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JP2018144430A - 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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JP2018144430A
JP2018144430A JP2017044070A JP2017044070A JP2018144430A JP 2018144430 A JP2018144430 A JP 2018144430A JP 2017044070 A JP2017044070 A JP 2017044070A JP 2017044070 A JP2017044070 A JP 2017044070A JP 2018144430 A JP2018144430 A JP 2018144430A
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meth
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景多▲郎▼ 中野
Keitaro Nakano
景多▲郎▼ 中野
将明 安▲藤▼
Masaaki Ando
将明 安▲藤▼
齋藤 徹
Toru Saito
徹 齋藤
斉 土屋
Hitoshi Tsuchiya
斉 土屋
敏行 餘田
Toshiyuki Yoda
敏行 餘田
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Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】溶存ガス量制御手段の耐久性に優れるインクジェット方法を提供する。【解決手段】放射線硬化型のインクジェット組成物を収容する収容体1と、収容体1から該インクジェット組成物を供給されるインクジェットヘッド100の吐出口と、を接続する流路214の少なくとも一部において、該インクジェット組成物の溶存ガス量を溶存ガス量制御手段204により制御する溶存ガス量制御工程と、該インクジェット組成物をインクジェットヘッド100の吐出口から吐出する吐出工程とを有し、該インクジェット組成物は重合性化合物と重合開始剤とを含み、溶存ガス量制御手段204は接着剤からなる部材を含み、Smallの式で算出される該重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と、該接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)が、1.0以上である、インクジェット方法。【選択図】図3

Description

本発明は、インクジェット方法及びインクジェット装置に関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、より安定して高品質な記録物を得ることについて種々の検討がなされている。
例えば、特許文献1には、高粘度の顔料インクでありながら、インクの生産性、保存安定性、出射性、印刷時の粒状性に優れるインクジェットインクの脱気方法を提供することを目的として、少なくとも顔料を含有する、25℃における粘度が10mPa秒以上50mPa秒以下であるインクジェットインクに対して、外部還流型の中空糸脱気モジュールを使用して、脱気時の該中空糸脱気モジュールの圧力損失が0.1MPa未満の条件で脱気を行うことを特徴とするインクジェットインクの脱気方法が開示されている。
特開2013−237276号公報
しかしながら、特許文献1に記載されるような脱気方法を用いたインクジェット方法は、高粘度の顔料インクを用いた印刷時の出射性に優れるものの、特に顔料インクの送液温度や送液圧力が高い場合に、脱気モジュールのような溶存ガス量制御手段が劣化する場合があることが明らかとなった。溶存ガス量制御手段が劣化すると、高い水準で優れた吐出安定性を得ることができない。
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、溶存ガス量制御手段の耐久性に優れ、吐出安定性を良好にできるインクジェット方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記従来技術の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の溶存ガス量制御工程と吐出工程とを有するインクジェット方法を用いることで、溶存ガス量制御手段の耐久性に優れることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、放射線硬化型のインクジェット組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)を収容する収容体と、該収容体から該インクジェット組成物を供給されるインクジェットヘッドの吐出口と、を接続する流路の少なくとも一部において、該インクジェット組成物の溶存ガス量を溶存ガス量制御手段により制御する溶存ガス量制御工程と、前記インクジェット組成物を、前記インクジェットヘッドの吐出口から吐出する吐出工程と、を有し、前記インクジェット組成物は、重合性化合物と、重合開始剤と、を含み、前記溶存ガス量制御手段は、接着剤からなる部材を含み、前記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と、前記接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)が、1.0以上である、インクジェット方法である。
このようなインクジェット方法が本発明の課題を解決できる要因は下記のように考えている。ただし、要因はこれに限定されない。すなわち、従来のインクジェット方法においては、組成物を収容する収容体とインクジェットヘッドとを接続する流路に溶存ガス量制御手段を設けた場合に、脱気モジュールのような溶存ガス量制御手段を構成する部材同士を接着したり、溶存ガス量制御手段と流路とを接続したりするのに用いられている接着剤が含まれているため、該接着剤が組成物と接触して膨潤することに起因して、溶存ガス量制御手段が劣化する(例えば、脱気モジュールではクラックが生じる。)。溶存ガス量制御手段が劣化すると、組成物の溶存ガス量を制御する機能が低下することにより、組成物に溶存するガス量が適正な範囲から外れ、吐出の方向性や吐出量が不安定になる場合がある。また、クラックから組成物が外部に流出する場合がある。一方、本発明に係るインクジェット方法は、主として組成物に含まれる重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と溶存ガス量制御手段に含まれる接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)が1.0以上であることにより、主として溶存ガス量制御手段に含まれる接着剤の膨潤が抑制されることに起因して、溶存ガス量制御手段の耐久性に優れるものとなる。
また、本発明に係るインクジェット方法において、前記接着剤は、エポキシ系接着剤を含むと好ましく、前記接着剤のSP値(σ2)は、11.8以上であると好ましく、前記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)は、下記式(1)を満たすと好ましい。
|(σ1)−11.8|≧1.0 ・・・(1)
さらに、本発明に係るインクジェット方法において、前記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)は、10.0以下であると好ましく、前記重合性化合物は、下記一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、環状構造を有する単官能重合性化合物、及び水酸基含有単官能重合性化合物から選択される1種又は2種以上を含むと好ましい。
CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3 ・・・(I)
(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。)
またさらに、本発明に係るインクジェット方法において、前記インクジェット組成物は、クリアインクであると好ましい。
本発明に係るインクジェット装置は、重合性化合物と、光重合開始剤と、を含む放射線硬化型のインクジェット組成物を収容する収容体と、前記収容体から前記インクジェット組成物を供給されるインクジェットヘッドと、前記収容体と、前記インクジェット組成物を吐出する、前記インクジェットヘッドの吐出口と、を接続する流路と、前記流路の少なくとも一部に配置される、前記インクジェット組成物の溶存ガス量を制御する溶存ガス量制御手段と、を有し、前記溶存ガス量制御手段は、接着剤を含み、前記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と、前記接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)が、1.0以上である。
本実施形態に係る溶存ガス量制御手段の配置の一例を示す模式図である。 本実施形態に係る溶存ガス量制御手段の配置の別の一例を示す模式図である。 本実施形態に係るインクジェット装置の内部構造の一例を示す模式図である。 本実施形態に係る溶存ガス量制御手段の一例を示す模式図である。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明はその要旨の範囲内で、適宜に変形して実施できる。なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びそれに対応するメタクリル酸の両方を意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びそれに対応するメタクリレートの両方を意味し、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びそれに対応するメタクリルの両方を意味する。
〔インクジェット方法〕
本実施形態のインクジェット方法(以下、単に「インクジェット方法」ともいう。)は、放射線硬化型のインクジェット組成物を収容する収容体と、該収容体から該インクジェット組成物を供給されるインクジェットヘッドの吐出口と、を接続する流路の少なくとも一部において、該インクジェット組成物の溶存ガス量を溶存ガス量制御手段により制御する溶存ガス量制御工程と、当該インクジェット組成物を、当該インクジェットヘッドの吐出口から吐出する吐出工程と、を有する。また、本実施形態のインクジェット組成物は、重合性化合物と、重合開始剤とを含み、本実施形態の溶存ガス量制御手段は、接着剤からなる部材を含む。さらに、本実施形態のインクジェット方法において、上記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と、上記接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)は、1.0以上である。
〔インクジェット組成物〕
本実施形態の放射線硬化型のインクジェット組成物は、重合性化合物と、重合開始剤とを含み、後述するインクジェットヘッドから吐出される。放射線硬化型のインクジェット組成物とは、光照射等の放射線のエネルギー付与により硬化する性質を有するインクジェット組成物をいう。また、インクジェット組成物は、さらにラジカル重合型であることが、塗膜硬度の観点から好ましい。ラジカル重合型のインクジェット組成物を得るためには、後述する重合性化合物としてラジカル重合性化合物を用いればよい。
インクジェット組成物は、インクジェット法により吐出して用いる組成物としての種々の用途に用いることができ、その用途は限定されない。用途として、具体的には、インク用及び重合成形用が挙げられる。これらの中では、本発明による作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、インク用であることが好ましい。以下、本実施形態の組成物をインクジェット組成物の1実施形態である、インクジェット記録用インク組成物(以下、単に「インク組成物」、又は「組成物」ともいう。)として用いる場合についてより詳細に説明するが、本実施形態のインクジェット組成物は、これに限定されない。
本実施形態のインクジェット方法が溶存ガス量制御手段の耐久性に優れる要因は下記のように考えている。ただし、要因はこれに限定されない。すなわち、従来のインクジェット方法においては、組成物を収容する収容体とインクジェットヘッドとを接続する流路に溶存ガス量制御手段を設けた場合に、脱気モジュールのような溶存ガス量制御手段を構成する部材同士を接着したり、溶存ガス量制御手段と流路とを接続したりするのに用いられている接着剤が含まれているため、該接着剤が組成物と接触して膨潤することに起因して、溶存ガス量制御手段が劣化する(例えば、脱気モジュールではクラックが生じる。)。溶存ガス量制御手段が劣化すると、組成物の溶存ガス量を制御する機能が低下することにより、組成物に溶存するガス量が適正な範囲から外れ、吐出の方向性や吐出量が不安定になる場合がある。また、クラックから組成物が外部に流出する場合がある。一方、本実施形態のインクジェット方法は、主として組成物に含まれる重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と溶存ガス量制御手段に含まれる接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)が1.0以上であることにより、主として溶存ガス量制御手段に含まれる接着剤の膨潤が抑制されることに起因して、溶存ガス量制御手段の耐久性に優れるものとなる。また、本実施形態のインクジェット方法は、組成物の溶存ガス量を適切に制御することが可能であり、組成物がクリアインクである場合の着色を抑制し、組成物の硬化性に優れる。
後述する溶存ガス量制御手段の下流の流路における、組成物中の溶存ガス量は、該組成物の全量に対して、1.0質量ppm以上20質量ppm以下であることが好ましく、3.0質量ppm以上20質量ppm以下であることがより好ましく、5.0質量ppm以上20質量ppm以下であることがさらに好ましい。溶存ガス量が1.0質量ppm以上であることで、保存安定性に優れる傾向にあり、溶存ガス量が20質量ppm以下であることで、吐出安定性により優れる傾向にある。その溶存ガス量は、溶存ガスの組成が乾燥大気の組成と同一であるとして、組成物中に溶存する酸素の量を測定する公知の方法により得られた値から算出する。具体的には、組成物中に溶存する酸素の量をA(単位:質量ppm)とすると、(28.8×100/32/20.9)×A(単位:質量ppm)で表される。
溶存ガス量制御手段の下流の流路における溶存ガス量を調整する方法としては、例えば、後述する溶存ガス量制御工程で収容体からインクジェットヘッドまでの間で調整する方法に加えて、上述した収容体に収容する組成物における溶存ガス量を調整する公知の方法が挙げられる。溶存ガス量制御工程への負荷を軽減させる観点から、この方法を併用することが好ましい。
インクジェット方法において、Smallの式で算出される、組成物に含まれる重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と、溶存ガス量制御手段に含まれる接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)は、1.0以上であり、好ましくは1.5以上であり、より好ましくは2.0以上である。上記絶対値が1.0以上であることにより、後述する溶存ガス量制御手段の耐久性に優れる。上記絶対値は、後述する重合性化合物の種類や量、及び接着剤の種類を適宜選択することにより制御することができる。なお、絶対値(|(σ1)−(σ2)|)の上限は特に限定されないが、インクジェット方法に適用できる組成物の設計の観点で、例えば、9.0以下であってもよく、7.0以下であってもよい。
本明細書において、「SP値」とは、相溶化パラメーター(Solubility Parameter)とも言い、以下に示されるSmallの式を用いて算出された値を意味する。
σ=ρ・(ΣFi)/M
(上記式中、σはSP値を表し、ρは密度を表し、Fiはモル吸引力定数を表し、かつ、Mはポリマーの繰り返し単位(モノマー)の分子量を表す。)
<重合性化合物>
本実施形態の重合性化合物は、そのSP値の質量平均値(σ1)と、溶存ガス量制御手段に含まれる接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)が1.0以上になるよう選択されれば特に限定されない。重合性化合物は、重合開始剤の作用により、光照射等の放射線のエネルギー付与により重合して、被記録媒体上の組成物を硬化させることができる。
重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)は、下記式(1)を満たすことが好ましい。下記式(1)を満たすことにより、接着剤の膨潤をより確実に抑制することができる傾向にある。
|(σ1)−11.8|≧1.0 ・・・(1)
ここで、上記「11.8」とは、実験により導き出された数値であるが、本実施形態に好ましく用いられるエポキシ系接着剤の構成成分であるエポキシ樹脂のSP値に近いものであることが推察される。上記SP値が11.8に近い値を有する重合性化合物であるほど、エポキシ系接着剤、即ち熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂に重合性化合物が浸透しやすくなり、その結果、エポキシ系接着剤が柔らかくなり膨潤してしまうことが推察される。換言すれば、|(σ1)−11.8|の値が大きいほど、エポキシ樹脂へのアタック、即ちエポキシ基開環重合によって生成された水酸基を有する樹脂)中への浸透を抑制できる傾向にある。よって、|(σ1)−11.8|は、2.0以上であることがより好ましく、2.3以上であることがさらに好ましい。
重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)は、より好ましくは10.5以下であり、さらに好ましくは10.0以下であり、特に好ましくは9.8以下である。SP値の質量平均値(σ1)が10.5以下であることにより、より溶存ガス量制御手段の耐久性に優れる傾向にある。SP値の質量平均値(σ1)は、重合性化合物の種類や量により制御することができる。また、重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)の下限は特に限定されず、例えば、5.0以上であってもよく、6.0以上であってもよい。
重合性化合物として、具体的には、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挙げられる。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。
本明細書において、「SP値の質量平均値」とは、組成物に含まれる重合性化合物が1種の場合は、その重合性化合物のSP値そのものを意味する。組成物に含まれる重合性化合物が2種以上である場合、それぞれの重合性化合物のSP値の質量平均を意味する。
重合性化合物は、組成物の硬化性をさらに高める観点、並びに、高い汎用性及び高い簡便性を求める観点から、ラジカル重合性化合物を含むことが好ましい。また、それに加えて又はそれに代えて、重合性化合物は、硬化性を高め、組成物を更に低粘度化し、重合開始剤を用いる場合のその重合開始剤の溶解性を高める観点から、ビニルエーテル基と(メタ)アクリレート基とを有する重合性化合物を含むことが好ましい。ビニルエーテル基と(メタ)アクリレート基とを有する重合性化合物としては、ビニルエーテル基と(メタ)アクリレート基とを有するラジカル重合性化合物が好ましい。そのような重合性化合物としては、例えば、単官能又は多官能のビニルエーテル基を有する(メタ)アクリレートが挙げられ、上記と同様の観点から、これらが好ましい。
重合性化合物は、組成物をより低粘度化でき、引火点が高く、かつ、組成物の硬化性を一層高める観点から、ビニルエーテル基を有する単官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
ビニルエーテル基を有する(メタ)アクリル酸エステル類として、具体的には、(メタ)アクリル酸2−(2−エトキシエトキシ)エチル(エチルカルビトール(メタ)アクリレート)、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−ビニロキシメチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1,1−ジメチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸m−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸o−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、及び(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチルが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
これらの中では、上記と同様の観点から、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、すなわち、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル及びメタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルのうち少なくともいずれかが好ましく、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルがより好ましい。アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル及びメタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルは、いずれも単純な構造であって分子量が小さいため、組成物を顕著に低粘度化することができる。(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル及び(メタ)アクリル酸2−(1−ビニロキシエトキシ)エチルが挙げられ、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルとしては、例えば、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル及びアクリル酸2−(1−ビニロキシエトキシ)エチルが挙げられる。なお、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルの方が、メタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルに比べて硬化性の面で優れている。
組成物は、上記で例示した以外の単官能、2官能、及び3官能以上の多官能のモノマーを1種又は2種以上含んでもよい。そのようなモノマーとして、具体的には、(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、並びに不飽和ウレタンが挙げられる。
単官能、2官能、及び3官能以上の多官能のオリゴマーとして、具体的には、直鎖アクリルオリゴマー等の上記のモノマーから形成されるオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレート、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレート及びポリエステル(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、他の単官能モノマーや多官能モノマーとして、N−ビニル化合物を含んでいてもよい。N−ビニル化合物として、具体的には、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、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、及びアクリロイルモルホリン、並びにそれらの誘導体が挙げられる。
組成物は、単官能のモノマーとして、単官能(メタ)アクリレートを含んでもよい。この場合、組成物がより低粘度となり、光重合開始剤その他の添加剤の溶解性に優れ、かつ、インクジェット記録時の吐出安定性が得られやすい。単官能(メタ)アクリレートとして、具体的には、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−エチルヘキシル−ジグリコール(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、4−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、エトキシジエチレングリコール(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、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(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、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、2−(イソプロペノキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(イソプロペノキシエトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノビニルエーテル(メタ)アクリレート、及びポリプロピレングリコールモノビニルエーテル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
組成物は、多官能のモノマーとして、多官能(メタ)アクリレートを含んでもよい。そのうち、2官能(メタ)アクリレートとして、具体的には、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、ポリテトラメ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、及びトリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、3官能以上の(メタ)アクリレートとして、具体的には、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、カウ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。
これらの中でも、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、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、及びペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートが好ましく、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート及びペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートがより好ましい。
また、硬化膜の強靭性、耐熱性、及び耐薬品性を高める観点から、単官能(メタ)アクリレート及び2官能(メタ)アクリレートを併用することも好ましい。
重合性化合物は、組成物をより低粘度化でき、引火点が高く、かつ、組成物の硬化性を一層高める観点から、下記一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、環状構造を有する単官能重合性化合物、及び水酸基含有単官能重合性化合物から選択される1種又は2種以上を含むことがさらに好ましい。また、このような重合性化合物を含む組成物は、クリアインクである場合に、着色性の観点から好適である。
CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3 ・・・(I)
ここで、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。
単官能のモノマーとして、環状構造を有する単官能重合性化合物が挙げられる。また、環状構造を有する単官能重合性化合物として、例えば、脂環構造を有する単官能重合性化合物、及び複素環構造を有する単官能重合性化合物が挙げられる。具体的には、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレートが挙げられる。
水酸基含有単官能重合性化合物として、例えば、上述した単官能(メタ)アクリレートの中で、4−ヒドロキシブチル(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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、及び2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。組成物が水酸基含有単官能重合性化合物を含むことにより、硬化性に優れる傾向にある。また、それ故、比較的少量の開始剤でも良好な硬化性を得ることができ、開始剤に由来する着色を抑制したい場合などにおいては、重合性化合物として水酸基含有単官能重合性化合物を用いることが好適な場合がある。一方で、組成物が水酸基含有単官能重合性化合物を含むことにより、従来のインクジェット方法においては溶存ガス量制御手段の耐久性に劣る場合があるが、本実施形態のインクジェット方法においては溶存ガス量制御手段の耐久性に優れる。ここで、「水酸基含有単官能重合性化合物」には、上記環状構造を有する単官能重合性化合物は除かれる。
重合性化合物の含有量は、組成物の全量(100質量%)に対し、35質量%以上95質量%以下が好ましく、45質量%以上95質量%以下がより好ましく、55質量%以上90質量%以下がさらに好ましく、75質量%以上90質量%以下が特に好ましい。重合性化合物の含有量が上記範囲内であることにより、粘度及び臭気をより低下させることができるとともに、光重合開始剤の溶解性及び反応性・印刷物の表面光沢をさらに優れたものとすることができる。
<重合開始剤>
本実施形態の重合開始剤は、紫外線、電子線等の放射線のエネルギーによって、ラジカル、カチオン、アニオン等の活性種を生成し、上記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、光重合開始剤が好ましく、光ラジカル重合開始剤が好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤及びチオキサントン系光重合開始剤がより好ましく、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤がさらに好ましい。
アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤は酸素阻害を受けやすいが、長波長光のLEDでの硬化に適する。また、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤は、組成物中の水分量が組成物の全量に対して1.0質量%以下であることにより、組成物中により良好に溶解することができる。
アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤として、具体的には、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、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド、及びビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドが挙げられる。
アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤の市販品として、具体的には、IRGACURE 819(BASF社製商品名、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)、SPEEDCURE TPO(Lambson社製商品名、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド)及びDAROCUR TPO(BASF社製商品名、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド)等が挙げられる。
アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤の含有量は、組成物の全量(100質量%)に対し、3.0質量%以上20質量%以下が好ましい。この含有量が3.0質量%以上であることにより、硬化性により優れる傾向にある。同様の観点から、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤の含有量は、4.0質量%以上であるとより好ましく、7.0質量%以上であるとさらに好ましい。また、この含有量が20質量%以下であることにより、固形分の溶解や保存安定性を良好に保ち、信頼性により優れる傾向にある。同様の観点から、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤は、15質量%以下であるとより好ましく、13質量%以下であるとさらに好ましく、7.5質量%以下であるとよりさらに好ましく、6.5質量%以下であるとさらにより好ましい。アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤の含有量が7.5質量%以下の場合には、光重合開始剤に由来する着色、特に黄色着色を低減することができ、6.5質量%以下の場合においては、着色低減の効果がより大きい。
組成物が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。また、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤及びチオキサントン系光重合開始剤を両方用いると、UV−LEDによる硬化プロセスにより優れ、組成物の硬化性、密着性が一層優れる傾向にあるので好ましい。
チオキサントン系光重合開始剤としては、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、及びクロロチオキサントンからなる群より選ばれた1種以上を含むことが好ましい。また、ジエチルチオキサントンとしては、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンとしては2−イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントンとしては2クロロチオキサントンがより好ましい。このようなチオキサントン系光重合開始剤を含む組成物であれば、硬化性、保存安定性、及び吐出安定性により優れる傾向にある。このなかでも、ジエチルチオキサントンを含むチオキサントン系光重合開始剤がさらに好ましい。ジエチルチオキサントンを含むことにより、幅広い領域の紫外光(UV光)をより効率良く活性種に変換できる傾向にある。
チオキサントン系光重合開始剤の市販品として、具体的には、Speedcure DETX(2,4−ジエチルチオキサントン)、Speedcure ITX(2−イソプロピルチオキサントン)、Speedcure CTX(2−クロロチオキサントン)、SPEEDCURE CPTX(1−クロロ−4−プロピルチオキサントン(以上、Lambson社製)、KAYACURE DETX(2,4−ジエチルチオキサントン)(日本化薬社(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)製)が挙げられる。
チオキサントン系光重合開始剤の含有量は、組成物の全量(100質量%)に対し、0.5質量%以上5.0質量%以下が好ましく、1.0質量%以上4.0質量%以下がより好ましい。この含有量が0.5質量%以上であることにより、表面タック性をより低減でき、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、滲みをより防止することができる傾向にある。また、この含有量が5.0質量%以下であることにより、開始剤そのものによるインクの着色が少なく、色相の黄変が少なく、硬化膜の密着性により優れる傾向にある。
組成物は、上記以外の光ラジカル重合開始剤又は光カチオン重合開始剤の1種又は2種以上をさらに含有してもよい。上記以外の光ラジカル重合開始剤として、具体的には、芳香族ケトン類、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオフェニル基含有化合物など)、α−アミノアルキルフェノン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物が挙げられる。
その他の光カチオン重合開始剤として、具体的には、スルホニウム塩、及びヨードニウム塩が挙げられる。
光重合開始剤の含有量は、組成物の全量(100質量%)に対し、5.0質量%以上20質量%以下が好ましい。この含有量が当該範囲内であることにより、紫外線硬化速度を十分に発揮させ、かつ、光重合開始剤の溶け残りや光重合開始剤に由来する着色を避けることができる傾向にある。
<重合禁止剤>
組成物は、その保存安定性をさらに高める等の観点から、1種又は2種以上の重合禁止剤を含んでもよい。重合禁止剤として、具体的には、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル骨格を有する化合物、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン骨格を有する化合物、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−アルキル骨格を有する化合物、及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−アシル骨格を有する化合物等のヒンダードアミン化合物;p−メトキシフェノール、ヒドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ)、ヒドロキノン、クレゾール、t−ブチルカテコール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−ブチルフェノール)、並びに4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)が挙げられる。市販品としては、例えば、LA−7RD(ADEKA社製商品名、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル骨格を有する化合物)等が挙げられる。
<色材>
本実施形態の組成物は、色材をさらに含んでもよい。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。
本実施形態において、色材として顔料を用いることにより、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。
無機顔料としては、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、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。
更に詳しくは、ブラックインクとして使用されるカーボンブラックとしては、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上、三菱化学社製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等以上、コロンビアカーボン社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(キャボット社製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4等(以上、デグッサが挙げられる。
ホワイトインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントホワイト 6,18,21が挙げられる。
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー 1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,16,17,24,34,35,37,53,55,65,73,74,75,81,83,93,94,95,97,98,99,108,109,110,113,114,117,120,124,128,129,133,138,139,147,151,153,154,155,167,172,180が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,40,41,42,48(Ca),48(Mn),57(Ca),57:1,88,112,114,122,123,144,146,149,150,166,168,170,171,175,176,177,178,179,184,185,187,202,209,219,224,245、C.I.ピグメントヴァイオレット 19,23,32,33,36,38,43,50が挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー 1,2,3,15,15:1,15:2,15:3,15:34,15:4,16,18,22,25,60,65,66、C.I.バット ブルー 4,60が挙げられる。
また、マゼンタ、シアン、及びイエロー以外の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63が挙げられる。
顔料は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。顔料の含有量は、組成物全量(100質量%)に対して、0.1質量%以上15質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。顔料の含有量が0.1質量%以上であることで、記録物の発色性がより良好となる傾向にある。また、顔料の含有量が15質量%以下であることで、組成物中での顔料の分散性がより良好となる傾向にある。
本実施形態の組成物は、クリアインクであっても、着色を抑制することができる。クリアインクは、色材を実質的に含有しない組成物である。クリアインクにおいて、色材の含有量は、光沢性の観点から、クリアインクの全量(100質量%)に対して、0.10質量%以下であり、0.05質量%以下であることが好ましい。また、含有量の下限値は、特に限定されず、検出限界値未満であってもよい。
組成物がクリアインクであることにより、従来のインクジェット方法においては溶存ガス量制御手段の耐久性に劣る場合があるが、本実施形態のインクジェット方法においては溶存ガス量制御手段の耐久性に優れる。
染料としては、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が挙げられる。具体的には、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクトブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
染料は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。染料の含有量は、優れた隠蔽性及び色再現性を得る観点から、組成物の全量(100質量%)に対して、1.0質量%以上20質量%以下が好ましい。
<分散剤>
本実施形態の組成物は、顔料を含む場合にその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、例えば、樹脂からなる分散剤が挙げられる。樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリアミン系樹脂及びポリエーテル系樹脂が挙げられ、より具体的には、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。市販品としては、例えば、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(例えば「Solsperse 36000」)、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。
分散剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。分散剤の含有量は、組成物全量(100質量%)に対して、0.05質量%以上15質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。分散剤が0.05質量%以上であることで、顔料の分散性が良好となる傾向にある。また、分散剤が15質量%以下であることで、発色性が良好となる傾向にある。
〔その他の成分〕
本実施形態の組成物は、上記の各成分の他に、従来の放射線硬化型のインクジェット用インク組成物に用いられ得る任意の成分を含んでもよい。そのような任意の成分として、具体的に、染料等の色材、界面活性剤、浸透剤、保湿剤、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤その他の添加剤及び溶媒等が挙げられる。これらはそれぞれ、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
〔収容体〕
本実施形態の収容体は、組成物を収容する。収容体の態様としては、例えば、インクカートリッジ、パック、ボトル、タンク、ビン、及び缶が挙げられる。これらの中でも、汎用されており、かつ、水蒸気透過率を所望の値に制御しやすいため、インクカートリッジ、パック、ボトル、及びタンクが好ましく、パックがより好ましく、フィルム状のパックがさらに好ましい。
収容体の構成材料として、具体的には、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリスチレン等のプラスチック;各種の金属(合金を含む。);が挙げられる。また、プラスチックについては、上記の各ポリマーを適当な比率で配合あるいはラミネートして得られるポリマーであってもよい。収容体は、上記構成材料からなるフィルムから形成されたものであってもよい。また、上記構成材料を適当な比率で配合したり上記フィルムを複数種重ねたりして構成してもよい。フィルムの場合、ラミネートして得られるものであってもよい。フィルムを複数種重ねる場合、その複数種のフィルム全てが上記のフィルムである必要はなく、その一部が他の材料、例えば、金属及び金属化合物からなる群より選ばれる1種以上、から構成されるフィルムであってもよい。
また、収容体の柔軟性を高める観点から、収容体の構成材料として可塑剤が含まれると好ましい。可塑剤としては、例えば、脂肪酸エステル、エポキシ化合物、ポリエステル化合物が挙げられる。これらの中では、可塑剤としての汎用性の点から、脂肪酸エステルが好ましく、そのような脂肪酸エステルとして、具体的には、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステルが挙げられる。脂肪酸エステルは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
収容体は、ガス透過率が低いものが好ましい。ガス透過率が低いことにより、収容体中で組成物を長期間保管しても、組成物における溶存ガス量の上昇を抑制することができる傾向にある。ガス透過率が低い収容体とするために、例えば金属及び金属化合物の少なくとも一方から構成される層を設けることが、汎用性の観点から好ましい。金属としては、例えば、Al及びTiが挙げられる。金属化合物としては金属酸化物が好ましく、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア及びジルコニアが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
本実施形態の収容体の使用態様として、例えば、(A)インクジェット装置に脱着可能であり、インクジェット装置に装着されて組成物を順次、インクジェットヘッドに供給するインクカートリッジ等の形態、(B)インクジェット装置とは別に備えられるものであり、インク使用時にはインクのみをボトル等の収容体からインクジェット装置に移す形態、並びに、(C)予めインクジェット装置に備え付けられ組成物が収容されたタンク等の形態、が少なくとも挙げられる。
上記の(A)及び(B)は、収容体を出荷してからインクジェット装置にインクを供給する(移す)直前までの収容体と言うことができる。上記の(C)は、インクジェット装置が出荷されてから当該インクジェット装置で初めてインクの使用を開始する前までにおける収容体と言うことができる。なお、上記の(A)及び(C)は、容器からインクチューブ等の接続部を介してインクジェット装置に組成物を供給している状態で、インクジェット装置の印刷を行う収容体ということができる。
また、上記の(B)は、収容体からインクジェット装置に組成物を移した後、当該インクジェット装置で印刷を行う収容体ということができる。なお、当該(B)において組成物を移す対象としては、例えば、インクジェット装置に備え付けられたタンクが挙げられる。
収容体が収容可能な組成物の容量は、以下に制限されないが、10mL以上20,000mL以下が好ましく、10mL以上5,000mL以下がより好ましく、10mL以上3,000mL以下がさらに好ましい。容量が上記範囲内であると、硬化性、保存安定性、及び吐出安定性をいずれも一層優れたものとすることができる。また、本明細書における「容量」は、容積を意味する。
〔流路〕
本実施形態の流路とは、インクジェット装置において、組成物を流通させるための流路をいい、収容体とインクジェットヘッドの吐出口とを接続するものである。後述する溶存ガス量制御工程は、当該流路の少なくとも一部において、組成物の溶存ガス量を制御する。流路として、具体的には、組成物を収容する収容体からインクジェットヘッドに組成物を供給するための供給路、インクジェットヘッド内においてインクをノズル開口部まで流通させるための流通路が挙げられる。また、流路は、組成物を循環させる循環路を含んでもよい。
また、本実施形態の流路は、特に、インクジェットヘッド内の流路を含まない、収容体とインクジェットヘッドとを接続するものであると、本発明の作用効果をより確実に奏することができるため好ましい。
流路は、組成物を循環させる循環路を含むことが好ましく、溶存ガス量制御工程は、該循環路の少なくとも一部において、該組成物の溶存ガス量を制御することがより好ましい。これにより、一度は溶存ガス量を制御した組成物が、時間の経過によりガスを吸収してその溶存ガス量が上昇してしまったとしても、再度その組成物の溶存ガス量を制御することができる。
流路の態様としては、上述した収容体の態様に合わせて選択することができ、チューブ状、パイプ状等が挙げられる。流路上には、後述するサブタンク、ヒーター、加圧ポンプ、開弁アクチュエーター、開閉バルブ、統合継手、分岐継手等の組成物の流れを調整する装置及び流路と流路とを接続する装置を備えることができる。
流路は、流路自体及び上記の様々な装置を有することにより、所望の量の組成物を収容体からインクジェットヘッドに所望のタイミングで供給し、組成物の粘度等の保存安定性を維持することができる。
流路を構成する部材の材料としては、例えば、プラスチック、天然ゴム等のエラストマ、ガラス、シリコン、及び金属等が挙げられる。コストや加工の観点から、プラスチック、天然ゴム等のエラストマ等が好ましい。ただし、プラスチック、又は天然ゴム等のエラストマ等を用いることで、後述する水蒸気透過率が高くなってしまう傾向にある。流路は上記材料からなるフィルムから形成されるものであってもよい。
流路を構成する部材は、そのガス透過率が低いことが好ましい。ガス透過率が低い部材を用いることにより、流路中で組成物を長期間保管しても、組成物における溶存ガス量の上昇を抑制することができる傾向にある。ガス透過率を低くするには、例えば、流路を構成する部材を選択すればよい。
〔インクジェット装置〕
本実施形態のインクジェット装置は、上記収容体と、該収容体から本実施形態の組成物を供給され、該組成物を吐出するインクジェットヘッドの吐出口と、上記流路と、その流路の少なくとも一部に配置される、該組成物の溶存ガス量を制御し、本実施形態の接着剤を含む溶存ガス量制御手段とを有する。また、インクジェット装置は、インクジェットヘッドに加えて、被記録媒体上に吐出された組成物を紫外線の照射によって硬化する硬化手段を備えることもできる。さらに、上述したように、収容体は、インクジェット装置に予め備え付けられるものでもよく、脱着可能なものでもよく、インクジェット装置とは別に備えられるものであってもよい。
本実施形態のインクジェット装置は、本実施形態のインクジェット方法に用いることが好ましい。本実施形態のインクジェットヘッドは、上記収容体から組成物を供給されるものであり、該組成物を吐出する吐出口を有するものである。
本実施形態の溶存ガス量制御手段は、収容体とインクジェットヘッドの吐出口とを接続する流路の少なくとも一部に配置されるものである。この溶存ガス量制御手段は、上述した循環路の少なくとも一部に配置されることが好ましい。溶存ガス量制御手段が循環路に備えられることで、一度は溶存ガス量を制御した組成物が、時間の経過によりガスを吸収してその溶存ガス量が上昇してしまったとしても、再度その組成物の溶存ガス量を制御することができる。あるいは、インクジェット装置は、組成物を収容体から溶存ガス量制御手段を介してインクジェットヘッドに供給する流路だけでなく、組成物の一部を、溶存ガス量制御手段を介さずにインクジェットヘッドに供給する流路(バイパス流路)を備えていてもよい。これにより、溶存ガス量の制御が必要のない組成物をバイパス流路からインクジェットに供給することにより、溶存ガス量制御工程における制御の負荷を軽減することができる。組成物には、空気中から吸収した窒素、酸素等のガスが溶存しており、溶存ガス量制御手段により、その溶存ガス量を制御することで、吐出安定性にさらに優れる。
以下、図面を用いて溶存ガス量制御手段、流路、及びそれらを備え得るインクジェット装置を具体的に説明するが、これらは以下のものに限られない。
図1は本実施形態に係る溶存ガス量制御手段の配置の一例を示す模式図である。インクジェットヘッド100は、流路214を介して、インクカートリッジ1から組成物の供給を受け、組成物を吐出する。インクカートリッジ1からの組成物の流量は、例えば、100mg/minである。インクカートリッジ1とインクジェットヘッド100の吐出口(図示せず。)とを接続する流路214には、溶存ガス量制御手段として脱気モジュール204が備えられ、流入する組成物の溶存ガス量を制御する。脱気モジュール204としては、例えば中空糸脱気モジュール(例えば、DIC社製商品名「EF−G3」)が挙げられる。これにより溶存ガス量を制御された組成物が、インクジェットヘッド100に供給される。
図2は、本実施形態に係る溶存ガス量制御手段の配置の別の一例を示す模式図である。インクジェットヘッド100は、流路である往路214Aを介して、インクカートリッジ1から組成物の供給を受け、組成物を吐出する。この際、往路214Aに備えられた溶存ガス量制御手段である脱気モジュール204により溶存ガス量を制御された組成物がインクジェットヘッド100に供給される。その後、インクジェットヘッド100で吐出されなかった組成物は、復路214Bを介して、再度脱気モジュール204に供給される。これにより、時間経過、流路上でのガス吸収等に起因して溶存ガス量が変動してしまったとしても、再度溶存ガス量を制御することができる。
図3は本実施形態に係るインクジェット装置の内部構造の一例を示す模式図である。サブタンク200は収容体であるインクカートリッジ(図示せず)から組成物の供給を受け、加圧ポンプ202によって組成物を後に詳述する溶存ガス量制御手段の一例である脱気モジュール204、後に詳述するヒーター220に通過させて、複数個設けられたインクジェットヘッド100に供給する。
インクジェットヘッド100は、その吐出口から被記録媒体(図示せず)に組成物を吐出するものである。圧力調整弁108は開弁アクチュエーター320によって開弁され、サブタンク200からインクジェットヘッド100へ組成物を供給する際の組成物の圧力を調整する。
脱気モジュール204を通過した組成物は、圧力調整弁108が開弁すると、分岐継手106に流入する。分岐継手106の内部では流路である往路214Aが複数の通路に分岐されて、複数個のインクジェットヘッド100に接続されている。
インクジェットヘッド100から吐出されなかった組成物は、開閉バルブ212が開いた状態において、統合継手210及び復路214Bを介してサブタンク200へ循環される。サブタンク200とインクジェットヘッド100との間に組成物を循環させることで、組成物が長期滞留して組成物成分が分離、沈降した場合にこれを回復させたり、循環する組成物の温度を一定にしたりすることができる。組成物はヒーター218、220、222によって加熱されることで粘度が低下し、ヘッド100からの吐出に適した粘度となり、ヘッド100から吐出される。
これらの装置は、主走査移動テーブル64に設けられており、主走査移動テーブル64ごと被記録媒体に対して移動しながらヘッド100から被記録媒体に組成物の吐出を行う主走査が行われる。
脱気モジュール204は、接着剤からなる部材を含む。脱気モジュール204内には、組成物が流入する脱気室(図示せず)と、空気などの気体を選択的に透過して組成物等の液体を透過しない分離膜を介して脱気室と接する減圧室(図示せず)と、が設けられてもよい。この場合、脱気室や減圧室を構成する部材、及び脱気室と流路との接続部のうち少なくとも一方において、接着剤が用いられている。接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤が挙げられる。減圧ポンプによって減圧室を減圧すると、脱気室内の組成物に混入していた気泡や組成物に溶解していた酸素や窒素等の気体は組成物から取り除かれる。これにより、組成物への気泡の混入が抑制され、脱気モジュール204へ供給された組成物よりも溶存ガス量を低くした組成物をインクジェットヘッド100へ供給し、インクジェットヘッド100から吐出させることができる。本インクジェット装置の脱気モジュール204は、サブタンク200からインクジェットヘッド100へ組成物を供給し続けた状態で、連続的に組成物の脱気を行うことができる。
接着剤としては、エポキシ系接着剤が好ましい。エポキシ系接着剤はエポキシ樹脂と硬化剤との反応により得られるものが好ましい。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂を用いることができ、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂として具体的には、jER825、jER827、jER828(SP値10.6)、jER828EL、jER828US、jER828XA、jER834、jER801N、jER801PN、jER802、jER811、jER813、jER816A、jER816C、jER819、jER1001(SP値10.0)、jER1002、jER1003(製品名、三菱化学社製)が挙げられる。硬化剤としては、例えば、脂肪族ポリアミン、ポリアミノアミド、ポリメルカプタン、芳香族ポリアミン、酸無水物、フェノールノボラック樹脂、ジシアンジアミド、ジアミン化合物を用いることができ、ジアミン化合物やポリアミドアミンが好ましい。硬化剤として具体的には、1,3−BAC(三菱ガス化学社製)、MXDA(メタキシレンジアミン)(三菱ガス化学社製)、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタン、4−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、フェノールノボラック樹脂、ジシアンジアミドが挙げられる。接着剤がエポキシ樹脂と硬化剤との反応により得られるものである場合、その配合量は適宜調整することができるが、エポキシ樹脂100質量部に対する硬化剤の含有量を10〜200質量部とすることが好ましく、50〜150質量部とすることがより好ましく、70〜120質量部とすることがさらに好ましい。
接着剤は、接着を行いたい箇所に塗布や充填を行い、必要に応じて加熱を行うことにより硬化したものを用いることができる。本実施形態において、接着剤とは、接着剤の硬化物を指すものである。
接着剤のSP値は、エポキシ樹脂や硬化剤の選択や硬化条件の変更により適宜調整することができる。例えば、同じエポキシ樹脂と硬化剤の組み合わせであっても、加熱温度を低温にする場合には接着剤のSP値は低下する傾向がある。また、加熱時間を短くすることによってSP値は低下する傾向がある。また、エポキシ樹脂自体のSP値が低い場合には接着剤のSP値は低下する傾向がある。接着剤のSP値の測定は、特に限定されないが、例えば、SP値が既知の溶剤への溶解性からSP値を測定する溶解性法によって測定することができる。本実施形態において接着剤のSP値は溶解性法によって測定を行った。
ここで、接着剤のSP値(σ2)は、好ましくは10.5以上であり、より好ましくは11.0以上であり、さらに好ましくは11.8以上である。SP値(σ2)が10.5以上であることにより、より溶存ガス量制御手段の耐久性に優れる傾向にある。SP値(σ2)は、接着剤の種類により制御することができる。また、接着剤のSP値(σ2)の上限は特に限定されないが、例えば、14.0以下であってもよく、13.0以下であってもよい。
脱気モジュール204は、分離膜を備えなくてもよい。この場合、圧力調整弁108を閉じた状態にして、減圧室を減圧することで組成物の脱気を行うことと、脱気を終了した後に減圧室を常圧に戻して圧力調整弁108を開いた状態にして組成物をインクジェットヘッド100に供給することとを断続的に繰り返すことで、組成物の脱気が可能となる。前者は組成物を連続的に脱気することができる点で好ましく、後者は脱気能力が高い点で好ましい。
ここで、脱気モジュール204下流の流路における組成物の溶存ガス量が20質量ppm以下である場合に、吐出安定性がより良好な状態の組成物をインクジェットヘッド100から吐出することができる。このとき、インクカートリッジに収容されていた組成物の溶存ガス量が100質量ppm以下であれば、脱気モジュール204の溶存ガス量制御の能力に限界があった場合でも、より容易に、組成物の溶存ガス量を20質量ppm以下に保ちインクジェットヘッド100から吐出させることができる。
図4は、本実施形態に係る溶存ガス量制御手段の構成の一例である脱気モジュールを示す模式図である。接着剤は、脱気モジュール内で、中空糸と脱気モジュールとを接着し、またインクが減圧ポンプ側に流入しないよう封止する役割を担う。減圧ポンプによって中空糸内を減圧とすることで、インク中の溶存酸素や窒素等を中空糸を通じて除去することができる。接着剤は、組成物(インク組成物)と接する流路に用いられる。
本実施形態のインクジェット方法を利用して、組成物を被記録媒体上に吐出すること等により、記録物が得られる。この被記録媒体としては、例えば、吸収性の被記録媒体又は非吸収性の被記録媒体が挙げられる。本実施形態のインクジェット方法は、水溶性のインク組成物の浸透が困難な非吸収性被記録媒体から、水溶性のインク組成物の浸透が容易な吸収性被記録媒体まで、様々な吸収性能を持つ被記録媒体に幅広く適用できる。ただし、当該組成物を非吸収性の被記録媒体に適用した場合は、放射線を照射し硬化させた後に乾燥工程を設けること等が必要となる場合がある。
吸収性被記録媒体として、具体的には、インクの浸透性が高い電子写真用紙などの普通紙、インクジェット用紙(シリカ粒子若しくはアルミナ粒子から構成されたインク吸収層、又は、ポリビニルアルコール(PVA)若しくはポリビニルピロリドン(PVP)等の親水性ポリマーから構成されたインク吸収層を備えたインクジェット専用紙)から、インクの浸透性が比較的低い一般のオフセット印刷に用いられるアート紙、コート紙、キャスト紙が挙げられる。
非吸収性被記録媒体として、具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のプラスチック類のフィルム及びプレート、鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート、並びにそれら各種金属を蒸着により製造した金属プレートやプラスチック製のフィルム、ステンレス及び真鋳等の合金のプレートが挙げられる。
〔溶存ガス量制御工程〕
本実施形態のインクジェット方法は、溶存ガス量を制御する溶存ガス量制御工程を有する。溶存ガス量制御工程は、上述の溶存ガス量制御手段により、組成物に溶存するガス量を制御するものである。
溶存ガス量制御工程において、送液温度は15℃以上45℃以下であることが好ましく、17℃以上40℃以下であることがより好ましく、30℃以上40℃以下であることがさらに好ましい。送液温度の調整は、流路に設ける加温機構によって加温を行うことによって行ってもよい。減圧量は−5.0〜−90kPaであることが好ましく、−35〜−90kPaであることがより好ましく、―70〜−90kPaであることがさらに好ましい。このような条件であることで、溶存ガス量制御手段において、良好な脱気性能を発揮することができ、また、含まれる接着剤の膨潤を抑制することに起因して、溶存ガス量制御手段の耐久性に優れる傾向にある。ここで、送液温度は、溶存ガス量制御装置又はその付近における流路における組成物の温度である。なお、「減圧量」とは、溶存ガス量制御手段(脱気モジュール等)に接続した減圧ポンプによる減圧量であり、大気圧(101.325kPa)からの減圧した量を意味する。例えば、減圧量が−80kPaの場合には、圧力は21.325kPaである。
〔吐出工程〕
本実施形態のインクジェット方法は、吐出工程を有する。吐出工程は、組成物を、インクジェットヘッドの吐出口から吐出する。吐出工程では、少なくとも一度は溶存ガス量制御工程を経て溶存ガス量が制御された組成物を吐出する。
吐出工程においては、組成物の粘度を25mPa・s以下とすることが好ましく、5.0mPa・s以上20mPa・s以下とすることがより好ましい。組成物の粘度が、組成物の温度を室温として、又は組成物を加熱しない状態として、上記の範囲内のものであれば、組成物の温度を室温として、又は組成物を加熱せずに吐出させることができる。一方、組成物を所定の温度に加熱することによって粘度を上記の好ましい範囲にして吐出させてもよい。このようにして、さらに良好な吐出安定性が実現される。
放射線硬化型のインクジェット組成物は、通常インクジェット組成物として用いられる水性インク組成物よりもその粘度が高いため、吐出時の温度変動による粘度変動が大きい。かかる組成物の粘度変動は、液滴サイズの変化及び液滴吐出速度の変化に対して大きな影響を与え、ひいては画質劣化を引き起こし得る。したがって、吐出工程における組成物の温度はできるだけ一定に保つことが好ましい。
〔硬化工程〕
本実施形態のインクジェット方法は、硬化工程をさらに有することが好ましい。硬化工程においては、被記録媒体上に吐出された組成物が、放射線の照射によって硬化する。換言すれば、被記録媒体上に形成された塗膜が、紫外線の照射によって硬化膜となる。これは、放射線の照射によって、重合性化合物がその光重合反応により硬化するためである。また、組成物が重合開始剤を含む場合、さらに、その重合開始剤が放射線の照射により分解して、ラジカル、酸、及び塩基等の開始種を発生し、重合性化合物の重合反応が、その開始種の機能によって促進されるためである。このとき、組成物において重合開始剤と共に増感色素が存在すると、系中の増感色素が活性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させ、より高感度の硬化反応を達成させることができる。
放射線源としては、水銀ランプやガス・固体レーザー等が主に利用されており、放射線硬化型のインクジェット組成物の硬化に使用される光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプが広く知られている。その一方で、現在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。さらに、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、紫外線硬化型インクジェット用光源として期待されている。これらの中でも、UV−LEDが好ましい。
ここで、発光ピーク波長が、365nm以上405nm以下の範囲が好ましく、380nm以上400nm以下の範囲がより好ましく、このような範囲にある紫外線を照射することにより、硬化可能であるような組成物を用いることが好ましい。また、照射エネルギーは、50mJ/cm2以上500mJ/cm2以下が好ましく、100mJ/cm2以上400mJ/cm2以下がより好ましい。
上記の場合、上記組成物の組成に起因して低エネルギー且つ高速での硬化が可能となる。照射エネルギーは、照射時間に照射強度を乗じて算出される。上記組成物の組成によって照射時間を短縮することができ、その場合、印刷速度が増大する。他方、本実施形態における組成物の組成によって照射強度を減少させることもでき、その場合、装置の小型化やコストの低下が実現する。その際の紫外線照射には、UV−LEDを用いることが好ましい。このような組成物は、上記波長範囲の紫外線照射により分解する光重合開始剤、及び上記波長範囲の紫外線照射により重合を開始する重合性化合物を含むことにより得られる。なお、発光ピーク波長は、上記の波長範囲内に1つあってもよいし複数あってもよい。複数ある場合であっても上記発光ピーク波長を有する紫外線の全体の照射エネルギーを上記の照射エネルギーとする。
本実施形態のインクジェット方法は、上記各工程の他、従来のインクジェット方法が有する公知の工程を有していてもよい。
以下、実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。
下記の実施例及び比較例において用いたインクジェット装置、溶存ガス量制御手段及びインクジェット組成物に用いた主な構成や材料は、以下の通りである。
〔インクジェット装置〕
図3に示すインクジェット装置の内部構造を有するように改造したインクジェットプリンタPX−7500(セイコーエプソン社製)
〔溶存ガス量制御手段〕
中空糸膜脱気モジュール(DIC社製の商品名「EF−G3」改造品、以下、「脱気モジュール」と略す。)を、流路の途中に継手を介して組み込んだ。
〔加温装置〕
加温装置を、流路の途中であって上記溶存ガス量制御手段の上流側に継手を介して組み込んだ(図示なし)。
〔組成物〕
〔重合性化合物〕
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、SP値:9.41、表中「VEEA」と略す。)
フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業社製、SP値:9.99、表中「PEA」と略す。)
ジプロピレングリコールジアクリレート(サートマー社製商品名「SR508」、SP値:9.55、表中「DPGDA」と略す。)
トリプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学工業社製商品名「APG−200」、SP値:9.49、表中「TPGDA」と略す。)
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学社製商品名「V#230」、SP値:9.31、表中「HDDA」と略す。)
エチルカルビトールアクリレート(大阪有機化学社製商品名「V#190」、SP値:9.24、表中「ECA」と略す。)
4−ヒドロキシブチルアクリレート(大阪有機化学工業社製、SP値:11.31、表中「4HBA」と略す。)
N−ビニルカプロラクタム(アイエスピージャパン社製商品名「V−CAP」、SP値:10.65、表中「N−VC」と略す。)
環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート(サートマー社製商品名「SR531」、SP値:8.65、表中「CTFA」と略す。)
イソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業社製商品名「IBXA」、SP値:7.25、表中「IBXA」と示す。)
〔重合開始剤〕
IRGACURE 819(BASF社製商品名、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)
DAROCUR TPO(BASF社製商品名、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド)
〔重合禁止剤〕
ヒドロキノンモノメチルエーテル(東京化成工業社製、表中「MEHQ」と略す。)
〔色材〕
カーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7、BASF社製)
C.I.ピグメントブルー15:3(表中「PB15:3」と略す。)
C.I.ピグメントレッド122(表中「PR122」と略す。)
C.I.ピグメントイエロー155(表中「PY155」と略す。)
〔分散剤〕
solsperse36000(ノベオン社製商品名、表中「ソルスパース360000」と略す。)
〔界面活性剤〕
BYK−UV 3500(BYKChemie社製、表中「BYKUV3500」と略す。)
[組成物の調製]
各材料を下記の表1に示す組成で混合し、十分に撹拌し、各組成物を得た。なお、下記の表1中、数値の単位は質量%であり、合計は100.0質量%である。また、表1中、重合性化合物のSP値の質量平均値は、組成物中に含有される各重合性化合物のSP値とそれらの含有量とから算出される質量平均値である。
[接着剤の種類]
用いた各種のエポキシ系接着剤を下記の表2に示す。接着剤は、脱気モジュールの部材同士の接着に用いた。具体的には、それぞれの部材の接着すべき部分に接着剤を塗布した後、接着すべき部分同士を密着させた状態で、後述の所定の温度、時間で保持することで、それぞれの部材を接着した。
以下、表1に示した接着剤の種類を示す。
接着剤No.1:エポキシ樹脂(jER828、三菱化学社製)とメタキシレンジアミン(三菱ガス化学社製)とを等量混合して得た。部材に接着させる際の硬化条件は、60℃、15時間とした。
接着剤No.2:接着剤No.1において、部材に接着させる際の硬化条件は、50℃、15時間とした。
接着剤No.3:接着剤No.1において、部材に接着させる際の硬化条件は、40℃、15時間とした。
接着剤No.4:エポキシ樹脂(jER1001、三菱化学社製)とメタキシレンジアミン(三菱ガス化学社製)とを等量混合し得た。部材に接着させる際の硬化条件は、60℃、15時間とした。
接着剤No.5:接着剤No.4において、部材に接着させる際の硬化条件は、50℃15時間とした。
[膨潤性]
硬化させた各接着剤を、60℃に維持した組成物に1週間浸漬した。浸漬前後の接着剤の体積から膨潤率(浸漬後の体積/浸漬前の体積×100%)を算出し、下記基準により評価した。
(評価基準)
A:接着剤の膨潤率が3%未満
B:接着剤の膨潤率が3%以上10%未満
C:接着剤の膨潤率が10%以上20未満
D:接着剤の膨潤率が20%以上
(記録物の作製)
下記の表3、4に示す接着剤を含む脱気モジュールを有し、下記の表3、4に示す脱気モジュール流通条件に設定したインクジェット装置(インクジェットプリンタPX−7500(セイコーエプソン社製)改造機)を準備し、そのインクジェット装置のインクカートリッジに各組成物を充填した。常温、常圧下で、500枚のPETフィルム(リンテック社製商品名「PET50(K2411)PA−T1 8LK」)に向けて組成物を吐出し、PETフィルム上に、記録解像度720dpi×720dpi及び液滴重量7ngの条件で、ベタパターン画像を印刷した。なお、このベタパターン画像は、記録解像度で規定される最小記録単位領域である画素の全ての画素に対してドットを記録した画像である。なお、表中「減圧量」とは、脱気モジュールに接続した減圧ポンプによる減圧量であり、大気圧(101.325kPa)からの減圧量を示す。即ち、減圧量が−80kPaの場合には、圧力は21.325kPaである。
上記の印刷と共に、キャリッジの横に搭載した紫外線照射装置内のUV−LEDから、照射強度が400mW/cm2であり、且つ波長が395nmである紫外線を600mJ/cm2照射してベタパターン画像を硬化させた。なお、指触試験により画像(塗膜表面)のタック感がなくなった時点で硬化したものと判断した。
[硬化性]
評価は、硬化の際に要した紫外線の照射エネルギーを算出することにより行った。照射エネルギー[mJ/cm2]は、光源から照射される被照射表面における照射強度[mW/cm2]を測定し、これと照射継続時間[s]との積から求めた。照射強度の測定は、紫外線強度計UM−10、受光部UM−400(いずれもコニカミノルタセンシング社製)を用いて行い、下記基準により評価した。
(評価基準)
A:200mJ/cm2未満の照射エネルギーで硬化した。
B:200mJ/cm2以上400mJ/cm2未満の照射エネルギーで硬化した。
[吐出安定性]
吐出安定性を、下記基準により評価した。吐出安定性が○評価もしくは△評価である場合には、吐出安定性が良好である。
(評価基準)
A:ドットの抜け、曲がりもなく、500枚のPETフィルムに安定して組成物を吐出できた。
B:ドットの抜け、曲がりもなく、400枚のPETフィルムに安定して組成物を吐出できた。
C:ドットの抜け、曲がりが発生し、400枚のPETフィルムに安定して組成物を吐出することができなかった。
[脱気モジュールのクラック有無]
500枚のPETフィルムに組成物を吐出後、脱気モジュールのクラックの有無を、下記基準により評価した。
(評価基準)
無し:脱気モジュールにクラックが確認できなかった。
有り:脱気モジュールにクラックが確認できた。
[接着層の空隙性]
500枚に吐出後、接着層の空隙性を、下記基準により評価した。接着層が透明で、気泡が含まれていない場合には、空隙が少ない(空隙性が良好)ということができる。
(評価基準)
A:脱気モジュールの接着剤により形成される接着層が透明であり、気泡が含まれていない。
B:脱気モジュールの接着剤により形成される接着層が白濁しており、気泡が含まれている。
[着色性]
記録物の作成において得られたパターン画像について、目視で着色の有無を評価した。
(評価基準)
A:目視で着色が確認できない。
B:目視で黄色の着色が確認できる。
本実施例において、膨潤性評価がB以上で、脱気モジュールにクラックが無く、吐出安定性評価がB以上である場合には、本発明の効果が得られているということができる。
実施例1、2の結果と比較例1〜4の結果との対比から、|(σ1)−(σ2)|が1.0以上であることで、接着剤の膨潤性を良好にできることがわかる。
例えば実施例1〜4の結果と比較例1、4、5の結果との対比から、減圧量が−80kPaや−40kPaで、脱気モジュールにクラックが無い場合には良好な脱気性能が得られることに起因して、良好な吐出安定性を得られる一方で、減圧量が−10kPaの場合には、膨潤性を良好にでき脱気モジュールのクラック発生は無いものの、脱気性能が劣ることに起因して、良好な吐出安定性を得られないことがわかる。
実施例5〜16の結果から各種のインク組成物において、|(σ1)−(σ2)|が1.0以上であることで、接着剤の膨潤性を良好にできることがわかる。
さらに、実施例10、11、12、16の結果の対比から、インク組成物が4HBAを含有することで開始剤量が比較的少量であっても良好な硬化性を得ることができることがわかる。また、4HBAを含有しない場合においては、開始剤を一定量以上含有することで硬化性を良好とすることができるが、この場合には、開始剤に起因すると考えられる着色(黄色)があることがわかる。これらから、着色剤を含有しないクリアインクの場合などにおいては、開始剤量を一定値以下とし、4HBAを用いることで、望まない着色を低減しつつ良好な硬化性を得ることができる。
実施例2、10、11の結果と比較例6の結果との対比から、4HBAを含有するインク組成物はSP値が高くなり、接着剤のSP値と近くなり易く、接着剤の膨潤や脱気モジュールのクラックといった課題をより生じやすいことがわかる。従って、上述のような事情で4HBAを用いることが好ましい場合においては、本発明の有用性がより高いということができる。
1…インクカートリッジ、64…主走査移動テーブル、100…インクジェットヘッド、106…分岐継手、108…圧力調整弁、200…サブタンク、202…加圧ポンプ、204…脱気モジュール、210…統合継手、212…開閉バルブ、214…流路、214A…往路、214B…復路、218,220,222…ヒーター、320…開弁アクチュエーター。

Claims (8)

  1. 放射線硬化型のインクジェット組成物を収容する収容体と、該収容体から該インクジェット組成物を供給されるインクジェットヘッドの吐出口と、を接続する流路の少なくとも一部において、該インクジェット組成物の溶存ガス量を溶存ガス量制御手段により制御する溶存ガス量制御工程と、
    前記インクジェット組成物を、前記インクジェットヘッドの吐出口から吐出する吐出工程と、を有し、
    前記インクジェット組成物は、重合性化合物と、重合開始剤と、を含み、
    前記溶存ガス量制御手段は、接着剤からなる部材を含み、
    前記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と、前記接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)が、1.0以上である、
    インクジェット方法。
  2. 前記接着剤は、エポキシ系接着剤を含む、
    請求項1に記載のインクジェット方法。
  3. 前記接着剤のSP値(σ2)は、11.8以上である、
    請求項1又は2に記載のインクジェット方法。
  4. 前記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)は、下記式(1)を満たす、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット方法。
    |(σ1)−11.8|≧1.0 ・・・(1)
  5. 前記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)は、10.0以下である、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット方法。
  6. 前記重合性化合物は、下記一般式(I)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、環状構造を有する単官能重合性化合物、及び水酸基含有単官能重合性化合物から選択される1種又は2種以上を含む、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット方法。
    CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3 ・・・(I)
    (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。)
  7. 前記インクジェット組成物は、クリアインクである、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット方法。
  8. 重合性化合物と、光重合開始剤と、を含む放射線硬化型のインクジェット組成物を収容する収容体と、
    前記収容体から前記インクジェット組成物を供給されるインクジェットヘッドと、
    前記収容体と、前記インクジェット組成物を吐出する、前記インクジェットヘッドの吐出口と、を接続する流路と、
    前記流路の少なくとも一部に配置される、前記インクジェット組成物の溶存ガス量を制御する溶存ガス量制御手段と、を有し、
    前記溶存ガス量制御手段は、接着剤を含み、
    前記重合性化合物のSP値の質量平均値(σ1)と、前記接着剤のSP値(σ2)との差の絶対値(|(σ1)−(σ2)|)が、1.0以上である、
    インクジェット装置。
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