JP6171312B2 - Inkjet recording apparatus and inkjet recording method - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録装置、及びこれを用いたインクジェット記録方法に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method using the same.
従来、紙などの被記録媒体に、画像データ信号に基づき画像を形成するための記録装置として、種々の方式を利用した装置が利用されている。このうち、インクジェット方式を利用した装置は、安価な装置で、必要とされる画像部のみにインクを吐出し被記録媒体上に直接画像形成を行うため、インクを効率良く使用でき、ランニングコストが安い。さらに、インクジェット方式は騒音が小さいため、記録装置として優れている。 Conventionally, as a recording apparatus for forming an image on a recording medium such as paper based on an image data signal, apparatuses using various methods are used. Among these, an apparatus using an ink jet method is an inexpensive apparatus, and ink is ejected only to a required image portion to form an image directly on a recording medium. Therefore, the ink can be used efficiently and the running cost is low. cheap. Further, the ink jet method is excellent as a recording apparatus because of low noise.
近年、紫外線を照射することによりモノマーが光重合(硬化)する紫外線硬化型インクを搭載したインクジェット記録装置は、耐水性及び耐擦性に優れた画像を、被記録媒体の被記録面に形成することができるため、カラーフィルターの製造、プリント基板、プラスチックカード、ビニールシート、大型看板、及びプラスチック部品への印刷、並びにバーコードや日付の印刷などに利用されている。 In recent years, an ink jet recording apparatus equipped with an ultraviolet curable ink in which a monomer is photopolymerized (cured) by being irradiated with ultraviolet rays forms an image having excellent water resistance and abrasion resistance on a recording surface of a recording medium. Therefore, it is used for manufacturing color filters, printing on printed boards, plastic cards, vinyl sheets, large signs, and plastic parts, and printing barcodes and dates.
インクジェット記録に用いられるインクとして、溶媒系の水性インクや無溶媒系の紫外線硬化型インク(UVインク)等が挙げられる。このうち無溶媒系の紫外線硬化型インクは、溶媒系の水性インクよりも粘度が顕著に高いため、吐出時の温度変動による粘度変動が大きく、この粘度変動が液滴サイズの変化及び液滴吐出速度の変化に対して大きな影響を与え、ひいては画質劣化を引き起こしてしまう。そこで、紫外線硬化型インクを吐出する際に、インクを加熱し粘度を下げてから吐出する技術が開示されている。 Examples of the ink used for inkjet recording include a solvent-based aqueous ink and a solvent-free ultraviolet curable ink (UV ink). Among these, solvent-free UV curable ink has a significantly higher viscosity than solvent-based water-based inks, so viscosity fluctuations due to temperature fluctuations during ejection are large, and this viscosity fluctuation causes changes in droplet size and droplet ejection. It has a great influence on the change in speed, which in turn causes image quality degradation. Therefore, a technique is disclosed in which when ultraviolet curable ink is ejected, the ink is heated to lower the viscosity and then ejected.
例えば、特許文献1は、UVインクは常温時において一般的なインクと比べて粘度が高いため、記録ヘッド内で加熱して目標設定温度(インクが吐出可能な粘度となるために必要な設定温度)を維持し、低粘度化した状態で吐出する必要があるとした上で、インク粘度が5℃条件で7000〜500mPa・sであると共に、インク粘度が80℃条件で20〜3mPa・sになるように加熱温調により変化することを特徴とするUVインクを開示している(特許文献1の段落0034,0041,及び0042)。 For example, in Patent Document 1, since UV ink has a higher viscosity than ordinary ink at normal temperature, it is heated in the recording head and set to a target set temperature (set temperature necessary for the ink to be ejected viscosity). The ink viscosity is 7,000 to 500 mPa · s at 5 ° C. and the ink viscosity is 20 to 3 mPa · s at 80 ° C. Thus, a UV ink that is changed by heating temperature control is disclosed (paragraphs 0034, 0041, and 0042 of Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1が開示するUVインクは、加熱によりヘッドの部材を劣化させてしまうという問題が生じる。また、当該UVインクは粘度が非常に高いため、加熱せずに吐出しようとすると、吐出安定性に劣るという問題が生じる。 However, the UV ink disclosed in Patent Document 1 has a problem that the head member is deteriorated by heating. Further, since the UV ink has a very high viscosity, there arises a problem that the discharge stability is poor when it is discharged without heating.
そこで、本発明は、ヘッドの耐久性及び紫外線硬化型インクの吐出安定性に優れた、インクジェット記録装置を提供することを目的の一つとする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that is excellent in durability of a head and ejection stability of an ultraviolet curable ink.
上記課題を解決するため、本願発明者らが鋭意検討を行ったところ、以下の知見を得た。まず、粘度が非常に低い紫外線硬化型インク(以下、紫外線硬化型インクを単に「インク」ともいう。)を調製し、当該インクを加温せずに吐出する方法を検討した。だが、当該方法によれば、インクの温度が環境温度の変化によって変動しやすく、インクの吐出安定性を改善できないことを知見した。さらに、粘度が非常に低い紫外線硬化型インクの組成に起因して、ヘッドの部材が劣化してヘッドの耐久性が悪化し、かつ、硬化シワも発生しやすくなることを知見した。そこで、本願発明者らは、比較的粘度の低い、所定範囲の粘度を有する紫外線硬化型インクを、比較的低温下である所定範囲の温度で加温することを試みた。その結果、ヘッドの部材の劣化が防止することができることを知見した。これに加えて、吐出時の温度変動を小さくすることができるため、粘度変動を抑えることができ、紫外線硬化型インクの吐出安定性も良好になることを知見した。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have made extensive studies and obtained the following knowledge. First, an ultraviolet curable ink having a very low viscosity (hereinafter, ultraviolet curable ink is also simply referred to as “ink”) was prepared, and a method for discharging the ink without heating was examined. However, according to the method, it has been found that the temperature of the ink is likely to fluctuate due to a change in the environmental temperature, and the ink ejection stability cannot be improved. Furthermore, it has been found that due to the composition of the ultraviolet curable ink having a very low viscosity, the head member deteriorates, the durability of the head deteriorates, and curing wrinkles easily occur. Therefore, the inventors of the present application tried to heat an ultraviolet curable ink having a relatively low viscosity and a predetermined range of viscosity at a predetermined range of temperatures at a relatively low temperature. As a result, it has been found that deterioration of the head member can be prevented. In addition to this, it has been found that the temperature fluctuation at the time of ejection can be reduced, the viscosity fluctuation can be suppressed, and the ejection stability of the ultraviolet curable ink is also improved.
また、脱気機構を設けてインクを十分脱気することにより、インクの吐出安定性をさらに良好とすることができるという思想に基づき、インクの脱気効率がインクの温度及び粘度によって変化することを知見した。そこで、本願発明者らは、インクの脱気効率と温度及び粘度との関係について検討を重ねたところ、紫外線硬化型インクの温度及び粘度を上述の所定範囲とすることにより、脱気効率が非常に高くなり、インクの吐出安定性を優れたものとすることができることを知見した。 In addition, based on the idea that the ink ejection stability can be further improved by providing a deaeration mechanism to sufficiently deaerate the ink, the deaeration efficiency of the ink changes depending on the temperature and viscosity of the ink. I found out. Therefore, the inventors of the present application have repeatedly investigated the relationship between the deaeration efficiency of ink, the temperature, and the viscosity. As a result, the deaeration efficiency is extremely high by setting the temperature and viscosity of the ultraviolet curable ink within the above-described predetermined ranges. It has been found that the ink ejection stability can be improved.
以上の知見に基づき、本願発明者らがさらに鋭意検討を行った結果、28℃における粘度が8mPa・s以上である紫外線硬化型インクを、吐出されるインク温度が28〜40℃であり、当該温度における粘度が15mPa・s以下である脱気インクの状態で、ヘッドから被記録媒体に向けて吐出し、被記録面に付着した当該インクを光源からの紫外線照射により硬化させるインクジェット記録装置により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 Based on the above findings, the inventors of the present invention conducted further diligent studies. As a result, the temperature of the ultraviolet curable ink having a viscosity at 28 ° C. of 8 mPa · s or more is 28 to 40 ° C. In a state of deaerated ink having a viscosity at a temperature of 15 mPa · s or less, an ink jet recording apparatus that discharges from a head toward a recording medium and cures the ink attached to the recording surface by ultraviolet irradiation from a light source, The present inventors have found that the above problems can be solved and have completed the present invention.
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1]
紫外線硬化型インクを被記録媒体に向けて吐出し付着させるヘッドと、
インク容器から前記ヘッドに前記紫外線硬化型インクを供給するインク経路と、
28℃における粘度が8mPa・s以上である前記紫外線硬化型インクを加温して、吐出される該インクの温度を28〜40℃とし、かつ、該温度における該インクの粘度を15mPa・s以下とする加温機構と、
前記紫外線硬化型インクを脱気し、脱気した該インクを前記ヘッドに供給する脱気機構と、
前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクに紫外線を照射して、該インクを硬化させる光源と、
を備える、インクジェット記録装置。
[2]
前記脱気機構が前記インク経路に設けられる、[1]に記載のインクジェット記録装置。
[3]
前記インク経路の少なくとも一部が、前記紫外線硬化型インクを循環させるインク循環路である、[1]又は[2]に記載のインクジェット記録装置。
[4]
前記インク循環路から前記ヘッドに供給される単位時間当たりの前記紫外線硬化型インクのインク流入量が、前記ヘッドから前記紫外線硬化型インクを吐出する単位時間当たりの最大インク吐出量の2倍以上である、[3]に記載のインクジェット記録装置。
[5]
前記ヘッドに供給される前記紫外線硬化型インクの溶存酸素量が、20ppm以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
[6]
前記加温機構及び前記脱気機構は前記インク循環路に設けられ、
前記脱気機構は、インクが循環する方向であって、前記加温機構の下流側であり、かつ、前記ヘッドの上流側に設けられる、[3]〜[5]のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
[7]
前記紫外線硬化型インクがチオキサントン系光重合開始剤を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
[8]
前記ヘッドにおいて、前記紫外線硬化型インクと接触する部分の少なくとも一部にエポキシ樹脂が用いられる、[1]〜[7]のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
[9]
前記光源は発光ダイオードであり、かつ、前記発光ダイオードは800mW/cm2以上の照射ピーク強度を有する紫外線を照射するものである、[1]〜[8]のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
[10]
[1]〜[9]のいずれかに記載のインクジェット記録装置を用いて記録を行う、インクジェット記録方法。
That is, the present invention is as follows.
[1]
A head for ejecting and adhering ultraviolet curable ink toward a recording medium;
An ink path for supplying the ultraviolet curable ink from an ink container to the head;
The ultraviolet curable ink having a viscosity at 28 ° C. of 8 mPa · s or more is heated, the temperature of the ejected ink is set to 28 to 40 ° C., and the viscosity of the ink at the temperature is 15 mPa · s or less. And a heating mechanism
A degassing mechanism for degassing the ultraviolet curable ink and supplying the degassed ink to the head;
A light source for curing the ink by irradiating the ultraviolet curable ink attached to the recording medium with ultraviolet rays;
An inkjet recording apparatus comprising:
[2]
The inkjet recording apparatus according to [1], wherein the deaeration mechanism is provided in the ink path.
[3]
The inkjet recording apparatus according to [1] or [2], wherein at least a part of the ink path is an ink circulation path for circulating the ultraviolet curable ink.
[4]
The inflow amount of the ultraviolet curable ink per unit time supplied from the ink circulation path to the head is at least twice the maximum ink ejection amount per unit time for ejecting the ultraviolet curable ink from the head. The inkjet recording apparatus according to [3].
[5]
The inkjet recording apparatus according to any one of [1] to [4], wherein an amount of dissolved oxygen of the ultraviolet curable ink supplied to the head is 20 ppm or less.
[6]
The heating mechanism and the deaeration mechanism are provided in the ink circulation path,
The inkjet according to any one of [3] to [5], wherein the deaeration mechanism is provided in a direction in which ink circulates, downstream of the heating mechanism and upstream of the head. Recording device.
[7]
The inkjet recording apparatus according to any one of [1] to [6], wherein the ultraviolet curable ink includes a thioxanthone photopolymerization initiator.
[8]
The inkjet recording apparatus according to any one of [1] to [7], wherein an epoxy resin is used in at least a part of a portion of the head that contacts the ultraviolet curable ink.
[9]
The ink jet recording apparatus according to any one of [1] to [8], wherein the light source is a light emitting diode, and the light emitting diode emits ultraviolet light having an irradiation peak intensity of 800 mW / cm 2 or more.
[10]
An inkjet recording method for performing recording using the inkjet recording apparatus according to any one of [1] to [9].
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、以下の説明に用いる各図面では、各構成要素(部材)を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素ごとに縮尺を適宜変更している。本実施形態は、これらの図面に記載された、構成要素の数量、形状、及び大きさの比率、並びに各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not restrict | limited to the following embodiment, A various deformation | transformation can be implemented within the range of the summary. Moreover, in each drawing used for the following description, the scale is appropriately changed for each component in order to make each component (member) recognizable on the drawing. The present embodiment is not limited only to the ratio of the number, shape, and size of the components and the relative positional relationship of the components described in these drawings.
本明細書において、「記録物」とは、被記録媒体上にインクが記録されて硬化物が形成されたものをいう。なお、本明細書における硬化物は、硬化膜や塗膜を含む、硬化された物質を意味する。 In this specification, “recorded material” refers to a material in which ink is recorded on a recording medium to form a cured product. In addition, the hardened | cured material in this specification means the hardened | cured substance containing a cured film and a coating film.
また、本明細書において、「吐出安定性」とは、ノズルの抜けがなく常に安定したインクの液滴をノズルから吐出させる性質をいう。本明細書において、「ヘッドの耐久性」とは、記録装置を構成するヘッドの部材(具体的にはヘッド部材のうち接着剤)がインクと接触したときに、膨潤などの変質を含む劣化を生じにくい性質をいう。 Further, in the present specification, “ejection stability” refers to a property of ejecting a stable ink droplet from the nozzle without any missing nozzle. In this specification, “head durability” refers to deterioration including deterioration such as swelling when a member of a head (specifically, an adhesive among the head members) constituting the recording apparatus comes into contact with ink. A property that is difficult to occur.
また、本明細書において、「硬化」とは、重合性化合物を含むインクに光を照射すると、重合性化合物が重合してインクが固化することをいう。「硬化性」とは、光を感応して硬化する性質をいい、光重合性とも称される。「硬化シワ」は、硬化を行う対象となる塗膜の内部に存在する未硬化のインクが、硬化する前に不規則に流動するなどにより、重合体積収縮率が高くなる結果、硬化後の塗膜表面に発生するシワを意味する。 In this specification, “curing” means that when an ink containing a polymerizable compound is irradiated with light, the polymerizable compound is polymerized and the ink is solidified. “Curable” refers to the property of curing in response to light and is also referred to as photopolymerization. “Curing wrinkle” is a result of an increase in the polymerization volume shrinkage rate caused by the uncured ink existing inside the coating film to be cured flowing irregularly before being cured. It means wrinkles generated on the film surface.
また、本明細書において、「保存安定性」とは、インクを保存したときに、保存前後における粘度が変化しにくい性質をいう。「耐擦性」とは、硬化物を擦った時に、硬化物が剥離しにくく傷がつきにくい性質をいう。 In the present specification, “storage stability” refers to the property that the viscosity before and after storage is difficult to change when the ink is stored. “Abrasion resistance” refers to the property that when the cured product is rubbed, the cured product is difficult to peel off and scratch.
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びそれに対応するメタクリレートのうち少なくともいずれかを意味し、「(メタ)アクリル」はアクリル及びそれに対応するメタクリルのうち少なくともいずれかを意味し、「(メタ)アクリロイル」はアクリロイル及びそれに対応するメタクリロイルのうち少なくともいずれかを意味する。 In the present specification, “(meth) acrylate” means at least one of acrylate and methacrylate corresponding thereto, and “(meth) acryl” means at least one of acrylic and methacryl corresponding thereto. “(Meth) acryloyl” means at least one of acryloyl and methacryloyl corresponding thereto.
[インクジェット記録装置]
本発明の一実施形態は、インクジェット記録装置、即ちインクジェットプリンターに係る。当該インクジェット記録装置(以下、単に「記録装置」ともいう。)は、所定の物性を有する紫外線硬化型インク(以下、単に「インク」ともいう。)を用いるものであり、ヘッド、当該ヘッドにインクを供給するインク経路、加温機構、脱気機構、及び光源を少なくとも備える。
[Inkjet recording apparatus]
One embodiment of the present invention relates to an inkjet recording apparatus, that is, an inkjet printer. The ink jet recording apparatus (hereinafter also simply referred to as “recording apparatus”) uses an ultraviolet curable ink (hereinafter also simply referred to as “ink”) having predetermined physical properties. At least an ink path, a heating mechanism, a deaeration mechanism, and a light source.
本実施形態の記録装置は、様々な色のインクを被記録媒体に記録する(画像を形成する)ことができ、例えば、CMYK(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)の4色のインクを用いて画像を形成したり、白色のインクを用いて被記録媒体に優れた隠蔽性を付与する下地の画像を形成したりすることが挙げられる。 The recording apparatus of the present embodiment can record inks of various colors on a recording medium (form an image). For example, four color inks of CMYK (cyan, magenta, yellow, black) are used. For example, an image may be formed, or a base image may be formed using white ink to impart excellent concealability to the recording medium.
本実施形態のプリンターの種類として、ラインプリンター及びシリアルプリンターが挙げられ、いずれを用いることもできる。これらはプリンターの方式が異なる。 Line printers and serial printers can be cited as the types of printers in this embodiment, and any of them can be used. These are different printer systems.
ライン方式のインクジェット記録装置であるラインプリンターは、ヘッドとして被記録媒体の幅に相当する長さ以上の長さであるラインヘッドを備える。当該ラインヘッドと被記録媒体とが当該幅方向と交差する走査方向に相対的に位置を移動しながら被記録媒体に、即ちラインヘッドと相対的に走査される被記録媒体に、ラインヘッドからインクが吐出されるものである。そして、ラインプリンターでは、ヘッドが(ほぼ)移動せずに固定されて、1パス(シングルパス)で記録が行われる。ラインプリンターは記録速度が速い点でシリアルプリンターより有利である。 A line printer, which is a line-type ink jet recording apparatus, includes a line head having a length equal to or greater than the length corresponding to the width of a recording medium as a head. From the line head to the recording medium, the line head and the recording medium move relative to each other in the scanning direction intersecting the width direction, that is, onto the recording medium scanned relative to the line head. Is discharged. In the line printer, the head is fixed without moving (almost) and recording is performed in one pass (single pass). Line printers are more advantageous than serial printers because of their high recording speed.
ここで、上記の「被記録媒体の幅に相当する長さのラインヘッド」は、被記録媒体の幅とラインヘッドの長さ(幅)とが完全に一致している場合に限らず、互いに異なっていてもよい。当該互いに異なっていてもよい場合として、例えば、ラインヘッドの長さ(幅)が、インクが吐出されるべき(画像が記録されるべき)被記録媒体の幅(被記録幅)に相当する長さである場合が挙げられる。 Here, the above-mentioned “line head having a length corresponding to the width of the recording medium” is not limited to the case where the width of the recording medium and the length (width) of the line head completely match each other. May be different. For example, the length (width) of the line head may correspond to the width (recording width) of the recording medium on which ink is to be ejected (image should be recorded). This is the case.
一方、シリアル方式のインクジェット記録装置であるシリアルプリンターは、ヘッドが被記録媒体の副走査方向と交差した主走査方向に移動しながらインクの吐出を行う主走査(パス)を行い、通常2パス以上(マルチパス)で記録が行われるものである。 On the other hand, a serial printer, which is a serial ink jet recording apparatus, performs main scanning (pass) in which ink is ejected while the head moves in the main scanning direction intersecting the sub-scanning direction of the recording medium, and usually two or more passes. (Multi-pass) is used for recording.
以下、図面を参照しつつ、本実施形態のプリンターの一例であるラインプリンターについて、詳しく説明する。図1は、本実施形態のインクジェット記録装置(プリンター1)の構成の一例を示すブロック図である。図2は、本実施形態のラインプリンターにおけるヘッドユニット、搬送ユニット、及び照射ユニットの周辺の一例を示す概略断面図である。 Hereinafter, a line printer which is an example of a printer according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of an inkjet recording apparatus (printer 1) according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the periphery of the head unit, the transport unit, and the irradiation unit in the line printer of the present embodiment.
〔1.記録装置の構成〕
プリンター1は、被記録媒体上に画像を形成する記録装置であり、外部装置であるコンピューター130と通信可能に接続されている。
[1. Configuration of recording apparatus]
The printer 1 is a recording device that forms an image on a recording medium, and is communicably connected to a
外部装置であるコンピューター130にはプリンタードライバーがインストールされている。プリンタードライバーは、表示装置(図示せず)にユーザーインターフェイスを表示させ、アプリケーションプログラムから出力された画像データを印刷データ(画像形成データ)に変換させるためのプログラムである。このプリンタードライバーは、フレキシブルディスクFDやCD−ROMなどの「コンピューターが読み取り可能な被記録媒体」に記録されている。あるいは、このプリンタードライバーは、インターネットを介してコンピューター130にダウンロードすることも可能である。なお、このプログラムは、各種の機能を実現するためのコードから構成されている。
A printer driver is installed in the
そして、コンピューター130は、プリンター1に画像を形成させるため、当該画像に応じた印刷データをプリンター1に出力する。
Then, the
プリンター1は、インク供給ユニット10、搬送ユニット20、ヘッドユニット30、照射ユニット40、検出器群110、メモリー123、インターフェイス(I/F)121、及びコントローラー120を有する。コンピューター130から印刷データを受信したプリンター1は、コントローラー120によって各ユニットを制御して、印刷データに従い、被記録媒体上に画像を記録する。プリンター1内の状況は検出器群110によって監視されており、検出器群110は、検出結果をコントローラー120に出力する。コントローラー120は、検出器群110から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。コントローラー120は、インターフェイス121を介して入力した印刷データをメモリー123に記憶し、CPU122とユニット制御回路124とを有する。メモリー123には、各ユニットを制御するための制御情報も記憶されている。
The printer 1 includes an
インク供給ユニット10は、インク供給量を調節するものである。インク供給ユニット10は、例えばインクタンクやインクカートリッジ等のインク容器とヘッドとの間に、インク供給量を調節する装置(以下、「インク供給装置」という。)を備える。
なお、インク供給ユニット(インク供給装置)10についてはより詳細に後述する。
The
The ink supply unit (ink supply device) 10 will be described in detail later.
搬送ユニット20は、被記録媒体Sを搬送方向に搬送させるものである。この搬送ユニット20は、図2に示すように、例えば、搬送モーター(図示せず)により、上流側ローラー25A及び下流側ローラー25Bからなる搬送ローラーが回転し、搬送ドラム26が従動する。被記録媒体Sは、搬送ローラー及び搬送ドラム26の周面に沿って、搬送ローラーの回転に伴い、記録可能な領域(ヘッドと対向する領域)まで搬送される。
The
ヘッドユニット30は、被記録媒体Sに向けてインクを吐出するものである。ヘッドユニット30は、搬送中の被記録媒体Sに対して各インクを吐出することによって、被記録媒体S上にドットを形成し、画像を形成する。本実施形態のプリンター1はラインプリンターであり、ヘッドユニット30の各ヘッドは被記録媒体の幅相当のドットを一度に形成することができる。具体的に言えば図2に示すように、搬送ドラム26の周囲に搬送方向の上流側から順に、ブラックインクヘッドK、シアンインクヘッドC、マゼンダインクヘッドM、及びイエローインクヘッドYからなる各ヘッド(以下、各々のヘッドを纏めて「ヘッド」ともいう。)が搬送ドラム26に対向して配置されている。ブラックインクヘッドKは紫外線硬化型ブラックインクの吐出部である。シアンインクヘッドCは紫外線硬化型シアンインクの吐出部である。マゼンダインクヘッドMは紫外線硬化型マゼンダインクの吐出部である。イエローインクヘッドYは紫外線硬化型イエローインクの吐出部である。これらの各ヘッドは、紫外線硬化型インクを被記録媒体Sに向けて吐出するものである。吐出されたインクは被記録媒体Sの被記録面に付着する。このように、上流側から各ヘッドを制御し、被記録媒体Sの幅に相当する一ライン中の必要な箇所でドットを形成することにより、被記録媒体Sを搬送方向に一度走査するだけで、画像を形成することができる。
なお、ヘッド(インクジェットヘッド)についてはより詳細に後述する。また、ここでは便宜上「紙」という文言を用いたが、本実施形態における被記録媒体としては、後述の被記録媒体を用いることができる。
The
The head (inkjet head) will be described in detail later. In addition, although the term “paper” is used here for convenience, the recording medium described later can be used as the recording medium in the present embodiment.
照射ユニット40は、被記録媒体S上に着弾した紫外線硬化型インクのドットに向けて紫外線を照射するものである。被記録媒体S上に形成されたドットは、照射ユニット40からの紫外線の照射を受けることにより、硬化する。本実施形態における照射ユニット40は、被記録媒体Sに付着したインクに紫外線を照射する光源を有する。具体的に言えば図2に示すように、照射ユニット40は、各ヘッドの搬送方向下流側に光源として仮硬化用照射部42a、42b、42c、及び42dを備え、搬送方向の更に下流側には光源として本硬化用照射部44を備えている。このような記録装置は、例えば特開2010−269471号の図11の様にして構成することができる。
The
ここで、本明細書において、「仮硬化」とは、インクの仮留め(ピニング)を意味し、より詳しくはドット間の滲みの防止やドット径の制御のために、本硬化の前に硬化させることを意味する。一般に、仮硬化における重合性化合物の重合度は、仮硬化の後で行う本硬化による重合性化合物の重合度よりも低い。また、「本硬化」とは、被記録媒体上に形成されたドットを、記録物を使用するのに必要な硬化状態まで硬化させることをいう。本明細書において単に「硬化」というときは、特に言及のない限り、本硬化を意味する。 Here, in this specification, “temporary curing” means temporary pinning of ink, and more specifically, curing before main curing in order to prevent bleeding between dots and control of the dot diameter. It means that Generally, the polymerization degree of the polymerizable compound in the temporary curing is lower than the polymerization degree of the polymerizable compound by the main curing performed after the temporary curing. Further, “main curing” refers to curing the dots formed on the recording medium to a curing state necessary for using the recorded material. In the present specification, the term “curing” means main curing unless otherwise specified.
なお、本硬化用照射部44より紫外線が照射されて、インクが本硬化されればよいため、仮硬化用照射部42a、42b、42c、及び42dの一部又は全部から紫外線を照射せず、本硬化用照射部44より紫外線を照射して硬化工程を終了してもよい。このように、硬化工程は、仮硬化を行わずに本硬化のみを行うものであってもよい。
In addition, since it is only necessary that the main curing irradiation unit 44 is irradiated with ultraviolet rays and the ink is finally cured, the preliminary
検出器群110には、ロータリー式エンコーダ(図示せず)や紙検出センサ(図示せず)等が含まれる。ロータリー式エンコーダは、上述した上流側ローラー25Aや下流側ローラー25Bの回転量を検出する。ロータリー式エンコーダの検出結果に基づいて、被記録媒体Sの搬送量を検出することができる。紙検出センサーは、給紙中の被記録媒体Sの先端の位置を検出する。
The
コントローラー120は、プリンターの制御を行うための制御ユニット(制御部)である。コントローラー120は、インターフェイス部121と、CPU122と、メモリー123と、ユニット制御回路124と、を有する。インターフェイス部121は、外部装置であるコンピューター130とプリンター1との間でデータの送受信を行う。CPU122は、プリンター1全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー123は、CPU122のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、RAM、EEPROM等の記憶素子を有する。CPU122は、メモリー123に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路124を介して各ユニットを制御する。
The
〔2.記録装置のうちヘッドの構成〕
インクジェット記録装置(プリンター1)が有するヘッドユニット30は、上述のように、紫外線硬化型インクを被記録媒体に向けて吐出して記録を行うヘッド(インクジェットヘッド)を備える。
[2. Configuration of the head of the recording device)
As described above, the
上記ヘッドは、収容したインクをノズルから吐出させるキャビティーと、当該キャビティー毎に設けられた、インクに吐出の駆動力を付与する吐出駆動部と、当該キャビティー毎に設けられた、ヘッドの外へインクを吐出するノズルと、を有する。キャビティー、並びにキャビティー毎に設けられる吐出駆動部及びノズルは、それぞれ互いに独立して、一のヘッドに複数個設けられていてもよい。吐出駆動部は、機械的な変形によりキャビティーの容積を変化させる圧電素子などの電気機械変換素子や、熱を発することによりインクに気泡を発生させ吐出させる電子熱変換素子などを用いて形成することができる。インクジェット記録装置は、1色のインクにつきヘッドを1個設けていても複数個設けていてもよく、複数個設けている場合、複数個のヘッドを被記録媒体の幅方向に並べることによりラインヘッドを構成してもよく、この場合、上述の被記録幅を長くすることができる。複数色のインクを用いて記録を行う場合、インクジェット記録装置はインク毎にヘッドを備える。 The head includes a cavity that discharges the stored ink from the nozzle, a discharge driving unit that is provided for each of the cavities and applies a driving force for discharging the ink, and a head that is provided for each of the cavities. A nozzle for discharging ink to the outside. A plurality of cavities, and ejection drive units and nozzles provided for each cavity may be provided in one head independently of each other. The ejection drive unit is formed using an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element that changes the volume of the cavity by mechanical deformation, or an electrothermal conversion element that generates and discharges bubbles in ink by generating heat. be able to. The ink jet recording apparatus may be provided with one head or a plurality of heads for each color ink. When a plurality of heads are provided, a line head is formed by arranging a plurality of heads in the width direction of the recording medium. In this case, the above-mentioned recorded width can be increased. In the case where recording is performed using a plurality of colors of ink, the ink jet recording apparatus includes a head for each ink.
ここで、本実施形態のプリンターであるシリアルプリンター又はラインプリンターが備えるヘッドは、ヘッドの内部や表面などのインクと接触する部分の少なくとも一部にエポキシ樹脂を用いたヘッドであることが好ましい。当該エポキシ樹脂は、例えば、ヘッドを製造する際に、ヘッドの部材同士を接着させる接着剤として用いることができる。このようなエポキシ樹脂の接着剤を用いたヘッドとすることで、特にヘッドに温度変化があった場合でもヘッドの部材同士の強固な接着力が維持できる。上記の「インクと接触する」とは、インクと直接接触すること、又はインクの構成成分が浸透することにより間接的に接触することを含む。このとき、本実施形態における紫外線硬化型インクは、エポキシ樹脂の接着剤の膨潤を防止することができることから、変質を含む劣化が生じにくいため、ヘッドの耐久性に優れている。このように、エポキシ樹脂の接着剤を用いた上記ヘッドから、紫外線硬化型インクを好適に吐出することができる。 Here, the head included in the serial printer or the line printer that is the printer of the present embodiment is preferably a head that uses an epoxy resin in at least a part of the inside or the surface of the head that comes into contact with the ink. The epoxy resin can be used, for example, as an adhesive that bonds the members of the head when the head is manufactured. By setting the head using such an epoxy resin adhesive, it is possible to maintain a strong adhesive force between the head members even when the temperature of the head is changed. The above-mentioned “in contact with ink” includes direct contact with ink or indirect contact by permeation of ink components. At this time, since the ultraviolet curable ink in the present embodiment can prevent the epoxy resin adhesive from swelling, it is difficult to cause deterioration including alteration, and therefore has excellent head durability. In this way, the ultraviolet curable ink can be suitably discharged from the head using an epoxy resin adhesive.
エポキシ樹脂の接着剤としては、以下に限定されないが、例えば、エポキシ基を有する化合物を含む主剤を硬化剤により硬化させる、従来公知の接着剤が挙げられる。上記の主剤に含まれるエポキシ基を有する化合物としては、以下に限定されないが、例えば、ビスフェノールA型及びビスフェノールF型などのビスフェノール型エポキシ、フェノールノボラック型及びクレゾールノボラック型などのノボラック型エポキシ、エポキシポリオール型エポキシ、ウレタン変性エポキシ、キレート変性エポキシ、並びにゴム変性エポキシが挙げられる。上記の硬化剤としては、以下に限定されないが、例えば、アミン及びポリアミン等のアミン類、酸無水物、アミド及びポリアミド等のアミド類、イミダゾール類、並びにポリメルカプタンが挙げられる。上記の中でも、接着力に優れるため、主剤としてビスフェノール型エポキシ及び硬化剤としてアミン類の組み合わせが好ましい。主剤と硬化剤との混合比(主剤:硬化剤)は、接着剤の硬化性に優れるため、質量換算で10:1〜1:10が好ましい。ヘッドは、例えば、特開2009−279830号の図3等のようにして構成することができる。 Examples of the epoxy resin adhesive include, but are not limited to, a conventionally known adhesive in which a main agent including a compound having an epoxy group is cured by a curing agent. Examples of the compound having an epoxy group contained in the main agent include, but are not limited to, bisphenol type epoxy such as bisphenol A type and bisphenol F type, novolak type epoxy such as phenol novolac type and cresol novolak type, and epoxy polyol. Type epoxy, urethane-modified epoxy, chelate-modified epoxy, and rubber-modified epoxy. Examples of the curing agent include, but are not limited to, amines such as amines and polyamines, amides such as acid anhydrides, amides and polyamides, imidazoles, and polymercaptan. Among these, a combination of bisphenol type epoxy as the main agent and amines as the curing agent is preferable because of excellent adhesive strength. Since the mixing ratio of the main agent and the curing agent (main agent: curing agent) is excellent in the curability of the adhesive, it is preferably 10: 1 to 1:10 in terms of mass. The head can be configured, for example, as shown in FIG. 3 of JP-A-2009-279830.
〔3.記録装置のうちインク供給装置の構成〕
本実施形態のインクジェット記録装置のうちインク供給ユニット10は、インク供給量を調節する装置(インク供給装置)を備える。当該インク供給装置は、例えば、インクタンクやインクカートリッジ等のインク容器とヘッドとの間に備えられる。そして、当該インク供給装置が備えるインク経路は、ヘッドにインクを供給するものである。より詳しく言えば、当該インク経路は、インク容器及びヘッドを接続し、インク容器からヘッドにインクを供給するものである。
[3. Configuration of ink supply device among recording devices]
In the ink jet recording apparatus of the present embodiment, the
ここで、上記インク経路の少なくとも一部にインク循環路が設けられることが好ましいこれにより、ヘッドに対するインク流入量を調節することができる。より具体的に言えば、インク供給装置は、第一にインク循環路からヘッドに供給されるインク流入量を調節する。インク供給装置は、第二に当該流量の少なくとも一部をヘッドからインクを吐出させ(この吐出させた量が吐出量)、当該流量の残分(インク流出量)をヘッドからインク循環路に戻るようにすることができる。したがって、例えば、ヘッドに供給される単位時間当たりのインク流入量がヘッドからインクを吐出する量(単位時間当たりのインク吐出量)以上であれば、インクがヘッドから流出してインク循環路へ戻り、インクが循環する。なお、単位時間当たりのインク流入量がインク吐出量の2倍以上であれば、インク流出量はインク吐出量の1倍以上となる。 Here, it is preferable that an ink circulation path is provided in at least a part of the ink path, whereby the amount of ink flowing into the head can be adjusted. More specifically, the ink supply device first adjusts the inflow amount of ink supplied from the ink circulation path to the head. Secondly, the ink supply device discharges at least a part of the flow rate from the head (the discharge amount is the discharge amount), and returns the remaining flow rate (ink outflow amount) from the head to the ink circulation path. Can be. Therefore, for example, if the amount of ink inflow per unit time supplied to the head is greater than or equal to the amount of ink ejected from the head (ink ejection amount per unit time), the ink flows out of the head and returns to the ink circulation path. Ink circulates. If the ink inflow amount per unit time is twice or more the ink discharge amount, the ink outflow amount is one or more times the ink discharge amount.
以下、上記のインク供給装置について図面を用いて説明する。図3は、本実施形態のインクジェット記録装置が備えるインク供給装置10の一例を示す概略正面図である。
Hereinafter, the ink supply device will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic front view showing an example of the
インク供給装置10は、インクジェット記録装置のうち、インクカートリッジ50とヘッド60との間に位置するものである。インク供給装置10は、インクカートリッジ50と、インク経路51(好ましくは、インク循環路80を含むインク経路51)と、サブタンク70と、加温機構90と、脱気機構100と、ヘッド60と、を備える。ヘッド60は前述のヘッドユニット30に属するものでもある。
The
インクカートリッジ50は、紫外線硬化型インクを収容するものである。ホルダー52はインクカートリッジ50を装着するものである。インク経路51は、好ましくはインク循環路80を含む、インクがインクカートリッジ50からヘッド60までに通過する流路である。換言すると、インク容器であるインクカートリッジ50からヘッド60にインクを供給するインク経路51の少なくとも一部が、インクを循環させるインク循環路80であると好ましい。インク経路51のうち、インクカートリッジ50とサブタンク70との間の配管には、ホルダー52と、バルブ53と、供給ポンプ54と、フィルター55と、が設けられている。
The
バルブ53は、インクを収容したインクカートリッジ50がホルダー52に装着されると、開くようになっている。供給ポンプ54は、バルブ53が開くと、インクカートリッジ50からインク経路51へインクを押し出すものである。インク経路51は、供給ポンプ54によりインクカートリッジ50から押し出されたインクを、インク中の異物をろ過するフィルター55を介して、サブタンク70に供給するものである。加圧ポンプ56は、サブタンク70を加圧し、サブタンク70からインク循環路80にインクを供給するものである。
The
サブタンク70は、液量センサー71がサブタンク70内のインクの液量を検知して、液量が所定の第1の液量以上になればインク循環路80にインクを供給し、液量が所定の第2の液量以下になればインクカートリッジ50からインクを受け取るものである。
In the
インク循環路80は、サブタンク70及びヘッド60に通じており、サブタンク70からインクが供給されて、当該インクをヘッド60に供給するものである。インク循環路80は、後述の加温機構90で加温したインクの温度を一定にしたり、インクを常に流動させることによりインクに含まれる成分の沈降を防止したりすることができる。インク循環路80は、フィルター81と、循環ポンプ82と、ヘッドフィルター83と、を有する配管である。サブタンク70から供給されたインクは、循環ポンプ82によりインク循環路80を循環する。このようにインクを循環させることで、脱気効率がより高くなり、インクを加温する場合の、ヘッド60に供給されるインクの温度が安定しやすくなる。フィルター81はインク循環路80の循環ポンプ82の下流に設けられ、インク中の異物をろ過するものである。インク循環路80の一部はヘッド60内に設けられ、インク中の異物をろ過するヘッドフィルター83を介して、循環するインクの少なくとも一部がヘッド60より吐出されるようになっている。
The
加温機構90及び脱気機構100は、図3においては、インク循環路80に設けられ、より具体的にはインク循環路80の途中、即ちサブタンク70及びヘッド60の間にそれぞれ位置する。
In FIG. 3, the
加温機構90は、28℃における粘度が8mPa・s以上である紫外線硬化型インクを加温するものである。この加熱機構により、当該吐出される紫外線硬化型インクの温度(以下、「吐出温度」ともいう。)を28〜40℃とし、かつ、当該温度における紫外線硬化型インクの粘度を15mPa・s以下とすることができる。図3において、加温機構90は、インク循環路80のうち少なくともヘッド60に接続する位置以外の位置に設けられている。ここで、上記の「インク循環路80のうちヘッド60に接続する位置」は、図3で言うと、ヘッド60の外部にあるインク循環路80の結合部に相当する。加温機構90は、温水タンク91の温水を温水循環ポンプ92により温調モジュール94と温水タンク91との間を循環させつつ、温調モジュール94によりインク循環路80のインクを加温するものである。温水タンク91のヒーター93は、循環するインクの温度を目標温度に調整するものである。
The
脱気機構100は、紫外線硬化型インクを脱気するものである。そして、脱気された紫外線硬化型インクはヘッド60に供給される。図3において、脱気機構100は、インクが循環する方向であって、加温機構90(より具体的には、インク循環路80の温調モジュール94)より下流側であり、かつ、ヘッド60より上流側に設けられている。脱気機構100が加温機構90の下流に位置することでインクの温度が高い状態で脱気されることとなり、これによって脱気効率をより高くすることができる。脱気モジュール102は、インクが流入する脱気室(図示せず)と、インクなどの液体を通さない分離膜を介して当該脱気室に接する減圧室(図示せず)と、を備える。負圧ポンプ101は上記減圧室を減圧するものである。上記減圧室が減圧されると、インク循環路80内のインクの溶存空気量が減少して気泡が除去される。このようにして、脱気機構100はインク循環路80内のインクを脱気するものである。
The
ここで、ヘッド60に供給される紫外線硬化型インク中の溶存酸素量は、20ppm以下であることが好ましい。溶存酸素量が20ppm以下になるよう、ヘッド60の手前に位置する脱気機構100で処理することにより、吐出安定性及び硬化性に優れたインクとすることができる。これにより、当該インクはインクジェット記録装置に好適に使用可能となる。
Here, the amount of dissolved oxygen in the ultraviolet curable ink supplied to the
また、上記溶存酸素量は、1〜20ppmが好ましく、3〜20ppmがより好ましく、5〜15ppmがさらに好ましい。特に、溶存酸素量が1ppm以上であると、重合性化合物の重合を十分に阻害させることができるため、優れた保存安定性を効果的に維持することができる。
なお、本明細書における溶存酸素量は、従来公知の方法により測定することができるが、便宜上、後述の実施例において実施した測定方法により得られた値を採用するものとする。
Moreover, 1-20 ppm is preferable, as for the said dissolved oxygen amount, 3-20 ppm is more preferable, and 5-15 ppm is further more preferable. In particular, when the amount of dissolved oxygen is 1 ppm or more, the polymerization of the polymerizable compound can be sufficiently inhibited, so that excellent storage stability can be effectively maintained.
In addition, although the dissolved oxygen amount in this specification can be measured by a conventionally well-known method, the value obtained by the measuring method implemented in the below-mentioned Example shall be employ | adopted for convenience.
図3に戻って説明を続ける。ヘッド60は、被記録媒体に向けてインクを吐出するものである。ヘッド60は、インクを吐出するノズル(図示せず)と、ノズルが形成されたノズル面を有するノズルプレートと、ノズルに連通しインクを収容するキャビティー(図示せず)と、インクの逆流を防止するリザーバー(図示せず)と、キャビティーに収容したインクに吐出の駆動力を付与して吐出に適したインクの液滴を形成しノズルから吐出させる吐出駆動部(図示せず)と、を備える。図3において、例えば、キャビティーは圧力発生室であり、吐出駆動部は圧電素子である。キャップ61は、記録装置を使用しない場合にノズル近傍に付着しているインクの乾燥を防止するため、ヘッド60のノズルを保護するものである。
Returning to FIG. 3, the description will be continued. The
図3では、インク循環路80において、ヘッド60が4個並列に設けられている。このように、インク循環路80からインクが供給されるヘッド60が複数個あり、当該複数個のヘッド60からインクを吐出することが好ましい。この場合、後述するように、複数個のヘッド60に対しインク循環路80は1つであるため、インク循環路80や温調モジュール94を共通化させて、4個のヘッド60に供給するインクの温度を均一化でき、かつ、記録装置を低コスト化することもできる。
In FIG. 3, four
〔4.記録装置の動作〕
まず、インク供給装置10の動作により、インクの初期充填が行われる。インクを収容するインクカートリッジ50がホルダー52に装着されると、バルブ53が「開」にされ、供給ポンプ54によりインクが、インクの異物をろ過するフィルター55を介して、サブタンク70に供給される。サブタンク70のインク液量が所定の第1の液量以上になったことが液量センサー71によって検出されたら、供給ポンプ54を停止し、バルブ53を「閉」にする。加圧ポンプ56によりサブタンク70を加圧し、サブタンク70からインク循環路80にインクを供給する。ここで、インク循環路80に完全にインクを充填する前に、サブタンク70の液量が所定の第2の液量(即ち、所定の第1の液量より少ない量)を下回ったら、一旦、加圧ポンプ56を停止してサブタンク70を常圧に戻す。それから上記と同様にして、再度インクカートリッジ50からサブタンク70にインクを供給し、再度サブタンク70からインク循環路80にインクを供給する。このような動作を繰り返すことにより、インク循環路80にインクが完全に充填されたら、加圧ポンプ56を停止しサブタンク70を大気圧に戻して、サブタンク70の液量が所定の第1の液量以上となるように、再度インクカートリッジ50からサブタンク70にインクを供給する。このようにして、インクの初期充填を完了させる。
[4. Operation of the recording device)
First, the ink is initially filled by the operation of the
インクの初期充填が完了した場合、インク供給装置10の動作により、続いて循環ポンプ82によりインクがインク循環路80を循環する。予めヒーター93がオン状態にされている加温機構90は、温水循環ポンプ92によって、温調モジュール94と温水タンク91との間で温水タンク91の温水を循環させる。そして、温調モジュール94が、インク循環路80を循環するインクを加温する。インク循環路80の循環ポンプ82の下流に設けられたフィルター81がインクの異物をろ過する。脱気機構100における脱気モジュール102は、インクが流入する脱気室(図示せず)と、空気などの気体を通してインクなどの液体を通さない分離膜を介して当該脱気室に接する減圧室(図示せず)と、を備える。負圧ポンプ101により減圧室が減圧されると、脱気室内のインクに含まれる気泡や溶存空気は分離膜を通って減圧室に逃げるため、インク循環路80のインクは溶存空気量が低下し気泡が除去される。脱気モジュール102は4個が並列して設けられているため、脱気効率が高くなり、インクを循環させつつインクを脱気することができる。脱気機構100を温調モジュール94より下流側に設けることにより、インク循環路80の中でも最もインク温度の高い位置で脱気することができる。そのため、インクの脱気効率が非常に高く、かつ、循環ポンプ82より下流側に脱気モジュール102があることによってインクの圧力が高い位置で脱気することができ、脱気効率を顕著に高くすることができる。
When the initial ink filling is completed, the ink is circulated through the
ここで、インク循環路80において、ヘッド60が4個並列に設けられている。ヘッド60内のインク循環路80には、インクの異物をろ過するヘッドフィルター83より下流側にリザーバー(図示せず)が設けられている。ヘッドへ流入し当該リザーバーを通過したインクは再びヘッド60の外へ流出し、各ヘッド60から外へ出たインクはインク循環路80の結合部で合流してサブタンク70に還流する。リザーバーは1ヘッド当たり600個設けられた圧力発生室(図示せず)へ接続されており、各圧力発生室は、室ごとに設けられた圧電素子(図示せず)が個別に駆動されることにより、圧力発生室の容積を変えることができる。また、圧力発生室ごとにノズル(図示せず)が設けられており、インクをノズルから外へ吐出することができる。ヘッド4個に対しインク供給装置は共通であるため、インク循環路80や温調モジュール94を共通化させることにより、4つのヘッド60に供給するインクの温度を均一化でき、かつ、記録装置を低コスト化することもできる。サブタンク70に還流したインクは再びインク循環路80へ循環される。リザーバーを構成する部材を接着してヘッド60を組み立てる際、前述のエポキシ樹脂の接着剤が用いられている。なお、図3では、インク循環路80はヘッド60内を通過しているが、インク循環路がヘッド内を通過せずにヘッドの外を通過して、当該ヘッドの外を通過するインク循環路からヘッド内のリザーバーへインクを供給してもよい。この場合にインクが循環するのは、ヘッドの外を通過するインク循環路までである。だがこの場合も、当該インク循環路へ流入するインクをヘッドへ流入するインクとし、当該インク循環路から流出するインクをヘッドから流出するインクとする。
Here, in the
続いて、インク供給装置10の動作により、印刷開始前の準備を行う。インクの循環が15分間行われて、インク循環路80内のインク温度を安定化させる。インク温度は、ノズル付近に設けられた温度センサー(図示せず)によりノズルの温度として検出され、温水タンク91のヒーター93を制御することにより、印刷前及び印刷中に亘って目標温度に調整されている。
Subsequently, preparation before the start of printing is performed by the operation of the
印刷準備が完了したら、吐出動作により印刷が開始される。吐出動作により、圧電素子(ピエゾ素子)を個別に駆動させて、ヘッド60のノズルから被記録媒体Sに向けて紫外線硬化型インクが吐出される。吐出されたインクは被記録媒体Sに着弾しその被記録面に付着する。
When preparation for printing is completed, printing is started by an ejection operation. By the ejection operation, piezoelectric elements (piezo elements) are individually driven, and ultraviolet curable ink is ejected from the nozzles of the
続いて、硬化動作により付着したインクが硬化する。硬化動作には発光ダイオード等の光源が用いられ、光源から被記録面に付着したインクに対して紫外線が照射され、インクが硬化する。
なお、上記の吐出動作及び硬化動作は、それぞれ後述の吐出工程及び硬化工程において詳細に説明することとする。
Subsequently, the ink adhered by the curing operation is cured. A light source such as a light emitting diode is used for the curing operation, and the ink is cured by irradiating the ink adhering to the recording surface from the light source.
The above-described ejection operation and curing operation will be described in detail in the later-described ejection process and curing process, respectively.
また、上記の吐出中(印刷中)、インク供給装置10によるインク供給動作が連続的又は断続的に行われ、インクがヘッド60に供給される。インク循環路80の単位時間当たりのインク流入量は、前述のように、印刷中、ヘッドからインクを吐出する単位時間当たりの吐出量よりも多いことが好ましい。この場合、脱気効率がより高くなる。単位時間当たりのインク流入量及び吐出量をこのような関係とするためには、単位時間当たりのインク流入量が上述した単位時間当たりの最大インク吐出量よりも多くなるようにするとよい。また、上述したように、単位時間当たりのインク流入量は、単位時間当たりの最大インク吐出量より多いことがより好ましく、単位時間当たりの最大インク吐出量の2倍以上であることがさらに好ましい。インク循環路80からヘッド60に流入する単位時間当たりのインク流入量をA(mL/分)、全てのヘッド60の全ノズルが、印刷時の最大駆動周波数で駆動して、印刷中に吐出され得る1駆動当たりの最大のインクの量でインクを吐出するとした場合の吐出量である単位時間当たりの最大インク吐出量B(mL/分)、ヘッド60が最大インク吐出量で吐出している場合のヘッド60からインク循環路80に流出する単位時間当たりのインク流出量をC(mL/分)とする。このとき、下記数式(イ)を満たすように設定される。
Further, during the ejection (during printing), the ink supply operation by the
A≧2B=2(A−C) ・・・(イ) A ≧ 2B = 2 (AC) (A)
インク流入量が上記数式(イ)を満たすように設定されインクが循環することで、インク温度及び溶存酸素量(脱気度)をより安定化させることができる。また、このような印刷準備を行うことにより、印刷開始前から既に、インク温度及び脱気度を安定化させておくことができる。なお、ヘッドの吐出量は、最大で、上記の最大インク吐出量になり得るものである。だが、実際の印刷中の吐出量は記録すべき画像に応じたノズルごとの駆動の有無など、吐出の状態によって変化しうるものであり、この変化に応じて実際のインク流出量も変化しうる。上記のインク流入量に関する設定情報は、予めインクジェット記録装置の最大インク吐出量などに基づき決定され、前述のメモリー123等に記憶されており、コントローラー120によって当該情報に基づきインク流入量の制御が行われる。なお、最大インク吐出量は上述の条件で吐出を行い把握すればよい。また、ヘッド60の1個当たりの最大インク吐出量をD(mL/分)とした場合、「B=4D」である。印刷中、インクの吐出に伴いサブタンク70の液量は徐々に消費される。そこで、サブタンク70の液量が常に所定の第1の液量以上となるよう、印刷中、供給ポンプ54によって常時、インクがサブタンク70に供給される。また、図3に示すインク供給装置10は備えていないが、印刷中のインク温度を安定化させるために、供給ポンプ54及びサブタンク70の間のインク経路51のうち任意の位置に、温調モジュールをさらに備えてもよい。
The ink inflow amount is set so as to satisfy the above formula (A) and the ink circulates, whereby the ink temperature and the dissolved oxygen amount (degassing degree) can be further stabilized. In addition, by performing such printing preparation, it is possible to stabilize the ink temperature and the degree of deaeration already before the start of printing. The maximum discharge amount of the head can be the above-described maximum ink discharge amount. However, the actual discharge amount during printing can change depending on the discharge state, such as whether or not each nozzle is driven according to the image to be recorded, and the actual ink outflow amount can also change according to this change. . The setting information regarding the ink inflow amount is determined in advance based on the maximum ink discharge amount of the ink jet recording apparatus and stored in the
このように、本実施形態によれば、ヘッドの耐久性、及び紫外線硬化型インクの吐出安定性に優れ、さらに紫外線硬化型インクに含まれる光重合開始剤の溶解性、硬化性及び硬化シワ抑制にも優れたインクジェット記録装置を提供することができる。特に、本実施形態は、加温時のインクの温度範囲及び粘度範囲に特徴を有する。さらに記録装置に循環路及び脱気機構を備え、インクの溶存酸素量を脱気機構により下げて、吐出安定性を優れたものとする。その際、脱気効率(溶存酸素量)はインクの粘度及び温度によって変わるので、インクの温度及び粘度を所定範囲とすることにより、脱気効率を高くすることができる。 As described above, according to this embodiment, the durability of the head and the discharge stability of the ultraviolet curable ink are excellent, and the solubility, curability and curling wrinkle suppression of the photopolymerization initiator contained in the ultraviolet curable ink are further reduced. In addition, an excellent ink jet recording apparatus can be provided. In particular, the present embodiment is characterized by the temperature range and viscosity range of ink during heating. Further, the recording apparatus is provided with a circulation path and a deaeration mechanism, and the amount of dissolved oxygen in the ink is lowered by the deaeration mechanism, so that the ejection stability is excellent. At that time, the deaeration efficiency (the amount of dissolved oxygen) varies depending on the viscosity and temperature of the ink. Therefore, the deaeration efficiency can be increased by setting the temperature and viscosity of the ink within a predetermined range.
〔5.記録装置の変形例〕
加温機構90及び脱気機構100は、図3においてはインク循環路80の途中にそれぞれ位置する。だが、加温機構90及び脱気機構100は、インク循環路80の途中に限らず、互いに独立して、インク容器(インクカートリッジ50)からヘッド60のノズル(図示せず)の手前までの任意の位置に設けることができる。つまり、吐出されるインクの温度及び粘度が上述の所定範囲内である限り、上記任意の位置に設けられてもよく、インクカートリッジ50からサブタンク70との間に設けられてもよい。中でも、脱気効率に優れるため、加温機構90の下流側に脱気機構100を設けることが好ましい。あるいは、脱気効率に優れ、かつ、インクを加温する場合のインクの温度が安定しやすくなるため、加温機構90及び脱気機構100を、互いに独立して、図3に示すようにインク循環路80に設けることが好ましい。
[5. Modification of recording apparatus]
The
いかなる装置構成においても、加温機構90及び脱気機構100の位置関係は、図3が示すような、インクの流れる方向(インク循環方向)で見たときに加温機構の下流に脱気機構が位置する代わりに、脱気機構の下流に加温機構を設けてもよい。だが、後述の実施例で示すように、加温機構の下流に脱気機構が位置する方が十分脱気することができ、吐出安定性が一層優れたものとなる。
In any device configuration, the positional relationship between the
また、上述したように、本実施形態の記録装置は、ラインプリンターの代わりに、オンキャリッジタイプ又はオフキャリッジタイプのシリアルプリンターであってもよい。
また、図3のようにヘッド60内をインク循環路80の一部が通過する形態に限られず、インク循環路80から伸びたインク経路51がヘッド60内に終点を有する変形形態であってもよい。具体的に言えば、インク循環路80は、各ヘッド60の手前(図3で言うと、ヘッド60の上方にある黒点部分に相当する。)に分岐を有するものである(図3で言うと、当該黒点が分岐点に相当する。)。当該分岐の一方は、インク経路51を介してヘッド60まで伸び、そこで終点となる。換言すると、インク循環路80からヘッド60へと流れるインクは、もはや循環することはなく、ヘッド60のノズルから吐出されるか、又はインク経路51中に滞留する。また、当該分岐のもう一方は、インク循環路80を流れていき、次のヘッド60の手前に設けられた同様の分岐に到達する(分岐後の経路は上述したとおりであるため、ここでの説明を省略する。)。そして、インク循環路80の最も下流側に位置する、ヘッド60の手前に設けられた分岐において、ヘッド60側でなくインク循環路80側にインクが流れる場合、やがて当該インクはサブタンク70に還流する。その後、再びインクがサブタンク70からインク循環路80を流れる。
上記の変形形態においても、上記分岐(分岐点)へ流入したインクの量をインク流入量とし、上記分岐点からサブタンク70に還流したインクの量をインク流出量とし、上記分岐点からヘッド60へ供給されたインクの量をインク吐出量とする。加えて、当該変形形態の場合であってもヘッド60より上流側という場合には、上記分岐点より上流側を意味するものである。
Further, as described above, the recording apparatus of the present embodiment may be an on-carriage type or off-carriage type serial printer instead of the line printer.
Further, the present invention is not limited to the form in which a part of the
Also in the above modification, the amount of ink flowing into the branch (branch point) is defined as the ink inflow amount, the amount of ink returned to the
[インクジェット記録方法]
本発明の一実施形態は、インクジェット記録方法(以下、単に「記録方法」ともいう。)に係る。当該記録方法は、上記実施形態のインクジェット記録装置を用い、かつ、当該記録方法に適用する際の28℃での粘度が8mPa・s以上である紫外線硬化型インクを用いて、インクジェット記録を行うものである。当該記録方法は、28〜40℃に加温し粘度を15mPa・s以下にするとともに脱気した紫外線硬化型インクを、ヘッドから被記録媒体に向けて吐出する吐出工程と、吐出されて被記録媒体に着弾(付着)した当該インクを硬化させる硬化工程と、を含むものである。このようにして、被記録媒体上で硬化したインクにより、インクの硬化物が形成される。
[Inkjet recording method]
One embodiment of the present invention relates to an inkjet recording method (hereinafter also simply referred to as “recording method”). The recording method uses the ink jet recording apparatus of the above embodiment and performs ink jet recording using an ultraviolet curable ink having a viscosity at 28 ° C. of 8 mPa · s or more when applied to the recording method. It is. The recording method includes a discharge step of discharging ultraviolet curable ink heated to 28 to 40 ° C. and having a viscosity of 15 mPa · s or less and degassed from a head toward a recording medium, and discharged and recorded. And a curing step for curing the ink that has landed (attached) to the medium. In this way, a cured product of ink is formed by the ink cured on the recording medium.
〔1.紫外線硬化型インクの28℃での粘度〕
上記記録方法に用いる紫外線硬化型インクは、28℃において、8mPa・s以上、好ましくは8〜25mPa・s、より好ましくは8〜20mPa・sの粘度を有する。このような粘度を有する紫外線硬化型インクを用いることにより、得られる硬化物における硬化シワの発生を効果的に防止することができる。硬化シワが発生する原理は次のように推測されるが、本発明の範囲は以下の推測によって何ら限定されることはない。硬化シワは、インクの塗膜において、塗膜表面が先に硬化した後、塗膜内部が塗膜表面よりも遅れて硬化する際に、先に硬化した塗膜表面が変形したり、後から硬化するまでの間に塗膜内部のインクが不規則に流動したりすることなどにより、発生すると推測される。また、粘度が低い紫外線硬化型インクは硬化に伴う重合収縮率(所定の質量を有する硬化前のインクの体積に対する、当該インクの体積と硬化後の当該インク(硬化物)の体積との差)が大きい傾向が見られ、このため硬化シワの発生が顕著であると推測される。また、後述する単官能(メタ)アクリレート、中でも一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリレートを含有する紫外線硬化型インクは、硬化シワが発生しやすい傾向が見られ、特に、一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリレートを含有し、かつ、粘度が低い紫外線硬化型インクは、硬化シワの発生が顕著であると推測される。本実施形態のインクジェット記録方法に用いられる紫外線硬化型インクは、これらを含有する場合でも、粘度を上記の範囲とすることにより、硬化シワの発生を効果的に防止することができる。なお、本明細書における粘度は、後述の実施例で行った方法により測定された値を採用することができる。
そのうち、本実施形態においてインクの粘度は、特に、E型粘度計を用いて測定することができる。E型粘度計の使用に際しては、粘度計の取扱説明書に従い測定するものであることは一般常識の範疇であり、よって、ローターの種類や回転速度は、取扱説明書に従い、測定対象とするインクの粘度が正常に測定可能なものに設定して測定するものであることは特段言うまでもないことであり、本実施形態においてもインクの粘度を、取扱説明書に従い、測定対象とするインクの粘度が正常に測定可能なものに設定して測定することは自明である。
[1. Viscosity of UV curable ink at 28 ° C]
The ultraviolet curable ink used in the recording method has a viscosity of 8 mPa · s or higher, preferably 8 to 25 mPa · s, more preferably 8 to 20 mPa · s at 28 ° C. By using the ultraviolet curable ink having such a viscosity, generation of cured wrinkles in the obtained cured product can be effectively prevented. The principle of occurrence of hardening wrinkles is estimated as follows, but the scope of the present invention is not limited by the following estimation. Curing wrinkle is the ink film, after the surface of the coating has hardened first, when the inside of the coating is cured later than the surface of the coating, It is presumed that the ink is generated due to irregular flow of the ink inside the coating film until it is cured. In addition, the ultraviolet curable ink having a low viscosity has a polymerization shrinkage rate due to curing (the difference between the volume of the ink and the volume of the ink (cured product) after curing with respect to the volume of the ink before curing having a predetermined mass). Therefore, it is estimated that the occurrence of hardening wrinkles is remarkable. In addition, the ultraviolet curable ink containing a monofunctional (meth) acrylate, which will be described later, and in particular the vinyl ether group-containing (meth) acrylate represented by the general formula (I), tends to cause curing wrinkles. It is presumed that the UV curable ink containing the vinyl ether group-containing (meth) acrylate represented by the general formula (I) and having a low viscosity has a remarkable occurrence of curing wrinkles. Even when the ultraviolet curable ink used in the inkjet recording method of the present embodiment contains these, by setting the viscosity within the above range, generation of cured wrinkles can be effectively prevented. In addition, the value measured by the method performed in the below-mentioned Example can be employ | adopted for the viscosity in this specification.
Among them, in the present embodiment, the viscosity of the ink can be measured using an E-type viscometer. When using an E-type viscometer, it is within the common sense that it is measured in accordance with the instruction manual of the viscometer. Therefore, the type and rotation speed of the rotor are determined according to the instruction manual. It is needless to say that the viscosity of the ink is set so that it can be measured normally. In this embodiment, the viscosity of the ink is measured according to the instruction manual. It is self-evident to set it to something that can be measured normally.
〔2.被記録媒体〕
上記の被記録媒体として、例えば、インク非吸収性又は低吸収性の被記録媒体が挙げられる。当該被記録媒体のうち、インク非吸収性の被記録媒体としては、例えば、インクジェット記録用に表面処理していない(すなわち、インク吸収層を形成していない)プラスチックフィルム、紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているものやプラスチックフィルムが接着されているもの等が挙げられる。ここでいうプラスチックとしては、ポリ塩化ビニル(塩ビ)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリウレタン(PU)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等が挙げられる。インク低吸収性の被記録媒体の例としては、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙などが挙げられる。
[2. (Recording medium)
Examples of the recording medium include a non-ink-absorbing or low-absorbing recording medium. Among the recording media, the non-ink-absorbing recording media include, for example, on a substrate such as a plastic film or paper that is not surface-treated for inkjet recording (that is, has no ink absorbing layer formed). And those coated with plastic and those with a plastic film adhered thereto. Examples of the plastic herein include polyvinyl chloride (vinyl chloride), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyurethane (PU), polyethylene (PE), polypropylene (PP), and the like. Examples of the recording medium with low ink absorption include printing paper such as art paper, coated paper, and matte paper.
〔3.吐出工程〕
本実施形態における吐出工程は、紫外線硬化型インク(以下、単に「インク」という。)をヘッドから被記録媒体に向けて吐出するものである。そして、吐出される紫外線硬化型インクの温度は28〜40℃であり、かつ、当該温度における紫外線硬化型インクの粘度は15mPa・s以下である。
[3. (Discharge process)
The ejection process in the present embodiment is a process in which ultraviolet curable ink (hereinafter simply referred to as “ink”) is ejected from a head toward a recording medium. And the temperature of the ultraviolet curable ink discharged is 28-40 degreeC, and the viscosity of the ultraviolet curable ink in the said temperature is 15 mPa * s or less.
上記の28〜40℃という温度は、加温により昇温させた温度としては比較的低温である。このように、吐出されるインクの温度(以下、単に「吐出温度」ともいう。)が比較的低温であると、ヘッドの部材の劣化を防止できることからヘッドの耐久性が優れたものとなり、かつ、温度のばらつきが殆どないことからインクの吐出安定性が良好なものとなるという、有利な効果が得られる。 The temperature of 28 to 40 ° C. is relatively low as the temperature raised by heating. Thus, when the temperature of the ejected ink (hereinafter, also simply referred to as “ejection temperature”) is relatively low, the head member can be prevented from deteriorating, and the durability of the head is excellent. Further, since there is almost no variation in temperature, an advantageous effect that ink ejection stability is good can be obtained.
ここで、本明細書における「吐出される紫外線硬化型インクの温度」は、ヘッドから60分間連続してインクを吐出し、その間5分ごとにノズルの温度を測定し、この測定された各温度の平均値で表すものとする。 Here, the “temperature of the UV curable ink to be ejected” in the present specification means that the ink is ejected continuously from the head for 60 minutes, and the temperature of the nozzle is measured every 5 minutes during that time. It shall be expressed by the average value of.
以下、上記の吐出温度についてより具体的に説明する。当該温度が28℃以上であると、当該温度に起因して溶存酸素量が高くなる(脱気度が低くなる)ため、吐出安定性が優れたものとなる。これに加えて、28℃未満で吐出可能な紫外線硬化型インクは粘度が非常に低いが、この低粘度に起因する問題、即ちヘッドの部材が劣化してヘッドの耐久性が悪化し、かつ、硬化シワも発生しやすくなるという問題が生じる。これに対し、本実施形態におけるインクは当該問題を回避することができる。なお、上記の問題は特に、プリンターの方式がラインプリンターである場合、及び光源が発光ダイオード(LED)である場合に、顕著である。そのため、本実施形態においてラインプリンターやLEDを用いる場合、特に大きな効果がもたらされる。 Hereinafter, the discharge temperature will be described more specifically. When the temperature is 28 ° C. or higher, the dissolved oxygen amount is increased due to the temperature (the degree of deaeration is decreased), and thus the discharge stability is excellent. In addition to this, the ultraviolet curable ink that can be discharged at a temperature lower than 28 ° C. has a very low viscosity, but the problem due to this low viscosity, that is, the head member deteriorates and the durability of the head deteriorates, and There arises a problem that hardening wrinkles are likely to occur. On the other hand, the ink in this embodiment can avoid the problem. The above problem is particularly noticeable when the printer method is a line printer and when the light source is a light emitting diode (LED). Therefore, when a line printer or LED is used in this embodiment, a particularly great effect is brought about.
また、加温温度が40℃を超えるときのインク粘度が15mPa・s以下である紫外線硬化型インクは、硬化シワの発生を防止できる反面、加温温度が高すぎることに起因して、ヘッドの耐久性が悪化するという問題が生じる。これに対し、本実施形態におけるインクは当該問題を回避することができる。 In addition, UV curable ink having an ink viscosity of 15 mPa · s or less when the heating temperature exceeds 40 ° C. can prevent the occurrence of curing wrinkles, but is caused by the heating temperature being too high. The problem that durability deteriorates arises. On the other hand, the ink in this embodiment can avoid the problem.
また、上記の吐出温度におけるインクの粘度が15mPa・s以下であると、溶存酸素量が高くなる(脱気度が低くなる)ため、粘度が高くてもインクの吐出安定性が優れたものとなるという有利な効果が得られる。吐出安定性はインクの粘度が高い場合に悪化するという問題が生じ得るが、15mPa・s以下であればそのような問題は生じず、吐出安定性は優れたものとなる。 Further, when the viscosity of the ink at the above discharge temperature is 15 mPa · s or less, the amount of dissolved oxygen becomes high (the degree of deaeration becomes low), so that the ink discharge stability is excellent even when the viscosity is high. An advantageous effect is obtained. The ejection stability may be deteriorated when the viscosity of the ink is high. However, when the viscosity is 15 mPa · s or less, such a problem does not occur and the ejection stability is excellent.
また、上記の効果を一層大きなものとし、かつ、上記の問題をより確実に回避するため、上記の吐出温度は34〜40℃が好ましい。所定の吐出温度におけるインクの粘度の上限は12mPa・s以下が好ましい。当該粘度の下限は5mPa・s以上が好ましく、6mPa・s以上がより好ましく、7mPa・s以上がさらに好ましく、8mPa・s以上がさらにより好ましい。所定の吐出温度におけるインクの粘度の下限が上記の値であると、インクの組成に起因したヘッドの耐久性がより良好なものとなり、インクの組成に起因した硬化シワの発生を効果的に防止でき、かつ、高粘度に起因する吐出の不安定さを防止することができる。高粘度に起因する吐出の不安定さを防止できるということは、吐出安定性に一層優れることを意味する。 Moreover, in order to make said effect still larger and to avoid said problem more reliably, said discharge temperature is preferably 34 to 40 ° C. The upper limit of the viscosity of the ink at a predetermined discharge temperature is preferably 12 mPa · s or less. The lower limit of the viscosity is preferably 5 mPa · s or more, more preferably 6 mPa · s or more, further preferably 7 mPa · s or more, and even more preferably 8 mPa · s or more. When the lower limit of the viscosity of the ink at a predetermined discharge temperature is the above value, the durability of the head due to the ink composition becomes better, and the occurrence of curing wrinkles due to the ink composition is effectively prevented. And instability of discharge due to high viscosity can be prevented. The fact that discharge instability caused by high viscosity can be prevented means that the discharge stability is further improved.
また、紫外線硬化型インクは、上述したように、通常のインクジェット用インクで使用される水性インクよりも粘度が高いため、吐出時の温度変動による粘度変動が大きい。このようなインクの粘度変動は、液滴サイズの変化及び液滴吐出速度の変化に対して大きな影響を与え、ひいては画質劣化を引き起こし得る。そのため、吐出されるインクの温度(吐出温度)はできるだけ一定に保つことが好ましい。本実施形態におけるインクは、吐出温度が比較的低温であるとともに、加温による温度調節により、吐出温度をほぼ一定に保つことができる。したがって、本実施形態におけるインクは、画質にも優れている。 Further, as described above, since the ultraviolet curable ink has a higher viscosity than the water-based ink used in a normal inkjet ink, the viscosity fluctuation due to the temperature fluctuation during ejection is large. Such a variation in the viscosity of the ink has a great influence on the change in the droplet size and the change in the droplet ejection speed, and can cause image quality degradation. Therefore, it is preferable to keep the temperature of the ejected ink (ejection temperature) as constant as possible. The ink in the present embodiment has a relatively low discharge temperature, and the discharge temperature can be kept substantially constant by adjusting the temperature by heating. Therefore, the ink in the present embodiment is excellent in image quality.
ここで、インクの粘度を所望の範囲とするための、インクの設計方法の一例を説明する。 Here, an example of an ink design method for setting the viscosity of the ink within a desired range will be described.
インクに含まれる重合性化合物全体の混合粘度は、使用する各重合性化合物の粘度と、当該各重合性化合物のインクに対する質量比と、から推算することができる。 The mixed viscosity of the whole polymerizable compound contained in the ink can be estimated from the viscosity of each polymerizable compound used and the mass ratio of each polymerizable compound to the ink.
インクが、重合性化合物A,B…(途中省略)…,NというN種類の重合性化合物を含むと仮定する。重合性化合物Aの粘度をVAとし、インク中の重合性化合物全量に対する重合性化合物Aの質量比をMAとする。重合性化合物Bの粘度をVBとし、インク中の重合性化合物全量に対する重合性化合物Bの質量比をMBとする。同様にN番目の重合性化合物Nの粘度をVNとし、インク中の重合性化合物全量に対する重合性化合物Nの質量比をMNとする。確認的に示すと、「MA+MB+…(途中省略)…+MN=1」という数式が成り立つ。また、インクに含まれる重合性化合物全体の混合粘度をVXとする。そうすると、下記の数式(1)を満たすと仮定する。 It is assumed that the ink contains N kinds of polymerizable compounds A, B,. The viscosity of the polymerizable compound A is VA, and the mass ratio of the polymerizable compound A to the total amount of the polymerizable compound in the ink is MA. The viscosity of the polymerizable compound B is VB, and the mass ratio of the polymerizable compound B to the total amount of the polymerizable compound in the ink is MB. Similarly, the viscosity of the Nth polymerizable compound N is VN, and the mass ratio of the polymerizable compound N to the total amount of the polymerizable compound in the ink is MN. If it shows in confirmation, numerical formula "MA + MB + ... (middle omission) ... + MN = 1" is formed. Further, the mixed viscosity of the entire polymerizable compound contained in the ink is defined as VX. Then, it is assumed that the following formula (1) is satisfied.
MA×LogVA+MB×LogVB+…(途中省略)…+MN×LogVN=LogVX ・・・(1) MA × LogVA + MB × LogVB + (not shown) ... + MN × LogVN = LogVX (1)
なお、例えば重合性化合物がインクに2種含まれる場合には、MBよりも後の重合性化合物の質量比をゼロとする。重合性化合物の種類数は1種以上の任意の数とすることができる。 For example, when two kinds of polymerizable compounds are contained in the ink, the mass ratio of the polymerizable compounds after MB is set to zero. The number of types of polymerizable compounds can be any number of one or more.
次に、インク粘度を所望の範囲とするための手順(ステップ1〜7)の一例を説明する。 Next, an example of a procedure (steps 1 to 7) for setting the ink viscosity to a desired range will be described.
まず、使用する各重合性化合物の所定温度における粘度の情報を入手する(ステップ1)。入手方法としては、メーカーカタログなどから入手したり、各重合性化合物の所定温度における粘度を測定したりすることなどが挙げられる。重合性化合物単体の粘度は、同じ重合性化合物であってもメーカーにより異なることがあるので、使用する重合性化合物の製造業者による粘度情報を採用するとよい。
続いて、VXに目標粘度を設定し、上記の数式(1)に基づきVXが目標粘度となるよう各重合性化合物の組成比(質量比)を決める(ステップ2)。目標粘度は、最終的に得たいインクの粘度であり、8〜15mPa・sの範囲のうちのある粘度とする。所定温度は28〜40℃の範囲のうちのある温度とする。
First, information on the viscosity at a predetermined temperature of each polymerizable compound to be used is obtained (step 1). Examples of the obtaining method include obtaining from a manufacturer catalog or measuring the viscosity of each polymerizable compound at a predetermined temperature. Since the viscosity of a single polymerizable compound may vary depending on the manufacturer even if it is the same polymerizable compound, it is preferable to employ viscosity information from the manufacturer of the polymerizable compound to be used.
Subsequently, the target viscosity is set in VX, and the composition ratio (mass ratio) of each polymerizable compound is determined based on the above formula (1) so that VX becomes the target viscosity (step 2). The target viscosity is the viscosity of the ink to be finally obtained, and is set to a certain viscosity within the range of 8 to 15 mPa · s. The predetermined temperature is a certain temperature in the range of 28 to 40 ° C.
続いて、実際に重合性化合物を混合して重合性化合物の組成物(以下、「重合性組成物」という。)を調製し、所定温度における粘度を測定する(ステップ3)。
続いて、重合性組成物の粘度が上記の目標粘度に凡そ近い場合(本ステップ4では、「目標粘度±5mPa・s」になっていればよい。)、当該重合性組成物と、光重合開始剤や顔料など重合性化合物以外の成分(以下、「重合性化合物以外の成分」と言う)と、を含むインクを調製し、当該インクの粘度を測定する(ステップ4)。当該ステップ4において、重合性化合物以外の成分であって、例えば顔料のように顔料分散液の形態でインクに混合する成分がある場合、顔料分散液に予め含まれている重合性化合物もインクに持ち込まれてしまうため、ステップ2で決めた各重合性化合物の組成比から、顔料分散液としてインクに持ち込まれてしまう重合性化合物の質量比を差し引いた質量比で、インクを調整する必要がある。
Subsequently, the polymerizable compound is actually mixed to prepare a composition of the polymerizable compound (hereinafter referred to as “polymerizable composition”), and the viscosity at a predetermined temperature is measured (step 3).
Subsequently, when the viscosity of the polymerizable composition is approximately close to the above target viscosity (in this step 4, it is only necessary that the target viscosity is ± 5 mPa · s), the polymerizable composition and photopolymerization are performed. An ink containing a component other than the polymerizable compound such as an initiator and a pigment (hereinafter referred to as “component other than the polymerizable compound”) is prepared, and the viscosity of the ink is measured (step 4). In Step 4, when there is a component other than the polymerizable compound that is mixed with the ink in the form of a pigment dispersion such as a pigment, for example, the polymerizable compound previously contained in the pigment dispersion is also contained in the ink. Therefore, it is necessary to adjust the ink at a mass ratio obtained by subtracting the mass ratio of the polymerizable compound that is brought into the ink as a pigment dispersion from the composition ratio of each polymerizable compound determined in Step 2. .
続いて、上記インクの測定粘度と上記重合性組成物の測定粘度との差を算出し、これをVYとする(ステップ5)。ここで、通常「VY>0」となる。VYは、重合性化合物以外の成分の種類や含有量などの含有条件によるが、後記の実施例においては、VY=3〜5mPa・sであった。 Subsequently, the difference between the measured viscosity of the ink and the measured viscosity of the polymerizable composition is calculated, and this is defined as VY (step 5). Here, normally, “VY> 0”. VY depends on the content conditions such as the type and content of components other than the polymerizable compound, but in the examples described later, VY was 3 to 5 mPa · s.
続いて、VXに「ステップ2の目標粘度−VY」を定め、上記の数式(1)から、VXが前記で定めた「ステップ2の目標粘度−VY」となるよう各重合性化合物の組成比を再度決める(ステップ6)。 Subsequently, “target viscosity of step 2−VY” is defined for VX, and the composition ratio of each polymerizable compound is set so that VX becomes “target viscosity of step 2−VY” defined above from the above formula (1). Is determined again (step 6).
続いて、ステップ6で決めた組成比の各重合性化合物と重合性化合物以外の成分とを混合してインクを調製し、所定温度における粘度を測定する(ステップ7)。測定した粘度が目標粘度になっていれば、ステップ7で調整したインクが、目標粘度を有するインクとして得られたことになる。 Subsequently, each polymerizable compound having a composition ratio determined in Step 6 is mixed with components other than the polymerizable compound to prepare an ink, and the viscosity at a predetermined temperature is measured (Step 7). If the measured viscosity is the target viscosity, the ink adjusted in step 7 is obtained as an ink having the target viscosity.
一方、ステップ3において、調製した重合性化合物の組成物の測定粘度が「目標粘度±5mPa・s」の範囲に入っていない場合、以下の微調整を行った上で、ステップ3から再度行う。まず、上記測定粘度が高すぎる場合、単体としての粘度が目標粘度よりも高い重合性化合物の含有量を減らし、かつ、単体としての粘度が目標粘度よりも低い重合性化合物の含有量を増やすといった微調整を行う。一方、上記測定粘度が低すぎる場合、単体としての粘度が目標粘度よりも低い重合性化合物の含有量を減らし、かつ、単体としての粘度が目標粘度よりも高い重合性化合物の含有量を増やすといった微調整を行う。また、ステップ7で、調製したインクの測定粘度が目標粘度になっていない場合、上記の微調整と同様の調整を行った上で、ステップ7から再度行う。 On the other hand, when the measured viscosity of the composition of the prepared polymerizable compound is not within the range of “target viscosity ± 5 mPa · s” in Step 3, the following fine adjustment is performed and the process is performed again from Step 3. First, when the measured viscosity is too high, the content of the polymerizable compound having a viscosity as a simple substance higher than the target viscosity is reduced, and the content of the polymerizable compound having a viscosity as a simple substance lower than the target viscosity is increased. Make fine adjustments. On the other hand, when the measured viscosity is too low, the content of the polymerizable compound whose viscosity as a simple substance is lower than the target viscosity is reduced, and the content of the polymerizable compound whose viscosity as a simple substance is higher than the target viscosity is increased. Make fine adjustments. If the measured viscosity of the prepared ink does not reach the target viscosity in step 7, the same adjustment as the above fine adjustment is performed, and the process is performed again from step 7.
〔4.インク供給工程〕
本実施形態の記録方法は、インク容器からヘッドにインクを供給するインク経路の少なくとも一部が、インクを循環させるインク循環路である、インクジェット記録装置を用いて記録を行うものであってもよい。換言すれば、当該記録方法は、インクジェット記録装置のヘッドにインクを供給するインク経路の少なくとも一部にインクを循環させるインク循環路を備え、当該インク循環路においてインクの循環を行うインク供給工程をさらに含んでもよい。ヘッドから流出したインクがインク経路の少なくとも一部で循環することにより、インク循環路中のインクの温度が安定しやすくなり、ひいては吐出量が安定しやすくなる。
[4. Ink supply process]
The recording method of the present embodiment may perform recording using an ink jet recording apparatus in which at least part of an ink path for supplying ink from an ink container to a head is an ink circulation path for circulating ink. . In other words, the recording method includes an ink supply step that includes an ink circulation path that circulates ink in at least a part of an ink path that supplies ink to the head of the inkjet recording apparatus, and circulates ink in the ink circulation path. Further, it may be included. The ink flowing out from the head circulates in at least a part of the ink path, so that the temperature of the ink in the ink circulation path is easily stabilized, and thus the discharge amount is easily stabilized.
上記インク供給工程において、インク循環路からヘッドに供給される紫外線硬化型インクの流入量(インク流入量)を調節し、当該インク流入量のインクをヘッドへ供給してもよい。当該インク供給工程は上記の吐出工程を行う間行われるとよい。当該インク供給工程において、上記インク流入量は、記録中(印刷中)にヘッドからインクを吐出する吐出量よりも多いことが、インクの流出が生じてインクが循環することから好ましい。また、当該インク流入量は、ヘッドからインクを吐出する吐出量の最大値(後述する最大インク吐出量)よりも多いことがより好ましく、当該最大インク吐出量の2倍以上であることがさらに好ましく、当該最大インク吐出量の2.5倍以上であることがさらにより好ましい。当該インク流入量が上記範囲内であると、吐出量が安定しやすくなる。一方、上記インク流入量の上限は、特に限られるものではないが、当該最大インク吐出量の4倍以下であるとよい。なお、上記のヘッドから吐出されるインクの量、即ちインク流入量及び最大インク吐出量は、いずれも体積基準の量である。 In the ink supply step, the inflow amount (ink inflow amount) of the ultraviolet curable ink supplied from the ink circulation path to the head may be adjusted, and the ink having the ink inflow amount may be supplied to the head. The ink supply process may be performed during the above-described ejection process. In the ink supply step, it is preferable that the ink inflow amount is larger than the discharge amount for ejecting ink from the head during recording (during printing) because the ink flows out and the ink circulates. Further, the ink inflow amount is more preferably larger than the maximum value of the amount of ink discharged from the head (maximum ink discharge amount described later), and more preferably twice or more the maximum ink discharge amount. It is even more preferable that the maximum ink discharge amount is 2.5 times or more. When the ink inflow amount is within the above range, the discharge amount is easily stabilized. On the other hand, the upper limit of the ink inflow amount is not particularly limited, but may be four times or less the maximum ink discharge amount. The amount of ink ejected from the head, that is, the ink inflow amount and the maximum ink ejection amount are both volume-based amounts.
上記インク供給工程は、例えば、後述するインクジェット記録装置に、インク供給量を調節する装置(以下、単に「インク供給装置」ともいう。)を設けることで行うことができる。当該インク供給装置については後述する。 The ink supply process can be performed, for example, by providing a device for adjusting an ink supply amount (hereinafter also simply referred to as “ink supply device”) in an ink jet recording apparatus described later. The ink supply device will be described later.
〔5.硬化工程〕
本実施形態の記録方法に含まれる硬化工程は、被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクを、光源から紫外線(光)が照射されることによって硬化させるものである。本工程において、インクに含まれる光重合開始剤が紫外線の照射により分解して、ラジカル、酸、及び塩基などの開始種を発生し、光重合性化合物の重合反応が、その開始種の機能によって促進される。あるいは本工程において、紫外線の照射により光重合性化合物の重合反応が開始する。このとき、インクにおいて光重合開始剤と共に増感色素が存在すると、系中の増感色素が紫外線を吸収して励起状態となり、光重合開始剤と接触することによって光重合開始剤の分解を促進させ、より高感度の硬化反応を達成させることができる。
[5. Curing process]
The curing step included in the recording method of the present embodiment cures the ultraviolet curable ink adhering to the recording medium when irradiated with ultraviolet rays (light) from a light source. In this step, the photopolymerization initiator contained in the ink is decomposed by irradiation with ultraviolet rays to generate starting species such as radicals, acids, and bases, and the polymerization reaction of the photopolymerizable compound depends on the function of the starting species. Promoted. Alternatively, in this step, the polymerization reaction of the photopolymerizable compound is initiated by irradiation with ultraviolet rays. At this time, if the sensitizing dye is present together with the photopolymerization initiator in the ink, the sensitizing dye in the system absorbs ultraviolet rays to be in an excited state, and promotes decomposition of the photopolymerization initiator by contacting with the photopolymerization initiator. And a more sensitive curing reaction can be achieved.
光源(紫外線源)としては、水銀ランプやガス・固体レーザー等が主に利用されており、紫外線硬化型インクの硬化に使用される光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプが広く知られている。その一方で、現在環境保護の観点から水銀フリー化が強く望まれており、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは産業的、環境的にも非常に有用である。さらに、紫外線発光ダイオード(UV−LED)及び紫外線レーザダイオード(UV−LD)等のLED(発光ダイオード)は小型、高寿命、高効率、及び低コストであり、紫外線硬化型インク用光源として期待されている。 As the light source (ultraviolet light source), a mercury lamp, a gas / solid laser or the like is mainly used, and as the light source used for curing the ultraviolet curable ink, a mercury lamp and a metal halide lamp are widely known. On the other hand, there is a strong demand for mercury-free from the viewpoint of environmental protection, and replacement with a GaN-based semiconductor ultraviolet light-emitting device is very useful industrially and environmentally. Further, LEDs (light-emitting diodes) such as ultraviolet light-emitting diodes (UV-LEDs) and ultraviolet laser diodes (UV-LDs) are small, have a long lifetime, high efficiency, and low cost, and are expected as light sources for ultraviolet-curable inks. ing.
このように、本実施形態における紫外線硬化型インクは、光源がLED及びメタルハライドランプのいずれであっても好適に使用可能であるが、中でもLEDが好ましい。 As described above, the ultraviolet curable ink in the present embodiment can be suitably used regardless of whether the light source is an LED or a metal halide lamp, but an LED is particularly preferable.
上記の光源(紫外線源)の発光ピーク波長は、360〜420nmの範囲が好ましく、380〜410nmの範囲がより好ましい。発光ピーク波長が上記範囲内であると、UV−LEDの入手が容易であるとともに安価であることから好適である。 The light emission peak wavelength of the light source (ultraviolet light source) is preferably in the range of 360 to 420 nm, and more preferably in the range of 380 to 410 nm. When the emission peak wavelength is within the above range, it is preferable because the UV-LED is easily available and inexpensive.
また、上記範囲に発光ピーク波長を有する光源(好ましくはLED)から照射される紫外線のピーク強度(照射ピーク強度)は、好ましくは800mW/cm2以上であり、より好ましくは1,000mW/cm2以上である。照射ピーク強度が上記範囲内であると、硬化性に一層優れ、かつ、硬化シワの発生をより効果的に防止することができる。照射ピーク強度の上限は特に制限されるものではないが、3,000mW/cm2以下であるとよい。硬化シワが発生する原理は前述のとおりに推測されるが、照射ピーク強度が上記範囲内であると、塗膜表面の硬化と同時に内部まで硬化させることができ、紫外線が硬化シワの発生を効果的に防止することができると推測される。本実施形態における紫外線硬化型インクの28℃における粘度が8mPa・s以上であると、硬化シワの発生をより効果的に防止することができる。特に、紫外線硬化型インクが後述する一般式(1)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を含有し、照射ピーク強度が上記範囲内であると、硬化性に一層優れ、かつ、硬化シワの発生をさらに効果的に防止できる。 The light source having an emission peak wavelength in the range (preferably LED) peak intensity (illumination peak intensity) of ultraviolet light emitted from, preferably 800 mW / cm 2 or more, more preferably 1,000 mW / cm 2 That's it. When the irradiation peak intensity is within the above range, the curability is further improved and the generation of curing wrinkles can be more effectively prevented. The upper limit of the irradiation peak intensity is not particularly limited, but is preferably 3,000 mW / cm 2 or less. The principle of occurrence of curing wrinkles is presumed as described above. However, if the irradiation peak intensity is within the above range, the coating surface can be cured at the same time as the coating surface, and ultraviolet rays are effective in generating curing wrinkles. It is estimated that this can be prevented. When the viscosity at 28 ° C. of the ultraviolet curable ink in the present embodiment is 8 mPa · s or more, generation of curing wrinkles can be more effectively prevented. In particular, when the ultraviolet curable ink contains a vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid ester represented by the general formula (1) described later, and the irradiation peak intensity is within the above range, the curability is further improved, and The generation of cured wrinkles can be more effectively prevented.
なお、本明細書における照射ピーク強度は、紫外線強度計UM−10、受光部UM−400(いずれもコニカミノルタセンシング社(KONICA MINOLTA SENSING,INC.)製)を用いて測定された値を採用する。ただし、これは照射ピーク強度の測定方法を制限するという意味でなく、従来公知の測定方法が利用可能である。 In addition, the irradiation peak intensity | strength in this specification employ | adopts the value measured using the ultraviolet-ray intensity meter UM-10 and the light-receiving part UM-400 (all are Konica Minolta Sensing, Inc. (KONICA MINOLTA SENSING, INC. Product)). . However, this does not mean that the measurement method of the irradiation peak intensity is limited, and a conventionally known measurement method can be used.
また、上記範囲に発光ピーク波長を有する光源から、好ましくは600mJ/cm2以下、より好ましくは200〜500mJ/cm2の照射エネルギーで硬化可能な紫外線硬化型インクを、本実施形態の記録方法に用いるとよい。この場合、LEDの出力を上げやすくなるとともに、低コスト印刷かつ大きな印刷速度が実現できる。ここで、上記の照射エネルギーは、照射が複数回行われる場合には、各照射エネルギーを合計した総照射エネルギーである。 Further, the light source having an emission peak wavelength in the above range, preferably 600 mJ / cm 2 or less, more preferably a curable UV-curable ink irradiation energy of 200~500mJ / cm 2, the recording method of the present embodiment Use it. In this case, it is easy to increase the output of the LED, and low-cost printing and a high printing speed can be realized. Here, said irradiation energy is total irradiation energy which totaled each irradiation energy, when irradiation is performed in multiple times.
なお、本明細書における照射エネルギーは、照射開始から照射終了までの時間に照射ピーク強度を乗じて算出される。また、照射が複数回に亘って行われる場合、上記の照射エネルギーは、複数回の照射を合計した照射エネルギー量で表される。発光ピーク波長は、上記の好ましい波長範囲内に1つあってもよいし複数あってもよい。複数ある場合であっても上記範囲の発光ピーク波長を有する紫外線の全体の照射エネルギー量を上記の照射エネルギーとする。 The irradiation energy in this specification is calculated by multiplying the time from the start of irradiation to the end of irradiation by the irradiation peak intensity. Moreover, when irradiation is performed over multiple times, said irradiation energy is represented by the irradiation energy amount which totaled multiple times of irradiation. There may be one or a plurality of emission peak wavelengths within the preferable wavelength range. Even in the case where there are a plurality, the total irradiation energy amount of the ultraviolet light having the emission peak wavelength in the above range is set as the irradiation energy.
このようなインクは、上記波長範囲の紫外線照射により分解する光重合開始剤、及び上記波長範囲の紫外線照射により重合を開始する重合性化合物のうち少なくともいずれかを含むことにより得られる。 Such an ink can be obtained by including at least one of a photopolymerization initiator that decomposes upon irradiation with ultraviolet rays in the wavelength range and a polymerizable compound that starts polymerization upon irradiation with ultraviolet rays in the wavelength range.
また、被記録媒体への、吐出時における単位面積当たりのインクの吐出量(付着量、打ち込み量)は、インクの無駄な使用を防止するため、5〜16mg/インチ2が好ましい。 Further, the discharge amount (attachment amount and driving amount) per unit area at the time of discharge onto the recording medium is preferably 5 to 16 mg / inch 2 in order to prevent wasteful use of the ink.
また、単位面積当たりのインクの吐出量は、記録解像度と、記録解像度で規定される記録単位領域(画素)当たりに打ち込むインク量と、によって変わるが、記録解像度(印刷解像度)を「副走査方向の解像度×副走査方向と交差する方向(主走査方向)の解像度」で表すと、300dpi×300dpi〜1,500dpi×1,500dpiが好ましい。そして、この記録解像度に応じて、ヘッドのノズル密度及び吐出量を調整することが好ましい。
なお、画素当たりのインクの吐出量の下限値は、2ng/画素が好ましく、3ng/画素がより好ましい。一方、当該吐出量の上限値は、200ng/画素が好ましく、160ng/画素がより好ましく、50ng/画素がさらに好ましく、20ng/画素がさらにより好ましい。また、ノズル密度(ノズル列におけるノズル間距離)は、180〜720dpiが好ましく、300〜720dpiがより好ましい。
Further, the ink discharge amount per unit area varies depending on the recording resolution and the amount of ink applied per recording unit area (pixel) defined by the recording resolution, but the recording resolution (printing resolution) is set to “sub-scanning direction”. In this case, 300 dpi × 300 dpi to 1,500 dpi × 1,500 dpi is preferable. Then, it is preferable to adjust the nozzle density and the discharge amount of the head according to the recording resolution.
The lower limit value of the ink discharge amount per pixel is preferably 2 ng / pixel, and more preferably 3 ng / pixel. On the other hand, the upper limit value of the discharge amount is preferably 200 ng / pixel, more preferably 160 ng / pixel, further preferably 50 ng / pixel, and still more preferably 20 ng / pixel. The nozzle density (distance between nozzles in the nozzle row) is preferably 180 to 720 dpi, and more preferably 300 to 720 dpi.
このように、本実施形態によれば、ヘッドの耐久性、及び紫外線硬化型インクの吐出安定性に優れ、さらに紫外線硬化型インクに含まれる光重合開始剤の溶解性、硬化性及び硬化シワ抑制にも優れた、インクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録方法を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, the durability of the head and the discharge stability of the ultraviolet curable ink are excellent, and the solubility, curability and curling wrinkle suppression of the photopolymerization initiator contained in the ultraviolet curable ink are further reduced. In addition, an ink jet recording method used in an ink jet recording apparatus can be provided.
[紫外線硬化型インク]
また、本発明の一実施形態は、上記実施形態のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に用いることのできる紫外線硬化型インクに係る。上述のように、当該紫外線硬化型インクは、28℃での粘度、並びに吐出温度及び当該温度における粘度がそれぞれ所定の範囲であることを特徴とする。当該粘度を所定の範囲とするためのインクは、上述したようなインク設計方法により設計することができる。
[UV curable ink]
Further, one embodiment of the present invention relates to an ultraviolet curable ink that can be used in the ink jet recording apparatus and the ink jet recording method of the above embodiment. As described above, the ultraviolet curable ink is characterized in that the viscosity at 28 ° C., the discharge temperature, and the viscosity at the temperature are in a predetermined range. The ink for setting the viscosity in a predetermined range can be designed by the ink design method as described above.
以下、本実施形態の紫外線硬化型インクに含まれるか、又は所望により含まれ得る添加剤(成分)を説明する。 Hereinafter, additives (components) included in the ultraviolet curable ink of the present embodiment or which may be included as desired will be described.
〔1.重合性化合物〕
本実施形態のインクに含まれる重合性化合物は、単独で、又は後述する光重合開始剤の作用により、光照射時に重合されて、印刷されたインクを硬化させることができる。その他の重合性化合物としては、従来公知の、単官能、2官能、及び3官能以上の多官能といった種々のモノマー及びオリゴマーが使用可能である。上記モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸及びマレイン酸等の不飽和カルボン酸やそれらの塩又はエステル、ウレタン、アミド及びその無水物、アクリロニトリル、スチレン、種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、並びに不飽和ウレタンが挙げられる。また、上記オリゴマーとしては、例えば、直鎖アクリルオリゴマー等の上記のモノマーから形成されるオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレート、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレート及びポリエステル(メタ)アクリレートが挙げられる。
[1. Polymerizable compound)
The polymerizable compound contained in the ink of the present embodiment can be polymerized at the time of light irradiation alone or by the action of a photopolymerization initiator described later to cure the printed ink. As other polymerizable compounds, conventionally known various monomers and oligomers such as monofunctional, bifunctional, and trifunctional or more polyfunctional can be used. Examples of the monomer include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid and maleic acid, salts or esters thereof, urethane, amide and anhydride thereof, acrylonitrile, styrene, various types Unsaturated polyesters, unsaturated polyethers, unsaturated polyamides, and unsaturated urethanes. Examples of the oligomer include oligomers formed from the above monomers such as linear acrylic oligomers, epoxy (meth) acrylate, oxetane (meth) acrylate, aliphatic urethane (meth) acrylate, and aromatic urethane (meth). Acrylate and polyester (meth) acrylate are mentioned.
上記の中でも、(メタ)アクリル酸のエステル、即ち(メタ)アクリレートが好ましい。当該(メタ)アクリレートの中でも、一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類及びその他の単官能(メタ)アクリレートのうち少なくともいずれかが好ましく、当該ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類がより好ましく、当該ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類及びその他の単官能(メタ)アクリレートがさらに好ましい。
以下、これらの(メタ)アクリレートを中心として、重合性化合物を詳細に説明する。
Among these, an ester of (meth) acrylic acid, that is, (meth) acrylate is preferable. Among the (meth) acrylates, at least one of the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters represented by the general formula (I) and other monofunctional (meth) acrylates is preferable. ) Acrylic acid esters are more preferred, and the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters and other monofunctional (meth) acrylates are more preferred.
Hereinafter, the polymerizable compound will be described in detail with a focus on these (meth) acrylates.
(1−1.ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類)
本実施形態のインクは、下記一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を含むことが好ましい。
CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3 ・・・(I)
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数2〜20の2価の有機残基であり、R3は水素原子又は炭素数1〜11の1価の有機残基である。)
(1-1. (Meth) acrylic acid ester containing vinyl ether group)
The ink of the present embodiment preferably contains a vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid ester represented by the following general formula (I).
CH 2 = CR 1 -COOR 2 -O -CH = CH-R 3 ··· (I)
Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a divalent organic residue having 2 to 20 carbon atoms, and R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic residue having 1 to 11 carbon atoms. Group.)
インクが当該ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を含有することにより、インクを低粘度化することができ、インクの硬化性を優れたものとすることができ、かつ、硬化シワの発生を効果的に防止することができる。さらに言えば、ビニルエーテル基を有する化合物及び(メタ)アクリル基を有する化合物を別々に使用するよりも、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリル基を一分子中に共に有する化合物を使用する方が、インクの硬化性を良好にする上で好ましい。 When the ink contains the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters, the ink can be reduced in viscosity, the ink curability can be improved, and curing wrinkles can be generated. It can be effectively prevented. In addition, it is better to use a compound having both a vinyl ether group and a (meth) acryl group in one molecule than to use a compound having a vinyl ether group and a compound having a (meth) acryl group separately. It is preferable for improving curability.
上記の一般式(I)において、R2で表される炭素数2〜20の2価の有機残基としては、炭素数2〜20の直鎖状、分枝状又は環状の置換されていてもよいアルキレン基、構造中にエーテル結合及び/又はエステル結合による酸素原子を有する置換されていてもよい炭素数2〜20のアルキレン基、炭素数6〜11の置換されていてもよい2価の芳香族基が好適である。これらの中でも、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、及びブチレン基などの炭素数2〜6のアルキレン基、オキシエチレン基、オキシn−プロピレン基、オキシイソプロピレン基、及びオキシブチレン基などの構造中にエーテル結合による酸素原子を有する炭素数2〜9のアルキレン基が好適に用いられる。 In the above general formula (I), the divalent organic residue having 2 to 20 carbon atoms represented by R 2 is a linear, branched or cyclic substituted having 2 to 20 carbon atoms. May be an alkylene group, an optionally substituted alkylene group having an oxygen atom by an ether bond and / or an ester bond in the structure, and an optionally substituted divalent alkylene group having 6 to 11 carbon atoms. Aromatic groups are preferred. Among these, C2-C6 alkylene groups such as ethylene group, n-propylene group, isopropylene group, and butylene group, oxyethylene group, oxy n-propylene group, oxyisopropylene group, and oxybutylene group An alkylene group having 2 to 9 carbon atoms having an oxygen atom due to an ether bond in the structure is preferably used.
上記の一般式(I)において、R3で表される炭素数1〜11の1価の有機残基としては、炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状の置換されていてもよいアルキル基、炭素数6〜11の置換されていてもよい芳香族基が好適である。これらの中でも、メチル基又はエチル基である炭素数1〜2のアルキル基、フェニル基及びベンジル基などの炭素数6〜8の芳香族基が好適に用いられる。 In the general formula (I), the monovalent organic residue having 1 to 11 carbon atoms represented by R 3 is a linear, branched or cyclic substituted group having 1 to 10 carbon atoms. Suitable alkyl groups and optionally substituted aromatic groups having 6 to 11 carbon atoms are preferred. Among these, C6-C2 aromatic groups, such as a C1-C2 alkyl group which is a methyl group or an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group, are used suitably.
上記の各有機残基が置換されていてもよい基である場合、その置換基は、炭素原子を含む基及び炭素原子を含まない基に分けられる。まず、上記置換基が炭素原子を含む基である場合、当該炭素原子は有機残基の炭素数にカウントされる。炭素原子を含む基として、以下に限定されないが、例えばカルボキシル基、アルコキシ基が挙げられる。次に、炭素原子を含まない基として、以下に限定されないが、例えば水酸基、ハロ基が挙げられる。 When each of the organic residues is an optionally substituted group, the substituent is divided into a group containing a carbon atom and a group not containing a carbon atom. First, when the substituent is a group containing a carbon atom, the carbon atom is counted in the carbon number of the organic residue. Examples of the group containing a carbon atom include, but are not limited to, a carboxyl group and an alkoxy group. Next, examples of the group not containing a carbon atom include, but are not limited to, a hydroxyl group and a halo group.
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類としては、以下に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−ビニロキシメチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1,1−ジメチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸m−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸o−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、及び(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコールモノビニルエーテルが挙げられる。 Examples of the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters include, but are not limited to, for example, 2-vinyloxyethyl (meth) acrylate, 3-vinyloxypropyl (meth) acrylate, and 1-methyl (meth) acrylate. 2-vinyloxyethyl, 2-vinyloxypropyl (meth) acrylate, 4-vinyloxybutyl (meth) acrylate, 1-methyl-3-vinyloxypropyl (meth) acrylate, 1-vinyloxymethyl (meth) acrylate Propyl, 2-methyl-3-vinyloxypropyl (meth) acrylate, 1,1-dimethyl-2-vinyloxyethyl (meth) acrylate, 3-vinyloxybutyl (meth) acrylate, 1-methyl- (meth) acrylate 2-vinyloxypropyl, 2-vinyloxybutyl (meth) acrylate, (meth) a 4-vinyloxycyclohexyl silylate, 6-vinyloxyhexyl (meth) acrylate, 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 2-vinyloxymethylcyclohexylmethyl, p-vinyloxymethylphenylmethyl (meth) acrylate, m-vinyloxymethylphenylmethyl (meth) acrylate, o-vinyloxymethylphenylmethyl (meth) acrylate, (meth) 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxy) propyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxy) (meth) acrylate Ethoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- Vinyloxyisopropoxy) propyl, 2- (vinyloxyisopropoxy) isopropyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) (meth) acrylate ) Ethyl, 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyisopropoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxyethoxy) propyl (meth) acrylate 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) propyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) propyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyisopropoxy) propyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid 2- (vinylo) Xylethoxyethoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyisopropoxy) Isopropoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxyethoxyethoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxyethoxyethoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (isopropenoxyethoxy) ) Ethyl, (meth) acrylic acid 2- (isopropenoxyethoxyethoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (isopropenoxyethoxyethoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (isopropenoxyethoxyethoxyethoxy) D ) Ethyl, and (meth) Polyethylene glycol monovinyl ether acrylate, and (meth) acrylic acid polypropylene glycol monovinyl ether.
これらの中でも、インクをより低粘度化でき、引火点が高く、かつ、インクの硬化性に優れるため、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、即ち、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル及びメタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルのうち少なくともいずれかが好ましく、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルがより好ましい。特にアクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル及びメタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルは、何れも単純な構造であって分子量が小さいため、インクを顕著に低粘度化することができる。(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルとしては、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル及び(メタ)アクリル酸2−(1−ビニロキシエトキシ)エチルが挙げられ、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルとしては、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル及びアクリル酸2−(1−ビニロキシエトキシ)エチルが挙げられる。なお、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルの方が、メタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルに比べて硬化性の面で優れている。 Among these, since the viscosity of the ink can be further lowered, the flash point is high, and the curability of the ink is excellent, 2- (vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, that is, 2- (vinyloxy) acrylate At least one of ethoxy) ethyl and 2- (vinyloxyethoxy) ethyl methacrylate is preferable, and 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate is more preferable. In particular, since 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate and 2- (vinyloxyethoxy) ethyl methacrylate have a simple structure and a small molecular weight, the viscosity of the ink can be significantly reduced. Examples of 2- (vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate include 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate and 2- (1-vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate. Examples of 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate include 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate and 2- (1-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate. Incidentally, 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate is superior in terms of curability compared to 2- (vinyloxyethoxy) ethyl methacrylate.
ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 A vinyl ether group containing (meth) acrylic acid ester may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、特に(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルの含有量は、インクの総質量(100質量%)に対して、10〜70質量%が好ましく、10〜60質量%がより好ましく、20〜50質量%がさらに好ましい。当該含有量が上記の下限値以上であると、インクを低粘度化でき、かつ、インクの硬化性を一層優れたものとすることができる。一方、当該含有量が上記の上限値以下であると、インクの保存安定性を良好な状態に維持することができ、硬化シワの発生を一層効果的に防止することができる。 The vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters, in particular, the content of 2- (vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate is 10 to 70% by mass relative to the total mass (100% by mass) of the ink. Preferably, 10-60 mass% is more preferable, and 20-50 mass% is further more preferable. When the content is not less than the above lower limit, the viscosity of the ink can be lowered and the curability of the ink can be further improved. On the other hand, when the content is not more than the above upper limit value, the storage stability of the ink can be maintained in a good state, and the generation of curing wrinkles can be more effectively prevented.
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類の製造方法としては、以下に限定されないが、(メタ)アクリル酸と水酸基含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法B)、(メタ)アクリル酸ハロゲン化物と水酸基含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法C)、(メタ)アクリル酸無水物と水酸基含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法D)、(メタ)アクリル酸エステルと水酸基含有ビニルエーテルとをエステル交換する方法(製法E)、(メタ)アクリル酸とハロゲン含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法F)、(メタ)アクリル酸アルカリ(土類)金属塩とハロゲン含有ビニルエーテルとをエステル化する方法(製法G)、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとカルボン酸ビニルとをビニル交換する方法(製法H)、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとアルキルビニルエーテルとをエーテル交換する方法(製法I)が挙げられる。 The method for producing the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters is not limited to the following, but is a method of esterifying (meth) acrylic acid and a hydroxyl group-containing vinyl ether (Production Method B), (meth) acrylic acid halide. And esterification of (meth) acrylic anhydride and hydroxyl group-containing vinyl ether (production method D), esterification of (meth) acrylic acid ester and hydroxyl group-containing vinyl ether Method of exchange (Production method E), Method of esterifying (meth) acrylic acid and halogen-containing vinyl ether (Method of production F), Method of esterifying alkali (earth) metal salt of (meth) acrylic acid and halogen-containing vinyl ether (Production G), hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester and carboxylic acid vinyl ester How to vinyl exchange and Le (Procedure H), hydroxyl group-containing (meth) How to ether exchange and acrylic acid ester and an alkyl vinyl ether (Process I).
これらの中でも、本実施形態に所望の効果を一層発揮することができるため、製法Eが好ましい。 Among these, since the desired effect can be further exhibited in this embodiment, the production method E is preferable.
(1−2.単官能(メタ)アクリレート)
本実施形態のインクは、単官能(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。ここで、本実施形態のインクが上述のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類(但し、単官能(メタ)アクリレートであるものに限る。)を含む場合、当該ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類も上記単官能(メタ)アクリレートに含まれるものとするが、当該ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類についての説明は省略する。以下では、上述のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類以外の単官能(メタ)アクリレートについて説明する。インクが当該単官能(メタ)アクリレートを含有することにより、インクを低粘度化することができ、かつ、光重合開始剤その他の添加剤の溶解性及びインクの硬化性が共に優れたものとなる。さらに言えば、光重合開始剤その他の添加剤の溶解性が優れたものとなることに起因してインクの吐出安定性が優れたものとなり、また塗膜の強靭性、耐熱性、及び耐薬品性が増す。
(1-2. Monofunctional (meth) acrylate)
The ink of this embodiment preferably contains a monofunctional (meth) acrylate. Here, when the ink of this embodiment contains the above-described vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters (however, only those that are monofunctional (meth) acrylates), the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid. Esters are also included in the monofunctional (meth) acrylate, but the explanation of the vinyl ether group-containing (meth) acrylic esters is omitted. Below, monofunctional (meth) acrylates other than the above-mentioned vinyl ether group containing (meth) acrylic acid esters are demonstrated. When the ink contains the monofunctional (meth) acrylate, the viscosity of the ink can be reduced, and the solubility of the photopolymerization initiator and other additives and the curability of the ink are both excellent. . Furthermore, due to the excellent solubility of the photopolymerization initiator and other additives, the ink ejection stability is excellent, and the toughness, heat resistance, and chemical resistance of the coating film are also improved. Increases nature.
上記単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ラクトン変性可とう性(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェニル(メタ)アクリレート、アルコキシ化ノニルフェニル(メタ)アクリレート、p−クミルフェノールEO変性(メタ)アクリレート、が挙げられる。 Examples of the monofunctional (meth) acrylate include phenoxyethyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, Myristyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate , Butoxyethyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate Rate, methoxypropylene glycol (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (Meth) acrylate, lactone-modified flexible (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, ethoxy Nonylphenyl (meth) acrylate, alkoxylated nonylphenyl (meth) acrylate, and p-cumylphenol EO-modified (meth) acrylate.
上記の中でも、硬化性、保存安定性、及び光重合開始剤の溶解性に一層優れるため、分子中に芳香環骨格を有する単官能(メタ)アクリレートが好ましい。芳香環骨格を有する単官能(メタ)アクリレートとしては、以下に限定されないが、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシフェノキシプロピル(メタ)アクリレート、及びフェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレートが好ましく挙げられる。これらの中でも、インクを低粘度化することができ、かつ、硬化性、耐擦性、密着性、及び光重合開始剤の溶解性のいずれも優れたものとすることができるため、フェノキシエチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレートのうち少なくともいずれかが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。 Among these, monofunctional (meth) acrylates having an aromatic ring skeleton in the molecule are preferable because they are more excellent in curability, storage stability, and solubility of the photopolymerization initiator. Examples of monofunctional (meth) acrylates having an aromatic ring skeleton include, but are not limited to, phenoxyethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-hydroxyphenoxypropyl (meth) acrylate, and phenoxydiethylene glycol (meth) ) Acrylate is preferred. Among these, since the viscosity of the ink can be reduced and the curability, abrasion resistance, adhesion, and solubility of the photopolymerization initiator can be excellent, phenoxyethyl ( At least one of meth) acrylate and benzyl (meth) acrylate is preferable, and phenoxyethyl (meth) acrylate is more preferable.
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類以外の単官能(メタ)アクリレートは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Monofunctional (meth) acrylates other than the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters may be used alone or in combination of two or more.
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類以外の単官能(メタ)アクリレートの含有量は、インクの総質量(100質量%)に対し、10〜65質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましい。当該含有量が上記の下限値以上であると、硬化性に加えて光重合開始剤の溶解性も一層優れたものとなる。一方、当該含有量が上記の上限値以下であると、硬化性に加えて密着性も一層優れたものとなる。 The content of the monofunctional (meth) acrylate other than the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters is preferably 10 to 65% by mass, and 20 to 50% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the ink. More preferably, 10-40 mass% is further more preferable. When the content is not less than the above lower limit value, the solubility of the photopolymerization initiator is further improved in addition to the curability. On the other hand, when the content is not more than the above upper limit value, in addition to curability, adhesion is further improved.
また、上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類(但し、単官能(メタ)アクリレートであるものに限る。)を含む場合、これを含む単官能(メタ)アクリレートの含有量の合計は、インクの総質量(100質量%)に対し、30〜90質量%が好ましく、40〜70質量%がより好ましい。当該含有量が上記範囲内であると、インク粘度、具体的に言えば28℃でのインク粘度及び吐出温度でのインク粘度の双方を、上述した所望の範囲としやすくなる。 In addition, when the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters (but limited to those containing monofunctional (meth) acrylates) are included, the total content of the monofunctional (meth) acrylates containing these is the ink 30-90 mass% is preferable with respect to the total mass (100 mass%), and 40-70 mass% is more preferable. When the content is within the above range, the ink viscosity, specifically, the ink viscosity at 28 ° C. and the ink viscosity at the discharge temperature can be easily set in the desired range described above.
(1−3.上記以外の重合性化合物)
本実施形態のインクは、上記以外の重合性化合物(以下、「その他の重合性化合物」という。)をさらに含有してもよい。その他の重合性化合物としては上述のモノマー及びオリゴマーが挙げられるが、中でも2官能以上の(メタ)アクリレートが好ましい。
(1-3. Polymeric compounds other than the above)
The ink of the present embodiment may further contain a polymerizable compound other than the above (hereinafter referred to as “other polymerizable compound”). Examples of other polymerizable compounds include the monomers and oligomers described above, and among these, (meth) acrylates having 2 or more functional groups are preferable.
2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、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(メタ)アクリレート、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)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、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、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキサイド)付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキサイド)付加物ジ(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、及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of the bifunctional (meth) acrylate include diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and dipropylene glycol di (meth). ) Acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol Di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate, bisphenol A EO (ethylene oxide) adduct di (meth) ) Acrylate, PO-bisphenol A (propylene oxide) adduct di (meth) acrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di (meth) acrylate, and polytetramethylene glycol di (meth) acrylate.
3官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO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、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、カウ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エトキシテトラ(メタ)アクリレート、及びカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of the trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylate include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, EO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and pentaerythritol tetra (meth) acrylate. Dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, glycerin propoxytri (meth) acrylate, cowprolactone-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, and Examples include caprolactam-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
その他の重合性化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Other polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more.
その他の重合性化合物がインクに含まれる場合、その含有量は、インクの総質量(100質量%)に対し、10〜50質量%が好ましい。特に、インクが2官能の(メタ)アクリレートを含む場合、2官能の(メタ)アクリレートの含有量は、インクの総質量(100質量%)に対し、5〜45質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましい。当該含有量が上記範囲内であると、インクの硬化性や硬化物の耐擦性が優れたものとなり、インクの粘度を所望の粘度に設計しやすい。また、重合性化合物の単体の粘度が比較的低い単官能(メタ)アクリレート、中でも特に粘度が低い上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類と、比較的粘度が高いその他の重合性化合物と、を組み合わせることが好ましい。これにより、インクの粘度を所望の粘度に設計しやすくなる。 When the other polymerizable compound is contained in the ink, the content thereof is preferably 10 to 50% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the ink. In particular, when the ink contains a bifunctional (meth) acrylate, the content of the bifunctional (meth) acrylate is preferably 5 to 45% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the ink, and 10 to 30 The mass% is more preferable. When the content is within the above range, the ink curability and the rub resistance of the cured product are excellent, and the ink viscosity can be easily designed to a desired viscosity. In addition, a monofunctional (meth) acrylate having a relatively low viscosity of the polymerizable compound, particularly the above-mentioned vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid ester having a low viscosity, and other polymerizable compounds having a relatively high viscosity, Are preferably combined. This makes it easy to design the ink viscosity to a desired viscosity.
なお、重合性化合物として光重合性の化合物を用いることにより、光重合開始剤の添加を省略することも可能であるが、光重合開始剤を用いた方が、重合の開始を容易に調整することができ、好適である。 Although it is possible to omit the addition of a photopolymerization initiator by using a photopolymerizable compound as the polymerizable compound, the use of a photopolymerization initiator can easily adjust the start of polymerization. Can be preferred.
〔2.光重合開始剤〕
本実施形態のインクは、光重合開始剤を含んでもよい。当該光重合開始剤は、紫外線の照射による光重合によって、被記録媒体の表面に存在するインクを硬化させて印字を形成するために用いられる。光の中でも紫外線(UV)を用いることにより、安全性に優れ、且つ光源ランプのコストを抑えることができる。紫外線のエネルギーによって、ラジカルやカチオンなどの活性種を生成し、上記重合性化合物の重合を開始させるものであれば、制限はないが、光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤を使用することができ、中でも光ラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。
[2. Photopolymerization initiator)
The ink of this embodiment may contain a photopolymerization initiator. The photopolymerization initiator is used to form a print by curing the ink present on the surface of the recording medium by photopolymerization by ultraviolet irradiation. By using ultraviolet light (UV) among light, it is excellent in safety and the cost of the light source lamp can be suppressed. There is no limitation as long as it generates active species such as radicals and cations by the energy of ultraviolet rays and initiates the polymerization of the polymerizable compound, but a photoradical polymerization initiator or a photocationic polymerization initiator should be used. Among them, it is preferable to use a photo radical polymerization initiator.
上記の光ラジカル重合開始剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物など)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物が挙げられる。 Examples of the photo radical polymerization initiator include aromatic ketones, acyl phosphine oxide compounds, aromatic onium salt compounds, organic peroxides, thio compounds (thioxanthone compounds, thiophenyl group-containing compounds, etc.), hexaarylbiphenyls, and the like. Examples include imidazole compounds, ketoxime ester compounds, borate compounds, azinium compounds, metallocene compounds, active ester compounds, compounds having a carbon halogen bond, and alkylamine compounds.
これらの中でも、インクの硬化性を一層良好にすることができるため、チオキサントン化合物(チオキサントン系光重合開始剤)が好ましく、チオキサントン化合物及びアシルフォスフィンオキサイド化合物(アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤)の併用がより好ましい。 Among these, a thioxanthone compound (thioxanthone photopolymerization initiator) is preferable because the curability of the ink can be further improved. A thioxanthone compound and an acyl phosphine oxide compound (acyl phosphine oxide photopolymerization initiator) are preferable. Is more preferable.
光ラジカル重合開始剤の具体例としては、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニ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−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、2,4−ジエチルチオキサントン、及びビス−(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シドが挙げられる。 Specific examples of the photo radical polymerization initiator include acetophenone, acetophenone benzyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, xanthone, fluorenone, benzaldehyde, fluorene, anthraquinone, triphenylamine, carbazole 3-methylacetophenone, 4-chlorobenzophenone, 4,4′-dimethoxybenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, Michler's ketone, benzoin propyl ether, benzoin ethyl ether, benzyldimethyl ketal, 1- (4-isopropylphenyl)- 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, thioxanthone, diethyl Oxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenyl Phosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, 2,4-diethylthioxanthone, and bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide Can be mentioned.
光ラジカル重合開始剤の市販品としては、例えば、IRGACURE 651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)、IRGACURE 184(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)、DAROCUR 1173(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン)、IRGACURE 2959(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)、IRGACURE 127(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−プロパン−1−オン}、IRGACURE 907(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン)、IRGACURE 369(2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1)、IRGACURE 379(2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン)、DAROCUR TPO(2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド)、IRGACURE 819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド)、IRGACURE 784(ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム)、IRGACURE OXE 01(1.2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)])、IRGACURE OXE 02(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))、IRGACURE 754(オキシフェニル酢酸、2−[2−オキソ−2−フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステルとオキシフェニル酢酸、2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物)(以上、BASF社製商品名)、KAYACURE DETX−S(2,4−ジエチルチオキサントン)(日本化薬社(Nippon Kayaku Co., Ltd.)製商品名)、Speedcure TPO(2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド)、Speedcure DETX(2,4−ジエチルチオキサンテン−9−オン)(以上、Lambson社製商品名)、Lucirin TPO、LR8893、LR8970(以上、BASF社製商品名)、ユベクリルP36(UCB社製商品名)、及びQuantacure ITX(イソプロピルチオキサントン)(ビドル・ソイヤー社(Biddle Sawyer Corporation)製)などが挙げられる。 Examples of commercially available photo radical polymerization initiators include IRGACURE 651 (2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one), IRGACURE 184 (1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), DAROCUR 1173. (2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one), IRGACURE 2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane- 1-one), IRGACURE 127 (2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl] -2-methyl-propan-1-one}, IRGACURE 907 (2-Methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morphol Linopropan-1-one), IRGACURE 369 (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1), IRGACURE 379 (2- (dimethylamino) -2-[(4- Methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone), DAROCUR TPO (2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide), IRGACURE 819 (bis (2, 4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide), IRGACURE 784 (bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrole-1-) Yl) -phenyl) titanium), IRGACURE OXE 01 (1.2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)]), IRGACURE OXE 02 (ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime)), IRGACURE 754 (oxyphenylacetic acid, 2- [2-oxo-2-phenylacetoxyethoxy] ethyl ester and oxyphenylacetic acid, 2- (Mixture of (2-hydroxyethoxy) ethyl ester) (above, trade name manufactured by BASF), KAYACURE DETX-S (2,4-diethylthioxanthone) (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) ), Speedcure TPO (2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide), Spe dcure DETX (2,4-diethylthioxanthen-9-one) (above, trade name manufactured by Lambson), Lucirin TPO, LR8883, LR8970 (above, trade name manufactured by BASF), Ubekrill P36 (trade name, manufactured by UCB) Quantacure ITX (isopropylthioxanthone) (manufactured by Biddle Sawyer Corporation).
光重合開始剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始剤の含有量は、紫外線硬化速度を向上させて硬化性を優れたものとすることができ、かつ、光重合開始剤の溶け残りや光重合開始剤に由来する着色を避けるため、インクの総質量(100質量%)に対して、20質量%以下であることが好ましい。
A photoinitiator may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
The content of the photopolymerization initiator can improve the ultraviolet curing rate and have excellent curability, and in order to avoid undissolved photopolymerization initiator and coloring derived from the photopolymerization initiator, It is preferably 20% by mass or less with respect to the total mass (100% by mass) of the ink.
特に、光重合開始剤がチオキサントン化合物を含む場合、その含有量は、硬化性がより良好になるため、インクの総質量(100質量%)に対して、0.5〜4質量%が好ましく、1〜3質量%がより好ましい。また、チオキサントン化合物を含むインクの溶存酸素量は、吐出安定性を良好に維持できるため、20ppm以下が好ましく、1〜20ppmがより好ましい。 In particular, when the photopolymerization initiator includes a thioxanthone compound, the content is preferably 0.5 to 4% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the ink because the curability becomes better. 1-3 mass% is more preferable. Further, the dissolved oxygen content of the ink containing the thioxanthone compound is preferably 20 ppm or less, and more preferably 1 to 20 ppm, because the discharge stability can be maintained satisfactorily.
上記に加えて、光重合開始剤がアシルフォスフィン化合物を含む場合、その含有量は、インクの総質量(100質量%)に対して、5〜15質量%であることがより好ましく、7〜13質量%であることがさらに好ましい。含有量が上記の下限値以上であると、硬化性に一層優れる。より具体的に言えば、特にLED(好ましい発光ピーク波長:360nm〜420nm)による硬化の際に十分な硬化速度が得られるため硬化性に一層優れる。一方、含有量が上記の上限値以下であると、光重合開始剤の溶解性に一層優れる。 In addition to the above, when the photopolymerization initiator includes an acylphosphine compound, the content is more preferably 5 to 15% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the ink, More preferably, it is 13 mass%. When the content is not less than the above lower limit, the curability is further improved. More specifically, the curability is further improved because a sufficient curing speed can be obtained particularly when curing with an LED (preferable emission peak wavelength: 360 nm to 420 nm). On the other hand, when the content is not more than the above upper limit value, the solubility of the photopolymerization initiator is further improved.
〔3.色材〕
本実施形態のインクは、色材を含んでもよい。色材としては、顔料及び染料のうち少なくとも一方を用いることができる。
[3. Color material)
The ink of this embodiment may include a color material. As the color material, at least one of a pigment and a dye can be used.
(3−1.顔料)
色材として顔料を用いることにより、インクの耐光性を向上させることができる。顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
(3-1. Pigment)
By using a pigment as the color material, the light resistance of the ink can be improved. As the pigment, both inorganic pigments and organic pigments can be used.
無機顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタンを使用することができる。 As the inorganic pigment, carbon black (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black and channel black, iron oxide, and titanium oxide can be used.
有機顔料としては、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料が挙げられる。 Organic pigments include insoluble azo pigments, condensed azo pigments, azo lakes and chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxane pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, etc. Polycyclic pigments, dye chelates (eg basic dye chelates, acid dye chelates, etc.), dye rakes (basic dye rakes, acid dye rakes), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, daylight A fluorescent pigment is mentioned.
ホワイトインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21が挙げられる。 Examples of pigments used in white ink include C.I. I. Pigment white 6, 18, and 21.
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180が挙げられる。
Examples of pigments used in yellow ink include C.I. I.
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、又はC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
Examples of pigments used in magenta ink include C.I. I.
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バットブルー 4、60が挙げられる。
Examples of pigments used for cyan ink include C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15:34, 15: 4, 16, 18, 22, 25, 60, 65, 66, C.I. I.
また、マゼンタ、シアン、及びイエロー以外の顔料としては、例えば、C.I.ピグメント グリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63が挙げられる。
Examples of pigments other than magenta, cyan, and yellow include C.I. I.
上記顔料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The said pigment may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
上記の顔料を使用する場合、その平均粒子径は300nm以下が好ましく、50〜200nmがより好ましい。平均粒子径が上記の範囲内にあると、インクにおける吐出安定性や分散安定性などの信頼性に一層優れるとともに、優れた画質の画像を形成することができる。ここで、本明細書における平均粒子径は、動的光散乱法により測定される。 When using said pigment, the average particle diameter has preferable 300 nm or less, and 50-200 nm is more preferable. When the average particle diameter is in the above range, the ink can be more excellent in reliability such as ejection stability and dispersion stability, and an image with excellent image quality can be formed. Here, the average particle diameter in the present specification is measured by a dynamic light scattering method.
(3−2.染料)
色材として染料を用いることができる。染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能である。前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
(3-2. Dye)
A dye can be used as the coloring material. The dye is not particularly limited, and acid dyes, direct dyes, reactive dyes, and basic dyes can be used. Examples of the dye include C.I. I. Acid Yellow 17, 23, 42, 44, 79, 142, C.I. I.
上記染料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The said dye may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
色材の含有量は、優れた隠蔽性及び色再現性が得られるため、インクの総質量(100質量%)に対して、1〜20質量%が好ましい。 The content of the color material is preferably 1 to 20% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the ink because excellent concealability and color reproducibility can be obtained.
〔4.分散剤〕
本実施形態のインクが顔料を含む場合、顔料分散性をより良好なものとするため、分散剤を含んでもよい。分散剤として、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤などの顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。その具体例として、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマー及びコポリマー、アクリル系ポリマー及びコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、及びエポキシ樹脂のうち一種以上を主成分とするものが挙げられる。高分子分散剤の市販品として、味の素ファインテクノ社製のアジスパーシリーズ(商品名)、アビシア社(Avecia Co.)から入手可能なソルスパーズシリーズ(Solsperse 32000,36000等〔以上、商品名〕)、BYKChemie社製のディスパービックシリーズ(商品名)、楠本化成社製のディスパロンシリーズ(商品名)が挙げられる。
[4. (Dispersant)
When the ink of this embodiment includes a pigment, a dispersant may be included in order to improve pigment dispersibility. Although it does not specifically limit as a dispersing agent, For example, the dispersing agent currently used for preparing pigment dispersion liquids, such as a polymer dispersing agent, is mentioned. Specific examples include polyoxyalkylene polyalkylene polyamines, vinyl polymers and copolymers, acrylic polymers and copolymers, polyesters, polyamides, polyimides, polyurethanes, amino polymers, silicon-containing polymers, sulfur-containing polymers, fluorine-containing polymers, and epoxies. The thing which has 1 or more types of resin as a main component is mentioned. Commercially available polymer dispersants include Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. Ajisper series (trade name), Solsperse series available from Avecia Co. (Solsperse 32000, 36000, etc. [above, trade name]) , BYK Chemie's Disperbic series (trade name) and Enomoto Kasei's Disparon series (trade name).
分散剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、分散剤の含有量は特に制限されず適宜好ましい量を添加すればよい。 A dispersing agent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The content of the dispersant is not particularly limited, and a preferable amount may be added as appropriate.
〔5.重合禁止剤〕
本実施形態のインクは、重合禁止剤を含んでもよい。インクが重合禁止剤を含有することにより、硬化前における上記重合性化合物の重合反応を防止できる。
[5. (Polymerization inhibitor)
The ink of this embodiment may contain a polymerization inhibitor. When the ink contains a polymerization inhibitor, the polymerization reaction of the polymerizable compound before curing can be prevented.
重合禁止剤としては、特に制限されないが、例えばフェノール系重合禁止剤が挙げられる。当該フェノール系重合禁止剤として、以下に限定されないが、例えば、p−メトキシフェノール、クレゾール、t−ブチルカテコール、ジ−t−ブチルパラクレゾール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス(4−エチル−6−ブチルフェノール)、及び4,4’−チオ−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)が挙げられる。 Although it does not restrict | limit especially as a polymerization inhibitor, For example, a phenol type polymerization inhibitor is mentioned. Examples of the phenol-based polymerization inhibitor include, but are not limited to, for example, p-methoxyphenol, cresol, t-butylcatechol, di-t-butylparacresol, hydroquinone monomethyl ether, α-naphthol, 3,5-di- t-butyl-4-hydroxytoluene, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylene -Bis (4-ethyl-6-butylphenol) and 4,4'-thio-bis (3-methyl-6-tert-butylphenol).
フェノール系重合禁止剤の市販品としては、例えば、p−メトキシフェノール(東京化成工業社(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)製商品名、p−メトキシフェノール)、ノンフレックスMBP(精工化学社(Seiko Chemical Co.,Ltd.)製商品名、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール))、BHTスワノックス(精工化学社製商品名、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)が挙げられる。 Examples of commercially available phenolic polymerization inhibitors include p-methoxyphenol (trade name, p-methoxyphenol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), non-flex MBP (Seiko Chemical Co., Ltd. ( Seiko Chemical Co., Ltd., trade name, 2,2′-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol)), BHT Swanox (trade name, 2,6-di-t, manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.) -Butyl-4-methylphenol).
重合禁止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、重合禁止剤の含有量は特に制限されず適宜好ましい量を添加すればよい。 A polymerization inhibitor may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The content of the polymerization inhibitor is not particularly limited, and a preferable amount may be added as appropriate.
〔6.界面活性剤〕
本実施形態のインクは、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤として、ポリエステル変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーンを用いることができ、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン又はポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを用いることが特に好ましい。スリップ剤の市販品としては、BYK−347、BYK−348、BYK−UV3500、3510、3530、3570(以上、BYK社製)を挙げることができる。
[6. Surfactant]
The ink of this embodiment may contain a surfactant. The surfactant is not particularly limited. For example, polyester-modified silicone or polyether-modified silicone can be used as the silicone-based surfactant, and polyether-modified polydimethylsiloxane or polyester-modified polydimethylsiloxane can be used. Particularly preferred. Examples of commercially available slip agents include BYK-347, BYK-348, BYK-UV3500, 3510, 3530, and 3570 (manufactured by BYK).
界面活性剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、界面活性剤の含有量は特に制限されず適宜好ましい量を添加すればよい。 Surfactant may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. The content of the surfactant is not particularly limited, and a preferable amount may be added as appropriate.
〔7.その他の添加剤〕
本実施形態のインクは、上記に挙げた添加剤以外の添加剤(成分)を含んでもよい。このような成分としては、特に制限されないが、例えば従来公知の、蛍光増白剤、重合促進剤、浸透促進剤、及び湿潤剤(保湿剤)、並びにその他の添加剤があり得る。上記のその他の添加剤として、例えば従来公知の、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、pH調整剤、及び増粘剤が挙げられる。
[7. Other additives]
The ink of this embodiment may contain additives (components) other than the additives listed above. Such components are not particularly limited, and may include, for example, conventionally known fluorescent whitening agents, polymerization accelerators, penetration accelerators, wetting agents (humectants), and other additives. Examples of the other additives include conventionally known fixing agents, antifungal agents, preservatives, antioxidants, ultraviolet absorbers, chelating agents, pH adjusting agents, and thickeners.
このように、本実施形態によれば、ヘッドの耐久性、及び紫外線硬化型インクの吐出安定性に優れ、さらに硬化シワ抑制にも優れた、インクジェット記録装置に用いられる、硬化性及び光重合開始剤の溶解性に優れた紫外線硬化型インクを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, the durability and durability of the head and the discharge stability of the ultraviolet curable ink are excellent, and the curability and the photopolymerization start used in the ink jet recording apparatus are also excellent in suppressing curing wrinkles. An ultraviolet curable ink excellent in the solubility of the agent can be provided.
以下、本実施形態を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[使用材料]
実施例及び比較例において使用した材料は、下記に示すとおりである。
〔重合性化合物〕
・2−MTA(2−メトキシエチルアクリレート、大阪有機化学工業社(OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.)製商品名、単官能(メタ)アクリレート)
・4−HBA(4−ヒドロキシブチルアクリレート、大阪有機化学工業社製商品名、単官能(メタ)アクリレート)
・VEEA(アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、日本触媒社(Nippon Shokubai Co., Ltd.)製商品名、単官能(メタ)アクリレート、以下「VEEA」と記載した。)
・ニューフロンティアPHE(フェノキシエチルアクリレート、第一工業製薬社(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)製商品名、単官能(メタ)アクリレート、以下「PEA」と記載した。)
・V#160(ベンジルアクリレート、大阪有機化学工業社製商品名、単官能(メタ)アクリレート、以下「BZA」と記載した。)
・IBXA(イソボルニルアクリレート、大阪有機化学工業社製商品名、以下「IBX」と記載した。)
・A−DPH(トリプロピレングリコールジアクリレート、2官能(メタ)アクリレート、新中村化学社(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.、LTD.)製商品名、以下「TPGDA」と記載した。)
・SR295(ペンタエリスリトールテトラアクリレート、4官能(メタ)アクリレート、サートマー社(Sartomer Company Inc.)製商品名)
〔光重合開始剤〕
・Lucirin TPO(BASF社製商品名、以下「TPO」と記載した。)
・Speedcure DETX(Lambson社製商品名、以下「DETX」と記載した。)
・Quantacure ITX(ビドル・ソイヤー社(Biddle Sawyer Corporation)製商品名、以下「ITX」と記載した。)
・IRGACURE 369(BASF社製商品名、以下「369」と記載した。)
〔重合禁止剤〕
・p−メトキシフェノール(東京化成工業社(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)製商品名、p−メトキシフェノール、以下「MEHQ」と記載した。)
〔界面活性剤〕
・BYK−UV3500(ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、BYK社製、以下「BYK3500」と記載した。)
〔色材〕
・Cyanine Blue KRO(C.I.ピグメントブルー15:3(フタロシアニン顔料)、山陽色素社(SANYO COLOR WORKS, Ltd.)製商品名、顔料粒径80nm、以下「ブルー15:3」と記載した。)
〔分散剤〕
・Solsperse 32000(アビシア(Avecia)社製商品名、以下「SOL32000」と記載した。)
[Materials used]
The materials used in the examples and comparative examples are as shown below.
(Polymerizable compound)
・ 2-MTA (2-methoxyethyl acrylate, trade name, OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD., Monofunctional (meth) acrylate)
・ 4-HBA (4-hydroxybutyl acrylate, trade name, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., monofunctional (meth) acrylate)
VEEA (2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate, trade name of Nippon Shokubai Co., Ltd., monofunctional (meth) acrylate, hereinafter referred to as “VEEA”)
New Frontier PHE (phenoxyethyl acrylate, trade name, monofunctional (meth) acrylate, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., hereinafter referred to as “PEA”)
V # 160 (benzyl acrylate, trade name of Osaka Organic Chemical Industry, monofunctional (meth) acrylate, hereinafter referred to as “BZA”)
IBXA (Isobornyl acrylate, trade name of Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter referred to as “IBX”)
A-DPH (tripropylene glycol diacrylate, bifunctional (meth) acrylate, trade name of SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO., LTD., Hereinafter referred to as “TPGDA”)
SR295 (pentaerythritol tetraacrylate, tetrafunctional (meth) acrylate, trade name of Sartomer Company Inc.)
(Photopolymerization initiator)
・ Lucirin TPO (trade name, manufactured by BASF, hereinafter referred to as “TPO”)
Speedcure DETX (trade name, manufactured by Lambson, hereinafter referred to as “DETX”)
Quantacure ITX (trade name manufactured by Biddle Sawyer Corporation, hereinafter referred to as “ITX”)
IRGACURE 369 (trade name manufactured by BASF, hereinafter referred to as “369”)
(Polymerization inhibitor)
P-methoxyphenol (trade name, p-methoxyphenol manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter referred to as “MEHQ”)
[Surfactant]
BYK-UV3500 (polyether-modified polydimethylsiloxane, manufactured by BYK, hereinafter referred to as “BYK3500”)
[Color material]
Cyanine Blue KRO (CI Pigment Blue 15: 3 (phthalocyanine pigment), SANYO COLOR WORKS, Ltd. trade name, pigment particle size of 80 nm, hereinafter referred to as “Blue 15: 3”. )
[Dispersant]
Solsperse 32000 (trade name, manufactured by Avecia, hereinafter referred to as “SOL32000”)
[紫外線硬化型インクA〜Oの調製]
下記表1に記載の各材料を、表1に記載の含有量(単位:質量%)となるように添加し、これを高速水冷式撹拌機で撹拌することにより、紫外線硬化型インクA〜Oを得た。
[Preparation of UV curable inks A to O]
Each material shown in the following Table 1 was added so as to have the content (unit: mass%) shown in Table 1, and this was stirred with a high-speed water-cooled stirrer, whereby ultraviolet curable inks A to O were obtained. Got.
[測定・評価項目]
〔1.28℃でのインクの粘度ランク〕
DVM−E型回転粘度計(東京計器社製)を用いて、上記で調製した各インクの、28℃での粘度を測定した。
ローターは、コーン角度1°34’、コーン半径2.4cmのDVM−E型用コーンを使用した。回転速度は10rpmとした。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記表1に示す。
A:8mPa・s未満であった。
B:8mPa・s以上10mPa・s以下であった。
C:10mPa・sを超えて12mPa・s以下であった。
D:12mPa・sを超えて15mPa・s以下であった。
E:15mPa・sを上回った。
[Measurement / Evaluation Items]
[Ink viscosity rank at 1.28 ° C.]
Using a DVM-E rotational viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.), the viscosity at 28 ° C. of each ink prepared above was measured.
As the rotor, a DVM-E type cone having a cone angle of 1 ° 34 ′ and a cone radius of 2.4 cm was used. The rotation speed was 10 rpm.
The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below.
A: It was less than 8 mPa · s.
B: 8 mPa · s or more and 10 mPa · s or less.
C: It was 12 mPa * s or less exceeding 10 mPa * s.
D: It was 15 mPa * s or less exceeding 12 mPa * s.
E: It exceeded 15 mPa * s.
〔2.光重合開始剤の溶解性評価〕
上記で調製した各インクを室温で30分間撹拌した。撹拌後、光重合開始剤の溶け残りの有無を目視で観察した。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記表1に示す。なお、表1において本評価欄を「開始剤溶解性」と略記した。
A:光重合開始剤の溶け残りが見られなかった。
B:光重合開始剤の溶け残りが見られた。
[2. Evaluation of solubility of photopolymerization initiator)
Each ink prepared above was stirred at room temperature for 30 minutes. After stirring, the presence or absence of undissolved photopolymerization initiator was visually observed.
The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below. In Table 1, this evaluation column is abbreviated as “initiator solubility”.
A: The undissolved residue of the photoinitiator was not seen.
B: The undissolved residue of the photoinitiator was seen.
〔3.インクの硬化性評価〕
ルミラー#125−E20(東レ社製商品名、PETフィルム)に、テスター産業社(TESTER SANGYO CO., LTD.)製のバーコーターで、上記の各インクを塗布した。塗布した膜厚は硬化後で10μmであった。次に、波長395nmにピークを有するLED(Firefly〔商品名〕、Phoseon社製)から、照射ピーク強度1,000mW/cm2の紫外線を、塗布したインクに所定の時間、照射し、硬化したインク塗膜を得た。照射後、荷重100gの条件下で上記インク塗膜の表面をジョンソン&ジョンソン製の綿棒で20往復擦り、上記所定の時間を変えて、擦過痕がつかなくなるまでに要した照射エネルギーを測定した。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記表1に示す。
A:300mJ/cm2以下であった。
B:300mJ/cm2を超えて400mJ/cm2以下であった。
C:400mJ/cm2を上回った。
[3. (Evaluation of ink curability)
Each of the above inks was applied to Lumirror # 125-E20 (trade name, PET film, manufactured by Toray Industries, Inc.) using a bar coater manufactured by TESTER SANGYO CO., LTD. The applied film thickness was 10 μm after curing. Next, from a LED having a peak at a wavelength of 395 nm (Firefly [trade name], manufactured by Phoseon), ultraviolet light having an irradiation peak intensity of 1,000 mW / cm 2 was irradiated to the applied ink for a predetermined time, and cured ink. A coating film was obtained. After the irradiation, the surface of the ink coating film was rubbed 20 times with a Johnson & Johnson cotton swab under a load of 100 g, and the irradiation energy required until no scratch marks were observed was measured while changing the predetermined time.
The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below.
A: 300 mJ / cm 2 or less.
B: It was 400 mJ / cm 2 or less exceeding 300 mJ / cm 2 .
C: It exceeded 400 mJ / cm < 2 >.
〔4.硬化シワ評価〕
図2のヘッド及び各仮硬化用光源42a〜42dは使用せず、本硬化用光源に395nmにピーク波長を有する照射ピーク強度1,000mW/cm2のLEDを配置して、上記「インクの硬化性評価」と同様にフィルムにインクをバーコーターで塗布し、フィルムを本硬化用光源に搬送してインクに向けて照射を行った。照射時間を調整して、硬化性試験と同じ試験方法で硬化するまで照射するような照射エネルギーとした。ただし、インクの硬化後の膜厚は12μmとした。
そして、目視で硬化膜の表面を観察した。評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表1に示す。
A:シワが全く発生していなかった。
B:シワが硬化膜の一部の領域で発生していた。
C:シワが硬化膜の表面の全体に発生していた。
[4. (Hardening wrinkle evaluation)
The head shown in FIG. 2 and each of the temporary
And the surface of the cured film was observed visually. The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below.
A: Wrinkles were not generated at all.
B: Wrinkles were generated in some areas of the cured film.
C: Wrinkles were generated on the entire surface of the cured film.
なお、紫外線硬化型インクA,B,C,D,E,F,G,K,L,M,N,及びOは実施例として使用できるインクに相当し、低粘度の紫外線硬化型インクH,I,及びJは比較例に用いられるインクに相当する。
以下、各実施例及び各比較例における記録方法について説明する。
The ultraviolet curable inks A, B, C, D, E, F, G, K, L, M, N, and O correspond to inks that can be used as examples, and the low viscosity ultraviolet curable inks H, I and J correspond to the inks used in the comparative examples.
Hereinafter, a recording method in each example and each comparative example will be described.
[実施例1〜18,比較例2,5,6,10,13,14]
図3のインク供給装置を備え、図2に示す、被記録媒体の画像が記録されるべき幅(被記録幅)にほぼ相当する長さを有し4個のヘッド60を幅方向に並べて構成されるラインヘッドを備えるラインプリンターを使用した。ヘッドのノズル密度は600dpiとした。また、インクカートリッジのインクの溶存酸素量は20ppmとした。当該溶存酸素量の測定は、後述する方法により行った。
[Examples 1 to 18, Comparative Examples 2, 5, 6, 10, 13, 14]
The ink supply device shown in FIG. 3 is provided, and four
インク循環装置に備えたヒーターは、ヘッドのノズルプレートに設けた熱電対にてノズルプレートの温度を測定して、吐出されるインクの温度(吐出温度)が下記の表2及び表3に記載した温度になるよう、実施例及び比較例ごとにヒーターの加熱温度を調整し、ヘッドから連続吐出60分中の5分ごとに温度測定して平均温度が当該実施例及び比較例の各温度になっていることを確認し、当該平均温度をインクの吐出温度とした。 The heater provided in the ink circulation device measures the temperature of the nozzle plate with a thermocouple provided on the nozzle plate of the head, and the temperature (discharge temperature) of the discharged ink is shown in Tables 2 and 3 below. The heating temperature of the heater is adjusted for each of the examples and comparative examples so that the temperature becomes the same, and the temperature is measured every 5 minutes during 60 minutes of continuous discharge from the head, and the average temperature becomes each temperature of the examples and comparative examples. The average temperature was determined as the ink discharge temperature.
インク供給装置は、サブタンクへインクを供給するインク供給管の直径、並びにサブタンク及びヘッドを結ぶインク循環路のインク管の直径を、共に6mmとし、インク循環路を全長1mとし、サブタンクの容量を100mLとした。ヘッド1個当たりの最大インク吐出量Dは10mL/分であり、かつ、ヘッドを4個備えるため、インク供給装置の最大インク吐出量Bは40mL/分であった。インク流入量Aを80mL/分に設定し当該インク流入量でインクを循環させた。4個のヘッドから最大インク吐出量でインクを60分間、吐出させた。インク流出量Cは40mL/分であった。 The ink supply device has a diameter of an ink supply pipe for supplying ink to a sub tank and a diameter of an ink pipe of an ink circulation path connecting the sub tank and the head, both 6 mm, the total length of the ink circulation path is 1 m, and the capacity of the sub tank is 100 mL. It was. The maximum ink discharge amount D per head was 10 mL / min, and since four heads were provided, the maximum ink discharge amount B of the ink supply device was 40 mL / min. The ink inflow amount A was set to 80 mL / min, and the ink was circulated with the ink inflow amount. Ink was ejected from the four heads at the maximum ink ejection amount for 60 minutes. The ink outflow amount C was 40 mL / min.
図2に示す記録装置のヘッドYに各インクを充填した。なお、図2に示すその他のヘッドは使用しなかった。 Each ink was filled in the head Y of the recording apparatus shown in FIG. The other heads shown in FIG. 2 were not used.
[実施例19〜21,比較例17]
インク流入量Aを変更し、「インク流入量A/最大インク吐出量B」を下記表2及び表3に記載した数値とした点以外は、上記実施例1等と同様にして記録を行った。
[Examples 19 to 21, Comparative Example 17]
Recording was performed in the same manner as in Example 1 except that the ink inflow amount A was changed and “ink inflow amount A / maximum ink discharge amount B” was changed to the values described in Tables 2 and 3 below. .
[実施例22]
図3中、加温機構90及び脱気機構100の位置を互いに入れ替えた(加温機構90を脱気機構100の下流にした)点以外は、上記実施例1等と同様にして記録を行った。
[Example 22]
In FIG. 3, recording is performed in the same manner as in the first embodiment, except that the positions of the
[実施例23〜25]
硬化シワ評価における照射ピーク強度を1,000mW/cm2から500mW/cm2に変更した点以外は、上記実施例1等と同様にして記録を行った。
[Examples 23 to 25]
Recording was performed in the same manner as in Example 1 except that the irradiation peak intensity in the evaluation of curing wrinkles was changed from 1,000 mW / cm 2 to 500 mW / cm 2 .
[比較例1,4,7〜9,11,12]
ヒーターをオフにして温度調整をしなかった点以外は、上記実施例1等と同様にして記録を行った。このとき、ノズル温度(下記表2及び表3中の「吐出温度」)は25℃であった。
[Comparative Examples 1, 4, 7-9, 11, 12]
Recording was performed in the same manner as in Example 1 except that the heater was turned off and the temperature was not adjusted. At this time, the nozzle temperature (“discharge temperature” in Tables 2 and 3 below) was 25 ° C.
[比較例3]
脱気機構100のポンプを停止して脱気を行わなかった点以外は実施例2と同様にして評価を行った。
[比較例15,16]
インク流入量Aを変更し、「インク流入量A/最大インク吐出量B」を下記表2及び表3に記載した数値とした点、並びにヒーターをオフにして温度調整をしなかった点以外は、上記実施例1等と同様にして記録を行った。このとき、ノズル温度(下記表2及び表3中の「吐出温度」)は25℃であった。
[Comparative Example 3]
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that the pump of the
[Comparative Examples 15 and 16]
Except that the ink inflow amount A was changed and “ink inflow amount A / maximum ink discharge amount B” was set to the values described in Tables 2 and 3 below, and the temperature was not adjusted by turning off the heater. Recording was performed in the same manner as in Example 1 above. At this time, the nozzle temperature (“discharge temperature” in Tables 2 and 3 below) was 25 ° C.
[比較例18]
ヒーターをオフにして温度調整をしなかった点、及び図3中の加温機構90及び脱気機構100の位置を互いに入れ替えた(加温機構90を脱気機構100の下流にした)点以外は、上記実施例1等と同様にして記録を行った。このとき、ノズル温度(下記表2及び表3中の「吐出温度」)は25℃であった。
[Comparative Example 18]
Other than the point where the heater was not turned off and the temperature was not adjusted, and the positions of the
[測定・評価項目]
〔1.吐出時のインクの粘度ランク〕
測定温度を表2及び表3の吐出温度とした点以外は、前述の28℃でのインクの粘度ランクと同様にして、各インクの吐出時における粘度を測定した。
評価基準は前述の28℃でのインクの粘度ランクと同様である。評価結果を下記の表2及び表3に示す。
[Measurement / Evaluation Items]
[1. (Ink viscosity rank during ejection)
Except that the measurement temperature was set to the ejection temperature in Tables 2 and 3, the viscosity at the time of ejection of each ink was measured in the same manner as the ink viscosity rank at 28 ° C. described above.
The evaluation criteria are the same as the ink viscosity rank at 28 ° C. described above. The evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.
〔2.溶存酸素量の測定〕
ラインプリンターのうちヘッド内から、上記で調製した各インクを採取した。そして、ガスクロマトグラフィー Agilent 6890(アジレント・テクノロジー社製)を用いて、当該各インクの溶存酸素量を測定した。キャリアガスとしてはヘリウム(He)ガスを使用した。なお、溶存酸素量を測定することにより、脱気度を測定したことになる。測定結果を下記の表2及び表3に示す。
[2. Measurement of dissolved oxygen amount)
Each ink prepared above was collected from the head of the line printer. And the dissolved oxygen amount of each said ink was measured using gas chromatography Agilent 6890 (made by Agilent Technologies). Helium (He) gas was used as the carrier gas. In addition, the deaeration degree was measured by measuring the amount of dissolved oxygen. The measurement results are shown in Tables 2 and 3 below.
〔3.吐出安定性評価〕
1つのヘッドの全ノズルを5分間吐出させた場合の、不吐出ノズルの本数で評価を行った。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表2及び表3に示す。
A:不吐出ノズルが2個以下であった。
B:不吐出ノズルが3〜5個であった。
C:不吐出ノズルが6〜8個であった。
×:不吐出ノズルが9個以上であった。
[3. (Discharge stability evaluation)
Evaluation was performed by the number of non-ejection nozzles when all nozzles of one head were ejected for 5 minutes.
The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.
A: The number of non-ejection nozzles was 2 or less.
B: There were 3 to 5 non-ejection nozzles.
C: There were 6 to 8 non-ejection nozzles.
X: There were 9 or more non-ejection nozzles.
〔4.ヘッドの耐久性評価〕
ヘッドの耐久性は、接着剤の膨潤率を測定・算出することにより評価した。
エポキシ樹脂の接着剤(シェル(shell)社製のエポキシ樹脂であるEPIKOTE 828及びコグニス(COGNIS)社製の硬化剤であるVERSAMID 125を等量混合したもの)を約0.2g硬化させ接着剤片を作成し重量を測定した。その後、スクリュー管に入れた各インク中に、上記接着剤片を浸漬して蓋をし、6か月間放置した。放置中の温度は、下記の表2及び表3に記載した、各インクの吐出温度とした。放置後、接着剤片を取り出しインクをよく洗い流した後、重量を測定した。そして、膨潤率は下記の数式より算出した。
[4. Head durability evaluation)
The durability of the head was evaluated by measuring and calculating the swelling rate of the adhesive.
About 0.2 g of an epoxy resin adhesive (a mixture of EPIKOTE 828 which is an epoxy resin manufactured by shell and VERSAMID 125 which is a curing agent manufactured by COGNIS) is cured to about 0.2 g. The weight was measured. Thereafter, the adhesive piece was dipped in each ink placed in a screw tube, capped, and left for 6 months. The temperature during standing was the discharge temperature of each ink described in Table 2 and Table 3 below. After leaving, the adhesive piece was taken out and the ink was washed thoroughly, and the weight was measured. And the swelling rate was computed from the following numerical formula.
重量変化率(%)={(投入後重量−投入前重量)/投入前重量}×100
評価基準は下記のとおりである。評価結果を下記の表2及び表3に示す。
A:50%未満であった。
B:50%以上であった。
Weight change rate (%) = {(weight after charging−weight before charging) / weight before charging} × 100
The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.
A: It was less than 50%.
B: It was 50% or more.
〔5.硬化シワ評価〕
図2のヘッド及び各仮硬化用光源42a〜42dは使用せず、本硬化用光源に395nmにピーク波長を有する照射ピーク強度1000mW/cm2のLEDを配置して、前述のインクの硬化性評価と同様にフィルムにインクをバーコーターで塗布し、フィルムを本硬化用光源に搬送してインクに向けて照射を行った。照射時間を調整して、硬化性試験と同じ試験方法で硬化するまで照射するような照射エネルギーとした。ただし、インクの硬化後の膜厚は12μmとした。
そして、目視で硬化膜の表面を観察した。評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表2及び表3に示す。
A:シワが全く発生していなかった。
B:シワが硬化膜の一部の領域で発生していた。
C:シワが硬化膜の表面の全体に発生していた。
[5. (Hardening wrinkle evaluation)
The head of FIG. 2 and each of the temporary
And the surface of the cured film was observed visually. The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.
A: Wrinkles were not generated at all.
B: Wrinkles were generated in some areas of the cured film.
C: Wrinkles were generated on the entire surface of the cured film.
以上の結果より、紫外線硬化型インクを被記録媒体に向けて吐出し付着させるヘッドと、当該インクをヘッドに供給するインク経路と、28℃における粘度が8mPa・s以上である当該インクを加温して、吐出される当該インクの温度を28〜40℃とし、かつ、当該温度における当該インクの粘度を15mPa・s以下とする加温機構と、当該インクを脱気し、脱気したインクをヘッドに供給する脱気機構と、被記録媒体に付着したインクに紫外線を照射して、当該インクを硬化させる光源と、を備えるインクジェット記録装置(各実施例)は、そうでない記録装置(各比較例)に比して、吐出安定性及びヘッドの耐久性に優れ、さらにインクに含まれる光重合開始剤の溶解性、インクの硬化性、及び硬化シワ抑制にも優れることが分かった。ここで、硬化性及び硬化シワは、加温温度による差が無かった。以下、上記の結果に基づき考察を行うが、当該考察の内容は本発明の範囲を何ら限定するものではない。 Based on the above results, a head for discharging and adhering ultraviolet curable ink toward the recording medium, an ink path for supplying the ink to the head, and heating the ink having a viscosity at 28 ° C. of 8 mPa · s or more. Then, the temperature of the ejected ink is set to 28 to 40 ° C. and the viscosity of the ink at the temperature is set to 15 mPa · s or less, and the ink is degassed and degassed. An ink jet recording apparatus (each embodiment) that includes a deaeration mechanism that supplies to the head and a light source that cures the ink by irradiating the ink attached to the recording medium with ultraviolet rays is a recording apparatus that does not (each comparison) Compared to Example), it is excellent in ejection stability and head durability, and also in the solubility of the photopolymerization initiator contained in the ink, the curability of the ink, and the suppression of curing wrinkles. It was. Here, there was no difference in curability and curing wrinkles due to the heating temperature. Hereinafter, although consideration will be made based on the above results, the content of the consideration does not limit the scope of the present invention.
まず、吐出時のインクの粘度が8〜12mPa・sである場合、即ち当該粘度の評価結果が「B」又は「C」である場合、当該インクを搭載した記録装置による記録は、吐出安定性が一層優れたものになった。なお、当該粘度が15mPa・sを上回る場合、即ち当該粘度の評価結果が「E」である場合、高粘度のために吐出安定性が悪化したものと推測される。また、インクの吐出温度が40℃を上回るか、又は吐出時のインク粘度が8mPa・s未満である場合に、ヘッド耐久性に劣る傾向が見られたのは、高温状態や低粘度状態のインクはヘッドを浸食しやすいためであると推測される。 First, when the viscosity of the ink at the time of ejection is 8 to 12 mPa · s, that is, when the evaluation result of the viscosity is “B” or “C”, the recording by the recording apparatus equipped with the ink is ejection stability. Became even better. In addition, when the said viscosity exceeds 15 mPa * s, ie, when the evaluation result of the said viscosity is "E", it is estimated that discharge stability deteriorated because of high viscosity. In addition, when the ink discharge temperature is higher than 40 ° C. or the ink viscosity at the time of discharge is less than 8 mPa · s, the tendency to be inferior in the head durability is observed in the ink in a high temperature state or a low viscosity state. This is presumably because the head tends to erode.
続いて、実施例及び比較例ごとに考察する。各実施例と比較例7〜10との対比から、28℃で粘度が8mPa・s以上の場合、ヘッドの耐久性及び硬化シワ抑制に優れていた。具体的に言えば、実施例9は28℃で粘度8mPa・sの例であり、ヘッド耐久性に優れていた。一方、28℃におけるインク粘度ランクがAであるインクH、I、又はJの何れかを用いた比較例7〜10は、硬化シワ評価が劣っていた。 Subsequently, each example and comparative example will be considered. From the comparison between each Example and Comparative Examples 7 to 10, when the viscosity was 8 mPa · s or more at 28 ° C., the durability of the head and the suppression of curing wrinkles were excellent. Specifically, Example 9 was an example having a viscosity of 8 mPa · s at 28 ° C., and was excellent in head durability. On the other hand, Comparative Examples 7 to 10 using any one of the inks H, I, and J having an ink viscosity rank of A at 28 ° C. were inferior in curing wrinkle evaluation.
また、実施例1及び2と比較例1との対比、並びに実施例9及び10と比較例4との対比から、吐出温度が28℃以上であると、インクの吐出安定性に優れていた。また、実施例3及び4と比較例2との対比、実施例11と比較例6との対比、並びに実施例17と比較例14との対比から、吐出温度が40℃以下であると、ヘッドの耐久性に優れていた。また、比較例3は、脱気機構を用いて減圧しなかったためインクが脱気しなかった例であり、実施例2と比較例3との対比から、(好ましくは溶存酸素量20ppm以下まで)脱気したインクは吐出安定性に優れていた。また、実施例11と比較例5との対比、実施例13及び14と比較例11との対比、実施例15及び16と比較例12との対比、並びに実施例17と比較例13との対比から、吐出温度28〜40℃におけるインク粘度が15mPa・s以下であると、インクの吐出安定性に優れていた。また、実施例1と比較例1との比較、実施例13と比較例11との比較、実施例15と比較例12との比較、及び、実施例17と比較例13との比較から、チオキサントン系光重合開始剤を含むインクの方が、これを含まないインクよりも、硬化性に優れる反面、インクの溶存酸素量が高い場合の吐出安定性が顕著に悪化する傾向が見られた。 Further, from the comparison between Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 and the comparison between Examples 9 and 10 and Comparative Example 4, when the discharge temperature was 28 ° C. or higher, the ink discharge stability was excellent. Further, from the comparison between Examples 3 and 4 and Comparative Example 2, the comparison between Example 11 and Comparative Example 6, and the comparison between Example 17 and Comparative Example 14, when the discharge temperature is 40 ° C. or less, the head The durability was excellent. Comparative Example 3 is an example in which the ink was not degassed because the pressure was not reduced using the degassing mechanism. From the comparison between Example 2 and Comparative Example 3, (preferably up to 20 ppm or less of dissolved oxygen). The degassed ink was excellent in ejection stability. Also, the comparison between Example 11 and Comparative Example 5, the comparison between Examples 13 and 14 and Comparative Example 11, the comparison between Examples 15 and 16 and Comparative Example 12, and the comparison between Example 17 and Comparative Example 13 Accordingly, when the ink viscosity at a discharge temperature of 28 to 40 ° C. is 15 mPa · s or less, the ink discharge stability was excellent. Further, from the comparison between Example 1 and Comparative Example 1, the comparison between Example 13 and Comparative Example 11, the comparison between Example 15 and Comparative Example 12, and the comparison between Example 17 and Comparative Example 13, thioxanthone The ink containing the photopolymerization initiator was superior in curability than the ink containing no photopolymerization initiator, but the ejection stability when the dissolved oxygen content of the ink was high was noticeably deteriorated.
また、実施例2及び19、実施例8及び20、並びに実施例11及び21の間の各比較より、「インク流入量/最大インク吐出量」、即ち循環速度が大きい(循環量が多い)ほど、脱気度が上昇し(溶存酸素量が低下し)、インクの吐出安定性に優れていた。また、比較例4、15、及び16の間での対比から、インク吐出温度が低い場合は、「インク流入量/最大インク吐出量」を変えても吐出安定性は変わらなかった。 Further, from each comparison between Examples 2 and 19, Examples 8 and 20, and Examples 11 and 21, “ink inflow amount / maximum ink discharge amount”, that is, the greater the circulation speed (the greater the circulation amount). The degree of deaeration increased (the amount of dissolved oxygen decreased), and the ink ejection stability was excellent. Further, from the comparison between Comparative Examples 4, 15, and 16, when the ink discharge temperature was low, the discharge stability did not change even when “ink inflow amount / maximum ink discharge amount” was changed.
また、比較例18より、脱気機構の下流に加温機構を配置しても、吐出温度が低いと吐出安定性に劣っていた。また、実施例22より、脱気機構の下流に加温機構を配置すると溶存酸素量がやや高くなった(吐出安定性にやや劣る傾向であった。)。 Moreover, even if it arrange | positioned the heating mechanism downstream from the deaeration mechanism from the comparative example 18, when discharge temperature was low, it was inferior to discharge stability. Further, from Example 22, when the heating mechanism was disposed downstream of the deaeration mechanism, the amount of dissolved oxygen was slightly increased (the discharge stability tended to be slightly inferior).
また、実施例23〜25から、光源の観点より考察すると、照射ピーク強度を1,000mW/cm2から500mW/cm2に変更したLEDを用いたところ、硬化シワ評価が劣るものがあった。具体的に言えば、実施例2及び実施例23は、照射ピーク強度が異なる点においてそれぞれ互いに異なるものであるが、照射ピーク強度が大きいほど硬化シワの発生を効果的に防止できることが推測される。さらに、実施例11及び実施例24も、照射ピーク強度が異なる点において互いに異なるものであるが、上記の実施例2及び実施例23の場合よりも高粘度のインクを用いているため、照射ピーク強度の大小に拘わらず、硬化シワの発生を防止できるものと推測される。さらに、実施例7及び実施例25も、照射ピーク強度が異なる点において互いに異なるものであるが、一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類を含むインクは照射ピーク強度が大きい場合には硬化シワの発生を防止できるものと推測される。 Further, considering Examples 23 to 25 from the viewpoint of the light source, when an LED whose irradiation peak intensity was changed from 1,000 mW / cm 2 to 500 mW / cm 2 was used, there was an inferior curing wrinkle evaluation. Specifically, Example 2 and Example 23 are different from each other in that the irradiation peak intensity is different, but it is estimated that the generation of curing wrinkles can be effectively prevented as the irradiation peak intensity increases. . Further, Example 11 and Example 24 are also different from each other in that the irradiation peak intensity is different. However, since the ink having higher viscosity than those in Examples 2 and 23 is used, the irradiation peak is different. Regardless of the strength, it is presumed that generation of hardening wrinkles can be prevented. Further, Example 7 and Example 25 are also different from each other in that the irradiation peak intensity is different, but the ink containing the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid ester represented by the general formula (I) has an irradiation peak. When the strength is large, it is presumed that generation of hardening wrinkles can be prevented.
なお、実施例として示していないが、光源としてLEDに替えて照射ピーク強度1,000mW/cm2のメタルハライドランプを用いて硬化を行った。その結果、実施例及び比較例のうち、硬化シワの評価結果がB又はCであった例において、硬化シワ評価が1ランク優れたものに向上し、硬化性の結果も一層良好となることが分かった。だが、メタルハライドランプの発熱によりフィルムに変形が見られたり、LEDと比べて大型の光源であるため設置スペースが必要となったりした。つまり、LEDを用いることは、低発熱、省スペース、及び低コストの記録装置とできる点で好ましく、LEDの照射ピーク強度を高くすることが硬化シワの点でより好ましいことが分かった。 Although not shown as an example, curing was performed using a metal halide lamp having an irradiation peak intensity of 1,000 mW / cm 2 instead of the LED as the light source. As a result, among the examples and comparative examples, in the case where the evaluation result of cured wrinkles was B or C, the cured wrinkle evaluation was improved to one rank superior, and the curability result was further improved. I understood. However, the film was deformed by the heat generated by the metal halide lamp, and the installation space was required because it was a larger light source than the LED. In other words, it has been found that the use of LEDs is preferable in terms of low heat generation, space saving, and a low-cost recording apparatus, and it is more preferable in terms of curing wrinkles to increase the irradiation peak intensity of the LEDs.
さらに、実施例として示していないが、ラインプリンターに替えて、光源としてピーク強度500mW/cm2のLEDをキャリッジの横に搭載したシリアルプリンターを用いた点以外は、実施例1と同様にして記録を行った。用いたシリアルプリンターは、特開2010−167677号の図2に記載のインクジェットプリンターである。ヘッドのノズル密度は300dpiとし、記録解像度を600dpi×600dpiとし、ただし1パス当たりの記録解像度は300dpi×300dpiとして、被記録媒体の同一被記録領域へのドットの形成を4パス(主走査方向2パス×副走査方向2パス)行った。その結果、硬化シワ評価結果はAであったが、シリアルプリンターであるため、記録速度が小さいものであることが分かった。つまり、本発明の記録装置によれば、ラインプリンターにより高速印刷を行う場合であっても、LEDを用い、かつ、その照射ピーク強度を高くすることにより、硬化シワの発生を効果的に防止可能な記録を行うことができることが分かった。 Further, although not shown as an example, recording was performed in the same manner as in Example 1 except that instead of a line printer, a serial printer having an LED with a peak intensity of 500 mW / cm 2 mounted on the side of the carriage was used as a light source. Went. The serial printer used is the ink jet printer described in FIG. 2 of JP2010-167777A. The nozzle density of the head is 300 dpi, the recording resolution is 600 dpi × 600 dpi, but the recording resolution per pass is 300 dpi × 300 dpi, and dots are formed in the same recording area of the recording medium in four passes (main scanning direction 2 Pass × sub-scanning direction 2 pass). As a result, the cured wrinkle evaluation result was A, but since it was a serial printer, it was found that the recording speed was low. That is, according to the recording apparatus of the present invention, even when high-speed printing is performed by a line printer, it is possible to effectively prevent the occurrence of curing wrinkles by using LEDs and increasing the irradiation peak intensity. It was found that it was possible to make a good record.
1…プリンター、10…インク供給ユニット(インク供給装置)、20…搬送ユニット、25A…上流側ローラー、25B…下流側ローラー、26…搬送ドラム、30…ヘッドユニット、40…照射ユニット、42a,42b,42c,42d…仮硬化用照射部、44…本硬化用照射部、50…インクカートリッジ、51…インク経路、52…ホルダー、53…バルブ、54…供給ポンプ、55…フィルター、56…加圧ポンプ、60…ヘッド、61…キャップ、70…サブタンク、71…液量センサー、80…インク循環路、81…フィルター、82…循環ポンプ、83…ヘッドフィルター、90…加温機構、91…温水タンク、92…温水循環ポンプ、93…ヒーター、94…温調モジュール、100…脱気機構、101…負圧ポンプ、102…脱気モジュール、110…検出器群、120…コントローラー、121…インターフェイス部、122…CPU、123…メモリー、124…ユニット制御回路、130…コンピューター、K…ブラックインクヘッド、C…シアンインクヘッド、M…マゼンダインクヘッド、Y…イエローインクヘッド、S…被記録媒体。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer, 10 ... Ink supply unit (ink supply apparatus), 20 ... Conveyance unit, 25A ... Upstream roller, 25B ... Downstream roller, 26 ... Conveyance drum, 30 ... Head unit, 40 ... Irradiation unit, 42a, 42b , 42c, 42d ... provisional curing irradiation unit, 44 ... main curing irradiation unit, 50 ... ink cartridge, 51 ... ink path, 52 ... holder, 53 ... valve, 54 ... supply pump, 55 ... filter, 56 ... pressurization Pump, 60 ... head, 61 ... cap, 70 ... sub tank, 71 ... liquid sensor, 80 ... ink circulation path, 81 ... filter, 82 ... circulation pump, 83 ... head filter, 90 ... warming mechanism, 91 ...
Claims (13)
インク容器から前記ヘッドに前記紫外線硬化型インクを供給するインク経路と、
28℃における粘度が8mPa・s以上である前記紫外線硬化型インクを加温して、吐出される該インクの温度を28〜40℃とし、かつ、該温度における該インクの粘度を15mPa・s以下とする加温機構と、
前記紫外線硬化型インクを脱気し、脱気した該インクを前記ヘッドに供給する脱気機構と、
前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクに紫外線を照射して、該インクを硬化させる光源と、を備え、
前記インク経路に大気と前記紫外線硬化型インクとが接する液面を有するサブタンクを有し、
前記インク経路の少なくとも一部が、前記紫外線硬化型インクを循環させるインク循環路であり、
前記インク循環路において、前記サブタンクと前記加温機構と前記脱気機構と前記ヘッドは、インクが循環する方向に、前記サブタンク、前記サブタンクの下流側に前記加温機構、前記加温機構の下流側に前記脱気機構、前記脱気機構の下流側に前記ヘッド、と設けられており、
前記脱気後の前記ヘッドに供給される前記紫外線硬化型インクの溶存酸素量が、3〜20ppmである、インクジェット記録装置。 A head for ejecting and adhering ultraviolet curable ink toward a recording medium;
An ink path for supplying the ultraviolet curable ink from an ink container to the head;
The ultraviolet curable ink having a viscosity at 28 ° C. of 8 mPa · s or more is heated, the temperature of the ejected ink is set to 28 to 40 ° C., and the viscosity of the ink at the temperature is 15 mPa · s or less. And a heating mechanism
A degassing mechanism for degassing the ultraviolet curable ink and supplying the degassed ink to the head;
A light source for irradiating the ultraviolet curable ink attached to the recording medium with ultraviolet rays to cure the ink, and
A subtank having a liquid level in contact with the atmosphere and the ultraviolet curable ink in the ink path;
At least a part of the ink path is an ink circulation path for circulating the ultraviolet curable ink,
In the ink circulation path, the sub tank, the heating mechanism, the deaeration mechanism, and the head are arranged in the direction in which the ink circulates, the heating mechanism on the downstream side of the sub tank, and the downstream of the heating mechanism. The degassing mechanism on the side, and the head on the downstream side of the degassing mechanism,
The ink jet recording apparatus, wherein the dissolved oxygen amount of the ultraviolet curable ink supplied to the head after degassing is 3 to 20 ppm.
インク容器からインク経路を介して前記紫外線硬化型インクを前記ヘッドに供給する工程と、
28℃における粘度が8mPa・s以上である前記紫外線硬化型インクを加温機構で加温して、吐出される該インクの温度を28〜40℃とし、かつ、該温度における該インクの粘度を15mPa・s以下とする加温工程と、
前記紫外線硬化型インクを脱気機構で脱気し、脱気した該インクを前記ヘッドに供給する脱気工程と、
前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクに光源から紫外線を照射して、該インクを硬化させる工程と、を備え、
前記インク経路に大気と前記紫外線硬化型インクとが接する液面を有するサブタンクを有し、
前記インク経路の少なくとも一部が、前記紫外線硬化型インクを循環させるインク循環路であり、
前記インク循環路において、前記サブタンクと前記加温機構と前記脱気機構と前記ヘッドは、インクが循環する方向に、前記サブタンク、前記サブタンクの下流側に前記加温機構、前記加温機構の下流側に前記脱気機構、前記脱気機構の下流側に前記ヘッド、と設けられており、
前記脱気後の前記ヘッドに供給される前記紫外線硬化型インクの溶存酸素量が、3〜20ppmである、インクジェット記録方法。 A step of ejecting and adhering ultraviolet curable ink from a head toward a recording medium; and
Supplying the ultraviolet curable ink from an ink container to the head via an ink path;
The ultraviolet curable ink having a viscosity at 28 ° C. of 8 mPa · s or more is heated by a heating mechanism so that the temperature of the ejected ink is 28 to 40 ° C., and the viscosity of the ink at the temperature is A heating step of 15 mPa · s or less;
A degassing step of degassing the ultraviolet curable ink with a degassing mechanism and supplying the degassed ink to the head;
Irradiating the ultraviolet curable ink attached to the recording medium with ultraviolet rays from a light source to cure the ink, and
A subtank having a liquid level in contact with the atmosphere and the ultraviolet curable ink in the ink path;
At least a part of the ink path is an ink circulation path for circulating the ultraviolet curable ink,
In the ink circulation path, the sub tank, the heating mechanism, the deaeration mechanism, and the head are arranged in the direction in which the ink circulates, the heating mechanism on the downstream side of the sub tank, and the downstream of the heating mechanism. The degassing mechanism on the side, and the head on the downstream side of the degassing mechanism,
The ink jet recording method, wherein a dissolved oxygen amount of the ultraviolet curable ink supplied to the head after degassing is 3 to 20 ppm.
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