JP5953849B2 - インクジェット記録方法、インクジェット記録装置 - Google Patents
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しかしながら、中間転写体上を用いるため、装置が大掛かりになり、また材料が限定されるなどの課題がある。
(1)「記録媒体上に活性光線硬化型インクを吐出し画像を形成する画像形成工程と、記録媒体上に形成された画像に気体を吹き付ける工程と、活性光線を照射する活性光線照射工程とを有し、前記活性光線硬化型インクが室温(25℃)で固体の活性光線硬化型インクであることを特徴とするインクジェット記録方法」、
(2)「前記画像形成工程は、加熱されたインクを吐出するものであることを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載のインクジェット記録方法」、
(3)「前記活性光線硬化型インクは、ワックスを含有するものであることを特徴とする前記第(1)項または第(2)に記載のインクジェット記録方法」、
(4)「前記ワックスは、融点が30℃以上90℃以下であることを特徴とする前記第(3)項に記載のインクジェット記録方法」、
(5)「前記画像に吹き付ける気体の温度が、25℃以上90℃未満であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(6)「前記気体が活性光線照射装置を冷却した排熱風であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(7)「記録媒体上に活性光線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドにより前記記録媒体上に吐出された活性光線硬化型インクに気体を吹き付ける装置と、活性光線を照射する活性光線照射装置とを有し、前記活性光線硬化型インクが室温(25℃)で固体の活性光線重合性インクであることを特徴とするインクジェット記録装置」。
図1は、本発明の実施形態に係る記録装置の概略構成図の一例である。
インクジェット記録装置(1)においては、記録媒体(5)を記録媒体供給部(2)から記録媒体搬送部(3)を介して記録媒体スタッカ部(4)へと搬送する。記録ヘッド部(6)により吐出された活性光線硬化型インクは記録媒体(5)に着弾する。なお、これら記録媒体の搬送や記録ヘッドからのインク吐出のための駆動等、記録装置全体の動作およびそのためのデータ処理は図示しない制御回路によって制御される。
この構成にすることで、ドット高さが低い状態でインクが硬化し、凹凸の小さい、光沢感のある高画質な印刷画像が得られる。
なお、本発明でいう「室温で固体」とは、室温では流動性に乏しく外観上は、固体あるいはペースト状の半固体のように見えるが、加温することで液状化することを意味する。
30℃未満では、インク吐出安定性が低下することがあり、100℃を超えると色滲みが生じることがある。
また、気体を吹き付ける時間は、送風量にもよるが0.05〜3秒程度であることが好ましい。
インクの溶融温度より10℃を超えて低いとインクドットが固化し、インクの反応性が低下して耐擦過性が低下することがある。
具体的には、用いるインクの溶融温度にもよるが、25℃以上90℃未満であることが好ましく、30℃以上60℃未満であることが好ましい。
4つの記録ヘッド(6)は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの活性光線硬化型インクを記録媒体(5)に印字する。本実施形態の記録装置(1)は、図1と同様に記録媒体(5)を記録媒体供給部(2)から記録媒体搬送部(3)を介して記録媒体スタッカ部(4)へと搬送する。活性光線硬化型インクが着弾した記録媒体(5)は、記録媒体搬送部(3)によって搬送され、それぞれの送風部(7)において、着弾ドット高さが低くなるように風圧で押し付けられ、直後にそれぞれの照射部(8)にて硬化される。この様な構成にすることによりインクが各色毎に硬化されるので、色間の滲みがなく、鮮明な画像を得ることができる。
本発明における活性光線硬化型インクは、室温(25℃)で固体であり、加温することで溶融して液状化するものであり、インクジェット記録が可能なものである。
液状化する温度は、30℃以上90℃以下であることが好ましい。30℃未満であると取り扱い時に液状であるため汚れが生じることがあり、90℃を超えると消費エネルギーが大きくなる。
また、記録ヘッドからインクを吐出するときの液状化したインクの粘度は、5mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましい。
なお、インク組成においては、添加剤(界面活性剤、重合禁止剤、など)や着色剤(顔料や染料、など)を含まない溶媒成分を、一般的に「ビヒクル」と表現する場合がある。
ラジカル重合型インクはラジカル反応性化合物(ラジカルモノマー)と重合開始剤としての光ラジカル開始剤とを含むものである。
カチオン重合型インクはカチオン反応性化合物(カチオンモノマー)と重合開始剤としての光酸発生剤とを含むものである。
アニオン重合型インクはアニオン反応性化合物(アニオンモノマー)と重合開始剤としての光塩基発生剤とを含むものである。
以下では、これらの各インクについて説明する。
ラジカル光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル系、アセトフェノン系,ベンゾフェノン系、ベンゾフェノン、チオキサントン系、その他アシルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート等の特殊グループがあり、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルメチルケタール、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(略称 αヒドロキシケトン)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(A),ベンゾフェノン(B)ブレンド(略称 α−ヒドロキシケトンブレンド)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン2(略称 α−ヒドロキシケトン)、pイソプロピルαヒドロキシイソブチルフェノン、1,1ジクロロアセトフェノン、2クロロチオキサントン、等が挙げられる。
具体的には、バイキュア10、30、55(ストウファー)、KAYACURE BP−100、KAYACURE BMS、KAYACURE DETX−S、KAYACURE CTX、KAYACURE 2−EAQ、KAYACURE DMBI、KAYACURE EPA(日本化薬)、イルガキュア127、184、819、907、369、379、500、2959、ダロキュア1173、MBF、TPO(BASF)、カウンタキュアCTX、カウンタキュアBMS、カウンタキュアITX、カウンタキュアPDO、カウンタキュアBEA、DMB(ワードブレンキンソップ)、サンキュアーIP、BTTP(日本油脂)等がある。その他、光開始剤含有タイプの光硬化型樹脂を使用しても良い。
カチオン重合型インクに適用できる酸発生剤は、紫外線等のエネルギー線を受けることにより重合を開始させる物質を生成する化合物であれば良く、オニウム塩であるアリールスルフォニウム塩やアリールヨウドニウム塩が好適に使用できる。さらに必要に応じて、N−ビニルカルバゾール、チオキサントン化合物、9,10−ジブトキシアントラセン等のアントラセン化合物等の光増感剤を併用できる。
アニオン重合型インクに適用できる塩基発生剤としては、o−ニトロベンジルカーバメート、α,α−ジメチルベンジルカーバメート、α−ケトカーバメート誘導体、N−ヒドロキシイミドカーバメート、などの第一級アミンまたは第二級アミンや、フェニルグリオキシレートのアンモニウム塩、ベンズヒドリルアンモニウム塩、N−ベンゾフェノンメチル−トリ−N−アルキルアンモニウムホウ酸塩、第四級α−アンモニウムアセトフェノン塩のホウ酸塩、ジチオカーバメート、チオシアナート、および他の対イオン、またはアミンイミド誘導体からなる塩が挙げられる。
光重合開始助剤としては、トリエタノールアミン、2ジメチルアミノ安息香酸エチル、4ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、重合性3級アミン等が挙げられる。また、アニオン重合は反応速度が若干遅いため、ラジカル重合反応との組合せを併用する場合がある。
モノマーとしては、アニオン重合性を有するモノマーであれば、特に限定されないが、アニオン重合性モノマーとしては、エポキシ類が挙げられる。
また、ラジカル重合性であると共にアニオン重合性を有するモノマーも用いることが可能であり、(メタ)アクリル酸類、(メタ)アクリルアミド類、芳香族ビニル類、内部二重結合を有する化合物(マレイン酸など)等が挙げられる。二種以上のモノマーを併用してもよい。
5wt%未満であると充分重合できない場合があり、15wt%を超えると保存安定性が低下し、重合禁止剤の添加が必要になり、重合禁止剤の種類によっては、インクが黄色くなったり、反応残存基による臭気が残ったりすることがある。
また、活性光線硬化型インクは、ワックスを含有することで、インクを室温で固体にすることができ、また、ワックスの溶融によりワックスが溶媒となり、反応性が向上し、高い画像品質と安定した印刷適性を達成することができる。
親水性官能基を有するワックスの例としては、クエン酸飽和脂肪酸モノグリセライド、プロピレングリコールモノベヘン酸エステル、グリセリンモノ脂肪酸エステル、グリセリンジ脂肪酸エステル、ソルビタンモノ脂肪酸エステル、コハク酸脂肪酸モノグリセライド、グリセリンモノアセトモノ脂肪酸エステルなどが挙げられる。具体的には、クエン酸飽和脂肪酸モノグリセライド「ポエムK−30」、プロピレングリコールモノベヘネート「リケマールPB−100」グリセリンモノ脂肪酸エステル「ポエムPV−100」、グリセリンジ脂肪酸エステル「リケマールS−200」、ソルビタンモノ脂肪酸エステル「ポエムS−250」、コハク酸脂肪酸モノグリセライド「ポエムB−10」、グリセリンモノアセトモノ脂肪酸エステル「ポエムG−508」(理研ビタミン社製)などの市販品を使用できる。
ワックスの含有量を比較的低くすることにより、高い光重合性を達成することができるとともに、インクジェット記録方法における安定した吐出が可能である。更に、インクに気体を吹き付けたときに、インクに十分な変形が生じ、ドット高さを抑え、凹凸形状が無く、光沢感のある高画質な印刷画像を得ることができる。
本発明に用いる着色剤としては、上記ビヒクルに良分散して耐候性に優れた顔料が望ましい。特に限定されるわけではないが、例えばカラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。
顔料の添加量はインク100重量部に対して1〜20重量部が適量である。0.1重量部未満では画像品質が低下し、20重量部より多いとインク粘度特性に悪影響を与える。また、色の調整等で2種類以上の着色剤を適時混合して使用できる。
具体的には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あげられるが、これらに限定するものではない。
[実施例1]
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 20重量部
(新中村化学製、ATM−35E)
アクリロイルモルホリン 50重量部
(興人社製、ACMO)
2−ヒドロキシエチルアクリルアミド 20重量部
(興人社製、HEAA)
ポリエチレングリコールジメタクリレート 10重量部
(共栄社化学社製、ライトエステル9EG)
上記の材料をホモジナイザ(日立工機製HG30)用いて均質になるまで混合した後、ワックスとして、クエン酸飽和脂肪酸モノグリセライド(理研ビタミン社製「ポエムK−30」融点約60℃)を10重量部追加し、ホットスターラを70℃に設定して混合し、均質な配合品混合物を得た。
次に、配合品混合物に下記の材料を加え、均質になるまで混合・分散し、続いて80℃に加温してろ過を行い、不純物等を除去して均質な室温固体状黒インク組成物1を得た。
黒インク組成物1の粘度は15.2mPa・sであった。
配合品混合物 100重量部
カーボンブラック 1重量部
(三菱化学社製#5B)
極性基含有高分子分散剤 1重量部
(日本ルーブリゾール社製ソルスパース32000)
重合開始剤 10重量部
(チバジャパン社製Irugacure379)
ヘッドの温度:60℃
解像度:150×150dpi 及び 600×600dpi
被記録媒体(白PET)搬送速度:100mm/sec
送風空気の風速:5m/sec
送風空気の温度:約40℃
UV照射器(InetegrationTechnology社SubZero085(Aバルブ使用))
600×600dpiのベタ印刷では、均一な光沢感のあるベタ画像を得ることができた。
室温固体状黒インク組成物1のワックスを、プロピレングリコールモノベヘネート(理研ビタミン社製「リケマールPB−100」融点約58℃)に代える他は実施例1と同様にして室温固体状黒インク組成物2を得た。
黒インク組成物2の粘度は14.8mPa・sであった。
ヘッドの温度:60℃
解像度:150×150dpi 及び 600×600dpi
被記録媒体(白PET)搬送速度:100mm/sec
送風空気の風速:10m/sec
送風空気の温度:約40℃
UV照射器(InetegrationTechnology社SubZero085(Aバルブ使用))
600×600dpiのベタ印刷では、均一な光沢感のあるベタ画像を得ることができた。
室温固体状黒インク組成物1のワックスを、コハク酸脂肪酸モノグリセライド(理研ビタミン社製「ポエムB−10」融点約66℃)に代える他は実施例1と同様にして室温固体状黒インク組成物3を得た。
黒インク組成物3の粘度は17.3mPa・sであった。
送風は、UV照射器を冷却するための排出風をアルミ製のジャバラ/排風供給路を通して行なった。
ヘッドの温度:60℃
解像度:150×150dpi 及び 600×600dpi
被記録媒体(白PET)搬送速度:500mm/sec
送風空気の風速:5m/sec
送風空気の温度:約40℃
UV照射器(InetegrationTechnology社SubZero085(Aバルブ使用))
600×600dpiのベタ印刷では、均一な光沢感のあるベタ画像を得ることができた。
アクリロイルモルホリン 100重量部
(興人製、ACMO)
ラジカル光重合開始剤 10重量部
(BASF製、ルシリンTPO)
ブラック加工顔料 6重量部
(BASF製、MICROLITH Black−CK)
分散剤 2重量部
(日本ルーブリゾール製、ソルスパース32000)
上記材料をダイノーミル(シンマルエンタープライゼス製MULTI-LAB型)およびホモジナイザ(日立工機製HG30)を用いて、均質な混合物が得られるまで混合、分散し、続いて80℃に加温してろ過を行い、不純物等を除去して均質な室温(25℃)で液体の黒インク組成物4を得た。
ヘッドの温度:60℃
解像度:150×150dpi 及び 600×600dpi
被記録媒体(白PET)搬送速度:500mm/sec
送風なし
UV照射器(InetegrationTechnology社SubZero085(Aバルブ使用))
600×600dpiのベタ印刷では、光沢感のないザラザラした低画質のベタ画像となった。
黒インク組成物4を、加熱手段を備えたリコープリンティングシステムズ(株)製GEN4ヘッドを用い、下記の条件で画像を形成した。
ヘッドの温度:60℃
解像度:150×150dpi
被記録媒体(白PET)搬送速度:500mm/sec
送風空気の風速:5m/sec
送風空気の温度:約40℃
UV照射器(InetegrationTechnology社SubZero085(Aバルブ使用))
黒インク組成物1を、加熱手段を備えたリコープリンティングシステムズ(株)製GEN4ヘッドを用い、下記の条件で画像を形成した。
ヘッドの温度:60℃
解像度:150×150dpi 及び 600×600dpi
被記録媒体(白PET)搬送速度:100mm/sec
送風なし
UV照射器(InetegrationTechnology社SubZero085(Aバルブ使用))
600×600dpiでベタ印刷では、光沢感のないザラザラした低画質のベタ画像となった。
2 記録媒体供給部
3 記録媒体搬送部
4 記録媒体スタッカ部
5 記録媒体
6 記録ヘッド部
7 送風部
8 照射部
9 排風供給路
Claims (7)
- 記録媒体上に活性光線硬化型インクを吐出し画像を形成する画像形成工程と、
前記記録媒体上に形成された画像に気体を吹き付ける工程と、
活性光線を照射する活性光線照射工程と、を含み、
前記活性光線硬化型インクが、ワックスを含有し、かつ室温(25℃)で固体であり、
前記画像に吹き付ける気体の温度が、前記ワックスの融点より低いことを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記画像形成工程は、加熱されたインクを吐出するものである請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記気体を吹き付ける風速が、3m/sec以上15m/sec以下であり、
前記気体を吹き付ける時間が、0.05秒間以上3秒間以下であり、
前記記録媒体上に形成された画像を完全に固化していない半溶融状態にする請求項1乃至2のいずれかに記載のインクジェット記録方法。 - 前記ワックスは、融点が30℃以上90℃以下である請求項1乃至3のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記画像に吹き付ける気体の温度が、25℃以上90℃未満である請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記気体が、活性光線照射装置を冷却した排熱風である請求項1乃至5のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 記録媒体上に活性光線硬化型インクを吐出し画像を形成する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドにより前記記録媒体上に吐出された活性光線硬化型インクに気体を吹き付ける装置と、
活性光線を照射する活性光線照射装置と、を有し、
前記活性光線硬化型インクが、ワックスを含有し、かつ室温(25℃)で固体であり、
前記画像に吹き付ける気体の温度が、前記ワックスの融点より低いことを特徴とするインクジェット記録装置。
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