JP2017140751A - 光重合性インクを用いるインクジェット印刷装置及び硬化物 - Google Patents
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Abstract
Description
ポリマー成分を配合することの利点の一つとして、液が浸透し難く、比較的平滑で塗膜の密着性を確保し難いプラスチック材料などの基材に対しても十分な密着性を確保できる点がある。しかし、光重合性インクジェットインクにポリマー成分を配合する場合には、ポリマー成分の配合に伴う粘度増加が著しいため、インクのベースとなるモノマー材料として十分に低粘度なものを使用しないと、吐出可能な範囲に低粘度化することが難しい。
しかし、従来の光重合性インクジェットインクに使用されているモノマーの多くは毒性を有し、特に安価で容易に調達可能な(メタ)アクリル酸エステルであって十分に低粘度のものは、皮膚に触れるとアレルギーを引き起こす皮膚感さ性について殆どが高い毒性を有している。したがって、皮膚感さ性に問題がなく、ポリマー成分を配合してもなお室温で吐出できる程度に十分に低粘度な光重合性インクジェットインクを得ることは難しく、有効な解決手段は存在しなかった。そこで、本発明者らは鋭意検討を行い、特許文献3に係るインクを見出したが、このインクをより効率的に硬化乾燥させる方法について検討する必要があった。
1) 少なくともn−ペンチルメタクリレートとポリマー成分とを含む光重合性インクを用いて印刷する装置であって、少なくとも紫外線照射手段を備え、UVA領域(波長:320nm〜390nm)の紫外光による1回の光照射において、積算光量が1.8J/cm2である場合に厚さ0.5mmのステンレス板の温度を23℃から36℃以上まで上昇させることができることを特徴とするインクジェット印刷装置。
2) 前記ステンレス板の温度を、23℃から43℃以上まで上昇させることができることを特徴とする1)に記載のインクジェット印刷装置。
3) 前記ステンレス板の温度を、23℃から54℃以上まで上昇させることができることを特徴とする1)に記載のインクジェット印刷装置。
4) 前記光重合性インクが、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−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)フェニルホスフィンオキサイドから選ばれた少なくとも1種を含むことを特徴とする1)〜3)のいずれかに記載のインクジェット印刷装置。
5) 少なくともn−ペンチルメタクリレートとポリマー成分とを含む光重合性インクを基材上に塗布し、該インクに対し、紫外線照射装置を用いたUVA領域(波長:320nm〜390nm)の紫外光による1回の光照射において、積算光量が1.8J/cm2である場合に、厚さ0.5mmのステンレス板の温度を23℃から36℃以上まで上昇させることができる照射条件で光照射して作製した硬化物。
(1)LLNA法(Local Lymph Node Assay)による皮膚感さ性試験において、感さ性の程度を示すStimulation Index(SI値)が3未満である化合物
(2)MSDS(化学物質安全性データシート)において、「皮膚感さ性陰性」又は
「皮膚感さ性なし」と評価された化合物
(3)文献〔例えば、Contact Dermatitis 8 223−235(1982)〕において「皮膚感さ性陰性」又は「皮膚感さ性なし」と評価された化合物
(1)については、例えば「機能材料」2005年9月号、Vol.25、No.9、P55にも示されるように、SI値が3未満の場合に皮膚感さ性が陰性であると判断される。SI値が低いほど皮膚感さ性が低いことになるから、本発明ではSI値がなるべく低いモノマーを用いることが好ましく、3未満、好ましくは2以下、更に好ましくは1.6以下のものを用いる。
エチレングリコールジ(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、γ−ブチロラクトンアクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ホルマール化トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリル酸安息香酸エステル、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート〔CH2=CH−CO−(OC2H4)n−OCOCH=CH2(n≒9)、同(n≒14)、同(n≒23)〕、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クレート〔CH2=C(CH3)−CO−(OC3H6)n−OCOC(CH3)=CH2(n≒7)〕、1,3−ブタンジオールジアクリレート、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、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、プロピレンオキサイド変性テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(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)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセリルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルテトラ(メタ)アクリレート、ポリエステルペンタ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、ポリウレタンジ(メタ)アクリレート、ポリウレタントリ(メタ)アクリレート、ポリウレタンテトラ(メタ)アクリレート、ポリウレタンペンタ(メタ)アクリレート、ポリウレタンポリ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ジシクロペンタジエンビニルエーテル、トリシクロデカンビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、エチルオキセタンメチルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなど。
(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミドとその誘導体、及びビニルエーテル化合物は、イオン重合性も有することが知られている。しかし、イオン重合開始剤は一般に高価である上に、光を照射しない状態でも僅かに強酸・強アルカリを発生させるため、インクジェット塗工システム内のインク供給経路において耐酸・耐アルカリ性を持たせるなどの特別な配慮が必要となる。そのため、インクジェット塗工システムを構成する部材の選定に制約が生じる。これに対し、本発明で用いるインクは、安価で強酸・強アルカリを発生しない光ラジカル重合開始剤を使用することができるので、インクを安価に製造することができ、インクジェット塗工システムの部材選定も容易となる。もちろん電子線やα、β、γ線、X線などの高エネルギーな光源を使用する場合においては、重合開始剤を使用せずに重合させることができるが、これは一般的に公知の事項であり、ここでは説明を省略する。
分子開裂型光重合開始剤の例としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、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、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−〔4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)ベンジル〕フェニル}−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシックアシッドメチルエステル、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−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)フェニルホスフィンオキサイド、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サイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフォスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン−〔4−(フェニルチオ)−2−(o−ベンゾイルオキシム)〕、エタノン−1−〔9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)、〔4−(メチルフェニルチオ)フェニル〕フェニルメタノンなどが挙げられる。
また重合促進剤としてアミンを併用することもできる。その例としては、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−2−エチルヘキシル、p−ジメチルアミノ安息香酸メチル、安息香酸−2−ジメチルアミノエチル、p−ジメチルアミノ安息香酸ブトキシエチルなどが挙げられる。
ポリマー成分は前述したモノマー成分に対して良好な溶解性を有している必要がある。そのため架橋構造を持つものは不適であり鎖状のものが望ましい。また、鎖状であっても分子量が過度に大きいものは、インクに溶解させる際に作業性を著しく損なうため好ましくなく、質量平均分子量が10万未満のものが好ましい。更に溶解性についてはポリマーがあまり剛直でないことや結晶性が高すぎないことも重要であり、加えて実用的には安価で容易に調達できることも重要である。これらの点を踏まえると、ポリマー種としては、スチレン、スチレン誘導体、アクリル酸エステル、アクリル酸から選ばれた少なくとも1種からなる重合体又は共重合体や塩素化ポリオレフィンが好ましい。ビニル系モノマー、アクリルアミドやその誘導体を含む重合体、ポリウレタンやポリエステルなども使用できるが、分子量が小さい方が好ましいことを考慮すると、印刷塗工したものを立体的に積み重ねるなどの運用を想定した場合、ガラス転移温度が高いポリマーの方がインクの硬化塗膜表面にべたつき感が生じにくいので望ましい。したがって、前述したスチレン等からなる重合体又は共重合体や塩素化ポリオレフィンが好ましい。なお、前述したモノマーのt−ブチルメタクリレート、n−ペンチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレートは疎水性が強いため、溶解性の面からポリマー成分は極性基を多く含まない方がよく、酸価としては108mgKOH/g以下が望ましい。
本発明では光重合性インクを硬化させるために紫外線を用いる。紫外線照射については、環境保護の観点から水銀フリー化が強く望まれており、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは、産業的、環境的にも非常に有用である。更に、紫外線発光ダイオード(UV−LED)及び紫外線レーザダイオード(UV−LD)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、紫外線光源として好ましい。
本発明で用いる光重合性インクは、色材を含有していてもよい。色材としては、本発明で用いるインクの目的や要求特性に応じて、ブラック、ホワイト、マゼンタ、シアン、イエロー、グリーン、オレンジ、金や銀等の光沢色、などを付与する種々の顔料や染料を用いることができる。色材の含有量は、所望の色濃度やインク中における分散性等を考慮して適宜決定すればよく、特に限定されないが、インクの総質量(100質量%)に対して、0.1〜20質量%であることが好ましい。なお、本発明で用いる光重合性インクは、色材を含まず無色透明であってもよく、その場合には、例えば、画像を保護するためのオーバーコート層として好適である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができ、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタンを使用することができる。
有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料が挙げられる。
また、顔料の分散性をより良好なものとするため、分散剤を更に含んでもよい。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物を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。
染料としては、例えば、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り、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明で用いる光重合性インクは、有機溶媒を含んでもよいが、可能であれば含まない方が好ましい。有機溶媒、特に揮発性の有機溶媒を含まない(VOC(Volatile Organic Compounds)フリー)インクであれば、当該インクを扱う場所の安全性がより高まり、環境汚染防止を図ることも可能となる。なお、「有機溶媒」とは、例えば、エーテル、ケトン、キシレン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、トルエンなどの一般的な非反応性の有機溶媒を意味するものであり、反応性モノマーとは区別すべきものである。また、有機溶媒を「含まない」とは、実質的に含まないことを意味し、0.1質量%未満であることが好ましい。
本発明で用いる光重合性インクは、必要に応じてその他の公知の成分を含んでもよい。その他成分としては、特に制限されないが、例えば、従来公知の、界面活性剤、重合禁止剤、レべリング剤、消泡剤、蛍光増白剤、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、定着剤、粘度安定化剤、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、及び増粘剤などが挙げられる。
本発明で用いる光重合性インクは、上述した各種成分を用いて作製することができ、その調製手段や条件は特に限定されないが、例えば、重合性モノマー、顔料、分散剤等をボールミル、キティーミル、ディスクミル、ピンミル、ダイノーミルなどの分散機に投入し、分散させて顔料分散液を調製し、当該顔料分散液に更に重合性モノマー、開始剤、重合禁止剤、界面活性剤などを混合させることにより調製することができる。
本発明で用いる光重合性インクの粘度は、用途や適用手段に応じて適宜調整すればよく、特に限定されないが、例えば、当該インクをノズルから吐出させるような吐出手段を適用する場合には、20℃から65℃の範囲における粘度、望ましくは25℃における粘度が3〜40mPa・sが好ましく、5〜15mPa・sがより好ましく、6〜12mPa・sが特に好ましい。また当該粘度範囲を、上記有機溶媒を含まずに満たしていることが特に好ましい。なお、上記粘度は、東機産業株式会社製コーンプレート型回転粘度計VISCOMETER TVE−22Lにより、コーンロータ(1°34′×R24)を使用し、回転数50rpm、恒温循環水の温度を20℃〜65℃の範囲で適宜設定して測定することができる。循環水の温度調整にはVISCOMATE VM−150IIIを用いることができる。
本発明で用いる光重合性インクの用途は、一般に光重合性インクが用いられている分野であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、成形用樹脂、塗料、接着剤、絶縁材、離型剤、コーティング材、シーリング材、各種レジスト、各種光学材料などが挙げられる。
更に、本発明で用いる光重合性インクは、2次元の文字や画像、各種基材への意匠塗膜を形成するだけでなく、3次元の立体像(立体造形物)を形成するための立体造形用材料としても用いることができる。この立体造形用材料は、例えば、粉体層の硬化と積層を繰り返して立体造形を行う粉体積層法において用いる粉体粒子同士のバインダーとして用いてもよく、また、図2や図3に示すような積層造形法(光造形法)において用いる立体構成材料(モデル材)や支持部材(サポート材)として用いてもよい。なお、図2は、本発明で用いる光重合性インクを所定領域に吐出し、紫外線を照射して硬化させたものを順次積層して立体造形を行う方法であり(詳細は後述)、図3は、本発明で用いる光重合性インク5の貯留プール(収容部)1に紫外線4を照射して所定形状の硬化層6を可動ステージ3上に形成し、これを順次積層して立体造形を行う方法である。
本発明で用いる光重合性インクを用いて立体造形物を造形するための立体造形装置としては、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、該インクの収容手段、供給手段、吐出手段や紫外線照射手段等を備えるものが挙げられる。
また、本発明は、光重合性インクを硬化させて得られた硬化物や当該硬化物が基材上に形成された構造体を加工してなる成形加工品も含む。前記成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された硬化物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーターや操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形することが必要な用途に好適に使用される。
上記基材としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、又はこれらの複合材料などが挙げられ、加工性の観点からはプラスチック基材が好ましい。
本発明で用いるインクの収容容器は、光重合性インクが収容された状態の容器を意味し、上記のような用途に供する際に好適である。例えば、インクが収容された容器は、インクカートリッジやインクボトルとして使用することができ、これにより、インク搬送やインク交換等の作業において、インクに直接触れる必要がなくなり、手指や着衣の汚れを防ぐことができる。また、インクへのごみ等の異物の混入を防止することができる。また、容器それ自体の形状や大きさ、材質等は、用途や使い方に適したものとすればよく、特に限定されないが、その材質は光を透過しない遮光性材料であるか、又は容器が遮光性シート等で覆われていることが望ましい。
本発明のインクジェット印刷方法は、少なくとも本発明で用いる光重合性インクを硬化させるために紫外線を照射する照射工程を有し、本発明のインクジェット印刷装置は、紫外線照射手段と、本発明で用いる光重合性インクを収容するための収容部とを備えているが、該収容部には前記したインクの収容容器を収容してもよい。更に、光重合性インクを吐出する吐出工程、吐出手段を有していてもよい。吐出方法は特に限定されないが、連続噴射型、オンデマンド型等が挙げられる。オンデマンド型としてはピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等が挙げられる。
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の光重合性インクのインクカートリッジと吐出ヘッドを備える印刷ユニット23の各色のインクジェット吐出部23a、23b、23c、23dにより、供給ロール21から供給された記録媒体22にインクが吐出される。その後、インクを硬化させるための光源24a、24b、24c、24dから紫外線を照射して硬化させ、カラー画像を形成する。また印刷の高速化などに際し、各色を印刷する毎に紫外線を照射すれば、より高い硬化性が得られる。その後、記録媒体22は、加工ユニット25、印刷物巻取りロール26へと搬送される。各色のインクジェット吐出部23a、23b、23c、23dには、インクが液状化するように加温機構を設けてもよい。また、必要に応じて、接触又は非接触で記録媒体を室温程度まで冷却する機構を設けてもよい。また、インクジェット記録方式としては、吐出ヘッド幅に応じて間欠的に移動する記録媒体に対し、ヘッドを移動させて記録媒体上にインクを吐出するシリアル方式や、連続的に記録媒体を移動させ、一定の位置に保持されたヘッドから記録媒体上にインクを吐出するライン方式のいずれも適用することができる。
更に、光源24a、24b、24cからの紫外線照射を微弱にするか又は省略し、複数色を印刷した後に、光源24dから紫外線を照射してもよい。これにより、省エネ、低コスト化を図ることができる。
本発明により記録される記録物としては、通常の紙や樹脂フィルムなどの平滑面に印刷されたものだけでなく、凹凸を有する被印刷面に印刷されたものや、金属やセラミックなどの種々の材料からなる被印刷面に印刷されたものも含む。また、2次元の画像を積層することにより、一部に立体感のある画像(2次元と3次元からなる像)や立体物を形成することもできる。
硬化用光源には、出力される各領域の発光スペクトルの総出力のパワー変更制御機能が備えられており、0%出力から100%出力まで、インク硬化に必要且つ狙いの膜特性を得るために必要な照射強度、積算光量を任意に変更可能なシステムとなっている。これが照射強度及び積算光量の調節手段となる。
UV光源としては、次の3種類を使用した。
(I)フュージョンシステムズジャパン社製UV照射機LightHammer6「Dバルブ」(同社製赤外光カット反射板付)
(II)フュージョンシステムズジャパン社製UV照射機「Dバルブ」(同社製反射板付:積極的に赤外光をカットしない)
(III)IntegrationTechnology社製UV照射機SubZero「Dバルブ」(同社製反射板付:積極的に赤外光をカットしない)
即ち、厚さ0.5mmのステンレス板を使用し、同一の積算光量となるように照度と搬送速度を調整し、光源直下をベルトコンベア搬送で1回通した際のステンレス板の温度上昇幅(℃)を測定した。照度と積算光量は、EIT社製UV POWER PUCK IIを用いて測定した。
結果を表1に示すが、同じUV積算光量を与えた場合でも、光源の種類・照度・搬送速度が異なる場合には、温度上昇幅が異なることが分かった。
下記の評価用インクA〜Cを用いて硬化性評価を行った。各インクの主成分となるモノマーはメタクリル酸エステルであり、その他の成分も含めていずれも皮膚感さ性は陰性である。なお、前述したようにポリマー成分は、分子量が大きく皮膚を通過することは困難なため、通常は皮膚感さ性を有しない。
・n−ペンチルメタクリレート…70重量部
Zhangjiagang Render Chemical社製「n−AmylMethacrylate」(陰性)文献での評価(試験方法:マキシマイゼーション法)
・ジエチレングリコールジメタクリレート…15重量部
新中村化学社製「2G」(1.1)
・エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリメタクリレート…15重量部
新中村化学社製「TMPT−3EO」(1.0)
・スチレンアクリル樹脂…14重量部
BASF社製「JONCRYL611」(酸価53mgKOH/g 重量平均分子量8100)
・塩素化ポリオレフィン…1重量部
東洋紡社製「ハードレンDX−530P」(重量平均分子量40000)
・2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)ブタン−1−オン…10重量部
BASF社製「Irgacure379」(なし)MSDSでの評価(試験方法:OECDテストガイドライン406)
・n−ペンチルメタクリレート…70重量部
Zhangjiagang Render Chemical社製「n−AmylMethacrylate」(陰性)文献での評価(試験方法:マキシマイゼーション法)
・グリセロールジメタクリレート…15重量部
新中村化学社製「701」
・エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリメタクリレート…15重量部
新中村化学社製「TMPT−3EO」(1.0)
・スチレンアクリル樹脂…14重量部
BASF社製「JONCRYL611」(酸価53mgKOH/g 重量平均分子量8100)
・塩素化ポリオレフィン…1重量部
東洋紡社製「ハードレンDX−530P」(重量平均分子量40000)
・2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)ブタン−1−オン…10重量部
BASF社製「Irgacure379」(なし)MSDSでの評価(試験方法:OECDテストガイドライン406)
・n−ペンチルメタクリレート…84重量部
Zhangjiagang Render Chemical社製「n−AmylMethacrylate」(陰性)文献での評価(試験方法:マキシマイゼーション法)
・ジエチレングリコールジメタクリレート…15重量部
新中村化学社製「2G」(1.1)
・エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリメタクリレート…15重量部
新中村化学社製「TMPT−3EO」(1.0)
・塩素化ポリオレフィン…1重量部
東洋紡社製「ハードレンDX−530P」(重量平均分子量40000)
・2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)ブタン−1−オン…10重量部
BASF社製「Irgacure379」(なし)MSDSでの評価(試験方法:OECDテストガイドライン406)
吐出条件は、インク滴の飛翔速度が7m/sとなるようにヘッドの温度と吐出電圧を調整し、塗膜の平均厚さが8ミクロンとなるように吐出密度を調整した。
硬化は全て1回のUV照射で行い、評価は指触で行った。ベタつきが感じられなくなった状態を一般に呼称されるタックフリーとみなして硬化したと判断した。
結果を表2に示すが、タックフリーに必要なUVA積算光量が少ないほど硬化性が良好である。
なお、基材には、プラスチック基材の中でも熱に弱いとされるポリプロピレンフィルム「東洋紡社製ポリプロピレンフィルムP−2161(60ミクロン厚さ)」を使用した。
また、比較例1は、条件1〜条件4の中で最も温度上昇幅が小さい(加温効果が低い)条件1のため、タックフリーに必要な積算光量が3Jとなり、非常に低効率であった。
また、条件4を連続2回繰り返した比較例2では、基材と塗膜が熱で変形し一部溶融してしまった。このように加温効果が過剰な場合には熱により基材と塗膜を損傷してしまうため、使用する基材に応じて、特に熱に弱い生地などの場合には、適切な条件を選定する必要がある。
また、比較例3のように、ポリマー成分を含まないインクを用いた場合には、条件4であっても、基材と塗膜が熱で変形し一部溶融してしまうことが分かる。
3 可動ステージ
4 紫外線
5 光重合性インク
6 硬化層
21 供給ロール
22 記録媒体
23 印刷ユニット
23a インクジェット吐出部
23b インクジェット吐出部
23c インクジェット吐出部
23d インクジェット吐出部
24a 硬化用光源
24b 硬化用光源
24c 硬化用光源
24d 硬化用光源
25 加工ユニット
26 印刷物巻取りロール
30 造形物用吐出ヘッドユニット
31 支持体用吐出ヘッドユニット
32 支持体用吐出ヘッドユニット
33 紫外線照射手段
34 紫外線照射手段
35 立体造形物
36 支持体積層部
37 造形物支持基板
38 上下方向に可動なステージ
39 インクジェット印刷装置
A 可動方向
B 可動方向
Claims (5)
- 少なくともn−ペンチルメタクリレートとポリマー成分とを含む光重合性インクを用いて印刷する装置であって、少なくとも紫外線照射手段を備え、UVA領域(波長:320nm〜390nm)の紫外光による1回の光照射において、積算光量が1.8J/cm2である場合に厚さ0.5mmのステンレス板の温度を23℃から36℃以上まで上昇させることができることを特徴とするインクジェット印刷装置。
- 前記ステンレス板の温度を、23℃から43℃以上まで上昇させることができることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット印刷装置。
- 前記ステンレス板の温度を、23℃から54℃以上まで上昇させることができることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット印刷装置。
- 前記光重合性インクが、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−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)フェニルホスフィンオキサイドから選ばれた少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット印刷装置。
- 少なくともn−ペンチルメタクリレートとポリマー成分とを含む光重合性インクを基材上に塗布し、該インクに対し、紫外線照射装置を用いたUVA領域(波長:320nm〜390nm)の紫外光による1回の光照射において、積算光量が1.8J/cm2である場合に、厚さ0.5mmのステンレス板の温度を23℃から36℃以上まで上昇させることができる照射条件で光照射して作製した硬化物。
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| JP2016022992A JP2017140751A (ja) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | 光重合性インクを用いるインクジェット印刷装置及び硬化物 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2016
- 2016-02-09 JP JP2016022992A patent/JP2017140751A/ja active Pending
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