JP7267526B2 - 活性エネルギー線硬化性インクジェットインク、印刷物、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを用いて製造した印刷物100の斜視図である。図1に示されるように、活性エネルギー線硬化性インクジェットインク103は、インクジェット記録装置等を用いて、インクジェット方式により、基材101上に形成される。基材101上に形成された活性エネルギー線硬化性インクジェットインク103は、ローマ字Dを横書きした形状を有している。図1に示されるように、活性エネルギー線硬化性インクジェットインク103は、基材101に直接印刷されていてもよいし、基材にあらかじめ施されたローマ字Dを横書きした下地印刷102の上に印刷されていてもよい。
活性エネルギー線硬化性インクジェットインク103は、基材101を平面から視た場合において、基材101上の一定の範囲に均一な塗膜を形成し、かつ、基材101を断面から視た場合において、基材101の垂直方向に一定の厚みを有する立体的形状を備えている。
ンクの吐出後の良好な液滴形成性、かつ、当該液滴が当該基材に着弾後、エネルギー線照射後に硬化されて形成される画像の品質を考慮して、調整される。本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの表面張力は、19~33mN/mに調整されている。この表面張力は、各基材に合わせて、成分(C)の表面張力調整剤を用いて、その種類と含有量を適宜変更することによって、所定の範囲に調整される。
1.0 <[X]-[Y]< 15.0 mN/m
このように、本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、基材または基材上の下地印刷を含めた基材とのベストマッチングを図って、上塗り印刷を実現するために、基材の表面張力を規定している。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、(A)成分を含有する。活性エネルギー線硬化性インクジェットインクに含有される(A)成分である活性エネルギー線硬化性モノマーは、基材に塗布され、活性エネルギー線が照射されると重合反応により硬化する成分である。なお、活性エネルギー線とは、紫外線(UV)、電子線(EB)等のエネルギー線をいう。
)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、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジアクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のジアクリレートを例示することができるが、これらに限定されるものではない。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、(B)成分を含有する。(B)成分を構成する光重合開始剤は、基材に塗布された活性エネルギー線硬化性モノマーの重合反応を開始させる成分である。
示することができるが、これに限定されない。
(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等を例示することができるが、これに限定されない。増感剤は、活性エネルギー線硬化性モノマーと付加反応を起こさないアミン類である。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、(C)成分を含有する。(C)成分を構成する表面張力調整剤は、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの表面張力を所定の範囲に調整するためのアルコール類、グリコールエーテル類等の有機溶媒、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、変性シリコーンオイル等である。表面張力調整剤としては、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの表面張力を調整することができ、セルフレベリング性を向上させ、当該インクの性質を損なうことがないものであれば、特に制限されるものではない。表面張力調整剤としては、イオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤が少量の添加によって表面張力を調整することができるため好ましい。
さらに、本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、その他の成分として、着色剤を含有していてもよい。着色剤の添加量を調整することにより、当該着色剤を含有した活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを、有色ではあるが透明性を有するものとすることができるし、有色非透明とすることもできる。活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが着色剤を含有している場合、着色剤が含有された活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、基材上に印刷されたグラフィック、文字、写真等の下地印刷をコーティングするオーバーコートインクとして用いることができるし、基材を直接コーティングするインクとして用いることもできる。なお、本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが着色剤を含有していない場合は、当該インクは無色透明性を有する。
以下、図面を参照して、本実施形態のインクジェット記録装置について説明する。なお、以下の説明では便宜上、インクジェット記録装置における用紙搬送方向上流側を単に「上流側」、用紙搬送方向下流側を単に「下流側」と表現することがある。
前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの35℃における粘度が3.0~6.0mPa・sである、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクをインクジェットヘッドユニット223から吐出して、あらかじめ施された下地印刷上への上塗り印刷処理を実行する。
ただし、ヒーターの形状や配置位置によっては、吐出時のインクの温度を正確に35℃に制御することができず、1~3℃程度で変動する場合がある。また、インクの温度は、吐出後に基板に着弾するまでの間、周囲温度に応じて1~3℃程度変動することがある。さらに、着弾後の媒体の温度によっても、インクの温度が1~3℃程度変動することがある。このような場合、インクの温度が変動しても、本発明のインクの粘度が低いため、吐出安定性やセルフレベリング性が低下することがない。
本実施形態のインクジェット記録装置には、以下のインクジェットインク用洗浄液を使用することができる。インクジェット記録装置のインクジェットヘッドは、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを基材に向けて吐出する。上塗り印刷処理を完了した後、インクジェットヘッドには、基板に吐出されなかった活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが残留する。インクジェットヘッドに残留した活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、当該インクジェットヘッドの詰まり、インク吐出量の減少、故障等の不具合の原因となる。このような、インクジェットヘッドの不具合を回避するためには、インクジェットヘッドを洗浄するためのインクジェットインク用洗浄液が必要となる。インクジェットインク用洗浄液をインクジェットヘッドに適用することによって、残留する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが洗浄される。その結果、インクジェットヘッドには、残留する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが存在しない。すなわち、インクジェットインク用洗浄液によって、インクジェットヘッドの状態を常に良好な状態に維持することができ、インクジェット記録装置の性能を維持することができる。
チルフェノール)、2,2'-メチレンビス(4-エチル-6-ブチルフェノール)、お
よび4,4'-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)等のフェノール化合
物、p-ベンゾキノン、アントラキノン、ナフトキノン、フェナンスラキノン、p-キシロキノン、p-トルキノン、2,6-ジクロロキノン、2,5-ジフェニル-p-ベンゾキノン、2,5-ジアセトキシ-p-ベンゾキノン、2,5-ジカプロキシ-p-ベンゾキノン、2,5-ジアシロキシ-p-ベンゾキノン、ヒドロキノン、2,5-ジーブチルヒドロキノン、モノ-t-ブチルヒドロキノン、モノメチルヒドロキノン、および2,5-ジ-t-アミルヒドロキノン等のキノン化合物、フェニル-β-ナフチルアミン、p-ベンジルアミノフェノール、ジ-β-ナフチルパラフェニレンジアミン、ジベンジルヒドロキシルアミン、フェニルヒドロキシルアミン、フェノチアジン、およびジエチルヒドロキシルアミン等のアミン化合物、ジニトロベンゼン、トリニトロトルエン、およびピクリン酸などのニトロ化合物、キノンジオキシムおよびシクロヘキサノンオキシム等のオキシム化合物、フェノチアジン等の硫黄化合物等を例示することができる。
以下、本実施形態のインクジェット記録方法について説明する。インクジェット記録方法は、本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクおよびインクジェット記録装置を用いて、実現される。すなわち、本実施形態のインクジェット記録方法は、搬送エレメントにより基材を搬送する工程と、
前記搬送エレメントにより搬送された前記基材に対向してノズルが設けられたインクジェットヘッドにより、以下の(A)~(C)成分(A)活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/または活性エネルギー線硬化性オリゴマー(B)光重合開始剤(C)表面張力調整剤を含有する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクであって、
前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの35℃における粘度が3.0~6.0mPa・sである活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを前記基材に向けて吐出する工程と、
前記基材に前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが塗布される工程と、
前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが塗布された前記基材に対して、活性エネルギー線を照射することによって、前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを硬化する工程と、を備えたことを特徴とする。
本実施形態のインクジェット記録方法は、搬送エレメントにより基材を搬送する工程を備える。インクジェット記録装置が備えている搬送エレメントは、基材テーブル、基材供給機構等を用いて、上塗り印刷処理の対象となる基材を搬送する。
次に、本実施形態のインクジェット記録方法は、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを基材に向けて吐出する工程を備える。上記説明した基材を搬送する工程により、基材供給機構により搬送された基材は、搬送路に沿って搬送される。
前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの35℃における粘度が3.0~6.0mPa・sである、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが吐出される。インクジェットヘッドは、搬送エレメントの上流側から搬送された基材にあらかじめ施された下地印刷に重ねるように、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを吐出する。
また、本実施形態のインクジェット記録方法は、基材に活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが塗布される工程を備えている。インクジェットヘッドから基材に向けて吐出された活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、基材に着弾する。基材に着弾した当該インクは、35℃における粘度が3.0~6.0mPa・sであるので、基材上において、セルフレベリング性を有する。このため、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクは、基材上において、当該インクからなる均一な塗膜を形成する。
最後に、本実施形態のインクジェット記録方法は、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを硬化する工程を備える。基材上に形成された塗膜は、活性エネルギー源から照射される紫外線等の活性エネルギー線を受ける。
以下、本発明を実施例によって、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。
(活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの製造)
以下の(A)~(C)成分を含有する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを製造した。
さらに、上記(A)成分に活性エネルギー線硬化性オリゴマーを添加した。(活性エネルギー硬化性オリゴマー)成分:・アミン変性ポリエーテルアクリレート(EBECRYL80〔商品名〕、ダイセル・オルネクス社製粘度3000mPa・s(25℃)、「EBE80」と略記した。)を10重量部添加した。
実施例1で得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの粘度および表面張力を測定した。具体的には、実施例1において製造した活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの25℃、および35℃の粘度を東機産業社製粘度測定器:RE-85Lを用いて、定法に従って測定した。また、実施例1で得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの25℃の表面張力を英弘精機社製表面張力測定器:SITA t60を用いて、定法に従って、測定した。
実施例1で得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクをインクジェットヘッドに装着し、本実施形態のインクジェット実施形態記録装置を用いて、基材に印刷を行なった。インクジェット記録装置は、インクジェットヘッド加熱機能を有し、UV照射機能を備えたライン型ピエゾ式インクジェットプリンターである。
実施例1で得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを用いて得られた印刷物を観察することにより、活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの評価を行なった。活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの評価は、印刷物の(a)画像の抜け、(b)画像のにじみの両面から行なった。併せて、インクジェット記録装置からの吐出安定性を含めて、(c)活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの総合評価を行なった。
画像の抜けの評価は、以下の基準により、行なった。
○:印刷物全面にわたって、画像の点抜けおよび画像の線抜けが全くなく、インクによる均一な塗膜が形成されている。△:印刷物の50mm×50mmのベタ部において、画像の点抜けが1~10箇所、または、画像の線抜け1~2本が発生している。×:印刷物の50mm×50mmのベタ部において、画像の点抜けが10箇所以上、または、画像の線抜け3本以上が発生している。
画像のにじみの評価は、以下の基準により、行なった。記録物A、および記録物Bに4ポイント(1.41mm)の線(塗膜厚み30μm)を印刷し、印刷後の線の太り割合を
評価した。
○:活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの吐出安定性が良好であり、印刷物の品質が満足できる記録物である。×:活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの吐出安定性が良好ではなく、印刷物の品質が満足できない記録物である。
実施例1において製造された活性エネルギー線硬化性インクジェットインクに含有される(A)~(C)成分の種類、配合割合を変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2~8の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを製造した。また、実施例2~8で得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの粘度および表面張力を実施例1と同様にして測定した。
。)、ブチルシクロヘキサノールアクリレート(SR217 NS〔商品名〕、SARTOMER
社製、粘度9mPa・s(25℃)、「SR217」と略記した。)、イソボルニルアク
リレート(IBXA〔商品名〕、大阪有機化学工業社製、粘度7.7mPa・s(25℃)、「IBXA」と略記した。)実施例4、6~8においては、以下のポリマー成分を配合した。
実施例2~8において、得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの組成、粘度および表面張力の物性を表1に示した。なお、実施例2~8において、得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの35℃における粘度は、4.2~6.0mPa・sであった。
比較例1~3において製造された活性エネルギー線硬化性インクジェットインクに含有される(A)~(C)成分の種類、配合割合を変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例1~3の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを製造した。また、比較例1~3で得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの粘度および表面張力を実施例1と同様にして測定した。
比較例1~3において、得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの組成、粘度および表面張力の物性を表1に示した。なお、比較例1~3において、得られた活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの35℃における粘度は、3.0~6.0mPa・sの範囲に含まれないものであった。具体的には、比較例1(2.9mPa・s)、比較例2(6.2mPa・s)、比較例3(7.1mPa・s)であった。
[態様1]
以下の(A)~(C)成分
(A)活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/または活性エネルギー線硬化性オリゴマー
(B)光重合開始剤
(C)表面張力調整剤
を含有する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクであって、
前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの35℃における粘度が3.0~6.0mPa・sである活性エネルギー線硬化性インクジェットインクである。
[態様2]
25℃における粘度が、4.5~9.0mPa・sである態様1に係る活性エネルギー線硬化性インクジェットインクである。
[態様3]
表面張力が、19~33mN/mである態様1に係る活性エネルギー線硬化性インクジェットインクである。
[態様4]
25℃における粘度が、2.0~8.0mPa・sである前記(A)活性エネルギー線硬化性モノマーを少なくとも50重量%以上含有する態様1に係る活性エネルギー線硬化性インクジェットインクである。
[態様5]
さらに、着色剤を含有し、有色透明性または無色透明性を有する態様1に係る活性エネルギー線硬化性インクジェットインクである。
[態様6]
基材上に、態様1~5のいずれか1つの態様に係る活性エネルギー線硬化性インクジェットインクにより画像または塗膜を形成した後、前記画像または前記塗膜に活性エネルギー線を照射することによって形成された印刷物である。
[態様7]
基材を搬送する搬送エレメントと、
前記搬送エレメントにより搬送された前記基材に対し、ノズルから、以下の(A)~(C)成分
(A)活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/または活性エネルギー線硬化性オリゴマー
(B)光重合開始剤
(C)表面張力調整剤
を含有する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクであって、
前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの35℃における粘度が3.0~6.0mPa・sである活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを前記基材に向けて吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出される前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの吐出時の温度を35~40℃に保って、前記インクジェットヘッドから吐出された前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが塗布された前記基材に対して、活性エネルギー線と、
を照射する活性エネルギー源を備えたインクジェット記録装置である。
[態様8]
前記インクジェットヘッドは、前記搬送エレメント上に配置され、
前記搬送エレメントによって搬送される前記基材の搬送直交方向に前記ノズルが列設されている態様7に係るインクジェット記録装置である。
[態様9]
搬送エレメントにより基材を搬送する工程と、
前記搬送エレメントにより搬送された前記基材に対向してノズルが設けられたインクジェットヘッドにより、以下の(A)~(C)成分
(A)活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/または活性エネルギー線硬化性オリゴマー
(B)光重合開始剤
(C)表面張力調整剤
を含有する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクであって、前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの35℃における粘度が3.0~6.0mPa・sである活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを前記基材に向けて吐出する工程と、
前記基材に前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが塗布される工程と、
前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが塗布された前記基材に対して、活性エネルギー線を照射することによって、前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを硬化される工程と、
を含むインクジェット記録方法である。
[態様10]
前記基材上において、前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクからなる均一な塗膜を形成する工程をさらに含む態様9に係るインクジェット記録方法である。
Claims (10)
- 以下の(A)~(C)成分
(A)活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/または活性エネルギー線硬化性オリゴマー
(B)光重合開始剤
(C)表面張力調整剤
を含有する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクであって、
35℃における粘度が3.0~6.0mPa・s、且つ、25℃における粘度が4.5~9.0mPa・sで、有色透明性または無色透明性を有し、
下地印刷された基材に35℃の状態で塗布されることで、基材を断面から視た場合に垂直方向に盛り上がった立体的形状の画像または塗膜を前記基材の表面に形成する活性エネルギー線硬化性インクジェットインク。 - 請求項1の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクにおいて、
前記(C)表面張力調整剤として、活性エネルギー線硬化性インクジェットインク100重量部に対して、0.05~1.0重量部の範囲で含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性インクジェットインク。 - 表面張力が、19~33mN/mである請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化性インクジェットインク。
- 25℃における粘度が、2.0~8.0mPa・sである前記(A)活性エネルギー線硬化性モノマーを少なくとも50重量%以上含有する請求項1乃至3の何れかに記載の活性エネルギー線硬化性インクジェットインク。
- インクを塗布する基材の表面張力「X」mN/mと、インクの表面張力「Y」mN/mとが、
「1.0mN/m<[X]-[Y]<15.0mN/m」の関係を満たす請求項1乃至4の何れかに記載の活性エネルギー線硬化性インクジェットインク。 - 基材上に、請求項1~5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性インクジェットインクにより画像または塗膜を形成した後、前記画像または前記塗膜に活性エネルギー線を照射することによって形成された印刷物。
- 下地印刷された基材を搬送する搬送エレメントと、
前記搬送エレメントにより搬送された前記基材に対し、ノズルから、以下の(A)~(C)成分
(A)活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/または活性エネルギー線硬化性オリゴマー
(B)光重合開始剤
(C)表面張力調整剤
を含有する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクであって、35℃における粘度が3.0~6.0mPa・s、且つ、25℃における粘度が4.5~9.0mPa・sで、
有色透明性または無色透明性を有し、前記基材に塗布されることで、基材を断面から視た場合に垂直方向に盛り上がった立体的形状の画像または塗膜を前記基材の表面に形成する前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを、前記基材に向けて35℃の状態で吐出して画像を形成するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出される前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの吐出時の温度を35~40℃に保って、前記インクジェットヘッドから吐出された前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが塗布された前記基材に対して、活性エネルギー線と、を照射する活性エネルギー源を備えたインクジェット記録装置。 - 前記インクジェットヘッドは、前記搬送エレメント上に配置され、
前記搬送エレメントによって搬送される前記基材の搬送直交方向に前記ノズルが列設されている請求項7に記載のインクジェット記録装置。 - 下地印刷された基材を搬送エレメントにより搬送する工程と、
前記搬送エレメントにより搬送された前記基材に対向してノズルが設けられたインクジェットヘッドにより、以下の(A)~(C)成分
(A)活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/または活性エネルギー線硬化性オリゴマー
(B)光重合開始剤
(C)表面張力調整剤
を含有する活性エネルギー線硬化性インクジェットインクであって、35℃における粘度が3.0~6.0mPa・s、且つ、25℃における粘度が4.5~9.0mPa・sで、有色透明性または無色透明性を有し、前記基材に塗布されることで、基材を断面から視た場合に垂直方向に盛り上がった立体的形状の画像または塗膜を前記基材の表面上に形成する前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを、前記基材に向けて35℃の状態で吐出する工程と、
前記基材に前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを塗布して画像が形成される工程と、
前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクが塗布された前記基材に対して、活性エネルギー線を照射することによって、前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクを硬化される工程と、を含むインクジェット記録方法。 - 前記基材上において、前記活性エネルギー線硬化性インクジェットインクからなる均一な塗膜を形成する工程をさらに含む請求項9に記載のインクジェット記録方法。
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