JP7778465B2 - Photocurable ejection ink - Google Patents
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Description
本発明は、光硬化性吐出用インクに関する。 The present invention relates to a photocurable ink for ejection.
インクジェットプリンタやディスペンサなどインクを吐出して適切な位置まで飛翔させ着弾させる装置に用いるインクは、吐出時の粘度と着弾時の粘度が大きく異ならない必要がある。 Ink used in devices such as inkjet printers and dispensers that eject ink and make it fly and land at the appropriate position must have a viscosity that is similar to that at the time of ejection and when it lands.
例えば、特許文献1は、インクの吐出安定性を改善するために、インクジェット法により吐出される紫外線硬化型組成物であって、重合性化合物と、金属粉末と、チクソ性抑制剤とを含み、剪断速度1000s-1における粘度η1[mPa・s]と、1000s-1の剪断速度で剪断応力を10分間加え続けた後に、剪断速度を10s-1とした状態で測定して求められる粘度η2[mPa・s]との間で、η2-η1≦3の関係を満足することを特徴とする紫外線硬化型組成物を開示する。 For example, Patent Document 1 discloses an ultraviolet-curable composition that is ejected by an inkjet method in order to improve the ejection stability of the ink, the ultraviolet-curable composition comprising a polymerizable compound, a metal powder, and a thixotropy inhibitor, and characterized in that the viscosity η1 [mPa·s] at a shear rate of 1000 s −1 and the viscosity η2 [mPa·s] obtained by applying a shear stress at a shear rate of 1000 s −1 for 10 minutes and then measuring the viscosity at a shear rate of 10 s −1 satisfy the relationship η2-η1≦3.
インクジェット印刷や付加製造(例えば、ディスペンサでインクを積層して三次元造形物を製造する方法など)では、印刷及び造形の品質を改善したり(例えば、インクの滲みを抑制したり)、造形の速度を改善したり(例えば、一度に積層するインクの厚さを稼ぎ積層速度を早めたり)するなどのために、印刷位置に着弾したインクは粘度が高く濡れ広がらないことが好ましい。 In inkjet printing and additive manufacturing (for example, methods of producing three-dimensional objects by layering ink with a dispenser), it is preferable that the ink that lands at the printing position has high viscosity and does not wet and spread, in order to improve printing and modeling quality (for example, by suppressing ink bleeding) and modeling speed (for example, by increasing the thickness of ink layered at one time and accelerating the layering speed).
しかし、従来、特許文献1などに示されるように、吐出時のインクの粘度と着弾時のインクの粘度とを大きく異ならせることはできないので、着弾時の粘度を高くするためには吐出時の粘度も高くする必要があるが、吐出時の粘度が高いインクは吐出装置内や吐出口でのインク詰まりを生じやすい。特に、三次元造形物の製造には着弾時の粘度が10000mPa・s以上であるインクが好ましいが、これほどの粘度を有するインクを正常に吐出することは殆ど不可能である。 However, as shown in Patent Document 1 and other documents, it has traditionally been impossible to make the viscosity of ink when ejected significantly different from the viscosity of ink when it lands. Therefore, in order to increase the viscosity when it lands, it is necessary to also increase the viscosity when it is ejected. However, ink with a high viscosity when ejected is prone to clogging inside the ejection device and at the ejection ports. In particular, ink with a viscosity of 10,000 mPa·s or higher when it lands is preferable for the production of three-dimensional objects, but it is nearly impossible to properly eject ink with such a viscosity.
即ち、インクの吐出性と印刷性又は造形性(例えば、印刷品質、造形品質、又は、造形速度)とはトレードオフの関係にあった。 In other words, there was a trade-off between ink ejection performance and printability or modeling performance (e.g., print quality, modeling quality, or modeling speed).
以上を鑑み、本願発明は、吐出性を維持しつつ好適に印刷又は造形を行える光硬化性吐出用インクを提供することを目的とする。 In light of the above, the present invention aims to provide a photocurable ejection ink that can be used for printing or shaping while maintaining ejection properties.
本発明の第1の観点に係る光硬化性吐出用インクは、
ラジカル重合性化合物と、光開始剤と、チキソ剤とを含有し、
剪断速度10000s-1で測定した第1の粘度が1000mPa・s以下であり、
剪断速度10000s-1で剪断力を30秒間加え続けた後に、剪断速度を10-1s-1とした状態で測定した第2の粘度が10000mPa・s以上である、
ことを特徴とする。
The photocurable ejection ink according to a first aspect of the present invention comprises:
Contains a radical polymerizable compound, a photoinitiator, and a thixotropic agent,
The first viscosity measured at a shear rate of 10,000 s is 1,000 mPa s or less,
After applying a shear force at a shear rate of 10,000 s for 30 seconds, the second viscosity measured at a shear rate of 10 s is 10,000 mPa s or more.
It is characterized by:
以上の構成により、インクの粘度を、吐出時は低く、着弾時は高くできるので、インクの吐出性と印刷性又は造形性とを両立できる。 The above configuration allows the ink viscosity to be low when ejected and high when it lands, achieving both ink ejection performance and printability or shaping performance.
前記ラジカル重合性化合物は、アクリレートモノマーである、こととしてもよい。 The radical polymerizable compound may be an acrylate monomer.
以上の構成により、インクの粘度を、吐出時は低く、着弾時は高くできるので、インクの吐出性と印刷性又は造形性とを両立できる。 The above configuration allows the ink viscosity to be low when ejected and high when it lands, achieving both ink ejection performance and printability or shaping performance.
前記チキソ剤は、二酸化ケイ素の微粒子である、こととしてもよい。 The thixotropic agent may be fine particles of silicon dioxide.
以上の構成により、インクの粘度を、吐出時は低く、着弾時は高くできるので、インクの吐出性と印刷性又は造形性とを両立できる。 The above configuration allows the ink viscosity to be low when ejected and high when it lands, achieving both ink ejection performance and printability or shaping performance.
前記ラジカル重合性化合物の溶解度パラメーターは、10未満であり、且つ、
前記チキソ剤は、親水性の表面を有する微粒子である、
こととしてもよい。
The radical polymerizable compound has a solubility parameter of less than 10, and
The thixotropic agent is a microparticle having a hydrophilic surface.
This may also be the case.
以上の構成により、インクの粘度を、吐出時は低く、着弾時は高くできるので、インクの吐出性と印刷性又は造形性とを両立できる。 The above configuration allows the ink viscosity to be low when ejected and high when it lands, achieving both ink ejection performance and printability or shaping performance.
前記親水性の表面を有する微粒子は、表面が未処理の二酸化ケイ素の微粒子である、
こととしてもよい。
The microparticles having a hydrophilic surface are silicon dioxide microparticles whose surfaces are untreated.
This may also be the case.
以上の構成により、インクの粘度を、吐出時は低く、着弾時は高くできるので、インクの吐出性と印刷性又は造形性とを両立できる。また、表面が未処理の二酸化ケイ素の微粒子は、安価なので、経済性に優れる。 The above configuration allows the ink viscosity to be low when ejected and high when it lands, achieving both ink ejection performance and printability or shaping properties. Furthermore, silicon dioxide microparticles with untreated surfaces are inexpensive, making them highly economical.
前記ラジカル重合性化合物の溶解度パラメーターは、10以上であり、且つ、
前記チキソ剤は、疎水性の表面を有する微粒子である、
こととしてもよい。
The radical polymerizable compound has a solubility parameter of 10 or more, and
The thixotropic agent is a microparticle having a hydrophobic surface.
This may also be the case.
以上の構成により、インクの粘度を、吐出時は低く、着弾時は高くできるので、インクの吐出性と印刷性又は造形性とを両立できる。 The above configuration allows the ink viscosity to be low when ejected and high when it lands, achieving both ink ejection performance and printability or shaping performance.
本願発明によれば、インクの吐出性を維持しつつ好適に印刷又は造形を行うことができる。 The present invention allows for optimal printing or modeling while maintaining ink ejection properties.
本発明の一実施形態に係る光硬化性吐出用インクは、ラジカル重合性化合物と、光開始剤と、チキソ剤とを含有する。そして、本インクのチキソ性は、後述するように、ノズルなどの吐出口からの本インクの吐出が容易で、着弾後の本インクの濡れ広がりが抑制されるように、チキソ剤により制御されている。 A photocurable ejection ink according to one embodiment of the present invention contains a radically polymerizable compound, a photoinitiator, and a thixotropic agent. As described below, the thixotropic properties of the ink are controlled by the thixotropic agent so that the ink can be easily ejected from an ejection port such as a nozzle, and the ink is prevented from spreading after landing.
(吐出装置)
本インクは、本インクを吐出できる任意の吐出装置、特に、本インクを印刷対象物(例えば、紙などの印刷媒体、布などの原料ロール、ガラス板や木板などの建材など)に印刷するため、又は、本インクを積層して三次元造形物を形成するために、本インクを吐出する吐出装置により使用される。
(discharge device)
The present ink is used by any ejection device capable of ejecting the present ink, particularly an ejection device that ejects the present ink in order to print the present ink onto a printing target (for example, a printing medium such as paper, a raw material roll such as cloth, or a building material such as a glass plate or a wooden board), or to form a three-dimensional object by layering the present ink.
吐出装置は、本インクを吐出口から吐出飛翔させて特定の位置に着弾させることができるのであれば任意であり、例えば、インクジェット方式(例えば、コンティニュアス型、オンデマンド型(ピエゾ方式、又は、サーマル方式)など)の吐出機構(例えば、プリントヘッドなど)を備えたインクジェットプリンタでもよいし、その他の液体定量吐出方式(例えば、リードスクリュー方式、空圧方式など)の吐出機構(例えば、シリンジなど)を備えたディスペンサでもよい。 The ejection device can be any device that can eject the ink from the ejection port and land it at a specific position. For example, it can be an inkjet printer equipped with an ejection mechanism (e.g., a print head) of an inkjet type (e.g., continuous type, on-demand type (piezo type, or thermal type)), or a dispenser equipped with an ejection mechanism (e.g., a syringe) of another liquid fixed-amount ejection type (e.g., a lead screw type, pneumatic type, etc.).
吐出装置は、本インクが、それを貯蔵する貯蔵部(例えば、タンク、カートリッジなど)から吐出口に至るまでに(特に、吐出口で)詰まりを生じないように、本インクに振動、撹拌、又は圧縮などにより剪断力を付与する機構を備えることが好ましい。こうした剪断力を付与する機構としては、例えば、特開2005-212412号明細書、特開2008-149594号明細書、特開平8-216425号明細書などに記載のものが採用できる。 The ejection device preferably includes a mechanism for applying shear force to the ink by vibration, agitation, compression, or other means to prevent clogging of the ink from its storage unit (e.g., a tank, cartridge, etc.) to the ejection port (particularly at the ejection port). Examples of mechanisms for applying shear force include those described in JP-A-2005-212412, JP-A-2008-149594, and JP-A-8-216425.
(ラジカル重合性化合物)
ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合性を有する化合物であれば特に限定されないが、重合性、硬化物の耐久性、開始剤・増感剤の溶解性などの点でアクリレートが好ましい。特に、ラジカル重合性化合物としては、アクリレートモノマーが好ましい。
(Radical polymerizable compound)
The radical polymerizable compound is not particularly limited as long as it is a compound having radical polymerizability, but acrylate is preferred in terms of polymerizability, durability of the cured product, solubility of the initiator and sensitizer, etc. In particular, acrylate monomers are preferred as the radical polymerizable compound.
アクリレートとしては、フェノールEO変性アクリレート、ノニルフェノールEO変性アクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレートなどの単官能アクリレート、
ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールEO変性ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ビスフェノールA EO変性ジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートなどの二官能アクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールEO変性テトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの多官能アクリレート、が挙げられる。
Examples of the acrylate include monofunctional acrylates such as phenol EO-modified acrylate, nonylphenol EO-modified acrylate, and ethoxydiethylene glycol acrylate;
bifunctional acrylates such as hexanediol diacrylate, hexanediol EO-modified diacrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol PO-modified diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, bisphenol A EO-modified diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, and polypropylene glycol diacrylate;
Examples of the polyfunctional acrylate include trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane EO-modified triacrylate, trimethylolpropane PO-modified triacrylate, glycerin propoxy triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol EO-modified tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, and dipentaerythritol hexaacrylate.
これらのラジカル重合性化合物は、一種単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。 These radical polymerizable compounds can be used alone or in combination.
これらの中でも、得られる造形物の耐久性、剛性などの機械的特性の点で、二官能アクリレートが好ましく、PO変性ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート及びビスフェノールA EO変性ジアクリレートの組合せがより好ましい。 Among these, bifunctional acrylates are preferred in terms of the mechanical properties of the resulting molded object, such as durability and rigidity, and a combination of PO-modified neopentyl glycol PO-modified diacrylate and bisphenol A EO-modified diacrylate is more preferred.
単官能アクリレートとしては、美源スペシャリティケミカル株式会社製の、フェノールEO変性(n=2)アクリレート(商品名:Miramer M142)、フェノールEO変性(n=4)アクリレート(商品名:Miramer M144)、ノニルフェノールEO変性(n=8)アクリレート(商品名:Miramer M166)、エトキシジエチレングリコールアクリレート(商品名:Miramer M170)などを用いることができる。 Examples of monofunctional acrylates that can be used include phenol EO-modified (n=2) acrylate (trade name: Miramer M142), phenol EO-modified (n=4) acrylate (trade name: Miramer M144), nonylphenol EO-modified (n=8) acrylate (trade name: Miramer M166), and ethoxydiethylene glycol acrylate (trade name: Miramer M170), all manufactured by Bigen Specialty Chemical Co., Ltd.
二官能アクリレートとしては、美源スペシャリティケミカル株式会社製の、ヘキサンジオールジアクリレート(商品名:Miramer M200)、ヘキサンジオールEO変性ジアクリレート(商品名:Miramer M202)、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート(商品名:Miramer M210)、ネオペンチルグリコールPO変性(n=2)ジアクリレート(商品名:Miramer M216)、トリプロピレングリコールジアクリレート(商品名:Miramer M220)、ジプロピレングリコールジアクリレート(商品名:Miramer M222)、ビスフェノールA EO変性(n=4)ジアクリレート(商品名:Mirmaer M240)、ビスフェノールA EO変性(n=10)ジアクリレート(商品名:Miramer M2100)、ポリエチレングリコール(分子量400)ジアクリレート(略式名:PEG400DA、商品名:Miramer M280)、ポリエチレングリコール(分子量300)ジアクリレート(略式名:PEG300DA、商品名:Miramer M284)、ポリプロピレングリコールジアクリレート(商品名:Miramer M2040)などを用いることができる。 Bifunctional acrylates include hexanediol diacrylate (trade name: Miramer M200), hexanediol EO-modified diacrylate (trade name: Miramer M202), hydroxypivalic acid neopentyl glycol diacrylate (trade name: Miramer M210), neopentyl glycol PO-modified (n=2) diacrylate (trade name: Miramer M216), tripropylene glycol diacrylate (trade name: Miramer M220), dipropylene glycol diacrylate (trade name: Miramer M222), bisphenol A EO-modified (n=4) diacrylate (trade name: Miramer M240), and bisphenol A EO-modified (n=10) diacrylate (trade name: Miramer M240), all manufactured by Bigen Specialty Chemical Co., Ltd. Examples of materials that can be used include polyethylene glycol (molecular weight 400) diacrylate (abbreviated name: PEG400DA, trade name: Miramer M280), polyethylene glycol (molecular weight 300) diacrylate (abbreviated name: PEG300DA, trade name: Miramer M284), and polypropylene glycol diacrylate (trade name: Miramer M2040).
多官能アクリレートとしては、美源スペシャリティケミカル株式会社製の、トリメチロールプロパントリアクリレート(商品名:Miramer M300)、トリメチロールプロパンEO変性(n=3)トリアクリレート(商品名:Miramer M3130)、トリメチロールプロパンEO変性(n=6)トリアクリレート(商品名:Miramer M3160)、トリメチロールプロパンEO変性(n=9)トリアクリレート(商品名:Miramer M3190)、トリメチロールプロパンPO変性(n=3)トリアクリレート(商品名:Miramer M360)、グリセリンプロポキシトリアクリレート(商品名:Miramer M320)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名:Miramer M340)、ペンタエリスリトールEO変性テトラアクリレート(商品名:Miramer M4004)、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(商品名:Miramer M410)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(商品名:Miramer M600)などを用いることができる。 Examples of polyfunctional acrylates include trimethylolpropane triacrylate (trade name: Miramer M300), trimethylolpropane EO-modified (n=3) triacrylate (trade name: Miramer M3130), trimethylolpropane EO-modified (n=6) triacrylate (trade name: Miramer M3160), trimethylolpropane EO-modified (n=9) triacrylate (trade name: Miramer M3190), trimethylolpropane PO-modified (n=3) triacrylate (trade name: Miramer M360), glycerin propoxy triacrylate (trade name: Miramer M320), pentaerythritol triacrylate (trade name: Miramer M340), and pentaerythritol EO-modified tetraacrylate (trade name: Miramer M360), all manufactured by Bigen Specialty Chemical Co., Ltd. Examples of suitable acrylates include ditrimethylolpropane tetraacrylate (trade name: Miramer M4004), ditrimethylolpropane tetraacrylate (trade name: Miramer M410), and dipentaerythritol hexaacrylate (trade name: Miramer M600).
本インク中のラジカル重合性化合物の含有量は特に限定されないが、70~99質量%であると好ましく、75~90質量%であるとより好ましく、80~85質量%であると特に好ましい。 The content of the radical polymerizable compound in the ink is not particularly limited, but is preferably 70 to 99% by mass, more preferably 75 to 90% by mass, and particularly preferably 80 to 85% by mass.
(光開始剤・増感剤)
光開始剤は、特定の波長の光(例えば、紫外線)が照射されることによって、ラジカルを生じ、ラジカル重合性化合物を硬化するものであれば特に限定されない。
(Photoinitiator/sensitizer)
The photoinitiator is not particularly limited as long as it generates radicals and cures the radical polymerizable compound when irradiated with light of a specific wavelength (for example, ultraviolet light).
例えば、開始剤として、アミノアルキルフェノン系開始剤、ホスフィンオキサイド系開始剤などが挙げられる。開始剤は、一種単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。 Examples of initiators include aminoalkylphenone initiators and phosphine oxide initiators. Initiators can be used alone or in combination.
アミノアルキルフェノン系開始剤の中でも、α-アミノアルキルフェノン系開始剤が好ましく、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-4’-モルフォリノブチロフェノンがより好ましい。 Among aminoalkylphenone initiators, α-aminoalkylphenone initiators are preferred, with 2-benzyl-2-(dimethylamino)-4'-morpholinobutyrophenone being more preferred.
アミノアルキルフェノン系開始剤は、例えば、IGMレジンズ社製の、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン(商品名:Omnirad907(BASF社旧商品名:Irgacure907))、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-4’-モルフォリノブチロフェノン(商品名:Omnirad369(BASF社旧商品名:Irgacure369))、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(商品名:Omnirad379EG(BASF社旧商品名:Irgacure379EG))、などを用いることができる。 Examples of aminoalkylphenone initiators that can be used include 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one (trade name: Omnirad 907 (formerly BASF's trade name: Irgacure 907)), 2-benzyl-2-(dimethylamino)-4'-morpholinobutyrophenone (trade name: Omnirad 369 (formerly BASF's trade name: Irgacure 369)), and 2-dimethylamino-2-(4-methylbenzyl)-1-(4-morpholin-4-yl-phenyl)butan-1-one (trade name: Omnirad 379EG (formerly BASF's trade name: Irgacure 379EG)), all manufactured by IGM Resins.
ホスフィンオキサイド系開始剤は、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤であると好ましく、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シド及びビズ(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキシドがより好ましい。 The phosphine oxide initiator is preferably an acylphosphine oxide photopolymerization initiator, with 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide being more preferred.
ホスフィンオキサイド系開始剤は、例えば、IGMレジンズ社製の、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シド(商品名:Omnirad TPO H(BASF社旧商品名:Irgacure TPO))、ビズ(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキシド(商品名:Omnirad819(BASF社旧商品名:Irgacure819))、を用いることができる。 Examples of phosphine oxide initiators that can be used include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H (formerly BASF's trade name: Irgacure TPO)) and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide (trade name: Omnirad 819 (formerly BASF's trade name: Irgacure 819)), both manufactured by IGM Resins.
また、開始剤に加えて、増感剤を、本インクに配合してもよい。増感剤は、開始剤に光感性を有さない波長領域に感光性を与えたり、開始剤の光感度を増大させる。 In addition to the initiator, a sensitizer may also be blended into the ink. The sensitizer imparts photosensitivity to wavelength regions to which the initiator is not photosensitive, or increases the photosensitivity of the initiator.
例えば、増感剤として、チオキサントン系増感剤、2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサンテン-9-オンなどが挙げられる。増感剤は、一種単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。 For example, sensitizers include thioxanthone-based sensitizers, 2-isopropylthioxanthone, and 2,4-diethylthioxanthen-9-one. Sensitizers can be used alone or in combination.
チオキサントン系増感剤としては、チオキサントン、2,4-ジエチル-9H-チオキサンテン-9-オン、2-イソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。 Examples of thioxanthone sensitizers include thioxanthone, 2,4-diethyl-9H-thioxanthen-9-one, and 2-isopropylthioxanthone.
チオキサントン系増感剤は、例えば、東京化成工業株式会社製のチオキサントン、和光純薬株式会社製の2,4-ジエチル-9H-チオキサンテン-9-オン、東京化成工業株式会社製の2-イソプロピルチオキサントンを用いることができる。 Examples of thioxanthone-based sensitizers that can be used include thioxanthone manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 2,4-diethyl-9H-thioxanthen-9-one manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and 2-isopropylthioxanthone manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
インクに配合する開始剤・増感剤として、アミノアルキルフェノン系開始剤とチオキサントン系増感剤のみを用いたり、ホスフィンオキサイド系開始剤とチオキサントン系増感剤のみを用いたりすると、それぞれの開始剤の溶解量に限界があり開始剤の量が不十分となり、インクの内部硬化が不十分となるかもしれない。しかし、アミノアルキルフェノン系開始剤とホスフィンオキサイド系開始剤とチオキサントン系増感剤を組み合わせてインクに用いると、インクに溶解している開始剤の総和量を増やすことができ、インクを透過しやすい波長の光(例えば波長405nmの光)で、硬化に十分な量のラジカルを発生する開始剤を、硬化に十分な量、含有させることでインクの内部硬化性を向上させることができる。 If only aminoalkylphenone initiators and thioxanthone sensitizers, or only phosphine oxide initiators and thioxanthone sensitizers, are used as initiators and sensitizers in the ink, there is a limit to the amount of each initiator that can be dissolved, which may result in an insufficient amount of initiator and insufficient internal curing of the ink. However, if an aminoalkylphenone initiator, a phosphine oxide initiator, and a thioxanthone sensitizer are used in combination in the ink, the total amount of initiator dissolved in the ink can be increased, and by incorporating a sufficient amount of initiator that generates a sufficient amount of radicals for curing when exposed to light with a wavelength that easily penetrates the ink (for example, light with a wavelength of 405 nm), the internal curing of the ink can be improved.
本インク中の開始剤及び増感剤の総含有量は特に限定されないが、1質量%~25質量%が好ましく、5質量%~20質量%が好ましく、10質量%~15質量%が特に好ましい。硬化剤の含有率がこの範囲にあると、ラジカル重合性化合物の反応性の点で好ましい。 The total content of initiator and sensitizer in the ink is not particularly limited, but is preferably 1% to 25% by mass, more preferably 5% to 20% by mass, and particularly preferably 10% to 15% by mass. A curing agent content within this range is preferable in terms of the reactivity of the radical polymerizable compound.
(チキソ剤)
チキソ剤は、本インクに所望のチキソ性を付与する化合物であれば特に限定されないが、ラジカル重合性化合物(特に、アクリレートモノマー)との相性の点で二酸化ケイ素の微粒子が好ましい。
(thixotropic agent)
The thixotropic agent is not particularly limited as long as it is a compound that imparts the desired thixotropy to the ink, but fine particles of silicon dioxide are preferred in terms of compatibility with radical polymerizable compounds (especially acrylate monomers).
こうした二酸化ケイ素の微粒子としては、親水性ヒュームドシリカ、疎水性ヒュームドシリカなどのヒュームドシリカ、メソポーラスシリカなどのシリカ、アルミナなどが挙げられる。 Such silicon dioxide fine particles include fumed silica such as hydrophilic fumed silica and hydrophobic fumed silica, silica such as mesoporous silica, and alumina.
また、チキソ剤が微粒子からなる場合、その表面の親和性は、ラジカル重合性化合物のヒルデブラントの溶解パラメータ(SP値)に基づいて、適切に選択されることが望ましい。ラジカル重合性化合物又はその混合物のSP値は、従来法に従って計算できる。 Furthermore, when the thixotropic agent is composed of fine particles, it is desirable to appropriately select the surface affinity based on the Hildebrand solubility parameter (SP value) of the radical polymerizable compound. The SP value of the radical polymerizable compound or a mixture thereof can be calculated according to conventional methods.
ラジカル重合性化合物のSP値が約10未満である場合(例えば、9.5以下、9以下である場合)、チキソ剤は親水性の表面を有する微粒子であることが好ましい。例えば、こうした微粒子としては、親水性ヒュームドシリカが挙げられる。親水性ヒュームドシリカとしては、アエロジル株式会社製のアエロジルA255、アエロジルA300、アエロジルA380などを用いることができる。また、親水性の表面を有する微粒子として、表面が未処理の二酸化ケイ素の微粒子を用いることもできる。 When the SP value of the radical polymerizable compound is less than approximately 10 (e.g., 9.5 or less, 9 or less), the thixotropic agent is preferably a fine particle with a hydrophilic surface. For example, such a fine particle can be hydrophilic fumed silica. Examples of hydrophilic fumed silica that can be used include Aerosil A255, Aerosil A300, and Aerosil A380 manufactured by Aerosil Co., Ltd. Furthermore, silicon dioxide fine particles with untreated surfaces can also be used as fine particles with a hydrophilic surface.
ラジカル重合性化合物のSP値が約10以上である場合(例えば、10.5以上、11以上である場合)、チキソ剤は疎水性の表面を有する微粒子であることが好ましい。例えば、こうした微粒子としては、疎水性ヒュームドシリカが挙げられる。疎水性ヒュームドシリカとしては、アエロジル株式会社製のアエロジルR972、アエロジルR974、アエロジルR104などを用いることができる。 When the SP value of the radical polymerizable compound is approximately 10 or higher (e.g., 10.5 or higher, 11 or higher), the thixotropic agent is preferably a fine particle with a hydrophobic surface. For example, such a fine particle may be hydrophobic fumed silica. Examples of hydrophobic fumed silica that can be used include Aerosil R972, Aerosil R974, and Aerosil R104 manufactured by Aerosil Co., Ltd.
チキソ剤が微粒子である場合、その粒径は、チキソ性を本インクに付与し且つ吐出可能であれば任意だが、レーザー回折法に従い測定し、D50が0.1~0.5μmであることが好ましい。例えば、このD50は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置LA960(HORIBA製)により測定できる。 When the thixotropic agent is in the form of fine particles, the particle size can be any size as long as it can impart thixotropy to the ink and enable ejection, but it is preferable that the D50 measured by laser diffraction method is 0.1 to 0.5 μm. For example, this D50 can be measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer LA960 (manufactured by HORIBA).
本インク中のチキソ剤の含有量は特に限定されないが、親水性の表面を有する微粒子からなるチキソ剤の含有量は、2~12質量%、特に、4~8質量%であることが好ましく、疎水性の表面を有する微粒子からなるチキソ剤の含有量は、4~16質量%、特に、6~12質量%であることが好ましい。 The amount of thixotropic agent contained in the ink is not particularly limited, but the amount of thixotropic agent consisting of fine particles with hydrophilic surfaces is preferably 2 to 12% by mass, and more preferably 4 to 8% by mass, and the amount of thixotropic agent consisting of fine particles with hydrophobic surfaces is preferably 4 to 16% by mass, and more preferably 6 to 12% by mass.
(チキソ性)
本インクのチキソ性は、上述のチキソ剤により、ノズルなどの吐出口からの本インクの吐出が容易で、着弾後の本インクの濡れ広がりが抑制されるように、制御されている。
(thixotropy)
The thixotropy of the ink is controlled by the thixotropic agent described above so that the ink can be easily ejected from an ejection port such as a nozzle and the ink is prevented from spreading after landing.
特に、本インクのチキソ性は、剪断速度10000s-1で測定した本インクの粘度を第1の粘度、剪断速度10000s-1で剪断力を30秒分間加え続けた後に、剪断速度を10-1s-1とした状態で測定した本インクの粘度を第2の粘度としたときに、第2の粘度が第1の粘度よりも高くなるように調節されることが好ましい。 In particular, the thixotropy of the ink is preferably adjusted so that, when the viscosity of the ink measured at a shear rate of 10,000 s −1 is defined as a first viscosity and the viscosity of the ink measured at a shear rate of 10 −1 s −1 after applying a shear force continuously at a shear rate of 10,000 s −1 for 30 seconds is defined as a second viscosity, the second viscosity is higher than the first viscosity.
第1の粘度は、1000mPa・s以下、500mPa・s以下、又は100mPa・s以下であることが好ましい。 The first viscosity is preferably 1000 mPa·s or less, 500 mPa·s or less, or 100 mPa·s or less.
第2の粘度は、10000mPa・s以上、50000mPa・s以上、又は100000mPa・s以上であることが好ましい。 The second viscosity is preferably 10,000 mPa·s or more, 50,000 mPa·s or more, or 100,000 mPa·s or more.
本インクの粘度の回復時間は、本インクが着弾してから光照射により硬化されるまでの時間より短いことが好ましい。例えば、回復時間は、10秒以下、5秒以下、又は2秒以下であることが好ましい。回復時間が短時間であるほど、本インクが光照射前に濡れ広がることを抑制できる。これにより、インクの滲みの発生や三次元造形物の造形不良をさらに抑制できる。 The viscosity recovery time of the ink is preferably shorter than the time it takes for the ink to harden upon light irradiation after landing. For example, the recovery time is preferably 10 seconds or less, 5 seconds or less, or 2 seconds or less. The shorter the recovery time, the more the ink can be prevented from wetting and spreading before light irradiation. This further reduces ink bleeding and defects in the formation of three-dimensional objects.
なお、インクの粘度の測定は、温度25℃で、剪断速度10-1(1/s)と剪断速度104(1/s)における十分に時間が経過して安定した後の粘度(mPa・s)を測定した。粘度の測定には、レオメータ(アントンパール(Anton Paar)社製、商品名:MCR302)などを用いることができる。また、インクの粘度の回復時間は、粘度(mPa・s)を経時的に測定しながら、温度25℃で、インクを10秒間低剪断速度(10-1(1/s))で剪断し、その後、急激に剪断速度を高剪断速度(104(1/s))まで上昇させて30秒間剪断し、その後、剪断速度を低剪断速度まで下げ、インクの粘度がこの後に最初の低剪断速度での粘度の80%に回復するまでの時間を測定した。粘度回復時間の測定には、レオメータ(アントンパール(Anton Paar)社製、商品名:MCR302)などを用いることができる。 The viscosity of the ink was measured at a temperature of 25°C, at a shear rate of 10 -1 (1/s) and a shear rate of 10 4 (1/s), after a sufficient amount of time had passed and the viscosity (mPa·s) had stabilized. A rheometer (trade name: MCR302, manufactured by Anton Paar) or the like can be used to measure the viscosity. The viscosity recovery time of the ink was measured by shearing the ink at a low shear rate (10 -1 (1/s)) for 10 seconds at a temperature of 25°C while measuring the viscosity (mPa·s) over time, then rapidly increasing the shear rate to a high shear rate (10 4 (1/s)) and shearing for 30 seconds, and then decreasing the shear rate to the low shear rate, and measuring the time it took for the ink viscosity to recover to 80% of the viscosity at the initial low shear rate. The viscosity recovery time can be measured using a rheometer (trade name: MCR302, manufactured by Anton Paar) or the like.
(他の成分)
本インクは、本発明を損なわない範囲で、他の成分を含有することができる。他の成分としては、フィラー、色材、分散剤、開始助剤、可塑剤、界面活性剤、表面調整剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、電荷付与剤、殺菌剤、防腐剤、防臭剤、電荷調整剤、湿潤剤、皮はり防止剤、香料、顔料誘導体、溶剤などが挙げられる。なお、これらの成分の中には本インクのチキソ性に若干の影響をあたえるかもしれないが、そうした影響は、上述のチキソ剤の含有量を適宜調節することで相殺できる。
(Other ingredients)
The ink may contain other components within the scope of the present invention. Examples of other components include fillers, colorants, dispersants, initiators, plasticizers, surfactants, surface conditioners, leveling agents, antifoaming agents, antioxidants, charge-imparting agents, bactericides, preservatives, deodorizers, charge control agents, wetting agents, antiskinning agents, fragrances, pigment derivatives, and solvents. Some of these components may have a slight effect on the thixotropy of the ink, but such effects can be offset by appropriately adjusting the content of the thixotropic agent described above.
フィラーとしては、酸化チタン、酸化亜鉛(ZnO)、二酸化亜鉛(ZnO2)、三酸化アンチモン、酸化インジウムスズ、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどが挙げられる。 Examples of the filler include titanium oxide, zinc oxide (ZnO), zinc dioxide (ZnO 2 ), antimony trioxide, indium tin oxide, aluminum oxide, and barium titanate.
色材としては、公知の染料及び顔料を用いることができる。顔料としては、無機顔料や有機顔料が挙げられる。 Known dyes and pigments can be used as colorants. Pigments include inorganic and organic pigments.
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリポン、酸化鉄、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブデートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、マイカなどが挙げられる。 Examples of inorganic pigments include titanium oxide, zinc oxide, zinc oxide, tripon, iron oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, kaolinite, montmorillonite, talc, barium sulfate, calcium carbonate, cadmium red, red iron oxide, molybdenum red, chrome vermilion, molybdate orange, yellow lead, chrome yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, titanium yellow, chromium oxide, pyridian, cobalt green, titanium cobalt green, cobalt chrome green, ultramarine blue, Prussian blue, cobalt blue, cerulean blue, manganese violet, cobalt violet, and mica.
有機顔料としては、例えば、アゾ系、アゾメチン系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリン系、イソインドリノン系、カーボンブラックなどが挙げられる。 Examples of organic pigments include azo pigments, azomethines, polyazo pigments, phthalocyanines, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, quinophthalone pigments, benzimidazolone pigments, isoindolines, isoindolinone pigments, and carbon black.
本インクをシアンインクとする場合には、色材として、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15:3、15:4、15:34、16、22、60などを配合することができる。 When using this ink as a cyan ink, C.I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15:3, 15:4, 15:34, 16, 22, 60, etc. can be blended as colorants.
本インクをマゼンタインクとする場合には、色材として、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112,122,123,168,184、202、209、C.I.ピグメントバイオレット19などを配合することができる。 When using this ink as a magenta ink, colorants such as C.I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 112, 122, 123, 168, 184, 202, 209, and C.I. Pigment Violet 19 can be blended.
本インクをイエローインクとする場合には、色材として、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14C、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、130、138、150、151、154、155、180、185などを配合することができる。 When this ink is used as a yellow ink, C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14C, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 109, 110, 114, 120, 128, 129, 130, 138, 150, 151, 154, 155, 180, 185, etc. can be blended as colorants.
本インクをブラックインクとする場合には、三菱化学社製のHCF、MCF、RCF、LFF、SCF、キャボット社製のモナーク、リーガル、デグサ・ヒュルス社製のカラーブラック、スペシャルブラック、プリンテックス、東海カーボン社製のトーカブラック、コロンビア社製のラヴェンなどを配合することができる。 When using this ink as a black ink, it can be blended with HCF, MCF, RCF, LFF, SCF manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Monarch and Regal manufactured by Cabot Corporation, Color Black, Special Black, and Printex manufactured by Degussa-Huls, Toka Black manufactured by Tokai Carbon, and Raven manufactured by Columbia.
光インク中の色材の含有量は、特に限定されないが、色材を用いる場合には、本インク中1~20質量%であると好ましく、1~10質量%であるとより好ましい。 The content of colorant in the optical ink is not particularly limited, but if a colorant is used, it is preferably 1 to 20% by mass, and more preferably 1 to 10% by mass in the ink.
色材として顔料を用いる場合には、顔料を分散させるため、本インクに分散剤を含有させることができる。 When a pigment is used as the colorant, the ink may contain a dispersant to disperse the pigment.
分散剤としては、低分子系分散剤や高分子系分散剤が挙げられ、より具体的には、ノニオン系、カチオン系、アニオン系界面活性剤、ポリエステル系高分子分散剤、アクリル系高分子分散剤、ポリウレタン系高分子分散剤などが挙げられる。 Dispersants include low-molecular-weight dispersants and polymer-based dispersants, and more specifically, nonionic, cationic, and anionic surfactants, polyester-based polymer dispersants, acrylic-based polymer dispersants, and polyurethane-based polymer dispersants.
本インクは、その製造法によっては限定されないが、例えば、各種開始剤、ラジカル重合性化合物、必要により加えるその他の成分を混合し、攪拌することにより調製することができる。 The ink can be prepared by any method, including, but not limited to, mixing and stirring various initiators, radical polymerizable compounds, and other components as needed.
混合機としては、リードスクリュータイプのフィーダー、スリーワンモーター、マグネチックスターラー、ディスパー、ホモジナイザー、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、攪拌槽型ミルなどの媒体攪拌ミル、ビーズミル、高圧噴射ミル、ディスパーなどが挙げられる。 Mixers include lead screw type feeders, three-one motors, magnetic stirrers, dispersers, homogenizers, ball mills, centrifugal mills, container-driven media mills such as planetary ball mills, high-speed rotating mills such as sand mills, media-agitated mills such as stirred tank mills, bead mills, high-pressure injection mills, dispersers, etc.
(本インクの効果)
従来、インクジェット印刷や付加製造(例えば、ディスペンサでインクを積層して三次元造形物を製造する方法など)では、印刷及び造形の品質を改善したり(例えば、インクの滲みを抑制したり)、造形の速度を改善したり(例えば、一度に積層するインクの厚さを稼ぎ積層速度を早めたり)するなどのために、印刷位置に着弾したインクは粘度が高く濡れ広がらないことが好ましいが、こうした高粘度のインクは、インク詰まりを生じやすく、粘度によっては、吐出すること自体不可能であった。即ち、インクの吐出性と印刷性又は造形性とはトレードオフの関係にあった。
(Effects of this ink)
Conventionally, in inkjet printing and additive manufacturing (for example, a method of manufacturing a three-dimensional object by layering ink with a dispenser), it is preferable that the ink that lands at the printing position has high viscosity and does not wet and spread in order to improve the quality of printing and modeling (for example, by suppressing ink bleeding) and the speed of modeling (for example, by increasing the thickness of ink layered at one time and increasing the layering speed), but such high-viscosity ink is prone to ink clogging, and depending on the viscosity, it has even been impossible to eject it. In other words, there has been a trade-off between the ejectability of the ink and the printability or modeling ability.
しかし、本願発明によれば、インクのチキソ性が好適に調節されており、インクに高剪断力が付加される吐出時は吐出可能な程度に粘度が低く、インクに剪断力が付加されない(又は極低剪断力のみが付加される)着弾時はインクが殆ど濡れ広がらない程度に粘度が高いため、インクの吐出性と印刷性又は造形性とを両立できる。このため、本インクによれば、吐出性を維持しつつ、好適に印刷又は造形を行うことができる。 However, according to the present invention, the thixotropy of the ink is suitably adjusted, so that when the ink is ejected and high shear force is applied, the viscosity is low enough to allow ejection, and when the ink is landed and no shear force is applied (or only extremely low shear force is applied), the viscosity is high enough that the ink barely spreads. This allows for both ink ejection properties and printability or modeling properties. Therefore, this ink allows for suitable printing or modeling while maintaining ejection properties.
(実施例)
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。各種インク試料の性能試験については、以下の方法で行った。
(Example)
The present invention will be described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples. Performance tests of various ink samples were carried out in the following manner.
(チキソ性試験)
(1-1)粘度/剪断速度
レオメータ(アントンパール(Anton Paar)社製、商品名:MCR302)を用いて、温度25℃で、剪断速度10-1(1/s)と剪断速度104(1/s)における十分に時間が経過して安定した後の粘度(mPa・s)を測定した。
(1-2)回復時間
レオメータ(アントンパール(Anton Paar)社製、商品名:MCR302)を用いて、粘度(mPa・s)を経時的に測定しながら、温度25℃で、インクを10秒間低剪断速度(10-1(1/s))で剪断し、その後、急激に剪断速度を高剪断速度(104(1/s))まで上昇させて30秒間剪断し、その後、剪断速度を低剪断速度まで下げ、インクの粘度がこの後に最初の低剪断速度での粘度の80%に回復するまでの時間を測定した。
(Thixotropy test)
(1-1) Viscosity/shear rate Using a rheometer (trade name: MCR302, manufactured by Anton Paar), the viscosity (mPa·s) was measured at a temperature of 25°C at a shear rate of 10 −1 (1/s) and a shear rate of 10 4 (1/s) after sufficient time had passed and the viscosity had stabilized.
(1-2) Recovery Time Using a rheometer (trade name: MCR302, manufactured by Anton Paar), the ink was sheared at a low shear rate (10 −1 (1/s)) for 10 seconds at a temperature of 25°C while measuring the viscosity (mPa·s) over time. The shear rate was then suddenly increased to a high shear rate (10 4 (1/s)) and sheared for 30 seconds, and then the shear rate was decreased to a low shear rate. The time until the viscosity of the ink recovered to 80% of the viscosity at the initial low shear rate was measured.
(実施例1)
アミノアルキルフェノン系開始剤として2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-4’-モルフォリノブチロフェノン(BASF社製、商品名:イルガキュア369)1.5部、ホスフィンオキサイド系開始剤として、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シド(BASF社製、商品名:TPO)1.5部及びビズ(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキシド(IGMレジンズ社製、商品名:Omnirad819)2.5部、チオキサントン系増感剤として2,4-ジエチルチオキサンテン-9-オン(ラムソン(LAMBSON)社製、商品名:DETX)1.0部、アミン系開始助剤として官能化アミン共同剤(DSM社製、商品名:AgiSyn008)2.0部、ラジカル重合性化合物として、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート(略式名:NPG(PO)2DA)(美源スペシャリティケミカル株式会社製、商品名:Miramer M216、略式名:PONPGDA M216、粘度30mPa・s(25℃)、酸価0.3mgKOH/g、水酸基価20mgKOH/g、分子量328、屈折率1.447)52.93部及びビスフェノールA EO変性(n=10)ジアクリレート(美源スペシャリティケミカル株式会社製、商品名:Miramer M2100、略式名:BPE10A M2100、粘度700mPa・s(25℃)、酸価0.2mgKOH/g、水酸基価20mgKOH/g、分子量770、屈折率1.516)30.0部、チキソ剤として、ヒュームドシリカ(表面未処理シリカ、evonik社製、商品名:アエロジル A300)5.0部、表面調製剤として、完全架橋型シリコーンポリエーテルアクリレート(エボニク リソース エフィシエンシイ社(Evonik Resource Efficiency GmbH)製、商品名:TEGO RAD2100、短鎖シロキサン骨格/長鎖有機変性高架橋型添加剤)0.07部、を添加、混合して、インクE1を得た。
Example 1
1.5 parts of 2-benzyl-2-(dimethylamino)-4'-morpholinobutyrophenone (manufactured by BASF, trade name: Irgacure 369) as an aminoalkylphenone initiator, 1.5 parts of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (manufactured by BASF, trade name: TPO) and 1.5 parts of bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide (manufactured by IGM Resins, trade name: Omnir) as phosphine oxide initiators, ad819) 2.5 parts, 2,4-diethylthioxanthen-9-one (manufactured by LAMBSON, trade name: DETX) 1.0 part as a thioxanthone-based sensitizer, functionalized amine coagent (manufactured by DSM, trade name: AgiSyn008) 2.0 parts as an amine-based initiator aid, neopentyl glycol PO-modified diacrylate (abbreviation name: NPG(PO)2DA) (manufactured by Bigen Specialty Chemical Co., Ltd., trade name: Miramer) as a radical polymerizable compound, M216, abbreviated name: PONPGDA M216, viscosity 30 mPa·s (25°C), acid value 0.3 mgKOH/g, hydroxyl value 20 mgKOH/g, molecular weight 328, refractive index 1.447) 52.93 parts, and bisphenol A EO-modified (n = 10) diacrylate (manufactured by Bigen Specialty Chemical Co., Ltd., trade name: Miramer M2100, abbreviated name: BPE10A M2100, viscosity 700 mPa·s (25°C), acid value 0.2 mgKOH/g, hydroxyl value 20 mgKOH/g, molecular weight 770, refractive index 1.516) 30.0 parts, and fumed silica (surface-untreated silica, manufactured by evonik, trade name: Aerosil) as a thixotropic agent. A300), and 0.07 parts of a fully crosslinked silicone polyether acrylate (manufactured by Evonik Resource Efficiency GmbH, trade name: TEGO RAD2100, short-chain siloxane skeleton/long-chain organically modified highly crosslinked additive) as a surface conditioner were added and mixed to obtain Ink E1.
(実施例2)
開始剤として、ホスフィンオキサイド系開始剤の、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シド8.0部と、2,4-ジエチルチオキサンテン-9-オン2.0部のみを用い、ラジカル重合性化合物としては、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート74.9部のみを用い、チキソ剤の含量を15.00部、表面調整剤の含量を0.10部とした他は実施例1と同様にしてインクE2を得た。
Example 2
Ink E2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that only 8.0 parts of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide and 2.0 parts of 2,4-diethylthioxanthen-9-one, which are phosphine oxide initiators, were used as the initiators, 74.9 parts of neopentyl glycol PO-modified diacrylate was used as the radical polymerizable compound, the content of the thixotropic agent was 15.00 parts, and the content of the surface conditioner was 0.10 parts.
(実施例3)
チオキサントン系増感剤の含量を2.0部とし、ラジカル重合性化合物としては、フェノキシエチルアクリレート(MIWON社製、商品名:Miramer M140)100部及びペンタエリスリトールトリアクリレート(MIWON社製、商品名:Miramer M340)10.0部のみを用い、チキソ剤として、ヒュームドシリカ(表面処理シリカ、evonik社製、商品名:アエロジル R974)8.0部とした他は実施例1と同様にしてインクE3を得た。
Example 3
[0111] Ink E3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the content of the thioxanthone sensitizer was changed to 2.0 parts, 100 parts of phenoxyethyl acrylate (manufactured by MIWON Corporation, trade name: Miramer M140) and 10.0 parts of pentaerythritol triacrylate (manufactured by MIWON Corporation, trade name: Miramer M340) were used as the radical polymerizable compounds, and 8.0 parts of fumed silica (surface-treated silica, manufactured by evonik GmbH, trade name: Aerosil R974) was used as the thixotropic agent.
(比較例1)
フェノキシエチルアクリレートの含量を108部とし、チキソ剤を添加しなかった他は実施例3と同様にしてインクCE1を得た。
(Comparative Example 1)
Ink CE1 was obtained in the same manner as in Example 3, except that the content of phenoxyethyl acrylate was 108 parts and no thixotropic agent was added.
(比較例2)
フェノキシエチルアクリレートの含量を68.93とし、チキソ剤として、ヒュームドシリカ(表面未処理シリカ、evonik社製、商品名:アエロジル A300)8.0部を用いた他は実施例3と同様にしてインクCE2を得た。
(Comparative Example 2)
Ink CE2 was obtained in the same manner as in Example 3, except that the content of phenoxyethyl acrylate was 68.93 parts and 8.0 parts of fumed silica (surface-untreated silica, manufactured by Evonik, trade name: Aerosil A300) was used as the thixotropic agent.
得られたインクE1、E2、E3、CE1、CE2の剪断速度1(1/s)及び1000(1/s)に対する粘度の測定結果を表1に示す。なお、インクE1及びE2中のアクリレートのSP値の計算値は10未満であり、インクE3、CE1、及びCE2中のアクリレートのSP値の計算値は10以上である。表1から、インクE1、E2、E3について、剪断速度が低い時は粘度が105mPa・s程度であったものが、剪断速度が上昇すると粘度が低下し、数百mPa・s程度まで低下しており、これらのインクE1、E2、E3がチキソ性を示していることがわかる。また、インクE3がチキソ性を示すものの、インクCE1、CE2がこうしたチキソ性を示さないことから、ラジカル重合性化合物の溶解度パラメーターが10以上の場合、チキソ剤は疎水性表面を有する必要があると考えられる。 Table 1 shows the viscosity measurements of the resulting inks E1, E2, E3, CE1, and CE2 at shear rates of 1 (1/s) and 1000 (1/s). The calculated SP values of the acrylates in inks E1 and E2 were less than 10, while the calculated SP values of the acrylates in inks E3, CE1, and CE2 were 10 or greater. Table 1 reveals that inks E1, E2, and E3 exhibit thixotropy, with a viscosity of approximately 105 mPa·s at low shear rates, but decreasing to several hundred mPa·s as the shear rate increased. Furthermore, while ink E3 exhibits thixotropy, inks CE1 and CE2 do not. This suggests that when the solubility parameter of the radical polymerizable compound is 10 or greater, the thixotropic agent must have a hydrophobic surface.
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。 The present invention allows for various embodiments and modifications without departing from the broad spirit and scope of the present invention. Furthermore, the above-described embodiments are intended to explain the present invention and do not limit the scope of the present invention. In other words, the scope of the present invention is defined by the claims, not the embodiments. Various modifications made within the scope of the claims and within the meaning of the equivalent inventions are considered to be within the scope of the present invention.
Claims (4)
前記ラジカル重合性化合物の溶解度パラメーターが10未満である場合、前記チキソ剤は親水性の表面を有する微粒子であり、
前記ラジカル重合性化合物の溶解度パラメーターが10以上である場合、前記チキソ剤は疎水性の表面を有する微粒子であり、
前記インクを剪断速度10000s-1で測定した第1の粘度が1000mPa・s以下であり、
前記インクに剪断速度10000s-1で剪断力を30秒間加え続けた後に、剪断速度を10-1s-1とした状態で測定した第2の粘度が10000mPa・s以上であり、
前記インクを、25℃の温度で、10秒間剪断速度10-1s-1で剪断し、その後、剪断速度を10000s-1まで上昇させて30秒間剪断し、その後、剪断速度を10-1s-1まで再び下げ、前記インクの粘度がこの後に最初に剪断速度10-1s-1で剪断したときの粘度の80%に回復するまでの時間が10秒以下である、
光硬化性吐出用インク。 A photocurable ejection ink containing a radical polymerizable compound, a photoinitiator, and a thixotropic agent,
When the solubility parameter of the radical polymerizable compound is less than 10, the thixotropic agent is a fine particle having a hydrophilic surface,
when the solubility parameter of the radical polymerizable compound is 10 or more, the thixotropic agent is a fine particle having a hydrophobic surface;
the ink has a first viscosity of 1000 mPa s or less when measured at a shear rate of 10000 s ;
a second viscosity measured after applying a shear force to the ink at a shear rate of 10,000 s for 30 seconds and then reducing the shear rate to 10 s is 10,000 mPa s or more;
The ink is sheared at a shear rate of 10 −1 s −1 for 10 seconds at a temperature of 25° C., then the shear rate is increased to 10,000 s −1 and sheared for 30 seconds, and then the shear rate is reduced again to 10 −1 s −1 , and the viscosity of the ink subsequently recovers to 80% of the viscosity when initially sheared at a shear rate of 10 −1 s −1 in 10 seconds or less.
Photocurable ejection ink.
前記チキソ剤は、前記親水性の表面を有する微粒子であり、
前記親水性の表面を有する微粒子は、表面が未処理の二酸化ケイ素の微粒子である、
請求項1に記載のインク。 the solubility parameter of the radical polymerizable compound is less than 10;
the thixotropic agent is a fine particle having a hydrophilic surface,
The microparticles having a hydrophilic surface are silicon dioxide microparticles whose surfaces are untreated.
The ink of claim 1 .
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|---|---|---|---|---|
| JP2007237683A (en) | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Osaka Univ | Manufacturing method of stereolithography |
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| JP2018192784A (en) | 2017-05-16 | 2018-12-06 | 株式会社リコー | Production method of laminate body with inkjet method and active energy ray curable |
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5474719A (en) * | 1991-02-14 | 1995-12-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for forming solid objects utilizing viscosity reducible compositions |
| JP5632670B2 (en) * | 2010-07-27 | 2014-11-26 | 富士フイルム株式会社 | Inkjet recording method |
| JP2017052870A (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社リコー | Active energy ray-curable composition |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007237683A (en) | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Osaka Univ | Manufacturing method of stereolithography |
| JP2017518898A (en) | 2014-06-08 | 2017-07-13 | マッシビット スリーディー プリンティング テクノロジーズ リミテッド | Three-dimensional object forming method |
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