JP2014042999A - Ｕｖ硬化インクを用いた印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非浸透性の印刷対象物にＵＶ硬化インクを用いてインクジェット印刷をする場合において、にじみの少ない高精細な印刷品質を得ることができるＵＶ硬化インクを用いた印刷方法を提供する。
【解決手段】被着材たるシート２にＵＶ硬化インク１を塗着させた後、所定の時間内にＵＶ光を照射して、ＵＶ硬化インク１を硬化させるＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法であって、シート２を加熱しつつ、シート２にＵＶ硬化インク１を塗着させるＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法。
また、好ましくは、シート２の温度を、６５℃以上かつ８０℃以下とするＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＶ硬化インクを用いた印刷方法に関し、より詳しくは、非浸透性の対象物に対するＵＶ硬化インクを用いたインクジェット印刷の技術に関する。

インクジェット印刷は、対象物に対してインクジェットノズルからインク滴を吐出して、対象物の表面に画像を印刷するものであるため、対象物の性質（浸透性の有無等）に応じて、使用するインクの性質（粘度、有機溶剤の添加量等）や印刷条件（乾燥温度や乾燥時間）を最適化する必要があるという特徴がある。
そして、このようなインクジェット印刷に係る技術としては、以下の特許文献１に開示されている技術が開示され、公知となっている。

特許文献１に開示されている従来技術では、揮発性有機溶剤を添加して低粘度化したＵＶ硬化インクを用いてインクジェット印刷を行い、印刷対象物に当該インクが塗着した後で加熱をすることにより、インク中の有機溶剤を除去して（揮発させて）、ＵＶ硬化インクの広がりを抑えつつ、その後ＵＶ光を照射して、当該インクを硬化させる構成としている。

特開２０１０−２８０８２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術では、低粘度化したＵＶ硬化インクを使用する構成としているため、非浸透性の印刷対象物に対してインクジェット印刷を行う場合には、インクが印刷対象物に塗着した時点ですぐに拡散してしまうため、輪郭が不明瞭になって、印刷した画像がぼやけてしまうという問題があった。
即ち従来は、非浸透性の印刷対象物に対してインクジェット印刷を行う場合に、にじみの少ない高精細な印刷品質を得ることが困難であった。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、非浸透性の印刷対象物にＵＶ硬化インクを用いてインクジェット印刷をする場合において、にじみの少ない高精細な印刷品質を得ることができるＵＶ硬化インクを用いた印刷方法を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、印刷対象物たるシートにＵＶ硬化インクを塗着させた後、所定の時間内に前記ＵＶ硬化インクにＵＶ光を照射して、前記ＵＶ硬化インクを硬化させるＵＶ硬化インクを用いた印刷方法であって、前記シートを加熱しつつ、前記シートに前記ＵＶ硬化インクを塗着させるものである。

請求項２においては、前記シートの温度を、６５℃以上かつ８０℃以下とするものである。

請求項３においては、前記ＵＶ硬化インクの粘度を、５ｍＰａ・ｓ以上かつ１００ｍＰａ・ｓ以下とするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１および請求項２においては、印刷対象物の濡れ性を小さくすることにより、ＵＶ硬化インクの拡散速度を低下させ、印刷対象物に塗着したＵＶ硬化インクの広がりを抑制することができる。
これにより、非浸透性の印刷対象物に対してＵＶ硬化インクを用いてインクジェット印刷する場合において、にじみの少ない明瞭な印刷品質を得ることができる。

請求項３においては、ＵＶ硬化インクの粘度を規定し、ＵＶ硬化インクの拡散速度を調整することにより、印刷対象物の濡れ性とＵＶ硬化インクの表面張力の均衡を図って、印刷対象物に塗着したＵＶ硬化インクの広がりを抑制することができる。
これにより、非浸透性の印刷対象物に対してＵＶ硬化インクを用いてインクジェット印刷する場合において、にじみの少ない明瞭な印刷品質を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インクを用いた印刷方法におけるＵＶ硬化インクの塗着状況を示す模式図。 従来のＵＶ硬化インクを用いた印刷方法におけるＵＶ硬化インクの塗着状況を示す模式図。 ＵＶ硬化インクの塗着状況を示す図、（ａ）シート温度が２０℃の場合におけるＵＶ硬化インクの広がりを示す図、（ｂ）シート温度が４５℃の場合におけるＵＶ硬化インクの広がりを示す図。 ＵＶ硬化インクの塗着状況を示す図、（ａ）シート温度が６５℃の場合におけるＵＶ硬化インクの広がりを示す図、（ｂ）シート温度が８０℃の場合におけるＵＶ硬化インクの広がりを示す図。 シート温度の変化による印刷品質への影響を説明するための図、（ａ）シートの濡れ性とシート温度との関係を示す図、（ｂ）ＵＶ硬化インクのドット径とシート温度との関係を示す図。 ＵＶ硬化インクの塗着状況（線を描画する場合）を示す図、（ａ）シート温度が２０℃の場合におけるＵＶ硬化インクの広がりを示す図、（ｂ）シート温度が４５℃の場合におけるＵＶ硬化インクの広がりを示す図、（ｃ）シート温度が６５℃の場合におけるＵＶ硬化インクの広がりを示す図、（ｄ）シート温度が８０℃の場合におけるＵＶ硬化インクの広がりを示す図。 ＵＶ硬化インクによる印刷品質（線太さ）とシート温度との関係を示す図。 シート温度（２０℃、４５℃、６５℃、８０℃の各場合）によるＵＶ硬化インクの塗着状況（文字を描画する場合）の変化を示す図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インクを用いた印刷方法について、図１および図２を用いて説明をする。

図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る印刷方法は、ＵＶ（紫外線）を照射することで硬化する性質を有するＵＶ硬化インク１を用いて、印刷対象物たる非浸透性の性質を有するシート２に対してインクジェット印刷を行うための印刷方法である。
そして、本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法では、シート２を加熱しておいて、その加熱した状態のシート２に対してＵＶ硬化インク１を塗着させる構成としている。
そして、加熱状態にあるシート２にＵＶ硬化インク１が塗着した後、所定の時間（本実施形態では０．１ｓ）以内に、ＵＶ硬化インク１に対してＵＶ光を照射して、ＵＶ硬化インク１が広がる前に、該ＵＶ硬化インク１を硬化させる構成としている。

本発明の一実施形態に係る印刷方法において用いるＵＶ硬化インク１は、アクリル系樹脂を主成分とする塗料であり、粘度を５ｍＰａ・ｓ以上、かつ、１００ｍＰａ・ｓ以下に調整して使用する構成している。
ＵＶ硬化インク１をこのような粘度範囲に調整することによって、ＵＶ硬化インク１によるインクジェット印刷を実現するとともに、ＵＶ硬化インク１がシート２に塗着した時の拡散速度を調整して、シート２に塗着したときの広がりを抑制するようにしている。

本発明の一実施形態に係る印刷方法において用いるシート２は、非浸透性の性質を有するシート状の部材であり、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ樹脂、アクリル樹脂等の材質を採用することができる。
これらの材質を採用した場合において、温度が８０℃を超えてくると、シート２にカール変形が生じてインクジェット印刷に適さない態様となる。
このため、本発明の一実施形態に係る印刷方法では、シート２の温度を、８０℃を上限として管理する構成としている。

例えば、図２に示すように、従来、ＵＶ硬化インク１を用いてインクジェット印刷を行う場合には、シート２を加熱することなく（即ち、常温で）、シート２に対してＵＶ硬化インク１を塗着させる構成としていた。
この場合、シート２の濡れ性がＵＶ硬化インク１の表面張力に比して優位に（大きく）なっており、シート２の表面に塗着したＵＶ硬化インク１は、塗着後すぐさま広がっていく。

一方、図１に示すように、本発明の一実施形態に係る印刷方法では、シート２を加熱することによって、シート２の濡れ性を小さくする構成としている。
そして、シート２の濡れ性を小さくすると、シート２に塗着したときのＵＶ硬化インク１の拡散速度を従来に比して小さくすることができる。
このため、シート２に塗着した後、ＵＶ硬化インク１にＵＶ光を照射するまでの間（本実施形態では、０．１ｓ以内の時間）における該ＵＶ硬化インク１の広がりを、従来に比して抑えることができる。

次に、本発明の一実施形態に係る印刷方法におけるシート２の加熱温度について、図３〜図８を用いて説明をする。
図３（ａ）には、シート２の温度を２０℃としてインクジェット印刷をした場合の、ＵＶ硬化インク１による印刷部位を拡大して示している。尚、この２０℃の場合は、従来の加熱しない状態（即ち、常温の状態）に対応するものとして例示している。
図３（ａ）によると、この場合、シート２に塗着したＵＶ硬化インク１によって表現されるドットは明確になっておらず、画像がぼやけた状態となっている。
これは、シート２の表面で、ＵＶ硬化インク１が硬化するまでの間に広がってしまったためであると考えられる。

図３（ｂ）には、シート２の温度を４５℃として（即ち、加熱して）、インクジェット印刷をした場合の、ＵＶ硬化インク１による印刷部位を拡大して示している。
この場合、図３（ａ）と比較して、ＵＶ硬化インク１のシート２表面での広がりが抑えられて、ＵＶ硬化インク１により表現されるドット径が小さくなり、またドットの輪郭も明確になっており、ＵＶ硬化インク１によって表現される画像のぼやけ方が従来に比して改善されていることが判る。

さらに図４（ａ）には、シート２の温度を６５℃として（即ち、加熱して）、インクジェット印刷をした場合の、ＵＶ硬化インク１による印刷部位を拡大して示している。
この場合、図３（ｂ）と比較して、ＵＶ硬化インク１のシート２表面での広がりがさらに抑えられて、ＵＶ硬化インク１により表現されるドット径がさらに小さくなっており、また輪郭もより明確になっていることが判る。

またさらに図４（ｂ）には、シート２の温度を８０℃として（即ち、加熱して）、インクジェット印刷をした場合の、ＵＶ硬化インク１による印刷部位を拡大して示している。
この場合は、ＵＶ硬化インク１により表現されるドット径が、図４（ａ）に示す場合とほぼ同等になっている。

図５（ａ）には、シート２の温度と該シート２の濡れ性との関係を確認した結果を示しており、また、図５（ｂ）には、シート２の温度と該シート２の塗着したＵＶ硬化インク１のドット径との関係を確認した結果を示している。

図５（ａ）によると、シート２の濡れ性は、シート２の温度の上昇に伴って減少し、また、約６５℃の付近で濡れ性の減少度合（傾き）が変化し、そして、約８０℃の付近で濡れ性の減少が収束していることが判る。

また、図５（ｂ）によると、シート２におけるＵＶ硬化インク１のドット径は、シート２の温度の上昇に伴って小さくなり、そして、約８０℃の付近でドット径が縮小する現象が収束していることが判る。

即ち、図５（ａ）（ｂ）に示す実験結果によれば、シート２の濡れ性は、シート２の温度の上昇に伴って減少することが確認でき、また、シート２の温度上昇に伴う濡れ性の減少に起因して、ＵＶ硬化インク１により表現されるドット径を縮小させることが可能であることが判った。

そして、図３および図４に示す実際の印刷品質から判断すると、シート２を加熱して、４５℃以上の温度になっていれば、印刷品質の改善を実感できると考えられる。
このため、ＵＶ効果インク１を用いてシート２に対してインクジェット印刷をする場合において、シート２の温度は、４５℃以上かつ８０℃以下とするのが好ましいことが判り、また、よりよい印刷品質を得るためには、シート２の温度を、６５℃以上かつ８０℃以下とすればよいことが判る。

次に、シート２に線を印刷した場合のＵＶ硬化インク１の広がり具合の差異を確認した結果について、図６および図７を用いて説明をする。
図６（ａ）には、シート２の温度を２０℃として（即ち、常温で）、ＵＶ硬化インク１により、シート２の表面に線をインクジェット印刷した場合の印刷部位を拡大して示している。
この場合、ＵＶ硬化インク１によって表現される線は、輪郭が明確になっておらず、線幅の大きい部位や、線幅の小さい部位が存在している。
これは、シート２の表面でＵＶ硬化インク１が広がっているためであると考えられる。

図６（ｂ）には、シート２の温度を４５℃として（即ち、加熱して）、ＵＶ硬化インク１により、シート２の表面に線をインクジェット印刷した場合の印刷部位を拡大して示している。
この場合、線の輪郭に凹凸は見られるものの、図６（ａ）と比較して、シート２表面でのＵＶ硬化インク１の広がりが抑えられ、ＵＶ硬化インク１により表現される線の輪郭が明確になっていることが判る。

さらに図６（ｃ）には、シート２の温度を６５℃として（即ち、加熱して）、シート２の表面に線をインクジェット印刷した場合の印刷部位を拡大して示している。
この場合、図６（ｂ）と比較して、シート２表面でのＵＶ硬化インク１の広がりがさらに抑えられ、ＵＶ硬化インク１により表現される線の輪郭がさらに明確になっており、また輪郭における凹凸もより少なくなっていることが判る。

またさらに図６（ｄ）には、シート２の温度を８０℃として（即ち、加熱して）、シート２の表面に線をインクジェット印刷した場合の印刷部位を拡大して示している。
この場合、ＵＶ硬化インク１により表現される線の印刷品質は、図６（ｃ）に示す場合とほぼ同等になっている。

図７には、ＵＶ硬化インク１により、シート２の表面に線をインクジェット印刷した場合における、当該線の太さ（線太さ）の最大値および最小値を確認した結果を示している。
図７によると、線太さの最大値は、シート２の温度上昇に従って小さくなり、シート２の温度がおよそ６５℃に至ると、線太さの最大値の減少が収束するのが判る。
また、図７によると、線太さの最小値は、シート２の温度上昇に従って小さくなり、シート２の温度がおよそ４５℃に至ると、線太さの最小値の減少が収束するのが判る。
さらに、線太さのばらつき（線太さの最大値と最小値との差）が、温度上昇に伴って小さくなり、シート２の温度がおよそ６５℃に至ると、線太さのばらつきの減少が収束するのが判る。

次に、シート２に文字を印刷した場合のＵＶ硬化インク１の広がり具合の差異を確認した結果について、図８を用いて説明をする。
図８には、シート２の温度を２０℃、４５℃、６５℃、８０℃の各温度として、ＵＶ硬化インク１により、文字をインクジェット印刷した場合の印刷部位を拡大して示している。
この場合、ＵＶ硬化インク１によって表現される文字は、シート２の温度が４５℃以上であれば明確に視認することが可能になってくることが判る。
また、図８によれば、シート２の温度を６５℃以上にすれば、ＵＶ硬化インク１により表現される文字がより明確になる（輪郭ににじみがなくなる）ことが判る。

即ち、図３〜図８に示す各実験結果および印刷品質の確認結果に基づき判断すると、非浸透性の印刷対象物たるシート２にＵＶ硬化インク１を用いてインクジェット印刷をするときには、シート２を加熱することによって、にじみの少ない良好な印刷品質が得られることが判った。
また、シート２にＵＶ硬化インク１を用いてインクジェット印刷をするときにおいて、シート２の温度を常温よりも高くすれば（即ち、加熱すれば）、印刷品質の改善を図れることが判り、より好ましくは、シート２の温度を、６５℃以上かつ８０℃以下とするのが好適であって、これによって、より高精細な印刷品質を得ることが可能になることが判った。

このため、本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法では、非浸透性の印刷対象物たるシート２にＵＶ硬化インク１を用いてインクジェット印刷をするときには、シート２を加熱する構成としている。
また、本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法では、シート２に対してインクジェット印刷をする前に、シート２の温度を、６５℃以上かつ８０℃以下とし、当該温度に加熱された状態のシート２に対して、ＵＶ硬化インク１によってインクジェット印刷をする構成としている。

即ち、本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法は、印刷対象物たるシート２にＵＶ硬化インク１を塗着させた後、所定の時間内（本実施形態では、０．１ｓ以内）にＵＶ硬化インク１にＵＶ光を照射して、ＵＶ硬化インク１を硬化させる印刷方法であって、シート２を加熱しつつ、シート２にＵＶ硬化インク１を塗着させるものである。
また、本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法では、シート２の温度を、６５℃以上かつ８０℃以下とするものである。
このような構成により、印刷対象物たるシート２の濡れ性を小さくして、ＵＶ硬化インク１の拡散速度を低下させ、シート２に塗着したＵＶ硬化インク１の広がりを抑制することができる。
これにより、非浸透性の印刷対象物（本実施形態ではシート２）に対してＵＶ硬化インク１を用いてインクジェット印刷する場合において、にじみの少ない明瞭な印刷品質を得ることができる。

また、本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法は、ＵＶ硬化インク１の粘度を、５ｍＰａ・ｓ以上かつ１００ｍＰａ・ｓ以下とするものである。
このようにＵＶ硬化インク１の粘度を規定し、ＵＶ硬化インク１の拡散速度を調整することで、印刷対象物たるシート２の濡れ性とＵＶ硬化インク１の表面張力の均衡を図って、シート２に塗着したＵＶ硬化インク１の広がりを抑制することができる。
これにより、非浸透性の印刷対象物（本実施形態ではシート２）に対してＵＶ硬化インク１を用いてインクジェット印刷する場合において、にじみの少ない明瞭な印刷品質を得ることができる。

尚、本発明の一実施形態に係るＵＶ硬化インク１を用いた印刷方法は、シート２全体を加熱する構成のみならず、シート２を部分的に加熱する構成とすることも可能である。
例えば、文字やマーク等、輪郭を明瞭に表現したいものを印刷する部位では、シート２を加熱して印刷し、グラデーション模様等輪郭をあいまいに表現したいものを印刷する部位では、シート２を加熱せずに印刷することが可能であり、加熱部位や加熱温度を任意に調整して、画像の性質に合わせた最適な条件で印刷することができる。

また、ＵＶ硬化インク１のシート２表面での拡散速度を低下させる方法としては、シート２の濡れ性を低下させる方法や、ＵＶ硬化インク１の表面張力を増大させる方法、あるいはこれらを組み合わせる方法等が考えられる。
例えば、シート２の濡れ性を低下させる方法としては、本実施形態で採用しているシート２を加熱する方法の他、例えば、シートの表面に撥水剤（フッ素、シリコン等）を塗布する方法がある。

また、本実施形態では、ＵＶ硬化インク１がシート２に塗着した後、ＵＶ光を照射するまでの間の時間を０．１ｓ以内としているが、例えば、この時間をさらに短縮することによっても、シート２に塗着したＵＶ硬化インク１の広がりを抑える効果を得ることができる。

１ ＵＶ硬化インク
２ シート

Claims (3)

1. 印刷対象物たるシートにＵＶ硬化インクを塗着させた後、所定の時間内に前記ＵＶ硬化インクにＵＶ光を照射して、前記ＵＶ硬化インクを硬化させるＵＶ硬化インクを用いた印刷方法であって、
   前記シートを加熱しつつ、
   前記シートに前記ＵＶ硬化インクを塗着させる、
   ことを特徴とするＵＶ硬化インクを用いた印刷方法。
2. 前記シートの温度を、
   ６５℃以上かつ８０℃以下とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＵＶ硬化インクを用いた印刷方法。
3. 前記ＵＶ硬化インクの粘度を、
   ５ｍＰａ・ｓ以上かつ１００ｍＰａ・ｓ以下とする、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＵＶ硬化インクを用いた印刷方法。

Images