JP2014200740A - 印刷方法及び加熱条件の決定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
光カチオン重合系インクに含有されるカチオン重合性化合物としては、例えば、オキセタン環を有する化合物(以下、オキセタン化合物という)、オキシラン環を有する化合物(以下、オキシラン化合物という)、ビニルエーテル化合物が挙げられ、特に、オキセタン化合物及びオキシラン化合物の少なくとも一方又は両方を含むことが好ましい。
本発明で用いることのできるカチオン重合性化合物としてのオキセタン化合物は、分子内に1以上のオキセタン環を有する化合物である。具体的には、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(東亞合成(株)製商品名OXT101等)、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ベンゼン(同OXT121等)、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン(同OXT211等)、ジ(1−エチル−3−オキセタニル)メチルエーテル(同OXT221等)、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン(同OXT212等)等を好ましく用いることができ、特に、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、ジ(1−エチル−3−オキセタニル)メチルエーテルを好ましく用いることができる。これらは単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
オキシラン化合物としては、以下の芳香族エポキシド、脂環式エポキシド及び脂肪族エポキシド等のエポキシ化合物が挙げられる。
本発明で用いることのできるカチオン重合性化合物としてのビニルエーテル化合物は、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ヒドロキシエチルモノビニルエーテル、ヒドロキシノニルモノビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジまたはトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−o−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
本発明に係る光カチオン重合系インクにおいては、カチオン重合性化合物と共に、光重合開始剤としてカチオン重合開始剤を含有することが好ましい。
本発明で用いることのできるオニウム化合物の具体的な例を以下に示す。
本発明に係る光カチオン重合系インクにおいては、300nmよりも長波長に紫外線スペクトル吸収を有する増感剤を用いることが好ましく、例えば、置換基として水酸基、置換されていてもよいアラルキルオキシ基またはアルコキシ基を少なくとも1つ有する多環芳香族化合物、カルバゾール誘導体、チオキサントン誘導体等を挙げることができる。
本発明に係る光カチオン重合系インクは、開始助剤を含むことが好ましい。開始助剤とは、光照射により、電子供与、電子吸引、熱の発生等により開始剤にエネルギーを供与して、開始剤の酸の発生効率を向上させる増感色素として作用する物質であり、開始剤と組み合わせて適用される。
本発明に係る光カチオン重合系インクは、インクの保存安定の観点からアミン化合物を含有してもよい。アミン化合物としては、例えば、オクチルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、ナフチルアミン、キシレンジアミン、ジベンジルアミン、ジフェニルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジメチルアニリン、ジメチルオクタデシルアミン、ジメチルヘキサデシルアミン、ジヘプチルアミン、ジメチルデシルアミン、キヌクリジン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチル−1,6−ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン、2−メチルアミノエタノール、トリイソプロパノールアミンおよびトリエタノールアミンなどが挙げられ、そのうち窒素原子の電荷が−0.400以上である化合物は、トリイソプロパノールアミン、ジヘプチルアミン、オクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルヘキサデシルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルオクタデシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン等がある。
本発明に係る光カチオン重合系インクは、色材を含有してもよい。色材としては、顔料あるいは染料を用いることができる。画像の耐候性の観点から、顔料を用いることが好ましい。
本発明に係る光カチオン重合系インクには、上記成分の他、必要に応じてインク中、50質量%までの量で以下の材料を加えることができる。
本発明に係る光カチオン重合系インクにおいては、25℃における粘度が5〜500mPa・sであることが、本発明の効果を顕著に奏する観点で好ましい。
<インク1(光カチオン重合系インク(組成1)の調製>
以下の方法に従って、顔料を含む顔料分散液を調製した。
分散剤(PB824 味の素ファインテクノ社製)を3.5部と光重合性化合物 (オキセタン;東亞合成製OXT−221)66.5部をステンレスビーカーに入れ、65℃ホットプレート上で加熱しながら1時間加熱、撹拌して溶解した。次いで、溶液を室温まで冷却した後、これに顔料(C.I.Pigment Black 7)を10部加えて、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーで2時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液を調製した。
前記の顔料分散液に下記記載のインク組成を加えて攪拌し、0.8μmメンブランフィルターで濾過してインク1を作製した。
・オキセタン(東亞合成製OXT−221): 47.5部
・オキセタン(東亞合成製OXT−212): 10部
・エポキシ化合物(例示EP−17): 20部
・光開始剤(サンアプロ製CPI−100P): 2.5部
インク組成を下記のように変更し、さらに界面活性剤(信越化学工業社製KF351)にて表面張力が25mN/mになるように調整した以外はインク1と同様にしてインク2を作製した。
・オキセタン(東亞合成製OXT−221): 45.5部
・オキセタン(東亞合成製OXT−212): 10部
・エポキシ化合物(例示EP−17): 20部
・光開始剤(サンアプロ製CPI−100P): 2.5部
・増感剤(川崎化成工業製DEA): 2部
インク1で使用した光重合性化合物 (オキセタン;東亞合成製OXT−221)をエポキシ化合物(ダイセル化学工業社製セロキサイド3000)に変更した以外はインク1と同様にして顔料分散液を調製した。
前記の顔料分散液に下記記載のインク組成を加えて攪拌し、0.8μmメンブランフィルターで濾過してインク3を作製した。
・エポキシ化合物(ダイセル化学工業社製セロキサイド3000): 74部
・トリエタノールアミン: 0.02部
・光開始剤(下記化学式1): 5部
・ジエチルチオキサントン: 1部
化学式1
インク1で使用した光重合性化合物(オキセタン;東亞合成製OXT−221)に代えて、テトラエチレングリコールジアクリレートとラウリルアクリレートの1:1混合物に変更した以外はインク1と同様にして顔料分散液を調製した。
前記の顔料分散液に下記記載のインク組成を加えて攪拌し、0.8μmメンブランフィルターで濾過してインク4を作製した。
・ラウリルアクリレート: 22.4部
・テトラエチレングリコールジアクリレート: 30部
・カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:
22.5部
・信越シリコン製 KF−352 0.1部
・光開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製イルガキュア184):
5部
<反射防止膜なしのレンズ>
特開2011−209352の図7に符号L3で示されるレンズの形状に準じて、下記の樹脂A又は樹脂Bを用いて、レンズ(反射防止膜なしのレンズ)を成形加工した。
・樹脂B:三菱ガス化学社製ユピゼータEP
上記により樹脂Aを用いて得られたレンズの基材側から、TiO2膜とSiO2膜を順にスパッタリング装置により積層した反射防止コートを付与したレンズ(反射防止膜有りのレンズ)を作製した。
シリアル方式のインクジェット記録装置に前記のインクを充填し、レンズの撮像素子側に相当する面について有効光学面を除く外周部に塗布を行った。記録ヘッドにはコニカミノルタ製KM512−SHX(ノズルピッチ360npi(nozzle per inch)、液滴サイズ4pL)を用い、インク流路とノズルをヒーターにより表1に示す温度に制御した。
・最大膜厚変化
同一条件で得られた10枚の塗膜付きレンズの断面を、光学顕微鏡で観察し、膜厚の最大値と最小値の差を測定した。
塗膜付きレンズを、85℃、90%RHの条件で2か月保存し、膜が剥がれるなどの変化がないか目視で観察し、以下の評価基準で評価した。
◎:2か月間、外観上の変化なく良好な結果である。
○:1カ月では外観上の変化がないが、2カ月経過で変化があり。実用上問題ないレベル。
△:1カ月の保存で塗膜の欠落がないが、部分的に剥離したような気泡状の跡がみられ、実用上の問題が懸念される。
×:1カ月の保存で塗膜の欠落があり、実用不可である。
20℃において、セロハンテープ(ニチバン社製「CT−12」)を用い、指の腹で塗膜付きレンズの塗膜面に密着させた後、剥離した。塗膜の剥がれを目視で観察し、以下の評価基準で評価した。
○:セロハンテープを剥離しても塗膜が剥離しない。
×:セロハンテープの剥離に伴って塗膜が剥離した。
塗布前後のレンズについて、それぞれの形状を、接触式表面粗さ計を用いて測定し、下記の評価基準で評価した。
○:高さの変形が1μm未満である。
×:高さが1μm以上変形している(実用上の懸念あり)。
表1より、本発明により得られた塗膜は、膜厚の均一性が向上され、また密着性が向上され、更に、基材(レンズ)の変形も防止できることがわかる。
また、比較例である試験No.5及び試験No.13の対比より、無機酸化物系の膜に印刷を行うことにより、膜厚の均一性が大きく損なわれることがわかるが、本発明によれば、無機酸化物系の膜上においても、膜厚の均一性を向上できることがわかる。
更にまた、本発明と比較例である試験No.6の対比から、本発明において熱膨張率を0.3%以下とすることで、特に密着性が顕著に向上することがわかる。
Claims (11)
- 基材上に、光カチオン重合系インクを付与する印刷方法において、
前記基材の前記光カチオン重合系インクが付与される面の温度が30℃以上であり、且つ環境温度に対する前記基材の熱膨張率が0.3%以下となるように、前記基材の加熱を行うことを特徴とする印刷方法。 - 前記熱膨張率を、0.1%以上0.3%以下の範囲とすることを特徴とする請求項1記載の印刷方法。
- 前記基材は、プラスチックからなることを特徴とする請求項1又は2記載の印刷方法。
- 前記光カチオン重合系インクは、オキセタン化合物及びオキシラン化合物の少なくとも一方又は両方を含むことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の印刷方法。
- 前記基材の前記光カチオン重合系インクが付与される面に、無機酸化物系の膜が形成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の印刷方法。
- 前記無機酸化物系の膜は、酸化チタンを少なくとも含むことを特徴とする請求項5記載の印刷方法。
- 前記基材は、立体形状であることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の印刷方法。
- 前記基材は、レンズであることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の印刷方法。
- 前記基材の前記光カチオン重合系インクが付与される面の加熱温度に対して−10℃以上から+10℃以下の範囲となるように加熱された前記光カチオン重合系インクを、インクジェット法により、前記基材の前記面に付与することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の印刷方法。
- 前記熱膨張は、可逆的な膨張であることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の印刷方法。
- 基材上に光カチオン重合系インクを付与する際における該基材の加熱条件を決定するための加熱条件の決定方法であって、
前記基材、あるいはこれと実質的に同じ構成を備える基材を用意し、
該基材の前記光カチオン重合系インクが付与される面を30℃以上の温度に加熱する任意の加熱条件を設定し、その状態で、環境温度に対する該基材の熱膨張率を測定し、
前記熱膨張率が、0.3%以下であれば、当該加熱条件を可と判定し、0.3%を超える場合は不可と判定し、
可と判定された加熱条件を、決定された加熱条件として適用することを特徴とする加熱条件の決定方法。
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