JP5747585B2 - インキ組成物およびそれを用いた硬化物 - Google Patents
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Landscapes
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
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- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
Description
文献1では、マルチパス方式の水系インクジェットインキを用いており、基材汎用性が低く生産性が遅い。また、文献2、3では、マルチパス方式の紫外線硬化型インクジェットインキを用いているが、生産性が遅い。文献4、5では、シングルパス方式の紫外線硬化型インクジェットインキを用いているが、各色を1色ずつ硬化させているため、画像がマットになり、良好な画質を得ることが出来ない。
また本発明は、BLACKのドット径広がりが80μm以上200μm以下であることを特徴とする、上記印刷方法に関する。
また本発明は、上記印刷方法に用いるインキセットであって、
少なくともCYAN、MAGENTA、YELLOW、WHITE のいずれか2色以上のカラーインキを有し、
カラーインキがアクリル系表面調整剤を含み、
カラーインキ同士の表面張力差が2.0mN/m以下であることを特徴とするインキセットに関する。
また本発明は、BLACKにシリコン系表面調整剤を含むことを特徴とする上記インキセットに関する。
また本発明は、上記印刷方法に用いるインキセットであって、
少なくともCYAN、MAGENTA、YELLOW、WHITEのいずれか2色以上のカラーインキを有し、
カラーインキ同士の表面張力差が2.0mN/m以下であり、かつ、カラーインキとブラックインキの表面張力差が3.0mN/m以上であることを特徴とするインキセットに関する。
また本発明は、塗工紙に印刷することを特徴とする上記インキセットに関する。
また本発明は、コロナ処理を行なった後、印刷することを特徴とする上記インキセットに関する。
また本発明は、上記インキセットを用いて印刷してなる印刷物に関する。
一方、マルチパス方式とは、1個または複数のインクジェットヘッドを数回通過させることによって、目的とする解像度の画像を得る方法である。マルチパス方式では可動型インクジェットヘッドがほとんどであり、基材の上をシャトルの様に往復して印刷するため、ポスターなどの大判サイズの印刷に向くが、画像1枚を印刷するためにかなりの時間がかかり、生産性が低い。また、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキでは、複数回硬化させることにより画像がマットになってしまい、良好な画質を得ることができない。
CYAN、MAGENTA、YELLOW、WHITE、BLCAKを1色ずつ硬化させると、マルチパス方式のように画像がマットになってしまい、良好な画質を得ることが出来ない。一方、全色同時に硬化させると、カラーインキとBLACKインキの混色や、画像のコントラストに大きく影響するBLACKインキが十分に広がらず良質な画像を得ることができない。
また、必要に応じて、BLACKインキの液滴量7pl〜18pl以外の液滴量を併用して用いても良い。
本発明における、カラーインキ硬化膜上でのBLACKインキのドット径は70μm以上200μm以下であることが望ましい。70μmより小さいドット径では、十分に広がらずBLACKの濃度が低く良好な画質が得られない。また、200μmより大きいドット径では、ドットが広がり過ぎてにじみが発生してしまい、良好な画質が得られない。
有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、ジエチルジグリコール、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、プロピレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルブチレート等のグリコールモノアセテート類、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、エチレングリコールプロピオネートブチレート、エチレングリコールジプロピオネート、エチレングリコールアセテートジブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールプロピオネートブチレート、ジエチレングリコールジプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートジブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールプロピオネートブチレート、プロピレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールアセテートジブチレート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールプロピオネートブチレート、ジプロピレングリコールジプロピオネート、ジプロピレングリコールアセテートジブチレート等のグリコールジアセテート類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールn−プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル等の乳酸エステル類があげられる。この中でも、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチルジグリコールが好ましい。
酸化チタンの具体例としては、石原産業社製「タイペークCR−50、50−2、57、80、90、93、95、953、97、60、60−2、63、67、58、58−2、85」「タイペークR−820,830、930、550、630、680、670、580、780、780−2、850、855」「タイペークA−100、220」「タイペークW−10」「タイペークPF−740、744」「TTO−55(A)、55(B)、55(C)、55(D)、55(S)、55(N)、51(A)、51(C)」「TTO−S−1、2」「TTO−M−1、2」、テイカ社製「チタニックスJR−301、403、405、600A、605、600E、603、805、806、701、800、808」「チタニックスJA−1、C、3、4、5」、デュポン社製「タイピュアR−900、902、960、706、931」等が挙げられる。
水溶性の無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等が挙げられる。これらの無機塩は、有機顔料の3重量倍以上、好ましくは20重量倍以下の範囲で用いる。無機塩の量が3重量倍よりも少ないと、所望の大きさの処理顔料が得られない。また、20重量倍よりも多いと、後の工程における洗浄処理が多大であり、有機顔料の実質的な処理量が少なくなる。
また、Efka CHEMICALS社製「エフカ44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766」、「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、150(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、402、403、450、451、452、453(変性ポリアクリレート)、745(銅フタロシアニン系)」、共栄社化学社製「フローレンTG−710(ウレタンオリゴマー)、「フローノンSH−290、SP−1000」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合物)」、楠本化成社製「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。
分散剤は組成物中に0.01〜20重量%含まれることが好ましい。
上記光重合開始剤および増感剤は、重合性モノマーに対し、2〜25重量%含有することが好ましい。2重量%未満であると硬化速度が著しく悪化し、25重量%より多いと、含有量が10重量%のものと硬化速度が変わらないばかりか、溶解残りが発生する場合があり、熱をかけて溶け残りを溶かしたとしても、インキの粘度が上昇し、インクジェット吐出性が悪化するという問題がある。
表面調整剤には、シリコン系表面調整剤やアクリル系表面調整剤が挙げられる。本発明では、カラーインキにはアクリル系表面調整剤を使用することが望ましく、BLACKインキにはシリコン系表面調整剤を使用することが望ましい。アクリル系表面調整剤は、表面張力低下能が低く、シリコン系表面調整剤は表面張力低下能が高いため、カラーインキとBLACKインキの表面張力に差を付けることが容易である。
また、原理は定かではないが、アクリル系表面調整剤を使用することにより、特異的に塗工紙に対して濡れ広がり性が向上するが、シリコン系表面調整剤ではそれほど濡れ広がり性が向上しない。カラーインキにアクリル系表面調整剤を使用することで、塗工紙に対して良好な広がり性を示し、BLACKインキにシリコン系表面調整剤を用いることで、カラー硬化膜上で広がるのみでなく、BLACKインキが塗工紙上ではそれほど広がらないため、シャープな文字やバーコードを印刷することができる。
また、シリコン系表面調整剤の具体例としては、ビックケミー社製「BYK−300、302、306、307、310、315、320、322、323、325、330、331、333、337、340、344、370、375、377、355、356、357、390、UV3500、UV3510、UV3570」テゴケミー社製「Tegorad−2100,2200、2250、2500、2700」等が挙げられるがこれに限定されるものではない。これら表面調整剤は、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
表面調整剤には様々な分子量のものが存在するが、重量平均分子量が10000以下のものが望ましい。重量平均分子量が10000より大きい表面調整剤を用いるとインキジェット吐出特性が悪くなる。
表面調整剤は組成物中に、0.001〜5重量%含まれることが好ましい。0.001重量%未満では濡れ広がりが悪くなり、5重量%より多くても、表面調整剤がインキ界面に配向しきれず、一定の効果までしか発現しない。
本発明における仮硬化の望ましい積算光量は、10mJ/cm2以上500 mJ/cm2以下であり、より望ましくは20mJ/cm2以上300 mJ/cm2以下である。仮硬化の積算光量は10mJ/cm2で効果を発揮するが、20mJ/cm2以上照射した方が、BLCAKインキとカラーインキの混色がより少なく抑えられる。また、仮硬化の積算光量は高くとも問題がないが、500mJ/cm2より多い積算光量を照射するには、生産性を落して印刷の速度を遅くし、活性エネルギー線照射装置の量を増やす必要があり実用に適さない。また、300 mJ/cm2より多く照射しても、カラーインキの硬化状態は変化しない。
本発明では、必要に応じて表面改質処理を行うことが好ましい。本発明で用いる表面改質処理はコロナ処理、フレーム処理またはプラズマ処理にて行なわれる事が好ましい。その中でも、基材に対するダメージの大きさ、装置の手軽さからコロナ処理を用いることが好ましい。
本発明で表面改質に用いるコロナ処理量は、20W・min/m2以上500W・min/m2程度で行うことが望ましい。コロナ処理量が少なすぎると、十分に効果が得られず、また、一定量以上実施しても、基材表面の酸化が飽和し、インキの濡れ広がり性は変らない。過剰に照射した場合は基材に対するダメージが激しくなり基材劣化が起こってしまうと共に、表面の荒れが著しくなり、真円状のドットを得ることが難しくなる。
以下に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「部」は、「重量部」を表す。
顔料 SpecialBLACK350(デグサ社製) 30.0部
顔料分散剤 ソルスパース32000(ルーブリゾール社製) 6.0部
モノマー ジプロピレングリコールジアクリレート 64.0部
上記材料をハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散して作成した。
顔料 LIONOL BLUE FG−7400G(東洋インキ製造社製) 30.0部
顔料分散剤 ソルスパース32000(ルーブリゾール社製) 9.0部
モノマー ジプロピレングリコールジアクリレート 61.0部
顔料 シンカシャマゼンタ B RT−343−D
(BASF社製) 35.0部
顔料分散剤 ソルスパース32000(ルーブリゾール社製 顔料分散剤) 6.0部
モノマー ジプロピレングリコールジアクリレート 59.0部
顔料 Novoperm YELLOW P−HG
(クラリアント社製) 35.0部
顔料分散剤 ソルスパース32000(ルーブリゾール社製 顔料分散剤) 7.0部
モノマー ジプロピレングリコールジアクリレート 61.0部
顔料 タイペーク PF−740(石原産業 社製) 50.0部
顔料分散剤 ソルスパース32000(ルーブリゾール社製 顔料分散剤) 5.0部
モノマー ジプロピレングリコールジアクリレート 45.0部
DPGDA :ジプロピレングリコールジアクリレート
NVC :N−ビニルカプロラクタム
LA :ラウリルアクリレート
Irg819 :イルガキュア819 (BASF社製)
TPO :DAROCUR TPO(BASF社製)
Irg369 :イルガキュア369(BASF社製)
EsaOne :Esacure One (日本シイベルへグナー社製) BMS :KAYACURE BMS(日本化薬社製)
EPA :KAYACURE EPA(日本化薬社製)
DETX :SpeedCureDETX(DKSHジャパン社製)
BYK−UV3510 :BYK−UV3510(BYK Chemie社製 シリコン樹脂)
TEGO 2250 :TEGO RAD 2250(デグサ社製 シリコン樹脂)
BYK−352 :BYK−352(BYK Chemie社製 アクリル樹脂)
BYK−361N :BYK−361N(BYK Chemie社製 アクリル樹脂)
BHT :BHTスワノックス(精工化学社製)
フェノチアジン :フェノチアジン(精工化学社製)
を使用して作製した。
表4の印刷条件にて、京セラヘッドを積んだインクジェット吐出装置により、周波数20kHz、解像度600×600dpiで各基材上へ吐出した。シングルパス方式のプリンターは、トライテック社製1Passジェットを用いた。仮硬化のランプとして、各ヘッド間にインテグレーションテクノロジー社製LEDZero Solidcure(UV−LEDランプ 波長385nm)を付け、出力とランプ高さを変えることで、目的の積算光量になるように調整した。BLACKインキを印刷した後、最終硬化ランプとして、インテグレーションテクノロジー社製VZero Dバルブ(メタルハライドランプ)を200W/cmの出力で照射し、全色のインキでタックがなくなる状態まで硬化させた。
PET:リンテック社製 PET K2411
PP:リンテック社製 OPP 50C
コート紙: 王子製紙株式会社製 OKトップコート+
マットコート紙:王子タック株式会社製 Nマット55 P22U8C
を用いている。
実施例1−9と同様に、表5配合処方にて、インクジェットインキ組成物を作製し、印刷、硬化を行った。
実施例11−13、15、17の表面改質処理は、コロナ処理機 ナビダス社製マルチダイン1、出力800W、電極との距離5mmを用い、処理量はスピードを変えることで調節してコロナ処理を行なった。
カラーインキのグロスは、カラーインキの印字率が合計で200%になるように各色均等に印字率を配分して印刷し、印刷面の60°グロスをBYK Gardner社製グロスメータ(Micro−TRI−Gloss)で測定した。評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
70以上 ○
20以上70未満 △
20未満 ×
70以上 ○
20以上70未満 △
20未満 ×
カラーインキ同士の混色は、カラーインキの印字率が合計で200%になるように各色均等に印字率を配分して印刷し、カラーインキのドットの縦横比を測定することにより、混色度合いを判断した。評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
1.2未満 ◎
1.2以上1.4未満 ○
1.4以上1.8未満 △
1.8以上 ×
1.2未満 ◎
1.2以上1.4未満 ○
1.4以上1.8未満 △
1.8以上 ×
2.0以上 ◎
1.8以上2.0未満 ○
1.5以上1.8未満 △
1.5未満 ×
ラベル市場において実用品位以上の画質 ◎
ラベル市場において実用品位程度の画質 ○
ラベル市場において実用品位に満たないの画質 ×
文字の評価は、BLACKインキで印刷基材に文字を印刷し、文字を読むことができる最小ポイント評価することによって判断した。評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
4ptの文字が読める ◎
4ptが読めないが6ptの文字が読める ○
6ptが読めないが9ptの文字が読める △
9ptの文字が読めない ×
1.5cm四方のQRコードが5秒未満に読み取れる ◎
1.5cm四方のQRコードが6秒以上30秒未満に読み取れる ○
1.5cm四方のQRコードが30秒以上3分以内に読み取れる △
1.5cm四方のQRコードが読み3分以内に取れない ×
×:10cm×20cmの画像を描く時間が1秒以上
実施例5、7−12、14−18において、カラーインキ表面張力差が2.0mN/m以下であるため、カラーインキ同士の混色がさらに良好となっている。また、実施例2、4、6、8、10−13、18では、カラーインキとBLACKの表面張力差が3.0mN/m以上であるインキセットを用いることによって、カラーインキ硬化膜上でのBLACKインキの広がりが良く、BLCAKの発色がさらに良好である。
実施例11−13、15、17では、コロナ処理を用いることによって、カラーインキ、BLACKインキ共にドット径がさらに広がり、実施例11、12では、混色がさらに良好で塗工紙に印刷する印刷方法とコロナ処理を組み合わせることによって、実用品位以上の画質が得られている。
実施例1〜9および10〜18と同様に、表6配合処方にて、インクジェットインキ組成物を作製し、印刷、硬化を行った。また、比較例5、6において、マルチパス方式のプリンターとして、京セラヘッドを積んだインクジェット吐出装置により、周波数20kHz、解像度600×600dpi、8パスで各基材上へ吐出した。マルチパス方式のプリンターは、トライテック社製パターニングジェットを用いた。マルチパス方式の硬化のランプとして、BLACKインキのヘッドのとなりにインテグレーションテクノロジー社製SubZero Dバルブ(メタルハライドランプ)を付け、100W/cmの出力で照射し、全色のインキでタックがなくなる状態まで硬化させた。
比較例5、6では、マルチパス方式を用いているため、生産性が著しく悪い。また、マルチパス方式では、画像がマットになってしまい、良好な画質が得られず、文字・バーコードも精細に印刷することができない。
比較例8では、液滴量が7pl未満であり、液滴量が少なすぎて良好な画質が得られず、文字・バーコードも良好に印刷することができない。
比較例9では、液滴量が18plより多く、液滴量が多すぎるため、BLACKインキの硬化不良が発生し、BLACK表面にシワが発生してグロスが低なっている。また、ドットが広がりすぎるため、良好な画質が得られず、文字・バーコードも精細に印刷することができない。
Claims (8)
- シングルパス方式で印刷するインクジェット印刷方法において、CYAN、MAGENTA、YELLOW、WHITEのいずれか2色以上のカラーインキを印刷した後、印刷したインキを仮硬化させ、その後、仮硬化させた硬化膜上に7pl〜18plでBLACKを印刷することを特徴とする印刷方法。
- BLACKのドット径広がりが80μm以上200μm以下であることを特徴とする、請求項1記載の印刷方法。
- 請求項1または2における印刷方法に用いるインキセットであって、
少なくともCYAN、MAGENTA、YELLOW、WHITE のいずれか2色以上のカラーインキを有し、
カラーインキがアクリル系表面調整剤を含み、
カラーインキ同士の表面張力差が2.0mN/m以下であることを特徴とするインキセット。 - BLACKにシリコン系表面調整剤を含むことを特徴とする請求項3記載のインキセット。
- 請求項1または2における印刷方法に用いるインキセットであって、
少なくともCYAN、MAGENTA、YELLOW、WHITEのいずれか2色以上のカラーインキを有し、
カラーインキ同士の表面張力差が2.0mN/m以下であり、かつ、カラーインキとブラックインキの表面張力差が3.0mN/m以上であることを特徴とするインキセット。 - 塗工紙に印刷することを特徴とする請求項3〜5いずれか記載のインキセット。
- コロナ処理を行なった後、印刷することを特徴とする請求項3〜6いずれか記載のインキセット。
- 請求項3〜7いずれか記載のインキセットを用いて印刷してなる印刷物。
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