(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023045321
(43)【公開日】2023-04-03
(54)【発明の名称】像形成方法、及び活性エネルギー線硬化型組成物
(51)【国際特許分類】
B41M 5/00 20060101AFI20230327BHJP
C08F 2/46 20060101ALI20230327BHJP
C09D 11/101 20140101ALI20230327BHJP
C09D 11/30 20140101ALI20230327BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20230327BHJP
【FI】
B41M5/00 100
C08F2/46
C09D11/101
C09D11/30
B41J2/01 129
B41J2/01 125
B41J2/01 501
B41M5/00 120
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021153664
(22)【出願日】2021-09-21
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】浅見 剛
【テーマコード(参考)】
2C056
2H186
4J011
4J039
【Fターム(参考)】
2C056EA04
2C056FC02
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2C056HA46
2H186AB11
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4J039GA24
(57)【要約】
【課題】優れた金属光沢性及び耐擦過性が得られる像形成方法の提供。
【解決手段】基材上に、荷電樹脂被覆金属粒子を含有し、ζ電位の絶対値が5mV以上100mV以下である活性エネルギー線硬化型組成物を付与する活性エネルギー線硬化型組成物付与工程と、前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、電圧を付与する電圧付与工程と、前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、活性エネルギー線を照射する照射工程と、を有する像形成方法である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材上に、荷電樹脂被覆金属粒子を含有し、ζ電位の絶対値が5mV以上100mV以下である活性エネルギー線硬化型組成物を付与する活性エネルギー線硬化型組成物付与工程と、
前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、電圧を付与する電圧付与工程と、
前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、活性エネルギー線を照射する照射工程と、
を有することを特徴とする像形成方法。
【請求項2】
前記荷電樹脂被覆金属粒子のζ電位の絶対値が、20mV以上70mV以下である、請求項1に記載の像形成方法。
【請求項3】
前記荷電樹脂被覆金属粒子がアクリル樹脂を含有する、請求項1から2のいずれかに記載の像形成方法。
【請求項4】
前記電圧付与工程において、チャージギャップが5mm以上10mm、及び前記電圧の絶対値が500V以上2,000V以下で電圧を付与する、請求項1から3のいずれかに記載の像形成方法。
【請求項5】
加熱工程を有し、
前記加熱工程において、加熱温度が100℃以上160℃以下である、請求項1から4のいずれかに記載の像形成方法。
【請求項6】
前記活性エネルギー線硬化型組成物の体積平均粒径が、200nm以上1,200nm以下である、請求項1から5のいずれかに記載の像形成方法。
【請求項7】
前記荷電樹脂被覆金属粒子の含有量が、前記活性エネルギー線硬化組成物に対して、20質量%以下である、請求項1から6のいずれかに記載の像形成方法。
【請求項8】
前記基材の厚みが1mm以上、又は前記基材の幅が1m以上である、請求項1から7のいずれかに記載の像形成方法。
【請求項9】
荷電樹脂被覆金属粒子を含有し、ζ電位の絶対値が5mV以上100mV以下であることを特徴とする活性エネルギー線硬化型組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、像形成方法、及び活性エネルギー線硬化型組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
活性エネルギー線硬化型インクは、ソルベント系インクと比較して、臭気が少なく、速乾性であるため、インクを吸収しない記録媒体に好適に記録することができる。
金属光沢を有する活性エネルギー線硬化型インクは、人々にきらびやかな印象を与えることから、金属光沢を有する活性エネルギー線硬化型インクの需要が高まっている。基材に、金属光沢を有する着色組成物をコートすることにより意匠性を付与することができる。
従来から、銀色の金属光沢を有する着色組成物に用いられる顔料としては、アルミニウム微粒子が広く使用されている。
【0003】
金属光沢を有する顔料としては、例えば、金属顔料としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、鱗片形状のアルミニウムを用いた紫外線硬化型インクジェットインクが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、鱗片形状の金属粒子を均一に配向させるために磁性力を用いているインク組成物が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
また、印字画像にコロナチャージを与えることで顔料に帯電性を付与し、電界により顔料を局在させることで紫外線硬化性を向上させている画像印刷方法が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、優れた金属光沢性及び耐擦過性が得られる像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための手段としての本発明の像形成方法は、
基材上に、荷電樹脂被覆金属粒子を含有し、ζ電位の絶対値が5mV以上100mV以下である活性エネルギー線硬化型組成物を付与する活性エネルギー線硬化型組成物付与工程と、
前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、電圧を付与する電圧付与工程と、
前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、活性エネルギー線を照射する照射工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によると、優れた金属光沢性及び耐擦過性が得られる像形成方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】
図1は、本発明における荷電樹脂被覆金属粒子の一例を示す概略図である。
【
図2】
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(2次元立体像の製造装置)を示す概略図である。
【
図3】
図2は、インクジェット吐出手段を備えた像形成装置の一例(3次元立体像の製造装置)を示す概略図である。
【
図4】
図3は、像形成装置の他の一例(3次元立体像の製造装置)を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
(像形成方法)
本発明の像形成方法としては、活性エネルギー線硬化型組成物付与工程と、電圧付与工程と、照射工程と、を有し、加熱工程を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を有する。
【0009】
特許文献1に記載の顔料は、水系インクであるのため、画像表面に金属粒子が露出しやすく耐擦過性及び乾燥性に問題があった。
また、特許文献2に記載のインクジェットインクは、アルミニウム顔料を配向させることが難しく、十分な金属光沢が得られず、鱗片形状の粒子径により吐出性に損なわれるという問題があった。
また、特許文献3に記載のインク組成物は、金属粒子がFe-Si-Al合金のような磁力に反応する限定された金属粒子である必要があり、金属光沢性に問題があった。
また、特許文献4に記載の画像形成方法は、粒子自体が荷電性を保持しているわけではなく、コロナチャージを与えることで粒子を帯電させているため、金属粒子のような導電性が高くコロナチャージを与えてもすぐに帯電性が消失してしまう粒子は、制御できないという問題があった。
【0010】
そこで、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、金属粒子を荷電性分散樹脂で被覆することで粒子自体を荷電させ、像形成方法における電圧付与工程によって、基材側に金属粒子を集めることができることを知見した。
【0011】
<活性エネルギー線硬化型組成物付与工程>
前記活性エネルギー線硬化型組成物付与工程は、基材上に、荷電樹脂被覆金属粒子を含有し、ζ電位の絶対値が5mV以上100mV以下である活性エネルギー線硬化型組成物を付与する工程である。前記活性エネルギー線硬化型組成物付与工程としては、活性エネルギー線硬化型組成物付与手段によって実行される。
前記活性エネルギー線硬化型組成物付与手段としては、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、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等のオンデマンド型連続噴射型などが挙げられる。
【0012】
-活性エネルギー線硬化型組成物-
前記活性エネルギー線硬化型組成物としては、荷電樹脂被覆金属粒子を含有し、重合性化合物、分散剤、重合開始剤、重合促進剤を含有することが好ましく、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記活性エネルギー線硬化型組成物としては、360nm以上400nm以下の波長範囲に発光ピークを有する発光ダイオード光に感応性を有することが好ましい。
なお、前記「発光ダイオード光に感応性を有する」とは、発光ダイオード光の照射により、重合開始剤の存在下又は非存在下で重合して硬化する性質を有することを意味する。
【0013】
--荷電樹脂被覆金属粒子--
前記荷電樹脂被覆金属粒子としては、金属粒子及び前記金属粒子を被覆する荷電性分散樹脂を含有する。
前記荷電性分散樹脂は、高い吸着力で前記金属粒子に表面に吸着しているため、前記基材上に前記活性エネルギー線硬化型組成物を付与してインク層を形成した後に、電圧を付与することにより、前記金属粒子が前記活性エネルギー線硬化型組成物中を電気泳動し、前記インク層中の金属粒子を強制的に前記基材側に密集させることができる。
前記金属粒子を前記基材側に密集させることで、前記金属粒子同士が繋がり自由電子が金属粒子間を移動することができるため、高い金属光沢性を得ることができる。
【0014】
図1は、本発明における荷電樹脂被覆金属粒子の一例を示す概略図である。
図1における荷電樹脂被覆金属粒子300は、金属粒子301及び前記金属粒子301を被覆する荷電性分散樹脂302を含有する。
前記荷電性分散樹脂302は、前記金属粒子301の表面に吸着する金属粒子親和部303、前記荷電樹脂被覆金属粒子300にプラス又はマイナスの電荷を付与する電荷付与部304、及び重合性化合物と親和して分散安定性を保つ重合性化合物親和部305を有する。
【0015】
前記荷電樹脂被覆金属粒子のζ電位の絶対値としては、5mV以上100mV以下であり、20mV以上70mV以下が好ましい。前記ζ電位の絶対値が5mV以上であると、前記荷電樹脂被覆金属粒子が十分に荷電するため、後述する電圧付与工程における電気泳動によって、前記荷電樹脂被覆金属粒子を基材側に集めることができる。前記ζ電位の絶対値が100mV以下であると、荷電樹脂被覆金属粒子同士の電気反発性を抑えることができるため、前記荷電樹脂被覆金属粒子を基材側に集めることができる。
【0016】
前記ζ電位の測定方法としては、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、活性エネルギー線硬化型組成物を所定濃度になるようにエチルジグリコールアセテート(EDGAC)で希釈し、ELSZ-2000Z(大塚電子株式会社製)、ゼータサイザ(Malvern社製)などの計測装置を用いて測定することができる。また、上記方法以外にも、溶液内に一定の電場をかけて電場内を電気泳動する金属粒子の速度を測定して算出する方法、ドップラー効果を利用する方法などが挙げられる。
【0017】
---金属粒子---
前記金属粒子としては、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、銀、アルミニウム、銅、亜鉛、銅、亜鉛、又はこれらの合金などが挙げられる。これらは1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、銀が好ましい。
【0018】
---荷電性分散樹脂---
前記荷電性分散樹脂としては、金属粒子親和部及び電荷付与部を有し、重合性化合物親和部を有することが好ましい。前記荷電性分散樹脂によって、前記金属粒子を被覆することで前記金属粒子に電荷を付与することができ、後述する電圧付与工程における電気泳動によって、基材側に金属粒子を集めることができる。
前記荷電性分散樹脂としては、重合性化合物との親和性が高く、金属粒子の分散安定性を高めることができる点から、アクリル樹脂を基本骨格とする樹脂であることが好ましい。
【0019】
前記金属粒子親和部としては、前記金属粒子に吸着することができ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、アクリロイル基などが挙げられる。
【0020】
前記電荷付与部としては、前記荷電樹脂被覆金属粒子を荷電させることができ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、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、4級アンモニウム塩などが挙げられる。
【0021】
前記重合性化合物親和部としては、前記重合性化合物と親和し、前記金属粒子を分散することができ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、直鎖状アルキル基、分岐上アルキル基などが挙げられる。
【0022】
前記金属粒子親和部及び前記重合性化合物親和部は、金属への吸着効果が高い点から、グラフト構造で形成されていることが好ましい。前記グラフト構造としては、グリシジルメタクリレートを共重合成分の中に組み込みグラフト点を形成させ、そこにメチルメタクリレートをグラフトさせた構造などが挙げられる。
【0023】
前記荷電樹脂被覆金属粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、200nm以上1,200nmが好ましい。前記体積平均粒径が、200nm以上であると優れた金属光沢性が得られる。前記体積平均粒径が、1,200nm以下であると、吐出安定性に優れる。
前記荷電樹脂被覆金属粒子の体積平均粒径は、原料となる金属粒子の体積平均粒径、分散方法、荷電樹脂被覆金属粒子のζ電位などの要因で変化する。
前記体積平均粒径としては、粒度分布計(装置名:UPA150、日機装株式会社製)等の市販の粒径測定装置で測定することができる。具体的には、活性エネルギー線硬化型組成物をエチルジグリコールアセテート(EDGAC)で所定濃度になるように希釈して、粒度分布計(装置名:UPA150、日機装株式会社製)を用いて、体積平均粒径を測定できる。
【0024】
前記荷電樹脂被覆金属粒子の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、活性エネルギー線硬化型組成物に対して20質量%以下が好ましい。本発明における活性エネルギー線硬化型組成物は、基材側に荷電樹脂被覆金属粒子が集まるため、荷電樹脂被覆金属粒子の含有量が少なくても高い金属光沢が得られ、保存性、耐擦過性、及び吐出安定性に優れる。
【0025】
前記荷電樹脂被覆金属粒子を含む顔料分散体の製造方法としては、金属粒子に対して、1質量%以上10質量%以下の荷電性分散樹脂と、必要に応じて重合性化合物と、を混合し、顔料濃度50%以上の高い顔料濃度でビーズミルを用いて分散することで製造できる。
また、前記顔料分散体に、重合性化合物、光反応開始剤、禁止剤、界面活性剤などを配合して活性エネルギー線硬化型組成物を得ることができる。
【0026】
--重合性化合物--
前記重合性化合物としては、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、重合性不飽和モノマー、重合性オリゴマーなどが挙げられる。
【0027】
前記重合性不飽和モノマーとしては、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、単官能の重合性不飽和モノマー、二官能の重合性不飽和モノマー、三官能の重合性不飽和モノマー、四官能以上の重合性不飽和モノマー等の多官能の重合性不飽和モノマーなどが挙げられる。これらは1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記重合性不飽和モノマーとしては、活性エネルギー線硬化型組成物を低粘度化することができる重合性不飽和モノマーが好ましい。
【0028】
前記一官能の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-エチルヘキシルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、フェニルグリコールモノアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、アクリロイルモルホリン、テトラヒドロフルフリルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イルメチルアクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0029】
前記二官能の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0030】
前記三官能の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0031】
前記四官能以上の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、ペンタエリスリトール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ヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0032】
前記重合性不飽和モノマーの含有量としては、活性エネルギー線硬化型組成物に対して、50質量%以上90質量%以下が好ましく、65質量%以上85質量%以下がより好ましい。
【0033】
前記重合性オリゴマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、エチレン性不飽和二重結合を1個以上有するものが好ましい。なお、オリゴマーとは、モノマー構造単位の繰り返し数が2以上20以下の重合体を意味する。
【0034】
前記重合性オリゴマーの重量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ポリスチレン換算で、1,000以上30,000以下が好ましく、5,000以上20,000以下がより好ましい。前記重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
【0035】
前記重合性オリゴマーとしては、例えば、芳香族ウレタンアクリルオリゴマー、脂肪族ウレタンアクリルオリゴマー等のウレタンアクリルオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、その他の特殊なオリゴマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、不飽和炭素-炭素結合が2個以上5個以下のオリゴマーが好ましく、不飽和炭素-炭素結合が2個のオリゴマーがより好ましい。不飽和炭素-炭素結合の数が、2個以上5個以下であると、良好な硬化性を得ることができる。
【0036】
前記重合性オリゴマーとしては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、例えば、日本合成化学工業株式会社製のUV-2000B、UV-2750B、UV-3000B、UV-3010B、UV-3200B、UV-3300B、UV-3700B、UV-6640B、UV-8630B、UV-7000B、UV-7610B、UV-1700B、UV-7630B、UV-6300B、UV-6640B、UV-7550B、UV-7600B、UV-7605B、UV-7610B、UV-7630B、UV-7640B、UV-7650B、UT-5449、UT-5454;サートマー社製のCN902、CN902J75、CN929、CN940、CN944、CN944B85、CN959、CN961E75、CN961H81、CN962、CN963、CN963A80、CN963B80、CN963E75、CN963E80、CN963J85、CN964、CN965、CN965A80、CN966、CN966A80、CN966B85、CN966H90、CN966J75、CN968、CN969、CN970、CN970A60、CN970E60、CN971、CN971A80、CN971J75、CN972、CN973、CN973A80、CN973H85、CN973J75、CN975、CN977、CN977C70、CN978、CN980、CN981、CN981A75、CN981B88、CN982、CN982A75、CN982B88、CN982E75、CN983、CN984、CN985、CN985B88、CN986、CN989、CN991、CN992、CN994、CN996、CN997、CN999、CN9001、CN9002、CN9004、CN9005、CN9006、CN9007、CN9008、CN9009、CN9010、CN9011、CN9013、CN9018、CN9019、CN9024、CN9025、CN9026、CN9028、CN9029、CN9030、CN9060、CN9165、CN9167、CN9178、CN9290、CN9782、CN9783、CN9788、CN9893;ダイセル・サイテック株式会社製のEBECRYL210、EBECRYL220、EBECRYL230、EBECRYL270、KRM8200、EBECRYL5129、EBECRYL8210、EBECRYL8301、EBECRYL8804、EBECRYL8807、EBECRYL9260、KRM7735、KRM8296、KRM8452、EBECRYL4858、EBECRYL8402、EBECRYL9270、EBECRYL8311、EBECRYL8701などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
また、市販品ではなく、合成により得た合成品を使用することもでき、合成品及び市販品を併用することもできる。
【0037】
前記重合性オリゴマーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、活性エネルギー線硬化型組成物全量に対して、10質量%以下が好ましく、9質量%以下がより好ましく、8質量%以下がさらに好ましく、5質量%以下が特に好ましい。前記含有量が、10質量%以下であると、得られる硬化物の硬度を高くできる。
【0038】
--分散剤--
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高分子分散剤が好ましく、例えば、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマー及びコポリマー、アクリル系ポリマー及びコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、アクリル系ポリマー及びコポリマーが好ましく、顔料への吸着性の点から、5mgKOH/g以上の酸価であり、かつ10mgKOH/g以上のアミン価であるアクリルブロック共重合体がより好ましい。
【0039】
前記分散剤の市販品としては、例えば、味の素ファインテクノ株式会社製のアジスパーシリーズ、日本ルーブルリゾール株式会社(アベシア社、ノベオン社)のソルスパーズシリーズ(商品名:ソルスパース 32000(酸価:15.5mgKOH/g、アミン価:31.2mgKOH/g)、商品名:ソルスパース39000(酸価:33mgKOH/g、アミン価:0mgKOH/g)等)、ビックケミージャパン株式会社製のDISPERBYKシリーズ((商品名:DISPERBYK-168、酸価:0mgKOH/g、アミン価:11mgKOH/g)、(商品名:DISPERBYK-167、酸価:0mgKOH/g、アミン価:13mgKOH/g)等)、BYKJETシリーズ、楠本化成株式会社製のディスパロンシリーズなどが挙げられる。
【0040】
--重合開始剤--
前記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、前記重合開始剤の含有量としては、十分な硬化速度を得るために、活性エネルギー線硬化型組成物全量に対して、5質量%以上20質量%以下が好ましい。
【0041】
前記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。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、水銀ランプ、メタルハライドランプ、UV-LEDランプなど硬化のための露光ランプの波長特性に合わせて選択することが好ましく、薄膜時に酸素阻害を受けにくい点から、チオ化合物が好ましく、チオキサントン化合物(チオキサントン系重合開始剤)がより好ましい。
【0042】
前記重合開始剤としては、市販品を使用することもでき、前記市販品としては、例えば、BASF社製のイルガキュア819、イルガキュア369、イルガキュア907、DarocurITX、ルシリンTPO、Stauffer Chemical社製のVicure 10、30などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0043】
前記チオキサントン系重合開始剤としては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、例えば、Speedcure DETX(2,4-ジエチルチオキサントン)、Speedcure ITX(2-イソプロピルチオキサントン)(以上、Lambson社製);KAYACURE DETX-S(2,4-ジエチルチオキサントン)(日本化薬株式会社製)などが挙げられる。
【0044】
前記重合開始剤としては、(i)活性エネルギー線の吸収効率が高い、(ii)前記重合性不飽和モノマー化合物への溶解性が高い、(iii)臭気、黄変、及び毒性が低い、(iv)暗反応を起こさない、などの特性を有するものが好ましい。
【0045】
前記活性エネルギー線硬化型組成物としては、前記重合開始剤に加え、重合促進剤を併用することもできる。
前記重合促進剤としては、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、p-ジメチルアミノ安息香酸エチル、p-ジメチルアミノ安息香酸-2-エチルヘキシル、p-ジメチルアミノ安息香酸メチル、安息香酸-2-ジメチルアミノエチル、p-ジメチルアミノ安息香酸ブトキシエチル等のアミン化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0046】
その他の成分としては、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、従来公知の、その他の色材、有機溶剤、重合禁止剤、スリップ剤(界面活性剤)、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、定着剤、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。
【0047】
<製造方法>
前記活性エネルギー線硬化型組成物の製造方法としては、顔料、分散剤及び重合性化合物をボールミル、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メディアを用いた分散機に投入し、分散、混練して顔料分散液を調製し、これに、さらに重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤などを混合することにより得ることができる。また、ディスパー、ホモジナイザー等のメディアレス分散装置を用いてもよい。
【0048】
前記基材としては、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、紙、プラスチック、金属、セラミック、ガラス、又はこれらの複合材料などが挙げられ、加工性の観点からはプラスチック基材が好ましい。
本発明では、様々な基材に対しても像の形成が可能であり、他のシステムでは難しい基材の厚みが1mm以上の基材や基材の幅が1m以上の基材であっても像の形成が可能である。
【0049】
<電圧付与工程>
前記電圧付与工程としては、前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、電圧を付与する工程である。前記電圧付与工程によって、前記荷電樹脂被覆金属粒子を基材側に集めることができ、優れた金属光沢を有する像を形成することができる。
前記電圧付与工程としては、後述する照射工程の前に行ってもよいし、前記照射工程と同時に行ってもよい。
前記電圧付与工程を行うことで、活性エネルギー線硬化型組成物からなる層の上層部は重合性化合物の硬化を阻害する要因となる金属粒子が少ないため硬化性が向上する。また、前記上層部は、金属粒子が少ないため形成された像の耐擦過性が向上する。
【0050】
前記電圧付与工程としては、前記活性エネルギー線硬化型組成物からなる層(以下、インク層と称することがある)の上部から電圧を付与する場合、前記樹脂被覆粒子のζ電位がプラスの値であるときは、プラスチャージの電圧を付与し、前記樹脂被覆粒子のζ電位がマイナスの値であるときは、マイナスチャージの電圧を与えることが好ましい。これにより、前記インク層内の前記金属粒子が前記基材側に向かって電気泳動されるため前記金属粒子が前記基材側に密集する。前記活性エネルギー線硬化型組成物からなる層(以下、インク層と称することがある)の下部から電界を付与する場合は、粒子電荷と逆極性の電界を与え、電荷吸引により基材近傍に粒子を集める。
【0051】
前記電圧付与工程における電圧の絶対値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、500V以上2,000V以下が好ましい。前記電圧の絶対値が500V以上であると、前記金属粒子を前記基材側に密集させて高い金属光沢性を得ることができる。前記電圧の絶対値が2,000V以下であると、リーク、異常放電等の発生を防ぐことができる。
【0052】
前記電圧付与工程におけるチャージギャップとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5mm以上10mm以下が好ましい。前記チャージギャップが5mm以上であると局所的な放電の発生を防ぐことができ、また、たわみのある基材に像形成を行う場合でも印字画像に接触しにくくなる。前記チャージギャップが10mm以下であると、電圧に対して十分な電界を得ることができる。
【0053】
<照射工程>
前記照射工程としては、前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、活性エネルギー線を照射する工程である。前記照射工程としては、前記電圧付与工程の後に行ってもよいし、前記電圧付与工程と同時に行ってもよい。
【0054】
前記活性エネルギー線としては、光が好ましく、特に波長220nm~400nmの紫外線が好ましい。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。
【0055】
前記活性エネルギー線の光源としては、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、水銀ランプ、メタルハライドランプ、UV-LEDランプなどが挙げられる。これらの中でも、UV-LEDランプが好ましい。
【0056】
前記水銀ランプとしては、石英ガラス製の発光管の中に高純度の水銀(Hg)と少量の希ガスが封入されたもので、365nmを主波長とし、254nm、303nm、313nmなどの紫外線を効率よく放射し、短波長紫外線の出力が高いという特徴がある。
【0057】
前記メタルハライドランプとしては、発光管の中に水銀に加えて金属をハロゲン化物の形で封入したもので、200nmから450nmまで広範囲にわたり活性エネルギー線スペクトルを放射し、水銀ランプに比べ、300nm以上450nm以下の長波長紫外線の出力が高いという特徴がある。
【0058】
前記UV-LEDランプとしては、長寿命、及び低消費電力のLED方式により、環境負荷を低減でき、オゾン発生がなく装置もコンパクトにできるという特徴がある。
【0059】
<加熱工程>
前記加熱工程としては、前記活性エネルギー線硬化型組成物を加熱する工程である。前記加熱工程により活性エネルギー線硬化型組成物の粘度が低下するため、比重の高い前記荷電樹脂被覆金属粒子が基材側に集まりやすくなる。
前記加熱としては、加熱手段によって加熱することができる。
【0060】
前記加熱手段としては、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、ハロゲンヒータ、赤外線ヒータなどが挙げられる。前記基材の下部から加熱する場合は、前記ハロゲンヒータが好ましく、前記基材の上部から加熱する場合は、前記赤外線ヒータが好ましい。
【0061】
前記加熱工程における加熱温度(前記加熱手段の温度)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100℃以上160℃以下が好ましい。前記加熱工程における前記活性エネルギー線硬化型組成物の表面温度としては、90℃以上150℃以下が好ましい。
【0062】
(用途)
本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、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、各種光学材料などに応用することが可能である。
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次元の文字や像を形成するだけでなく、2.5次元又は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。
【0063】
前記立体造形用材料としては、例えば、立体造形法の1つである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、また、
図2に示したように、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マテリアルジェット法(光造形法)や
図3に示したように、活性エネルギー線硬化型組成物5の貯留プール(収容部)1に活性エネルギー線4を照射して所定形状の硬化層6を可動ステージ3上に形成し、これを順次積層して立体造形を行う光造形法などにおける立体物構成材料として活用することができる。
【0064】
このような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を使用することができる。
【0065】
(活性エネルギー線硬化型インク)
本発明の活性エネルギー線硬化型インク(以下、「インク」と称することがある)は、本発明の前記活性エネルギー線硬化型組成物からなり、インクジェット用であることが好ましい。
【0066】
前記活性エネルギー線硬化型インクの25℃における静的表面張力は、20mN/m以上40mN/m以下が好ましく、28mN/m以上35mN/m以下がより好ましい。
【0067】
前記静的表面張力は、静的表面張力計(協和界面科学株式会社製、CBVP-Z型)を使用し、25℃で測定した。前記静的表面張力は、例えば、リコープリンティングシステムズ株式会社製GEN4など、市販のインクジェット吐出ヘッドの仕様を想定したものである。
【0068】
(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するものであり、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、又は容器が遮光性シート等で覆われていることが望ましい。
【0069】
図1は、インクジェット吐出手段を備えた像の形成装置の一例である。本発明の金属光沢インクと通常のカラーインクとを組合せて像形成することができる。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23a、23b、23c、23dにより、供給ロール21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24a、24b、24c、24d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22は、加工ユニット25、印刷物巻取りロール26へと搬送される。各印刷ユニット23a、23b、23c、23d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、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、いずれのインクジェット記録装置も適用可能である。
【0070】
被記録媒体22としては、特に限定されないが、紙、フィルム、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。
更に、光源24a、24b、24c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24d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。
【0071】
図2は、本発明で用いられる別の像形成装置(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の像の形成装置39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30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31、32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33、34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37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31、32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30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38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35を製作する。その後、必要に応じて支持体積層部36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30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。
【0072】
(2次元又は3次元の像)
本発明の2次元又は3次元の像は、基材上に、本発明の前記活性エネルギー線硬化型組成物及び本発明の前記活性エネルギー線硬化型インクのいずれかを付与し、硬化させてなる。
本発明の活性エネルギー線硬化型インクにより記録される2次元又は3次元の像としては、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、凹凸を有する記録面に記録されたものや、金属やセラミックスなどの種々の材料からなる記録面に記録されたものも含む。
【0073】
前記2次元の像としては、例えば、文字、記号、図形又はこれらの組み合わせ、ベタ画像などが挙げられる。
【0074】
前記3次元の像としては、例えば、立体造形物などが挙げられる。
【0075】
前記立体造形物の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、10μm以上が好ましい。
【0076】
前記2次元又は3次元の像は、本発明の前記活性エネルギー線硬化型組成物及び本発明の前記活性エネルギー線硬化型インクのいずれかを用いているので、非浸透性基材に形成した2次元又は3次元の像が、水に浸漬した後でも密着性が良好に維持できるという優れた耐水性を有するものである。
前記2次元又は3次元の像としては、発光ダイオード光を用いて硬化されることが好ましい。
【0077】
(構造体)
本発明の構造体としては、基材と、前記基材上に本発明の2次元又は3次元の像と、を有する。
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0078】
(成形加工品)
本発明の成形加工品としては、本発明の2次元又は3次元の像、及び本発明の構造体のいずれかを延伸加工してなる。
【実施例0079】
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【0080】
(荷電性分散樹脂の調製例1)
3Lフラスコ内にイソパラフィン系溶剤(アイソパーV、エクソンモービル社製)1,500質量部を投入し、90℃に保ち、ラウリルメタクリレート500質量部、グリシジルメタクリレート10質量部、アリルメタクリレート5質量部、アクリル酸2質量部、及び重合開始剤(LPO、和光純薬株式会社製)3質量部の混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下後約4時間反応させて、ピリジン1重量部を添加し、さらに1時間反応させた。その後、メチルメタクリレート50質量部、重合開始剤(AIBN、和光純薬株式会社製)3質量部の混合液を約1時間かけて滴下した。滴下後約3時間反応させて、荷電性分散樹脂Aを調製した。
【0081】
(荷電性分散樹脂の調製例2)
3Lフラスコ内にナフテン系溶剤(エクソールD130、エクソンモービル社製)1,500質量部を投入し、90℃に保ち、2エチルヘキシルメタクリレート600質量部、グリシジルメタクリレート8質量部、アリルメタクリレート5質量部、アクリル酸2質量部、及び重合開始剤(LPO、和光純薬株式会社製)3質量部の混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下後約2時間反応させて、ピリジン2重量部を添加し、さらに1時間反応させた。その後、メチルメタクリレート30質量部、重合開始剤(AIBN、和光純薬株式会社製)2質量部の混合液を約1時間かけて滴下した。滴下後約2時間反応させて、荷電性分散樹脂Bを調製した。
【0082】
(荷電性分散樹脂の調製例3)
3Lフラスコ内にイソパラフィン系炭化水素(アイソパーM、エクソンモービル社製)1,500質量部を投入し、90℃に保ち、ステアリルメタクリレート550質量部、グリシジルメタクリレート15質量部、アリルメタクリレート5質量部、アクリル酸2質量部、及び重合開始剤(LPO、和光純薬株式会社製)3質量部の混合溶液を3時間かけて滴下した。滴下後約2時間反応させて、ピリジン1重量部を添加し、さらに1時間反応させた。その後、メチルメタクリレート80質量部、重合開始剤(AIBN、和光純薬株式会社製)4質量部の混合液を約1時間かけて滴下した。滴下後約3時間反応させて、荷電性分散樹脂Cを調製した。
【0083】
(荷電性分散樹脂の調製例4)
3Lフラスコ内にイソパラフィン系溶剤(アイソパーV、エクソンモービル社製)1,500質量部を投入し、90℃に保ち、ラウリルメタクリレート500質量部、グリシジルメタクリレート10質量部、アリルメタクリレート5質量部、アクリル酸2質量部、及び重合開始剤(LPO、和光純薬株式会社製)3質量部の混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下後約4時間反応させて、ピリジン0.2重量部を添加し、さらに1時間反応させた。その後、メチルメタクリレート50質量部、重合開始剤(AIBN、和光純薬株式会社製)3質量部の混合液を約1時間かけて滴下した。滴下後約3時間反応させて、荷電性分散樹脂Dを作製した。
【0084】
(荷電性分散樹脂の調製例5)
3Lフラスコ内にイソパラフィン系溶剤(アイソパーV、エクソンモービル社製)1,500質量部を投入し、90℃に保ち、ラウリルメタクリレート500質量部、グリシジルメタクリレート10質量部、アリルメタクリレート5質量部、アクリル酸2質量部、及び重合開始剤(LPO、和光純薬株式会社製)3質量部の混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下後約4時間反応させて、ピリジン3重量部を添加し、さらに1時間反応させた。その後、メチルメタクリレート50質量部、重合開始剤(AIBN、和光純薬株式会社製)3質量部の混合液を約1時間かけて滴下した。滴下後約3時間反応させて、荷電性分散樹脂Eを作製した。
【0085】
(顔料分散体の調製例1)
銀粒子(商品名:シルコートAgC-103、福田金属株式会社製)150質量部、荷電性分散樹脂A10質量部、及びフェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)100質量部を、ホモジナイザーを用いて5,000回転、分散温度が40℃で20分間分散後、直径0.5mmジルコニアビーズを充填(充填率:90体積%)した1Lサンドミルに入れて周速が10m/秒間で、分散温度が30℃で1時間分散させた。その後、フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)50質量部を追加し20分間分散させて顔料分散体Aを作製した。
【0086】
(顔料分散体の調製例2)
ブロンズ紛(銅・亜鉛合金)粒子(商品名:ブロンズ紛No.1110、福田金属株式会社製)150質量部、荷電性分散樹脂B15質量部、及びアクリロイルモルホリン(興人株式会社製)90質量部を、ホモジナイザーを用いて5,000回転、分散温度が40℃で20分間分散後、直径0.5mmジルコニアビーズを充填(充填率:90体積%)した1Lサンドミルに入れて周速が10m/秒間で、分散温度が30℃で1時間分散させた。その後、アクリロイルモルホリン(興人株式会社製)60質量部を追加し20分間分散させて顔料分散体Bを作製した。
【0087】
(顔料分散体の調製例3)
アルミニウム粒子(商品名:アルミ紛#800F、ミナルコ社製)150質量部、荷電性分散樹脂C8質量部、及びベンジルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)110質量部を、ホモジナイザーを用いて5,000回転、分散温度が40℃で20分間分散後、直径0.5mmジルコニアビーズを充填(充填率:90体積%)した1Lサンドミルに入れて周速が10m/秒間で、分散温度が30℃で1時間分散させた。その後、ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)40質量部を追加し20分間分散させて顔料分散体Cを作製した。
【0088】
(顔料分散体の調製例4)
顔料分散体の調製例1において、荷電性分散樹脂Aを、荷電性分散樹脂Dに変更した以外は、顔料分散体の調製例1と同様にして、顔料分散体Dを作製した。
【0089】
(顔料分散体の調製例5)
顔料分散体の調製例1において、荷電性分散樹脂Aを、荷電性分散樹脂Eに変更した以外は、顔料分散体の調製例1と同様にして、顔料分散体Eを作製した。
【0090】
(顔料分散体の調製例6)
銀粒子(商品名:シルコートAgC-103、福田金属株式会社製)150質量部、ポリエチレンイミンを主骨格とする脂肪酸アミンの櫛型樹脂分散剤(分散剤、商品名:ソルスパース39000、日本ルーブルリゾール社製、酸価:33mgKOH/g、アミン価:0mgKOH/g)4質量部、及びフェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)100質量部を、ホモジナイザーを用いて5,000回転、分散温度が40℃で20分間分散後、直径0.5mmジルコニアビーズを充填(充填率:90体積%)した1Lサンドミルに入れて周速が10m/秒間で、分散温度が30℃で1時間分散させた。その後、フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)50質量部を追加し20分間分散させて顔料分散体Fを作製した。
【0091】
【0092】
(活性エネルギー線硬化型組成物の合成例1)
顔料分散体A60質量部、ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)60質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製)5質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(新中村化学工業株式会社製)5質量部、ビス(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サイド(商品名:IRGACURE819、BASF社製)6質量部、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド(商品名:LUCIRIN TPO、BASF社製)5質量部、2,4-ジエチルチオキサントン(商品名:Speedcure DETX、Lambson社製)3.5質量部、p-メトキシフェノール(日本化薬株式会社製)0.2質量部、及びポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(商品名:BYK3510、ビックケミージャパン株式会社製)0.3質量部を混合し、活性エネルギー線硬化型組成物Aを得た。
また、下記に示すとおり、活性エネルギー線硬化型組成物Aの「ζ電位」及び「体積平均粒径」を測定したところ、ζ電位が-45mVであり、体積平均粒径が780μmであった。
【0093】
<ζ電位>
前記活性エネルギー線硬化型組成物のζ電位は、得られた活性エネルギー線硬化型組成物をエチルジグリコールアセテート(EDGAC)で600倍程度に希釈して、ζ電位計(装置名:ELSZ-2000Z、大塚電子株式会社製)を用いて、活性エネルギー線硬化型組成物のζ電位を測定した。
【0094】
<活性エネルギー線硬化型組成物の体積平均粒径>
前記活性エネルギー線硬化型組成物の体積平均粒径は、得られた活性エネルギー線硬化型組成物をエチルジグリコールアセテート(EDGAC)で100倍程度に希釈して、粒度分布計(装置名:UPA150、日機装株式会社製)を用いて、活性エネルギー線硬化型組成物の体積平均粒径を測定した。
【0095】
(活性エネルギー線硬化型組成物の合成例2)
顔料分散体B40質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製)8質量部、アクリロイルモルホリン(興人株式会社製)35質量部、イソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)35質量部、ウレタンアクリレートオリゴマー(商品名:EBECRYL8402、ダイセルサイテック株式会社製)6質量部、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(商品名:IRGACURE369、BASF社製)3.5質量部、p-メトキシフェノール(日本化薬株式会社製)0.2質量部、及びアクリル官能基含有変性ポリジメチルシロキサン(商品名:BYK-3576、ビックケミージャパン株式会社製)0.3質量部を混合し、活性エネルギー線硬化型組成物Bを得た。また、活性エネルギー線硬化型組成物Aと同様に、「ζ電位」及び「体積平均粒径」を測定したところ、ζ電位が-70mVであり、体積平均粒径が240μmであった。
【0096】
(活性エネルギー線硬化型組成物の合成例3)
顔料分散体C50質量部、ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)40質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製)3質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(新中村化学工業株式会社製)7質量部、テトラフルフリルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)20質量部、ビス(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サイド(商品名:IRGACURE819、BASF社製)5質量部、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド(商品名:LUCIRIN TPO、BASF社製)3質量部、2,4-ジエチルチオキサントン(商品名:Speedcure DETX、Lambson社製)3.5質量部、p-メトキシフェノール(日本化薬株式会社製)0.2質量部、及びポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(商品名:BYK3510、ビックケミージャパン株式会社製)0.3質量部を混合し、活性エネルギー線硬化型組成物Cを得た。また、活性エネルギー線硬化型組成物Aと同様に、「ζ電位」及び「体積平均粒径」を測定したところ、ζ電位が-29mVであり、体積平均粒径が1,150μmであった。
【0097】
(活性エネルギー線硬化型組成物の合成例4)
前記活性エネルギー線硬化型組成物の合成例1において、顔料分散体Aを、顔料分散体Dに変更した以外は、前記活性エネルギー線硬化型組成物の合成例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型組成物Dを得た。また、活性エネルギー線硬化型組成物Aと同様に、「ζ電位」及び「体積平均粒径」を測定したところ、ζ電位が-7mVであり、体積平均粒径が1,250μmであった。
【0098】
(活性エネルギー線硬化型組成物の合成例5)
前記活性エネルギー線硬化型組成物の合成例1において、顔料分散体Aを、顔料分散体Eに変更した以外は、前記活性エネルギー線硬化型組成物の合成例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型組成物Eを得た。また、活性エネルギー線硬化型組成物Aと同様に、「ζ電位」及び「体積平均粒径」を測定したところ、ζ電位が-97mVであり、体積平均粒径が670μmであった。
【0099】
(活性エネルギー線硬化型組成物の合成例6)
前記活性エネルギー線硬化型組成物の合成例1において、顔料分散体Aを、顔料分散体Fに変更した以外は、前記活性エネルギー線硬化型組成物の合成例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型組成物Fを得た。また、活性エネルギー線硬化型組成物Aと同様に、「ζ電位」及び「体積平均粒径」を測定したところ、ζ電位が-2mVであり、体積平均粒径が860μmであった。
【0100】
【0101】
(実施例1)
活性エネルギー線硬化型組成物付与工程として、得られた活性エネルギー線硬化型組成物Aを、プリンタ(装置名:SG7100、株式会社リコー製)を改造した評価用プリンタを用いて、印字基材(アクリル系基材)上に付与し、10cm×10cmのベタ画像を得た。前記評価用プリンタは、装置名:SG7100(株式会社リコー製)の搬送、駆動部を用い、ヘッド部を加熱吐出でき高粘度インクに対応できるMH2620ヘッド(株式会社リコー製)に変更したものである。
次に、電圧付与工程として、前記印字基材及び活性エネルギー線硬化型組成物に対して、電圧-2,000V、チャージギャップ5mmで電圧を付与しながら、照射工程として、インクジェットプリンタ用UV-LED装置(装置名:UV-LEDモジュール、シングルパス水冷、ウシオ電機株式会社製)を用いて、照度が1W/cm2、照射量が1000mJ/cm2になるように、活性エネルギー線硬化型組成物に対して、紫外線を照射して平均厚みが10μmである10cm×10cmの像(硬化物)を得た。
なお、照射量の測定は、紫外線強度計(装置名:UM-10)、受光部(装置名:UM-400)(以上、コニカミノルタ株式会社製)を使用した。
また、前記平均厚みの測定方法としては、電子マイクロメーター(アンリツ株式会社製)を用いて厚み測定し、10点の厚みの平均値より求めた。
【0102】
(実施例2~10及び比較例1~3)
実施例1において、活性エネルギー線硬化型組成物付与工程、電圧付与工程、及び照射工程を表3に示す条件に変更した以外は、実施例1と同様にして、像(硬化物)を得た。
【0103】
【0104】
実施例1~10及び比較例1~3について、「金属光沢度」、「耐擦過性」及び「抵抗値」を評価した。評価結果を表4に示す。
【0105】
<金属光沢度>
乾燥後の像(硬化物)の20°金属光沢度を光沢度計(BYK Gardener社製、マイクロトリグロス)により測定し、下記評価基準に基づき、光沢度を評価した。「A」以上の評価結果が実用可能である。
【0106】
[評価基準]
S:20°金属光沢度が800以上
A:20°金属光沢度が500以上800未満
B:20°金属光沢度が250以上500未満
C:20°金属光沢度が250未満
【0107】
<耐擦過性>
乾燥後の像(硬化物)を学振型磨耗堅牢度試験機AB-301(商品名、テスター産業株式会社製)にセットし、接触部に白綿布(JIS L 0803準拠)を取り付けた摩擦子(荷重;300g)にて10回擦り劣化具合を目視にて観察し、下記評価基準に基づき、耐擦過性を評価した。「A」以上の評価結果が実用可能である。
【0108】
[評価基準]
S:傷の数が5本未満であり、下地も見えない。
A:傷の数が5本以上10本未満であり、下地も見えない。
B:傷の数が10本以上あり、下地(被印刷物)が一部見えている。
C:傷の数が10本以上あり、下地(被印刷物)の大部分が露出してしまっている。
【0109】
<抵抗値>
活性エネルギー線硬化型組成物の硬化膜からなる層の1cm×1cmの表面を削り、金属粒子がむき出しになる状態にし、テスターを用いて1cm離れた部分の抵抗(Ω)を、Fluke 115(FLUKE社製)を用いて測定した。
【0110】
【0111】
表4の結果から明らかなように、本発明の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)は金属光沢性及び耐擦過性に優れている。
【0112】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 基材上に、荷電樹脂被覆金属粒子を含有し、ζ電位の絶対値が5mV以上100mV以下である活性エネルギー線硬化型組成物を付与する活性エネルギー線硬化型組成物付与工程と、
前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、電圧を付与する電圧付与工程と、
前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、活性エネルギー線を照射する照射工程と、
を有することを特徴とする像形成方法である。
<2> 前記荷電樹脂被覆金属粒子のζ電位の絶対値が、20mV以上70mV以下である、前記<1>に記載の像形成方法である。
<3> 前記荷電樹脂被覆金属粒子がアクリル樹脂を含有する、前記<1>から<2>のいずれかに記載の像形成方法である。
<4> 前記電圧付与工程において、チャージギャップが5mm以上10mm、及び前記電圧の絶対値が500V以上2,000V以下で電圧を付与する、前記<1>から<3>のいずれかに記載の像形成方法である。
<5> 加熱工程を有し、
前記加熱工程において、加熱温度が100℃以上160℃以下である、前記<1>から<4>のいずれかに記載の像形成方法である。
<6> 前記活性エネルギー線硬化型組成物の体積平均粒径が、200nm以上1,200nm以下である、前記<1>から<5>のいずれかに記載の像形成方法である。
<7> 前記樹脂被覆金属粒子の含有量が、前記活性エネルギー線硬化型組成物に対して、20質量%以下である、前記<1>から<6>のいずれかに記載の像形成方法である。
<8> 前記基材の厚みが1mm以上、又は前記基材の幅が1m以上である、前記<1>から<7>のいずれかに記載の像形成方法である。
<9> 荷電樹脂被覆金属粒子を含有し、ζ電位の絶対値が5mV以上100mV以下であることを特徴とする活性エネルギー線硬化型組成物である。
【0113】
前記<1>から<8>のいずれかに記載の像形成方法、前記<9>に記載の活性エネルギー線硬化型組成物によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。