JP5401789B2 - 活性光線硬化型インクジェットインク、それを用いる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
1.下記一般式(1)の部分構造を持つ多官能アクリレートまたはメタクリレート化合物であるトリメチロールプロパンノナエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンドデカエチレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンノナプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコール付加ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ドデカエチレングリコール付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート又はオクタデカエチレングリコール付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート化合物を、5〜40質量%含有す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。
一般式(1) −(−R−O−)n−
式中、Rはアルキレン基を表し、nは3の整数を表す。
3.前記活性光線硬化型インクジェットインクが単官能アクリレート又はメタクリレート化合物をさらに含有し、かつその含有量(M質量%)が、0<M<20であることを特徴とする1又は2記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
4.少なくとも1種の3級アミン化合物を含有することを特徴とする1〜3のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
5.少なくとも1種の光重合性3級アミンモノマーを含有することを特徴とする1〜3のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
6.25℃における粘度が10〜70mPa・sであることを特徴とする1〜5のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
7.1〜6のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインクを、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に吐出して印刷を行う画像形成方法において、吐出された活性光線硬化型インクジェットインクが該記録材料上に着弾後、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。
8.1〜6のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインクを、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に吐出して印刷を行う画像形成方法において、吐出された活性光線硬化型インクジェットインクが該記録材料上に着弾後、活性光線を照射して着弾した活性光線硬化型インクジェットインクを硬化し、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。
9.1〜6のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインクを、インクジェット記録ヘッドが有するノズルより記録材料上に吐出して印刷を行う画像形成方法において、該ノズルより吐出するインク液滴量が1〜15plであることを特徴とする画像形成方法。
10.前記記録材料が非吸収性の記録材料であることを特徴とする7〜9のいずれか1項記載の画像形成方法。
11.7〜10のいずれか1項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であって、活性光線硬化型インクジェットインク及びインクジェット記録ヘッドを35〜100℃に加熱した後、活性光線硬化型インクジェットインクを吐出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
4 活性光線照射手段
5 プラテン部
6 ガイド部材
P 記録材料
従来、インクジェットインクとしては、一般式(1)においてn=1又は2の部分構造を持つ(メタ)アクリレート、あるいは一般式(1)においてn=3以上の部分構造を持つ2官能あるいは単官能の(メタ)アクリレートが主に使われてきたが、前記インク硬化時の皺の発生や記録材料のカール、吐出不安定などの問題があった。本発明においては、一般式(1)で表される部分構造を有する3官能以上の多官能(メタ)アクリレートを5〜40質量%含有することにより、これらを解決したものであり特に、本発明の効果および光硬化後の硬化膜の耐傷性の面から10〜30質量%が好ましい。
又、本発明においては、インクの硬化収縮を抑える目的で、インク中に上記重合性モノマーに加えて3級アミン化合物を含有させることが好ましい。対象となる3級アミン化合物としては、アンモニアの水素原子の三つ全てが、各々、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアラルキル基で置換された化合物であれば何でもよく、公知のあらゆるものを用いることができる。その具体的例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジエチルベンジルアミン、N,N−ジメチルフェネチルアミン等が挙げられるが、この限りでない。
本発明の活性光線硬化型インクジェットインクは、光重合を開始させるための光開始剤を含み、光開始剤としては、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸−S−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、キノン誘導体、ケトクマリン類などの従来公知の開始剤が使用できる。開始剤については、「UV・EB硬化技術の応用と市場」(シーエムシー出版,田畑米穂監修/ラドテック研究会編集)に詳しい。中でも、アシルホスフィンオキシドやアシルホスホナートは、感度が高く、開始剤の光開裂により吸収が減少するため、インクジェット方式のように1色当たり5〜12μmの厚みを持つインク画像での内部硬化に特に有効である。具体的には、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシド等が好ましい。
本発明のインクは、各種公知の染料及び/又は顔料を含有しているが、好ましくは顔料を含有する。
C.I.Pigment Red:5,7,12,22,38,48:1,48:2,48:4,49:1,53:1,57:1,63:1,101,112,122,123,144,146,168,184,185,202
C.I.Pigment Violet:19,23
C.I.Pigment Blue:1,2,3,15:1,15:2,15:3,15:4,18,22,27,29,60
C.I.Pigment Green:7,36
C.I.Pigment White:6,18,21
C.I.Pigment Black:7。
本発明の画像形成方法に用いられる記録材料としては、通常の非コート紙、コート紙などの他、いわゆる軟包装に用いられる、インクを実質的に吸収しない非吸収性の記録材料、例えば各種非吸収性のプラスチック及びそのフィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、OPS(延伸ポリスチレン)フィルム、OPP(延伸ポリプロピレン)フィルム、ONy(延伸ナイロン)フィルム、PVC(ポリ塩化ビニル)フィルム、PE(ポリエチレン)フィルム、TAC(三酢酸セルロース)フィルム等を挙げることができる。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、ポリアセタール、PVA(ポリビニルアルコール)、ゴム類などが使用できる。又、金属類や、ガラス類も適用可能である。
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を超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、印刷物全体の腰・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。尚、ここで「総インク膜厚」とは、記録材料に描画されたインクの膜厚の最大値を意味し、単色でも、それ以外の2色重ね(2次色)、3色重ね、4色重ね(白インクベース)のインクジェット記録方式で記録を行った場合でも総インク膜厚の意味するところは同様である。
本発明のインクを用いて画像形成する際の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0.001〜1.0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0.001〜0.5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。
次いで、本発明のインクジェット記録装置(以下、単に記録装置と言う)について説明する。
以下の組成で顔料を分散した。下記2種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時間撹拌して溶解した。
テトラエチレングリコールジアクリレート(2官能) 71部
室温まで冷却した後、これに下記顔料20部を加え、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た。
顔料2:Pigment Blue 15:4(大日精化社製:ブルーNo.32)
6時間
顔料3:Pigment Yellow 180(大日精化社製:特注) 10時間
顔料4:Pigment Red 122(大日精化社製:特注) 10時間
〈インク組成物の調製〉
表1〜5に記載のインク組成物の組成でインクセット1〜5を作製し、ロキテクノ社製PP3μmディスクフィルターで濾過を行った。
インクセット2:一般式(1)の部分構造を持つ2官能アクリレート化合物を含有する本発明のインク
インクセット3:一般式(1)の部分構造を持つ2官能アクリレート化合物を30〜80%の範囲の中で含有する本発明のインク
インクセット4:一般式(1)の部分構造を持つ3官能アクリレート化合物の他に、単官能アクリレート化合物、2官能アクリレート化合物を含有する本発明のインク
インクセット5:一般式(1)の部分構造を持つ2官能アクリレート化合物を30〜80%の範囲の中で含有し、かつ一般式(1)の部分構造を持つ3官能アクリレート化合物および単官能アクリレート化合物を含有する本発明のインク
尚、各インク粘度は表に示す通りである。表中の各成分の数値は、質量部を表す。
ピエゾ型インクジェットノズルを備えた図1に記載の構成から成るインクジェット記録装置に、上記調製した各インクセット1〜5を装填し、表6に記載の巾600mm、長さ500mの長尺の各記録材料へ、下記の画像記録を連続して行った。画像データとしては「高精細カラーデジタル標準画像データ『N5・自転車』(財団法人 日本規格協会 1995年12月発行)」を用いた。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、ピエゾヘッドから成り、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(dpiは1インチ即ち2.54cm当たりのドット数)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。着弾した後、インクは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、2.3〜13μmの範囲であった。尚、インクジェット画像の形成は、上記方法に従って、25℃・50%RH(相対湿度)の環境下で行った。
PET:ポリエチレンテレフタレート
CC紙:キャストコート紙
s−OPS:延伸ポリスチレン
〈インクジェット記録画像の評価〉
上記画像形成方法で記録した各画像について、1m、100m出力時に下記の各評価を行い、安定に画像を形成できるかを評価した。
画像形成後(硬化後)の記録材料のカールの様子を目視で3段階評価した。
△:Y,M,C3色が重なる部分(厚膜部)で若干のカールが見られるが、ギリギリ使えるレベル
×:カールが甚だしく、使えないレベル
《色混じり(滲み、皺)》
720dpi(前出)で、Y、M、C、K各色1dotが隣り合うように印字し、隣り合う各色dotをルーペで拡大し、滲み具合を目視観察し、下記基準に則り4段階評価した。
○:隣り合うdot形状はほぼ真円を保ち、ほとんど滲みがない
△:隣り合うdotが少し滲んでいてdot形状が少しくずれているが、ギリギリ使えるレベル
×:隣り合うdotが滲んで混じりあっており、又、重なり部に皺の発生があり、使えないレベル
以上により得られた各評価結果を、表7に示す。
Claims (11)
- 下記一般式(1)の部分構造を持つ多官能アクリレートまたはメタクリレート化合物であるトリメチロールプロパンノナエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンドデカエチレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンノナプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコール付加ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ドデカエチレングリコール付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート又はオクタデカエチレングリコール付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート化合物を、5〜40質量%含有す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。
一般式(1) −(−R−O−)n−
式中、Rはアルキレン基を表し、nは3の整数を表す。 - 前記一般式(1)の部分構造を持つ2官能アクリレート又はメタクリレート化合物を30〜80質量%含有することを特徴とする請求項1記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 前記活性光線硬化型インクジェットインクが単官能アクリレート又はメタクリレート化合物をさらに含有し、かつその含有量(M質量%)が、0<M<20であることを特徴とする請求項1又は2記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 少なくとも1種の3級アミン化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 少なくとも1種の光重合性3級アミンモノマーを含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 25℃における粘度が10〜70mPa・sであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインク。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインクを、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に吐出して印刷を行う画像形成方法において、吐出された活性光線硬化型インクジェットインクが該記録材料上に着弾後、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。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインクを、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に吐出して印刷を行う画像形成方法において、吐出された活性光線硬化型インクジェットインクが該記録材料上に着弾後、活性光線を照射して着弾した活性光線硬化型インクジェットインクを硬化し、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。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の活性光線硬化型インクジェットインクを、インクジェット記録ヘッドが有するノズルより記録材料上に吐出して印刷を行う画像形成方法において、該ノズルより吐出するインク液滴量が1〜15plであることを特徴とする画像形成方法。
- 前記記録材料が非吸収性の記録材料であることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項記載の画像形成方法。
- 請求項7〜10のいずれか1項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であって、活性光線硬化型インクジェットインク及びインクジェット記録ヘッドを35〜100℃に加熱した後、活性光線硬化型インクジェットインクを吐出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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