JP7367515B2 - 印刷物の製造方法、及び印刷物の製造装置 - Google Patents
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Description
また、エンボス加工に関する技術としては、例えば、発泡用水性塗料からなる発泡樹脂層と、発泡抑制インキにより印刷された部分を有する印刷インキ層と、紫外線硬化層とからなる発泡シートを、ケミカルエンボス法により提供する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
加えて、ケミカルエンボス法については、ポリ塩化ビニル樹脂パウダー、多官能ビニルモノマー、及び発泡剤を含む発泡性組成物の膜上に、無水トリメリット酸等の発泡抑制剤を含むインキを用いて、凹ませたい部分(凹部)を印刷した後、表面層を形成して化粧材を製造する技術が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
本発明の印刷物の製造方法は、体積膨張剤及び重合性化合物を含有する硬化型組成物を付与して体積膨張層を形成する体積膨張層形成工程と、体積膨張抑制剤を含有する体積膨張抑制剤組成物を少なくとも2種以上インクジェット方式で前記体積膨張層の液面に付与する体積膨張抑制剤組成物付与工程と、活性エネルギー線の照射により前記体積膨張層を硬化させる硬化工程と、前記体積膨張層を加熱することにより体積膨張させる体積膨張工程と、を含み、2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物の各々が、前記体積膨張抑制剤として多官能モノマーを含有する印刷物の製造方法であり、更に必要に応じてその他の工程を含む。
また、特許文献2及び特許文献3に記載の従来技術では、耐久性、低体積膨張層膜厚で高い意匠性を付与するという問題は解決できていない。
体積膨張剤(発泡剤)を含む体積膨張層(発泡層)の、任意の場所に、多官能モノマーを含む体積膨張抑制剤(発泡抑制剤)を塗布することにより、凹凸のオンオフ制御を行うことができる。この多官能モノマーはエネルギーの付与により3次元架橋するので、体積膨張層の体積膨張させたくない箇所に多官能モノマーを付与し、活性エネルギー線を照射して硬化させることで体積膨張のオンオフを制御でき、印刷物に優れた凹凸形状による意匠性を付与することができる。
低体積膨張層膜厚で凹凸差のある形状が形成できる理由としては、体積膨張層に高発泡倍率である(高い発泡性がある)熱可塑性ポリマーセルを用い、多官能モノマーを含む抑制剤をインクジェット法でパターニングすることで、低膜厚高発泡で高い凹凸差を付与できる。
また、高意匠な凹凸パターンが形成できる理由については、体積膨張抑制剤を含有する体積膨張抑制剤組成物を少なくとも2種以上用いることにより、硬化型組成物と各体積膨張抑制剤組成物の親和性を変化させ、体積膨張抑制剤組成物の体積膨張層中での浸透状態をコントロールすることが可能になると考えられる。それによって、凹凸の鋭さ、滑らかさをコントロールすることができ、高解像度な凹凸ラインや緩やかで高低差のある凹凸を形成することができる。
体積膨張層形成工程は、体積膨張剤及び重合性化合物を含有する硬化型組成物を付与して体積膨張層を形成する工程である。
体積膨張層形成手段は、体積膨張剤及び重合性化合物を含有する硬化型組成物を付与して体積膨張層を形成する手段である。
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プラスチックフィルム、合成繊維からなる合成紙、不織布等のシート、建築用材料などが挙げられる。これらの中でも、耐久性を有する基材が好ましく、建築用材料がより好ましい。
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然紙、合成紙等の紙、プラスチックフィルム、不織布、布、木材、金属薄膜などが挙げられる。
前記プラスチックフィルムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、強度の点から、一軸又は二軸延伸されていることが好ましい。
体積膨張層の平均厚みが25μm以上であると、凹凸差のある体積膨張層を形成することができ、優れた凹凸形状による意匠性を付与することができる。
体積膨張層の体積膨張後の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100μm以上が好ましく、310μm以上がより好ましく、400μm以上が更に好ましく、400μm以上2,000μm以下が特に好ましい。
体積膨張後の平均厚みが100μm以上であると、体積膨張抑制剤による凹凸差のある体積膨張層を形成することができ、優れた凹凸形状による意匠性を付与することができる。
硬化型組成物は、体積膨張剤及び重合性化合物を含有し、必要があれば重合開始剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
硬化型組成物としては、熱硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型組成物などが挙げられるが、凹凸形状による意匠性の高い印刷物が得られる点から、活性エネルギー線硬化型組成物がより好適である。
体積膨張剤としては、熱膨張性マイクロカプセル又は熱分解性体積膨張剤が用いられる。これらの中でも、高体積膨張倍率を有し、均一で小さい独立気泡を形成できる点から、熱膨張性マイクロカプセルが好ましい。なお、体積膨張剤は発泡剤と称することもある。
有機系体積膨張剤としては、例えば、アゾジカルボン酸アミド(ADCA)、アゾビスイソブチルニトリル(AIBN)、p,p’-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-重合性化合物-
重合性化合物としては、単官能モノマー及び多官能モノマーを含む。
単官能モノマーは、ビニル基、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を分子構造中に1つ有する。
単官能モノマーとしては、例えば、γ-ブチロラクトン(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ホルマール化トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリル酸安息香酸エステル、(メタ)アクリロイルモルフォリン、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジシクロペンタジエンビニルエーテル、トリシクロデカンビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、エチルオキセタンメチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、エトキシ(4)ノニルフェノール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、2-アクリロイルオキシプロピルフタル酸などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ガラス転移温度(Tg)が高く、堅牢性が良好な点から、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-アクリロイルオキシプロピルフタル酸が好ましい。
単官能モノマーの含有量は、硬化型組成物の全量に対して、80質量%以上99.5質量%以下が好ましく、90質量%以上95質量%以下がより好ましい。
多官能モノマーは、ビニル基、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を分子構造中に2つ以上有する化合物である。
多官能モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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クリレート〔CH2=CH-CO-(OC2H4)n-OCOCH=CH2(n≒9)、同(n≒14)、同(n≒23)〕、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクレート〔CH2=C(CH3)-CO-(OC3H6)n-OCOC(CH3)=CH2(n≒7)〕、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(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、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、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、プロピレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセリルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルテトラ(メタ)アクリレート、ポリエステルペンタ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、ポリウレタンジ(メタ)アクリレート、ポリウレタントリ(メタ)アクリレート、ポリウレタンテトラ(メタ)アクリレート、ポリウレタンペンタ(メタ)アクリレート、ポリウレタンポリ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、エトキシ化(4)ビスフェノールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
硬化型組成物における多官能モノマーの含有量は、重合性化合物の全量に対して、10質量%以下であり、1質量%以下が好ましい。また、多官能モノマーの含有量は、重合性化合物の全量に対して、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。多官能モノマーの含有量は、重合性化合物の全量に対して、10質量%以下であると、意匠性(体積膨張性)と堅牢性を両立できるという利点がある。
重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。これらの中でも、凹凸形状による意匠性及び画像品質の耐久性の点から、光重合開始剤がより好ましい。
光重合開始剤としては、活性エネルギー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、重合性化合物の重合を開始させることが可能なものであればよい。このような重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤、塩基発生剤等を、1種単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができ、これらの中でも、ラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。
重合開始剤の含有量は、十分な硬化速度を得るために、硬化型組成物の全量に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
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(例えば、チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物等)、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、アルキルアミン化合物などが挙げられる。
重合促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p-ジエチルアミノアセトフェノン、p-ジメチルアミノ安息香酸エチル、p-ジメチルアミノ安息香酸-2-エチルヘキシル、N,N-ジメチルベンジルアミン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミン化合物などが挙げられる。
重合促進剤の含有量は、特に制限はなく、使用する重合開始剤やその量に応じて適宜設定すればよい。
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、充填剤、体積膨張促進剤、分散剤、色材、有機溶媒、ブロッキング防止剤、増粘剤、防腐剤、安定剤、脱臭剤、蛍光剤、紫外線遮断剤などが挙げられる。
前記充填剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化第一鉄、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸鉛、珪砂、クレー、タルク、シリカ類、二酸化チタン、珪酸マグネシウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが好ましい。
体積膨張促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ナフテン酸亜鉛、酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、2-エチルペンタン酸亜鉛、2-エチル-4-メチルペンタン酸亜鉛、2-メチルヘキサン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛、イソオクチル酸亜鉛、n-オクチル酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、イソデカン酸亜鉛、n-デカン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、イソステアリン酸亜鉛、12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛、ベヘン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、リノ一ル酸亜鉛、リノレイン酸亜鉛、リシノール酸亜鉛、安息香酸亜鉛、o、m又はp-トルイル酸亜鉛、p-t-ブチル安息香酸亜鉛、サリチル酸亜鉛、フタル酸亜鉛、フタル酸モノアルキル(C4~18)エステルの亜鉛塩、デヒドロ酢酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、アミノクロトン酸亜鉛、2-メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、ジンクピリチオン、尿素又はジフェニル尿素の亜鉛錯体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
増粘剤としては、例えば、ポリシアノアクリレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリアクリル酸アルキルエステル、ポリメタクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。
防腐剤は、従来から使用されモノマーの重合を開始させないもの、例えば、ソルビン酸カリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、クロロクレゾールなどが挙げられる。
安定剤は、貯蔵中のモノマーの重合を抑制する目的を果たし、アニオン性安定剤、フリーラジカル安定剤などが挙げられる。
アニオン性安定剤としては、例えば、メタリン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アルキルスルホン酸、五酸化リン、塩化鉄(III)、酸化アンチモン、2,4,6-トリニトロフェノール、チオール、アルキルスルホニル、アルキルスルホン、アルキルスルホキシド、亜硫酸アルキル、スルトン、二酸化硫黄、三酸化硫黄などが挙げられる。
フリーラジカル安定剤としては、例えば、ヒドロキノン、カテコール、又はこれらの誘導体などが挙げられる。
また、硬化型組成物の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、25℃において、50mPa・s以上1,000mPa・s以下であることが好ましく、100mPa・s以上500mPa・s以下であることがより好ましい。硬化型組成物の25℃における粘度が50mPa・s以上1,000mPa・s以下であることにより、体積膨張層における体積膨張抑制剤の浸透性及び体積膨張層の均一性などの品質を向上することができる。
なお、上記粘度は、東機産業株式会社製コーンプレート型回転粘度計VISCOMETER TVE-22Lにより、コーンロータ(1°34’×R24)を使用し、回転数50rpm、恒温循環水の温度を20℃~65℃の範囲で適宜設定して測定することができる。循環水の温度調整にはVISCOMATE VM-150IIIを用いることができる。
本発明に用いられる硬化型組成物は、上述した各種成分を用いて調製することができ、その調製手段や条件については特に限定されない。
体積膨張抑制剤組成物付与工程は、体積膨張抑制剤を含有する体積膨張抑制剤組成物を少なくとも2種以上インクジェット方式で前記体積膨張層の液面に付与する工程である。
体積膨張抑制剤組成物付与手段は、体積膨張抑制剤を含有する体積膨張抑制剤組成物を少なくとも2種以上インクジェット方式で前記体積膨張層の液面に付与する手段である。
体積膨張抑制剤組成物付与工程においては、体積膨張層の体積膨張させたくない箇所に体積膨張抑制剤組成物を付与する。
前記多官能モノマーとしては、上記体積膨張剤組成物における多官能モノマーと同様のものを用いることができ、例えば、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレ-ト、1,3-ブチレングリコールジ(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、ジエチレンクリコールジ(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、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。また、異なる多官能モノマーの混合物、多官能モノマーと単官能モノマーの混合物や、多官能を有するオリゴマーと単官能モノマーの混合物、単官能モノマー、多官能モノマー、多官能を有するオリゴマーとの混合物を用いることができる。
体積膨張抑制剤組成物が体積膨張抑制剤として多官能モノマーを含有することにより、多官能重合性化合物はエネルギー付与により3次元架橋するので、体積膨張層の任意の場所に多官能重合性化合物を付与しエネルギーを付与することで体積膨張のオンオフを制御でき、印刷物に優れた凹凸形状による意匠性を付与することができるという利点がある。
表面張力調整剤としては、表面張力を調整可能であり、活性エネルギー線硬化型材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、BYK-3550(ビックケミー社製)、BYK-3990(ビックケミー社製)、BYK35600(ビックケミー社製)などが挙げられる。
インクジェット方式としては、例えば、吐出ヘッドの駆動方式としては、PZT等を用いた圧電素子アクチュエータ、熱エネルギーを作用させる方式、静電気力を利用したアクチュエータなどを利用したオンデマンド型のヘッドを用いることもできるし、連続噴射型の荷電制御タイプのヘッドなどを用いることもできる。
体積膨張抑制剤組成物の付与量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、体積膨張層の表面積に対して、0.014μL/cm2以上2.8μL/cm2以下が好ましい。
0≦〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕≦5mN/m (1)
〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕>5mN/m (2)
2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの1つの前記体積膨張抑制剤組成物と前記硬化型組成物が上記関係式(1)を満たすと、体積膨張抑制剤組成物と硬化型組成物の親和性が向上し、体積膨張抑制剤組成物の体積膨張層中での浸透状態をコントロールすることが可能になる。また、2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの他の少なくとも1つの前記体積膨張抑制剤組成物と前記硬化型組成物が上記関係式(2)を満たすと、体積膨張抑制剤組成物の体積膨張層中での浸透状態を大きく変化させることができ、体積膨張時の形状を大きく変化させることができる。
体積膨張抑制剤組成物及び硬化型組成物の静的表面張力は、例えば、協和界面化学株式会社製の自動表面張力計DY-300のプレート法により測定することができる。
色材層形成工程は、色材を含有する色材組成物を付与して色材層を形成する工程である。
色材層形成手段は、色材を含有する色材組成物を付与して色材層を形成する手段である。
前記色材組成物は、色材を含有し、凹凸形状による意匠性及び画像品質の耐久性の点から、重合性化合物及び重合開始剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
色材としては、本発明における色材組成物の目的や要求特性に応じて、ブラック、ホワイト、マゼンタ、シアン、イエロー、グリーン、オレンジ、金や銀等の光沢色などを付与する種々の顔料や染料を用いることができる。
色材の含有量は、所望の色濃度や組成物中における分散性等を考慮して適宜決定すればよく、特に限定されないが、色材組成物の全量に対して、0.1質量%以上20質量%以下が好ましく、1質量%以上10質量%以下がより好ましい。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができ、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機顔料としては、例えば、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、酸化チタンなどが挙げられる。
有機顔料としては、例えば、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(例えば、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料などが挙げられる。
また、顔料の分散性をより良好なものとするため、分散剤を更に含んでもよい。
分散剤としては、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物を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。
染料としては、例えば、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り、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合性化合物としては、上記体積膨張層における硬化型組成物の重合性化合物と同様のものを用いることができる。
重合開始剤としては、上記体積膨張層における硬化型組成物の重合開始剤と同様のものを用いることができる。
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機溶媒、界面活性剤、重合禁止剤、レべリング剤、消泡剤、蛍光増白剤、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、定着剤、粘度安定化剤、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、増粘剤などが挙げられる。
本発明に用いられる色材組成物は、有機溶媒を含んでもよいが、可能であれば含まない方が好ましい。有機溶媒、特に揮発性の有機溶媒を含まない(VOC(Volatile Organic Compounds)フリー)組成物であれば、当該組成物を扱う場所の安全性がより高まり、環境汚染防止を図ることも可能となる。なお、「有機溶媒」とは、例えば、エーテル、ケトン、キシレン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、トルエンなどの一般的な非反応性の有機溶媒を意味するものであり、反応性モノマーとは区別すべきものである。また、有機溶媒を「含まない」とは、実質的に含まないことを意味し、0.1質量%未満であることが好ましい。
本発明に用いられる色材組成物は、上述した各種成分を用いて作製することができ、その調製手段や条件は特に限定されないが、例えば、色材としての顔料、分散剤等をボールミル、キティーミル、ディスクミル、ピンミル、ダイノーミルなどの分散機に投入し、分散させて顔料分散液を調製し、当該顔料分散液に、更に重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤などを混合させることにより調製することができる。
本発明に用いられる色材組成物の粘度は、用途や適用手段に応じて適宜調整すればよく、特に限定されないが、例えば、当該組成物をノズルから吐出させるような吐出手段を適用する場合には、20℃から65℃の範囲における粘度、望ましくは25℃における粘度が3mPa・s以上40mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上15mPa・s以下がより好ましく、6mPa・s以上12mPa・s以下が特に好ましい。また当該粘度範囲を、上記有機溶媒を含まずに満たしていることが特に好ましい。なお、上記粘度は、上記硬化型組成物の粘度の測定方法と同様の方法で測定できる。
インクジェット方式としては、例えば、吐出ヘッドの駆動方式としては、PZT等を用いた圧電素子アクチュエータ、熱エネルギーを作用させる方式、静電気力を利用したアクチュエータなどを利用したオンデマンド型のヘッドを用いることもできるし、連続噴射型の荷電制御タイプのヘッドなどを用いることもできる。
硬化工程は、活性エネルギー線の照射により、前記体積膨張層を硬化させる工程である。
硬化手段は、活性エネルギー線の照射により、前記体積膨張層を硬化させる手段である。
活性エネルギー線としては、紫外線の他、電子線、α線、β線、γ線、X線等の、組成物中の重合性成分の重合反応を進める上で必要なエネルギーを付与できるものであればよく、特に限定されない。特に高エネルギーな光源を使用する場合には、重合開始剤を使用しなくても重合反応を進めることができる。また、紫外線照射の場合、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。更に、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)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、紫外線光源として好ましい。
電子線の場合には、硬化させたい電子線照射装置から最も遠い箇所に15kGy以上の線量となる加速電圧であることが好ましい。
体積膨張工程は、体積膨張層を加熱することにより体積膨張させる工程である。
体積膨張手段は、体積膨張層を加熱することにより体積膨張させる手段である。
体積膨張手段としては、加熱により体積膨張層の体積膨張剤を体積膨張させることができる手段であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、赤外線ヒーター、温風ヒーター、加熱ローラーなどが挙げられる。
前記加熱の温度としては、体積膨張剤の熱分解温度以上であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100℃以上200℃以下が好ましい。
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エンボス加工工程、制御工程などが挙げられる。
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エンボス加工手段、制御手段などが挙げられる。
前記エンボス加工工程は、体積膨張層及び色材層に凹凸模様を形成する工程である。
前記エンボス加工手段は、体積膨張層及び色材層に凹凸模様を形成する手段である。
前記凹凸模様としては、通常、壁紙、化粧材等に凹凸を付与する目的で使用されるエンボス加工、ケミカルエンボス加工、ロータリースクリーン加工、又は盛り上げ印刷等の方法を選択使用することができる。
前記エンボス加工工程としては、例えば、エンボス版を用いる加工、ケミカルエンボス加工、ロータリースクリーン、又は盛り上げ印刷により凹凸を付与する方法などが挙げられる。
前記エンボス加工によるエンボスの深さとしては、0.08mm以上0.50mm以下が好ましい。前記エンボスの深さが、0.08mm以上であると、立体感を出すことができ、0.50mm以下であると、表面の摩耗強さを向上できる。
エンボス加工により形成される凹凸模様の形状としては、例えば、木目版導管溝、石板表面凹凸、布表面テクスチュア、梨地、砂目、ヘアライン、万線条溝などが挙げられる。
以下の実施例では、硬化型組成物の粘度、硬化型組成物及び体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力は、以下のようにして測定した。
東機産業株式会社製コーンプレート型回転粘度計VISCOMETER TVE-22Lにより、コーンロータ(1°34’×R24)を使用し、回転数50rpm、恒温循環水の温度を25℃に設定し、測定した。
協和界面化学株式会社製の自動表面張力計DY-300のプレート法により、協和界面化学株式会社製の白金プレート(横幅23.85mm、厚み:0.15mm)、測定物の温度調整として協和界面化学株式会社製の温冷水循環器4VTを用いて25℃に設定、ステージ速度は0.2mm/sに設定し、測定した。
図1は、実施例1で用いる本発明の印刷物の製造装置を示す概略図である。この図1の印刷物の製造装置100は、基材19上に硬化型組成物Aを塗布する塗布ローラー10と、その下流に第1の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド11a、第2の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド11b、ブラック用ヘッド12、シアン用ヘッド13、マゼンタ用ヘッド14、及びイエロー用ヘッド15からなる吐出ヘッド16と、活性エネルギー線照射装置17a、17bと、加熱装置18とを有している。なお、図1中、20は搬送ベルト、21は塗布ローラー10と対向する送り出しローラー、22は巻取りローラーである。基材19は巻取りローラー22で搬送ベルト20が巻き取られることにより、図1中矢印方向に搬送される。
活性エネルギー線照射装置17a及び17bとしては、岩崎電気株式会社製のEC300/30/30mAを用い、不活性ガスブランケット内は、不活性ガス源として、コンプレッサー付きN2ガス発生装置(Maxi-Flow30、Inhouse Gas社製)を0.2MPa・sの圧力で接続し、2L/分~10L/分の流量でN2をフローさせ、酸素濃度が500ppm以下となるように設定した。
次に、体積膨張層が形成された基材を15m/minの速度で走査させ、第1の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド11aから下記の体積膨張抑剤組成物Aを体積膨張層の体積膨張させたくない箇所にインクジェット方式により吐出した。次いで、第2の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド11bから下記の体積膨張抑剤組成物A2を体積膨張層の体積膨張させたくない箇所にインクジェット方式により吐出した。体積膨張抑制剤組成物Aと体積膨張抑制剤組成物A2の吐出パターンは、第1の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド11aと第2の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド11bからそれぞれ重ならないように4~10ドットラインで吐出した。なお、実施例1では、2種類の体積膨張抑制剤組成物を用いているため、吐出ヘッドは2つであるが、3種以上の体積膨張抑制剤組成物を用いる場合には、第3の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド11c、第4の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド11dなどと吐出ヘッドを増やしていけばよい。
次いで、体積膨張層に対して活性エネルギー線照射装置17aを用い、加速電圧30kV、30線量kGyの照射条件で活性エネルギー線を照射し、硬化させた。
次に、ブラック用ヘッド12から、下記のブラック用色材組成物Aをインクジェット方式により全ベタ吐出し、色材層を形成した。
次いで、体積膨張層及び色材層に対して活性エネルギー線照射装置17bを用い、加速電圧30kV、30線量kGyの照射条件で活性エネルギー線を照射し、硬化させた。
次に、得られた硬化物に対して、加熱装置18により170℃で10秒間加熱すると、体積膨張層の加熱した箇所が体積膨張した。以上により、実施例1の印刷物が得られた。
2-アクリロイルオキシプロピルフタル酸(ACB-21、新中村工業株式会社製)50質量部、イソボルニルアクリレート(SR506、巴工業株式会社製)50質量部からなる重合性化合物に対して、体積膨張剤としてのマイクロスフェアー(H750、株式会社クレハ製)15質量部及び重合開始剤としての2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルホスフィンオキシド(Omnirad TPO、Irgacure社製)5質量部を添加し、撹拌することにより、硬化型組成物Aを調製した。
多官能モノマーとして1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(SR238、アルケマ株式会社製)100質量部と、重合開始剤として2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルホスフィンオキシド(Omnirad TPO、Irgacure社製)5質量部とからなる液を用いた。
多官能モノマーとしてポリエチレングリコール(200)ジアクリレート(SR259、アルケマ株式会社製)100質量部と、重合開始剤として2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルホスフィンオキシド(Omnirad TPO、Irgacure社製)5質量部とからなる液を用いた。
アクリロイルモルフォリン(東京化成工業株式会社製)60質量部、イソボルニルアクリレート(SR506、巴工業株式会社製)20質量部、及び色材としてのSPECIAL BLACK 250(ブラック顔料、BASFジャパン社製)40質量部を撹拌することにより、ブラック用色材組成物1を調製した。
図2の結果から、表面張力差が小さいと、実質幅/撃滴線幅が大きくなり、より滑らかな凹凸形状が得られることがわかる。一方、表面張力差が大きいほど、実質幅/撃滴線幅は小さくなり、シャープな凹凸形状が得られることがわかる。
<1> 体積膨張剤及び重合性化合物を含有する硬化型組成物を付与して体積膨張層を形成する体積膨張層形成工程と、
体積膨張抑制剤を含有する体積膨張抑制剤組成物を少なくとも2種以上インクジェット方式で前記体積膨張層の液面に付与する体積膨張抑制剤組成物付与工程と、
活性エネルギー線の照射により前記体積膨張層を硬化させる硬化工程と、
前記体積膨張層を加熱することにより体積膨張させる体積膨張工程と、を含み、
2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物の各々が、前記体積膨張抑制剤として多官能モノマーを含有することを特徴とする印刷物の製造方法である。
<2> 2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物が、互いに静的表面張力が異なる前記<1>に記載の印刷物の製造方法である。
<3> 2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの1つの前記体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力と、前記硬化型組成物の静的表面張力が以下の関係式(1)を満たし、2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの他の少なくとも1つの前記体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力と、前記硬化型組成物の静的表面張力が以下の関係式(2)を満たす前記<1>から<2>のいずれかに記載の印刷物の製造方法である。
0≦〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕≦5mN/m (1)
〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕>5mN/m (2)
<4> 前記硬化型組成物の25℃における粘度が50mPa・s以上1,000mPa・s以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載の印刷物の製造方法である。
<5> 前記体積膨張剤が熱膨張性マイクロカプセルである前記<1>から<4>のいずれかに記載の印刷物の製造方法である。
<6> 色材を含有する色材組成物を付与して色材層を形成する色材層形成工程を更に含む前記<1>から<5>のいずれかに記載の印刷物の製造方法である。
<7> 活性エネルギー線の照射により、前記色材層を硬化させる色材層硬化工程を含む前記<1>から<6>のいずれかに記載の印刷物の製造方法である。
<8> 体積膨張剤及び重合性化合物を含有する硬化型組成物を付与して体積膨張層を形成する体積膨張層形成手段と、
体積膨張抑制剤を含有する体積膨張抑制剤組成物を少なくとも2種以上インクジェット方式で前記体積膨張層の液面に付与する体積膨張抑制剤組成物付与手段と、
活性エネルギー線の照射により前記体積膨張層を硬化させる硬化手段と、
前記体積膨張層を加熱することにより体積膨張させる体積膨張手段と、を含み、
2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物の各々が、前記体積膨張抑制剤として多官能モノマーを含有することを特徴とする印刷物の製造装置である。
<9> 2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物が、互いに静的表面張力が異なる前記<8>に記載の印刷物の製造装置である。
<10> 2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの1つの前記体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力と、前記硬化型組成物の静的表面張力が以下の関係式(1)を満たし、2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの他の少なくとも1つの前記体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力と、前記硬化型組成物の静的表面張力が以下の関係式(2)を満たす前記<8>から<9>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
0≦〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕≦5mN/m (1)
〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕>5mN/m (2)
<11> 前記硬化型組成物の25℃における粘度が50mPa・s以上1,000mPa・s以下である前記<8>から<10>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
<12> 前記体積膨張剤が熱膨張性マイクロカプセルである前記<8>から<11>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
<13> 色材を含有する色材組成物を付与して色材層を形成する色材層形成手段を更に有する前記<8>から<12>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
<14> 活性エネルギー線の照射により、前記色材層を硬化させる色材層硬化手段を含む前記<8>から<13>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
11a 第1の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド
11b 第2の体積膨張抑制剤組成物用ヘッド
12 ブラック用ヘッド
13 シアン用ヘッド
14 マゼンタ用ヘッド
15 イエロー用ヘッド
16 吐出ヘッド
17a、17b 活性エネルギー線照射装置
18 加熱装置
19 基材
20 搬送ベルト
21 送り出しローラー
22 巻取りローラー
100 印刷物の製造装置
200 基材
300 撃滴線幅
400 実質幅
Claims (10)
- 体積膨張剤及び重合性化合物を含有する硬化型組成物を付与して体積膨張層を形成する体積膨張層形成工程と、
体積膨張抑制剤を含有する体積膨張抑制剤組成物を少なくとも2種以上インクジェット方式で前記体積膨張層の液面に付与する体積膨張抑制剤組成物付与工程と、
活性エネルギー線の照射により前記体積膨張層を硬化させる硬化工程と、
前記体積膨張層を加熱することにより体積膨張させる体積膨張工程と、を含み、
2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物の各々が、前記体積膨張抑制剤として多官能モノマーを含有することを特徴とする印刷物の製造方法。 - 2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物が、互いに静的表面張力が異なる請求項1に記載の印刷物の製造方法。
- 2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの1つの前記体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力と、前記硬化型組成物の静的表面張力が以下の関係式(1)を満たし、2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの他の少なくとも1つの前記体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力と、前記硬化型組成物の静的表面張力が以下の関係式(2)を満たす請求項1から2のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
0≦〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕≦5mN/m (1)
〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕>5mN/m (2) - 前記硬化型組成物の25℃における粘度が50mPa・s以上1,000mPa・s以下である請求項1から3のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 前記体積膨張剤が熱膨張性マイクロカプセルである請求項1から4のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 体積膨張剤及び重合性化合物を含有する硬化型組成物を付与して体積膨張層を形成する体積膨張層形成手段と、
体積膨張抑制剤を含有する体積膨張抑制剤組成物を少なくとも2種以上インクジェット方式で前記体積膨張層の液面に付与する体積膨張抑制剤組成物付与手段と、
活性エネルギー線の照射により前記体積膨張層を硬化させる硬化手段と、
前記体積膨張層を加熱することにより体積膨張させる体積膨張手段と、を含み、
2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物の各々が、前記体積膨張抑制剤として多官能モノマーを含有することを特徴とする印刷物の製造装置。 - 2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物が、互いに静的表面張力が異なる請求項6に記載の印刷物の製造装置。
- 2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの1つの前記体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力と、前記硬化型組成物の静的表面張力が以下の関係式(1)を満たし、2種以上の前記体積膨張抑制剤組成物のうちの他の少なくとも1つの前記体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力と、前記硬化型組成物の静的表面張力が以下の関係式(2)を満たす請求項6から7のいずれかに記載の印刷物の製造装置。
0≦〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕≦5mN/m (1)
〔体積膨張抑制剤組成物の静的表面張力〕-〔硬化型組成物の静的表面張力〕>5mN/m (2) - 前記硬化型組成物の25℃における粘度が50mPa・s以上1,000mPa・s以下である請求項6から8のいずれかに記載の印刷物の製造装置。
- 前記体積膨張剤が熱膨張性マイクロカプセルである請求項6から9のいずれかに記載の印刷物の製造装置。
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