JP6089761B2 - 活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセット及び多次色の印字物の製造方法 - Google Patents

活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセット及び多次色の印字物の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、多次色の発色性に優れる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットに関する。
インクジェットプリンター記録装置による印刷は、ノズルよりインクを噴射し、被記録材に付着せしめる方式であり、該ノズルと被記録材とが非接触状態にあるため、曲面や凹凸した不規則な形状を有する表面に対して、良好な印刷を行うことができる。このため、産業用途で広範囲にわたる利用分野が期待されている印刷方式である。
このようなインクジェットプリンター用のインク(インクジェット記録用インク)としては従来染料インクが使用されていたが、耐摩耗性、耐水性、耐光性等の耐久性が十分ではないことから、近年では、着色剤に顔料を用いた水性顔料及び油性顔料インクや、紫外線等の活性エネルギー線で印刷被膜を硬化、乾燥させることの可能な活性エネルギー線硬化型のインクジェット記録用インクが提案されている。
一方、インクジェット記録用インクのカラー化についても数々の検討がなされている。
カラー化の方法としては、例えば、インクセットが、イエローインク及びシアンインクを備えていれば、シアンインクを印字した上にイエローインクを重ねて印字させて、グリーンの二次色を製造することができ、マゼンタインク及びシアンインクを備えていれば、シアンインクを印字した上にマゼンタインクを重ねて印字させて、ブルーの二次色、例えばバイオレット色を製造することができる。3種以上の異なる色を用いて三次色、例えばコンポジットブラックを印字させることも可能である。
このような、多次色に関する検討は、水性及び油性インクにおいては数々の検討がなされており、特に水性インクではインク同士の混合性やインクの混合時の増粘抑制、記録紙への定着性等が重要な課題となることから、配合するポリマー等に着目した検討がなされている(例えば特許文献1、2参照)。
しかしながら活性エネルギー線硬化型のインクは、溶媒を使用しないノンソル型であり、インク設計においても、吐出信頼性の観点から、インクを低粘度化させることが必要で、使用されるモノマーも低粘度モノマーを主成分とすることから、これら水性インクに効果があるとされる方法を適用することが困難であった。
また多次色における所望される色の発色性について検討した事例は、あまりないのが現状である。
特開2009−149805号公報 特開2008−184616号公報
本発明の目的は、多次色の発色性に優れる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク、特に、オレンジ、グリーン、バイオレットの多次色の発色性に優れた活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクを提供することにある。
本発明者らは、1次色として使用するマゼンタインク、シアンインク、及びイエローインクの顔料のメジアン径を特定の範囲とし、該マゼンタインク、シアンインク、及びイエローインクを使用して多次色を表現することで、上記課題を解決した。
即ち本発明は、活性エネルギー線を照射することにより硬化する、少なくともマゼンタインク、シアンインク、及びイエローインクを含む活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットであって、該インクジェットインクセットを構成するインクが、少なくとも顔料、重合性化合物、光重合開始剤を含有し、マゼンタインクに使用する顔料とイエローインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:4であり、且つシアンインクに使用する顔料とイエローインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:5であり、且つシアンインクに使用する顔料とマゼンタインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:3であるインクジェット記録用インクセットを提供する。
また本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットに備えられた2種以上の異なる色のインクを、インクジェット記録方法により被記録材に印字した後、活性エネルギー線を照射することにより前記画像を硬化させる多次色の印字物の製造方法であって、前記活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットが請求項1〜5に記載のインクセットであり、前記マゼンタインクと前記イエローインクとを被記録材に吐出、印字してオレンジ色の画像を得る工程か、もしくは、前記シアンインクと前記イエローインクとを被記録材に吐出、印字してグリーン色の画像を得る工程か、もしくは、前記シアンインクと前記マゼンタインクとを被記録材に吐出、印字してバイオレット色の画像を得る工程を含む、多次色の印字物の製造方法を提供する。
本発明により、多次色の発色性に優れる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク、特に、オレンジ、グリーン、バイオレットの多次色の発色性に優れた活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクを提供することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットは、少なくともマゼンタインク、シアンインク、及びイエローインクを含む。これらのインクは、少なくとも顔料、重合性化合物、光重合開始剤を含有する。
(顔料)
本発明で使用する顔料は、通常インクジェットインクに使用される顔料であれば特に限定はなく公知のものを使用することができる。
例えばマゼンタインクに使用する顔料としては、C.I.ピグメントレッド5(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド7(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド12(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド48(Ca)(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド48(Mn)(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド57(Ca)(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド57:1(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド112(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド122(キナクリドン顔料)、C.I.ピグメントレッド123(ペリレン顔料)、C.I.ピグメントレッド168(アンスラキノン系顔料)、C.I.ピグメントレッド184(アゾ顔料)、C.I.ピグメントレッド202(キナクリドン顔料)、C.I.ピグメントレッド209(キナクリドン顔料)、C.I.ピグメントヴァイオレット19(キナクリドン顔料)等が挙げられる。
中でも、キナクリドン顔料が、高い耐光性と着色力を有する点から好ましい。
また、シアンインクに使用する顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー1(レーキ顔料)、C.I.ピグメントブルー15(フタロシアニン顔料)、C.I.ピグメントブルー15:3(フタロシアニン顔料)、C.I.ピグメントブルー15:4(フタロシアニン顔料)、C.I.ピグメントブルー16(フタロシアニン顔料)、C.I.ピグメントブルー60(アンスラキノン顔料)等が挙げられる。
フタロシアニン顔料が好ましく、銅フタロシアニン顔料がもっとも好ましい。銅フタロシアニン顔料としては、C.I.ピグメントブルー15(フタロシアニン顔料)、C.I.ピグメントブルー15:3(フタロシアニン顔料)、C.I.ピグメントブルー15:4(フタロシアニン顔料)があげられる。
また、イエローインクに使用する顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1(アゾ顔料)、2(アゾ顔料)、3(アゾ顔料)、12(アゾ顔料)、13(アゾ顔料)、14(アゾ顔料)、16(アゾ顔料)、17(アゾ顔料)、73(アゾ顔料)、74(アゾ顔料)、75(アゾ顔料)、83(アゾ顔料)、93(アゾ顔料)、95(アゾ顔料)、97(アゾ顔料)、98(アゾ顔料)、109(イソインドリノン顔料)、110(イソインドリノン顔料)、114(アゾ顔料)、120(ベンズイミダゾロン顔料)、128(アゾ顔料)、129(アゾ顔料)、138(キノフタロン顔料)、150(アゾ顔料)、151(ベンズイミダゾロン顔料)、154(ベンズイミダゾロン顔料)、155(アゾ顔料)、180(ベンズイミダゾロン顔料)、185(イソインドリン顔料)、213(キノキサリン顔料)等が挙げられる。
中でも、アゾ顔料が、高い耐光性と着色力を有する点から好ましい。
本発明においては、前記マゼンタインクに使用する顔料と前記イエローインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:4であり、且つ前記シアンインクに使用する顔料と前記イエローインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:5であり、且つ前記シアンインクに使用する顔料と前記マゼンタインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:3であることが特徴である。
各々使用する顔料のメジアン径をこの範囲とすることで、後述の多次色、例えば前記マゼンタインクと前記イエローインクとを被記録材に吐出、印字してオレンジ色の画像を得る場合や、もしくは、前記シアンインクと前記イエローインクとを被記録材に吐出、印字してグリーン色の画像を得る場合や、もしくは、前記シアンインクと前記マゼンタインクとを被記録材に吐出、印字してバイオレット色の画像を得る場合において、発色性に優れる多次色を得ることができる。
メジアン径は、インク中に懸濁した状態で存在する顔料粒子の無作為な衝突から起こるブラウン運動を利用して測定する。
即ち、ブラウン運動している顔料微粒子に光を当てて、その粒子から戻ってくる光、後方散乱光の振動数の変化量から顔料微粒子の粒子径を求めるものである。本発明で使用する活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクのメジアン径は、この原理を利用した日機装社製のナノトラックUPAを用いて測定した。
これらのインクセットに使用する顔料の平均粒径は、500nm以下であることが本発明の効果を最大限に発揮できることから好ましく、インクジェット記録用インクとして使用することから、シアンインクは80nm〜120nmの範囲が、マゼンタインクは120〜160nmの範囲が、イエローインクは270〜320nmの範囲がなお好ましい。
また前記顔料の添加量は、十分な画像濃度や印刷画像の耐光性を得るため、インク全量の0.1〜15質量%の範囲で含有させることが好ましい。
なお顔料の平均粒径は、メジアン径を測定したのと同様の方法で測定した。
本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットは、少なくともマゼンタインク、シアンインク、及びイエローインクを含むが、その他、ブラックインク、ホワイトインク等、通常活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットに加えられる色インクを加えたセットであってもよい。また、それぞれの色毎に同系列の濃色や淡色を加えてもよく、マゼンタに加えて淡色のライトマゼンタ、濃色のレッド、シアンに加えて淡色のライトシアン、濃色のブルー、ブラックに加えて淡色であるグレイ、ライトブラック、濃色であるマットブラック等を加えてもよい。
例えばブラックインクに使用する黒顔料としては、三菱化学社製のNo.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等が、コロンビア社製のRaven5750、同5250、同5000、同3500、同1255、同700等が、キャボット社製のRegal400R、同330R、同660R、Mogul L、同700、Monarch800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、同1400等が、デグッサ社製のColor Black FW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、ColorBlack S150、同S160、同S170、Printex 35、同U、同V、同140U、Special Black 6、同5、同4A、同4等が挙げられる。
また、ホワイトインクに使用する白色顔料としては、例えば、酸化チタン、硫化亜鉛、鉛白、亜鉛華、リトボン、アンチモンホワイト、塩基性硫酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、シリカ、等があげられる。
これらの顔料の平均粒径は、具体的にブラックインクは、30〜100nmの範囲にあるものが好ましく、より好ましくは50〜80nm程度のものである。ホワイトインクは、220〜320nmの範囲にあるものが好ましく、より好ましくは240〜300nm程度のものである。又、前記着色剤の添加量、十分な画像濃度や印刷画像の耐光性を得るため、インク全量の1〜30質量%の範囲で含有させることが好ましい。
前記顔料は、後述の重合性化合物等に対する分散安定性を高める目的で顔料分散剤を用いることが好ましい。具体的には、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPB821、PB822、PB817、ルーブリゾール社製のソルスパーズ24000GR、32000、33000、39000、楠本化成社製のディスパロンDA−703−50、DA−705、DA−725、BASF社製のEFKA4330、4401、7477、7701等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、顔料分散剤の使用量は、顔料に対して10〜100質量%の範囲が好ましく、特に30〜90質量%の範囲が好ましい。使用量が10質量%未満の場合には、分散安定性が不十分となる傾向にあり、100質量%を超える場合には、インクの粘度が高くなる傾向にあり、吐出信頼性を大きく損なう傾向にある。
(重合性化合物)
本発明で使用する重合性化合物は、活性エネルギー線により硬化重合する化合物(以下活性エネルギー線重合性化合物と称す)であれば特に問題なく使用することができる。
例えば、活性エネルギー線重合性化合物のうち、重合性モノマーと称される低分子モノマーとしては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ブトキシエチルアクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;ポリエチレングリコールモノ(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、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート類;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;
ベンジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルフォスフェート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;ジアセトン(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類;クロトン酸メチル、ケイ皮酸メチル、イタコン酸ジメチル、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル等の不飽和カルボン酸エステル類;(メタ)アクリロニトリル、クロトン酸ニトリル、マレイン酸ジニトリル等の不飽和ニトリル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類およびシクロアルキルビニルエーテル類;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル等の水酸基含有ビニルエーテル類;2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、4−ヒドロキシブチルアリルエーテル等の水酸基含有アリルエーテル類;N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルアセトアミド等のN−ビニルラクタム類およびN−ビニルアルキルアミド類、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル等のビニルエーテル基と(メタ)アクリロイル基との両方を含むモノマー等があげられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ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、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、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、3−メチル1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;トリメチロールプロパンジ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリヒドロキシエチルトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(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、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート類;
イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(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)アクリレート等のイソシアヌレートのポリ(メタ)アクリレート類;トリシクロデカンジイルジメチルジ(メタ)アクリレート等のシクロアルカンのポリ(メタ)アクリレート類;ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸から得られる(メタ)アクリレート等のビスフェノールAの(メタ)アクリレート誘導体;トリエチレングリコールジビニルエーテル等のアルキレングリコールのジビニルエーテル類等である。これらは2種類以上併用して用いることができる。
これらの中でも、ジプロピレングリコールジアクリレートを併用すると、組成物の粘度を上昇させること無く、反応性を向上させることができ、密着性も損なうことがなく、臭気をさらに低減させることができ好ましい。
また、低粘度を所望されない用途においては、分子量の高い(メタ)アクリレートオリゴマー等の重合性オリゴマーを使用することもできる。重合性オリゴマーとしては、ポリウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリアクリル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールポリ(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート等が挙げられ、2種類以上併用して用いることができる。
中でも、インク吐出信頼性の観点から、多官能(メタ)アクリレートと単官能(メタ)アクリレートの組み合わせが好ましく、2官能(メタ)アクリレートと単官能(メタ)アクリレートの組み合わせ、単官能(メタ)アクリレート単独での組み合わせがなお好ましい。
前記活性エネルギー線重合性化合物は、使用するインクジェット装置にもよるが、各々のモノマーを配合後の粘度が45℃で、概ね1〜100mPa.sとなるように設計することが好ましい。
(光重合開始剤)
本発明において、活性エネルギー線として紫外線を使用する場合には、光重合開始剤を使用することが好ましい。光重合開始剤としてはラジカル重合型の光重合開始剤が使用される。
具体的には、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、ベンジル、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、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)−ブタン−1−オン、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等が好適に用いられ、さらにこれら以外の分子開裂型のものとして、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、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−オンおよび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、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルスルフィド等も併用できる。
特にLEDを使用する場合には、LEDの発光ピーク波長を加味して光重合開始剤を選択することが好ましい。例えばUV−LEDを使用する場合に適した光重合開始剤としては、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)−ブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−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、2−イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
また上記光重合開始剤に対し、増感剤として例えば、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イソアミル、N,N−ジメチルベンジルアミンおよび4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等の、前述重合性成分と付加反応を起こさないアミン類を併用することもできる。
本発明で使用する活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクには、インクの保存安定性を高めるため、ハイドロキノン、メトキノン、ジ−t−ブチルハイドロキノン、P−メトキシフェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ニトロソアミン塩等の重合禁止剤をインク中に0.01〜2質量%の範囲で添加しても良い。その他、各種添加剤、例えば被印刷基材に対する接着性の付与等を目的に、本発明の効果を損なわない範囲においてアクリル樹脂、エポキシ樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル等の非反応性樹脂等を配合することができる。
(製造方法)
本発明で使用する活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクの製造は、顔料及び活性エネルギー線重合性化合物、必要に応じ顔料分散剤、樹脂を加えた混合物をビーズミル等の通常の分散機を用いて顔料分散させた後、光重合開始剤を加え、さらに必要に応じ表面張力調整剤等の添加剤を加えて攪拌、溶解することで調製できる。予め、ビーズミル等の通常の分散機を用いて高濃度の顔料分散液(ミルベース)を作製後、光重合開始剤を溶解した活性エネルギー線重合性化合物、添加剤等を攪拌、混合して調製することもできる。
顔料を分散させるための攪拌・分散装置としては、例えば超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザーなど、公知慣用の各種分散機を使用することができる。
(粘度)
本発明で使用する活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクの粘度は、東機産業社製粘度測定器:TVE−20Lにて、45℃における粘度を測定した。測定回転数は、50rpm/mimとした。
(インクセット)
本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットは、前述の通り、少なくともマゼンタインク、シアンインク、及びイエローインクを含むことを必須とする。その他前述の通り、ブラックインク、ホワイトインク等、通常活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットに加えられる色インクを加えたセットであってもよい。また、それぞれの色毎に同系列の濃色や淡色を加えてもよく、マゼンタに加えて淡色のライトマゼンタ、濃色のレッド、シアンに加えて淡色のライトシアン、濃色のブルー、ブラックに加えて淡色であるグレイ、ライトブラック、濃色であるマットブラック等を加えてもよい。
(印字物の製造方法)
本発明の多次色の印字物の製造方法は、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットに備えられた2種以上の異なる色のインクを、インクジェット記録方法により被記録材に印字した後、活性エネルギー線を照射することにより前記画像を硬化させる多次色の印字物の製造方法であり、前記マゼンタインクと前記イエローインクとを被記録材に吐出、印字してオレンジ色の画像を得る工程か、もしくは、前記シアンインクと前記イエローインクとを被記録材に吐出、印字してグリーン色の画像を得る工程か、もしくは、前記シアンインクと前記マゼンタインクとを被記録材に吐出、印字してバイオレット色の画像を得る工程を含むことを特徴とする。
本発明においてオレンジ色とは、例えば、日本電色工業株式会社の分光式色差計SE−2000を用いて、印字物をD65/2の光の波長で反射光を測定し、L*a*b*表色系で表示したとき、a*(赤−緑方向の色度)が10〜70の範囲であり、b*(黄−青方向の色度)が58〜78の範囲の色を指し、グリーン色とは、例えば、a*が−50〜−80の範囲であり、b*が20〜80の範囲の色を指し、バイオレット色とは、例えば、a*が70〜90の範囲であり、b*が−20〜80の範囲の色を指す。
本発明において多次色とはイエローインク、シアンインク、マゼンタインクなどの一次色を重ね合わせで形成される二次色や三次色を指す。多次色の印字物は、インク同士のドットを重ねて存在させることで製造してもよく、インクとインクとのドットを並列に存在させることで製造してもよい。本発明の効果を発揮させるには、少なくとも一部を重ねて存在させることが好ましい。
(硬化反応)
本発明で使用する活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクは、活性エネルギー線、好ましくは紫外線等の光照射をすることにより硬化反応を行う。紫外線等の光源としては、通常UV硬化性インクジェットインクに使用する光源、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等であれば問題なく硬化させることができる。例えばFusion System社製のHランプ、Dランプ、Vランプ等の市販されているものを用いて行うことができる。
また、近年採用が進んでいるUV−LEDや、紫外線発光半導体レーザ等の紫外線発光半導体素子を使用する場合には、感度のよい光重合開始剤は重合性化合物を適宜選択して使用することができる。
インクジェット記録方式としては、従来公知の方式がいずれも使用できる。例えば圧電素子の振動を利用して液滴を吐出させる方法(電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成するインクジェットヘッドを用いた記録方法)や熱エネルギーを利用する方法が挙げられる。
(被記録材)
本発明で使用する被記録材は、普通紙、コート紙等の紙はもちろん、プラスチック材も使用することができる。具体的には、汎用の射出成形用プラスチックとして使用される、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂、PVC(ポリ塩化ビニル)/ABS樹脂、PA(ポリアミド)/ABS樹脂、PC(ポリカーボネート)/ABS樹脂、PBT(ポリブチレンテレフタレート)/ABS等のABS系のポリマーアロイ、AAS(アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン)樹脂、AS(アクリロニトリル・スチレン)樹脂、AES(アクリロニトリル・エチレンゴム・スチレン)樹脂、MS((メタ)アクリル酸エステル・スチレン)系樹脂、PC(ポリカーボネート)系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、PP(ポリプロピレン)系樹脂、等が挙げられる。
また、被記録材として包装材料用の熱可塑性樹脂フィルム等のプラスチック材からなるフィルムを使用することも可能である。例えば食品包装用として使用される熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポリエチレンレテフタレート(PET)フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリエチレンフィルム(LLDPE:低密度ポリエチレンフィルム、HDPE:高密度ポリエチレンフィルム)やポリプロピレンフィルム(CPP:無延伸ポリプロピレンフィルム、OPP:二軸延伸ポリプロピレンフィルム)等のポリオレフィンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等が挙げられる。これらは一軸延伸や二軸延伸等の延伸処理を施してあってもよい。またフィルム表面には必要に応じて火炎処理やコロナ放電処理などの各種表面処理を施してもよい。
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。なお、以下実施例中にある部とは、質量部を表す。
[高濃度シアン顔料分散液(ミルベース)の調整例]
(ミルベース(1)の製造例)
ファストゲンブルーTGR-J 25部
DIC製 銅フタロシアニン顔料C.I.ピグメントブルー15:4
ソルスパーズ 39000 10部
ルーブリゾール製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 65部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)
ノンフレックスアルバ 0.1部
精工化学製 t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)
を攪拌機で30分以上混合させて、高濃度シアン顔料の懸濁液を得た。
得られた高濃度シアン顔料の懸濁液を、連続式分散メディア攪拌型湿式分散装置(日本コークス製、SCミル100型)を用いて、この分散装置の排出口に、懸濁液を保持する容器を接続し、更にこの容器を分散装置の供給口に接続して、循環ポンプを設けることなく懸濁液を循環させて、顔料が所定の粒子径の顔料分散液となるまで、繰り返し分散させた。
この時の分散条件は、分散装置のローター回転数2500min-1、分散メディアである0.5mmφジルコニアビーズ充填率80%、上記高濃度シアン顔料の懸濁液の時間当たりの供給量は250Lで、2時間循環分散とさせて、ミルベース(1)を作製した。
次いで、ジプロピレングリコールジアクリレート20部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)65部、光重合開始剤として、イルガキュアー819(BASF製)4部、ルシリンTPO(BASF製)3部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を8部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用シアン色インク組成物(1)を得た。
[高濃度マゼンタ顔料分散液(ミルベース)の調整例]
(ミルベース(2)の製造例)
ファストゲンスーパーマゼンタRTSP 22部
DIC製 キナクリドン顔料C.I.ピグメントレッド122
ソルスパーズ 32000 10部
ルーブリゾール製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 68部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)
ノンフレックスアルバ 0.1部
精工化学製 t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)
を攪拌機で30分以上混合させて、高濃度マゼンタ顔料の懸濁液を得た。
得られた高濃度マゼンタ顔料の懸濁液を、連続式分散メディア攪拌型湿式分散装置(日本コークス製、SCミル100型)を用いて、この分散装置の排出口に、懸濁液を保持する容器を接続し、更にこの容器を分散装置の供給口に接続して、循環ポンプを設けることなく懸濁液を循環させて、顔料が所定の粒子径の顔料分散液となるまで、繰り返し分散させた。
この時の分散条件は、分散装置のローター回転数2400min-1、分散メディアである0.5mmφジルコニアビーズ充填率80%、上記高濃度マゼンタ顔料の懸濁液の時間当たりの供給量は250Lで、1.5時間循環分散とさせて、ミルベース(2)を作製した。
次いで、ジプロピレングリコールジアクリレート22部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)54部、光重合開始剤として、イルガキュアー819(BASF製)3部、ルシリンTPO(BASF製)3部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を18部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用マゼンタ色インク組成物(2)を得た。
[高濃度イエロー顔料分散液(ミルベース)の調整例]
(ミルベース(3)の製造例)
ノボパームイエロー4G01 20部
クラリアント製 ジスアゾ顔料C.I.ピグメントイエロー155
EFKA7701 16部
BASF製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 64部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)
ノンフレックスアルバ 0.1部
精工化学製 t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)
を攪拌機で30分以上混合させて、高濃度イエロー顔料の懸濁液を得た。
得られた高濃度イエロー顔料の懸濁液を、連続式分散メディア攪拌型湿式分散装置(日本コークス製、SCミル 100型)を用いて、この分散装置の排出口に、懸濁液を保持する容器を接続し、更にこの容器を分散装置の供給口に接続して、循環ポンプを設けることなく懸濁液を循環させて、顔料が所定の粒子径の顔料分散液となるまで、繰り返し分散させた。
この時の分散条件は、分散装置のローター回転数2200min-1、分散メディアである0.8mmφ高比重ガラスビーズ充填率85%、上記高濃度イエロー顔料の懸濁液の時間当たりの供給量は220Lで、1.5時間循環分散とさせて、ミルベース(3)を作製した。
次いで、ジプロピレングリコールジアクリレート22部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)52部、光重合開始剤として、イルガキュアー819(BASF製)3部、ルシリンTPO(BASF製)3部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を20部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用イエロー色インク組成物(3)を得た。
以下に記す手法を以て、各色の高濃度顔料分散液(ミルベース)を用いて、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物(4)〜(6)を得た。
N−ビニルカプロラクタム(ISP社製)34部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)50部、光重合開始剤として、イルガキュアー184(BASF製)4部、ルシリンTPO(BASF製)4部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を8部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用シアン色インク組成物(4)を得た。
N−ビニルカプロラクタム(ISP社製)35部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)40部、光重合開始剤として、イルガキュアー184(BASF製)4部、ルシリンTPO(BASF製)3部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を18部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用マゼンタ色インク組成物(5)を得た。
N−ビニルカプロラクタム(ISP社製)30部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)44部、光重合開始剤として、イルガキュアー184(BASF製)3部、ルシリンTPO(BASF製)3部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を20部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用マゼンタ色インク組成物(6)を得た。
(比較例1〜3活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物の製造方法)
以下に記す各色高濃度顔料分散液(ミルベース4〜6)を用いる以外は、実施例に記した活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物(1)〜(3)と同様にして、比較例用の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物(1)〜(3)を得た。
[高濃度シアン顔料分散液(ミルベース)の調整例]
(ミルベース(4)の製造例)
ファストゲンブルーTGR-J 25部
DIC製 銅フタロシアニン顔料C.I.ピグメントブルー15:4
EFKA7701 10部
BASF製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 65部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)
ノンフレックスアルバ 0.1部
精工化学製 t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)
を攪拌機で30分以上混合させて、高濃度シアン顔料の懸濁液を得た。
得られた高濃度シアン顔料の懸濁液を、連続式分散メディア攪拌型湿式分散装置(日本コークス製、SCミル100型)を用いて、この分散装置の排出口に、懸濁液を保持する容器を接続し、更にこの容器を分散装置の供給口に接続して、循環ポンプを設けることなく懸濁液を循環させて、顔料が所定の粒子径の顔料分散液となるまで、繰り返し分散させた。
この時の分散条件は、分散装置のローター回転数2700min-1、分散メディアである0.5mmφジルコニアビーズ充填率85%、上記高濃度シアン顔料の懸濁液の時間当たりの供給量は250Lで、3時間循環分散とさせて、ミルベース(4)を作製した。
次いで、ジプロピレングリコールジアクリレート20部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)65部、光重合開始剤として、イルガキュアー819(BASF製)4部、ルシリンTPO(BASF製)3部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を8部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用シアン色インク組成物(1)を得た。
[高濃度マゼンタ顔料分散液(ミルベース)の調整例]
(ミルベース(5)の製造例)
ファストゲンスーパーマゼンタRTSP 22部
DIC製 キナクリドン顔料C.I.ピグメントレッド122
ソルスパーズ 39000 10部
ルーブリゾール製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 68部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)
ノンフレックスアルバ 0.1部
精工化学製 t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)
を攪拌機で30分以上混合させて、高濃度マゼンタ顔料の懸濁液を得た。
得られた高濃度マゼンタ顔料の懸濁液を、連続式分散メディア攪拌型湿式分散装置(日本コークス製、SCミル100型)を用いて、この分散装置の排出口に、懸濁液を保持する容器を接続し、更にこの容器を分散装置の供給口に接続して、循環ポンプを設けることなく懸濁液を循環させて、顔料が所定の粒子径の顔料分散液となるまで、繰り返し分散させた。
この時の分散条件は、分散装置のローター回転数2000min-1、分散メディアである0.5mmφジルコニアビーズ充填率75%、上記高濃度マゼンタ顔料の懸濁液の時間当たりの供給量は250Lで、1.5時間循環分散とさせて、ミルベース(5)を作製した。
次いで、ジプロピレングリコールジアクリレート22部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)54部、光重合開始剤として、イルガキュアー819(BASF製)3部、ルシリンTPO(BASF製)3部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を18部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用マゼンタ色インク組成物(2)を得た。
[高濃度イエロー顔料分散液(ミルベース)の調整例]
(ミルベース(6)の製造例)
ノボパームイエロー4G01 20部
クラリアント製 ジスアゾ顔料C.I.ピグメントイエロー155
ソルスパーズ 32000 16部
ルーブリゾール製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 64部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート(単官能モノマー)
ノンフレックスアルバ 0.1部
精工化学製 t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)
を攪拌機で30分以上混合させて、高濃度イエロー顔料の懸濁液を得た。
得られた高濃度イエロー顔料の懸濁液を、連続式分散メディア攪拌型湿式分散装置(日本コークス製、SCミル 100型)を用いて、この分散装置の排出口に、懸濁液を保持する容器を接続し、更にこの容器を分散装置の供給口に接続して、循環ポンプを設けることなく懸濁液を循環させて、顔料が所定の粒子径の顔料分散液となるまで、繰り返し分散させた。
この時の分散条件は、分散装置のローター回転数2500min-1、分散メディアである0.8mmφ高比重ガラスビーズ充填率85%、上記高濃度イエロー顔料の懸濁液の時間当たりの供給量は240Lで、4時間循環分散とさせて、ミルベース(6)を作製した。
次いで、ジプロピレングリコールジアクリレート22部、ライトアクリレートPO−A(フェノキシエチルアクリレートアクリレート)52部、光重合開始剤として、イルガキュアー819(BASF製)3部、ルシリンTPO(BASF製)3部を加えて、60℃に加温して、十分攪拌、光重合開始剤を完全溶解した。この後、上記で作製した顔料分散液を20部加えて、再度、十分攪拌した後、1.2μmのメンブランフィルターを用いて、ろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用イエロー色インク組成物(3)を得た。
(物性測定方法)
実施例(1)〜(6)、比較例(1)〜(3)に示した活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物の物性値として、粘度と分散粒子径(メジアン径)を測定した。
[保存安定性]
実施例および比較例の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物を20ml遮光ガラス容器に入れ、恒温槽内にて60℃で30日間静置、保存した。静置保存前後のインク粘度および分散粒子径を比較し、その変化率を、下記式により求めた。粘度および分散粒子径の測定方法は、前述した粘度、分散粒子径(メジアン径)測定方法に準じた。
Figure 0006089761
Figure 0006089761

[耐光性]
PETフィルム面にインクをスピンコート印刷(塗膜厚:約6ミクロン)したものを、コンベア式UV照射装置により、120W/cmのメタルハライドランプ、0.5J/cm2の条件で紫外線を照射し、この印刷物を硬化させた後、耐光性試験機Solarbox3000e(ジャスコインターナショナル製)で500時間(耐光年数3.5年相当)キセノンランプでの耐光性試験を行った。試験が終了したら、試験機から印刷物を取り出し、分光濃度計(X−Rite製)で耐光レベル(試験前後のa、b値の変化率で判断)を測定し、その値から退色具合を確認した。
Figure 0006089761

Figure 0006089761

Figure 0006089761
Figure 0006089761
Figure 0006089761

上記の結果の通り、本発明で得た実施例の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物は、保存安定性(粘度と分散粒子径の変化率)は良好で、更に、キセノンランプで500時間(耐光年数3.5年相当)の耐光性試験を実施したが、耐光レベル(試験前後のa、b値の変化率)は殆ど変化せず安定で、良好なものであった。その結果、多次色の発色性に長期間優れる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク、特に、オレンジ、グリーン、バイオレットの多次色の発色性に長期間優れる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクの提供が可能になった。
それに比較して、比較例の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インク組成物は、シアンおよびイエローインク組成物において、保存安定性が不良で、実施例のインク組成物のように粘度と分散粒子径の経時変化率で、特性を満足するものではなかった。更に、キセノンランプでの500時間(耐光年数3.5年相当)の耐光性試験では、シアンインク組成物で不透明になる(退色)傾向が発現、イエローインク組成物では著しく退色した。又、マゼンタインク組成物は、保存安定性は良好で、又、耐光性試験における退色傾向も比較的少なかったが、初期発色力に乏しく、色相における鮮やかさがなく、そのため作製した塗膜も不透明(濁り)であった。このため、比較例で得たインク組成物では二次色は勿論のこと、単色でも実使用に耐えるものでなかった。

Claims (5)

  1. 活性エネルギー線を照射することにより硬化する、少なくともマゼンタインク、シアンインク、及びイエローインクを含む活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットであって、該インクジェット記録用インクセットを構成するインクが、少なくとも顔料、重合性化合物、光重合開始剤を含有し、シアンインクに含まれる顔料の平均粒径が80nm〜120nm、マゼンタインクに含まれる顔料の平均粒径が120nm〜160nm、イエローインクに含まれる顔料の平均粒径が270nm〜320nmであり、マゼンタインクに使用する顔料とイエローインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:4であり、且つシアンインクに使用する顔料とイエローインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:5であり、且つシアンインクに使用する顔料とマゼンタインクに使用する顔料のメジアン径が1:1〜1:3であることを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセット。
  2. 前記マゼンタインクに使用する顔料が、キナクリドン顔料である請求項に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセット。
  3. 前記シアンインクに使用する顔料が、銅フタロシアニン顔料である請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセット。
  4. 前記イエローインクに使用する顔料が、アゾ顔料である請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセット。
  5. 活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットに備えられた2種以上の異なる色のインクを、インクジェット記録方法により被記録材に印字した後、活性エネルギー線を照射することにより画像を硬化させる多次色の印字物の製造方法であって、前記活性エネルギー線硬化型インクジェット記録用インクセットが請求項1〜に記載のインクセットであり、前記マゼンタインクと前記イエローインクとを被記録材に吐出、印字してオレンジ色の画像を得る工程か、もしくは、前記シアンインクと前記イエローインクとを被記録材に吐出、印字してグリーン色の画像を得る工程か、もしくは、前記シアンインクと前記マゼンタインクとを被記録材に吐出、印字してバイオレット色の画像を得る工程を含む、多次色の印字物の製造方法。
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