含む紫外線硬化型インクジェット用組成物を用いてパターンを形成するインクジェット描画方法であって、
前記紫外線硬化型インクジェット用組成物を、インクジェット方式により記録媒体に付与する組成物付与工程と、
波長350nm以上450nm以下の紫外線を照射することにより、前記重合性化合物を重合させる重合工程と、を有し、
前記紫外線の照射強度が500mW/cm2以上であり、前記紫外線の照射エネルギーが、200mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下であることを特徴とするインクジェット描画方法。 - 前記紫外線の照射強度が1000mW/cm2以上である請求項1に記載のインクジェット描画方法。
- 前記紫外線の照射は、前記紫外線硬化型インクジェット用組成物を記録媒体に付与した直後から、50ms以上500ms以下後に開始される請求項1または2に記載のインクジェット描画方法。
- 前記金属粒子は、鱗片状である請求項1ないし3のいずれか一項に記載のインクジェット描画方法。
- 前記金属粒子は、アルミニウムを含む請求項1ないし4のいずれか一項に記載のインクジェット描画方法。
- 前記金属粒子の平均厚さは、10nm以上100nm以下である請求項1ないし5のいずれか一項に記載のインクジェット描画方法。
- 前記金属粒子の50%平均粒子径は、0.5μm以上3μm以下である請求項1ないし6のいずれか一項に記載のインクジェット描画方法。
- 前記紫外線硬化型インクジェット用組成物は、前記重合性化合物として、2官能以上の(メタ)アクリレートを紫外線硬化型インクジェット用組成物の15〜70質量%含む、請求項1ないし7のいずれか一項に記載のインクジェット描画方法。
- 前記紫外線硬化型インクジェット用組成物は、前記重合性化合物として、フェノキシエチルアクリレート、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、および、4−ヒドロキシブチルアクリレートよりなる群から選択される少なくとも1種を含むものである請求項8に記載のインクジェット描画方法。
- 前記紫外線硬化型インクジェット用組成物は、前記重合性化合物として、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレートおよび/またはアミノアクリレートを含むものである請求項1ないし9のいずれか一項に記載のインクジェット描画方法。
- 請求項1ないし10のいずれか一項に記載の方法を用いて描画されたパターンを備えたことを特徴とする記録物。
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