JP7400353B2 - 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
本発明の印刷物の製造方法は、基材表面に複数の凹部を形成する凹部形成工程と、前記基材上に体積膨張剤及び重合性化合物aを有する体積膨張剤含有液を付与して体積膨張剤含有液層を形成する体積膨張剤含有液層形成工程と、前記体積膨張剤含有液層を加熱して体積膨張させる体積膨張工程と、を含み、体積膨張前の体積膨張剤の平均粒子径が、前記凹部の平均開口径よりも大きく、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記凹部形成工程は、基材表面に複数の凹部を形成する工程であり、凹部形成手段により実施することができる。
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、樹脂フイルム、樹脂含浸紙、合成繊維からなる合成紙、天然紙、不織布等のシート、布、木質繊維板、金属板、ガラス板、セラミック板などが挙げられる。これらの中でも、加工のしやすさの点から、木質繊維板が好ましい。
前記凹部とは、基材の表面を上から見た場合に観察できる窪みであり、凹部は個々に形成されていてもよく、複数の凹部が連結した凹溝であってもよく、凹部と凹溝が混在していてもよい。
凹部の開口部を上から見た形状としては、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、円形、楕円形、四角形、長方形、六角形、八角形、不定形などが挙げられる。
前記凹部の開口径とは、凹部の開口部を真上から見て円形の場合には、円の直径であり、凹部を真上から見て円形でない場合(非円形形状)には、非円形形状について仮想円を描き該仮想円の直径とする。なお、仮想円が描けない場合には、非円形形状の最大長さを開口径とする。
前記凹部の平均開口径は、例えば、レーザー顕微鏡(VK-X100、株式会社キーエンス製)を用い、ランダムに10個~100個の凹部の開口径を計測し、平均した平均値である。
前記凹部の平均開口径は、25μm以下が好ましく、5μm以上20μm以下がより好ましい。凹部の平均開口径が25μm以下であると、基材と体積膨張剤含有液層との密着性を向上させることができる。
体積膨張前の体積膨張剤の平均粒子径は、前記凹部の平均開口径よりも大きいことにより、基材と体積膨張剤含有液層との密着性を向上させることができる。
ここで、図2Aは、基材の表面に複数の凹部が形成された状態の一例を示す模式図である。図2Bは、図2Aの凹部のX-X線での概略断面図である。
図2Aに示すように、基材1の表面に複数の凹部2を形成する。図2Bに示すように、体積膨張前の体積膨張剤3の平均粒子径L2は、凹部の平均開口径L1よりも大きいので、体積膨張剤含有液中の体積膨張剤3は凹部2内に侵入することができず、凹部2内には体積膨張剤含有液中の重合性化合物が侵入し、侵入した凹部内で重合しポリマーとなり該ポリマーと凹部とのアンカー効果によって基材と体積膨張剤含有液層との密着性が向上する。
図3Aに示すように、基材1の表面に凹溝4を形成する。図3Bに示すように、体積膨張前の体積膨張剤3の平均粒子径L2は、凹部2の平均開口径L1よりも大きいので、体積膨張剤含有液中の体積膨張剤3は凹部2内に侵入することができず、凹部2内には体積膨張剤含有液中の重合性化合物が侵入し、侵入した凹部内で重合しポリマーとなり該ポリマーと凹部とのアンカー効果によって基材と体積膨張剤含有液層との密着性が向上する。
前記体積膨張剤含有液層形成工程は、前記基材上に体積膨張剤及び重合性化合物aを有する体積膨張剤含有液を付与して体積膨張剤含有液層を形成する工程であり、体積膨張剤含有液層形成手段により実施することができる。
前記体積膨張剤含有液は、体積膨張剤及び重合性化合物aを含み、必要に応じて重合開始剤、重合促進剤(増感剤)、界面活性剤を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記体積膨張剤としては、加熱されることにより体積が膨張する材料であれば、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、熱膨張性マイクロカプセル、熱分解性体積膨張剤などが挙げられる。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、体積膨張剤を発泡剤と称することもある。
前記熱膨張性マイクロカプセルの体積膨張前の平均粒子径は、基材の凹部の平均開口径よりも大きけ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、10μm以上50μm以下が好ましい。
体積膨張前の熱膨張性マイクロカプセルの平均粒子径は、例えば、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、「LA-750」)を用いて測定することができる。
前記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。
前記無機系体積膨張剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩、炭酸塩、炭酸水素塩と有機酸塩の組合せなどが挙げられる。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。
前記熱分解性体積膨張剤の体積膨張前の平均粒子径は、基材の凹部の平均開口径よりも大きけ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、2μm以上20μm以下が好ましい。
体積膨張前の熱分解性体積膨張剤の平均粒子径は、例えば、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、「LA-750」)を用いて測定することができる。
前記重合性化合物aとしては、エネルギーが付与されることなどにより重合可能な化合物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、例えば、ビニル基、アクリロイル基、又はメタクリロイル基といった官能基を分子構造中に含むモノマー、オリゴマーであって、官能基を1つ有する単官能モノマー、官能基を2つ以上有する多官能モノマー、多官能オリゴマー、分子構造の種類によるウレタンアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマーなどが挙げられる。
前記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)アクリレートが好ましい。
多官能モノマーとしては、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、二官能モノマー、三官能以上のモノマーなどが挙げられる。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。
前記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。前記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。
前記重合開始剤の含有量は、十分な硬化速度を得るために、前記体積膨張剤含有液層の全量に対して、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。
前記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、アルキルアミン化合物などが挙げられる。
前記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決定すればよい。
前記界面活性剤の含有量は、体積膨張剤含有液の全量に対して、0.1質量%以上2質量%以下が好ましい。
前記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、増粘剤、防腐剤、安定剤、分散剤、有機溶媒、脱臭剤、蛍光剤、紫外線遮断剤などが挙げられる。
前記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。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。
前記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。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。
前記静的表面張力は、例えば、協和界面科学株式会社製自動表面張力計DY-300を用いて、プレート法やリング法で測定することができる。
前記体積膨張剤含有液の粘度は、例えば、アントンパール社製レオメーターMCR301により、コーンプレートCP25-1を使用して、シアレート10/s、20℃~65℃の範囲で適宜設定して測定することができる。
また、前記体積膨張剤含有液層を形成する前に、基材表面にコロナ処理などの表面処理を施して体積膨張剤含有液層の塗膜均一性や密着性を高めることが好ましい。
前記色材受容液層形成工程は、前記体積膨張剤含有液層上に、重合性化合物bを含有する色材受容液を付与して色材受容液層を形成する工程であり、色材受容液層形成手段により好適に実施することができる。
前記色材受容液は、後述する色を受容するための色材受容液層を形成するための液であり、重合性化合物bを含み、重合開始剤、重合促進剤、界面活性剤、顔料を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記重合性化合物bとしては、前記重合性化合物aと同様のものを用いることができる。
前記重合開始剤、前記重合促進剤、前記界面活性剤、及びその他の成分についても、前記体積膨張剤含有液に用いたものと同様のものを用いることができる。
前記色材受容液の粘度は、用途や適用手段に応じて適宜調整すればよいが、25℃において40mPa・s以上20,000mPa・s以下が好ましい。
前記色材液層形成工程は、前記色材受容液層上に、色材及び重合性化合物cを含有する色材液を付与して色材液層を形成する工程であり、色材液層形成手段により好適に実施することができる。
前記色材液は、色材、及び重合性化合物cを含み、重合開始剤を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記重合性化合物cとしては、前記重合性化合物a及び前記重合性化合物bと同様のものを用いることができる。
前記重合性化合物の含有量としては、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、色材液の全量に対して、70質量%以上95質量%以下が好ましい。
前記色材としては、本発明における目的や要求特性に応じて、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー、グリーン、オレンジ、パープル、ホワイト、金や銀等の光沢色、などを付与する種々の顔料を用いることができる。
前記色材の含有量としては、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、前記色材液の全量に対して、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。
前記顔料としては、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。
前記無機顔料としては、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、酸化チタンなどを使用することができる。
前記有機顔料としては、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、前記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。前記分散剤としては、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調製用として慣用されている分散剤が挙げられる。
前記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、重合開始剤、有機溶媒、界面活性剤、重合禁止剤、レベリング剤、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、防錆剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。
前記重合開始剤としては、前記色材受容液と同様のものを用いることができる。
前記有機溶媒は可能であれば含まないほうが好ましい。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。
前記「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。
前記有機溶媒を「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。
前記色材液の粘度は、用途や適用手段に応じて適宜調整すればよいが、25℃で1mPa・s以上100mPa・s以下が好ましい。
前記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インクジェットヘッドなどを用いることもできる。
前記硬化工程は、外部刺激により前記体積膨張剤含有液、前記色材受容液、及び前記色材液を硬化する工程である。
前記硬化手段は、外部刺激により前記体積膨張剤含有液、前記色材受容液、及び前記色材液を硬化する手段である。
前記体積膨張工程は、前記体積膨張剤含有液層を加熱して体積膨張させる工程である。
前記体積膨張手段は、前記体積膨張剤含有液層を加熱して体積膨張させる手段である。
前記体積膨張手段としては、加熱により前記体積膨張剤含有液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、高周波誘電加熱ヒーターなどが挙げられる。
前記体積膨張工程における加熱の温度としては、前記体積膨張剤の体積膨張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250℃以下が好ましい。
前記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る。例えば、体積膨張抑制液付与工程、透明液層形成工程、エンボス加工工程、コロナ照射による表面処理工程、曲げ加工やカット加工の工程などが挙げられる。
前記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る。例えば、体積膨張抑制液付与手段、透明液層形成手段、エンボス加工手段、コロナ照射による表面処理手段、曲げ加工やカット加工の手段などが挙げられる。
前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に実施することができる。
前記体積膨張抑制液付与工程は、前記体積膨張剤含有液層における所定の領域に体積膨張抑制液を付与する工程であり、体積膨張抑制液付与手段により実施される。
前記体積膨張抑制液付与工程を行う場合には、前記体積膨張剤含有液層の形成後、前記色材液層の形成前に行うことが好ましい。
前記体積膨張抑制液は、重合性化合物を含み、更に必要に応じて重合開始剤、界面活性剤などその他の成分を含む。
前記多官能モノマーとしては、前記体積膨張剤含有液に含まれる多官能モノマーと同様のものを用いることができる。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アクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、ジエチレンクリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジ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を混合物や、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。
前記体積膨張抑制液が多官能モノマーであることにより、多官能モノマーはエネルギー付与により3次元架橋するので、前記体積膨張剤含有液層の任意の場所に前記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剤による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。
前記透明液層形成工程は、重合性化合物を含有し、色材を含有しない透明液を前記色材液層上に付与して透明液層を形成する工程である。
前記透明液層形成手段は、重合性化合物を含有し、色材を含有しない透明液層形成液を前記色材液層上に付与して透明液層を形成する手段である。
前記透明液層形成工程は、前記色材液層形成工程後に行う。
前記重合性化合物としては、前記体積膨張剤含有液に用いられているものと同様のものを用いることができる。
前記透明液層形成液を前記色材液層上に付与する手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記体積膨張剤含有液層の形成に用いた手段と同様の手段を用いることができる。
前記透明液層を前記色材液層上形成することによって、形成した前記色材液層の硬化前後の保存性を向上させることができる。
図1は、本発明の一例を示す印刷物製造装置の概略図である。この図1の印刷物の製造装置100は、表面に複数の凹部を形成させた基材21上に、体積膨張剤含有液を付与するカーテンコーター10、その下流に体積膨張抑制液をインクジェット法で付与するためのヘッド11、活性エネルギー線照射装置12、色材受容液を付与するローラーコーター13、複数の色材液又は透明液をインクジェット法で付与するためのヘッドとして、ブラック用ヘッド14、マゼンタ用ヘッド15、シアン用ヘッド16、イエロー用ヘッド17、クリア用(透明液層用)ヘッド18からなる吐出ヘッドユニット19、二つ目の活性エネルギー線照射装置12、加熱装置20を有している。図1中、22は搬送ベルト、23は搬送ローラーである。基材21は搬送ベルト22と搬送ローラー23によって、図1中矢印方向に搬送される。
次に、活性エネルギー線照射装置12を用い、所定の照射条件で活性エネルギー線を照射し、硬化する(印刷物硬化工程)。
このように印刷物硬化工程を経て硬化された印刷物を加熱装置20によって加熱し、体積膨張させることによって凹凸を形成させる。
印刷物の製造装置100は、印刷する基材の幅よりインクジェットヘッドで印刷できる幅のほうが大きく、走査回数が1回のシングルパス印刷装置の構成となっているが、基材の幅よりヘッドの幅が小さく、走査回数が複数できるような駆動機構(ヘッドユニット、又は基材搬送)を設けたマルチパス印刷装置の構成となっていても構わない。
基材の凹部の平均開口径は、レーザー顕微鏡(VK-X100、株式会社キーエンス製)を用いてランダムに100個の凹部の開口径を計測し、平均した平均値である。
体積膨張前の体積膨張剤の平均粒子径はレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、「LA-750」)を用いて測定した。
アントンパール社製レオメーターMCR301を用い、コーンプレートCP25-1を使用して、シアレート10/s、25℃での粘度を測定した。
自動表面張力計(DY-300、協和界面科学株式会社製)を用いて、25℃での静的表面張力を測定した。
<体積膨張剤含有液A1の調製>
体積膨張剤としてのクレハマイクロスフェアー(H750、株式会社クレハ製、体積膨張前の平均粒子径20μm、体積膨張後の平均粒子径75μm)15質量部、重合性化合物aとしてイソボルニルアクリレート(巴工業株式会社製)40質量部、2-アクリロイルオキシエチルフタレート(新中村化学工業株式会社製)40質量部、及び重合開始剤としてOmnirad TPO(IGM Resins社製)5質量部を撹拌することにより、体積膨張剤含有液A1を調製した。
体積膨張剤含有液A1の25℃での静的表面張力は33mN/m、25℃での粘度は130mPa・sであった。
<色材受容液A2の調製>
重合性化合物bとして2-アクリロイルオキシエチルサクシネート(新中村化学工業株式会社製)94質量部、重合開始剤としてOmnirad TPO(IGM Resins社製)5質量部、及び界面活性剤としてBYK-UV-3510(BYK社製)2質量部を撹拌することにより、色材受容液A2を調製した。
色材受容液A2の25℃での静的表面張力は20mN/m、25℃での粘度は190mPa・sであった。
<ブラックインクA-Bkの調製>
重合性化合物cとしてフェノキシエチルアクリレート(東京化成工業株式会社製)25質量部、アクリロイルモルフォリン(東京化成工業株式会社製)26質量部、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製)35質量部、重合開始剤としてOmnirad TPO(IGM Resins社製)5質量部、界面活性剤/分散剤としてSolsperse32000(Lubrizol社製)2質量部、及び色材としてのSPECIAL BLACK 350(ブラック顔料、BASFジャパン社製)7質量部を撹拌することにより、ブラックインクA-Bkを調製した。
ブラックインクA-Bkの25℃での静的表面張力は24mN/m、25℃での粘度は25mPa・sであった。
<マゼンタインクA-Mの調製>
重合性化合物cとしてフェノキシエチルアクリレート(東京化成工業株式会社製)25質量部、アクリロイルモルフォリン(東京化成工業株式会社製)26質量部、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製)35質量部、重合開始剤としてOmnirad TPO(IGM Resins社製)5質量部、界面活性剤/分散剤としてSolsperse32000(Lubrizol社製)2質量部、及び色材としてのCINQUASIA MAGENTA RT-355-D(マゼンタ顔料、BASFジャパン社製)7質量部を撹拌することにより、マゼンタインクA-Mを調製した。
マゼンタインクA-Mの25℃での静的表面張力は24mN/m、25℃での粘度は25mPa・sであった。
<シアンインクA-Cの調製>
重合性化合物cとしてフェノキシエチルアクリレート(東京化成工業株式会社製)25質量部、アクリロイルモルフォリン(東京化成工業株式会社製)26質量部、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製)35質量部、重合開始剤としてOmnirad TPO(IGM Resins社製)5質量部、界面活性剤/分散剤としてSolsperse32000(Lubrizol社製)2質量部、及び色材としてのIRGALITE BLUE GLVO(シアン顔料、BASFジャパン社製)40質量部を撹拌することにより、シアンインクA-Cを調製した。
シアンインクA-Cの25℃での静的表面張力は24mN/m、25℃での粘度は25mPa・sであった。
<イエローインクA-Yの調製>
重合性化合物cとしてフェノキシエチルアクリレート(東京化成工業株式会社製)25質量部、アクリロイルモルフォリン(東京化成工業株式会社製)26質量部、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製)35質量部、重合開始剤としてOmnirad TPO(IGM Resins社製)5質量部、界面活性剤/分散剤としてSolsperse32000(Lubrizol社製)2質量部、及び色材としてのNOVOPERM YELLOW H2G(イエロー顔料、クラリアント社製)40質量部を撹拌することにより、イエローインクA-Yを調製した。
イエローインクA-Yの25℃での静的表面張力は24mN/m、25℃での粘度は25mPa・sであった。
図1に示す印刷物の製造装置100を用いて、以下のようにして、印刷物を製造した。なお、本実施例では体積膨張抑制液をインクジェット法で付与するためのヘッド11は使用していない。
基材として厚み9mmのMDF(N.P.ウッド、住友林業株式会社製)を用いた。この基材をスチールウール(番手♯0000、繊維中心径12μm、日本スチールウール株式会社製)で表面を、スチールウールを手に掴み一定方向に同じ力で連続50回擦った後、エアーブローを行い表面に凹部を形成した(凹部形成工程)。上記の方法で測定した凹部の平均開口径は12μmであった。
次に、カーテンコーター10としてチェフラ社製ラボ用フローコーターを用いて、上記凹部を形成した基材上に体積膨張剤含有液A1を100μmの厚みになるように塗布した。
次に、活性エネルギー線照射装置12として浜松ホトニクス株式会社製のリニア照射型UV-LED光源GJ-75を用い、10mmの距離から照射して体積膨張剤含有液層を硬化させた。
次に、硬化させた体積膨張剤含有液層上に、ローラーコーター13として松尾産業株式会社のイージープルーフを用いて、色材受容液A2を6μmの厚みになるように塗布した。
次に、塗布後の基材を15m/minの速度で走査させ、インク用の吐出ヘッド14~17としてリコーインダストリー株式会社製のGEN5ヘッド(MH5420、150npi×4列)を用いて、ヘッドを40℃に加温して、ブラックインクA-Bk、マゼンタインクA-M、シアンインクA-C、イエローインクA-Y、それぞれ7pLの液滴量、7m/sの液滴速度で吐出し、各色600dpi×600dpiの25%のドット密度でベタ画像の色材液層を作成した。
次に、体積膨張剤含有液層の硬化で用いた活性エネルギー線照射装置12で同様に色材液層を硬化させた。イエローインク吐出から硬化までの時間を6秒間とした。
最後に、加熱装置20で体積膨張剤含有液層を加熱し、体積膨張させて、実施例1の印刷物を得た。
なお、加熱装置20としては、日立産機システム株式会社製のルテックスブロアGシリーズ、関西電熱株式会社製の高温熱風発生用電気式ヒーターXS-2、関西電熱株式会社製ハイブローノズル50ALを組み合わせて作製した加熱装置をノズル先端からの風速30m/sec、ノズル先端の温度200℃となるように調整したものを用いた。
実施例1において、基材表面への凹部形成に用いるスチールウール(番手♯0000、繊維中心径12μm、日本スチールウール株式会社製)を、スチールウール(番手♯000、繊維中心径14μm、日本スチールウール株式会社製)に代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の印刷物を製造した。
体積膨張剤含有液A1に含まれる体積膨張剤として、H750の代わりにH850(体積膨張前の粒子径36μm、体積膨張後の粒子径188μm)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の印刷物を製造した。
実施例3において、基材表面への凹部形成に用いるスチールウール(番手♯0000、繊維中心径12μm、日本スチールウール株式会社製)を、スチールウール(番手♯000、繊維中心径14μm、日本スチールウール株式会社製)に代えた以外は、実施例3と同様にして、実施例4の印刷物を製造した。
実施例3において、基材表面への凹部形成に用いるスチールウール(番手♯0000、繊維中心径12μm、日本スチールウール株式会社製)を、スチールウール(番手♯00、繊維中心径20μm、日本スチールウール株式会社製)に代えた以外は、実施例3と同様にして、実施例5の印刷物を製造した。
実施例3において、基材表面への凹部形成に用いるスチールウール(番手♯0000、繊維中心径12μm、日本スチールウール株式会社製)を、スチールウール(番手♯0、繊維中心径25μm、日本スチールウール株式会社製)に代えた以外は、実施例3と同様にして、実施例6の印刷物を製造した。
実施例1において、基材表面への凹部形成を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例1の印刷物を製造した。
実施例1において、以下のようにして、製造された表面に凹部を有する基材を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の印刷物を製造した。
基材として厚み9mmのMDF(N.P.ウッド、住友林業株式会社製)を用いた。この基材をスチールウール(番手♯5、繊維中心径90μm、日本スチールウール株式会社製)で表面を50回擦った後、エアーブローを行い表面に凹部を形成した。凹部の平均開口径は90μmであった。
各印刷物を不織布(ベンコット、小津産業株式会社製)で100回擦る、及び爪で3回引っ掻くことにより、下記基準で体積膨張剤含有液層及び色材液層の剥離を確認し、印刷物の耐久性を評価した。
[判定基準]
〇:不織布による擦り及び爪の引っ掻きによって基材からの体積膨張剤含有液層及び色材液層の剥離が確認できない
×:不織布による擦り及び爪の引っ掻きによって基材からの体積膨張剤含有液層及び色材液層の剥離が確認できる
<1> 基材表面に複数の凹部を形成する凹部形成工程と、
前記基材上に体積膨張剤及び重合性化合物aを有する体積膨張剤含有液を付与して体積膨張剤含有液層を形成する体積膨張剤含有液層形成工程と、
前記体積膨張剤含有液層を加熱して体積膨張させる体積膨張工程と、
を含み、
体積膨張前の体積膨張剤の平均粒子径が、前記凹部の平均開口径よりも大きいことを特徴とする印刷物の製造方法である。
<2> 更に、前記体積膨張剤含有液層上に、重合性化合物bを含有する色材受容液を付与して色材受容液層を形成する色材受容液層形成工程を含む前記<1>に記載の印刷物の製造方法である。
<3> 更に、前記色材受容液層上に、色材及び重合性化合物cを含有する色材液を付与して色材液層を形成する色材液層形成工程を含む前記<2>に記載の印刷物の製造方法である。
<4> 更に、前記体積膨張剤含有液層、前記色材受容液層、及び前記色材液層の少なくともいずれかに対して活性エネルギー線を照射して硬化させる硬化工程を含む前記<3>に記載の印刷物の製造方法である。
<5> 複数の前記凹部の形成が、スチールウール法、サンドブラスト法、ヘアライン加工法、エンボス法、及びエッチング法から選択される少なくともいずれかで行われる前記<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> 前記体積膨張剤の平均粒子径が、前記基材の凹部の平均開口径より1.2倍以上大きい前記<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> 前記基材の凹部の平均開口径が25μm以下である前記<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> 前記基材が木質繊維板である前記<1>から<7>のいずれかに記載の印刷物の製造方法である。
<9> 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<8>のいずれかに記載の印刷物の製造方法である。
<10> 基材表面に複数の凹部を形成する凹部形成手段と、
前記基材上に体積膨張剤及び重合性化合物aを有する体積膨張剤含有液を付与して体積膨張剤含有液層を形成する体積膨張剤含有液層形成手段と、
前記体積膨張剤含有液層を加熱して体積膨張させる体積膨張手段と、
を有し、
体積膨張前の体積膨張剤の平均粒子径が、前記凹部の平均開口径よりも大きいことを特徴とする印刷物の製造装置である。
<11> 更に、前記体積膨張剤含有液層上に、重合性化合物bを含有する色材受容液を付与して色材受容液層を形成する色材受容液層形成手段を有する前記<10>に記載の印刷物の製造装置である。
<12> 更に、前記色材受容液層上に、色材及び重合性化合物cを含有する色材液を付与して色材液層を形成する色材液層形成手段を有する前記<11>に記載の印刷物の製造装置である。
<13> 更に、前記体積膨張剤含有液層、前記色材受容液層、及び前記色材液層の少なくともいずれかに対して活性エネルギー線を照射して硬化させる硬化手段を有する前記<12>に記載の印刷物の製造装置である。
<14> 複数の前記凹部の形成が、スチールウール法、サンドブラスト法、ヘアライン加工法、エンボス法、及びエッチング法から選択される少なくともいずれかで行われる前記<10>から<13>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
<15> 前記体積膨張剤の平均粒子径が、前記基材の凹部の平均開口径より1.2倍以上大きい前記<10>から<14>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
<16> 前記基材の凹部の平均開口径が25μm以下である前記<10>から<15>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
<17> 前記基材が木質繊維板である前記<10>から<16>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
<18> 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<10>から<17>のいずれかに記載の印刷物の製造装置である。
11 体積膨張抑制液用ヘッド
12 活性エネルギー線照射装置
13 ローラーコーター
14 ブラック用ヘッド
15 マゼンタ用ヘッド
16 シアン用ヘッド
17 イエロー用ヘッド
18 クリア用ヘッド
19 吐出ヘッドユニット
20 加熱装置
21 基材
22 搬送ベルト
23 搬送ローラー
100 印刷物の製造装置
Claims (10)
- 基材表面に複数の凹部及び/又は凹溝を形成する凹部形成工程と、
前記基材上に体積膨張剤及び重合性化合物aを有する体積膨張剤含有液を付与して体積膨張剤含有液層を形成する体積膨張剤含有液層形成工程と、
前記体積膨張剤含有液層を加熱して体積膨張させる体積膨張工程と、
を含み、
前記凹部及び前記凹溝が、円形であり、
体積膨張前の体積膨張剤の平均粒子径が、前記凹部及び前記凹溝の平均開口径よりも大きいことを特徴とする印刷物の製造方法。 - 更に、前記体積膨張剤含有液層上に、重合性化合物bを含有する色材受容液を付与して色材受容液層を形成する色材受容液層形成工程を含む請求項1に記載の印刷物の製造方法。
- 更に、前記色材受容液層上に、色材及び重合性化合物cを含有する色材液を付与して色材液層を形成する色材液層形成工程を含む請求項2に記載の印刷物の製造方法。
- 更に、前記体積膨張剤含有液層、前記色材受容液層、及び前記色材液層の少なくともいずれかに対して活性エネルギー線を照射して硬化させる硬化工程を含む請求項3に記載の印刷物の製造方法。
- 複数の前記凹部及び前記凹溝の形成が、スチールウール法、サンドブラスト法、ヘアライン加工法、エンボス法、及びエッチング法から選択される少なくともいずれかで行われる請求項1から4のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 前記体積膨張剤の平均粒子径が、前記凹部及び前記凹溝の平均開口径より1.2倍以上大きい請求項1から5のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 前記凹部及び前記凹溝の平均開口径が、25μm以下である請求項1から6のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 前記基材が木質繊維板である請求項1から7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8のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 基材表面に複数の凹部及び/又は凹溝を形成する凹部形成手段と、
前記基材上に体積膨張剤及び重合性化合物aを有する体積膨張剤含有液を付与して体積膨張剤含有液層を形成する体積膨張剤含有液層形成手段と、
前記体積膨張剤含有液層を加熱して体積膨張させる体積膨張手段と、
を有し、
前記凹部及び前記凹溝が、円形であり、
体積膨張前の体積膨張剤の平均粒子径が、前記凹部及び前記凹溝の平均開口径よりも大きいことを特徴とする印刷物の製造装置。
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