(57)【要約】【解決課題】熱変形を受けやすいプラスチック板に加熱手段を使用することなく印字もしくは画像を形成することのできる印刷方法を提供する。【構成】未処理、または表面改質処理もしくはアンカー層を塗布された熱変形を受けやすいプラスチック板に、重合可能なモノマーを１０〜９０重量％含有する２５℃で５〜１００ｍＰａ．ｓのインクジェットインキにより印字もしくは画像形成し、電子線照射により該印字部もしくは画像形成部を硬化させることを特徴とする印刷方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
未処理、または表面改質処理もしくはアンカー層を塗布された熱変形を受けやすいプラスチック板に、重合可能なモノマーを１０〜９０重量％含有する２５℃で５〜１００ｍＰａ．ｓのインクジェットインキにより印字もしくは画像形成し、電子線照射により該印字部もしくは画像形成部を硬化させることを特徴とする印刷方法。
【請求項２】
プラスチック板が、曲面ないし凹凸面を有するものである請求項１記載の印刷方法。
【請求項３】
重合可能なモノマーの少なくとも１つが、１官能性モノマー、２官能性モノマーおよび３官能性モノマーから選ばれる少なくとも一種である請求項１記載の印刷方法。
【請求項４】
インクジェットインキが、染料および重合可能モノマーを含有し、光重合開始剤を含有しないインクジェットインキである請求項１ないし３いずれか記載の印刷方法。
【請求項５】
インクジェットインキが、顔料、分散剤および重合可能モノマーを含有し、光重合開始剤を含有しないインクジェットインキである請求項１ないし３いずれか記載の印刷方法。
【請求項６】
インクジェットインキの着色剤の含有量が０．１〜１５重量％である請求項１〜５記載の印刷方法。
【請求項７】
８〜１００μφのノズルより、インクジェットインキを３〜１５μの厚さにて印字し、照射線量１０ＫＧｙ〜１５０ＫＧｙにて硬化させる請求項１ないし６いずれか記載の印刷方法。
【請求項８】
プラスチック板が、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂およびポリカーボネート樹脂から選ばれる一種である請求項１ないし７いずれか記載の印刷方法。
【請求項９】
プラスチック材料が、透明材料である請求項１〜８いずれか記載の印刷方法。
【請求項１０】
電子線の加速電圧が１０〜１５０ＫＶである請求項１〜９いずれか記載の印刷方法。
【請求項１１】
電子線照射装置が真空管型である請求項１ないし１０いずれか記載の印刷方法。
【請求項１２】
プラスチック板が計器用パネルである請求項１ないし１１いずれか記載の印刷方法。
【請求項１３】
請求項１２の印刷方法で得られた印刷した計器用パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットインキを用いて熱変形を受けやすいプラスチック板に文字、画像を形成する印刷方法に関する。更に詳しくは、電子線硬化インキにて、画像をインクジェット方式にてプラスチック板に形成したのち、電子線を照射する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録システムは、被印刷体に対して非接触の印刷システムであることや高速印刷が可能であることから、近年産業用途およびＯＡ用途での普及がめざましい。画像処理システムの発達等から、とりわけＯＡ用途において高精細でフルカラーの高品質な印刷物を得ることが可能となってきている。インクジェットプリンターは、このように高精細なフルカラー画像の形成をコンピューター画面の操作により容易に行うことができるため、印刷機による印刷物の校正画像を形成するためにも利用されている。しかしながら、高画質、高精細なインクジェット用のインキは、一般的に水性のインキが主流であり、乾燥性が遅く、非吸収性の面では定着性が不足する。したがって、金属、プラスチックス等に記録する場合には、乾燥、定着、ニジミ等において問題があり、そのままの状態では用いることができなかった。
【０００３】また、高画質、高精細な画像を形成するには、被印刷体は、ノズルの先端からの距離もなるべく短いほうが有利である。そのため、インクジェット方式は非接触であり、曲面状の物体にも直接描画できる長所を有するため、様々な対象物への記録が期待されてもいる。一般にインクジェットのインキは、インキの乾燥をおさえてノズルでのインキの乾きを防止するような構成のため、浸透性のない被印刷物では乾燥が遅くて問題となる。インキの乾燥スピードを向上させるため、インキに熱をかけて乾燥性をあげる方法や、紫外線の照射によりインキの硬化を行う方法も考えられている。しかしながら、これらの方法は被印刷体に熱がかかるものであり、熱に対して変形しやすい材料については、使用上の制限が有る。また、紫外線でインキを硬化させる場合には、インキの紫外線の透過性により硬化の速度が異なるため、墨のインキにおいては、光開始剤や増感剤を過剰に入れる必要があった。さらに、光開始剤や増感剤を過剰に入れたインキは、高価な材料を多く使用するため価格的に不利であり、インキから光開始剤や増感剤のマイグレーションが起こりやすくなる等の問題も心配される。
【０００４】一方、電子線照射による硬化または架橋技術は、紫外線硬化と同様に地球的問題である環境問題の面から、省エネルギーかつ溶剤を放出しない環境に優しいプロセスとして注目を集めており、これまでに多くの検討がなされている。この方法は、真空中で電子を電圧にて加速し、この加速された電子を空気中等の常圧雰囲気中に取り出し、物体に対して電子線を照射する方法である。
【０００５】電子線照射による硬化および架橋の利点としては、次のようなものが挙げられる。
（１）希釈剤として有機溶剤を含有させる必要がないので環境に優しい。
（２）硬化速度が速く生産性大で、冷却、エージング等が不要のため後加工がすぐにできる。
（３）熱乾燥よりも硬化作業面積が少なく、熱乾燥の際の温度管理などよりも作業管理しやすい。
（４）常温硬化のため基材の熱ダメージがない。
（５）開始剤、増感剤が不要のため、硬化物の耐候性や安定性が向上し、低臭気である。
（６）濃度の濃さに関係なく硬化できるため、高濃度印刷が可能。
【０００６】しかしながら、従来の電子線照射装置は、加速電圧が通常３００ｋＶ〜１ＭＶと高く、２次Ｘ線のシールディングおよびイナーティングも大掛かりで、装置は非常に大型になり、また走査型と称するものも、電子線発生部にスキャンコイルを使用して電子線の方向を走査させるもので、容易に照射装置そのものを動かして利用するといったものでは到底ありえなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、熱変形を受けやすいプラスチック板への印刷を目的とするものである。又、非多孔質な表面であるプラスチック板に対して良好な密着性を有する印刷物を得ることができる印刷方法を提供を目的とする。又、十分な耐光性を有する顔料性のインクジェットインキによる熱変形を受けやすいプラスチック板への印刷方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、熱変形を受けやすいプラスチック板に、重合可能なモノマーを１０〜９０重量％含有する２５℃で５〜１００ｍＰａ．ｓのインクジェットインキにより印字もしくは画像形成し、電子線照射により該印字部もしくは画像形成部を硬化させることを特徴とする印刷方法に関する。
【０００９】熱変形性を受けやすいプラスチック板としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂およびポリカーボネート樹脂から選ばれる一種が好ましい。これらのプラスチック板の厚さは３００μｍ〜１０ｍｍである。このようなプラスチック板は、例えば、自動車等の計器のパネル用として用いられる。
【００１０】本発明のプラスチック板の表面は処理の有無を問わないが、インキのドットの広がりを調整するため、あるいは更に密着性を向上させるため、コロナ処理、プラズマ処理等の処理を施すことも可能である。また、プラスチック板表面に予め電子線の照射を行いプラスチック表面を改質することも有用である。
さらに、画像の密着、高品位の画像再現を目的としたアンカー層の塗布も有効である。
【００１１】本発明のインクジェットインキを印字ないしは画像形成する方法は、プラスチック板を固定しノズルヘッドをスキャンする記録方式、プラスチック板を平面状態で移動させ複数のノズルを有するヘッドを左右にスキャンする方式、多数のノズルをプラスチック板の移動方向と直角ないし斜めに配置した記録方式等のインクジェット方式によって画像を記録する方法、更には、ヘッドをロボットによる３次元的に移動させて記録させる等の方法のいずれであってもよい。
【００１２】インクジェット方式としてはドロップオンデマンド（ピエゾを用いる方式、バブルジェット（登録商標）、サーマルジェット）、連続噴射（ヘルツ方式、ミード方式、スウィート方式）等の方式が挙げられる。インクジェット方式にて文字ないし画像形成されたプラスチック板は、電子線にて硬化定着して印刷物を作成する。
【００１３】本発明のインクジェットインキは、電子線により硬化する電子線硬化性のインキであり、電子線硬化性化合物、熱重合禁止剤に、着色剤、粘度調整用の溶剤等の成分を適宜配合し、吐出方式の特性に応じて調整したものである。本発明のインクジェットインキは、紫外線により硬化するインキと異なり光開始剤や増感剤は含まない。連続噴射式装置においては、伝導度調整用の添加剤を必要に応じ添加する。着色剤としては、染料および顔料のいずれも使用できるが、耐光性を始めとする諸耐性の向上の点からは顔料を使用することが好ましい。
【００１４】染料としては、重合性のモノマーに溶解性があり、耐水性、耐光性の発揮できる油溶性の染料が好ましい。硬化する樹脂との相溶性から塩基性染料、分散染料、酸性染料等も用いることができる。
【００１５】顔料としては、酸化チタン、チタンブラック、酸化鉄、カーボンブラック、炭酸カルウム等の無機顔料、およびキナクリドン系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、イソインドリノン系有機顔料、アゾ系有機顔料等の有機顔料を使用できる。
【００１６】吐出の安定性および記録液の安定性、色彩の透明性や鮮明性を得るため、インキ中の顔料の平均粒径は、１０〜３００ｎｍであることが好ましい。着色剤はインキ中に固形分で０．１〜１５重量％含まれることが好ましく、インキの粘度は５〜１００ｍＰａ．ｓ（２５℃）が好ましい。
【００１７】電子線により重合可能なモノマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマー等を用いることができる。電子線硬化性化合物として具体的には、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１、６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、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、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。これらの電子線硬化性化合物は、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
【００１８】本発明のインクジェットインキには、必要な物性に応じて、重合可能なモノマーとの相溶性に優れた熱硬化性または熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性または熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース誘導体（例えば、エチルセルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース）、塩ビ−酢ビ共重合体、ポリアマイド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ブタジエンーアクリルニトリル共重合体のような合成ゴム等が挙げられる。これらの樹脂は、一種または二種以上用いることができる。
【００１９】本発明のインクジェットインキは、また、インキの経時での安定性、記録装置内での安定性を得るため、必要に応じ熱重合防止剤を０．０１〜５重量％含むことが好ましい。熱重合防止剤としては、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、ｔ−ブチルカテコール、ピロガロール等の芳香族誘導体が用いられるが、芳香族以外の化合物を併用しても差し支えない。
【００２０】本発明のインクジェットインキは、電子線硬化性化合物、必要に応じ熱重合禁止剤、着色剤を含む濃縮状態の分散液をあらかじめ分散させたのち、添加剤を加えて希釈し、孔径３μｍ以下、さらには０．５μｍ以下のフィルターにて濾過して製造することが好ましい。
【００２１】本発明における電子線照射としては、基材へのダメージを少なくする必要があり、加速電圧として、通常の大型電子線照射装置とは、エネルギーの程度が異なったものが好ましく、加速電圧として１５０ＫＶ未満、好ましくは１０〜１５０ＫＶ、より好ましくは３０〜１３０ＫＶである。このような低加速電圧を使用することにより基材をいためることなく密着性の向上が図れる。また、消費電力の削減、２次Ｘ線のシールドにおいても優位である。このような電子線照射装置は、真空管式のものがある。
【００２２】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。なお、例中「部」は重量部を表す。
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上記各成分を混合し、サンドミルで４時間分散を行った後３μのメンブランフィルターにて加圧ろ過を行い粘度２０ｍＰａ．ｓ（２５℃）の電子線硬化型インキを調整した。
【００２３】
【実施例１】
厚さ２．５ミリのポリ塩化ビニル透明樹脂板の片面に４０μのノズル径を有するインクジェットプリンターにて、試作したインクジェットインキを印字し、電子線照射装置にて加速電圧７０ｋＶ、照射線量５０ｋＧｙ（キログレイ）の照射条件で、インキを硬化、密着させた。得られた記録画像は所望の画質を十分再現していた。
【００２４】
【実施例２】
厚さ３．０ミリのポリプロピレン透明樹脂板の片面に実施例１と同様にして記録プラスチック板を得た。
【００２５】
【実施例３】
厚さ４．０ミリのポリスチレン透明樹脂板の片面に、４０μのノズル径を有するインクジェットプリンターにてコンピューター画面上にて形成したデザインを記録させ、電子線硬化装置にて加速電圧５０ｋＶ、照射線量３５ｋＧｙの照射条件でインキを硬化、密着させた。記録画像は所望の画質を十分再現していた。
【００２６】
【実施例４】
厚さ５０ミクロンの曲面を有するポリスチレン透明樹脂板の片面に３０μのノズル径を有するインクジェットプリンターにてコンピューター画面上にて形成した文字盤のデザインを記録させ、電子線硬化装置にて加速電圧５０ｋＶ、照射線量３０ｋＧｙの照射条件でインキを硬化、密着させた。記録画像は所望の画質を十分再現していた。
【００２７】
【実施例５】
厚さ３０ミクロンのポリプロピレン樹脂板の面に、３０μのノズル径を有するインクジェットプリンターに装填しコンピューター画面上にて形成した計器用の文字デザインおよびキャラクター画像を記録させ、電子線硬化装置にて加速電圧６０ｋＶ、照射線量４０ｋＧｙの照射条件でインキを硬化、密着させた。記録画像は所望の画質、デザインを十分再現していた。
【００２８】
【発明の効果】本発明により熱変形を受けやすいプラスチック板にジェットインキにて画像が形成できるようになった。又、コンピューター画面上でデザインされたバリアブルナな画像を電子線硬化性インキを用いたインクジェット記録システムを用いてプラスチック板に形成できるため、自動車用の計器類への印字をはじめとする各種計器類等の画像が容易に製造できる。
【手続補正書】
【提出日】平成14年8月5日(2002.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
重合可能なモノマーの少なくとも１つが、１官能性モノマー、２官能性モノマーおよび３官能性モノマーから選ばれる少なくとも一種である請求項１または２記載の印刷方法。