JP4748063B2 - 活性光線硬化型インクジェットインクセット、その画像形成方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
光開始剤、光重合性化合物、顔料、酸価とアミン価の両方をもちかつ酸価がアミン価よりも大きい分散剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクからなる活性光線硬化型インクジェットインクセットにおいて、該活性光線硬化型インクジェットインクセットは、少なくともイエロー、シアン、ブラック及びそれ以外の1色以上のインクからなり、かつ、イエローインクの平均粒径がシアンインクとブラックインクの平均粒径より0.025〜0.090μm大きく、更に、各色インクの平均粒径が0.070〜0.220μmであることを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインクセット。
光開始剤、光重合性化合物、顔料、酸価とアミン価の両方をもちかつ酸価がアミン価よりも大きい分散剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクからなる活性光線硬化型インクジェットインクセットにおいて、該活性光線硬化型インクジェットインクセットは、少なくともイエロー、シアン、ブラック及びそれ以外の1色以上のインクからなり、かつ、イエローインクの平均粒径が0.130〜0.220μmであり、更に、シアンインクとブラックインクの平均粒径が0.070〜0.120μmであることを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインクセット。
光開始剤、光重合性化合物、顔料、酸価とアミン価の両方をもちかつ酸価がアミン価よりも大きい分散剤を含有する活性光線硬化型インクジェットインクからなる活性光線硬化型インクジェットインクセットにおいて、該活性光線硬化型インクジェットインクセットは、少なくともイエロー、シアン、ブラック及びそれ以外の1色以上のインクからなり、かつ、イエローインクの平均粒径が0.130〜0.220μmであり、更に、シアンインクとブラックインクの平均粒径が0.070〜0.120μmであることを特徴とする(1)に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
更に、マゼンタインクの平均粒径が0.100〜0.150μmであることを特徴とする(2)または(3)に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
更に、白インクの平均粒径が0.130〜0.220μmであることを特徴とする(2)〜(4)のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
光重合性化合物として、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を含有することを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
光重合性化合物として、少なくとも1種のオキセタン環を有する化合物を30〜95質量%、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を5〜70質量%、少なくとも1種のビニルエーテル化合物0〜40質量%とを含有することを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
25℃における粘度が7〜50mPa・sであることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
インクジェット記録ヘッドより、(1)〜(8)のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクセットに含まれる活性光線硬化型インクジェットインクを記録材料上に噴射し、該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該活性光線硬化型インクジェットインクが着弾した後、0.001〜1.0秒の間に活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。
インクジェット記録ヘッドより、(1)〜(8)のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクセットに含まれる活性光線硬化型インクジェットインクを記録材料上に噴射して該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該活性光線硬化型インクジェットインクが着弾し、活性光線を照射して硬化した後の総インク膜厚が、2〜20μmであることを特徴とする画像形成方法。
インクジェット記録ヘッドより、(1)〜(8)のいずれかに記載の活性光線硬化型インクジェットインクセットに含まれる活性光線硬化型インクジェットインクを記録材料上に噴射して該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクジェット記録ヘッドの各ノズルより吐出するインク液滴量が、2〜15plであることを特徴とする画像形成方法。
ラインヘッド方式の記録ヘッドより噴射して画像を形成することを特徴とする(9)〜(11)のいずれかに記載の画像形成方法。
(9)〜(12)のいずれかに記載の画像形成方法に用いられるインクジェット記録装置が、活性光線硬化型インクジェットインク及び記録ヘッドを35〜100℃に加熱した後、吐出する機構を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2 ヘッドキャリッジ
3 記録ヘッド
31 インク吐出口
4 照射手段
5 プラテン部
6 ガイド部材
7 蛇腹構造
8 照射光源
P 記録材料
顔料は必要に応じて種々の公知の表面処理を行ってもよい。
本発明で用いることのできるビニルエーテル化合物としては、例えばエチレングリコールジビニルエーテル、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、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又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。
本発明では、記録材料上にインクが着弾し、活性光線を照射して硬化した後の総インク膜厚が2〜20μmであることが好ましい。スクリーン印刷分野の活性光線硬化型インクジェット記録では、総インク膜厚が20μmを越えているのが現状であるが、記録材料が薄いプラスチック材料であることが多い軟包装印刷分野では、前述した記録材料のカール・皺の問題でだけでなく、印刷物全体のこし・質感が変わってしまうという問題が有るため、過剰な膜厚のインク吐出は好ましくない。
インクの吐出条件としては、記録ヘッド及びインクを35〜100℃に加熱し、吐出することが吐出安定性の点で好ましい。活性光線硬化型インクは、温度変動による粘度変動幅が大きく、粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度を上げながらその温度を一定に保つことが必要である。インク温度の制御幅としては、設定温度±5℃、好ましくは設定温度±2℃、更に好ましくは設定温度±1℃である。
本発明の画像形成方法においては、活性光線の照射条件として、インク着弾後0.001秒〜1.0秒の間に活性光線が照射されることが好ましく、より好ましくは0.001秒〜0.8秒である。高精細な画像を形成するためには、照射タイミングが出来るだけ早いことが特に重要となる。
分散剤をメチルイソブチルケトンに溶解し、0.01モル/L過塩素酸メチルイソブチルケトン溶液で電位差滴定を行い、KOHmg/g換算したものをアミン価とした。電位差滴定は平沼産業株式会社製自動滴定装置COM−1500を用いて測定した。
分散剤をメチルイソブチルケトンに溶解し、0.01モル/Lカリウムメトキシド−メチルイソブチルケトン/メタノール(4:1)溶液で電位差滴定を行い、KOHmg/g換算したものを酸価とした。電位差滴定は平沼産業株式会社製自動滴定装置COM−1500を用いて測定した。
以下の組成で顔料を分散した。以下の化合物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時間加熱撹拌溶解した。
PB824(味の素ファインテクノ社製分散剤)(酸価32.5mg/g アミン価19.1mg/g) 8部
テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能) 72部
室温まで冷却した後これに下記顔料20部を加えて、直径1mm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にて下記時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Aとした。
顔料K:Pigment Black 7(三菱化学社製、MA7) 10時間
顔料C:Pigment Blue 15:4(山陽色素株式会社製、シアニンブルー4044) 6時間
顔料M:Pigment Red 122(クラリアント社製、PV FAST PINK E01) 6時間
顔料Y:Pigment Yellow 180(クラリアント社製、PV FAST YELLOW HG01) 9時間
〈分散液の調製B〉
以下の組成で顔料を分散した。以下の化合物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時間加熱撹拌溶解した。
PB822(味の素ファインテクノ社製分散剤)(酸価18.5mg/g アミン価15.9mg/g) 9部
OXT211(東亜合成社製オキセタン化合物) 71部
室温まで冷却した後これに下記顔料20部を加えて、直径1mm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にて下記時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Bとした。
顔料K:Pigment Black 7(三菱化学社製、#52) 10時間
顔料C:Pigment Blue 15:4(山陽色素株式会社製、シアニンブルー4044) 6時間
顔料M:Pigment Violet19(クラリアント社製、PV FAST RED E5B) 6時間
顔料Y:Pigment Yellow 120(クラリアント社製、HOSTAPERM YELLOW H2G) 9時間
〈分散液の調製C〉
以下の組成で顔料を分散した。以下の化合物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時間加熱撹拌溶解した。
KF−1300M(川研ファインケミカル社製分散剤)(酸価26.2mg/g アミン価17.8mg/g) 10部
テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能) 70部
室温まで冷却した後これに下記顔料20部を加えて、直径1mm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にて下記時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Cとした。
顔料K:Pigment Black 7(三菱化学社製、MA7) 10時間
顔料C:Pigment Blue 15:4(大日精化株式会社製、ブルーNo.32) 8時間
顔料M:Pigment Red 122(大日精化株式会社製、クロモファインレッド6887) 6時間
顔料Y:Pigment Yellow 120(クラリアント社製、HOSTAPERM YELLOW H2G) 6時間
顔料W:酸化チタン(日本ピグメント社製、特注) 10時間
〈分散液の調製D〉
以下の組成で顔料を分散した。以下の化合物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時間加熱撹拌溶解した。
T−6000(川研ファインケミカル社製分散剤)(酸価36.0mg/g アミン価12.4mg/g) 8部
OXT221(東亜合成社製オキセタン化合物) 72部
室温まで冷却した後これに下記顔料20部を加えて、直径1mm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にて下記時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Dとした。
顔料K:Pigment Black 7(三菱化学社製、#52) 10時間
顔料C:Pigment Blue 15:4(大日精化株式会社製、ブルーNo.32) 8時間
顔料M:Pigment Red 122(クラリアント社製、PV FAST PINK E01) 8時間
顔料Y:Pigment Yellow 180(クラリアント社製、PV FAST YELLOW HG01) 6時間
顔料W:酸化チタン(日本ピグメント社製、特注) 10時間
〈分散液の調製E〉
(分散剤が塩基性)
以下の組成で顔料を分散した。以下の化合物をステンレスビーカーに入れ撹拌した。
Disperbyk161(ビックケミー社製製分散剤)(酸価4.4mg/g、アミン価10.9mg/g) 8部
テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能) 72部
室温まで冷却した後これに下記顔料20部を加えて、直径1mm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にて下記時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Eとした。
顔料K:Pigment Black 7(三菱化学社製、MA7) 10時間
顔料C:Pigment Blue 15:4(山陽色素株式会社製、シアニンブルー4044) 10時間
顔料M:Pigment Violet19(クラリアント社製、Hostaperm
Red E5B02) 10時間
顔料Y:Pigment Yellow 138(大日精化社製、特注) 10時間
〈分散液の調製F〉
(分散剤が塩基性)
以下の組成で顔料を分散した。以下の化合物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時間加熱撹拌溶解した。
ソルスパーズ32000(アビシア株式会社製分散剤)(酸価24.8mg/g、アミン価27.1mg/g) 8部
OXT221 72部
これに下記顔料20部を加えて、直径1mm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にて下記時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Fとした。
顔料K:Pigment Black 7(三菱化学社製、#52) 10時間
顔料C:Pigment Blue 15:4(山陽色素株式会社製、シアニンブルー4044) 10時間
顔料M:Pigment Red 122(大日精化株式会社製、クロモファインレッド321) 8時間
顔料Y:Pigment Yellow 120(クラリアント社製、HOSTAPERM YELLOW H2G) 10時間
顔料W:酸化チタン(日本ピグメント社製、特注) 10時間
〈活性光線硬化型インクジェットインク(単にインクともいう)の調製〉
表1及び2に記載のインク組成でインクを作製し、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過を行った。各インクの平均粒径、粘度は表に示す通りである。
Nanoシリーズにて測定したインク中における顔料粒子の体積平均粒径値である。
即ち、本発明におけるインクの平均粒径は、インクを下記重合性組成物で10000倍に希釈して十分攪拌後、測定温度を25℃に設定し、 Malvern Instruments Ltd製ZetasizerNanoシリーズにて測定した場合の体積平均粒径値である。
本実施例において、インク組成1、2、5の平均粒径は、上記重合性組成物としてテトラエチレングリコールジアクリレートを用いで希釈した。またインク組成3、4、および6の平均粒径は、上記重合性組成物として、OXT221(東亜合成社製オキセタン化合物)を用いて希釈した。
K:濃ブラックインク
C:濃シアンインク
M:濃マゼンタインク
Y:濃イエローインク
《インクジェット画像形成方法》
ピエゾ型インクジェットノズルを備えた図1に記載の構成からなるインクジェット記録装置に、上記調製した各インク組成セット(活性光線硬化型インクジェットインクセット)1〜3を装填し、表に記載の記録材料巾600mm、長さ500mの長尺へ、下記の画像記録を連続して行った。インク供給系は、インクタンク、供給パイプ、ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、ピエゾヘッドからなり、前室タンクからヘッド部分まで断熱して50℃の加温を行った。ピエゾヘッドは、2〜15plのマルチサイズドットを720×720dpiの解像度で吐出できるよう駆動して、各インクを連続吐出した。そして搬送ガイドプレート(プラテン部)を40℃に加熱しておくことにより、記録材料に着弾後もインクがほぼ40℃を保つようにした。インクは記録材料に着弾した後、キャリッジ両脇のランプユニットにより瞬時(着弾後1秒未満)に硬化される。記録後、トータルインク膜厚を測定したところ、2.3〜18μmの範囲であった。本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。なお、インクジェット画像の形成は、27℃、80%RHの高湿環境下で行った。
PET:polyethylene terephthalate
PVC:polyvinyl chloride
上記画像形成方法で記録した各画像について、1m、10m、50m、100m、出力時に下記の評価を行い、画質を通しての吐出性安定性の評価とした。
Y、M、C、K各色インクを用いて、目標濃度で6ポイントMS明朝体文字を印字し、文字のガサツキをルーペで拡大評価し、下記の基準に則り文字品質の評価を行った。
3:僅かにガサツキが見える
2:ガサツキが見えるが、文字として判別でき、ギリギリ使えるレベル
1:ガサツキがひどく、文字がかすれていて使えないレベル
(色混じり(滲み))
720dpiで、Y、M、C、K各色1ドットが隣り合うように印字し、隣り合う各色ドットをルーペで拡大し、滲み具合を目視観察し、下記の基準に則り色混じりの評価を行った。
3:隣り合うドット形状はほぼ真円を保ち、ほとんど滲みがない
2:隣り合うドットが少し滲んでいてドット形状が少しくずれているが、ギリギリ使えるレベル
1:隣り合うドットが滲んで混じりあっており、使えないレベル
以上により得られた各評価結果を、表4に示す。
Claims (13)
- 活性光線硬化型イエローインク、活性光線硬化型シアンインク、および活性光線硬化型ブラックインク、更にイエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクを1つ以上有する活性光線硬化型インクジェットインクセットであり、
前記活性光線硬化型イエローインク、前記活性光線硬化型シアンインク、前記活性光線硬化型ブラックインク、更に前記イエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクは、それぞれ光開始剤、光重合性化合物、顔料、および酸価とアミン価の両方をもちかつ酸価がアミン価よりも大きい分散剤を含有し、かつ、前記活性光線硬化型イエローインクに含有される顔料粒子の平均粒径が前記活性光線硬化型シアンインクに含有される顔料粒子の平均粒径および前記活性光線硬化型ブラックインクに含有される顔料粒子の平均粒径より0.025〜0.090μm大きく、更に、前記活性光線硬化型インクジェットインクセット全体中における顔料粒子の平均粒径が0.070〜0.220μmであることを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインクセット。 - ブラックインク、更にイエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクを1つ以上有する活性光線硬化型インクジェットインクセットであり、
前記活性光線硬化型イエローインク、前記活性光線硬化型シアンインク、前記活性光線硬化型ブラックインク、更に前記イエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクは、それぞれ光開始剤、光重合性化合物、顔料、および酸価とアミン価の両方をもちかつ酸価がアミン価よりも大きい分散剤を含有し、かつ、前記活性光線硬化型イエローインクに含有される顔料粒子の平均粒径が0.130〜0.220μmであり、更に、前記活性光線硬化型シアンインクに含有される顔料粒子の平均粒径と前記活性光線硬化型ブラックインクに含有される顔料粒子の平均粒径が、それぞれ0.070〜0.120μmであることを特徴とする活性光線硬化型インクジェットインクセット。 - ブラックインク、更にイエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクを1つ以上有する活性光線硬化型インクジェットインクセットであり、
前記活性光線硬化型イエローインク、前記活性光線硬化型シアンインク、前記活性光線硬化型ブラックインク、更に前記イエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクは、それぞれ光開始剤、光重合性化合物、顔料、および酸価とアミン価の両方をもちかつ酸価がアミン価よりも大きい分散剤を含有し、かつ、前記活性光線硬化型イエローインクに含有される顔料粒子の平均粒径が0.130〜0.220μmであり、更に、前記活性光線硬化型シアンインクに含有される顔料粒子の平均粒径と前記活性光線硬化型ブラックインクに含有される顔料粒子の平均粒径が、それぞれ0.070〜0.120μmであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。 - 前記イエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクが活性光線硬化型マゼンタインクであり、前記活性光線硬化型マゼンタインクに含有される顔料粒子の平均粒径が0.100〜0.150μmであることを特徴とする請求の範囲第2項または第3項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
- 前記イエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクが活性光線硬化型白インクであり、前記活性光線硬化型白インクに含有される顔料粒子の平均粒径が0.130〜0.220μmであることを特徴とする請求の範囲第2項〜第4項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
- 前記光重合性化合物が、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を含有することを特徴とする請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
- 前記光重合性化合物が、少なくとも1種のオキセタン環を有する化合物を30〜95質量%、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を5〜70質量%、少なくとも1種のビニルエーテル化合物0〜40質量%とを含有することを特徴とする請求の範囲第1項〜第6項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
- 前記活性光線硬化型イエローインク、前記活性光線硬化型シアンインク、前記活性光線硬化型ブラックインク、更に前記イエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクは、それぞれ25℃における粘度が7〜50mPa・sであることを特徴とする請求の範囲第1項〜第7項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセット。
- インクジェット記録ヘッドより、請求の範囲第1項〜第8項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インクジェットインクセットに含まれる前記活性光線硬化型イエローインク、前記活性光線硬化型シアンインク、前記活性光線硬化型ブラックインク、更に前記イエロー、シアン、およびブラックとは異なる色の活性光線硬化型インクを記録材料上に噴射し、該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、前記活性光線硬化型インクジェットインクが着弾した後、0.001〜1.0秒の間に活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。
- 活性光線を照射して硬化した後の総インク膜厚が、2〜20μmであることを特徴とする請求の範囲第9項に記載の画像形成方法。
- 前記インクジェット記録ヘッドの各ノズルより吐出するインク液滴量が、2〜15plであることを特徴とする請求の範囲第9項に記載の画像形成方法。
- ラインヘッド方式の記録ヘッドより噴射して画像を形成することを特徴とする請求の範囲第9項〜第11項のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 請求の範囲第9項〜第12項のいずれか1項に記載の画像形成方法に用いられるインクジェット記録装置が、前記活性光線硬化型インクジェットインク及び記録ヘッドを35〜100℃に加熱した後、吐出する機構を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
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