JP7216892B2 - インクジェット方法及びインクジェット装置 - Google Patents
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Description
本実施形態に係るインクジェット方法は、インクジェットヘッドを走査方向に走査させながら、所定の組成を有する放射線硬化型インクジェット組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)をインクジェットヘッドのノズル列から吐出する吐出工程と、インクジェットヘッドよりも走査方向の下流側に設けた放射線源から、吐出した組成物に対して放射線を照射する照射工程と、を有する。
しかしながら、窒素含有単官能モノマーを所定の含有量で用いることにより、表面平滑性を保ちつつ光沢バンディングを抑制することが分かってきた。以下、各工程に詳細について記載する。
吐出工程では、所定の組成物をスタガ配置型のインクジェットヘッドから吐出する。より具体的には、圧力発生手段を駆動させて、インクジェットヘッドの圧力発生室内に充填された組成物をノズルから吐出させる。このような吐出方法をインクジェット法ともいう。
距離Lは、ノズル群のうち、走査方向の最左端のノズル群と最右端のノズル群との距離である。
照射工程では、インクジェットヘッドから吐出した放射線硬化型インクジェット組成物に放射線の放射を行う。特に、吐出して、付着させる対象に付着した放射線硬化型インクジェット組成物に放射線の放射を行う。記録方法であれば、記録媒体に付着した放射線硬化型インクジェット組成物に対して、放射線を照射する。放射線が照射されると、モノマーの重合反応が開始することで組成物が硬化し、塗膜が形成される。このとき、重合開始剤が存在すると、ラジカル、酸、及び塩基などの活性種(開始種)を発生し、モノマーの重合反応が、その開始種の機能によって促進される。また、光増感剤が存在すると、放射線を吸収して励起状態となり、重合開始剤と接触することによって重合開始剤の分解を促進し、より硬化反応を達成させることができる。
したがって、本発明はシリアル方式によるインクジェット法の場合に特に有用である。
また、ライン方式によるインクジェット法の場合も、付着してからの照射までの時間の違いにより、硬化後の組成物のドット径に違いが認められ、これが画質低下の原因となると考えられる。
1回の照射による照射エネルギーが上記範囲内であることにより、組成物の硬化性がより向上する傾向にある。また、照射エネルギーが上記範囲内である場合には、窒素含有単官能モノマーを組成物の総量に対して5~40質量%に調整することで、硬化性と表面平滑性にともに優れる傾向にある。
組成物へ照射する放射線の照射強度は、限るものではないが、1~12mW/cm2が好ましく、3~8mW/cm2がより好ましく、4~7mW/cm2がさらに好ましい。
次いで、本実施形態に係るインクジェット方法において用いる放射線硬化型インクジェット組成物について説明する。本実施形態において用いる放射線硬化型インクジェット組成物は、窒素含有単官能モノマーを含む単官能モノマーを含有し、窒素含有単官能モノマーの含有量が、組成物の総量に対して5~40質量%である。
放射線硬化型インクジェット組成物は、重合性官能基を1つもつ単官能モノマーを含有し、必要に応じて、重合性官能基を複数持つ多官能モノマーや重合性官能基を1又は複数もつオリゴマーを含んでもよい。単官能モノマー、多官能モノマー、及びオリゴマーをまとめて重合性化合物という。各重合性化合物は、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。なお、本実施形態では、分子量が1000以上のものをオリゴマーとし、分子量が1000未満のものをモノマーと定義する。
重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、ビニルエーテル基などがあげられ、硬化性が優れる点で好ましい。重合性官能基を複数持つ場合は、同一種の重合性官能基を持っても良いし、異なる種の重合性官能基を持っても良い。
なお、(メタ)アクリロイル基を有するモノマーをアクリレートモノマーともいう。ビニル基を有するモノマーをビニルモノマーともいい、ビニルエーテル基を有するモノマーをビニルエーテルモノマーともいう。
本実施形態の単官能モノマーは、窒素含有単官能モノマーを含み、必要に応じて脂環属基含有単官能モノマー、芳香族基含有単官能モノマー、環状エーテル基含有単官能モノマー又はその他のモノマーを含んでもよい。また、必要に応じてその他の単官能モノマーを含んでもよい。なお、その他の単官能モノマーとしては、特に限定されないが、従来公知の、重合性官能基、特に炭素間の不飽和二重結合を有する重合性官能基を有する単官能モノマーが使用可能である。
単官能モノマーは、比較的、分子量が低いものが多く、組成物中の単官能モノマーの含有量が多い場合、組成物の質量あたりの重合性官能基の数が多くなることが、上記の効果に作用したと推測する。
窒素含有単官能モノマーとしては、特に制限されないが、例えば、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルフォルムアミド、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルアセトアミド及びN-ビニルピロリドン等の窒素含有単官能ビニルモノマー;アクリロイルモルフォリン等の窒素含有単官能アクリレートモノマー;(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチルアクリレートベンジルクロライド4級塩等の(メタ)アクリルアミド等の窒素含有単官能アクリルアミドモノマーが挙げられる。
また、含窒素単官能モノマーは、窒素含有単官能ビニルモノマー又は窒素含有単官能アクリレートモノマーの何れかを含むことが好ましい。
なかでも、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルピロリドン、又はアクリロイルモルフォリンなどがより好ましい。N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルピロリドンなどの環状アミド構造を有する単官能モノマー、又は、N-ビニルカルバゾール、アクリロイルモルフォリンなどの含窒素複素環を有する単官能モノマーの何れかを含むことがさらに好ましい。このような窒素含有単官能モノマーを用いることにより、光沢バンディングが抑制され、塗膜の耐擦過性がより向上する傾向にある。さらに、N-ビニルカプロラクタム等の環状アミド構造を有する単官能モノマーは塗膜の密着性をより向上させ、光沢差低減が特に優れる。
アクリロイルモルフォリン等の含窒素複素環構造を有する含窒素複素環を有する単官能モノマーは組成物の臭気をより低減させる傾向にあり、表面平滑性や、吐出安定性が特に優れる。環状アミド構造を有する単官能モノマーと含窒素複素環を有する単官能モノマーとを共に用いることも上記の点で好ましい。
窒素含有単官能モノマーの含有量が上記範囲内であることにより、光沢バンディングが抑制される。また、そのほか、塗膜の耐擦過性、硬化性、密着性がより向上する。さらに、窒素含有単官能モノマーは硬化性が高く、放射線源からの漏れ光によりノズルに異物が発生し吐出不良を生じさせやすいが、窒素含有単官能モノマーの含有量が上記範囲内であることにより、このような吐出不良も抑制することができる。
脂環属基含有単官能モノマーとしては、特に制限されないが、例えば、tertブチルシクロヘキサノールアクリレート(TBCHA)、2-(メタ)アクリル酸-1,4-ジオキサスピロ[4,5]デシ-2-イルメチル等の単環炭化水素基を有するモノマー;ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート等の不飽和の多環炭化水素基を有するモノマー;ジシクロペンタニルアクリレート、イソボルニルアクリレート等の飽和の多環炭化水素基を有するモノマーが挙げられる。このなかでも、不飽和の多環炭化水素基を有するモノマーが好ましく、少なくともジシクロペンテニルアクリレートを含むことがより好ましい。このような脂環属基含有単官能モノマーを用いることにより、塗膜の耐擦過性がより向上する傾向にある。
芳香族基含有単官能モノマーとしては、特に制限されないが、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、アルコキシ化2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェニル(メタ)アクリレート、アルコキシ化ノニルフェニル(メタ)アクリレート、p-クミルフェノールEO変性(メタ)アクリレート、及び2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレートが挙げられる。このなかでも、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましく、フェノキシエチルアクリレート(PEA)がさらに好ましい。このような芳香族基含有単官能モノマーを用いることにより、重合開始剤の溶解性がより向上し、組成物の硬化性がより向上する傾向にある。特に、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤やチオキサントン系重合開始剤を用いる場合にその溶解性が良好となる傾向にある。また、フェノキシエチル(メタ)アクリレートを用いることにより、さらに臭気を低減できる傾向にある。
CH2=CR4-COO-Ar ・・・(4)
(上記式(3)及び(4)中、R4は水素原子又はメチル基である。上記式(3)中、芳香環骨格を表すArは、少なくともアリール基を1個有し、当該アリール基を構成する炭素原子がR5で表される基に結合している1価の有機残基であり、またR5は炭素数1~4の2価の有機残基である。上記式(4)中、芳香環骨格を表すArは、少なくともアリール基を1個有し、当該アリール基を構成する炭素原子が当該式中の-COO-に結合している1価の有機残基である。)
環状エーテル基含有単官能モノマーとしては、特に制限されないが、例えば、テトラヒドロフルフリルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレートが挙げられる。このようなモノマーを用いることにより、組成物の臭気を低減させ、また、耐擦過性がより向上する傾向にある。
脂肪族基含有単官能モノマーとしては、特に制限されないが、例えば、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ラクトン変性可とう性(メタ)アクリレートが挙げられる。このような脂肪族基含有単官能モノマーを用いることにより、組成物の硬化性がより向上する傾向にある。
その他の単官能モノマーとしては、上記の他に、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸及びマレイン酸等の不飽和カルボン酸;該不飽和カルボン酸の塩;不飽和カルボン酸のエステル、ウレタン、アミド及び無水物;アクリロニトリル、スチレン、種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタンを用いてもよい。例えば、モノウレタンアクリレートなどが挙げられる。
本実施形態の多官能モノマーとしては、例えば、ビニルエーテル基含有(メタ)アクリレート、2官能(メタ)アクリレート、3官能以上の多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。なお、多官能モノマーは、上記に限定されるものではない。
ビニルエーテル基含有(メタ)アクリレートとしては、特に制限されないが、例えば、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。このようなビニルエーテル基含有(メタ)アクリレートを含むことにより、組成物の粘度が低下し、吐出安定性がより向上する傾向にある。また、組成物の硬化性がより向上するとともに、硬化性の向上に伴って記録速度をより高速化することが可能となる。
CH2=CR1-COOR2-O-CH=CH-R3 ・・・ (1)
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数2~20の2価の有機残基であり、R3は水素原子又は炭素数1~11の1価の有機残基である。)
2官能(メタ)アクリレートとしては、特に制限されないが、例えば、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)、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)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)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、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキサイド)付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキサイド)付加物ジ(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、及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
3官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、特に制限されないが、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO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、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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(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エトキシテトラ(メタ)アクリレート、及びカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
本実施形態のオリゴマーは、重合性化合物を構成成分とした、ダイマー、トリマーなど多量体であって、1又は複数の重合性官能基を有する化合物をいう。なお、ここでいう、重合性化合物は、上記した単官能モノマー及び多官能モノマーに限られない。
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物は、放射線を照射することにより、活性種を生じる重合開始剤を含有することが好ましい。重合開始剤は、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。
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物は、必要に応じて、色材、分散剤、重合禁止剤、界面活性剤、光増感剤、重合禁止剤等の添加剤をさらに含んでもよい。
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物は、色材をさらに含んでもよい。本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物が色材を含むことにより、着色された放射線硬化型インクジェット組成物として使用することができる。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。
なお、本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物は、色材を含まない、若しくは、着色することを目的としない程度、例えば0.1質量%以下に色材を含有する、クリアインクとしてもよい。
色材として顔料を用いることにより、放射線硬化型インクジェット組成物の耐光性を向上させることができる。顔料としては、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。顔料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
挙げられる。
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。染料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
放射線硬化型インクジェット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。
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物は、重合禁止剤をさらに含んでもよい。重合禁止剤は、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。
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物は、界面活性剤をさらに含んでもよい。界面活性剤は、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。
本実施形態に係る放射線硬化型インクジェット組成物は、光増感剤をさらに含んでもよい。光増感剤としては、アミン化合物(脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジン、エポキシ樹脂とアミンの反応生成物、トリエタノールアミントリアクリレートなど)、尿素化合物(アリルチオ尿素、o-トリルチオ尿素など)、イオウ化合物(ナトリウムジエチルジチオフォスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩など)、ニトリル系化合物(N,N-ジエチル-p-アミノベンゾニトリルなど)、リン化合物(トリ-n-ブチルフォスフィン、ナトリウムジエチルジチオフォスファイドなど)、窒素化合物(ミヒラーケトン、N-ニトリソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ-1,3-オキサジン化合物、ホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドとジアミンの縮合物など)、塩素化合物(四塩化炭素、ヘキサクロロエタンなど)等が挙げられる。
放射線硬化型インクジェット組成物の製造(調製)は、組成物に含有する各成分を混合し、成分が充分均一に混合するよう撹拌することにより行う。本実施形態において、放射線硬化型インクジェット組成物の調製は、調製の過程において、重合開始剤とモノマーの少なくとも一部とを混合した混合物に対して、超音波処理と加温処理の少なくとも何れかを施す工程を有することが好ましい。これにより、調製後の組成物の溶存酸素量を低減することができ、吐出安定性や保存安定性に優れた放射線硬化型インクジェット組成物とすることができる。上記混合物は、少なくとも上記の成分を含むものであればよく、放射線硬化型インクジェット組成物に含む他の成分を更に含むものでも良いし、放射線硬化型インクジェット組成物に含む全ての成分を含むものでもよい。混合物に含むモノマーは、放射線硬化型インクジェット組成物に含むモノマーの少なくとも一部であればよい。
本実施形態のインクジェット装置は、記録媒体に対して所定の組成物を吐出するインクジェットヘッドと、記録媒体に付着した組成物に対して、放射線を照射する放射線源と、を備え、組成物として上記実施形態の放射線硬化型インクジェット組成物を用いる。インクジェット装置は、前述の実施形態のインクジェット方法を行うことに用いられるものである。
本実施形態のインクジェットヘッドは、上述のインクジェット装置のインクジェットヘッドとして用いられるものであり、該インクジェット装置が備えるインクジェットヘッドの構成を有するものである。前述の放射線硬化型組成物を吐出して用いられるものである。
本実施形態の記録物は、記録媒体上に上記放射線硬化型インクジェット組成物が付着し、硬化したものである。上記組成物が良好な柔軟性と密着性を有することにより、切り出しや折り曲げ等の後加工を施した際に塗膜のひび割れや欠けを抑制することができる。そのため、本実施形態の記録物は、サイン用途などに好適に用いることができる。
本実施形態のセットは、上記放射線硬化型インクジェット組成物と上記インクジェットヘッドとを備えるセットである。これにより、光沢差がより抑制される傾向にある。インクジェットヘッドは、前述のインクジェット装置のインクジェットヘッドとして用いられるものである。放射線硬化型インクジェット組成物は、該インクジェットヘッドから吐出されて用いられるものである。セットは、前述のインクジェット方法に用いられるものである。
まず、色材、分散剤、各モノマーの一部を秤量して顔料分散用のタンクに入れ、タンクに直径1mmのセラミック製ビーズミルを入れて攪拌することにより、色材をモノマー中に分散させた顔料分散液を得た。次いで、表1に記載の組成となるように、ステンレス製容器である混合物用タンクに、残りのモノマー、重合開始剤及び重合禁止剤を入れ、混合攪拌して完全に溶解させた後、上記で得られた顔料分散液を投入して、さらに常温で1時間混合撹拌し、さらに5μmのメンブランフィルターでろ過することにより各例の放射線硬化型インクジェット組成物を得た。なお、表中の各例に示す各成分の数値は質量%を表す。
・ACMO(KJケミカルズ株式会社製、アクリロイルモルフォリン)
・NVC(ISPジャパン株式会社製、N-ビニルカプロラクタム)
・PEA(商品名「ビスコート#192」、大阪有機化学工業株式会社製、フェノキシエチルアクリレート」)
・IBXA(大阪有機化学工業株式会社製、イソボルニルアクリレート)
・DCPA(日立化成株式会社製、ジシクロペンテニルアクリレート)
・THFA(日立化成株式会社製、テトラヒドロフルフリルアクリレート)
・CTFA(商品名「ビスコート#200」、大阪有機化学工業株式会社製、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート)
<多官能モノマー>
・VEEA(株式会社日本触媒製、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル)
・DPGDA(商品名「SR508」、サートマー株式会社製、ジプロピレングリコールジアクリレート)
<オリゴマー>
・CN991(サートマー株式会社製、2官能ウレタンアクリレートオリゴマー)
<重合開始剤>
・Irg.819(商品名「IRGACURE 819」BASF社製、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)
・TPO(商品名「IRGACURE TPO」、BASF社製、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)
<分散剤>
・Solsperse36000(Lubrizol社製、高分子分散剤)
<色材(顔料)>
・カーボンブラック(商品名「MA-100」、三菱化学株式会社製)
<重合禁止剤>
・MEHQ(商品名「p-メトキシフェノール」、関東化学株式会社製、ヒドロキノンモノメチルエーテル)
<界面活性剤>
・BYK-UV3500(BYK Additives&Instruments社製、アクリロイル基を有するポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
2.1.プリンタ構成P1
プリンタ構成P1は、インクジェット記録装置(商品名「SC-S30650」、セイコーエプソン株式会社製)を改造したシリアルプリンタである。インクジェットヘッドは図1のような4つのノズル群がスタガ配置されたものである。ノズル密度は300dpiであり、1つのノズル群は方向Tにおける長さが1インチであり、ノズル数が300個のものである。また、インクジェットヘッド全体でT方向の長さは4インチであり、ノズル数の総計は1200個である。また、1つのノズル直径は20μmである。
プリンタ構成P2では、セイコーエプソン製L-4533Aを改造してラインプリンタに作り替えた。ラインヘッドは図1のチップCを図1の上下方向Tに複数並べて、図1の上下の突出部Eで組み合わせ、列方向にノズルが途切れないように構成した。なお、ノズル密度は600npiであった。また、ラインヘッドのメディア搬送方向下流の160cmの位置に、LED光源を直線にヘッドと同じ長さ配置した。
プリンタ構成P3では、プリンタ構成P1をベースにして、図1のインクジェットヘッドの方向Tの上から数えて上の2つのノズル群だけ用い、残り2つのノズル群はノズルを塞いで使えなくした。すなわち、インクジェットヘッドの長さを2インチとした。
プリンタ構成P4では、プリンタ構成P1をベースにして、図1のインクジェットヘッドの方向Tの上から数えて上の1つめ及び3つめのノズル群だけ用い、残り2つのノズル群はノズルを塞いで使えなくした。すなわち、スタガ配置のノズル群を有しないインクジェットヘッドとした。なお、インクジェットヘッドの長さは合計2インチである。
記録条件としては、記録解像度を600×600dpiとし、走査数を表2に記載のとおりとした。なお、走査数は以下の式により算出できる。走査数は記録媒体上のある1点にヘッドが走査で対向する走査数である。この回数の走査で分けてドットを付着させることができる。なお、プリンタ構成P2はライン方式のプリンタであるため、1走査印刷である。記録媒体としては、塩ビフィルム(JT5829R、マックTAC社製)を用いた。
走査数=ヘッドの長さ/1回の副走査のおおよその距離
3.1.光沢差の評価
記録試験により、30×30cmのパターンを記録した。得られたパターンを斜めにして、蛍光灯に反射させ、光沢感を目視で観察することで、光沢感の異なる部分により見える走査方向に伸びる光沢バンディングを観察した。光沢差の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A 蛍光灯から50cmの距離に記録物を置いて観察しても光沢バンディングは観察されなかった。
B 蛍光灯から50cmの距離に記録物を置いて観察したら光沢バンディングが観察されたが、3mの距離では観察されなかった。
C 蛍光灯から3mの距離に記録物を置いて観察したら若干光沢バンディングが観察された。
D 蛍光灯から3mの距離に記録物を置いて観察したらはっきりと光沢バンディングが観察された。
記録試験のようにして、ただし組成物の付着量が10μm/inch2となるように、走査方向のドット密度を調整して組成物を付着させて、10×10cmのベタパターンを記録した。得られたベタパターンを目視で観察し、表面平滑性を評価した。評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A パターン表面に光沢感があり凹凸間は感じられない。
B パターン表面に凹凸感はないが光沢感が低い。
C パターン表面に光沢間が無く、若干凹凸感がある。
D パターン表面に光沢感が無く、凹凸感が目立つ。
記録試験の条件で、記録を120分連続して行った。記録後、ノズルの吐出不良(不吐出または着弾位置ずれ)有無を試験した。着弾位置ずれは本来の着弾位置から、隣接ノズルとの距離の半分の距離以上の位置ずれがあるノズルを吐出不良とし、不吐出または着弾位置ずれを吐出不良ノズルとした。評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A 吐出不良ノズルが1%未満。不吐出なし。
B 吐出不良ノズルが1%以上3%未満。不吐出なし。
C 吐出不良ノズルが3%以上6%未満。不吐出なし。
D 吐出不良ノズルの不吐出あり。
記録試験で得た記録物の記録パターンの部分に対して、JIS K5600-5-6に準じてクロスカット試験の評価を行った。より具体的には、カッターで、塗膜に対して垂直になるように切込み工具の刃を当てて、切込み間の距離が1mmのマス目を入れて、10×10マスの格子を作った。格子に、約75mmの長さの透明付着テープ(幅25mm)を貼り付け、硬化膜が透けて見えるように十分指でテープを擦った。次に、テープを貼り付けて5分以内に、60°に近い角度で、0.5~1.0秒で確実にテープを硬化膜から引き剥がして、格子の状態を目視にて観察した。評価基準は下記のとおりである。
(評価基準)
A 格子に硬化膜の剥離は認められなかった。
B 格子の5%未満に硬化膜の剥離が認められた。
C 格子の5%以上35%未満に硬化膜の剥離が認められた。
D 格子の35%以上に硬化膜の剥離が認められた。
表に、各例で用いた放射線硬化型インクジェット組成物の組成、並びに評価結果を示した。表から、本実施形態に該当するインクジェット方法である実施例は何れも、光沢差の抑制が優れ、表面平滑性も優れていた。これに対し、本実施形態に該当しないインクジェット方法である比較例は何れも、光沢差の抑制と表面平滑性の何れかが劣っていた。
実施例1と7、2と8から、光沢差低減がより優れる点で環状アミドモノマーが有利であったが、表面平滑性を考慮すると含窒素複素環モノマーが有利であった。
実施例9、10から、単官能モノマーの含有量が多い方が、光沢差低減や表面平滑性がより優れた。
実施例20、21から、ライン方式では、光沢差低減がより優れた。
比較例1及び2から、窒素含有単官能モノマーを含まない又は窒素含有単官能モノマーの含有量が少なすぎる場合には、光沢差が劣った。
比較例3から、窒素含有単官能モノマーの含有量が多すぎる場合には、表面平滑性が損なわれることが分かった。
参考例から、走査方向にお互いに位置の異なる複数のノズル群を備えるインクジェットヘッドを用いない場合、光沢差が生じなかった。なお、参考例1、2は、窒素含有単官能モノマーを含まない又は窒素含有単官能モノマーの含有量が少なすぎるインクであるのに光沢差が生じず、光沢差の課題が生じないことが分かる。ただし、P4のプリンタ構成を用いた場合、ノズル群の数が少なく、P1のプリンタ構成と比べ、同じ走査数で記録を行うために、1回の副走査の距離を短くする必要があり、記録速度が低下した。このことから、本実施形態でもちいるようなインクジェットヘッドを用いて記録速度を速くする場合に、本実施形態が有用であることがわかった。
なお、表中には記載しなかったが、インクNo.11を用いて実施例20の条件でライン方式で試験を行ったところ、光沢差低減は、比較例1よりも良好であった。ただし、光沢差は低減されていたが、画像をルーペで確認したところ、ノズル群間において、ドット径が異なる傾向が観察された。このことから、ライン方式でも、ドット径の差が生じにくい点で画質の向上に効果があることがわかった。
Claims (19)
- 放射線硬化型インクジェット組成物をインクジェットヘッドから吐出する吐出工程と、
前記吐出した前記放射線硬化型インクジェット組成物に対して、放射線を照射する照射工程と、を有し、
前記インクジェットヘッドは、複数のノズルが列方向に配置された第1ノズル群と、複数のノズルが列方向に配置された第2ノズル群と、が前記列方向に交差する走査方向においてお互いに位置が異り、前記列方向においてお互いに位置が異なり並べて配置されたものであり、
前記第1ノズル群及び前記第2ノズル群は、前記列方向において、ノズル群の互いの位置が重ならない部分を有し、前記位置が重ならない部分の前記列方向の長さが、前記第1ノズル群及び前記第2ノズル群の前記列方向の長さに対し、それぞれ半分以上であり、
前記吐出工程において、前記インクジェットヘッドを前記走査方向に走査させながら、同じ前記放射線硬化型インクジェット組成物を、前記第1ノズル群と前記第2ノズル群とから吐出する走査を行い、
前記照射工程において、前記インクジェットヘッドよりも前記走査方向の反対側に設けた前記放射線源から、前記放射線を照射し、
前記放射線硬化型インクジェット組成物は、窒素含有単官能モノマーを含む単官能モノマーを含有し、
前記窒素含有単官能モノマーの含有量が、前記放射線硬化型インクジェット組成物の総量に対して5~40質量%である、
インクジェット方法。 - 前記吐出工程が、前記インクジェットヘッドと該インクジェットヘッドよりも前記走査
方向の反対側に配された放射線源とが搭載されたキャリッジを、前記走査方向に走査させ
るととともに、放射線硬化型インクジェットインク組成物を前記インクジェットヘッドか
ら吐出する工程であり、
前記照射工程が、前記走査において前記吐出した前記放射線硬化型インクジェット組成
物に対して、同一の走査において前記放射線源から放射線を照射する工程である、
前記走査を複数回行う、
請求項1に記載のインクジェット方法。 - 前記窒素含有単官能モノマーが、含窒素複素環を有する単官能モノマー又は環状アミド
構造を有する単官能モノマーの何れかを含む、
請求項1又は2に記載のインクジェット方法。 - 前記窒素含有単官能モノマーが、アクリロイルモルフォリンを含む、
請求項1~3のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記単官能モノマーの含有量が、前記放射線硬化型インクジェット組成物の総量に対し
て、70質量%以上である、
請求項1~4のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記放射線硬化型インクジェット組成物が、2官能以上の重合性化合物を含有し、
前記2官能以上の重合性化合物の含有量が、前記放射線硬化型インクジェット組成物の
総量に対して、20質量%以下である、
請求項1~5のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記窒素含有単官能モノマーの含有量が、前記放射線硬化型インクジェット組成物の総
量に対して、7~20質量%である、
請求項1~6のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記照射の1回の照射による照射エネルギーが、50~300mJ/cm2である、
請求項1~7のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記放射線が、発光ピーク波長を360~420nmに有する紫外線である、
請求項1~8のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記第1ノズル群と前記第2ノズル群の走査方向の距離が、10~30mmである、
請求項1~9のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記照射の1回の照射により本硬化を行う、
請求項1~10のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記放射線硬化型インクジェット組成物が、前記単官能モノマーとして、芳香環を有す
る単官能モノマー又は脂環を有する単官能モノマーの何れかを含む、
請求項1~11のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記吐出工程において吐出するドット当たりのインク重量が、20ng/dot以下で
ある、
請求項1~12のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記第1ノズル群と前記第2ノズル群が、それぞれ列方向のノズル密度が、150~6
00npiである、
請求項1~13のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記第1ノズル群と前記第2ノズル群が、それぞれ列方向の長さが、1~5インチであ
る、
請求項1~14のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 前記吐出工程が、吐出した前記放射線硬化型インクジェット組成物を、記録媒体に付着
させ、
前記照射工程が、前記記録媒体に前記付着させた前記放射線硬化型インクジェット組成
物に対して前記放射線を照射し、
前記記録媒体へ記録を行う記録方法である、
請求項1~15のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 単官能モノマーの含有量が、組成物総量に対して、80質量%以上である、
請求項1~15のいずれか一項に記載のインクジェット方法。 - 放射線硬化型インクジェット組成物を吐出するインクジェットヘッドと、
前記吐出した前記放射線硬化型インクジェット組成物に対して、放射線を照射する放射線源と、
放射線硬化型インクジェット組成物と、を備え、
前記インクジェットヘッドは、複数のノズルが列方向に配置された第1ノズル群と、複数のノズルが列方向に配置された第2ノズル群と、が前記列方向に交差する走査方向においてお互いに位置が異なり、前記列方向においてお互いに位置が異なり並べて配置されたものであり、
前記第1ノズル群及び前記第2ノズル群は、前記列方向において、ノズル群の互いの位置が重ならない部分を有し、前記位置が重ならない部分の前記列方向の長さが、前記第1ノズル群及び前記第2ノズル群の前記列方向の長さに対し、それぞれ半分以上であり、
前記インクジェットヘッドは、前記走査方向に走査しながら、同じ前記放射線硬化型インクジェット組成物を、前記第1ノズル群と前記第2ノズル群とから吐出する走査を行うものであり、
前記放射線源は、前記インクジェットヘッドが前記走査方向へ走査を行う場合に前記インクジェットヘッドよりも前記走査方向の反対側に位置する場所に設けられ、
吐出する前記放射線硬化型インクジェット組成物が、窒素含有単官能モノマーを含む単官能モノマーを含み、
前記窒素含有単官能モノマーの含有量は、前記放射線硬化型インクジェット組成物の総量に対して5~40質量%である、
インクジェット装置。 - 放射線硬化型インクジェット組成物とインクジェットヘッドとを備えるセットであって、
前記インクジェットヘッドは、前記放射線硬化型インクジェット組成物を吐出して用いられ、複数のノズルが列方向に配置された第1ノズル群と、複数のノズルが列方向に配置され第2ノズル群と、が前記列方向に交差する走査方向においてお互いに位置が異なり、
前記列方向においてお互いに位置が異なり並べて配置されたものであり、
前記第1ノズル群及び前記第2ノズル群は、前記列方向において、ノズル群の互いの位置が重ならない部分を有し、前記位置が重ならない部分の前記列方向の長さが、前記第1ノズル群及び前記第2ノズル群の前記列方向の長さに対し、それぞれ半分以上であり、
前記インクジェットヘッドは、前記走査方向に走査しながら、同じ前記放射線硬化型インクジェット組成物を、前記第1ノズル群と前記第2ノズル群とから吐出する走査を行うものであり、
前記放射線硬化型インクジェット組成物は、窒素含有単官能モノマーを含む単官能モノマーを含有し、前記窒素含有単官能モノマーの含有量が、前記放射線硬化型インクジェット組成物の総量に対して5~40質量%である、
セット。
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