JP5853637B2 - インクジェット印刷方法 - Google Patents

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Description

本発明はインクジェット印刷方法に関する。
インクジェットインクは、低粘度化と硬化性とを両立させる必要があるが、これらは相反する課題であり、同時に達成することが難しい。また、低粘度化のためには、例えば、有機溶剤などを配合する方法があるが、溶剤の揮発に伴うインク増粘が引起す吐出安定性阻害や、VOC(揮発性有機化合物)を大気中に放出するという環境面での問題があるため、有機溶剤を使用しないインクが望まれている。
本発明者らは、上記課題について検討した結果、(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリルアミドに対して、ビニルエーテルを併用することにより、低粘度化と硬化性向上を両立させることに成功し、先に出願した(特願2011−107318)。
しかし、その後の検討で、上記先願に係る2成分系のインクは、光照射後に指触で確認できない程度に僅かにタック感が残存することが判明した。例えば、指触でタック感を感じない状態まで硬化していても、塗膜面に別途用意しておいた透明フィルム基材を重ねると塗膜表面が空気層を押しのけて自己粘着してしまうという挙動(自己粘着性)が見られた。このような僅かなタック感は時間の経過と共に自然消滅していくものの、常温において数時間程度を要するものであり、少なくとも実際の印刷物製造を想定したタイムスケールにおいて、タック感が消失するものではないことが分かった。
即ち、指触確認においてタック感を感じない程度の最低限の積算光量を照射して硬化した塗膜は、実質的には印刷直後に印刷物を巻き取ったり積み重ねたりする上で必要な特性である耐ブロッキング性において、必ずしも十分ではないものであった。そして、生産性向上の点からは、前述のような光照射直後のごく軽微なタック性を低減する必要があることが分かった。十分量の積算光量で光照射した場合には、このようなタック性は観察されず、実用上問題ないレベルの硬化性が得られるものの、省エネルギーの観点からできるだけ少ない積算光量で十分な硬化性が得られることが望ましい。
なお、特許文献1、2には、印刷中及び/又は印刷後に加熱を伴う乾燥工程を含む印刷方法に係る発明が開示されている。しかし、これらの発明は、本願発明とは課題が異なる上に、用いるインクも硬化型ではない。
一方、(メタ)アクリレートとビニルエーテルを併用した光重合性インクジェットインクは広く知られているが(特許文献3、4など)、一般的に使用されるモノマーの多くは毒性を持つ。ビニルエーテルは比較的安全性の高い材料であるが、単独ではラジカル重合性に乏しく実用レベルの硬化性を得ることは難しい。ビニルエーテルはカチオン重合性を持つので光カチオン重合開始剤を用いて硬化性を向上させることも可能であるが、光カチオン重合開始剤は非常に高価である上に、強酸を発生させるため、インクの低コスト化を図ることが難しいし、インク供給経路において十分な耐酸性が必要となり、プリンタの部材選定に大きな制約を生じさせる。そのため、モノマー材料として安価で容易に調達可能な(メタ)アクリレートを併用して光ラジカル重合により硬化させる方法が望ましいが、(メタ)アクリレート化合物は毒性の高いものが多く、特に皮膚に触れるとアレルギーを引き起こす皮膚感さ性について、ほとんどが高い毒性を有しており、前記公知技術ではこの問題を解決することはできない。
本発明は、(メタ)アクリル酸エステル及びビニルエーテルを含み、必要に応じてさらに(メタ)アクリルアミドを含む、低粘度で十分な硬化性を有するインクを用いることにより、硬化用の光照射直後のごく軽微なタック性を極めて短時間で消失させることができるインクジェット印刷方法の提供を目的とする。
上記課題は、次の1)〜)の発明によって解決される。
1) 光重合性インクジェットインクを60〜100℃に加温する工程、光重合性インクジェットインクを記録媒体に吐出する工程、加温され吐出された光重合性インクジェットインクに光照射して硬化させる工程を有し、前記インクが、(メタ)アクリル酸エステルとトリエチレングリコールジビニルエーテルを含むか、又は(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリルアミドとトリエチレングリコールジビニルエーテルを含み、前記インクを加温する工程が、インクを吐出した後に記録媒体上でインクを加温するか、又はインクを吐出する前に記録媒体を加温し、該記録媒体の熱によりインクを加温することにより行われるインクジェット印刷方法。
2) 光重合性インクジェットインクを80〜100℃に加温する1)記載のインクジェット印刷方法。
3) 前記(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド及びビニルエーテルの皮膚感さ性試験(LLNA法)における感さ性の程度を示すStimulation Index(SI値)が、いずれも3未満である1)又は2)記載のインクジェット印刷方法。
4) 前記(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリルアミドが、下記式(1)で示されるポリエチレングリコールジメタクリレート、γ−ブチロラクトンメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート〔CH=CH−CO−(OC)n−OCO−CH=CH(n≒12)〕、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのジアクリレート、ポリエトキシ化テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ステアリルアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミドから選ばれた少なくとも1種からなる3)記載のインクジェット印刷方法。
Figure 0005853637
(式中、n≒9〜14である。)
) 前記インクが光ラジカル重合開始剤を含む1)〜)のいずれかに記載のインクジェット印刷方法。
) 前記加温用のエネルギーとして硬化用光源の廃熱を利用する1)〜)のいずれかに記載のインクジェット印刷方法。
本発明によれば、(メタ)アクリル酸エステルとビニルエーテルを含むか、又は(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリルアミドとビニルエーテルを含む低粘度で十分な硬化性を有するインクを用いることにより、硬化用の光照射直後のごく軽微なタック性を極めて短時間で消失させることができるインクジェット印刷方法を提供できる。
本発明のインクジェット印刷方法を実施するための装置の一例を示す図。 本発明のインクジェット印刷方法を実施するための装置の他の例を示す図。 インクを吐出する前に記録媒体を加温する装置の一例を示す図。
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明者らは、(メタ)アクリル酸エステルとビニルエーテルを含むか、又は(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリルアミドとビニルエーテルを含む光重合性インクジェットインク(以下、インクということもある)を用いた印刷方法において、前記インクを、60〜100℃に加温した後、光照射して硬化させることにより、前述のような僅かなタック感を解消できることを見出した。
加温方法としては、インクを吐出ヘッド内で加温する方法、インクを吐出した後に記録媒体上でインクを加温する方法、記録媒体をあらかじめ加温しておき、該記録媒体の熱によりインクを加温する方法などが挙げられる。しかし、80℃を超えると、記録媒体に変形、反り、収縮などが生じることがあり、100℃を超えると、インクに増粘、ゲル化などを生じることがあるため、100℃程度が上限である。
さらに、加温用のエネルギーとして硬化用光源の廃熱を利用すると、省エネルギー化が図れるので好ましい。
硬化用光源としては、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、UVLEDなど既存のものを使用できるが、いずれも光照射に伴い発熱するため、通常は安定的に光照射し続けるための冷却手段が必要になる。
また、上記(メタ)アクリル酸エステルとビニルエーテルを含むか、又は(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリルアミドとビニルエーテルを含み、更に皮膚感さ性試験(LLNA法)における感さ性の程度を示すStimulation Index(SI値)が3未満であるものを用いれば、皮膚感さ性に問題のない光重合性インクジェットインクとすることができるので好ましい。
なお、SI値の評価方法であるLLNA法とは、OECDテストガイドライン429として定められる皮膚感さ性試験であり、文献(例えば、「機能材料」2005年9月号、Vol.25、No.9、P55)に示されるように、皮膚感さ性の程度を示すSI値が3未満の場合に、感さ性について問題なしと判断するものである。また、MSDS(化学物質安全性データシート)において、皮膚感さ性陰性又は皮膚感さ性なしと評価されたものは、当然上記SI値を満たすので、本発明に包含される。
皮膚感さ性について問題がなく安価で容易に調達可能な(メタ)アクリル酸エステル、及び(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、前記式(1)で示されるポリエチレングリコールジメタクリレート、γ−ブチロラクトンメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート〔CH=CH−CO−(OC)n−OCO−CH=CH(n≒12)〕、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのジアクリレート、ポリエトキシ化テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ステアリルアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミドなどが挙げられる。
上記皮膚感さ性に問題がない(メタ)アクリル酸エステル及び/又は(メタ)アクリアミドの全モノマーに対する割合は、30〜80重量%程度が望ましく、さらに好ましくは50〜70重量%である。
また、単体では皮膚感さ性に多少問題があるが、インクとして問題が生じない範囲で、以下のような(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミドを併用することもできる。
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、γ−ブチロラクトンアクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ホルマール化トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリル酸安息香酸エステル、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート〔CH=CH−CO−(OC)n−OCOCH=CH(n≒4)〕、同(n≒9)、同(n≒14)、同(n≒23)〕、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクレート〔CH=C(CH)−CO−(OC)n−OCOC(CH)=CH(n≒7)〕、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、メタアクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、エチレンオキサイド変性テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルテトラ(メタ)アクリレート、ポリエステルペンタ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、ビニルカプロラクタム、ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、ポリウレタンジ(メタ)アクリレート、ポリウレタントリ(メタ)アクリレート、ポリウレタンテトラ(メタ)アクリレート、ポリウレタンペンタ(メタ)アクリレート、ポリウレタンヘキサ(メタ)アクリレートなど。
皮膚感さ性において問題のないビニルエーテル化合物としては、トリエチレングリコールジビニルエーテルなどが挙げられる。前述したように、このビニルエーテル化合物が低粘度であることによって、ビニルエーテル化合物を併用しない場合よりも、皮膚感さ性に問題ない特長を有したまま低粘度化と硬化性向上を達成できるが、後述するように、本発明のインクには光ラジカル重合開始剤を使用することが好ましく、ビニルエーテル自体はラジカル重合反応性がそれほど高いわけではないため、低粘度化を目的にビニルエーテル化合物を過剰に配合してしまうと、低粘度化は達成できるものの、硬化性を大きく損なう場合がある。そのため、ビニルエーテル化合物の割合は、全モノマーに対して20〜70重量%程度とすることが望ましく、さらに好ましくは30〜50重量%とする。
また、光カチオン重合開始剤よりも安価な光ラジカル重合開始剤を使用すると、インクを低コスト化でき、また強酸を発生させないためインク供給経路において特に耐酸性について配慮する必要もなく、部材選定に大きな自由度が得られる。
光ラジカル重合開始剤としては、分子開裂型光重合開始剤や水素引抜き型光重合開始剤が挙げられる。
分子開裂型光重合開始剤としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)ベンジル]フェニル}−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシックアシッドメチルエステル、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モリホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イルフェニル)ブタン−1−オン、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サイド、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フォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフォスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン−〔4−(フェニルチオ)−2−(o−ベンゾイルオキシム)〕、〔エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)〕、〔4−(メチルフェニルチオ)フェニル〕フェニルメタノンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
水素引抜き型光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、メチル−2−ベンゾイルベンゾエイト、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイド、フェニルベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロピルチオキサントンなどのチオキサントン系化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、インクには、光ラジカル重合促進剤や光ラジカル重合禁止剤を加えてもよい。
光ラジカル重合促進剤の例としては、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸−2−エチルヘキシル、p−ジメチルアミノ安息香酸メチル、安息香酸−2−ジメチルアミノエチル、p−ジメチルアミノ安息香酸ブトキシエチルなどが挙げられる。
光ラジカル重合禁止剤の例としては、4−メトキシ−1−ナフトール、メチルハイドロキノン、ハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン、メトキノン、ジ−t−ブチルハイドロキノン、フェノチアジン、2,2′−ジヒドロキシ−3,3′−ジ(α−メチルシクロヘキシル)−5,5′−ジメチルジフェニルメタン、p−ベンゾキノン、ジ−t−ブチルジフェニルアミン、9,10−ジ−n−ブトキシシアントラセン、4,4′−[1,10−ジオキソ−1,10−デカンジイルビス(オキシ)]ビス[2,2,6,6−テトラメチル]−1−ピペリジニルオキシなどが挙げられる。
本発明の印刷方法は、着色剤を含む通常のインク、着色剤を含まないクリアインクのいずれにも適用可能である。
着色剤としては公知の無機顔料や有機顔料を使用することができる。
ブラック顔料としては、ファーネス法又はチャネル法で製造されたカーボンブラック等が使用できる。
イエロー顔料としては、Pig.Yellow系の顔料、例えばピグメントイエロー1、2、3、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、114、120、128、129、138、150、151、154、155、180等が使用できる。
マゼンタ顔料としては、Pig.Red系の顔料、例えばピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、ピグメントバイオレット19等が使用できる。
シアン顔料としてはPig.Blue系の顔料、例えばピグメントブルー1、2、3、15、15:3、15:4、16、22、60、バットブルー4、60等が使用できる。
白色顔料としては、硫酸バリウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、微粉ケイ酸、合成ケイ酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等が使用できる。
その他にも、必要に応じて物理特性などを考慮して、種々の無機顔料や有機顔料が使用できる。
さらにインクには、高級脂肪酸系、シリコーン系、フッ素系などの界面活性剤や、極性基含有高分子顔料分散剤などを加えることができる。
図1は、本発明を実施するための装置の一例である。
給紙装置から搬送された記録媒体にインクを吐出し、次いで、吐出されたインクを加熱手段で加温した後、紫外線照射装置(高圧水銀灯、メタルハライドランプ、UVLEDなど)で硬化させる。図1では紫外線照射装置の冷却手段として送風ファンを設けているが、この送風ファンによる廃熱を利用するため、上部にフィンを並べ、ここにヒートパイプを通して記録媒体の裏側面に送り、加熱手段とするものである。なお、図では加熱と硬化が同時に行われるように見えるが、実際の操作では、インクが所定温度に加温された後に硬化されるように設定する。
図2は本発明を実施するための装置の他の例である。図1と同様に記録媒体にインクを吐出し、紫外線照射装置で硬化させるが、送風ファンによる廃熱が直接照射部を通過するインクに当たるようにダクトを設けている。
廃熱の利用のみでは所望の温度まで加温できないときは、別途、ヒータ等の熱源を利用することになるが、廃熱を利用することにより、ヒータ等で消費する電力を少なくすることができる。
図1、図2では、インク吐出後から光照射までの間にインクを加温する場合を示しているが、インクを吐出する前に記録媒体を加温する場合も、例えば図3に示すように、図1の場合と同じ構成の加熱手段を、インクの吐出位置よりも前に設置すればよい。
また、インクを加温できるインクジェット吐出ヘッドとしては、リコープリンティングシステムズ社製GEN3、GEN4などがあり、例えば、GEN3ヘッドでは130℃、GEN4ヘッドでは60℃までの温度でヘッド内にインクを保持して加温吐出することが可能である。
以下、実施例、参考例、及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
実施例1〜10、16〜25、参考例11〜15、比較例1〜25
SI値が3未満でないモノマーを含む下記(A)のモノマー組成物、及びSI値が3未満のモノマーからなる下記(B1)〜(B4)のモノマー組成物を調製した。
(A)のモノマー組成物(数値はSI値、「部」は重量部)
・ジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート(感さ性データなし)…20部
・トリメチロールプロパントリアクリレート(MSDSに感さ性ありの記載)…25部
・プロピレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジアクリレート(3.7)
…20部
・ネオペンチルグリコールジメタクリレート(2.0)…5部
・トリエチレングリコールジビニルエーテル(MSDSに感さ性なしの記載)…30部
(B1)のモノマー組成物(数値はSI値、「部」は重量部)
・カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(MSDSに陰性の記載)…30部
・ポリエトキシ化テトラメチロールメタンテトラアクリレート(1.6)…10部
・カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのジアクリレート
(0.9)…5部
・ヒドロキシエチルアクリルアミド(MSDSに感さ性なしの記載)…2部
・ポリプロピレングリコール(n≒12)ジアクリレート(1.5)…5部
・ポリエチレングリコール(n≒14)ジメタクリレート(1.6)…1部
・ポリエチレングリコール(n≒9)ジメタクリレート(1.3)…1部
・トリメチロールプロパントリメタクリレート(1.9)…2部
・γ−ブチロラクトンメタクリレート(2.1)…1部
・ステアリルアクリレート(2.7)…2部
・ネオペンチルグリコールジメタクリレート(2.0)…2部
・1,4,−ブタンジオールジメタクリレート(2.6)…2部
・トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(1.3)…2部
・トリエチレングリコールジビニルエーテル(MSDSに感さ性なしの記載)…35部
(B2)のモノマー組成物(数値はSI値、「部」は重量部)
・カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(MSDSに陰性の記載)…20部
・エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(1.2)…20部
・カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのジアクリレート
(0.9)…10部
・ヒドロキシエチルアクリルアミド(MSDSに感さ性なしの記載)…10部
・ポリプロピレングリコール(n≒12)ジアクリレート(1.5)…10部
・トリエチレングリコールジビニルエーテル(MSDSに感さ性なしの記載)…30部
(B3)のモノマー組成物(数値はSI値、「部」は重量部)
・ポリエトキシ化テトラメチロールメタンテトラアクリレート(1.6)…65部
・トリエチレングリコールジビニルエーテル(MSDSに感さ性なしの記載)…35部
(B4)のモノマー組成物(数値はSI値、「部」は重量部)
・カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(MSDSに陰性の記載)…50部
・トリエチレングリコールジビニルエーテル(MSDSに感さ性なしの記載)…50部
上記(A)及び(B1)〜(B4)のモノマー組成物について、60℃粘度(mPa・s)、及び硬化に必要な光量(mJ/cm)を測定した。その結果を表1に示す。
60℃粘度は、東機産業社製コーンプレート型回転粘度計により、恒温循環水の温度を60℃に設定して測定した。60℃という温度は、例えばリコープリンティングシステムズ社製GEN3、GEN4など、加温可能な市販のインクジェット吐出ヘッドの仕様を想定したものである。
硬化に必要な光量は、フュージョンシステムズジャパン社製UV照射機LH6により、1000、500、200、100、50(mJ/cm)と段階的に照射光量を変え、市販のPETフィルム上に手引き塗工して作成した厚さ約9ミクロンの塗膜が、指触によりべたつきのない状態となったところで硬化したと判断し、そのときの照射光量を記載した。
Figure 0005853637
皮膚感さ性において問題のないモノマーには、単独で十分な低粘度と十分な硬化性を両立できるものはないため、高粘度であるが硬化性が良好なものと、硬化性は不十分であるが低粘度のものをバランスよく配合する必要がある。上記(B1)〜(B4)の配合によれば、皮膚感さ性において問題のない(メタ)アクリレートと(メタ)アクリルアミドの組み合わせだけでは達成できなかった低粘度化と十分な硬化性を実現できる。また、上記(A)の配合でも低粘度化と十分な硬化性を実現できる。
即ち、前記GEN3、GEN4は、60℃に加温可能で、粘度20(mPa・s)まで吐出可能であるが、上記表1の結果はこれらの条件の範囲内である。また、照射光量が200(mJ/cm)程度あれば、50〜100m/分の印刷速度で実施できるので、一般的な印刷物作成において必要とされる生産性を満足する。
上記モノマー組成物(A)及び(B1)〜(B4)と、下記(C)の光ラジカル重合開始剤及び(D)の汎用的な光ラジカル重合禁止剤を、表2〜表4の実施例及び比較例の欄に示す割合(数値は重量部)で配合してクリアインク(着色剤を含まないインク)を作成した。
また、各クリアインク98重量部に、さらに着色剤として三菱化学社製カーボンブラック♯10を1重量部、及び顔料分散剤として日本ルーブリゾール社製ソルスパースを1重量部加えた組成のインクを作成した。

(C)光ラジカル重合開始剤
・分子開裂型の2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イルフェニル)ブタン−1−オン(MSDSに感さ性なしの記載)

(D)汎用的な光ラジカル重合禁止剤
・4−メトキシ−1−ナフトール
上記の各インクを用いて、以下に示す3種類の加温処理条件における自己粘着性消失までの時間を評価した。
<光照射前に、吐出したインクを基材上で加温する場合>
評価手順は以下のとおりであり、評価結果を表2に示す。
・東洋紡社製PPフィルム「P2161」(厚さ60ミクロン)を基材とし、各インクをリコープリンティングシステムズ社製のインクジェット吐出ヘッドGEN4により吐出して、約5cm角で厚さ約9ミクロンのベタ画像を作成した。
・作成した画像サンプルを、あらかじめ所定温度に設定したオーブンに約10秒間静置し、ベタ画像塗膜を所定温度に調整した。なお、あらかじめ実施した予備実験において、この操作によって光照射前のインク塗膜が増粘していないこと、すなわち、今回実施した温度条件において熱重合していないことを指触で確認した。
・ベタ画像塗膜サンプルをオーブンから取り出した直後に、フュージョンシステムズジャパン社製の紫外線照射装置LH6(Dバルブ)を用いて、(A)及び(B1)〜(B4)のモノマー組成物を用いた各インクについて、室温(23℃)で指触によりタック感が認められない最低限度の積算光量(200mJ/cm)で光照射し硬化させた。
・光照射後の塗膜表面に別途用意した前記と同じ材質の基材を直接密着させ、塗膜表面が空気層を押しのけて自己粘着してしまうという挙動が見られなくなるまでに必要な光照射後の放置時間(自己粘着性消失までの時間)を計測した。なお、実験設備や実験操作における様々な制約から光照射直後の評価は難しく、5秒以内の短いタイムスケールにおいては詳細な経時評価はできなかったため、5秒経過時点での評価で既に自己粘着性が消失している場合には、一律に「5秒以下」とした。
・なお、80℃という条件は、当該フィルムが、変形、反り、収縮などの外観上の変化がみられない範囲での最高温度であり、40℃、60℃という条件は、それよりも温和な任意の一条件という位置づけである。

Figure 0005853637
<インクをあらかじめ加温して室温の基材に吐出する場合>
評価手順は以下のとおりであり、評価結果を表3に示す。
・表2の場合と同じ基材に対し、あらかじめ100℃に加温した各インクを、リコープリンティングシステムズ社製のインクジェット吐出ヘッドGEN3により吐出して、約5cm角で厚さ約9ミクロンのベタ画像を作成した。
・該ベタ画像塗膜作成直後に、表2の場合と同様にして光照射し硬化させた。
・次いで、表2の場合と同様にして、自己粘着性消失までの時間を計測した。
・なお、100℃という条件は、当該インクが所定温度に達するまでの数分間において、増粘、ゲル化などの外観上の変化がみられない範囲の温度であり、前記の加温可能なインクジェット吐出ヘッドGEN3で可能な温度範囲である。
Figure 0005853637
<インクを吐出する前に、あらかじめ基材を加温する場合>
評価手順は以下のとおりであり、評価結果を表4に示す。
・表2の場合と同じ基材に対し、各インクをリコープリンティングシステムズ社製のインクジェット吐出ヘッドGEN4により吐出して、約5cm角で厚さ約9ミクロンのベタ画像を作成した。
・該ベタ画像塗膜作成直後に、表1の場合と同様にして光照射し硬化させた。
・次いで、表2の場合と同様にして、自己粘着性消失までの時間を計測した。
・なお、80℃という条件は、当該フィルムが、変形、反り、収縮などの外観上の変化がみられない範囲での最高温度であり、40℃、60℃という条件は、それよりも温和な任意の一条件という位置づけである。

Figure 0005853637
上記表2〜表4から分かるように、比較例では自己粘着性消失までの時間が1〜10時間であったのに対し、実施例及び参考例では15秒以下であった。このように、本発明によると、硬化用の光照射直後のごく軽微なタック性を生産性に影響を与えない極めて短時間で消失させることができる。
実施例26〜35、41〜50、参考例36〜40、比較例26〜50
上記インクに代えてクリアインクを用いた点以外は、実施例1〜10、16〜25、参考例11〜15、及び比較例1〜25と同様にして自己粘着性消失までの時間を評価したところ、表2〜表4の場合と同様の結果となった。自己粘着性は硬化後のポリマーの物性の一つであるが、インクの98重量%はクリアインクと同一組成のモノマー組成物であるから当然の結果である。
特開2010−105187号公報 特開2010−115854号公報 特開平9−183927号公報 特開2008−68516号公報

Claims (6)

  1. 光重合性インクジェットインクを60〜100℃に加温する工程、光重合性インクジェットインクを記録媒体に吐出する工程、加温され吐出された光重合性インクジェットインクに光照射して硬化させる工程を有し、前記インクが、(メタ)アクリル酸エステルとトリエチレングリコールジビニルエーテルを含むか、又は(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリルアミドとトリエチレングリコールジビニルエーテルを含み、前記インクを加温する工程が、インクを吐出した後に記録媒体上でインクを加温するか、又はインクを吐出する前に記録媒体を加温し、該記録媒体の熱によりインクを加温することにより行われるインクジェット印刷方法。
  2. 光重合性インクジェットインクを80〜100℃に加温する請求項1記載のインクジェット印刷方法。
  3. 前記(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド及びビニルエーテルの皮膚感さ性試験(LLNA法)における感さ性の程度を示すStimulation Index(SI値)が、いずれも3未満である請求項1又は2記載のインクジェット印刷方法。
  4. 前記(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリルアミドが、下記式(1)で示されるポリエチレングリコールジメタクリレート、γ−ブチロラクトンメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート〔CH=CH−CO−(OC)n−OCO−CH=CH(n≒12)〕、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのジアクリレート、ポリエトキシ化テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ステアリルアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミドから選ばれた少なくとも1種からなる請求項3記載のインクジェット印刷方法。
    Figure 0005853637
    (式中、n≒9〜14である。)
  5. 前記インクが光ラジカル重合開始剤を含む請求項1〜のいずれかに記載のインクジェット印刷方法。
  6. 前記加温用のエネルギーとして硬化用光源の廃熱を利用する請求項1〜のいずれかに記載のインクジェット印刷方法。
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