JPWO2010109638A1

JPWO2010109638A1 - 印刷方法

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Publication number: JPWO2010109638A1
Application number: JP2011505761A
Authority: JP
Inventors: まどか恵星; 敏竹澤; 田林　勲; 勲田林
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: WO2010109638A1; CN102341247A; US20120007914A1; JP5678352B2

Abstract

インクジェットプリンタを用いる印刷方法であって、金属の表面上に紫外線硬化型インクを付着させる工程を備える、印刷方法。

Description

本発明は、印刷方法に関する。

従来、パッド印刷、グラビア印刷又はスクリーン印刷等の手法を用いて金属光沢を有する印字物（文字や画像）を形成する場合、アルミニウム等の金属粒子を顔料として含有するインク（以下、「メタリックインク」と記す。）を用いる（下記、特許文献１〜４参照）。
特開平９−２７９０７８号公報特開２００１−１１５０６１号公報特開２００５−１６２７７１号公報特開２００６−６９０９４号公報特開２００６−２７１９３号公報特開２００６−２７１９４号公報特開２００２−１０３８００号公報

メタリックインクにおける金属粒子の分散性は、金属粒子以外の顔料を含有するインク（以下、「非メタリックインク」と記す。）における顔料の分散性より劣る。つまり、メタリックインクでは、非メタリックインクに比べて、顔料が安定して分散せず、沈降し易いことが問題となる。そのため、従来のインクジェットプリンタにメタリックインクを用いることは困難であった。仮にインクジェットプリンタにメタリックインクを用いようとする場合、上記の問題を解消するための新たな機能をインクジェットプリンタに具備させる必要がある。しかし、そのためには多大な開発コストがかかることが問題となる。

上記特許文献５〜７には、インクジェットプリンタを用いて着色インクと透明インクから印字物を形成することにより、印字物に光沢を付与する方法が開示されている。しかし、このような方法を用いた場合であっても、印字物に所望の金属光沢を付与することは困難であった。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、メタリックインクを用いない場合であっても、金属光沢を有する印字物をインクジェットプリンタで形成することが可能な印刷方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る印刷方法は、インクジェットプリンタを用いる印刷方法であって、金属の表面上に紫外線硬化型インクを付着させる工程を備える。金属の表面上に付着させた紫外線硬化型インクから印字物を形成することにより、記録媒体（被印刷体）である金属の表面の金属光沢が印字物を透過する。つまり、本発明によれば、印字物は金属の表面に由来する擬似的な金属光沢を有することができる。

上記本発明では、金属の表面を脱脂処理する工程と、脱脂処理後の表面をカップリング剤で被覆する工程と、を備え、カップリング剤で被覆した表面上に紫外線硬化型インクを付着させることが好ましい。脱脂処理後、カップリング剤で被覆した金属の表面上に紫外線硬化型インクを付着させることにより、印字物の金属光沢が顕著となると共に、印字物と金属の表面との接着性を向上させることができる。

上記本発明では、カップリング剤がアクリロキシ基又はメタクリロキシ基を有することが好ましい。これにより、印字物と金属の表面との接着性を顕著に向上させることができる。

上記本発明では、表面上に付着させた紫外線硬化型インクから形成する印字物における可視光透過率を２０％以上に調整することが好ましい。これにより、印字物の金属光沢が顕著となる。

上記本発明では、表面上に付着させた前記紫外線硬化型インク上に透明なオーバーコート層を形成する工程を備えることが好ましい。これにより、印字の表面を平滑化することができる。また、オーバーコート層の形成により、印字物の表面を梨地状にしたり、印字物に更に光沢を付与したり、又は印字物の表面に濡れ感を付与したりすることができる。

上記本発明では、表面上に付着させた紫外線硬化型インクを硬化させる前に、インク上にオーバーコート層を形成することが好ましい。これにより、印字物の表面の平滑性が更に向上する。

本発明によれば、メタリックインクを用いない場合であっても、金属光沢を有する印字物をインクジェットプリンタで形成することが可能な印刷方法を提供することができる。

以下、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る印刷方法では、インクジェットプリンタを用いる。本実施形態に係る印刷方法では、まず、記録媒体である金属板の表面を脱脂処理する。

金属板の表面を脱脂処理することにより、金属板の表面と紫外線硬化型インク（以下、「ＵＶインク」と記す。）との接着強度を確保することができると共に、脱脂処理前に比べて金属板の表面の金属光沢性が向上する。

金属板を構成する金属としては、アルミニウム、ステンレス、鉄、銅又は銀等が例示される。特に、アルミ、鉄又は銅等の酸化し易い金属から構成される金属板を用いた場合、金属板の表面を脱脂処理することにより、金属板の表面の酸化膜が除去されるため、脱脂処理を行う前に比べて金属板の表面の金属光沢性が顕著に向上する。そして、酸化膜が除去された金属板の表面に印字物を形成することによって、印字物で被覆された金属板の表面の再酸化が抑制される。そのため、アルミ、鉄又は銅等の金属板を脱脂処理する場合、脱脂処理を行わない場合に比べて、金属板の表面及び印字物の金属光沢を劣化させることなく長時間維持することができる。

脱脂処理の具体的な方法としては、濃度が１０％程度である塩酸への金属板の浸漬又は金属板の機械的研磨等が挙げられる。

本実施形態では、脱脂処理とカップリング剤による処理を行った後の金属板の表面上にＵＶインクを付着させる。具体的には、金属板をプラテン上で移動させたり、インクジェットヘッドが装着されたキャリッジ（ヘッドユニット）をプラテンに搭載された金属板上で走行させたりしながら、インクジェットヘッドの底部に備えられたノズルからＵＶインクを金属板の表面へ噴射する。噴射したＵＶインクは、金属板の表面の所定部位にドット状に着弾する。そして、金属板の表面に着弾させたドット状のＵＶインクの集合体に紫外線を照射し、ＵＶインクを硬化させる。その結果、金属板の表面に由来する金属光沢を有する印字物を形成することができる。

本実施形態では、印字物の金属光沢が記録媒体である金属板に由来するため、印字物を形成するためのＵＶインク自体が金属光沢を具備する必要がない。すなわち、本実施形態では、金属顔料を含有しないＵＶインク又は金属顔料の含有率が従来のメタリックインクに比べて低いＵＶインクを用いた場合であっても、印字物に擬似的な金属光沢を付与することができる。

ＵＶインクとしては、例えば、着色剤、単官能モノマー又は多官能モノマー、光重合開始剤及び増感剤を含むインクを用いればよい。

着色剤としては、染料又は顔料を用いればよい。染料としては、例えば、アゾ染料、フタロシニン染料又はアントラキノン系染料等が好適である。顔料としては、例えば、アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料及びキレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、チオインジゴ顔料、ジオキサジン顔料及びキノフタロン顔料等の多環式顔料、塩基性染料型レーキ及び酸性染料型レーキ等の染料レーキ、ニトロ顔料、ニトロソ顔料及びアニリンブラック等の有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系及びカーボンブラック系等の無機顔料が好適である。

単官能モノマーとしては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、２−エチルヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシル、グリシジル、イソボルニル及びジシクロペンタニル等の置換基を有するアクリレートやメタクリレート等が好適である。

多官能モノマーとしては、例えば、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール及びポリプロピレングリコール等のジアクリレート、メタクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのアクリレートやメタクリレート等が好適である。

通常は上述したモノマーの中から選択した複数のモノマーを組み合わせて、インク特性の調整を行う。

光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインイソブチルエーテル、２，４−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、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、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、ベンジル基を有する光重合開始剤等が好適である。また、分子開裂型の光重合開始剤として、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等を併用しても良いし、さらに水素引き抜き型光重合開始剤である、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン等も併用できる。

上記光重合開始剤と併用する増感剤としては、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン及びトリエタノールアミンＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン等のアミン類等が好適である。

なお、ＵＶインクは、上述の成分以外にも、必要に応じて溶剤、電導度調整剤、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤等の添加剤を含有してもよい。また、ＵＶインク中の着色剤の含有率は、インクの吐出安定性を損なわず、且つ目的とする印刷濃度及び可視光透過率を達成できる程度に適宜調整すればよいが、例えば、ＵＶインク全質量に対して０．１〜１５質量％程度とすればよい。また、ＵＶインクへの紫外線の照射は、例えば、キャリッジに搭載された半硬化用紫外線照射手段及び本硬化用紫外線照射手段を用いて行えばよい。

本実施形態では、脱脂処理後の金属板の表面をカップリング剤で被覆した後、カップリング剤で被覆した表面上にＵＶインクを付着させることが好ましい。これにより、ＵＶインクと金属の表面との接着性を向上させることができる。なお、また、金属板の表面を被覆するカップリング剤の量は非常に少ないので、カップリング剤による金属板の被覆は金属光沢の透過に影響しない。

カップリング剤としては、例えば、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトルエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等、疎水基にアクリロキシ基又はメタクリロキシ基を有するカップリング剤が好ましい。カップリング剤がアクリロキシ基又はメタクリロキシ基を有することにより、ＵＶインクと金属板の表面との接着性を顕著に向上させることができる。

本実施形態では、金属板の表面上に形成する印字物における可視光透過率を２０％以上に調整することが好ましい。これにより、印字物内へ入射した光が印字物を透過して金属板の表面に到達し易くなり、金属板の表面で反射した光（金属光沢）が印字物を透過して印字物から出射し易くなる。そのため、印字物の擬似的な金属光沢が顕著となる。可視光透過率が２０％以下である場合、光が印字物を透過し難い。そのため、印字物内へ入射した光が金属板の表面に到達し難くなり、金属板の表面で反射した光が印字物から出射し難くなる。すなわち、可視光透過率が２０％以下である場合、可視光透過率が２０％以上である場合に比べて、金属板の金属光沢が印字物側へ透け難い傾向がある。

なお、印字物における可視光透過率は、ＵＶインク中の着色剤の含有率又は色、若しくはＵＶインクの印字率によって調整できる。

本実施形態では、金属板の表面上に付着させたＵＶインク上に透明インクを印字することにより、ＵＶインク上に透明なオーバーコート層を形成することが好ましい。オーバーコート層を形成することにより、印字の表面を平滑化することできる。また、透明インクの印字率を調整することにより、印字の表面の質感を様々に変化させることができる。例えば、透明インクの印字率を５％以下とした場合、印字物の表面を梨地状にし易くなる。また、透明インクの印字率を４０％以上とした場合、印字物の表面の光沢及び濡れ感を付与し易くなる。なお、透明インクの印字率を５〜４０％とした場合でも、本発明の効果を得ることができる。

透明インクとしては、上記のＵＶインクから着色剤を除いたものを用いればよい。また、透明インクの印字は、例えば、キャリッジに搭載された透明インク用インクジェットヘッドを用いて行えばよい。

本実施形態では、金属板の表面上に付着させたＵＶインクを完全に硬化させる前に、ＵＶインク上に透明インクを印字して、オーバーコート層を形成することが好ましい。具体的には、ＵＶインクを半硬化させた後、半硬化後のＵＶインクを本硬化させる前に、ＵＶインク上に透明インクを印字することが好ましい。硬化前のＵＶインクは液状であるため、硬化後の固体状のＵＶインクに比べて液状の透明インクとなじみ易い。そのため、ＵＶインクの硬化前に透明インクを印字することにより、ＵＶインクの硬化後に透明インクを印字する場合に比べて、筋等の凹凸のない平滑性な表面を有する印字物を形成することができる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
＜可視光透過率の測定＞
透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の板に顔料としてシアン（Ｃｙａｎ）顔料のみを含むＵＶインクジェットを着弾させ、透明ＰＥＴ板上に印字物を形成した。印刷には株式会社ミマキエンジニアリング製のインクジェットプリンタであるＵＪＦ−６０５Ｃを用いた。ＵＶインクには、株式会社ミマキエンジニアリング製のＳＰＣ−０３７１シリーズのインクを用いた。印字モードは１２００ｄｐｉ／１６ｐａｓｓ／Ｈｉとした。ＵＶインクの印字率（印字濃度）は表１に示す値とした。

透明ＰＥＴ板上に形成した印字物における可視光透過率を測定した。実施例１の可視光透過率を表１に示す。なお、可視光透過率の測定では、日本分光株式会社製の紫外可視赤外分光高度計であるＶ−６５０を用いた。

＜光沢度の測定＞
ステンレス板（ＳＵＳ板）の表面を研磨によって脱脂処理した。研磨後のＳＵＳ板の表面にカップリング剤を塗布した。カップリング剤としては、株式会社ミマキエンジニアリング製のＵＶプライマーＧＭ−１（アクリロキシ基を有するシラン系カップリング剤）を用いた。

カップリング剤で被覆したＳＵＳ板の表面にＵＶインクジェットを着弾させ、紫外線でＵＶインクを硬化させることにより印字物を形成した。印刷には上記のＵＪＦ−６０５Ｃを用いた。ＵＶインクとしては、可視光透過率の測定に用いたＵＶインクを用いた。印字モードは１２００ｄｐｉ／１６ｐａｓｓ／Ｈｉとした。ＵＶインクの印字率は表１に示す値とした。

ＳＵＳ板の表面に形成した印字物の光沢度を測定した。光沢度は金属光沢の一指標である。実施例１の光沢度を表１に示す。光沢度の測定には、コニカミノルタ（株）製の光沢度計であるＧＭ−２６８を用いた。また、光沢度の測定では、光の入射角を２０°に設定した。

＜金属光沢の評価＞
ＳＵＳ板の表面に形成した印字物の金属光沢の有無を目視で確認した。その結果を表１に示す。なお、表１において、「Ｃ」は、金属光沢がないことを意味し、「Ｂ」は、金属光沢があることを意味し、「Ａ」は、「Ｂ」よりも顕著な金属光沢があることを意味する。

（実施例２〜８、比較例１〜８）
実施例２及び比較例２では、ＵＶインクとして、実施例１のＣｙａｎインクの代わりにＭａｇｅｎｔａインクを用いて、印字率１００％で印字物を形成した。

実施例３及び比較例３では、ＵＶインクとして、実施例１のＣｙａｎインクの代わりにＹｅｌｌｏｗインクを用いて、印字率１００％で印字物を形成した。

実施例４及び比較例４では、ＵＶインクとして、実施例１のＣｙａｎインクの代わりにＬｉｇｈｔＣｙａｎインクを用いて、印字率１００％で印字物を形成した。

実施例５及び比較例５では、ＵＶインクとして、実施例１のＣｙａｎインクの代わりにＬｉｇｈｔＭａｇｅｎｔａインクを用いて、印字率１００％で印字物を形成した。

実施例６及び比較例６では、ＵＶインクとして、ＬｉｇｈｔＣｙａｎインク、ＬｉｇｈｔＭａｇｅｎｔａインク、Ｙｅｌｌｏｗインク、及びＢｌａｃｋインクを用い、各インクの印字率を２８％、２０％、６％、５％とすることにより印字物を形成した。

実施例７及び比較例７では、ＵＶインクとして、実施例１のＣｙａｎインクの代わりにＢｌａｃｋインクを用いて、印字率１００％で印字物を形成した。

実施例８及び比較例８では、ＵＶインクとして、Ｗｈｉｔｅインクを用いて、印字率１００％で印字物を形成した。

比較例１〜８では、光沢度の測定用の記録媒体として、ＳＵＳ板の代わりに、光沢のない白色のＰＥＴ樹脂の板を用いた。

以上の事項以外は、実施例１と同様の方法で、実施例２〜８及び比較例１〜８の各印字率に対応する可視光透過率を測定した。結果を表１に示す。また、以上の事項以外は、実施例１と同様の方法で、実施例２〜８及び比較例１〜８の印刷、光沢度の測定及び金属光沢の評価をそれぞれ行った。結果を表１に示す。

（実施例９）
実施例９では、ＳＵＳ板の表面に着弾させたＵＶインクを完全に硬化させる前に、ＵＶインク上に透明インクを印字してオーバーコート層を形成し、オーバーコート層の形成後にＵＶインク及び透明インクを完全に硬化させた。以上の事項以外は、実施例２と同様の方法で、実施例９の印刷を行った。なお、透明インクの印字モードは６００ｄｐｉ／８ｐａｓｓとした。

実施例９では、透明インクの印字率を０％より大きく１００％以下である範囲で変化させて、各印字率の場合に得られた印字物の表面状態を観察した。

実施例９においても、透明インクの印字率に係らず、印字物が金属光沢を有することが確認された。

実施例９では、透明インクの印字率がいずれの値であっても、実施例２に比べて、印字物の表面の平滑性が向上していることが確認された。

実施例９では、透明インクの印字率が５％以下である場合、印字率が５％より大きい場合に比べて、印字物の表面が微細な凹凸を有する梨地状になり易いことが確認された。この梨地の形状は、透明インクを低印字率で印字することで、有色のＵＶインクから形成した印字物表面が透明インクで全て覆われることなく、透明インクが孤立のドット状で存在することに起因する。

実施例９では、透明インクの印字率が４０％以上である場合、印字率が４０％より小さい場合に比べて、印字物の表面の光沢性及び濡れ感が顕著であることが確認された。

なお、透明インクの印字率は、有色のＵＶインクから形成した印字物の色、画像、印字率などにより様々に変化することは容易に推測できる。即ち、有色のＵＶインクから形成した印字物の色、画像、印字率などが変われば、透明インクの印字率が同じであっても、その表面状態は変化するものと考えられる。

以上説明したように、上記本発明によれば、メタリックインクを用いない場合であっても、金属光沢を有する印字物をインクジェットプリンタで形成することが可能な印刷方法を提供することができる。

なお、ＵＶインクは、上述の成分以外にも、必要に応じて溶剤、電導度調整剤、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤等の添加剤を含有してもよい。また、ＵＶインク中の着色剤の含有率は、インクの吐出安定性を損なわず、且つ目的とする印刷濃度及び可視光透過率を達成できる程度に適宜調整すればよいが、例えば、ＵＶインク全質量に対して０．１〜１５質量％程度とすればよい。また、ＵＶインクへの紫外線の照射は、例えば、キャリッジに搭載された半硬化用紫外線照射手段及び完全硬化用紫外線照射手段を用いて行えばよい。

本実施形態では、金属板の表面上に付着させたＵＶインクを完全に硬化させる前に、ＵＶインク上に透明インクを印字して、オーバーコート層を形成することが好ましい。具体的には、ＵＶインクを半硬化させた後、半硬化後のＵＶインクを完全硬化させる前に、ＵＶインク上に透明インクを印字することが好ましい。硬化前のＵＶインクは液状であるため、硬化後の固体状のＵＶインクに比べて液状の透明インクとなじみ易い。そのため、ＵＶインクの硬化前に透明インクを印字することにより、ＵＶインクの硬化後に透明インクを印字する場合に比べて、筋等の凹凸のない平滑性な表面を有する印字物を形成することができる。

Claims

インクジェットプリンタを用いる印刷方法であって、
金属の表面上に紫外線硬化型インクを付着させる工程を備える、
印刷方法。
前記金属の表面を脱脂処理する工程と、
脱脂処理後の前記表面をカップリング剤で被覆する工程と、を備え、
前記カップリング剤で被覆した前記表面上に前記紫外線硬化型インクを付着させる、
請求項１に記載の印刷方法。
前記カップリング剤がアクリロキシ基又はメタクリロキシ基を有する、
請求項２に記載の印刷方法。
前記表面上に付着させた前記紫外線硬化型インクから形成する印字物における可視光透過率を２０％以上に調整する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の印刷方法。
前記表面上に付着させた前記紫外線硬化型インク上に透明なオーバーコート層を形成する工程を備える、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の印刷方法。
前記表面上に付着させた前記紫外線硬化型インクを硬化させる前に、前記紫外線硬化型インク上に前記オーバーコート層を形成する、
請求項５に記載の印刷方法。