JP6525037B2 - Ink jet recording method, ink jet recording apparatus - Google Patents
Ink jet recording method, ink jet recording apparatusInfo
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Description
本発明は、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet recording method and an inkjet recording apparatus.
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記録方法として、種々の方式が利用されている。このうち、インクジェット方式は、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、記録方法として優れている。 Conventionally, various methods are used as a recording method for forming an image on a recording medium such as paper based on an image data signal. Among these, the inkjet method is an inexpensive apparatus, which discharges the ink only to the necessary image area to directly form an image on the recording medium, so that the ink can be efficiently used and the running cost is low. Furthermore, the inkjet method is excellent as a recording method because the noise is small.
近年、光を照射することによりモノマーが光重合(硬化)する光硬化型インクを用いたインクジェット記録方法は、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(記録)、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 inkjet recording method using a photocurable ink in which a monomer is photopolymerized (cured) by light irradiation forms an image excellent in water resistance and abrasion resistance on the recording surface of a recording medium. It can be used for the production of color filters, printing (recording) on printed circuit boards, plastic cards, plastic sheets, large billboards, and plastic parts, and printing of barcodes and dates.
例えば、特許文献1は、着色材、重合性化合物、光重合開始剤、及び表面調整剤を含有するエネルギー線硬化型インク組成物として、前記重合性化合物は、300以下のアクリル当量を有し且つ一分子中にエチレン性二重結合を1個有する単官能モノマーと、150以下のアクリル当量を有し且つ一分子中にエチレン性二重結合を2個以上有する多官能モノマーと、のみからなり、前記光重合開始剤はα−アミノアルキルフェノン系化合物及びチオキサントン系化合物を含有し、前記表面調整剤はポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系化合物を含有するインク組成物を開示している。そして、アクリル当量が300以下の単官能モノマーとアクリル当量が150以下の多官能モノマーとのみからなる重合性化合物を含有することにより、インクジェット記録方式に適した低粘度で、高反応性のインク組成物を得ることができることも開示している(特許文献1の段落0006,0007)。 For example, Patent Document 1 describes that, as an energy ray-curable ink composition containing a colorant, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a surface control agent, the polymerizable compound has an acrylic equivalent of 300 or less and Only a monofunctional monomer having one ethylenic double bond in one molecule and a polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less and two or more ethylenic double bonds in one molecule, The photopolymerization initiator contains an α-aminoalkylphenone compound and a thioxanthone compound, and the surface control agent discloses an ink composition containing a silicone compound having a polydimethylsiloxane structure. A low viscosity, highly reactive ink composition suitable for an ink jet recording system is obtained by containing a polymerizable compound consisting only of a monofunctional monomer having an acrylic equivalent of 300 or less and a polyfunctional monomer having an acrylic equivalent of 150 or less. It also discloses that a product can be obtained (paragraphs 0006 and 0007 of Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1が開示するエネルギー線硬化型インク組成物を用いてインクジェット記録を行うと、硬化性及び吐出安定性に劣ったり、連続印刷(連続的な吐出)後に記録装置内の温度が大幅に上昇するため画質安定性に劣ったりするという問題が生じる。 However, when ink jet recording is performed using the energy ray-curable ink composition disclosed in Patent Document 1, the curability and the ejection stability are inferior, or the temperature in the recording apparatus is significantly after continuous printing (continuous ejection). As a result, the problem of poor image quality stability arises.
そこで、本発明は、硬化性、吐出安定性、及び連続印刷後の記録装置内における温度上昇の抑制のいずれにも優れたインクジェット記録方法を提供することを目的の一つとする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide an ink jet recording method which is excellent in any of the curability, the ejection stability, and the suppression of the temperature rise in the recording apparatus after continuous printing.
上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、以下の知見を得た。重合性化合物を含有する光硬化型インクに光を照射すると、当該重合性化合物が光重合反応して、光硬化型インクが固化(硬化)する。このとき、光重合反応に起因して反応熱が発生する。しかし、特許文献1が開示するエネルギー線硬化型インク組成物は、低粘度及び高反応性のインクとするために一構成成分である重合性化合物のアクリル当量を規定しているものの、インク全体のアクリル当量を規定していないためインクの硬化時に発生する反応熱が考慮されていない。したがって、特許文献1が開示するインク組成物を用いてインクジェット記録を行うと、経時的に反応熱量が大きくなり、インクジェット記録装置内の温度が大幅に上昇してしまい、吐出時のインクの粘度が変化する結果、着弾位置がずれたり吐出量が変化したりして、粒状性や色相などの点で、得られる画像の画質が安定しないことを知見した。このように、特許文献1が開示するインク組成物は、連続印刷などの比較的長時間の記録に用いると、良好な硬化性及び吐出安定性を両立できず、当該記録は困難であることを知見した。 The present inventors earnestly studied to solve the above problems, and obtained the following findings. When the photocurable ink containing the polymerizable compound is irradiated with light, the polymerizable compound undergoes a photopolymerization reaction, and the photocurable ink solidifies (cures). At this time, reaction heat is generated due to the photopolymerization reaction. However, although the energy ray-curable ink composition disclosed in Patent Document 1 specifies the acrylic equivalent of the polymerizable compound which is one component in order to obtain a low viscosity and high reactivity ink, Since the acrylic equivalent is not defined, the heat of reaction generated upon curing of the ink is not taken into consideration. Therefore, when ink jet recording is performed using the ink composition disclosed in Patent Document 1, the amount of heat of reaction increases with time, the temperature in the ink jet recording apparatus rises significantly, and the viscosity of the ink at the time of discharge increases. As a result of the change, it has been found that the image quality of the obtained image is not stable in terms of graininess and hue due to deviation of the landing position and change of the discharge amount. As described above, when the ink composition disclosed in Patent Document 1 is used for recording for a relatively long time such as continuous printing, good curability and ejection stability can not be compatible, and the recording is difficult. I found out.
本発明者らは上記反応熱の観点でさらに検討を重ねた。まず、反応熱量を抑えるためにはインクの粘度を高くする必要があり、そのためにヘッドから吐出されるインクを加温して、ヘッドから吐出されるインクの温度(以下、「吐出温度」ともいう。)を高くする必要があることを知見した。しかしこの場合、インクジェット記録装置内の温度が大幅に上昇するという問題が生じる。一方、ヘッドから吐出されるインクの加温温度を比較的低く抑えるためにインクの粘度を低くすると、硬化時に発生する反応熱量が増大してしまうことを知見した。この場合も、インクジェット記録装置内の温度が大幅に上昇するという問題が生じる。 The present inventors have further studied in view of the heat of reaction. First, in order to suppress the amount of reaction heat, it is necessary to increase the viscosity of the ink. Therefore, the temperature of the ink discharged from the head by heating the ink discharged from the head (hereinafter also referred to as “discharge temperature”) It was found that it is necessary to increase.). However, in this case, there arises a problem that the temperature in the ink jet recording apparatus is greatly increased. On the other hand, it has been found that when the viscosity of the ink is lowered to suppress the heating temperature of the ink ejected from the head relatively low, the amount of reaction heat generated at the time of curing increases. Also in this case, there arises a problem that the temperature in the ink jet recording apparatus is significantly increased.
以上の知見より、上記の反応熱に起因する問題を鋭意検討した結果、本発明者らは、インクジェット記録装置内の温度、特に吐出温度を比較的低温の状態で安定的に維持することで、得られる画像の画質が安定して優れたものとなることを見出した。具体的には、30〜40℃の範囲で吐出温度を維持することにより、硬化時に発生する反応熱量を十分抑えられることを見出した。加えて、インクジェット記録方法において優れた硬化性及び吐出安定性を両立させるため、インクの低粘度化も考慮しつつ、本発明者らはさらに検討を重ねた。その結果、20℃における粘度が25mPa・s以下であり、かつ、平均重合性不飽和二重結合当量が100〜150である紫外線硬化型インクを、吐出温度が30〜40℃の状態でヘッドから被記録媒体に向けて吐出する吐出工程と、被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクを、光源から紫外線を照射して硬化させる硬化工程と、を含むインクジェット記録方法により、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。 From the above findings, as a result of earnestly examining the problems caused by the above-mentioned reaction heat, the present inventors stably maintain the temperature in the ink jet recording apparatus, in particular, the discharge temperature relatively low. It has been found that the image quality of the obtained image is stable and excellent. Specifically, it has been found that by maintaining the discharge temperature in the range of 30 to 40 ° C., the reaction heat generated at the time of curing can be sufficiently suppressed. In addition, in order to achieve both the excellent curability and the ejection stability in the ink jet recording method, the present inventors have further studied while considering the lowering of the viscosity of the ink. As a result, a UV curable ink having a viscosity of 25 mPa · s or less at 20 ° C. and an average polymerizable unsaturated double bond equivalent of 100 to 150 is obtained from the head at a discharge temperature of 30 to 40 ° C. The above problem can be solved by an inkjet recording method including: a discharge step of discharging toward a recording medium; and a curing step of curing the ultraviolet curing ink attached to the recording medium by irradiating ultraviolet rays from a light source and curing the ink. The present invention has been completed.
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1]
20℃における粘度が25mPa・s以下であり、かつ、平均重合性不飽和二重結合当量が100〜150である紫外線硬化型インクを、吐出温度が30〜40℃の状態で、ヘッドから被記録媒体に向けて吐出する吐出工程と、
前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクを、光源から紫外線を照射して硬化させる硬化工程と、を含む、インクジェット記録方法。
[2]
前記ヘッドとしての、前記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から、該ラインヘッドと相対的に走査される前記被記録媒体に向けて前記紫外線硬化型インクを吐出する、ライン方式のインクジェット記録装置を用いて記録を行う、[1]に記載のインクジェット記録方法。
[3]
前記被記録媒体を支持し前記被記録媒体の搬送とともに移動して、ヘッドと対向する位置を通過する前記被記録媒体の支持体が、該移動によって同じ位置に戻るまでの時間が5秒以上である、[1]又は[2]に記載のインクジェット記録方法。
[4]
前記被記録媒体の支持体の材質が金属である、[3]に記載のインクジェット記録方法。
[5]
前記紫外線硬化型インクの20℃における粘度が15〜25mPa・sである、[1]〜[4]のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
[6]
前記光源が発光ダイオードである、[1]〜[5]のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
[7]
前記紫外線硬化型インクが、30〜70質量%の単官能の(メタ)アクリレートと、20〜60質量%の2官能以上の(メタ)アクリレートと、を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
[8]
前記紫外線硬化型インクが、200mJ/cm2以下の照射エネルギーを照射することにより硬化可能なインクである、[1]〜[7]のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
[9]
[1]〜[8]のいずれかに記載のインクジェット記録方法で記録を行う、インクジェット記録装置。
That is, the present invention is as follows.
[1]
A UV curable ink having a viscosity of 25 mPa · s or less at 20 ° C. and an average polymerizable unsaturated double bond equivalent of 100 to 150 is recorded from the head at a discharge temperature of 30 to 40 ° C. A discharge step of discharging toward the medium;
A curing step of curing the ultraviolet curing ink attached to the recording medium by irradiating the ultraviolet radiation from a light source and curing the ultraviolet curing ink.
[2]
The ultraviolet curable ink is discharged from the line head having a length equal to or greater than the width of the recording medium as the head toward the recording medium scanned relative to the line head. The inkjet recording method according to [1], wherein the recording is performed using a line type inkjet recording apparatus.
[3]
It takes 5 seconds or more for the support of the recording medium to pass the position facing the head while supporting the recording medium and moving with the conveyance of the recording medium to return to the same position by the movement. The inkjet recording method according to [1] or [2].
[4]
The inkjet recording method according to [3], wherein the material of the support of the recording medium is metal.
[5]
The inkjet recording method according to any one of [1] to [4], wherein the viscosity of the ultraviolet curable ink at 20 ° C. is 15 to 25 mPa · s.
[6]
The inkjet recording method according to any one of [1] to [5], wherein the light source is a light emitting diode.
[7]
The UV curable ink contains 30 to 70% by mass of monofunctional (meth) acrylate and 20 to 60% by mass of bifunctional or higher functional (meth) acrylate according to [1] to [6] The inkjet recording method as described in any one.
[8]
The inkjet recording method according to any one of [1] to [7], wherein the ultraviolet curable ink is an ink curable by irradiation with irradiation energy of 200 mJ / cm 2 or less.
[9]
An inkjet recording device which performs recording by the inkjet recording method according to any one of [1] to [8].
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。
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。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail.
In the present specification, the term "recorded matter" refers to an ink on the recording medium in which a cured product is formed. In addition, the hardened | cured material in this specification means the hardened | cured material containing a cured film and a coating film.
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。 Further, in the present specification, “curing” means that when the ink containing the polymerizable compound is irradiated with light, the polymerizable compound is polymerized to solidify the ink. "Curable" refers to the property of being sensitive to light and curing, also referred to as photopolymerizable. "Cured wrinkles" is an uncured ink present inside the coating to be cured flows irregularly before curing, etc., resulting in a high polymerization volume shrinkage, resulting in a cured coating. It means the wrinkles which occur on the membrane surface.
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。 Further, in the present specification, the “ejection stability” refers to the property of causing the nozzles to eject ink droplets that are always stable without dropping out of the nozzles.
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。 Further, in the present specification, “storage stability” refers to the property that the viscosity before and after storage is unlikely to change when the ink is stored. The term "abrasion resistance" refers to the property that when the cured product is rubbed, the cured product is difficult to peel off and to be scratched.
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。 Further, in the present specification, “(meth) acrylate” means at least one of acrylate and the corresponding methacrylate, and “(meth) acrylic” means at least one of acrylic and the corresponding methacryl. And "(meth) acryloyl" means at least one of acryloyl and the corresponding methacryloyl.
[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、20℃で所定範囲の粘度を有し且つ所定範囲の平均重合性不飽和二重結合当量を有する紫外線硬化型インクを、所定範囲の吐出温度でヘッドから被記録媒体に向けて吐出する吐出工程と、被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクを硬化させる硬化工程と、を少なくとも含むものである。このようにして、被記録媒体上で硬化した紫外線硬化型インクにより、紫外線硬化型インクの硬化物が形成される。
[Ink jet recording method]
One embodiment of the present invention relates to an inkjet recording method (hereinafter, also simply referred to as “recording method”). In the recording method, a UV curable ink having a viscosity in a predetermined range at 20 ° C. and an average polymerizable unsaturated double bond equivalent in a predetermined range is directed from the head to a recording medium at a discharge temperature in the predetermined range. At least a discharging step of discharging and a curing step of curing the ultraviolet curable ink attached to the recording medium. Thus, a cured product of the ultraviolet curable ink is formed by the ultraviolet curable ink cured on the recording medium.
以下では、まず紫外線硬化型インク(以下、「インク」又は「インク組成物」ともいう。)について詳細に説明し、続いて記録方法に含まれる各工程を説明する。 In the following, first, an ultraviolet curable ink (hereinafter, also referred to as “ink” or “ink composition”) will be described in detail, and then each step included in the recording method will be described.
本実施形態における紫外線硬化型インクは、上記のインクジェット記録方法及び後述のインクジェット記録装置に用いることができる。上述のように、当該紫外線硬化型インクは、20℃での粘度及び平均重合性不飽和二重結合当量がそれぞれ所定の範囲であることを特徴とする。 The ultraviolet curable ink according to the present embodiment can be used in the above-described ink jet recording method and an ink jet recording apparatus described later. As described above, the ultraviolet curable ink is characterized in that the viscosity at 20 ° C. and the average polymerizable unsaturated double bond equivalent are within the predetermined ranges.
〔1.紫外線硬化型インクの20℃での粘度〕
上記紫外線硬化型インクは、20℃での粘度が、25mPa・s以下であり、好ましくは15〜25mPa・sであり、より好ましくは17〜23mPa・sである。当該20℃での粘度が上記の上限値以下であると、インクの吐出安定性が優れたものとなる。また、当該20℃での粘度が上記の下限値以上であると、硬化シワの発生を効果的に抑制することができる。
本実施形態においてインクの粘度は、後述の実施例のように、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 20 ° C.]
The ultraviolet curable ink has a viscosity at 20 ° C. of 25 mPa · s or less, preferably 15 to 25 mPa · s, and more preferably 17 to 23 mPa · s. When the viscosity at 20 ° C. is equal to or less than the above upper limit, the discharge stability of the ink becomes excellent. Moreover, generation | occurrence | production of hardening wrinkles can be effectively suppressed as the viscosity in the said 20 degreeC is more than said lower limit.
In the present embodiment, the viscosity of the ink can be measured using an E-type viscometer as in the examples described later. When using an E-type viscometer, it is a general common sense that measurement is to be performed according to the instruction manual of the viscometer. Therefore, the type and rotational speed of the rotor are to be measured according to the instruction manual. It is needless to say that the viscosity of the ink is set to one that can be measured normally and measured, and the viscosity of the ink to be measured according to the instruction manual according to the instruction manual in this embodiment as well. It is self-evident to set and measure to what can be measured normally.
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、後述する単官能の(メタ)アクリレート、中でも後述の一般式(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抑制することができる。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。 Although the principle which hardening wrinkles generate | occur | produces is guessed as follows, the scope of the present invention is not limited at all by the following speculation. In the case of the cured coating, the surface of the coating first cures in the coating of the ink, and then, when the inside of the coating cures later than the surface of the coating, the surface of the coating cured earlier is deformed or the coating is cured later. It is presumed that the ink is generated due to the irregular flow of ink inside the coating film until curing. In addition, a UV curable ink having a low viscosity has a polymerization shrinkage ratio associated with curing (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) It is assumed that the occurrence of hardening wrinkles is remarkable. In addition, UV curable inks containing a monofunctional (meth) acrylate to be described later, in particular a vinyl ether group-containing (meth) acrylate represented by the general formula (I) described later, tend to cause curing wrinkles. In particular, it is presumed that the UV curable ink containing a vinyl ether group-containing (meth) acrylate represented by the general formula (I) and having a low viscosity has remarkable occurrence of curing wrinkles. Even when the ultraviolet curable ink used in the ink jet recording method of the present embodiment contains these, by setting the viscosity in the above range, the generation of the cure wrinkle can be effectively suppressed. In addition, the value measured by the method performed in the below-mentioned Example can be employ | adopted for the viscosity in this specification.
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 in 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組成物に対する質量比と、から推算することができる。 The mixed viscosity of the entire polymerizable compound contained in the ink can be estimated from the viscosity of each polymerizable compound to be used and the mass ratio of each polymerizable compound to the ink composition.
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 of polymerizable compounds A, B (partially omitted). The viscosity of the polymerizable compound A is VA, and the mass ratio of the polymerizable compound A to the total amount of polymerizable compounds in the ink is MA. Let the viscosity of the polymerizable compound B be VB, and let the mass ratio of the polymerizable compound B to the total amount of polymerizable compounds in the ink be MB. Similarly, let the viscosity of the Nth polymerizable compound N be VN, and the mass ratio of the polymerizable compound N to the total amount of polymerizable compounds in the ink be MN. If it shows convincingly, a mathematical expression "MA + MB + ... (partially omitted) ... + MN = 1" holds. Further, the mixed viscosity of the entire polymerizable compound contained in the ink is taken as VX. Then, it is assumed that the following equation (1) is satisfied.
MA×LogVA+MB×LogVB+…(途中省略)…+MN×LogVN=LogVX ・・・(1) MA × LogVA + MB × LogVB + (Omitted in the middle) ... + MN × Log VN = 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 types 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 procedures (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組成物の粘度であり、例えば15〜25mPa・sの範囲のうちのある粘度とする。所定温度は20℃とする。
First, information on the viscosity at a predetermined temperature of each polymerizable compound to be used is obtained (step 1). As a method of obtaining, it is possible to obtain from a manufacturer catalog or the like, or to measure the viscosity at a predetermined temperature of each polymerizable compound. Since the viscosity of the polymerizable compound itself may differ depending on the manufacturer even if it is the same polymerizable compound, it is preferable to adopt viscosity information from the manufacturer of the polymerizable compound to be used.
Subsequently, a target viscosity is set to VX, and the composition ratio (mass ratio) of each polymerizable compound is determined based on the above equation (1) so that VX becomes the target viscosity (step 2). The target viscosity is the viscosity of the ink composition that is ultimately desired to be obtained, and is, for example, a viscosity within the range of 15 to 25 mPa · s. The predetermined temperature is 20.degree.
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、を含むインク組成物を調製し、当該インク組成物の粘度を測定する(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組成物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組成物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組成物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、インク組成物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-mentioned target viscosity (in the present step 4, “target viscosity ± 5 mPa · s” may be obtained), the polymerizable composition and the photopolymerization An ink composition including components other than the polymerizable compound such as an initiator and a pigment (hereinafter, referred to as "components other than the polymerizable compound") is prepared, and the viscosity of the ink composition is measured (step 4). In the step 4, when there is a component other than the polymerizable compound, for example, a component to be mixed in the ink composition in the form of a pigment dispersion, such as a pigment, the polymerizable compound previously contained in the pigment dispersion is also Since the ink composition is carried into the ink composition, the ink composition is obtained by subtracting the mass ratio of the polymerizable compound brought into the ink composition as a pigment dispersion from the composition ratio of each of the polymerizable compounds determined in step 2 It is necessary to adjust the composition.
続いて、上記インク組成物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 composition and the measured viscosity of the polymerizable composition is calculated, and this is taken as VY (step 5). Here, it usually becomes "VY> 0." VY depends on the containing conditions such as the type and content of components other than the polymerizable compound, but in the examples described later, VY was 3-5 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-VY of step 2" is determined for VX, and from the above equation (1), the composition ratio of the respective polymerizable compounds such that Vx becomes "target viscosity-VY for step 2" defined above Are 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組成物を調製し、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で調整したインク組成物が、目標粘度を有するインク組成物として得られたことになる。 Subsequently, each polymerizable compound having the composition ratio determined in step 6 and a component other than the polymerizable compound are mixed to prepare an ink composition, and the viscosity at a predetermined temperature is measured (step 7). If the measured viscosity is the target viscosity, the ink composition adjusted in step 7 is obtained as the ink composition 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、調製したインク組成物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 does not fall within the range of “target viscosity ± 5 mPa · s” in Step 3, the following fine adjustment is performed, and then the process is repeated from Step 3. First, when the measured viscosity is too high, the content of the polymerizable compound whose viscosity as a single substance is higher than the target viscosity is reduced, and the content of the polymerizable compound whose viscosity as a single body is 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 single substance is lower than the target viscosity is reduced, and the content of the polymerizable compound whose viscosity as a single substance is higher than the target viscosity is increased. Make fine adjustments. When the measured viscosity of the prepared ink composition does not reach the target viscosity in Step 7, the same adjustment as the above-described fine adjustment is performed, and the process is repeated from Step 7.
〔2.紫外線硬化型インクの平均重合性不飽和二重結合当量〕
上記紫外線硬化型インクは、平均重合性不飽和二重結合当量が100〜150の範囲であり、好ましくは110〜150であり、より好ましくは120〜150であることを特徴とする。平均重合性不飽和二重結合当量が上記の下限値以上であると、硬化に起因して発生する反応熱量を少なく抑えられるため、連続印刷後の温度上昇を抑制でき、かつ、保存安定性が優れたものとなる。また、平均重合性不飽和二重結合当量が上記の上限値以下であると、硬化性が優れたものとなる。
[2. Average Polymerizable Unsaturated Double Bond Equivalent of UV-Curable Ink]
The ultraviolet curable ink is characterized in that the average polymerizable unsaturated double bond equivalent is in the range of 100 to 150, preferably 110 to 150, and more preferably 120 to 150. When the average polymerizable unsaturated double bond equivalent is at least the above lower limit, the amount of reaction heat generated due to curing can be suppressed to a low level, so that temperature rise after continuous printing can be suppressed, and storage stability is It will be excellent. In addition, when the average polymerizable unsaturated double bond equivalent is less than or equal to the above upper limit, the curability is excellent.
ここで、本明細書における「平均重合性不飽和二重結合当量」とは、重合性の不飽和二重結合の平均当量と換言することができる。当該重合性不飽和二重結合を有する化合物は、重合性不飽和二重結合を備えた重合性官能基を有する化合物ということもでき、以下に限定されないが、例えば、(メタ)アクリレート化合物、ビニル化合物、ビニルエーテル化合物、及びアリル化合物が挙げられる。上記の重合性不飽和二重結合を有する化合物は、重合性官能基を1個以上有する化合物であればよく、重合性官能基を2個以上有する場合には、同じ種類の重合性官能基であってもよく異なる種類の重合性官能基であってもよい。また、上記の各化合物は、上記の重合性官能基以外の構造から、芳香環骨格を有する重合性化合物、環状又は直鎖状の脂肪族骨格を有する重合性化合物、複素環骨格を有する重合性化合物などに分類することもできる。 Here, the "average polymerizable unsaturated double bond equivalent" in the present specification can be replaced with the average equivalent weight of the polymerizable unsaturated double bond. The compound having a polymerizable unsaturated double bond can also be referred to as a compound having a polymerizable functional group having a polymerizable unsaturated double bond, and is not limited to the following, for example, a (meth) acrylate compound, vinyl A compound, a vinyl ether compound, and an allyl compound are mentioned. The above-mentioned compound having a polymerizable unsaturated double bond may be a compound having one or more polymerizable functional groups, and in the case of having two or more polymerizable functional groups, the same kind of polymerizable functional groups may be used. It may be or may be a different kind of polymerizable functional group. In addition, each of the compounds described above is a polymerizable compound having an aromatic ring skeleton, a polymerizable compound having a cyclic or linear aliphatic skeleton, and a polymerizable compound having a heterocyclic ring structure from the structure other than the above-mentioned polymerizable functional group It can also be classified as a compound.
本明細書において、紫外線硬化型インクの平均重合性不飽和二重結合当量は以下のようにして求めることができる。まず、インクに含まれる重合性化合物ごとに、重合性化合物の重合性不飽和二重結合当量を、下記数式(2)により算出する。 In the present specification, the average polymerizable unsaturated double bond equivalent of the ultraviolet curable ink can be determined as follows. First, for each of the polymerizable compounds contained in the ink, the polymerizable unsaturated double bond equivalent of the polymerizable compound is calculated by the following formula (2).
重合性化合物の重合性不飽和二重結合当量=重合性化合物の分子量/重合性化合物の分子中に含まれる重合性不飽和二重結合数 ・・・(2)
上記数式(2)中、重合性化合物の分子量や重合性不飽和二重結合数は、メーカーカタログの値や化学構造式から算出した値を採用することができる。
Polymerizable unsaturated double bond equivalent of the polymerizable compound = molecular weight of the polymerizable compound / number of polymerizable unsaturated double bonds contained in the molecule of the polymerizable compound (2)
In the above formula (2), as the molecular weight of the polymerizable compound and the number of polymerizable unsaturated double bonds, values calculated from values of manufacturer catalogs and chemical structural formulas can be adopted.
次に、インクの平均重合性不飽和二重結合当量を下記数式(3)により算出する。 Next, the average polymerizable unsaturated double bond equivalent of the ink is calculated by the following formula (3).
インクの平均重合性不飽和二重結合当量=(重合性化合物Aの重合性不飽和二重結合当量×重合性化合物Aのインク中の含有量+重合性化合物Bの重合性不飽和二重結合当量×重合性化合物Bのインク中の含有量+・・+重合性化合物nの重合性不飽和二重結合当量×重合性化合物nのインク中の含有量)/(重合性化合物Aのインク中の含有量+重合性化合物Bのインク中の含有量+・・+重合性化合物nのインク中の含有量) ・・・(3)
上記数式(3)は、インクがn種類の重合性化合物を含むと仮定したときの式であり、当該「n」は1以上の任意の整数とする。上記数式(3)中、「含有量」はインクの総質量に対する質量%を表す。
Average polymerizable unsaturated double bond equivalent of ink = (polymerizable unsaturated double bond equivalent of polymerizable compound A × content of polymerizable compound A in ink + polymerizable unsaturated double bond of polymerizable compound B Equivalent weight × content of polymerizable compound B in the ink + ·· + polymerizable unsaturated double bond equivalent weight of the polymerizable compound n × content of the polymerizable compound n in the ink) / (in the ink of the polymerizable compound A) Content of the polymer + content of the polymerizable compound B in the ink + · · · + content of the polymerizable compound n in the ink) · · · (3)
The equation (3) is an equation when it is assumed that the ink contains n kinds of polymerizable compounds, and the “n” is an arbitrary integer of 1 or more. In the above formula (3), “content” represents mass% relative to the total mass of the ink.
インクの平均重合性不飽和二重結合当量が小さいほど、当該インクは重合性不飽和二重結合をより多く有しており、当該インクの重合に伴い発生する反応熱量がより大きくなる。一方、インクの平均重合性不飽和二重結合当量が大きいほど、当該インク中の重合性不飽和二重結合がより少なく、当該インクの重合に伴い発生する反応熱量はより小さくなる。 The smaller the average polymerizable unsaturated double bond equivalent of the ink, the more the ink has a polymerizable unsaturated double bond, and the larger the reaction heat generated with the polymerization of the ink. On the other hand, the larger the average polymerizable unsaturated double bond equivalent of the ink, the smaller the number of polymerizable unsaturated double bonds in the ink, and the smaller the heat of reaction generated with the polymerization of the ink.
以下、本実施形態における紫外線硬化型インクに含まれ得る添加剤(成分)を説明する。 Hereinafter, additives (components) that may be included in the ultraviolet curable ink in the present embodiment will be described.
〔3.重合性化合物〕
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。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、環状又は直鎖状の脂肪族ウレタン(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。
[3. Polymerizable compound]
The polymerizable compound contained in the ink can be polymerized at the time of light irradiation alone or by the action of a photopolymerization initiator described later, and the printed ink can be cured. As the polymerizable compound, various monomers and oligomers known in the prior art such as monofunctional, bifunctional and trifunctional or higher polyfunctional can be used. Examples of the above monomers include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid and maleic acid, and salts or esters thereof, urethanes, amides and their anhydrides, acrylonitrile, styrene, and the like. And unsaturated polyesters, unsaturated polyethers, unsaturated polyamides, and unsaturated urethanes. Moreover, as the above-mentioned oligomer, for example, an oligomer formed from the above-mentioned monomer such as linear acrylic oligomer, epoxy (meth) acrylate, oxetane (meth) acrylate, cyclic or linear aliphatic urethane (meth) acrylate, Aromatic urethane (meth) acrylates and polyester (meth) acrylates can be 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、単官能の(メタ)アクリレート及び2官能以上の(メタ)アクリレートの併用が好ましく、単官能の(メタ)アクリレート及び2官能の(メタ)アクリレートの併用がより好ましい。 Among the above, esters of (meth) acrylic acid, that is, (meth) acrylates are preferred. Among the (meth) acrylates, combined use of monofunctional (meth) acrylate and difunctional or higher (meth) acrylate is preferable, and combined use of monofunctional (meth) acrylate and difunctional (meth) acrylate is more preferable.
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。その上で、上記単官能の(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が好ましく挙げられるため、まず上記の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説明することとする。 Hereinafter, the polymerizable compound will be described in detail focusing on these (meth) acrylates. Further, among the above monofunctional (meth) acrylates, vinyl ether group-containing (meth) acrylic esters represented by the general formula (I) are preferably exemplified, so first, the above vinyl ether group-containing (meth) acrylics Let us explain the acid esters.
(3−1.ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類)
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。)
(3-1. Vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters)
The ink preferably contains vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters 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 A 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抑制することができる。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 viscosity of the ink can be lowered, the curability of the ink can be made excellent, and the generation of curing wrinkles It can be effectively suppressed. Furthermore, it is better to use a compound having both a vinyl ether group and a (meth) acrylic group in one molecule rather than separately using a compound having a vinyl ether group and a compound having a (meth) acrylic group. It is preferable to improve the 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), as the divalent organic residue having 2 to 20 carbon atoms represented by R 2 , linear, branched or cyclic substitution of 2 to 20 carbon atoms is preferable. An alkylene group, an optionally substituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and an oxygen atom having an ether bond and / or an ester bond in the structure, or an optionally substituted divalent carbon number of 6 to 11 Aromatic groups are preferred. Among these, alkylene groups having 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene group, n-propylene group, isopropylene group, and butylene group, oxyethylene group, oxy n-propylene group, oxyisopropylene group, oxybutylene group, etc. The C2-C9 alkylene group which has an oxygen atom by an ether bond in the structure of these is used suitably.
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 above general formula (I), as the monovalent organic residue having 1 to 11 carbon atoms represented by R 3 , linear, branched or cyclic substitution of 1 to 10 carbon atoms is preferable. An alkyl group and an optionally substituted aromatic group having 6 to 11 carbon atoms are preferable. Among these, an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms which is a methyl group or an ethyl group, and an aromatic group having 6 to 8 carbon atoms such as a phenyl group and a benzyl group are preferably used.
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 above organic residues is a group which may be substituted, the substituent is divided into a group containing a carbon atom and a group containing no carbon atom. First, when the substituent is a group containing a carbon atom, the carbon atom is counted in the number of carbon atoms 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, 2-vinyloxyethyl (meth) acrylate, 3-vinyloxypropyl (meth) acrylate, and 1-methyl (meth) acrylic acid, for example. -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) acid 4-vinyloxycyclohexyl methacrylate, 6-vinylhexylhexyl (meth) acrylate, 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 2-vinyloxymethylcyclohexylmethyl, (meth) acrylic acid p-vinyloxymethylphenylmethyl, (meth) acrylic acid m-vinyloxymethylphenylmethyl, (meth) acrylic acid o-vinyloxymethylphenyl methyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxy) propyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxy) acrylate Ethoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- Vinyloxyisopropoxy) propyl, (meth) acrylate 2- (vinyloxyisopropoxy) isopropyl, (meth) acrylate 2- (vinyloxyethoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylate 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) ) Ethyl, 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyisopropoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxyethoxy) propyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) propyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) propyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyisopropoxyisopropoxy) propyl, (Meth) acrylic acid 2- (vinylo Xyethoxyethoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyisopropoxy) Isopropoxy) isopropyl, 2- (vinyloxyethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxyethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (isopropenoxyethoxy) (meth) acrylate ) Ethyl, 2- (isopropenoxyethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (isopropenoxyethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (isopropenoxyethoxyethoxyethoxy) (meth) acrylate The ) 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, the viscosity of the ink can be further lowered, the flash point is high, and the curability of the ink is excellent. Therefore, 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, 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate and 2- (vinyloxyethoxy) ethyl methacrylate each have a simple structure and a small molecular weight, so that the viscosity of the ink can be significantly reduced. Examples of (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxy) ethyl include (meth) acrylic acid 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl and (meth) acrylic acid 2- (1-vinyloxyethoxy) ethyl 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 to 2- (vinyloxyethoxy) ethyl methacrylate in the curability.
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。 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 a method of esterifying (meth) acrylic acid and a hydroxyl group-containing vinyl ether (Process B), (meth) acrylic acid halide Of esterifying a hydroxyl group-containing vinyl ether (process C), a method of esterifying a (meth) acrylic anhydride and a hydroxyl group-containing vinyl ether (process D), an ester of (meth) acrylic acid ester and a hydroxyl group-containing vinyl ether Method of exchange (process E), method of esterifying (meth) acrylic acid and halogen-containing vinyl ether (process F), method of esterifying alkali (earth) metal salt of (meth) acrylate with halogen-containing vinyl ether (Preparation method G), hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester and carboxylic acid 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 exhibited further in the present embodiment, the production method E is preferable.
(3−2.単官能の(メタ)アクリレート)
インクは、単官能の(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。ここで、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、単官能の(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の(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の(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の(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、インクの硬化性に一層優れ、かつ、光重合開始剤その他の添加剤の溶解性も優れたものとなる。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一層優れたものとなり、また塗膜の強靭性、耐熱性、及び耐薬品性が増す。
(3-2. Monofunctional (meth) acrylate)
The ink preferably contains a monofunctional (meth) acrylate. Here, when the ink contains the above-mentioned vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters (provided that they are monofunctional (meth) acrylates), the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters are also Although it shall be contained in the said monofunctional (meth) acrylate, the description about the said vinyl ether group containing (meth) acrylic acid esters is abbreviate | 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 lowered, the curability of the ink is further improved, and the solubility of the photopolymerization initiator and other additives is also excellent. It becomes a thing. Furthermore, the ink discharge stability is further improved due to the excellent solubility of the photopolymerization initiator and other additives, and the toughness, heat resistance, and resistance of the coating film are also improved. Chemical property increases.
上記単官能の(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, Isomyristyl (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, methoxy diethylene glycol (meth) acrylate, methoxy polyethylene glycol (meth) a Lilate, 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) acrylates, alkoxylated nonylphenyl (meth) acrylates, p-cumylphenol EO modified (meth) acrylates may be mentioned.
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の(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の(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、インクの被記録媒体への密着性、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 the above, monofunctional (meth) acrylates having an aromatic ring skeleton in the molecule are preferable because the curability, storage stability, and solubility of the photopolymerization initiator are further excellent. 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 (for example) Meta) acrylates are preferably mentioned. Among these, it is possible to lower the viscosity of the ink and to be excellent in curability, abrasion resistance, adhesion of the ink to the recording medium, and solubility of the photopolymerization initiator. And at least one of phenoxyethyl (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の(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。 The monofunctional (meth) acrylates other than the above vinyl ether group-containing (meth) acrylic esters may be used alone or in combination of two or more.
単官能の(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、30〜70質量%が好ましく、40〜60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20℃でのインク粘度及び吐出温度でのインク粘度の双方を所望の範囲としやすくなる。加えて、当該含有量が上記の下限値以上であると、硬化性に一層優れ、かつ、光重合開始剤の溶解性も優れたものとなる。一方、当該含有量が上記の上限値以下であると、硬化性に一層優れ、かつ、密着性も優れたものとなる。
なお、当該単官能の(メタ)アクリレートの含有量は、インクが単官能(メタ)アクリレートである上記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場合には、これを含む含有量である。
30-70 mass% is preferable with respect to the total mass (100 mass%) of ink, and, as for content of monofunctional (meth) acrylate, 40-60 mass% is more preferable. When the content is in the above range, both the ink viscosity, specifically, the ink viscosity at 20 ° C. and the ink viscosity at the ejection temperature can be easily made into a desired range. In addition, when the content is the above lower limit value or more, the curability is further improved, and the solubility of the photopolymerization initiator is also excellent. On the other hand, when the content is equal to or less than the above upper limit, the curability is further improved, and the adhesion is also excellent.
The content of the monofunctional (meth) acrylate is a content including the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters in which the ink is a monofunctional (meth) acrylate.
特に、インクが上記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%が好ましく、15〜40質量%がより好ましい。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抑制することができる。 In particular, when the ink contains the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid ester, the content of the vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid ester is 10 to 10% of the total mass (100% by mass) of the ink. 50 mass% is preferable, and 15-40 mass% is more preferable. When the content is at least the above lower limit, the viscosity of the ink can be reduced, and the curability of the ink can be further improved. On the other hand, when the content is equal to or less than the above upper limit, the storage stability of the ink can be maintained in a good state, and the generation of curing wrinkles can be further effectively suppressed.
また、インクが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の(メタ)アクリレートを含有する場合、当該(メタ)アクリレートの含有量は、10〜40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。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の(メタ)アクリレートとしては、硬化性及び光重合開始剤の溶解性が一層優れたものとなるため、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。 Moreover, when ink contains monofunctional (meth) acrylates other than the said vinyl ether group containing (meth) acrylic acid esters, 10-40 mass% is preferable, and, as for content of the said (meth) acrylate, 10-30 % By mass is more preferred. When the content is equal to or more 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 equal to or less than the above upper limit value, in addition to the curability, the adhesion is further improved. As the monofunctional (meth) acrylates other than the above vinyl ether group-containing (meth) acrylic esters, the curability and the solubility of the photopolymerization initiator are further improved, so a monofunctional (having an aromatic ring skeleton ( Meta) acrylate is preferred.
(3−3.2官能以上の(メタ)アクリレート)
インクは、2官能以上の(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。上述のように、単官能の(メタ)アクリレート及び2官能以上の(メタ)アクリレートを併用することがより好ましい。
((Meth) acrylate of 3-3.2 functional or higher)
The ink preferably contains a bifunctional or higher functional (meth) acrylate. As described above, it is more preferable to use a monofunctional (meth) acrylate and a bifunctional or higher (meth) acrylate in combination.
2官能の(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 difunctional (meth) acrylates include diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di Meta) 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-nonane Diol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate, EO (ethylene oxide) adduct of bisphenol A Data) acrylate, PO-bisphenol A (propylene oxide) adduct di (meth) acrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di (meth) acrylate, and polytetramethylene glycol di (meth) acrylate.
3官能以上の多官能の(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 trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylates include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, EO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate and pentaerythritol tetra (meth) acrylate. Acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, glycerin propoxy tri (meth) acrylate, cowprolactone modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxy tetra (meth) acrylate, And caprolactam modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
2官能以上の(メタ)アクリレートは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The bifunctional or higher (meth) acrylate may be used alone or in combination of two or more.
2官能以上の(メタ)アクリレートの含有量は、上述した単官能の(メタ)アクリレートの好ましい含有量との関係で決定するのが好ましい。2官能以上の(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、20〜60質量%が好ましく、20〜50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の(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、上述したインクの粘度を所望の範囲に設計しやすくなる。 The content of the bifunctional or higher (meth) acrylate is preferably determined in relation to the above-mentioned preferred content of monofunctional (meth) acrylate. 20-60 mass% is preferable with respect to the total mass (100 mass%) of ink, and, as for content of the bifunctional or more (meth) acrylate, 20-50 mass% is more preferable. When the content is in the above range, the curability of the ink and the abrasion resistance of the cured product become excellent, and the viscosity of the ink can be easily designed to a desired viscosity. In addition, monofunctional (meth) acrylates having a relatively low viscosity of a single polymerizable compound, particularly the vinyl ether group-containing (meth) acrylic esters having a particularly low viscosity, and other polymerizable compounds having a relatively high viscosity. Are preferably combined. This makes it easy to design the viscosity of the above-described ink in a desired range.
なお、重合性化合物の総含有量は、その他の成分の含有量との関係より、インクの総質量(100質量%)に対し、50〜95質量%程度であるとよい。 The total content of the polymerizable compound is preferably about 50 to 95% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the ink, in relation to the content of other components.
また、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。 In addition, it is possible to omit the addition of the photopolymerization initiator by using a photopolymerizable compound as the polymerizable compound, but when the photopolymerization initiator is used, the initiation of polymerization is easily adjusted. Can be preferred.
〔4.光重合開始剤〕
本実施形態におけるインクは、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。
[4. Photopolymerization initiator]
The ink in the present embodiment may contain a photopolymerization initiator. The said photoinitiator is used in order to harden the ink which exists on the surface of a recording medium by photopolymerization by irradiation of an ultraviolet-ray, and to form printing. By using ultraviolet light (UV) among lights, it is possible to achieve excellent safety and reduce the cost of the light source lamp. There is no limitation as long as active species such as radicals and cations are generated by the energy of ultraviolet light to initiate the polymerization of the above-mentioned polymerizable compound, but use of a photo radical polymerization initiator or a photo cationic polymerization initiator It is preferable to use an optical radical polymerization initiator among them.
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 above-mentioned photo radical polymerization initiators include aromatic ketones, acyl phosphine oxide compounds, aromatic onium salt compounds, organic peroxides, thio compounds (thioxanthone compounds, thiophenyl group-containing compounds, etc.), and hexaarylbiphenyls. 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、特にインクの硬化性を一層良好にすることができるため、アシルフォスフィンオキサイド化合物が好ましい。 Among these, an acyl phosphine oxide compound is preferable because the curability of the ink can be particularly improved.
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-phenyl acetophenone, 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, benzyl dimethyl 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 oxides, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, 2,4-diethylthioxanthone, and bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide It 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)、及びユベクリルP36(UCB社製商品名)などが挙げられる。 As a commercial item of a radical photopolymerization initiator, IRGACURE 651 (2, 2- dimethoxy- 1, 2- diphenyl ethane 1-one), IRGACURE 184 (1- hydroxy- cyclohexyl- phenyl- ketone), DAROCUR 1173 is mentioned, for example. (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-morpholine 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-trimethyl benzoyl-diphenyl-phosphine oxide), IRGACURE 819 (bis (2, 4,6-trimethyl benzoyl) -phenyl phosphine oxide), IRGACURE 784 (bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrole-1) (I)-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)), IRGA CURE 754 (oxyphenylacetic acid, 2- [2-oxo-2-phenylacetoxyethoxy] ethyl ester and oxyphenylacetic acid, 2- (A mixture of (2-hydroxyethoxy) ethyl ester) (above, product name made by BASF Corp.), KAYACURE DETX-S (2,4-diethylthioxanthone) (trade name of Nippon Kayaku Co., Ltd.) ), Speedcure TPO (2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide), Spe dcure DETX (2,4-diethylthioxanthen-9-one) (above, trade name of Lambson), Lucirin TPO, LR8893, LR8970 (above, BASF trade name), and Ubekryl P36 (trade name of UCB) And the like.
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 to make the curability excellent, and in order to avoid the unmelted residue of the photopolymerization initiator and the coloring derived from the photopolymerization initiator, It is preferable that it is 20 mass% or less with respect to the total mass (100 mass%) of ink.
特に、光重合開始剤がアシルフォスフィンオキサイド化合物を含む場合、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 particular, when the photopolymerization initiator contains an acylphosphine oxide compound, the content thereof is more preferably 5 to 15% by mass, based on the total mass (100% by mass) of the ink, and 7 to 13% More preferably, it is%. When the content is at least the above lower limit value, the curability is further excellent. More specifically, in particular, a sufficient curing rate can be obtained at the time of curing with an LED (preferred emission peak wavelength: 360 nm to 420 nm), and the curability is further excellent. On the other hand, when the content is at most the above upper limit value, the solubility of the photopolymerization initiator is further excellent.
〔5.色材〕
本実施形態におけるインクは、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。
[5. Color material]
The ink in the present embodiment may contain a colorant. As the colorant, at least one of a pigment and a dye can be used.
(5−1.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。
(5-1. Pigment)
By using a pigment as a coloring material, the light resistance of the ink can be improved. As the pigment, any of inorganic 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, channel black and the like, 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。 As organic pigments, azo pigments such as insoluble azo pigments, condensed azo pigments, azo lakes, 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 type chelates, acid dye type chelates etc.), dyed lakes (basic dye type lakes, acid dye type lakes), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, daylight Fluorescent pigments are 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。 As a pigment used for white ink, C.I. I. Pigment white 6, 18, 21 may be mentioned.
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。 As a pigment used for yellow ink, C.I. I. Pigment yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 34, 35, 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, 154, 154, 154, 167, 172, 180 can be mentioned.
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 for 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。 As a pigment used for cyan ink, 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. Bat Blue 4, 60 can be mentioned.
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。
Further, as pigments other than magenta, cyan and yellow, for example, C.I. I. Pigment green 7, 10, 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, 300 nm or less is preferable and, as for the average particle diameter, 50-200 nm is more preferable. When the average particle diameter is in the above range, the reliability of the ink such as ejection stability and dispersion stability can be further enhanced, and an image of excellent image quality can be formed. Here, the average particle size in the present specification is measured by a dynamic light scattering method.
(5−2.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。
(5-2. Dye)
Dyes can be used as coloring materials. 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.
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 above dyes may be used alone or in combination of two or more.
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 coloring material is preferably 1 to 20% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the ink, since excellent hiding power and color reproducibility can be obtained.
〔6.分散剤〕
本実施形態における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。
[6. Dispersant]
When the ink in the present embodiment contains a pigment, a dispersant may be contained in order to make the pigment dispersibility better. The dispersant is not particularly limited, and examples thereof include dispersants commonly used for preparing pigment dispersions such as polymer dispersants. Specific examples thereof 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 epoxy resins. Among resins, resins containing one or more as a main component are mentioned. As a commercial product of a polymer dispersant, Addisper Series (trade name) manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., Solspers series (Solsperse 32000, 36000, etc. available from Avecia Co., etc. [trade names]) And DISKAVIC series (trade name) manufactured by BYK Chemie, and DISPARON series (trade name) manufactured by Enomoto Kasei.
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。 The dispersant may be used alone or in combination of two or more. The content of the dispersant is not particularly limited, and a preferable amount may be added as appropriate.
〔7.その他の添加剤〕
本実施形態におけるインクは、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(増感剤)、シリコーン系などの界面活性剤、重合禁止剤、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 in the present embodiment may contain additives (components) other than the above-described additives. Such components are not particularly limited, but, for example, conventionally known fluorescent brighteners (sensitizers), surfactants such as silicones, polymerization inhibitors, polymerization accelerators, penetration accelerators, and wetting agents There may be (humectants) as well as other additives. Examples of the above-mentioned other additives include, for example, conventionally known fixing agents, mildewproofing agents, preservatives, antioxidants, ultraviolet absorbers, chelating agents, pH adjusters, and thickeners.
続いて、記録方法に用いられる被記録媒体及び記録方法に含まれる各工程について、詳細に説明する。 Subsequently, each process included in the recording medium and the recording method used for the recording method will be described in detail.
〔8.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。
[8. Recording medium]
Examples of the above-described recording medium include non-ink-absorbing or low-absorbing recording media. Among the recording media, as a non-ink-absorbing recording medium, for example, on a substrate such as a plastic film which is not surface-treated for inkjet recording (that is, no ink absorbing layer is formed), paper, etc. Those coated with plastic, those bonded with a plastic film, and the like. Examples of the plastic referred to here include polyvinyl chloride (vinyl chloride), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyurethane (PU), polyethylene (PE), polypropylene (PP) and the like. Examples of the low-ink-absorbing recording medium include printing paper such as art paper, coated paper, matte paper, and the like.
〔9.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を所定範囲の吐出温度で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、当該吐出温度は30〜40℃である。
[9. Discharging process]
The discharge process in the present embodiment discharges the ultraviolet curable ink from the head toward the recording medium at a discharge temperature in a predetermined range. And the said discharge temperature is 30-40 degreeC.
上記の30〜40℃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(吐出温度)が比較的低温であると、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 above-mentioned temperature of 30 to 40 ° C. is a relatively low temperature as the temperature raised by heating. As described above, when the temperature (ejection temperature) of the ejected ink is relatively low, there is almost no variation in temperature, and the advantageous effect that the ejection stability of the ink becomes good can be obtained.
ここで、本明細書における吐出温度は、次の方法により測定した値を採用するものとする。ヘッドに設けられたノズルプレートのノズル面に設けた熱電対の温度を印刷開始前に測定し、これを吐出温度とする。ただし、当該方法は本発明が採り得る吐出温度の測定方法を何ら限定するものではない。なお、インクを収容したインクカートリッジからヘッドへインクを供給する経路にインク加温装置を配置し、インク加温装置で加温したインクをヘッドに供給することにより、インクを所定の吐出温度とすることができる。 Here, the discharge temperature in this specification shall adopt the value measured by the following method. The temperature of the thermocouple provided on the nozzle surface of the nozzle plate provided on the head is measured before the start of printing, and this is taken as the discharge temperature. However, the said method does not limit the measuring method of discharge temperature which the present invention can adopt at all. The ink heating device is disposed in a path for supplying the ink from the ink cartridge containing the ink to the head, and the ink is heated to a predetermined discharge temperature by supplying the heated ink to the head. be able to.
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30℃以上であると、吐出安定性が優れたものとなる。これに加えて、30℃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、この低粘度に起因して硬化シワが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。 The above discharge temperature will be described more specifically below. When the temperature is 30 ° C. or more, the discharge stability is excellent. In addition to this, the UV curable ink that can be discharged at less than 30 ° C. has a very low viscosity, but this low viscosity causes a problem that curing wrinkles easily occur. On the other hand, the ink in the present embodiment can avoid the problem. The above problem is particularly remarkable when the printer system is a line printer and when the light source is a light emitting diode (LED). Therefore, when the line printer or the LED is used in the present embodiment, a particularly great effect is brought about.
一方、上記の吐出温度が40℃以下であると、記録装置内の温度上昇を抑制することができる。 On the other hand, when the discharge temperature is 40 ° C. or less, the temperature rise in the recording apparatus can be suppressed.
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。 Moreover, in order to make the above-mentioned effect larger, and to avoid the above-mentioned problem more certainly, as for the above-mentioned discharge temperature, 34-40 ° C is preferred.
また、上記の吐出温度におけるインクの粘度は、8〜15mPa・sが好ましく、8〜13mPa・sがより好ましい。当該粘度が上記範囲内であると、インクの組成に起因した硬化シワの発生を効果的に抑制でき、かつ、高粘度に起因する吐出の不安定さを防止し吐出安定性に一層優れる。 Moreover, 8-15 mPa * s is preferable and, as for the viscosity of the ink in said discharge temperature, 8-13 mPa * s is more preferable. When the viscosity is in the above range, the occurrence of curing wrinkles caused by the composition of the ink can be effectively suppressed, and the instability of the ejection caused by the high viscosity is prevented, and the ejection stability is further enhanced.
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、画質安定性にも優れている。 Further, as described above, since the ultraviolet curable ink has a viscosity higher than that of an aqueous ink used in a general inkjet ink, the viscosity fluctuation due to the temperature fluctuation at the time of ejection is large. Such viscosity fluctuations of the ink have a great influence on the change in droplet size and the change in droplet discharge speed, which can in turn cause the image quality deterioration. Therefore, it is preferable to keep the temperature of the ejected ink (ejection temperature) as constant as possible. The ink according to the present embodiment has a relatively low discharge temperature, and the discharge temperature can be kept substantially constant by temperature control by heating. Therefore, the ink in the present embodiment is also excellent in image quality stability.
〔10.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、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。
[10. Curing process]
The curing step included in the recording method of the present embodiment is to cure the ultraviolet curable ink attached to the recording medium by irradiation of ultraviolet light (light) from a light source. In this step, the photopolymerization initiator contained in the ink is decomposed by the irradiation of ultraviolet rays to generate initiation species such as radicals, acids and bases, and the polymerization reaction of the polymerizable compound is promoted by the function of the initiation species. Be done. Alternatively, in this step, the polymerization reaction of the polymerizable compound is initiated by the irradiation of ultraviolet light. At this time, when 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 contacts the photopolymerization initiator to accelerate the decomposition of the photopolymerization initiator And a higher sensitivity 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 a light source (ultraviolet light source), a mercury lamp, a gas / solid laser, etc. are mainly used, and a mercury lamp and a metal halide lamp are widely known as a light source used for curing the ultraviolet curable ink. On the other hand, at present 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. Furthermore, LEDs (light emitting diodes) such as ultraviolet light emitting diodes (UV-LEDs) and ultraviolet laser diodes (UV-LDs) are small in size, long in life, high in efficiency, and low in cost, and are expected as light sources for ultraviolet curing 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 UV curable ink in this embodiment can be suitably used regardless of whether the light source is an LED or a metal halide lamp, and among these, the LED is 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 emission peak wavelength of the above 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 in the above-mentioned range, it is preferable because the UV-LED can be easily obtained 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500mW/cm2以上であり、より好ましくは800mW/cm2以上であり、さらに好ましくは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抑制することができる。特に、被記録媒体に吐出したインクを最初に照射する紫外線の照射ピーク強度を上記範囲とすることにより、硬化シワの発生をより効果的に抑制することができる。硬化シワが発生する原理は上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、硬化シワの発生を効果的に抑制することができると推測される。さらに、本実施形態におけるインクの20℃における粘度が15mPa・s以上であると、硬化シワの発生をより効果的に抑制することができる。特に、紫外線硬化型インクが上述の一般式(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抑制できる。 Further, the peak intensity of ultraviolet light emitted from a light source (preferably LED) having an emission peak wavelength in the range (irradiation peak intensity) is preferably not 500 mW / cm 2 or more, more preferably 800 mW / cm 2 or more And more preferably 1,000 mW / cm 2 or more. When the irradiation peak intensity is in the above range, the curability is further improved, and the generation of curing wrinkles can be more effectively suppressed. In particular, by setting the irradiation peak intensity of the ultraviolet light which is irradiated first to the ink ejected to the recording medium in the above-mentioned range, the generation of the curing wrinkle can be suppressed more effectively. The principle of generation of curing wrinkles is presumed as described above, but if the irradiation peak intensity is within the above range, curing can be performed simultaneously with curing of the coating surface, and generation of curing wrinkles effectively It is speculated that it can be suppressed. Furthermore, when the viscosity at 20 ° C. of the ink according to the present embodiment is 15 mPa · s or more, the generation of curing wrinkles can be more effectively suppressed. In particular, when the ultraviolet curable ink contains a vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid ester represented by the above general formula (1) and the irradiation peak intensity is in the above range, the curability is further improved, and The generation of curing wrinkles can be suppressed more effectively.
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 in this specification employ | adopts the value measured using ultraviolet intensity meter UM-10 and light-receiving part UM-400 (all are the products made by Konica Minolta Sensing (KONICA MINOLTA SENSING, INC.)). . However, this does not mean that the method of measuring the irradiation peak intensity is limited, and conventionally known measurement methods can be used.
また、本実施形態における紫外線硬化型インクは、200mJ/cm2以下の照射エネルギーを照射することにより硬化可能であることが好ましい。当該紫外線硬化型インクを、本実施形態の記録方法に用いることにより、照射エネルギー量が比較的小さなLEDを用いても硬化が可能となり、LEDの発熱を小さくでき、かつ、低コスト印刷であって大きな印刷速度が実現可能となる。インクを硬化可能な照射エネルギーの下限は、特に制限されるものではないが、100mJ/cm2以上とすればよい。
また、記録を行う際の照射エネルギーは、照射に伴う発熱を抑制するため、600mJ/cm2以下とすることが好ましく、500mJ/cm2以下とすることがより好ましい。記録を行う際の照射エネルギーの下限は、特に制限されるものではないが、十分に硬化させるため、200mJ/cm2以上であるとよい。ここで、上記の記録を行う際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。
Moreover, it is preferable that the ultraviolet curing ink in this embodiment is curable by irradiating irradiation energy of 200 mJ / cm 2 or less. By using the ultraviolet curable ink in the recording method of the present embodiment, curing becomes possible even with the use of an LED having a relatively small amount of irradiation energy, and the heat generation of the LED can be reduced, and low cost printing can be achieved. A large printing speed can be realized. The lower limit of the irradiation energy capable of curing the ink is not particularly limited, but may be 100 mJ / cm 2 or more.
Further, radiation energy in performing recording, to suppress the heat generation due to irradiation, preferably in the 600mJ / cm 2 or less, and more preferably set to 500 mJ / cm 2 or less. Although the lower limit of the irradiation energy at the time of recording is not particularly limited, it is preferably 200 mJ / cm 2 or more for sufficient curing. Here, the irradiation energy at the time of performing the above-mentioned recording is the total irradiation energy which totaled each irradiation energy, when irradiation is performed several 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 the present 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 multiple times, said irradiation energy is represented by the irradiation energy amount which totaled several times of irradiation. The emission peak wavelength may be one or more within the above-mentioned preferred wavelength range. The total irradiation energy amount of the ultraviolet light having the emission peak wavelength in the above-mentioned range even if there are a plurality of irradiation energy is the above-mentioned 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 containing at least one of a photopolymerization initiator that decomposes by ultraviolet irradiation in the above wavelength range and a polymerizable compound that starts polymerization by ultraviolet irradiation in the above 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。 In addition, the amount of ink ejected (per unit area) at the time of ejection onto the recording medium is preferably 5 to 16 mg / in 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〜1500dpi×1500dpi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は、2〜50ng/画素が好ましく、3〜20ng/画素がより好ましい。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。
Although the discharge amount of ink per unit area varies depending on the recording resolution and the amount of ink ejected per recording unit area (pixel) defined by the recording resolution, the recording resolution (printing resolution) When expressed by “resolution × resolution in a direction (main scanning direction) crossing the sub scanning direction”, 300 dpi × 300 dpi to 1500 dpi × 1500 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 amount of ink ejected per pixel is preferably 2 to 50 ng / pixel, more preferably 3 to 20 ng / pixel. The nozzle density (the 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、硬化性、吐出安定性、及び連続印刷後の記録装置内における温度上昇の抑制のいずれにも優れ、さらに硬化シワの発生も抑制することのできるインクジェット記録方法を提供することができる。さらに言えば、本実施形態の記録方法は、低粘度の紫外線硬化型インクを用いる場合であっても、優れた硬化性及び吐出安定性を確保しつつ、連続印刷後の記録装置内における温度上昇の抑制に優れるものである。 As described above, according to the present embodiment, the ink jet recording is excellent in any of the curability, the ejection stability, and the suppression of the temperature rise in the recording apparatus after the continuous printing, and the generation of the curing wrinkles can also be suppressed. We can provide a way. Furthermore, the recording method of the present embodiment raises the temperature in the recording apparatus after continuous printing while securing excellent curability and ejection stability even when using a low viscosity ultraviolet curing ink. It is excellent in the suppression of
[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。当該記録装置は、上記実施形態のインクジェット記録方法を利用するものである。以下、図面を参照して、当該記録方法を実施するための本実施形態の記録装置(プリンター)についてより詳しく説明する。なお、本発明の範囲は以下の図面に何ら限定されるものではない。
[Ink jet recording apparatus]
One embodiment of the present invention relates to an inkjet recording apparatus, that is, an inkjet printer. The said recording device utilizes the inkjet recording method of the said embodiment. Hereinafter, the recording apparatus (printer) of the present embodiment for implementing the recording method will be described in more detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following drawings.
図1は、本実施形態のインクジェット記録装置の構成の一例を示すブロック図である。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おり、プリンター1に画像を記録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。プリンター1は、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。外部装置であるコンピューター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。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the ink jet recording apparatus of the present embodiment. A printer driver is installed in the
本実施形態のプリンターは、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 printer according to this embodiment can record various colors of ink on a recording medium (form an image). For example, an image is formed using four colors of ink of CMYK (cyan, magenta, yellow, black). And forming a base image that imparts excellent concealability to a recording medium using a white ink.
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。 Examples of the type of printer according to this embodiment include a line printer and a serial printer, any of which can be used. These differ in the printer method.
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向けて、即ちラインヘッドと相対的に走査される被記録媒体に向けて、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大きい点でシリアルプリンターよりも有利である。 A line printer, which is a line-type inkjet recording apparatus, includes a line head having a length equal to or greater than the width of a recording medium as a head. The line head and the recording medium move toward the recording medium while moving the position relatively in the scanning direction intersecting the width direction, that is, toward the recording medium to be scanned relative to the line head, Ink is ejected from the line head. Then, in the line printer, the head is fixed without (almost) moving, and printing is performed in one pass (single pass). The line printer is advantageous over the serial printer in that the recording speed is high.
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 coincide with each other. It may be different. For example, the length (width) of the line head corresponds to the width (recording width) of the recording medium on which the ink is to be ejected (the image is to be recorded). The case is
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, serial printers, which are serial type inkjet recording apparatuses, perform main scanning (pass) that discharges ink while moving in the main scanning direction in which the head intersects the sub-scanning direction of the recording medium. Recording is performed by (multi-pass).
〔インクジェットヘッド〕
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、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。当該ヘッドは、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。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。
[Ink jet head]
The
以下、図2を参照して、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。以下の説明に用いる図2においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, with reference to FIG. 2, a line printer which is an example of the printer of the embodiment will be described in detail. In FIG. 2 used in the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member have a recognizable size.
〔ラインプリンター〕
図2は、本実施形態のプリンターの一例である上述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。
[Line printer]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the vicinity of the head unit, the transport unit, and the irradiation unit in the line printer described above which is an example of the printer according to the embodiment.
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25A及び25B、並びに支持体である搬送ドラム26の周面に沿い、搬送ローラーの回転に伴って搬送される。搬送ドラム26の周囲にはヘッドK、ヘッドC、ヘッドM、及びヘッドYからなる各ラインヘッドが搬送ドラム26に対向して配置される。
The conveyance roller (the
上記支持体は、被記録媒体Sが搬送される面を有し、被記録媒体Sを支持し、かつ、ヘッドに対し相対的に移動して、ヘッドに対して相対的に移動するものである。図2で言うと、支持体に相当する搬送ドラム26が、被記録媒体Sが搬送される面を有し、被記録媒体Sを支持し、かつ、ヘッドに対し相対的に移動して、各ラインヘッドと対向する位置を通過するものである。当該支持体が被記録媒体Sを支持しつつヘッドに対して相対的に移動する場合、任意の位置から同じ位置に戻るまでの時間(周期)が5秒以上であることが好ましく、6秒であることがより好ましい。当該時間が上記範囲内であると、支持体の放熱により温度上昇を抑制することができる。また、上記周期の上限は特に制限されるものではないが、高速印刷を実現するため、例えば15秒以内であるとよい。
なお、上記の支持体による所定周期での移動は、少なくともインクジェット記録が行われる間になされればよく、さらにはインクジェット記録が行われる間、連続的又は断続的になされればよい。
The support has a surface on which the recording medium S is conveyed, supports the recording medium S, moves relative to the head, and moves relative to the head. . Referring to FIG. 2, the
The movement of the support by the predetermined cycle may be performed at least while ink jet recording is performed, and may be continuously or intermittently performed while ink jet recording is performed.
上記支持体の形状としては、図2のようなドラム状の支持体に限られるものではなく、以下に限定されないが、例えばドラム状、ローラー状、及びベルト状の支持体、並びに被記録媒体Sを支持する板状の支持体(プラテン等)も好ましく挙げられる。ヘッドに対して相対的になされる支持体の移動は、1つの方向に移動(回転)して同じ位置に戻る移動としてもよく、ある方向への移動及び他の方向への移動により同じ位置に戻る移動としてもよい。後者の場合、当該ある方向への移動を、単票型の一被記録媒体への記録に伴う移動とし、かつ、当該他の方向への移動を、一の被記録媒体への記録を終えて次の被記録媒体へ記録を行うための移動とする形態が挙げられる。
なお、シリアルプリンターの場合、上記のある方向への移動は副走査に相当する。また、ヘッドに対して相対的になされる支持体の移動は、ヘッドに対する支持体の相対的な移動であればよく、支持体に対してヘッドが移動するような移動も含む。
The shape of the support is not limited to the drum-like support as shown in FIG. 2 and is not limited to the following. For example, the drum-like, roller-like and belt-like supports, and the recording medium S A plate-like support (platen or the like) for supporting is also preferably mentioned. The movement of the support relative to the head may be movement (rotation) in one direction to return to the same position, and movement in one direction and movement in another direction may be the same position. It is also possible to move back. In the latter case, the movement in the certain direction is the movement accompanying the recording on the single recording medium, and the movement in the other direction is the recording on the one recording medium. There is a mode of moving for recording on the next recording medium.
In the case of a serial printer, the movement in the above direction corresponds to sub-scanning. Also, the movement of the support relative to the head may be any relative movement of the support relative to the head, including movement such that the head moves relative to the support.
支持体の材質としては、以下に限定されないが、例えば、金属、樹脂、及びゴムが挙げられ、中でも金属が好ましい。当該材質が金属であると、ゴム等の高分子材料である場合と異なり、支持体を長期間使用しても、熱による劣化と思われるヒビ割れが生じず、長期使用が可能となる。当該金属としては、以下に限定されないが、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅、及び鉄、並びにこれらの合金が挙げられる。さらに、金属製の支持体の表面、即ち被記録媒体Sの搬送面をコーティング剤などで塗装してもよい。これにより、塗装しない支持体よりも、支持体表面の硬度を向上させることができ、かつ、被記録媒体との間で滑りにくくすることができる。当該コーティング剤としては、以下に限定されないが、例えば、樹脂などの有機系コーティング剤及び無機化合物などの無機系コーティング剤、並びにこれらの複合コーティング剤が挙げられる。なお、以上の支持体に関する事項は、ラインプリンターに限らず、シリアルプリンターにも適用可能である。 Examples of the material of the support include, but are not limited to, metals, resins, and rubbers. Among them, metals are preferable. Unlike the case where the material is a metal, when the material is a polymer material such as rubber, even if the support is used for a long time, cracking which is considered to be deterioration due to heat does not occur, and the long time use becomes possible. Such metals include, but are not limited to, for example, aluminum, stainless steel, copper, and iron, and alloys thereof. Furthermore, the surface of the metal support, that is, the transport surface of the recording medium S may be coated with a coating agent or the like. Thereby, the hardness of the surface of the support can be improved more than that of the non-painted support, and it is possible to make the surface less slippery with the recording medium. Although the said coating agent is not limited to the following, For example, Organic type coating agents, such as resin, Inorganic type coating agents, such as an inorganic compound, These composite coating agents are mentioned. The above matters relating to the support are applicable not only to the line printer but also to the serial printer.
このように、各ラインヘッドと対向する被記録媒体Sに向けてインクを吐出し付着させる吐出動作により記録を行う。各ラインヘッドの搬送方向下流側には仮硬化用照射部42a、42b、42c、及び42dが配置され、被記録媒体Sに向けて紫外線を照射する。搬送方向の更に下流側には本硬化用照射部44が配置されている。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。
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。ここで、本明細書において「硬化」というときは、特に言及のない限り、上記本硬化を意味するものとする。
As described above, the recording operation is performed by the discharge operation of discharging and adhering the ink to the recording medium S opposed to each line head. The temporary
In the present specification, "temporary curing" means temporary fixing (pinning) of the ink, and more specifically, curing before main curing for preventing bleeding between dots and controlling the dot diameter. means. In general, the degree of polymerization of the polymerizable compound in temporary curing is lower than the degree of polymerization of the polymerizable compound in main curing performed after temporary curing. Further, “main curing” refers to curing the dots formed on the recording medium to a cured state necessary for using the recorded matter. Here, the term "curing" in the present specification means the above-mentioned full curing unless otherwise stated.
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動作を終了してもよい。このように、硬化動作は、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 sufficient that the ultraviolet ray is irradiated from the main
このように、本実施形態によれば、硬化性、吐出安定性、及び連続印刷後の記録装置内における温度上昇の抑制のいずれにも優れ、さらに硬化シワの発生も抑制することのできるインクジェット記録装置を提供することができる。さらに言えば、本実施形態の記録装置は、低粘度の紫外線硬化型インクを用いる場合であっても、優れた硬化性及び吐出安定性を確保しつつ、連続印刷後の記録装置内における温度上昇の抑制に優れるものである。 As described above, according to the present embodiment, the ink jet recording is excellent in any of the curability, the ejection stability, and the suppression of the temperature rise in the recording apparatus after the continuous printing, and the generation of the curing wrinkles can also be suppressed. An apparatus can be provided. Furthermore, even if the low viscosity UV curable ink is used, the temperature rise in the printing apparatus after continuous printing is ensured while securing excellent curability and ejection stability. It is excellent in the suppression of
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 more specifically described by 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〕
・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、単官能の(メタ)アクリレート)
・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、単官能の(メタ)アクリレート、以下「PEA」と記載した。)
・APG−100(ジプロピレングリコールジアクリレート、新中村化学工業社製商品名、2官能の(メタ)アクリレート、以下「DPGDA」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官能の(メタ)アクリレート、新中村化学社(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,LTD.)製商品名)
〔光重合開始剤〕
・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、BASF社製商品名、以下「TPO」と記載した。)
・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、BASF社製商品名、以下「819」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「PB15:3」と記載した。)
〔分散剤〕
・Solsperse 32000(アビシア(Avecia)社製商品名、以下「32000」と記載した。)
[Material used]
The materials used in the examples and comparative examples are as follows.
[Polymerizable compound]
-VEEA (2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate, trade name of Nippon Shokubai Co., Ltd., monofunctional (meth) acrylate)
New Frontier PHE (phenoxyethyl acrylate, trade name of Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., monofunctional (meth) acrylate, hereinafter referred to as "PEA")
APG-100 (Dipropylene glycol diacrylate, trade name of a product of Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., bifunctional (meth) acrylate, hereinafter referred to as "DPGDA")
A-DPH (tripropylene glycol diacrylate, bifunctional (meth) acrylate, trade name of Shin-NAKAMURA CHEMICAL CO., LTD.)
[Photopolymerization initiator]
DAROCUR TPO (2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, trade name by BASF, hereinafter referred to as "TPO")
IRGACURE 819 (bis (2,4,6-trimethyl benzoyl) -phenyl phosphine oxide, trade name of BASF, hereinafter referred to as "819")
[Color material]
-Cyanine Blue KRO (CI pigment blue 15: 3 (phthalocyanine pigment), trade name from SANYO COLOR WORKS, Ltd., pigment particle diameter 80 nm, hereinafter described as "PB 15: 3")
Dispersant
Solsperse 32000 (trade name of Avecia, hereinafter referred to as "32000")
[紫外線硬化型インク1〜11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1〜11を得た。なお、各インクの粘度は、上述の粘度設計手法に従って所望の値とした。
[Preparation of UV Curing Inks 1 to 11]
Each material described in the following Table 1 is added so as to have the content (unit: mass%) described in Table 1 and stirred with a high-speed water-cooled stirrer to obtain ultraviolet curable inks 1 to 11 I got In addition, the viscosity of each ink was made into the desired value according to the above-mentioned viscosity design method.
[測定・評価項目]
〔1.インクの平均重合性不飽和二重結合当量〕
インクの平均重合性不飽和二重結合当量を上述の数式(2)及び(3)により算出した。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を実測値及び下記ランク(基準)に分けて下記表1に示す。
1:100以上150以下であった。
2:100未満であった。
3:150を上回った。
[Measurement and evaluation items]
[1. Average polymerizable unsaturated double bond equivalent of ink]
The average polymerizable unsaturated double bond equivalent of the ink was calculated by the above formulas (2) and (3).
Evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below divided into actual values and the following ranks (standards).
It was 1: 100 or more and 150 or less.
2: less than 100.
It exceeded 3: 150.
〔2.20℃でのインクの粘度測定(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粘度を、20℃及び回転数10rpmの条件下で測定した。
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。
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。
1:15mPa・s未満であった。
2:15mPa・s以上25mPa・s以下であった。
3:25mPa・sを上回った。
[Viscosity measurement of ink at 2.20 ° C. (rank)]
The viscosity of each ink prepared above was measured under the conditions of 20 ° C. and a rotation number of 10 rpm using a DVM-E rotational viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.).
The rotor used was a DVM-E type cone having a cone angle of 1 ° 34 'and a cone radius of 2.4 cm.
Evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below.
It was less than 1:15 mPa · s.
2: 15 mPa · s or more and 25 mPa · s or less.
3: It exceeded 25 mPa · s.
〔3.インクの硬化性評価〕
PETフィルム(PET50(K2411)PA−T1 8LK〔商品名〕、リンテック社(Lintec Corporation)製)上に、バーコーターを用いて上記で調製した各インクを塗布し、膜厚10μmの塗膜をそれぞれ得た。そして、紫外線照射装置(UV−LED)から、照射強度が1,000mW/cm2であり、且つピーク波長が395nmである紫外線を所定時間照射して上記の各塗膜を硬化させた。なお、指触試験により画像(塗膜表面)のタック感がなくなった時点で硬化したものと判断した。
[3. Evaluation of ink curability]
Each ink prepared above is coated on a PET film (PET 50 (K 2411) PA-T18 LK [trade name], manufactured by Lintec Corporation) using a bar coater, and a coating film of 10 μm thickness is formed. Obtained. Then, ultraviolet light having an irradiation intensity of 1,000 mW / cm 2 and a peak wavelength of 395 nm was irradiated from an ultraviolet irradiation device (UV-LED) for a predetermined time to cure each of the above coatings. In addition, it was judged that it hardened | cured when the tackiness of the image (coating film surface) was lose | eliminated by the finger touch test.
評価は、硬化の際に要した紫外線の照射エネルギーを算出することにより行った。照射エネルギー[mJ/cm2]は、光源から照射される被照射表面における照射強度[mW/cm2]を測定し、これと照射継続時間[s]との積から求めた。照射強度の測定は、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)を用いて行った。
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:積算光量200mJ/cm2以下の照射エネルギーで硬化した。
B:積算光量200mJ/cm2を超える照射エネルギーで硬化した。
The evaluation was performed by calculating the irradiation energy of ultraviolet light required for curing. The irradiation energy [mJ / cm 2 ] was obtained from the product of the irradiation intensity [mW / cm 2 ] on the irradiated surface irradiated from the light source and the irradiation duration [s]. The measurement of the irradiation intensity was performed using a UV intensity meter UM-10 and a light receiving unit UM-400 (both manufactured by KONICA MINOLTA SENSING, INC.).
Evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below.
A: Curing was carried out with an irradiation energy of 200 mJ / cm 2 or less of accumulated light quantity.
B: Cured with irradiation energy exceeding 200 mJ / cm 2 of integrated light quantity.
〔4.インクの保存安定性評価〕
上記「2.」で粘度測定した各インクを50mL容のガラス瓶に入れ、密栓した後に60℃の恒温槽内に投入して1週間保存した。その後、室温まで温度を下げた各インクについて、上記「2.」と同様の方法で粘度測定した。そして、保存前後の増粘率(保存前のインクの粘度に対する保存後のインクの粘度の割合)により、保存安定性を評価した。
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:増粘率が5%未満であった。
B:増粘率が5%以上であった。
[4. Evaluation of storage stability of ink]
Each ink whose viscosity was measured in the above "2." was put in a 50 mL glass bottle, sealed, and then put into a 60 ° C. thermostat to store for 1 week. Thereafter, the viscosity of each of the inks whose temperature was lowered to room temperature was measured in the same manner as the above "2.". Then, the storage stability was evaluated by the viscosity ratio before and after storage (the ratio of the viscosity of the ink after storage to the viscosity of the ink before storage).
Evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below.
A: The thickening rate was less than 5%.
B: The thickening rate was 5% or more.
なお、紫外線硬化型インク1〜4,9は実施例として使用できるインクに相当し、紫外線硬化型インク5〜8,10,11は比較例に用いられるインクに相当する。 The ultraviolet curable inks 1 to 4 and 9 correspond to the ink that can be used as an example, and the ultraviolet curable inks 5 to 8 and 10 and 11 correspond to the ink used in the comparative example.
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。 Hereinafter, the recording method in each example and each comparative example will be described.
[実施例1]
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。なお、図2に示すヘッド及び光源のうち、ヘッドC、光源42b、及び光源44を使用し、その他のものは使用しなかった。
Example 1
As shown in FIG. 2, a line printer having a line head having a length substantially corresponding to the width (recording width) on which the image of the recording medium is to be recorded is formed by arranging four heads in the width direction did. Among the head and light source shown in FIG. 2, the head C, the
搬送ドラム26はアルミニウム製とし、搬送ドラム26の直径を500mm、印刷速度を285mm/s、ドラム回転周期を5.5sとした。
The
ノズル密度を600dpiとしたヘッドCから、上記PETフィルム(PET50(K2411)PA−T1 8LK)に向けて、記録解像度600dpi×600dpi及び1パス(シングルパス)の条件で、表2に示すインク1を10分間連続で吐出した(10分間の連続印刷を行った)。硬化後の膜厚が11μmとなるよう、画素当たりのインク滴量を調整した。本実施例1のインク滴量は7ngであった。このようにしてベタパターン画像を形成した。なお、当該ベタパターン画像とは、記録解像度で規定される最小記録単位領域である画素の全ての画素に対してドットを記録した画像を意味する。
上記吐出時の温度は、表2中「吐出温度」欄に示す35℃とした。ここで、吐出温度は次の方法により測定した。ヘッドCへインクを供給する経路にインク加温装置を配置し、所定温度に加温したインクをヘッドに供給した。ヘッドCのノズル面に設けた熱電対の温度を印刷開始前に測定し、これを吐出温度とした。ノズル面(ノズルプレート)はステンレス製とした。
The ink 1 shown in Table 2 is directed from the head C having a nozzle density of 600 dpi to the PET film (PET 50 (K 2411) PA-T 18 LK) at a recording resolution of 600 dpi x 600 dpi and one pass (single pass). Ejection was continued for 10 minutes (continuous printing for 10 minutes was performed). The amount of ink droplets per pixel was adjusted so that the film thickness after curing was 11 μm. The amount of ink droplets of this example 1 was 7 ng. Thus, a solid pattern image was formed. The solid pattern image means an image in which dots have been recorded for all the pixels of the minimum recording unit area defined by the recording resolution.
The temperature at the time of the discharge was 35 ° C. shown in the “discharge temperature” column in Table 2. Here, the discharge temperature was measured by the following method. An ink heater was disposed in a path for supplying the ink to the head C, and the ink heated to a predetermined temperature was supplied to the head. The temperature of the thermocouple provided on the nozzle surface of the head C was measured before the start of printing, and this was used as the discharge temperature. The nozzle surface (nozzle plate) was made of stainless steel.
続いて、PETフィルムに付着したインクに光源から紫外線を照射し、インクを硬化させた。具体的には、まず光源42bとして、ピーク波長395nm及び照射ピーク強度500mW/cm2のLEDを用いた。当該LEDから、照射エネルギーが20mJ/cm2である紫外線を照射し、仮硬化を行った。また、光源44として、ピーク波長395nm及び照射ピーク強度1,500mW/cm2のLEDを用いた。当該LEDから、照射エネルギーが400mJ/cm2である紫外線を所定時間照射してベタパターン画像を硬化させた。このようにして、上記ベタパターン画像が硬化した記録物を得た。なお、指触試験により画像(塗膜表面)のタック感がなくなったことを確認した。
Subsequently, the ink attached to the PET film was irradiated with ultraviolet light from a light source to cure the ink. Specifically, first, an LED having a peak wavelength of 395 nm and an irradiation peak intensity of 500 mW / cm 2 was used as the
[実施例2〜7,比較例1〜12]
使用したインク及び吐出温度を、それぞれ下記の表2及び表3に記載したものとした点以外は、実施例1と同様にして記録物を得た。
[Examples 2 to 7, Comparative Examples 1 to 12]
A recorded matter was obtained in the same manner as in Example 1 except that the used ink and the ejection temperature were as described in Tables 2 and 3 below, respectively.
[実施例8]
搬送ドラム26の直径を318mmとしてドラム回転周期を3.5sとした点以外は、実施例1と同様にして記録物を得た(印刷速度は実施例1と同じ値である。)。
[Example 8]
A recorded matter was obtained in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the
[実施例9]
光源42bにLEDの代わりにメタルハライドランプ(表2では「メタハラ」と略記した。)を配置した点以外は、実施例1と同様にして記録物を得た。
[Example 9]
A recorded matter was obtained in the same manner as in Example 1 except that a metal halide lamp (abbreviated as "metahara" in Table 2) was arranged instead of the LED as the
[実施例10]
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。インク1をヘッド(シリアルヘッド)のノズル列に充填した。ヘッドのノズル密度を300dpiとし、液滴重量を7ngとし、記録解像度を600dpi×600dpi(但し、1パス当たりの記録解像度を300dpi×300dpi)として、吐出温度35℃の条件で、上記PETフィルム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。このようにして膜厚11μmのベタパターン画像を印刷した。
[Example 10]
Recording was performed in the same manner as in Example 1 except that a serial printer was used in place of the line printer, and an LED with a peak intensity of 500 mW / cm 2 was mounted on the side of the carriage as a light source. The serial printer used is the ink jet printer described in FIG. 2 of JP-A-2010-167677. Ink 1 was filled in the nozzle row of the head (serial head). Assuming that the nozzle density of the head is 300 dpi, the droplet weight is 7 ng, and the recording resolution is 600 dpi × 600 dpi (however, the recording resolution per pass is 300 dpi × 300 dpi), and the above PET film is identical under the conditions of ejection temperature 35 ° C. Four passes (two passes in the main scanning direction × two passes in the sub scanning direction) were performed to form dots on the recording area. Thus, a solid pattern image having a thickness of 11 μm was printed.
プリンターのキャリッジには上記ラインプリンターに搭載した光源42bと同じLEDを、ヘッドの副走査方向の長さと同じ長さ分設けた。1回のパス当たりの照射エネルギーを40mJ/cm2として、パスごとに仮硬化を行った。プリンターのキャリッジよりも被記録媒体の搬送方向下流に上記ラインプリンターに搭載した光源44と同じLEDを、被記録媒体の幅と同じ長さ分、幅方向に設け、照射エネルギーが400mJ/cm2である紫外線を所定時間照射して、キャリッジよりも被記録媒体の搬送方向下流側に搬送されてきた被記録媒体のベタパターン画像を硬化させた。このようにして、上記ベタパターン画像が硬化した記録物を得た。なお、実施例1と同様、指触試験により画像(塗膜表面)のタック感がなくなったことを確認した。
On the carriage of the printer, the same LED as the
[測定・評価項目]
〔5.吐出安定性評価〕
300個のノズルから、下記の表2及び表3に示す番号のインクを用いて10分間連続印刷を行った(10分間連続で吐出させた。)。印刷開始前に、ノズルから皿にインクを500滴吐出させて1滴当たりの吐出量(質量)を測定し、印刷終了後直ちに、印刷開始前と同様にして1滴当たりの吐出量(質量)を測定した。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表2及び表3に示す。
A:連続印刷中、不吐出ノズルは無かった。印刷開始前のインク滴当たりの吐出量に対する印刷終了後の吐出量の質量の変化が5%以下であった。
B:連続印刷中、不吐出ノズルは無かった。印刷開始前のインク滴当たりの吐出量に対する印刷終了後の吐出量の質量の変化が5%を上回った。
C:連続印刷中、不吐出ノズルがあった。
[Measurement and evaluation items]
[5. Discharge stability evaluation]
Continuous printing was performed for 10 minutes from the 300 nozzles using the ink numbers shown in Table 2 and Table 3 below (the ink was continuously discharged for 10 minutes). Before the start of printing, 500 drops of ink are discharged from the nozzle onto the plate to measure the discharge amount (mass) per drop, and immediately after the end of printing, the discharge amount per drop (mass) in the same manner as before the start of printing Was measured.
Evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3 below.
A: There was no non-ejection nozzle during continuous printing. The change in mass of the discharge amount after the end of printing relative to the discharge amount per ink droplet before the start of printing was 5% or less.
B: There was no non-ejection nozzle during continuous printing. The change in mass of the discharge amount after the end of printing relative to the discharge amount per ink droplet before the start of printing exceeded 5%.
C: There was an ejection failure nozzle during continuous printing.
なお、以下の項目「6.」及び「7.」はいずれも連続印刷後の記録装置内における温度上昇に関する評価であるが、記録装置内の複数個所で当該評価を行うことにより、評価結果の信頼性を高めるものである。そこで、当該記録装置内の複数個所として、ヘッド側であるノズルプレートのノズル面と被記録媒体側であるドラムとを選んだ。 The following items “6.” and “7.” are all evaluations regarding temperature rise in the recording apparatus after continuous printing, but the evaluation results can be obtained by performing the evaluation at a plurality of locations in the recording apparatus. It will increase the reliability. Therefore, the nozzle surface of the nozzle plate on the head side and the drum on the recording medium side were selected as a plurality of locations in the recording apparatus.
〔6.連続印刷後のヘッドのノズル面における温度上昇評価〕
印刷開始前に、ノズルプレートのノズル面に設けた熱電対の温度を測定した。それから10分間連続印刷を行い、連続印刷後に当該熱電対の温度を測定した。そして、印刷開始前の温度及び連続印刷後の温度の差を、連続印刷後のヘッドのノズル面における温度上昇として評価した。
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。なお、表では「連続印刷後のノズル面温度上昇」と略記した。
A:10℃未満であった。
B:10℃以上15℃未満であった。
C:15℃以上であった。
[6. Evaluation of temperature rise on nozzle face of head after continuous printing]
Before the start of printing, the temperature of the thermocouple provided on the nozzle surface of the nozzle plate was measured. Then, continuous printing was performed for 10 minutes, and the temperature of the thermocouple was measured after continuous printing. Then, the difference between the temperature before the start of printing and the temperature after continuous printing was evaluated as the temperature rise at the nozzle surface of the head after continuous printing.
Evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3 below. In the table, it is abbreviated as "the nozzle surface temperature rise after continuous printing".
A: It was less than 10 ° C.
B: 10 ° C. or more and less than 15 ° C.
C: 15 ° C. or higher.
〔7.連続印刷後のドラムにおける温度上昇評価〕
実施例10を除く各実施例及び各比較例は、次のようにして評価を行った。搬送ドラムの表面のうちヘッドと対向し得る位置の表面温度を印刷開始前に測定した。それから10分間連続印刷を行い、印刷開始前と同様に、ヘッドと対向し得る搬送ドラムの表面温度を連続印刷後に測定した。そして、印刷開始前の表面温度及び連続印刷後の表面温度の差を、連続印刷後の搬送ドラムにおける温度上昇として評価した。
一方、実施例10は、ヘッドと対向し得る位置にある、搬送ドラムでなくプラテンの表面温度を、印刷開始前及び連続印刷後に測定した点以外は、上記各実施例及び各比較例と同様にして評価した。
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。なお、表では「連続印刷後のドラム温度上昇」と略記した。また、実施例10の「連続印刷後のドラム温度上昇」は、正確に言えば、連続印刷後のプラテン温度上昇である。
A:10℃未満であった。
B:10℃以上15℃未満であった。
C:15℃以上であった。
[7. Evaluation of temperature rise in drum after continuous printing]
Each Example and each comparative example except Example 10 evaluated as follows. The surface temperature of the surface of the transfer drum which could face the head was measured before the start of printing. Then, continuous printing was performed for 10 minutes, and the surface temperature of the transfer drum that could face the head was measured after continuous printing, as before the start of printing. Then, the difference between the surface temperature before the start of printing and the surface temperature after continuous printing was evaluated as the temperature rise in the transport drum after continuous printing.
On the other hand, Example 10 is the same as the above Examples and Comparative Examples except that the surface temperature of the platen, not the transfer drum, which can be opposed to the head is measured before the start of printing and after continuous printing. It evaluated.
Evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3 below. In the table, it is abbreviated as "the drum temperature rise after continuous printing". In addition, “the drum temperature rise after continuous printing” in the tenth embodiment is exactly the platen temperature rise after continuous printing.
A: It was less than 10 ° C.
B: 10 ° C. or more and less than 15 ° C.
C: 15 ° C. or higher.
〔8.硬化シワ評価〕
上記の各実施例及び各比較例で得られた記録物について、目視で硬化膜(硬化した塗膜)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。
[8. Hardened wrinkle evaluation]
The surface of the cured film (cured coating film) was visually observed for the recorded matter obtained in each of the above Examples and Comparative Examples. Evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3 below.
A: There were no wrinkles at all.
B: Wrinkles were generated in a part of the cured film.
C: Wrinkles were generated on the entire surface of the cured film.
以上の結果より、20℃における粘度が25mPa・s以下であり、かつ、平均重合性不飽和二重結合当量が100〜150である紫外線硬化型インクを、吐出温度が30〜40℃の状態で、ヘッドから被記録媒体に向けて吐出する吐出工程と、被記録媒体に付着したインクを、光源から紫外線を照射して硬化させる硬化工程と、を含むインクジェット記録方法(各実施例)は、そうでない記録方法(各比較例)に比して、硬化性、吐出安定性、及び連続印刷後の温度上昇の抑制のいずれにも優れ、さらに硬化シワの発生も抑制可能であることが分かった。以下、実施例及び比較例ごとに考察を行うが、以下の考察は本発明の範囲を何ら限定するものではない。 From the above results, the UV curable ink having a viscosity of 20 mPa · s or less at 20 ° C. and an average polymerizable unsaturated double bond equivalent of 100 to 150 at an ejection temperature of 30 to 40 ° C. The ink jet recording method (each example) includes a discharge step of discharging from the head toward the recording medium, and a curing step of curing the ink attached to the recording medium by irradiating ultraviolet light from the light source and curing the ink. It was found that the curing property, the ejection stability, and the suppression of the temperature rise after continuous printing were all superior as compared with the recording methods (comparative examples) which are not used, and that the generation of the curing wrinkles can be suppressed. Hereinafter, although examination is given for every Example and a comparative example, the following examination does not limit the scope of the present invention at all.
まず、紫外線硬化型インクの20℃における粘度が25mPa・s以下である場合、硬化性に優れた。また、紫外線硬化型インクの平均重合性不飽和二重結合当量が100以上である場合、インクの保存安定性に優れた。さらに、当該当量が150以下である場合、硬化性に優れた。なお、当該当量が150以下である場合、インクの硬化性に優れるため、複数色のインクを用いて行う実際の印刷の際には、インク同士の混色を防止するための最小限の硬化に必要となる、光源42bからの照射エネルギーをより小さくでき、光源42bからの照射及び光源42bの発熱に起因して、搬送ドラム26の温度が上昇することも低減でき、本発明において好ましいものと推測される。
First, when the viscosity at 20 ° C. of the ultraviolet curable ink was 25 mPa · s or less, the curability was excellent. In addition, when the average polymerizable unsaturated double bond equivalent of the ultraviolet ray curable ink is 100 or more, the storage stability of the ink is excellent. Furthermore, when the said equivalent is 150 or less, it was excellent in curability. When the equivalent weight is 150 or less, the curability of the ink is excellent. Therefore, in the case of actual printing performed using a plurality of colors of ink, it is necessary for the minimum curing to prevent color mixing between the inks. Therefore, the irradiation energy from the
また、紫外線硬化型インクの平均重合性不飽和二重結合当量が100を下回るか、又は吐出温度が40℃を上回る場合、連続印刷後のヘッドのノズル面における温度上昇及び連続印刷後の搬送ドラムにおける温度上昇が顕著であった。より詳しく言えば、平均重合性不飽和二重結合当量が100を下回ると、硬化時の反応熱量が大きいため連続印刷後の記録装置内において温度が大幅に上昇したものと推測される。
連続印刷後の搬送ドラムにおいて温度が大幅に上昇すると、被記録媒体が熱で変形する場合があるため、得られる記録物の品質が劣るという問題が生じる。一方、連続印刷後のヘッドのノズル面において温度が大幅に上昇すると、吐出量の変化が大きくなるため、画像安定性を悪化させるという問題が生じる。これに対し、各実施例によれば、連続印刷後の搬送ドラム及びノズル面の双方における温度上昇を効果的に抑制できるため、上記の問題が生じない。
Also, when the average polymerizable unsaturated double bond equivalent of the ultraviolet curable ink is less than 100 or the discharge temperature exceeds 40 ° C., the temperature rise on the nozzle face of the head after continuous printing and the conveying drum after continuous printing The temperature rise in was remarkable. More specifically, when the average polymerizable unsaturated double bond equivalent is less than 100, it is presumed that the temperature is significantly increased in the recording apparatus after continuous printing because the reaction heat amount at the time of curing is large.
If the temperature of the conveyance drum after continuous printing is significantly increased, the recording medium may be deformed by heat, which causes a problem that the quality of the obtained recording material is inferior. On the other hand, if the temperature is significantly increased at the nozzle surface of the head after continuous printing, the change in the discharge amount becomes large, which causes a problem of deteriorating the image stability. On the other hand, according to each embodiment, since the temperature rise in both the conveyance drum and the nozzle surface after continuous printing can be effectively suppressed, the above problem does not occur.
また、実施例8より、ドラム回転周期(s)をより短くした場合、特に連続印刷後の搬送ドラムにおいて温度が、他の実施例に比して一層上昇した。 Further, according to Example 8, when the drum rotation period (s) was further shortened, the temperature was further raised in the transfer drum after continuous printing, as compared with the other examples.
また、実施例9より、硬化用光源としてLEDに替えてメタルハライドランプを用いた場合、LEDを用いた場合と比べて、連続印刷後の搬送ドラムの温度上昇が大きかった。これは、メタルハライドランプの発熱によりドラムの温度上昇幅が大きかったためと推測される。光源としてメタルハライドランプを用いると、発熱によるドラム温度上昇により被記録媒体が熱で変形する可能性があることや、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ることがある。つまり、LEDを用いることは、連続印刷後の搬送ドラムにおける温度上昇を効果的に抑制できるため好ましく、さらに低発熱及び省スペースの記録装置とできる点でも好ましい。 Moreover, from Example 9, when it changed to LED and used the metal halide lamp as a light source for hardening, compared with the case where LED was used, the temperature rise of the conveyance drum after continuous printing was large. It is presumed that this is because the temperature rise of the drum was large due to the heat generation of the metal halide lamp. When a metal halide lamp is used as the light source, the recording medium may be deformed by heat due to the rise in drum temperature due to heat generation, and since it is a large light source as compared to the LED, an installation space may be required. That is, it is preferable to use the LED because the temperature rise in the transport drum after continuous printing can be effectively suppressed, and it is also preferable from the viewpoint of being able to be a low heat generation and space saving recording apparatus.
また、実施例10より、ラインプリンターでなくシリアルプリンターを用いた場合、ラインプリンターと比べて温度上昇は少なかったものの、記録速度がより小さくなった。つまり、本発明の記録方法によれば、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、硬化シワの発生を効果的に抑制可能な記録を行うことができると推測される。 Also, from Example 10, when a serial printer was used instead of a line printer, the temperature rise was smaller compared to the line printer, but the recording speed was smaller. That is, according to the recording method of the present invention, it is presumed that even when high-speed printing is performed by a line printer, recording capable of effectively suppressing the occurrence of curing wrinkles can be performed.
なお、実施例として示していないが、光源42bのLEDの照射ピーク強度を高くするほど、硬化シワを効果的に抑制することができた。特に、被記録媒体に向けて吐出され付着したインクを最初に照射する光源の照射ピーク強度を、好ましくは500mW/cm2以上、より好ましくは800mW/cm2以上とすることにより、硬化シワを一層効果的に抑制することができた。
In addition, although not shown as an Example, as the irradiation peak intensity of LED of the
また、実施例として示していないが、ドラムの軸側以外、即ちドラムの表面側のドラム半径の半分の材質を、アルミニウム製でなくゴム製とした点以外は、実施例1と同様にして行ったところ、長期使用(6か月)に伴いヒビ割れが生じた。これは、ゴム製ドラムの表面が熱によって劣化したことに起因するものと推測される。したがって、搬送ドラムの材質は金属が好ましいと推測される。 Also, although not shown as an example, it is carried out in the same manner as in Example 1 except that the material of half of the drum radius other than the shaft side of the drum, ie, the surface side of the drum is not aluminum but rubber. As a result, cracking occurred with long-term use (6 months). This is presumed to be due to the fact that the surface of the rubber drum has been deteriorated by heat. Therefore, the material of the transport drum is presumed to be metal.
1…プリンター、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、110…検出器群、120…コントローラー、121…インターフェイス、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,C,M,Y…ヘッド、S…被記録媒体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer, 20 ... conveyance unit, 25A ... upstream side roller, 25B ... downstream side roller, 26 ... conveyance drum, 30 ... head unit, 40 ... irradiation unit, 42a, 42b, 42c, 42d ... irradiation part for temporary hardening, 44: irradiation unit for main curing, 110: detector group, 120: controller, 121: interface, 122: CPU, 123, memory, 124: unit control circuit, 130: computer, K, C, M, Y: head, S: Recording medium.
Claims (11)
前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクを、光源から紫外線を照射して硬化させる硬化工程と、を含み、
前記硬化工程が仮硬化用照射部から紫外線を照射する工程と、本硬化用照射部から紫外線を照射する工程と、を有する、
インクジェット記録方法。 A monofunctional (meth) acrylate having a viscosity at 25 ° C. of 25 mPa · s or less and an average polymerizable unsaturated double bond equivalent of 100 to 150 and an aromatic ring skeleton is used as the total mass of the ink Bis containing 20 to 40% by mass and containing 20 to 48% by mass of a bifunctional or higher functional (meth) acrylate based on the total mass of the ink, which is an acyl phosphine oxide compound as a photopolymerization initiator Discharging the ultraviolet curable ink containing (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide from the head toward the recording medium at a discharge temperature of 30 to 40 ° C .;
Curing the UV curable ink attached to the recording medium by irradiating the UV from a light source and curing the UV curable ink;
The curing step includes a step of irradiating ultraviolet rays from the irradiation portion for temporary curing, and a step of irradiating ultraviolet rays from the irradiation portion for main curing,
Ink jet recording method.
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