JP7010089B2 - Active energy ray-curable composition, active energy ray-curable inkjet ink and inkjet recording device - Google Patents
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Description
本発明は、活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインクおよびインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an active energy ray-curable composition, an active energy ray-curable inkjet ink, and an inkjet recording apparatus.
紙等の記録媒体上に画像を形成する方法として、インクジェット記録方式が知られている。インクジェット記録方式は、インクの消費効率が高く、省資源性に優れており、単位記録あたりのインクのコストを低く抑えることが可能である。
近年、紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録方式が注目されている。
An inkjet recording method is known as a method of forming an image on a recording medium such as paper. The inkjet recording method has high ink consumption efficiency and excellent resource saving, and it is possible to keep the cost of ink per unit recording low.
In recent years, an inkjet recording method using an ultraviolet curable ink has attracted attention.
一方、インクジェット記録方式により形成された塗膜には、その利用状態に応じて高い耐摩耗性が求められており、この課題を解決するために、例えば活性エネルギー線硬化型インクジェットインクにシリカ粒子を添加する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、シリカ粒子は凝集による沈降が激しく、間欠吐出性が悪化するという課題がある。また、色材として無機顔料を用いた場合も同様の課題がある。さらに、シリカ粒子を用いた活性エネルギー線硬化型インクジェットインク対しては、当業界から塗膜の耐摩耗性、色ムラのさらなる改善が求められている。 On the other hand, the coating film formed by the inkjet recording method is required to have high wear resistance depending on its usage state, and in order to solve this problem, for example, silica particles are added to an active energy ray-curable inkjet ink. The technique of adding is known (see, for example, Patent Document 1). However, the silica particles have a problem that they are severely settled due to aggregation and the intermittent ejection property is deteriorated. Further, there is a similar problem when an inorganic pigment is used as a coloring material. Further, for an active energy ray-curable inkjet ink using silica particles, there is a demand from the industry for further improvement in abrasion resistance and color unevenness of a coating film.
したがって本発明の目的は、シリカ粒子の凝集による沈降を抑制し、間欠吐出性および印字画像の色ムラを改善し、かつ塗膜硬度が高く耐摩耗性にも優れる活性エネルギー線硬化型組成物を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an active energy ray-curable composition which suppresses sedimentation due to aggregation of silica particles, improves intermittent ejection property and color unevenness of printed images, and has high coating hardness and excellent wear resistance. To provide.
上記課題は、下記構成1)により解決される。
1)無機顔料およびシリカ粒子を含有する活性エネルギー線硬化型組成物において、
前記シリカ粒子の体積平均粒子径が、前記無機顔料の体積平均粒子径の1/10~1/3であり、かつ
前記シリカ粒子の表面が、(メタ)アクリレート化合物により修飾されている
ことを特徴とする活性エネルギー線硬化型組成物。
The above problem is solved by the following configuration 1).
1) In an active energy ray-curable composition containing an inorganic pigment and silica particles,
The feature is that the volume average particle size of the silica particles is 1/10 to 1/3 of the volume average particle size of the inorganic pigment, and the surface of the silica particles is modified with a (meth) acrylate compound. An active energy ray-curable composition.
本発明によれば、シリカ粒子の凝集による沈降を抑制し、間欠吐出性および印字画像の色ムラを改善し、かつ塗膜硬度が高く耐摩耗性にも優れる活性エネルギー線硬化型組成物が提供される。 According to the present invention, there is provided an active energy ray-curable composition which suppresses sedimentation due to aggregation of silica particles, improves intermittent ejection property and color unevenness of printed images, and has high coating film hardness and excellent wear resistance. Will be done.
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、シリカ粒子の体積平均粒子径を、無機顔料の体積平均粒子径の1/10~1/3に設定するとともに、シリカ粒子として表面が(メタ)アクリレート化合物により修飾されているものを用いることにより、組成物中でシリカ粒子が緩凝集状態を形成し、凝集による沈降を抑え、間欠吐出性および印字画像の色ムラを改善し、かつ塗膜硬度が高く耐摩耗性にも優れる活性エネルギー線硬化型組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor sets the volume average particle size of the silica particles to 1/10 to 1/3 of the volume average particle size of the inorganic pigment, and the silica particles. By using a compound whose surface is modified with a (meth) acrylate compound, the silica particles form a loosely aggregated state in the composition, suppress sedimentation due to aggregation, and improve intermittent ejection property and color unevenness of the printed image. Further, they have found that an active energy ray-curable composition having high coating film hardness and excellent wear resistance can be obtained, and have completed the present invention.
また、更なる検討を行った結果、吐出ヘッドに循環機構を設けた、下記で説明する本発明のインクジェット記録装置を用いることで、組成物中でのシリカ粒子の緩凝集状態の形成が進み分散が安定する効果があることを見出し、とくに印字画像の色ムラが低減され良好な画像を得られることが分かった。 Further, as a result of further studies, by using the inkjet recording apparatus of the present invention described below, which is provided with a circulation mechanism in the ejection head, the formation of a loosely aggregated state of silica particles in the composition progresses and is dispersed. It was found that there is an effect of stabilizing, and in particular, it was found that the color unevenness of the printed image was reduced and a good image could be obtained.
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、無機顔料およびシリカ粒子を含有する。 The active energy ray-curable composition of the present invention contains an inorganic pigment and silica particles.
<色材>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、色材を含有する。色材としては、本発明における組成物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を用いることができる。色材の含有量は、所望の色濃度や組成物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、組成物の総質量(100質量%)に対して、0.1~20質量%であることが好ましい。
顔料としては、無機顔料又は無機顔料と有機顔料を併用することができ、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。
<Color material>
The active energy ray-curable composition of the present invention contains a coloring material. As the coloring material, various pigments that impart black, white, magenta, cyan, yellow, green, orange, glossy colors such as gold and silver, and the like are used according to the purpose and required characteristics of the composition in the present invention. be able to. The content of the coloring material may be appropriately determined in consideration of a desired color concentration, dispersibility in the composition, etc., and is not particularly limited, but is 0. It is preferably 1 to 20% by mass.
As the pigment, an inorganic pigment or an inorganic pigment and an organic pigment can be used in combination, and one type may be used alone or two or more types may be used in combination.
As the inorganic pigment, for example, carbon black (CI Pigment Black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black, iron oxide, and titanium oxide can be used.
Examples of organic pigments include azo pigments such as insoluble azo pigments, condensed azo pigments, azolakes and chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxane pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments and quinophthalones. Polycyclic pigments such as pigments, dye chelate (for example, basic dye type chelate, acidic dye type chelate, etc.), dyeing rake (basic dye type rake, acidic dye type rake), nitro pigment, nitroso pigment, aniline black, Daylight fluorescent pigments can be mentioned.
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物を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersibility of the pigment, a dispersant may be further contained.
The dispersant is not particularly limited, and examples thereof include dispersants commonly used for preparing pigment dispersions such as polymer dispersants.
<シリカ粒子>
本発明で使用されるシリカ粒子は、その体積平均粒子径が、前記顔料の体積平均粒子径の1/10~1/3であることが必要であり、分散安定性を高めるという観点から1/10~1/5であることがさらに好ましい。体積平均粒子径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
また本発明で使用されるシリカ粒子は、表面が(メタ)アクリレート化合物により修飾されている。
シリカ粒子が前記各要件を満たすことにより、無機顔料間で緩凝集状態を形成することができる。なお、緩凝集状態は、前記シリカ粒子と前記無機顔料の体積平均粒子径の比を調整することにより制御できる。
<Silica particles>
The silica particles used in the present invention need to have a volume average particle diameter of 1/10 to 1/3 of the volume average particle diameter of the pigment, and are 1 / from the viewpoint of enhancing dispersion stability. It is more preferably 10 to 1/5. The volume average particle size can be measured using a particle size analyzer (Nanotrack Wave-UT151, manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.).
The surface of the silica particles used in the present invention is modified with a (meth) acrylate compound.
When the silica particles satisfy the above requirements, a loosely aggregated state can be formed between the inorganic pigments. The loosely aggregated state can be controlled by adjusting the ratio of the volume average particle diameters of the silica particles and the inorganic pigment.
シリカ粒子の体積平均粒子径は、例えば10nm~100nmであり、40nm~50nmが好ましい。 The volume average particle diameter of the silica particles is, for example, 10 nm to 100 nm, preferably 40 nm to 50 nm.
シリカ粒子の種類としては、特に制限はないが、粘度の観点から、湿式で合成され、有機系の表面処理がなされ、有機系分散媒に溶媒置換されたシリカ分散液が好ましい。また、シリカ粉末に表面処理剤や分散剤などを加えながらミル分散させて得るシリカ分散液なども好ましい。 The type of silica particles is not particularly limited, but from the viewpoint of viscosity, a silica dispersion liquid which is synthesized by a wet method, has an organic surface treatment, and is solvent-substituted with an organic dispersion medium is preferable. Further, a silica dispersion obtained by mill-dispersing the silica powder while adding a surface treatment agent, a dispersant, or the like is also preferable.
シリカ粒子の表面をアクリレートにより修飾するには、公知の方法を適用することができる。例えば、アクリレート基を有するシランカップリング剤を用い、メタノールやイソプロピルアルコール等のアルコールを含む有機溶媒中、室温で前記シランカップリング剤と前記シリカとを攪拌することにより行うことができる。
なお、本発明におけるシリカ粒子は、市販されているものを使用することができ、例えば表面がアクリレートで修飾されたシリカ粒子として、日産化学工業株式会社製商品名MEK-AC-2140Y、MEK-AC-4130Y、MEK-AC-5140Y等を使用することができる。
Known methods can be applied to modify the surface of the silica particles with acrylate. For example, it can be carried out by using a silane coupling agent having an acrylate group and stirring the silane coupling agent and the silica in an organic solvent containing an alcohol such as methanol or isopropyl alcohol at room temperature.
As the silica particles in the present invention, commercially available silica particles can be used. For example, as silica particles whose surface is modified with acrylate, the trade names MEK-AC-2140Y and MEK-AC manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. -4130Y, MEK-AC-5140Y, etc. can be used.
本発明で使用されるシリカ粒子は、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物全体に対し、固形分として20~30質量%含むことが好ましく、20~25質量%含むことがさらに好ましい。シリカ粒子の含有量が前記範囲を満たすことにより、本発明の効果がさらに高まるとともに、粘度の上昇も抑制できる。 The silica particles used in the present invention preferably contain 20 to 30% by mass, more preferably 20 to 25% by mass, as a solid content, based on the entire active energy ray-curable composition of the present invention. When the content of the silica particles satisfies the above range, the effect of the present invention is further enhanced and the increase in viscosity can be suppressed.
<硬化手段>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させる手段としては、加熱硬化または活性エネルギー線による硬化が挙げられ、これらの中でも活性エネルギー線による硬化が好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させるために用いる活性エネルギー線としては、紫外線の他、電子線、α線、β線、γ線、X線等の、組成物中の重合性成分の重合反応を進める上で必要なエネルギーを付与できるものであればよく、特に限定されない。特に高エネルギーな光源を使用する場合には、重合開始剤を使用しなくても重合反応を進めることができる。また、紫外線照射の場合、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、紫外線光源として好ましい。
<Curing means>
Examples of the means for curing the active energy ray-curable composition of the present invention include heat curing or curing with active energy rays, and among these, curing with active energy rays is preferable.
The active energy rays used for curing the active energy ray-curable composition of the present invention include polymerizable components in the composition such as electron beam, α ray, β ray, γ ray, and X ray in addition to ultraviolet rays. It is not particularly limited as long as it can impart the energy required for advancing the polymerization reaction of the above. In particular, when a high-energy light source is used, the polymerization reaction can proceed without using a polymerization initiator. Further, in the case of ultraviolet irradiation, mercury-free is strongly desired from the viewpoint of environmental protection, and replacement with a GaN-based semiconductor ultraviolet light emitting device is very useful industrially and environmentally. Further, the ultraviolet light emitting diode (UV-LED) and the ultraviolet laser diode (UV-LD) are compact, have a long life, have high efficiency, and are low in cost, and are preferable as an ultraviolet light source.
<重合開始剤>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、活性エネルギー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(モノマーやオリゴマー)の重合を開始させることが可能なものであればよい。このような重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤、塩基発生剤等を、1種単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができ、中でもラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。また、重合開始剤は、十分な硬化速度を得るために、組成物の総質量(100質量%)に対し、5~20質量%含まれることが好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物など)、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などが挙げられる。
また、上記重合開始剤に加え、重合促進剤(増感剤)を併用することもできる。重合促進剤としては、特に限定されないが、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p-ジエチルアミノアセトフェノン、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、N,N-ジメチルベンジルアミンおよび4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどのアミン化合物が好ましく、その含有量は、使用する重合開始剤やその量に応じて適宜設定すればよい。
<Initiator of polymerization>
The active energy ray-curable composition of the present invention may contain a polymerization initiator. The polymerization initiator may be any one capable of generating active species such as radicals and cations by the energy of the active energy ray and initiating the polymerization of the polymerizable compound (monomer or oligomer). As such a polymerization initiator, known radical polymerization initiators, cationic polymerization initiators, base generators and the like can be used alone or in combination of two or more, and among them, a radical polymerization initiator is used. Is preferable. Further, the polymerization initiator is preferably contained in an amount of 5 to 20% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the composition in order to obtain a sufficient curing rate.
Examples of the radical polymerization initiator include aromatic ketones, acylphosphine oxide compounds, aromatic onium salt compounds, organic peroxides, thio compounds (thioxanthone compounds, thiophenyl group-containing compounds, etc.), hexaarylbiimidazole compounds, and the like. Examples thereof include ketooxime ester compounds, borate compounds, azinium compounds, metallocene compounds, active ester compounds, compounds having a carbon halogen bond, and alkylamine compounds.
Further, in addition to the above-mentioned polymerization initiator, a polymerization accelerator (sensitizer) can also be used in combination. The polymerization accelerator is not particularly limited, but for example, trimethylamine, methyldimethylamine, triethanolamine, p-diethylaminoacetophenone, ethyl p-dimethylaminobenzoate, p-dimethylaminobenzoic acid-2-ethylhexyl, N, Amine compounds such as N-dimethylbenzylamine and 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone are preferable, and the content thereof may be appropriately set according to the polymerization initiator used and the amount thereof.
<有機溶媒>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、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)組成物であれば、当該組成物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。
<Organic solvent>
The active energy ray-curable composition of the present invention may contain an organic solvent, but it is preferable not to contain it if possible. If the composition does not contain an organic solvent, particularly a volatile organic solvent (VOC (Volatile Organic Compounds) free), the safety of the place where the composition is handled is further enhanced, and it is possible to prevent environmental pollution. .. The "organic solvent" means a general non-reactive organic solvent such as ether, ketone, xylene, ethyl acetate, cyclohexanone, and toluene, and should be distinguished from the reactive monomer. be. Further, "not containing" the organic solvent means that it is substantially free of the organic solvent, and it is preferably less than 0.1% by mass.
<その他の成分>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、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。
<Other ingredients>
The active energy ray-curable composition of the present invention may contain other known components, if necessary. The other components are not particularly limited, but are, for example, conventionally known surfactants, polymerization inhibitors, leveling agents, antifoaming agents, fluorescent whitening agents, penetration promoters, wetting agents (moisturizing agents), and fixing agents. Agents, viscosity stabilizers, fungicides, preservatives, antioxidants, UV absorbers, chelating agents, pH regulators, thickeners and the like can be mentioned.
<活性エネルギー線硬化型組成物の調製>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、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、当該顔料分散液にさらに重合性モノマー、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。
<Preparation of active energy ray-curable composition>
The active energy ray-curable composition of the present invention can be produced by using the above-mentioned various components, and the preparation means and conditions thereof are not particularly limited. For example, a polymerizable monomer, a pigment, a dispersant and the like can be used in a ball mill. It is put into a disperser such as a kitty mill, a disc mill, a pin mill, and a dyno mill, and dispersed to prepare a pigment dispersion, and the pigment dispersion is further mixed with a polymerizable monomer, an initiator, a polymerization inhibitor, a surfactant, and the like. It can be prepared by letting it.
<粘度>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物の粘度は、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、当該組成物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。
<Viscosity>
The viscosity of the active energy ray-curable composition of the present invention may be appropriately adjusted according to the intended use and application means, and is not particularly limited. For example, when a discharge means for discharging the composition from a nozzle is applied. The viscosity in the range of 20 ° C. to 65 ° C., preferably 3 to 40 mPa · s, more preferably 5 to 15 mPa · s, and particularly preferably 6 to 12 mPa · s at 25 ° C. Further, it is particularly preferable that the viscosity range is satisfied without containing the organic solvent. For the above viscosity, a cone rotor (1 ° 34'× R24) was used with a cone plate type rotational viscometer VISCOMETER TVE-22L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., the rotation speed was 50 rpm, and the temperature of constant temperature circulating water was 20 ° C. It can be appropriately set and measured in the range of about 65 ° C. VISCOMATE VM-150III can be used to adjust the temperature of the circulating water.
<用途>
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物の用途は、一般に活性エネルギー線硬化型材料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。
さらに、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、インクとして用いて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、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を所定領域に吐出し、活性エネルギー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(詳細後述)、図3は、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物95の貯留プール(収容部)91に活性エネルギー線94を照射して所定形状の硬化層96を可動ステージ93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。
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物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、該組成物の収容手段、供給手段、吐出手段や活性エネルギー線照射手段等を備えるものが挙げられる。
また、本発明は、活性エネルギー線硬化型組成物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。
<Use>
The application of the active energy ray-curable composition of the present invention is not particularly limited as long as it is in a field where an active energy ray-curable material is generally used, and can be appropriately selected depending on the intended purpose, for example, for molding. Examples thereof include resins, paints, adhesives, insulating materials, mold release agents, coating materials, sealing materials, various resists, and various optical materials.
Further, the active energy ray-curable composition of the present invention can be used as an ink to not only form a design coating film on two-dimensional characters and images and various substrates, but also to form a three-dimensional stereoscopic image (three-dimensional model). It can also be used as a three-dimensional modeling material for forming. This three-dimensional modeling material may be used, for example, as a binder between powder particles used in a powder laminating method in which three-dimensional modeling is performed by repeatedly curing and laminating a powder layer, and is also shown in FIGS. 2 and 3. It may be used as a three-dimensional constituent material (model material) or a support member (support material) used in such a laminated molding method (stereolithography). Note that FIG. 2 is a method in which the active energy ray-curable composition of the present invention is discharged into a predetermined region, and the ones cured by irradiating with active energy rays are sequentially laminated to perform three-dimensional modeling (details will be described later). In FIG. 3, the storage pool (accommodation portion) 91 of the active energy ray-
As a three-dimensional modeling device for modeling a three-dimensional model using the active energy ray-curable composition of the present invention, a known one can be used, and the present invention is not particularly limited, but for example, a means for accommodating the composition. , A supply means, a discharge means, an active energy ray irradiation means, and the like.
The present invention also includes a cured product obtained by curing an active energy ray-curable composition and a molded product obtained by processing a structure in which the cured product is formed on a substrate. The molded product is, for example, a cured product or structure formed in a sheet shape or a film shape, which has been subjected to molding processing such as heat stretching or punching, and is, for example, an automobile, an OA device, or electricity. -Suitably used for applications that require molding after decorating the surface, such as electronic devices, meters for cameras, and panels for operation units.
The base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or a composite material thereof and the like. From the viewpoint of processability, a plastic base material is preferable.
<組成物収容容器>
本発明の組成物収容容器は、活性エネルギー線硬化型組成物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、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物がインク用途である場合において、当該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、また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。
<Composition container>
The composition container of the present invention means a container in which an active energy ray-curable composition is stored, and is suitable for use in the above-mentioned applications. For example, when the active energy ray-curable composition of the present invention is used for ink, the container containing the ink can be used as an ink cartridge or an ink bottle, whereby ink transfer, ink replacement, etc. It is not necessary to touch the ink directly in the work, and it is possible to prevent the fingers and clothes from getting dirty. In addition, it is possible to prevent foreign substances such as dust from being mixed into the ink. The shape, size, material, etc. of the container itself may be suitable for the intended use and usage, and is not particularly limited, but the material is a light-shielding material that does not transmit light, or the container blocks light. It is desirable that it is covered with a sex sheet or the like.
<像の形成方法、形成装置>
本発明の像の形成方法は、少なくとも、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させるために、活性エネルギー線を照射する照射工程を有し、本発明の像の形成装置は、活性エネルギー線を照射するための照射手段と、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を収容するための収容部と、を備え、該収容部には前記容器を収容してもよい。さらに、活性エネルギー線硬化型組成物を吐出する吐出工程、吐出手段を有していてもよい。吐出させる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。
図1は、インクジェット吐出手段を備えた像形成装置の一例である。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色活性エネルギー線硬化型インクのインクカートリッジと吐出ヘッドを備える各色印刷ユニット230a、230b、230c、230dにより、供給ロール210から供給された被記録媒体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240a、240b、240c、240dから、活性エネルギー線を照射して硬化させ、カラー画像を形成する。その後、被記録媒体220は、加工ユニット250、印刷物巻取りロール260へと搬送される。各印刷ユニット230a、230b、230c、230dには、インク吐出部で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、接触又は非接触により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であっても適用することができる。
被記録媒体220は、特に限定されないが、紙、フィルム、セラミックス、ガラス、金属、これらの複合材料等が挙げられ、シート状であってもよい。また片面印刷のみを可能とする構成であっても、両面印刷も可能とする構成であってもよい。また、被記録媒体22は、一般的な記録媒体として用いられるものに限られず、ダンボール、壁紙や床材等の建材、コンクリート、Tシャツなど衣料用等の布、テキスタイル、皮革等を適宜使用することができる。
更に、光源240a、240b、240cからの活性エネルギー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240dから活性エネルギー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。
本発明のインク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で、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。
図2は、本発明に係る別の像形成装置(3次元立体像の形成装置)の一例を示す概略図である。図2の像形成装置390は、インクジェットヘッドを配列したヘッドユニット(AB方向に可動)を用いて、造形物用吐出ヘッドユニット300から第一の活性エネルギー線硬化型組成物を、支持体用吐出ヘッドユニット310、320から第一の活性エネルギー線硬化型組成物とは組成が異なる第二の活性エネルギー線硬化型組成物を吐出し、隣接した紫外線照射手段330、340でこれら各組成物を硬化しながら積層するものである。より具体的には、例えば、造形物支持基板370上に、第二の活性エネルギー線硬化型組成物を支持体用吐出ヘッドユニット310、320から吐出し、活性エネルギー線を照射して固化させて溜部を有する第一の支持体層を形成した後、当該溜部に第一の活性エネルギー線硬化型組成物を造形物用吐出ヘッドユニット300から吐出し、活性エネルギー線を照射して固化させて第一の造形物層を形成する工程を、積層回数に合わせて、上下方向に可動なステージ380を下げながら複数回繰り返すことで、支持体層と造形物層を積層して立体造形物350を製作する。その後、必要に応じて支持体積層部360は除去される。なお、図2では、造形物用吐出ヘッドユニット300は1つしか設けていないが、2つ以上設けることもできる。
<Image formation method, forming device>
The method for forming an image of the present invention includes, at least, an irradiation step of irradiating an active energy ray to cure the active energy ray-curable composition of the present invention, and the image forming apparatus of the present invention has an active energy. An irradiation means for irradiating the rays and an accommodating portion for accommodating the active energy ray-curable composition of the present invention may be provided, and the container may be accommodated in the accommodating portion. Further, it may have a discharge step and a discharge means for discharging the active energy ray-curable composition. The method of discharging is not particularly limited, and examples thereof include a continuous injection type and an on-demand type. Examples of the on-demand type include a piezo method, a thermal method, and an electrostatic method.
FIG. 1 is an example of an image forming apparatus provided with an inkjet ejection means. Ink is ejected to the recorded medium 22 supplied from the
The
Further, the activation of the active energy rays from the
The recorded materials recorded by the ink of the present invention include not only those printed on a smooth surface such as ordinary paper or resin film, but also those printed on a surface to be printed having irregularities, metal, ceramics, and the like. It also includes those printed on the printed surface made of various materials. Further, by stacking two-dimensional images, it is possible to form a partially three-dimensional image (an image composed of two-dimensional and three-dimensional) or a three-dimensional object.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of another image forming apparatus (three-dimensional stereoscopic image forming apparatus) according to the present invention. The
次に、本発明のインクジェット記録装置について説明する。本発明のインクジェット記録装置は、共通液室を介して複数の個別液室に液体を供給し、前記液体を前記個別液室に連通するノズル孔から吐出すると共に、前記個別液室に連通する循環流路を介して共通液室へ液体を循環させる液体吐出ヘッドを有し、前記液体が、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物からなる活性エネルギー線硬化型インクジェットインクであることを特徴とする。
本発明のインクジェット記録装置の液体吐出ヘッド(インク吐出ヘッド)は、例えば以下のようなものを使用することができる。
Next, the inkjet recording apparatus of the present invention will be described. The inkjet recording apparatus of the present invention supplies a liquid to a plurality of individual liquid chambers through a common liquid chamber, discharges the liquid from a nozzle hole communicating with the individual liquid chambers, and circulates the liquid communicating with the individual liquid chambers. It has a liquid ejection head that circulates a liquid to a common liquid chamber through a flow path, and the liquid is an active energy ray-curable inkjet ink made of the active energy ray-curable composition of the present invention. ..
As the liquid ejection head (ink ejection head) of the inkjet recording apparatus of the present invention, for example, the following can be used.
一例について、図4、図5、図6、図7、図8a~図8f、図9a、及び図9bを参照して説明する。図4は、本発明のインクジェット印刷装置におけるインク吐出ヘッドの一例を示す外観斜視図である。図5は、図4のインク吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。図6は、図4のインク吐出ヘッドのノズル配列方向と平行な方向の一部断面説明図である。図7は、図3のインク吐出ヘッドのノズル板の平面説明図である。図8a~図8fは、図4のインク吐出ヘッドの流路部材を構成する各部材の平面説明図である。図9a及び図9bは、図4のインク吐出ヘッドの共通液室部材を構成する各部材の平面説明図である。 An example will be described with reference to FIGS. 4, 5, 6, 7, 7, 8a-8f, 9a, and 9b. FIG. 4 is an external perspective view showing an example of an ink ejection head in the inkjet printing apparatus of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the ink ejection head of FIG. FIG. 6 is a partial cross-sectional explanatory view of the ink ejection head of FIG. 4 in a direction parallel to the nozzle arrangement direction. FIG. 7 is a plan view of the nozzle plate of the ink ejection head of FIG. 8a to 8f are planar explanatory views of each member constituting the flow path member of the ink ejection head of FIG. 9a and 9b are plan explanatory views of each member constituting the common liquid chamber member of the ink ejection head of FIG.
前記インク吐出ヘッドは、ノズル板1と、流路板2と、壁面部材としての振動板部材3とが積層接合されており、振動板部材3を変位させる圧電アクチュエータ11と、共通液室部材20と、カバー29とを備えている。
In the ink ejection head, the
ノズル板1は、前記インクを吐出する複数のノズル4を有している。
流路板2は、ノズル4に通じる個別液室6と、前記流入流路としての個別液室6に通じる流体抵抗部7、及び流体抵抗部7に通じる液導入部8が形成されている。また、流路板2は、ノズル板1側から複数枚の板状部材41~45を積層接合して形成され、これらの板状部材41~45と振動板部材3を積層接合して流路部材40が構成されている。
振動板部材3は、液導入部8と共通液室部材20で形成される共通液室10とを通じる開口としてのフィルタ部9を有している。
振動板部材3は、流路板2の個別液室6の壁面を形成する壁面部材である。この振動板部材3は2層構造(限定されない)とし、流路板2側から薄肉部を形成する第1層と、厚肉部を形成する第2層で形成され、第1層で個別液室6に対応する部分に変形可能な振動領域30を形成している。
The
The
The
The
ここで、ノズル板1には、図7に示すように、複数のノズル4が千鳥状に配置されている。
流路板2を構成する板状部材41には、図8aに示すように、個別液室6を構成する貫通溝部(溝形状の貫通穴の意味)6aと、流体抵抗部51、前記流出流路としての循環流路52を構成する貫通溝部51a、52aが形成されている。
同じく板状部材42には、図8bに示すように、個別液室6を構成する貫通溝部6bと、循環流路52を構成する貫通溝部52bが形成されている。
同じく板状部材43には、図8cに示すように、個別液室6を構成する貫通溝部6cと、循環流路53を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部53aが形成されている。
同じく板状部材44には、図8dに示すように、個別液室6を構成する貫通溝部6dと、流体抵抗部7である貫通溝部7aと、液導入部8を構成する貫通溝部8aと、循環流路53を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部53bが形成されている。
同じく板状部材45には、図8eに示すように、個別液室6を構成する貫通溝部6eと、液導入部8を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部8b(フィルタ下流側液室となる)と、循環流路53を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部53cが形成されている。
振動板部材3には、図8fに示すように、振動領域30と、フィルタ部9と、循環流路53を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部53dが形成されている。
このように、流路部材を複数の板状部材を積層接合して構成することにより、簡単な構成で複雑な流路を形成することができる。
Here, as shown in FIG. 7, a plurality of
As shown in FIG. 8a, the plate-shaped
Similarly, as shown in FIG. 8b, the plate-shaped
Similarly, as shown in FIG. 8c, the plate-shaped
Similarly, as shown in FIG. 8d, the plate-shaped
Similarly, as shown in FIG. 8e, the plate-shaped
As shown in FIG. 8f, the
In this way, by forming the flow path member by laminating and joining a plurality of plate-shaped members, it is possible to form a complicated flow path with a simple structure.
以上の構成により、流路板2及び振動板部材3からなる流路部材40には、各個別液室6に通じる流路板2の面方向に沿う流体抵抗部51、循環流路52及び循環流路52に通じる流路部材40の厚み方向の循環流路53が形成される。なお、循環流路53は後述する循環共通液室50に通じている。
With the above configuration, the
一方、共通液室部材20には、メインタンクやインクカートリッジから前記インクが供給される共通液室10と循環共通液室50が形成されている。
第1共通液室部材21には、図9aに示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴25aと、下流側共通液室10Aとなる貫通溝部10aと、循環共通液室50となる底の有る溝部50aが形成されている。
第2共通液室部材22には、図9bに示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴25bと、上流側共通液室10Bとなる溝部10bが形成されている。また、第2共通液室部材22には、図4に示すように、共通液室10のノズル配列方向の一端部と供給ポート71を通じる供給口部となる貫通穴71aが形成されている。
第1共通液室部材21及び第2共通液室部材22には、循環共通液室50のノズル配列方向の他端部(貫通穴71aと反対側の端部)と循環ポート81を通じる貫通穴81a、81bが形成されている。
なお、図9a及び図9bにおいて、底の有る溝部については面塗りを施して示している(以下の図でも同じである)。
このように、共通液室部材20は、第1共通液室部材21及び第2共通液室部材22によって構成され、第1共通液室部材21を流路部材40の振動板部材3側に接合し、第1共通液室部材21に第2共通液室部材22を積層して接合している。
On the other hand, the common
As shown in FIG. 9a, the first common
As shown in FIG. 9b, the second common
The first common
In addition, in FIGS. 9a and 9b, the groove portion having the bottom is shown by applying a surface coating (the same applies to the following figures).
As described above, the common
ここで、第1共通液室部材21は、液導入部8に通じる共通液室10の一部である下流側共通液室10Aと、循環流路53に通じる循環共通液室50とを形成している。また、第2共通液室部材22は、共通液室10の残部である上流側共通液室10Bを形成している。
このとき、共通液室10の一部である下流側共通液室10Aと循環共通液室50とはノズル配列方向と直交する方向に並べて配置されるとともに、循環共通液室50は共通液室10内に投影される位置に配置される。
これにより、循環共通液室50の寸法(大きさ)が流路部材40で形成される個別液室6、流体抵抗部7及び液導入部8を含む流路に必要な寸法による制約を受けることがなくなる。
そして、循環共通液室50と共通液室10の一部が並んで配置され、循環共通液室50は共通液室10内に投影される位置に配置されることにより、ノズル配列方向と直交する方向のヘッドの幅を抑制することができ、ヘッドの大型化を抑制できる。共通液室部材20は、ヘッドタンクや前記インクカートリッジから前記インクが供給される共通液室10と循環共通液室50を形成する。
Here, the first common
At this time, the downstream
As a result, the dimensions (size) of the circulation
Then, the circulation
一方、振動板部材3の個別液室6とは反対側に、振動板部材3の振動領域30を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ11を配置している。
この圧電アクチュエータ11は、図6に示すように、ベース部材13上に接合した圧電部材12を有し、圧電部材12にはハーフカットダイシングによって溝加工して1つの圧電部材12に対して所要数の柱状の圧電素子12A、12Bを所定の間隔で櫛歯状に形成している。
ここでは、圧電部材12の圧電素子12Aは駆動波形を与えて駆動させる圧電素子とし、圧電素子12Bは駆動波形を与えないで単なる支柱として使用しているが、すべての圧電素子12A、12Bを駆動させる圧電素子として使用することもできる。
そして、圧電素子12Aを振動板部材3の振動領域30に形成した島状の厚肉部である凸部30aに接合している。また、圧電素子12Bを振動板部材3の厚肉部である凸部30bに接合している。
On the other hand, on the side of the
As shown in FIG. 6, the
Here, the
Then, the
この圧電部材12は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、外部電極にフレキシブル配線部材15が接続されている。
このように構成したインク吐出ヘッドにおいては、例えば、圧電素子12Aに与える電圧を基準電位から下げることによって圧電素子12Aが収縮し、振動板部材3の振動領域30が下降して個別液室6の容積が膨張することにより、個別液室6内に前記インクが流入する。
その後、圧電素子12Aに印加する電圧を上げて圧電素子12Aを積層方向に伸長させ、振動板部材3の振動領域30をノズル4に向かう方向に変形させて個別液室6の容積を収縮させることにより、個別液室6内の前記インクが加圧され、ノズル4から前記インクが吐出される。
そして、圧電素子12Aに与える電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材3の振動領域30が初期位置に復元し、個別液室6が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室10から個別液室6内に前記インクが充填される。そこで、ノズル4のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の吐出のための動作に移行する。
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き-押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。また、上述した実施形態では、個別液室6に圧力変動を与える手段として積層型圧電素子を用いて説明したが、これに限定されず、薄膜状の圧電素子を用いることも可能である。更に、個別液室6内に発熱抵抗体を配し、発熱抵抗体の発熱によって気泡を生成して圧力変動を与えるものや、静電気力を用いて圧力変動を生じさせるものを使用することができる。
The
In the ink ejection head configured in this way, for example, by lowering the voltage applied to the
After that, the voltage applied to the
Then, by returning the voltage applied to the
The driving method of this head is not limited to the above example (pull-pushing), and pulling or pushing may be performed depending on the driving waveform. Further, in the above-described embodiment, the laminated piezoelectric element has been described as a means for giving pressure fluctuation to the individual
次に、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドを用いた前記インク循環システムの一例を、図10を用いて説明する。 Next, an example of the ink circulation system using the ink ejection head according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図10は、本発明に係るインク循環システムの一例を示すブロック図である。
図10に示すように、前記インク循環システムは、メインタンク、インク吐出ヘッド、供給タンク、循環タンク、コンプレッサ、真空ポンプ、第一送液ポンプ、第二送液ポンプ、レギュレータ(R)、供給側圧力センサ、循環側圧力センサなどで構成されている。供給側圧力センサは、供給タンクとインク吐出ヘッドとの間であって、インク吐出ヘッドの供給ポート71(図4参照)に繋がった供給流路側に接続されている。循環側圧力センサは、インク吐出ヘッドと循環タンクとの間であって、インク吐出ヘッドの循環ポート81(図4参照)に繋がった循環流路側に接続されている。
循環タンクの一方は、第一送液ポンプを介して供給タンクと接続されており、循環タンクの他方は第二送液ポンプを介してメインタンクと接続されている。これにより、供給タンクから供給ポート71を通ってインク吐出ヘッド内に前記インクが流入し、循環ポートから排出されて循環タンクへ排出され、更に第1送液ポンプによって循環タンクから供給タンクへ前記インクが送られることによって前記インクが循環する。
また、供給タンクには、図示しないコンプレッサが接続され、供給側圧力センサで所定の正圧が検知されるように制御される。一方、循環タンクには、図示しない真空ポンプがつなげられていて、循環側圧力センサで所定の負圧が検知されるよう制御される。これにより、インク吐出ヘッド内を通って前記インクを循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。
また、インク吐出ヘッドのノズルから液滴を吐出すると、供給タンク及び循環タンク内の前記インク量が減少していくため、適宜メインタンクから第二送液ポンプを用いて、メインタンクから循環タンクに前記インクを補充することが望ましい。メインタンクから循環タンクへの前記インク補充のタイミングは、循環タンク内のインクの液面高さが所定高さよりも下がったら前記インク補充を行うなど、循環タンク内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the ink circulation system according to the present invention.
As shown in FIG. 10, the ink circulation system includes a main tank, an ink ejection head, a supply tank, a circulation tank, a compressor, a vacuum pump, a first liquid feed pump, a second liquid feed pump, a regulator (R), and a supply side. It consists of a pressure sensor, a circulation side pressure sensor, and the like. The supply-side pressure sensor is connected between the supply tank and the ink ejection head to the supply flow path side connected to the supply port 71 (see FIG. 4) of the ink ejection head. The circulation side pressure sensor is connected between the ink ejection head and the circulation tank and is connected to the circulation flow path side connected to the circulation port 81 (see FIG. 4) of the ink ejection head.
One of the circulation tanks is connected to the supply tank via the first liquid feed pump, and the other of the circulation tanks is connected to the main tank via the second liquid feed pump. As a result, the ink flows from the supply tank through the
Further, a compressor (not shown) is connected to the supply tank, and the pressure sensor on the supply side is controlled so that a predetermined positive pressure is detected. On the other hand, a vacuum pump (not shown) is connected to the circulation tank, and is controlled so that a predetermined negative pressure is detected by the circulation side pressure sensor. As a result, the negative pressure of the meniscus can be kept constant while circulating the ink through the ink ejection head.
Further, when the droplets are ejected from the nozzle of the ink ejection head, the amount of the ink in the supply tank and the circulation tank decreases, so that the second liquid feeding pump is appropriately used from the main tank to the circulation tank. It is desirable to replenish the ink. The timing of replenishing the ink from the main tank to the circulation tank is detected by a liquid level sensor provided in the circulation tank, such as replenishing the ink when the liquid level height of the ink in the circulation tank falls below a predetermined height. It can be controlled by the result.
次に、インク吐出ヘッド内における前記インクの循環について説明する。図4に示すように、共通液室部材20の端部に、共通液室に連通する供給ポート71と、循環共通液室50に連通する循環ポート81が形成されている。供給ポート71及び循環ポート81は夫々チューブを介して前記インクを貯蔵する供給タンク及び循環タンク(図11及び図12参照)につなげられている。そして、供給タンクに貯留されている前記インクは、供給ポート71、共通液室10、液導入部8、流体抵抗部7を経て、個別液室6へ供給される。
更に、個別液室6内の前記インクが圧電部材12の駆動によりノズル4から吐出される一方で、吐出されずに個別液室6内に留まった前記インクの一部もしくは全ては流体抵抗部51、循環流路52、53、循環共通液室50、循環ポート81を経て、循環タンクへと循環される。
なお、前記インクの循環は、インク吐出ヘッドの動作時のみならず、動作休止時においても実施することができる。動作休止時に循環することによって、個別液室内の前記インクは常にリフレッシュされると共に、前記インクに含まれる成分の凝集や沈降を抑制できるので好ましい。
Next, the circulation of the ink in the ink ejection head will be described. As shown in FIG. 4, a
Further, while the ink in the individual
The ink circulation can be performed not only when the ink ejection head is operated but also when the operation is stopped. It is preferable that the ink in the individual liquid chamber is constantly refreshed by circulating during the operation suspension, and the aggregation and sedimentation of the components contained in the ink can be suppressed.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following examples.
<無機マゼンタ顔料分散液1の作製>
分散剤ポリマー(商品名:BYKJET-9151、ビックケミー・ジャパン株式会社製、アミン価:17.2mgKOH/g)18質量部をアクリロイルモルホリン(商品名:ACMO、興人フィルム&ケミカルズ株式会社製、構造式:下記式(M-2))162質量部に入れ、40℃にて4時間撹拌溶解して分散媒を作製した。
70mLのマヨネーズ瓶(商品名:UMサンプル瓶、アズワン株式会社製)に、直径2mmのジルコニアボール80質量部、C.I 101M(ランクセス社製)4.5質量部、前記分散媒18質量部を加え、下記条件のボールミルにて8時間分散を行い、直径2mmのジルコニアボールを取り除いた後、直径1mmのジルコニアボール80質量部を加え、さらにボールミルにて10日間分散を行い、[マゼンタ顔料分散液1](顔料濃度:20質量%、体積平均粒子径100nm)を作製した。
<Preparation of Inorganic Magenta
Dispersant polymer (trade name: BYKJET-9151, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., amine value: 17.2 mgKOH / g) 18 parts by mass of acryloyl morpholin (trade name: ACMO, manufactured by Kojin Film & Chemicals Co., Ltd., structural formula : The following formula (M-2)) was placed in 162 parts by mass and stirred and dissolved at 40 ° C. for 4 hours to prepare a dispersion medium.
In a 70 mL mayonnaise bottle (trade name: UM sample bottle, manufactured by AS ONE Co., Ltd.), 80 parts by mass of zirconia balls having a diameter of 2 mm, 4.5 parts by mass of CI 101M (manufactured by Rankses), and 18 parts by mass of the dispersion medium are placed. In addition, the mixture was dispersed in a ball mill under the following conditions for 8 hours to remove zirconia balls having a diameter of 2 mm, then 80 parts by mass of zirconia balls having a diameter of 1 mm were added, and further dispersed in a ball mill for 10 days. 1] (pigment concentration: 20% by mass, volume average particle diameter 100 nm) was prepared.
-ボールミルの条件-
メディア:YTZボール直径2mm(ジルコニアボール、株式会社ニッカトー製)
YTZボール直径1mm(ジルコニアボール、株式会社ニッカトー製)
ミル:MIX-ROTAR VMR-5(アズワン株式会社製)
回転数: マヨネーズ瓶の回転数75rpm
-Ball mill conditions-
Media:
Mill: MIX-ROTAR VMR-5 (manufactured by AS ONE Corporation)
Rotation speed: Mayonnaise bottle rotation speed 75 rpm
<無機マゼンタ顔料分散液2の作製>
マゼンタ顔料分散液1の分散時間を5日にした以外はマゼンタ顔料分散液1と同様に作製し[マゼンタ顔料分散液2](顔料濃度:20質量%、体積平均粒子径300nm)を作製した。
<Preparation of Inorganic Magenta
The
<無機マゼンタ顔料分散液3の作製>
マゼンタ顔料分散液1の分散時間を3日にした以外はマゼンタ顔料分散液1と同様に作製し[マゼンタ顔料分散液3](顔料濃度:20質量%、体積平均粒子径400nm)を作製した。
<Preparation of Inorganic Magenta
The
前記体積平均粒子径は、例えば、粒度分析装置(マイクロトラック MODEL UPA9340、日機装社製)で測定することができる。 The volume average particle size can be measured by, for example, a particle size analyzer (Microtrack MODEL UPA9340, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
実施例1~8、比較例1~5
表1の処方(質量部)に従い、各実施例および比較例のインクを調製した。なお、表1における日産化学工業株式会社製MEK-ST-40は、表面が(メタ)アクリレート化合物で修飾されていないシリカ粒子である。
Examples 1-8, Comparative Examples 1-5
Inks of each Example and Comparative Example were prepared according to the formulations (parts by mass) in Table 1. The MEK-ST-40 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. in Table 1 is silica particles whose surface is not modified with a (meth) acrylate compound.
各実施例および比較例のインクについて、以下のようにして特性を評価した。結果を表1に併せて示す。 The characteristics of the inks of each example and comparative example were evaluated as follows. The results are also shown in Table 1.
<硬化性>
株式会社小林製作所製、巻線No.#6のワイヤーバーを用い、各実施例および比較例のインクを基材(ユーピロンシートNF2000:三菱ガス化学製)に塗布して作製した、厚み約40μmのベタ状の塗膜に対して、フュージョンシステムズジャパン社製LEDUV照射機LH6により、波長395nmの長波長域において活性エネルギー線照射を500mJ/cm2の条件で行い、塗膜を硬化させて硬化物を得た。その後、得られた硬化物からなる塗膜表面を、綿棒を用いた触診にて、以下の基準で評価した。
◎:塗膜表面に傷がつかない。
○:塗膜表面に傷はつかないが、僅かなべとつき感があるが、実用上問題ないレベル。
△:塗膜表面に僅かに傷がつき、べとつき感がある。
×:塗膜表面に傷がつき、硬化膜の一部が手に転写される。
<Curable>
Kobayashi Seisakusho Co., Ltd., Winding No. Fusion to a solid coating film with a thickness of about 40 μm, which was produced by applying the inks of each example and comparative example to a base material (Iupilon sheet NF2000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company) using the wire bar of # 6. An LED UV irradiator LH6 manufactured by Systems Japan Co., Ltd. was used to irradiate active energy rays in a long wavelength region with a wavelength of 395 nm under the condition of 500 mJ / cm 2 , and the coating film was cured to obtain a cured product. Then, the surface of the coating film made of the obtained cured product was evaluated by palpation using a cotton swab according to the following criteria.
⊚: The surface of the coating film is not scratched.
◯: The surface of the coating film is not scratched, but there is a slight sticky feeling, but there is no problem in practical use.
Δ: The surface of the coating film is slightly scratched and has a sticky feeling.
X: The surface of the coating film is scratched, and a part of the cured film is transferred to the hand.
<間欠吐出安定性>
各実施例および比較例のインクをインクジェットプリンター(装置名:IPSiO GXe5500、株式会社リコー製)に充填し、ノズルクリーニング動作後所定の時間静置し、その後ノズルチェックパターンを印字し、不吐出となるノズルが発生するまでの時間を測定した。
◎:5時間以上。
〇:3~5時間。
△:1~3時間。
×:1時間未満。
<Intermittent discharge stability>
The inks of each example and comparative example are filled in an inkjet printer (device name: IPSiO GXe5500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), left to stand for a predetermined time after the nozzle cleaning operation, and then a nozzle check pattern is printed, resulting in non-ejection. The time until the nozzle was generated was measured.
⊚: 5 hours or more.
〇: 3 to 5 hours.
Δ: 1 to 3 hours.
X: Less than 1 hour.
<印字画像色ムラ評価>
各実施例および比較例のインクをインクジェットプリンター(装置名:IPSiO GXe5500、株式会社リコー製)に充填し、色ムラ評価のパターンサンプルとして、各インク配合割合が1:1で、YとM、CとMが重なる混色パターンプリントし、レッド部とグリーン部を約30cm離れた場所から目視によって観察し、色の均一度を評価した。 評価基準は以下の通りである。
◎:混色部にムラが発生していない。
〇:混色部のムラが目立たない。
×:混色部に明らかにムラが発生している。
<Evaluation of color unevenness in printed image>
The inks of each example and comparative example are filled in an inkjet printer (device name: IPSiO GXe5500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and as a pattern sample for color unevenness evaluation, the mixing ratio of each ink is 1: 1 and Y, M, and C are used. A mixed color pattern in which and M overlap was printed, and the red part and the green part were visually observed from a distance of about 30 cm to evaluate the color uniformity. The evaluation criteria are as follows.
⊚: No unevenness has occurred in the mixed color part.
〇: The unevenness of the color mixture is not noticeable.
X: The color mixture is clearly uneven.
実施例9
前記図4~12に示されるような、複数の個別液室に液体を供給し、前記液体を前記個別液室に連通するノズル孔から吐出すると共に、前記個別液室に連通する循環流路を介して共通液室へ液体を循環させる液体吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置をしたこと以外は、前記実施例を繰り返した。
Example 9
As shown in FIGS. 4 to 12, a liquid is supplied to a plurality of individual liquid chambers, the liquid is discharged from a nozzle hole communicating with the individual liquid chambers, and a circulation flow path communicating with the individual liquid chambers is provided. The above embodiment was repeated except that an inkjet recording device having a liquid ejection head for circulating the liquid to the common liquid chamber was provided.
各実施例で調製されたインクは、シリカ粒子の体積平均粒子径が、無機顔料の体積平均粒子径の1/10~1/3であり、かつ前記シリカ粒子の表面が、(メタ)アクリレート化合物により修飾されているので、シリカ粒子の凝集による沈降が抑制され、間欠吐出性および印字画像の色ムラが改善され、かつ塗膜硬度が高く耐摩耗性にも優れることが判明した。
とくに、実施例9は、本発明でとくに好適なインクジェット記録装置を使用した例であるので、印字画像色ムラ評価が他の例よりも極めて良好な評価となった。
これに対して比較例1~5は、シリカ粒子の体積平均粒子径が、無機顔料の体積平均粒子径の1/10~1/3であることと、前記シリカ粒子の表面が、(メタ)アクリレート化合物により修飾されていることとの両方の要件を同時に満たしていないので、間欠吐出安定性および印字画像色ムラ評価が劣る結果となった。
In the ink prepared in each example, the volume average particle size of the silica particles is 1/10 to 1/3 of the volume average particle size of the inorganic pigment, and the surface of the silica particles is a (meth) acrylate compound. It was found that the sol was modified by the above method, so that the sedimentation due to the aggregation of the silica particles was suppressed, the intermittent ejection property and the color unevenness of the printed image were improved, the coating film hardness was high, and the abrasion resistance was also excellent.
In particular, since Example 9 is an example in which the inkjet recording apparatus particularly suitable for the present invention is used, the evaluation of color unevenness in the printed image is much better than that of the other examples.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5 , the volume average particle diameter of the silica particles was 1/10 to 1/3 of the volume average particle diameter of the inorganic pigment, and the surface of the silica particles was (meth). Since both the requirements of being modified with the acrylate compound are not satisfied at the same time, the intermittent ejection stability and the evaluation of color unevenness of the printed image are inferior.
(図1~3)
91 貯留プール(収容部)
93 可動ステージ
94 活性エネルギー線
95 活性エネルギー線硬化型組成物
96 硬化層
210 供給ロール
220 被記録媒体
230a、230b、230c、230d 各色印刷ユニット
240a、240b、240c、240d 光源
250 加工ユニット
260 印刷物巻取りロール
300 造形物用吐出ヘッドユニット
310、320 支持体用吐出ヘッドユニット
330、340 紫外線照射手段
350 立体造形物
360 支持体積層部
370 造形物支持基板
380 スエージ
390 像形成装置
(図4~12)
1 ノズル板
2 流路板
3 振動板部材
4 ノズル
6 個別液室
6a、6b、6c、6d、6e 個別液室を構成する貫通溝部
7 流体抵抗部
7a 流体抵抗部である貫通溝部
8 液導入部
8a、8b 液導入部を構成する貫通溝部
9 フィルタ部
10 共通液室
10A 下流側共通液室
10a 貫通溝部
10B 上流側共通液室
10b 溝部
11 圧電アクチュエータ
12 圧電部材
12A、12B 圧電素子
13 ベース部材
15 フレキシブル配線部材
20 共通液室部材
21 第1共通液室部材
22 第2共通液室部材
25a、25b 圧電アクチュエータ用貫通穴
29 カバー
30 振動領域
30a、30b 凸部
40 流路部材
41~45 板状部材
50 循環共通液室
50a 溝部
51 流体抵抗部
51a 流体抵抗部を構成する貫通溝部
52、53 循環流路
52a、52b 循環流路を構成する貫通溝部
53a、53b、53c、53d 循環流路を構成する貫通溝部
71 供給ポート
71a 貫通穴
81 循環ポート
81a、81b 貫通穴
(Figs. 1 to 3)
91 Storage pool (accommodation)
93
1
Claims (4)
前記シリカ粒子の体積平均粒子径が、前記無機顔料の体積平均粒子径の1/10~1/3であり、かつ
前記シリカ粒子の表面が、(メタ)アクリレート化合物により修飾されている
ことを特徴とする活性エネルギー線硬化型組成物。 In an active energy ray-curable composition containing an inorganic pigment and silica particles,
The feature is that the volume average particle size of the silica particles is 1/10 to 1/3 of the volume average particle size of the inorganic pigment, and the surface of the silica particles is modified with a (meth) acrylate compound. An active energy ray-curable composition.
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