JP6318473B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
〔1〕
被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクジェット用インク組成物に対して、380〜405nmにピーク波長を有する紫外線を半導体光源から照射して硬化膜を得る硬化工程を有するインクジェット記録方法に用いる紫外線硬化型インクジェット用インク組成物であって、
硬化膜の395nmの波長における光透過率(%)と前記硬化工程の紫外線の照射エネルギー(mJ/cm2)との積が2.0以上であり、
イエロー色材又はブラック色材の少なくともいずれかと、チオキサントン系光重合開始剤と、を含み、
インク組成物の硬化膜のOD値が1.8以上である、
紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔2〕
前記インクジェット記録方法は、前記被記録媒体の記録幅以上の幅を有するラインヘッドを有するラインプリンタを用いて1パス印刷により記録を行うものである、前項〔1〕に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔3〕
前記紫外線を、350〜1000mJ/cm2の照射エネルギーで照射する、前項〔1〕又は〔2〕に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔4〕
前記被記録媒体がインク非吸収性の被記録媒体である、前項〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔5〕
前記チオキサントン系光重合開始剤を2.0〜5.0質量%含む、前項〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔6〕
さらにシリコーン系界面活性剤を0.30質量%以上含む、前項〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔7〕
さらにアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を5.0〜15質量%含む、前項〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔8〕
前記インクジェット記録方法は、600dpi以上×600dpi以上の記録解像度で記録するものである、前項〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔9〕
前記イエロー色材2.5〜2.9質量%又は前記ブラック色材1.5〜1.9質量%のいずれかを含む、前項〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔10〕
前記インクジェット記録方法は、前記紫外線の照射を複数回行うものである、前項〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔11〕
前記硬化膜の膜厚が13μm以下である、前項〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔12〕
前記硬化膜は、10μmの膜厚を有する場合の395nmの波長における光透過率が0.0030%以上である、前項〔1〕〜〔11〕のいずれか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物。
〔13〕
前項〔1〕〜〔12〕の何れか1項に記載の紫外線硬化型インクジェット用インク組成物を被記録媒体に吐出し、付着させる吐出工程と、
前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクジェット用インク組成物に対して、380〜405nmにピーク波長を有する半導体光源から紫外線を照射して、OD値が1.8以上の硬化膜を得る硬化工程とを有し、
前記紫外線硬化型インクジェット用インク組成物の硬化膜の395nmの波長における光透過率(%)と前記紫外線の照射エネルギー(mJ/cm2)との積が2以上である、
インクジェット記録方法。
本実施形態に係る紫外線硬化型インクジェット用インク組成物(以下、単に「インク組成物」ともいう。)は、被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクジェット用インク組成物に対して、380〜405nmにピーク波長を有する紫外線を半導体光源から照射して硬化膜を得る硬化工程を有するインクジェット記録方法に用いる紫外線硬化型インクジェット用インク組成物であって、硬化膜の395nmの波長における光透過率(%)と前記硬化工程の紫外線の照射エネルギー(mJ/cm2)との積が2.0以上であり、イエロー色材又はブラック色材の少なくともいずれかと、チオキサントン系光重合開始剤と、を含み、インク組成物の硬化膜のOD値が1.8以上である。
本実施形態のインク組成物は、チオキサントン系光重合開始剤を含む。チオキサントン系光重合開始剤を含むことにより、表面タック性を低減でき、特に、酸素阻害を受けやすい薄膜時においてインク表面を硬化させドット間の混色、滲みを防止することができる。
インク組成物はその他の光重合開始剤をさらに含んでもよい。その他の光重合開始剤としては、光(紫外線)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ものであれば制限はないが、光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤を使用することができる。このなかでも光ラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。
インク組成物は、イエロー色材又はブラック色材の少なくともいずれかを含み、必要に応じてその他の色材を含んでもよい。色材は、顔料及び染料のうち少なくとも一方を用いることができる。イエロー色材又はブラック色材を含む硬化膜は透過率が低く、紫外光がインク組成物の内部に届きにくい傾向にあるため、密着性が低くなる傾向にある。また、イエロー色材又はブラック色材の含有量を減らして硬化膜の透過率を高くすることも可能であるが、得られる硬化膜のOD値が低くなり、薄い色彩の硬化物しか得られないという問題がある。この点、硬化膜の395nmの波長における光透過率と紫外線の照射エネルギーとの積が2以上となるように紫外線を照射するインクジェット記録方法に用いる、本実施形態に係るインク組成物であれば、イエロー色材又はブラック色材を含む場合でも密着性に優れるものとなる。
色材として顔料を用いることにより、インク組成物の耐光性を向上させることができる。顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
色材として染料を用いることができる。染料としては、特に限定されることなく、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る。
本実施形態に係るインク組成物は界面活性剤をさらに含むことができる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤(市販品としては、例えば、BYK UV3500、UV3570(ビックケミー・ジャパン社製商品名))、アクリル系界面活性剤(BYK350(ビックケミー・ジャパン社製商品名))が挙げられる。このなかでも、シリコーン系界面活性剤を含むことにより、表面張力低下能に優れ被記録媒体に対する濡れ性を上げ、ベタ埋まりにより優れ、また表面張力を調整しやすい傾向にある。
インク組成物は重合性化合物を含んでもよい。重合性化合物は、単独で、又は光重合開始剤の作用により、光照射時に重合して、被記録媒体上のインク組成物を硬化させることができる。重合性化合物としては、特に限定されないが、具体的には、従来公知の、単官能、2官能、及び3官能以上の多官能のモノマー及びオリゴマーが使用可能である。重合性化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。以下これら重合性化合物について例示する。
インク組成物が顔料を含む場合、顔料分散性をより良好なものとするため、分散剤をさらに含んでもよい。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液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。その具体例として、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマー及びコポリマー、アクリル系ポリマー及びコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、及びエポキシ樹脂のうち一種以上を主成分とするものが挙げられる。高分子分散剤の市販品として、味の素ファインテクノ社製のアジスパーシリーズ、アベシア(Avecia)社やノベオン(Noveon)社から入手可能なソルスパーズシリーズ(Solsperse 36000等)、BYKChemie社製のディスパービックシリーズ、楠本化成社製のディスパロンシリーズが挙げられる。
インク組成物は、上記に挙げた添加剤以外の添加剤(成分)を含んでもよい。このような成分としては、特に制限されないが、例えば従来公知の、スリップ剤(界面活性剤)、重合促進剤、浸透促進剤、及び湿潤剤(保湿剤)、並びにその他の添加剤があり得る。上記のその他の添加剤としては、特に限定されないが、例えば、従来公知の、定着剤、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、及び増粘剤が挙げられる。
本実施形態に係るインク組成物は、前述のイエロー色材又はブラック色材の少なくとも何れかを含むインク組成物以外にも、10μmの膜厚を有する硬化膜の395nmの波長における光透過率が0.002〜0.015%の範囲であり、かつ10μmの膜厚を有する硬化膜のOD値が1.8以上であり、かつ前述のチオキサントン系光重合開始剤と前述の色材(イエロー色材及びブラック色材には限られない)を含むインク組成物を用いることも可能である。このインク組成物としては、色材としてイエロー色材及びブラック色材以外の色材を含んでもよいが、このこと以外のインク組成物の組成や特性については、前述のイエロー色材又はブラック色材の少なくとも何れかを含むインク組成物と同じとすることができる。
上記の被記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インク非吸収性又はインク低吸収性の被記録媒体が挙げられる。このなかでも、インク非吸収性被記録媒体が好ましい。インク非吸収性被記録媒体を用いる場合は、塗膜の膜厚が発色と直接相関することから、発色を確保しようとすると密着性に劣る傾向が強く、さらにインクが浸透しないことから被記録媒体との界面で剥離しやすい。そのため、インク非吸収性被記録媒体を用いる場合には本発明がより有効である。一方で、インク吸収性被記録媒体においてはインクが被記録媒体に浸透するため、内部の硬化性が劣るものの界面剥離は生じにくい傾向にある。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上記紫外線硬化型インクジェット用インク組成物を被記録媒体に吐出し、付着させる吐出工程と、前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクジェット用インク組成物に対して、380〜405nmにピーク波長を有する半導体光源から紫外線を照射して、OD値が1.8以上の硬化膜を得る硬化工程とを有し、前記紫外線硬化型インクジェット用インク組成物の硬化膜の395nmの波長における光透過率(%)と前記紫外線の照射エネルギー(mJ/cm2)との積が2以上である。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、紫外線硬化型インクジェット用インク組成物を被記録媒体に吐出し、付着させる吐出工程を有する。得られる硬化物の記録解像度が600dpi以上×600dpi以上となるようにインク組成物を吐出することが好ましく、記録解像度が720dpi以上×720dpi以上となるようにインク組成物を吐出することがより好ましく、記録解像度が1200dpi以上×1200dpi以上となるようにインク組成物を吐出することがさらに好ましい。なお、記録解像度の上限は特に制限はないが例えば、5000dpi以下×5000dpi以下とできる。シングルパス印字においては特に濡れ性の劣る被記録媒体に印刷した場合、着弾した隣接ドット間の干渉により、ドットが広がりにくくなる現象が発生し、ベタ埋まりを確保するのにシリアル印刷方式より1ドット当たりのインク量が必要になる。この現象は解像度が低い場合により顕著に発生する。本実施携帯に係るインク組成においては記録解像度を600×600dpi以上の解像度とすることにより、ベタ埋まりに必要な塗付量として10μm以下とすることができる。このように比較的少ない1ドット当たりのインク量でベタ埋まりを確保できると、印刷物の厚盛感が抑制できたり、ユーザーのインクコストをより適性に保てる傾向にある。
硬化工程は、被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクジェット用インク組成物に対して、380〜405nmにピーク波長を有する紫外線を半導体光源から照射して、OD値が1.8以上の硬化膜を得る工程である。
以下、図面を参照して、上記インクジェット記録方法を実施するためのインクジェット記録装置(プリンタ)について説明する。本実施形態で用いるインクジェット記録装置は以下に説明するインクジェット記録装置に何ら限定されるものではない。
インクジェット記録装置(プリンタ1)が有するヘッドユニット30は、インク組成物を被記録媒体に向けて吐出して記録を行うヘッド(インクジェットヘッド)を備える。当該ヘッドは、収容したインク組成物をノズルから吐出させるキャビティーと、当該キャビティー毎に設けられた、インクに吐出の駆動力を付与する吐出駆動部と、当該キャビティー毎に設けられた、ヘッドの外へインク組成物を吐出するノズルと、を有する。キャビティー、並びにキャビティー毎に設けられる吐出駆動部及びノズルは、それぞれ互いに独立して、一のヘッドに複数個設けられていてもよい。吐出駆動部は、機械的な変形によりキャビティーの容積を変化させる圧電素子などの電気機械変換素子や、熱を発することによりインクに気泡を発生させ吐出させる電子熱変換素子などを用いて形成することができる。インクジェット記録装置は、1色のインクにつきヘッドを1個設けていても複数個設けていてもよく、複数個設けている場合、複数個のヘッドを被記録媒体の幅方向に並べることによりラインヘッドを構成してもよく、この場合、上述の被記録幅を長くすることができる。複数色のインク組成物を用いて記録を行う場合、インクジェット記録装置はインク毎にヘッドを備える。ヘッドは、例えば、特開2009−279830号の図3等のようにして構成することができる。
図2は、本実施形態に用いうるプリンタの一例である上述のラインプリンタにおけるヘッドユニット、搬送ユニット、及び照射ユニットの周辺の一例を示す概略断面図である。
なお、シリアルプリンタの場合、上記のある方向への移動は副走査に相当する。また、ヘッドに対して相対的になされる支持体の移動は、ヘッドに対する支持体の相対的な移動であればよく、支持体に対してヘッドが移動するような移動も含む。
下記の実施例、比較例、及び参考例において使用したインク組成物用の主な材料は、以下の通り
である。
〔重合性化合物〕
・VEEA(アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、日本触媒社製)
・PEA(フェノキシエチルアクリレート、大阪有機化学社製)
・DPGDA(ジプロピレングリコールジアクリレート、サートマー社製)
・A−DPH(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、新中村工業社製)
〔チオキサントン系光重合開始剤〕
・Speedcure DETX(Lambson社製商品名、固形分100質量%)
〔その他の光重合開始剤〕
・IRGACURE 819(BASF社製商品名、固形分100質量%)
・DAROCUR TPO(BASF社製商品名、固形分100質量%)
〔界面活性剤〕
・BYK UV3500
〔分散剤〕
・Solsperse 36000(LUBRIZOL社製商品名、以下ではSol36000と略記した。)
〔色材〕
・C.I.ピグメントブルー15:3
・C.I.ピグメントイエロー155
・カーボンブラック
各材料を下記の表1に示す組成(質量部)で混合し、十分に撹拌し、大気中においてインク組成物を調整した。
〔膜厚10μm時の395nmの波長の光透過率〕
ラインプリンタを準備した。このラインプリンタは、SurePress L-4033A(セイコーエプソン社製)を以下のように改造して用いた。図2に示すようにラインヘッド(被記録媒体の画像が記録されるべき幅(被記録幅)にほぼ相当する長さを有するヘッド)を4個、被記録媒体の搬送方向に並べて構成し、各ヘッドの搬送方向下流に光源を配置した。なお、ラインプリンタによる記録では、図2に示すヘッド及び光源のうち、ヘッドKと仮硬化用照射部42a、本硬化用照射部44を使用し、その他のものは使用しなかった。なお、搬送ドラム26はアルミニウム製とし、搬送ドラム26の直径を500mm、印刷速度を285mm/秒、ドラム回転周期を5.5秒とした。ヘッドは、ノズル列の被記録媒体幅方向のノズル密度が600dpiのものを用いた。
上記内部透過率測定に用いた硬化膜のOD値をSpectrolino(Gretag社製)を用いて測定した。
〔密着性〕
上記光透過率の測定方法で用いたものと同じラインプリンタを用いて調製したインク組成物を、PETフィルム(ルミラ ー125E20〔商品名〕、東レ社製)に、膜厚10μm(硬化膜)となるインク滴量で吐出し、被記録媒体に付着したインク組成物に対して所定の照射エネルギー(照射Eng)の紫外線を照射して、ベタパターンの膜厚10μmの硬化膜を得た。硬化膜の密着性を、JIS K−5600−5−6(ISO 2409)(塗料一般試験法−第5部:塗膜 の機械的性質−第6節:付着性(クロスカット法))に準じて評価した。紫外線の照射エネルギー(本硬化用照射部44及び仮硬化用照射部42aからの照射エネルギー、並びにそれらの合計)は表1に示す。表中の照射エネルギーの単位がmJとあるのはmJ/cm2を意味する。
○:格子の5%未満に硬化膜の剥離が認められた。
△:格子の5%以上35%未満に硬化膜の剥離が認められた。
×:格子の35%以上に硬化膜の剥離が認められた。
硬化膜の膜厚が1μmとなるインク滴量で吐出し、被記録媒体に付着したインク組成物に対して紫外線を照射して、ベタパターンの膜厚1μmの硬化膜を得たこと以外は、密着性と同様に硬化膜を作製した。ジョンソン・エンド・ジョンソン(Johnson & Johnson)社製のジョンソン綿棒を用いて、擦る回数を往復5回とし、擦る強さは3g荷重として硬化膜表面を擦った。擦った後の硬化膜表面を目視にて観察した。薄膜で評価することで、塗膜表面が酸素阻害を受けて硬化し難い条件による評価である。評価基準は以下のとおりである。結果を表2に示す。
○:硬化膜に筋が見えず、綿棒にインク組成物が付着しなかった。
△:硬化膜に筋は見えないが、綿棒にインク組成物の付着が見られた。
×:硬化膜に筋が見えた。
密着性評価で作製した硬化膜の端部を目視で観察した。評価基準は以下のとおりである。結果を表2に示す。
○: 端部がはっきりしていた。
△: 端部がぼやけていた。
×: 端部ににじみが発生していた。
Claims (14)
- 被記録媒体の記録幅以上の幅を有するラインヘッドを有するラインプリンタを用いて1パス印刷により記録を行うものであり、
紫外線硬化型インクジェット用インク組成物を前記被記録媒体に吐出し、付着させる吐出工程と、
前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクジェット用インク組成物に対して、380〜405nmにピーク波長を有する半導体光源から紫外線を照射して、OD値が1.8以上の硬化膜を得る硬化工程と、を有し、
前記紫外線硬化型インクジェット用インク組成物として、イエロー色材を2.9質量%以下含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物と、ブラック色材を1.9質量%以下含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物と、を用い、それぞれが、前記吐出工程と前記硬化工程とを行うものであり、
前記イエロー色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物と前記ブラック色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物が、それぞれが、前記紫外線硬化型インクジェット用インク組成物の硬化膜の395nmの波長における光透過率(%)と前記紫外線の照射エネルギー(mJ/cm2)との積が2以上であり、前記照射の照射エネルギーが350mJ/cm 2 以上であり、チオキサントン系光重合開始剤を含み、シリコーン系界面活性剤を0.30質量%以上含む、インクジェット記録方法。 - 前記紫外線の照射は、仮硬化のための照射と本硬化のための照射とを備える、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記紫外線を、350〜1000mJ/cm2の照射エネルギーで照射する、請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記被記録媒体がインク非吸収性の被記録媒体である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記イエロー色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物と前記ブラック色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物が、それぞれが、前記チオキサントン系光重合開始剤を2.0〜5.0質量%含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記イエロー色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物と前記ブラック色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物が、それぞれが、シリコーン系界面活性剤を0.50質量%以上含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記イエロー色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物と前記ブラック色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物が、それぞれが、さらにアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を5.0〜15質量%含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インクジェット記録方法は、600dpi以上×600dpi以上の記録解像度で記録するものである、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記イエロー色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物が前記イエロー色材を2.5〜2.9質量%含み、前記ブラック色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物がブラック色材を1.5〜1.9質量%含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インクジェット記録方法は、前記紫外線の照射を複数回行うものである、請求項1〜9のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記硬化膜の膜厚が13μm以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記硬化膜は、10μmの膜厚を有する場合の395nmの波長における光透過率が0.0030%以上である、請求項1〜11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記イエロー色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物が前記イエロー色材を2.6〜2.9質量%含み、前記ブラック色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物が前記ブラック色材を1.6〜1.9質量%含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記イエロー色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物と前記ブラック色材を含む紫外線硬化型インクジェット用インク組成物が、それぞれ、チオキサントン系光重合開始剤を2.5〜5.0質量%含む、請求項1〜13のいずれか1項にインクジェット記録方法。
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