(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化型の高分子前駆体と、光重合開始剤と、前記高分子前駆体１００質量部に対して３〜８質量部の無機微粒子とを含有し、前記無機微粒子がコロイド状に分散され、２５℃において、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度が８〜７５（Ｐａ・ｓ）であるとともに、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度が３〜２５（Ｐａ・ｓ）であり、かつ、チキソトロピックインデックス値が１．５〜３．５である印刷用インキを、ディスペンサーを用いて被印刷基材表面に印刷する工程と、
前記被印刷基材表面に印刷された前記印刷用インキに光を照射して、前記印刷用インキを硬化する工程とを有することを特徴とする印刷方法。
【請求項２】
前記無機微粒子の平均粒子径が０．１μ以下であることを特徴とする請求項１に記載の印刷方法。
【請求項３】
前記印刷用インキは硬化後に透光性を有することを特徴とする請求項１から請求項２までのいずれか１項に記載の印刷方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の印刷方法によって、印刷用インキが被印刷基材表面に印刷され、硬化されたものであることを特徴とする印刷物。
【請求項５】
前記印刷用インキが前記被印刷基材表面に点状に印刷され、硬化されたものであることを特徴とする請求項４に記載の印刷物。
【請求項６】
前記印刷用インキが前記被印刷基材表面に文字、数字、記号のいずれかの形状に印刷され、硬化されたものであることを特徴とする請求項４に記載の印刷物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被印刷基材に影響を与えることなく、０．２ｍｍ以上の厚みを有する文字、数字、記号、図形等を高速印刷することが可能な印刷用インキ、この印刷用インキを用いて得られる印刷物、及び前記印刷用インキを用いて印刷を行う印刷方法、並びに前記印刷用インキを用いて印刷を行う際に用いて好適なプリンターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カード等の基材の表面に、視聴覚障害者用の点字や、カード番号、名前等の、０．２ｍｍ以上の厚みを有する文字、数字、記号、図形等を形成する技術の１つとして、基材の所定の位置を、裏面側から表面側に向けて押圧し、機械的に変形させるエンボス加工が知られている。
【０００３】
しかしながら、エンボス加工によって、０．２ｍｍ以上の厚みを有する文字等を形成する技術では、基材を機械的に変形させる必要があるため、用いる基材の材質に制限があるとともに、エンボス加工を施す際に基材を破損する恐れがある。また、近年、ＩＣや配線等を内蔵したカード等が開発されているが、このような基材にエンボス加工を施した場合、内蔵されたＩＣ、配線等が断線する恐れもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、用いる基材に制限がなく、かつ基材に影響を与えることなく、０．２ｍｍ以上の厚みを有する文字等を得る方法として、従来、スクリーン印刷による厚膜印刷が採用されており、また、近年、インキジェット方式による厚膜印刷が提案されている。
【０００５】
しかしながら、スクリーン印刷では、１回の印刷で印刷できる膜厚は数μｍ〜数十μｍが上限であり、複数回重ねて印刷を行わなければ、０．２ｍｍ以上の厚膜を得ることができないという問題点を有している。
また、インキジェット方式を用いた厚膜印刷として、例えば、特開２０００−３７９４３号公報には、被印刷基材の濡れ指数以上の表面張力を有する紫外線硬化型インキを用い、インキジェット方式による厚膜印刷を行う方法が開示されている。しかしながら、特開２０００−３７９４３号公報に開示された方法では、被印刷基材表面の濡れ指数によって、塗布されたインキの形状が影響を受け、所望の形状の厚膜を安定して得ることは難しい。また、インキジェット方式を用いた厚膜印刷では、スクリーン印刷に比較して低粘度のインキでなければ吐出することができないため、厚膜を得ることは一層難しい。
【０００６】
また、従来の厚膜印刷において用いられている厚膜印刷用の光硬化型のインキは、水銀灯等の強い紫外線光源を用いて硬化を行う必要があったため、紫外線や熱によって基材にダメージを与える恐れがある。また、水銀灯等の強い紫外線光源を用いた紫外線照射ユニットはサイズが大きく、持ち運びが可能な小型の厚膜印刷用プリンターは開発されていなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被印刷基材に影響を与えることなく、厚膜印刷を高速化することが可能な印刷用インキ、この印刷用インキを用いて得られる印刷物、及び前記印刷用インキを用いて印刷を行う印刷方法、並びに前記印刷用インキを用いて印刷を行う際に用いて好適な小型のプリンターを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するべく、下記のような点に着目して検討を行った。
ディスペンサーを用いることにより、幅広い範囲の粘度のインキを印刷することが可能であるが、単にインキの粘度に着目しただけでは厚膜印刷を高速化することができない。すなわち、インキの粘度が高いほど、１回の印刷で形成できる膜厚を大きくすることができるが、インキの粘度が高いほど、インキの吐出速度が低下して、印刷速度が遅くなるという問題点が発生する。
【０００９】
そこで、本発明者は、インキの吐出速度を低下させることなく、１回の印刷で厚膜を得るために、インキ吐出時には粘度が低下するとともに、被印刷基材表面に印刷された後には粘度が上昇するインキ、すなわち、ずり応力（せん断応力）をかけることにより粘度が低下して、ずり応力をかけた後静置することにより粘度が上昇するチキソトロピー性を有するインキが好適であることに想い到った。
【００１０】
さらに、本発明者は、チキソトロピー性を有するインキであっても、吐出直後の粘度やチキソトロピー性の程度によっては、インキの吐出速度を低下させることなく、１回の印刷で良好な形状の厚膜を得ることが難しいことを見出した。
すなわち、チキソトロピー性を有するインキであっても、インキを吐出した直後の粘度及びチキソトロピー性がある程度より低いインキは、被印刷基材に吐出された後の粘度の上昇が小さく、その結果、被印刷基材に吐出された後に、周囲に過剰に広がり、０．２ｍｍ以上の厚みを得ることが難しいことを見出した。
【００１１】
また、逆に、チキソトロピー性がある程度より高いインキは、吐出直後からの粘度上昇が著しく高くなるため、インキの吐出速度が実用化できない程度に低下するとともに、被印刷基材に吐出された後にインキが広がらず、先端形状が鋭くなるなどして、所望の形状の厚膜を得ることが難しいことを見出した。
【００１２】
そこで、本発明者は、粘弾性特性を特定することにより、インキの吐出速度を低下させることなく、１回の印刷で０．２ｍｍ以上の良好な形状の厚膜を得ることができる以下の印刷用インキを発明するに到った。
【００１３】
本発明の印刷用インキは、光硬化型の高分子前駆体と光重合開始剤とを含有し、２５℃において、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度が８〜７５（Ｐａ・ｓ）であるとともに、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度が３〜２５（Ｐａ・ｓ）であり、かつ、チキソトロピックインデックス値が１．５〜３．５であることを特徴とする。
【００１４】
本明細書において、「チキソトロピックインデックス値」とは、「ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度と、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度の比」であると定義する。なお、チキソトロピックインデックス値はチキソトロピー性の指標であり、この値が大きいほど、チキソトロピー性が大きいことを意味するものである。
【００１５】
本発明の印刷用インキは、ずり応力をかける程（ずり速度が大きい程）、粘度が低下するとともに、ずり応力をかけた後静置することにより粘度が上昇するチキソトロピー性を有するものである。
さらに、本発明の印刷用インキは、２５℃において、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度が８〜７５（Ｐａ・ｓ）であるとともに、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度が３〜２５（Ｐａ・ｓ）であり、かつ、チキソトロピックインデックス値が１．５〜３．５であることを特徴としており、このように、ずり速度に対する粘度と、チキソトロピックインデックス値を規定することにより、インキの吐出速度を低下させることなく、１回の印刷で０．２ｍｍ以上の良好な形状の厚膜を得ることができることを見出した。
【００１６】
なお、２５℃における、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記で規定した下限よりも小さい場合には、被印刷基材表面に塗布された後にインキが過剰に広がり、所望の膜厚を得ることができないという問題が発生することを見出した。
【００１７】
一方、２５℃における、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記で規定した上限を超えた場合には、インキの吐出速度が実用化できない程度に低下するとともに、被印刷基材に吐出された後にインキが広がらず、先端形状が鋭くなるなどして、所望の形状の厚膜を得ることが難しくなるという問題が発生することを見出した。
【００１８】
また、本発明者は、印刷用インキに無機微粒子を含有させ、コロイド状に分散させることにより、チキソトロピー性を有する印刷用インキが得られることを見出した。
本発明の印刷用インキにおいて、無機微粒子は、沈殿しない範囲内で複数凝集した状態で均一に分散されていると考えられ、ずり応力がかかることにより、凝集した無機微粒子が互いに引き離されてインキの粘度が低下し、ずり応力をかけた後ずり応力を減少もしくは解除することにより無機微粒子が再び複数凝集することにより粘度が上昇して、チキソトロピー性が発現すると考えられる。
【００１９】
また、平均粒子径が０．１μｍ以下の無機微粒子を用いることが望ましく、平均粒子径が０．１μｍ以下の微細な無機微粒子を用いることにより、複数の無機微粒子が凝集しても、凝集した無機微粒子全体が大きくなりすぎず、印刷用インキ内において、無機微粒子が不均一に分散したり、沈殿したりすることを防止することができる。また、無機微粒子を、高分子前駆体１００質量部に対して、３〜８質量部含有させることが望ましく、無機微粒子の濃度をこのように設定することにより上述の粘弾性特性を有する本発明の印刷用インキが得られることを見出した。
【００２０】
なお、本発明者は、無機微粒子の濃度が３質量部未満では、２５℃における、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記で規定した下限よりも小さくなり、無機微粒子の濃度が８質量部を超えた場合には、２５℃における、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記で規定した上限を超えることを見出した。
【００２１】
なお、高分子前駆体を複数種類用いる場合には、「無機微粒子を、高分子前駆体１００質量部に対して、３〜８質量部含有させる」とは、「すべての高分子前駆体を合計した配合量を１００質量部とし、これに対して、無機微粒子を３〜８質量部含有させる」ことを意味している。
【００２２】
また、本発明の印刷用インキは、硬化後に透光性を有するものであることが望ましく、このような構成とすることにより、厚膜印刷を行う前に被印刷基材表面に印刷されている文字、数字、記号等が厚膜印刷により視認できなくなることを防止することができる。
【００２３】
以上の本発明の印刷用インキを用いることにより、以下の本発明の印刷物及び印刷方法を提供することができる。
本発明の印刷物は、本発明の印刷用インキが被印刷基材表面に印刷され、硬化されたものであることを特徴とする。
特に、本発明は点字印刷物を得るのに好適であり、本発明の印刷用インキを被印刷基材表面に点状に印刷し、硬化することにより、表面に点字が印刷された点字印刷物を提供することができる。
また、本発明の印刷用インキを被印刷基材表面に文字、数字、記号のいずれかの形状に印刷し、硬化することにより、カード等の被印刷基材の表面に、０．２ｍｍ以上の厚みを有する名前、カード番号等が印刷された印刷物を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の印刷方法は、本発明の印刷用インキを、ディスペンサーを用いて被印刷基材表面に印刷する工程と、前記被印刷基材表面に印刷された前記印刷用インキに光を照射して、前記印刷用インキを硬化する工程とを有することを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明者は、本発明の印刷用インキを用いて厚膜印刷を行う際に用いて好適で、持ち運びが可能な小型のプリンターを発明した。
本発明のプリンターは、光硬化型の印刷用インキを吐出する吐出口を有するインキ吐出手段と、被印刷基材を保持する基材保持手段と、前記インキ吐出手段の前記吐出口と、前記基材保持手段に保持された前記被印刷基材表面の所定の位置とを、所定間隔あけて対向配置させることが可能な位置制御手段と、前記インキ吐出手段から前記被印刷基材表面に吐出された前記印刷用インキに光を照射して、該印刷用インキを硬化する光照射手段とを具備するとともに、前記インキ吐出手段、前記基材保持手段、前記位置制御手段、前記光照射手段がいずれも１個の筐体に内蔵されていることを特徴とする。
また、本発明のプリンターにおいて、前記インキ吐出手段が、内部に前記印刷用インキを充填したインキシリンダーを有するディスペンサーからなることを特徴とする。
また、前記光照射手段が、１５００〜５０００μＷ／ｃｍ2の紫外線を照射可能なものであることを特徴とする。
【００２６】
すなわち、従来の厚膜印刷では、水銀灯等の強い紫外線光源を用いていたため、光照射手段を内蔵したプリンターはこれまで開発されていなかったのに対し、本発明では、用いるインキを強度の低い紫外線で硬化可能なものとし、光照射手段を、１５００〜５０００μＷ／ｃｍ2の強度の低い紫外線を照射可能な小型の紫外線光源により構成することにより、インキ吐出手段、基材保持手段、位置制御手段、光照射手段がいずれも１個の筐体に内蔵された持ち運びが可能な小型のプリンターを実現した。
また、光照射手段を、１５００〜５０００μＷ／ｃｍ2の強度の低い紫外線を照射可能な紫外線光源により構成することにより、被印刷基材への紫外線や熱によるダメージを低減することができる。
【００２７】
本発明のプリンターは、本発明の印刷用インキを用い厚膜印刷を行う際に用いて好適なものであるが、ディスペンサーは幅広い範囲の粘度のインキを吐出可能であり、また、インキ吐出手段としてディスペンサー以外の種々の手段（例えばインキジェット方式等）を採用することができるので、本発明の印刷用インキ以外の種々のインキを用いて印刷を行う場合にも適用することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
［印刷用インキ］
はじめに、本発明の印刷用インキについて説明する。
本発明の印刷用インキは、光硬化型の高分子前駆体と光重合開始剤と所定の濃度の無機微粒子を含有し、２５℃において、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度が８〜７５（Ｐａ・ｓ）であるとともに、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度が３〜２５（Ｐａ・ｓ）であり、かつ、チキソトロピックインデックス値が１．５〜３．５であることを特徴としており、本発明の印刷用インキ内において、無機微粒子はコロイド状に分散されている。
以上のような構成を採用することにより、インキの吐出速度を低下させることなく、１回の印刷で０．２ｍｍ以上の良好な形状の厚膜を得ることができる。
【００２９】
なお、２５℃における、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記で規定した下限よりも小さい場合には、被印刷基材表面に塗布された後にインキが過剰に広がり、所望の膜厚を得ることが難しくなるという問題が発生する。
【００３０】
一方、２５℃における、ずり速度が５（１／ｓ）のときの粘度、ずり速度が２０（１／ｓ）のときの粘度、及び、チキソトロピックインデックス値が上記で規定した上限を超えた場合には、インキの吐出速度が実用化できない程度に低下するとともに、被印刷基材に吐出された後のインキが広がらず、先端形状が鋭くなるなどして、所望の形状の厚膜を得ることが難しくなるという問題が発生する。
【００３１】
上記本発明の印刷用インキにおいて、光硬化型の高分子前駆体とは、「光硬化型のモノマー」、あるいは「光硬化型のオリゴマー等の重合度が低く、さらに硬化反応が進行してポリマー化され得る光硬化型のプレポリマー」を意味しており、公知の光硬化型のモノマーあるいはプレポリマーを１種若しくは複数種用いることができる。
【００３２】
光硬化型のモノマーとしては、ウレタン系アクリレートモノマー、エステル系アクリレートモノマー、エポキシ系アクリレートモノマー等を例示することができ、光硬化型のプレポリマーとしては、ウレタン系アクリレートプレポリマー、エステル系アクリレートプレポリマー、エポキシ系アクリレートプレポリマー等を例示することができる。
【００３３】
光重合開始剤としては、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐｐ’−ジクロロベンゾフェノン、ｐｐ’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノスルフィド、チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインパ−オキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメート、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モリフォリノプロパン−１−オン等を例示することができる。
【００３４】
また、無機微粒子としては、いかなる材質の無機微粒子を用いても良いが、例えば、カーボンブラック、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化珪素等からなる無機微粒子を１種若しくは複数種用いることができる。
無機微粒子としては平均粒子径が０．１μｍ以下のものが好ましく、このような平均粒子径の小さい微細な無機微粒子を用いることにより、複数の無機微粒子が凝集しても、凝集した無機微粒子全体が大きくなりすぎず、印刷用インキ内において、無機微粒子が不均一に分散したり、沈殿したりすることを防止することができる。
また、無機微粒子を、高分子前駆体１００質量部に対して、３〜８質量部含有させることが望ましく、このように無機微粒子を配合させることにより、上述の粘弾性特性を有する本発明の印刷用インキを提供することができる。
【００３５】
また、本発明の印刷用インキは、硬化後に透光性を有するものであることが望ましく、特に、硬化後に透明性を有するものであることが望ましい。このような構成とすることにより、厚膜印刷を行う前に被印刷基材表面に印刷されている文字、数字、記号等が厚膜印刷により視認できなくなることを防止することができる。
【００３６】
また、本発明の印刷用インキは、上記以外にも硬化促進剤、顔料、染料、樹脂、塩類、酸類等の各種添加剤を配合することができる。特に、ベンジルジメチルケタール系増感剤等の硬化促進剤を配合し、低い強度の光でも硬化可能とすることが望ましい。
【００３７】
［印刷物］
上述の本発明の印刷用インキを、ディスペンサーを用いて被印刷基材表面に所定の形状に印刷した後、光を照射して硬化することにより、０．２ｍｍ以上の厚みを有する文字、数字、記号、図形等が印刷された印刷物を提供することができる。
特に、本発明は点字印刷物を得るのに好適であり、本発明の印刷用インキを被印刷基材表面に点状に印刷し、硬化することにより、表面に点字が印刷された点字印刷物を提供することができる。
また、本発明の印刷用インキを被印刷基材表面に文字、数字、記号のいずれかの形状に印刷し、硬化することにより、カード等の被印刷基材の表面に、０．２ｍｍ以上の厚みを有する名前、カード番号等が印刷された印刷物を提供することができる。
【００３８】
被印刷基材としては、紙、樹脂、ガラス、金属、セラミック、木材、あるいはこれらの複合材料等からなるいかなる基材も用いることができ、被印刷基材の内部にＩＣや配線等が配設されていてもよい。
また、光とは、具体的には、紫外線、電子線等を意味するが、これらに限定されるものではない。
【００３９】
［プリンター］
次に、本発明の上記印刷用インキを用いて厚膜印刷を行う際に用いて好適な本発明のプリンターの構造について説明する。
図１に本発明に係る一実施形態のプリンターの概略断面図を示し、このプリンターの構造と、このプリンターを用いて印刷を行う方法について説明する。本実施形態では、例として、点字を印刷することが可能なプリンターを取り上げて説明する。なお、図１に示すプリンターは一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
図１において、符号１はプリンター、符号１０はインキ吐出手段、符号２０は被印刷基材、符号３１、３２は被印刷基材を保持する基材保持手段、符号４０は光照射手段、符号５０は筐体を示している。
【００４０】
プリンター１内には被印刷基材２０表面に光硬化型の印刷用インキを印刷する印刷部５１と、被印刷基材２０表面に印刷された印刷用インキを硬化する硬化部５２とが設けられている。印刷部５１には、インキ吐出手段１０と、被印刷基材２０を保持する第１の基材保持手段３１が設けられており、硬化部５２には、光照射手段４０と、被印刷基材２０を保持する第２の基材保持手段３２が設けられている。
また、本実施形態のプリンター１においては、インキ吐出手段１０、第１の基材保持手段３１、後述する位置制御手段、光照射手段４０、第２の基材保持手段３２がいずれも１個の筐体５０に内蔵されている。
【００４１】
筐体５０の図示左端にはプリンター１の内部に被印刷基材２０を供給する被印刷基材挿入口６１が設けられ、この被印刷基材挿入口６１から挿入された被印刷基材２０は第１の基材保持手段３１によって保持された状態で搬送されて、印刷部５１に導かれる。
【００４２】
インキ吐出手段１０はディスペンサーからなり、内部に印刷用インキが充填されたインキシリンダー１１と印刷用インキを吐出する吐出口１２とから概略構成されている。また、インキ吐出手段１０は図示は省略している位置制御手段に接続されており、位置制御手段によってインキ吐出手段１０を３次元的に移動させて、インキ吐出手段１０を所定の位置に配置することが可能な構造になっている。
【００４３】
印刷部５１において、第１の基材保持手段３１により被印刷基材２０を保持した状態で、被印刷基材２０表面の所定の位置と、インキ吐出手段１０の吐出口１２とが所定間隔をあけて対向配置されるように、位置制御手段を用いてインキ吐出手段１０の位置を設定し、この状態で、インキ吐出手段１０から被印刷基材２０表面の所定の位置に印刷用インキを吐出して印刷を行う。
【００４４】
インキ吐出手段１０から所定量の印刷用インキを吐出する機構としては、インキシリンダー１１に充填された印刷用インキに空気圧をかけて印刷用インキを吐出させる機構等を採用することができる。
【００４５】
被印刷基材２０表面の印刷を行うすべての箇所に対して、各々インキ吐出手段１０の位置調整と印刷とを繰り返し行った後、被印刷基材２０を硬化部５２に搬送する。なお、図１において、被印刷基材２０表面に印刷された印刷用インキを符号７０で示している。
【００４６】
硬化部５２に搬送された被印刷基材２０は第２の基材保持手段３２によって保持され、印刷部５１で印刷された印刷用インキ７０の硬化が行われる。印刷用インキ７０の硬化は、硬化部５２内の所定の位置に設けられた光照射手段４０により被印刷基材２０表面に印刷された印刷用インキ７０に光を照射することにより行われる。印刷用インキ７０の硬化は、被印刷基材２０を図示左方から図示右方に搬送しながら行っても良いし、被印刷基材２０を固定した状態で行ってもよい。
【００４７】
本実施形態のプリンター１において、光照射手段４０としては、１５００〜５０００μＷ／ｃｍ2の強度の紫外線を照射可能な紫外線光源により構成することが望ましく、このように、水銀灯等に比較して強度の低い紫外線を照射可能な光源を用いることにより、被印刷基材２０への紫外線や熱によるダメージを低減することができるとともに、紫外線照射ユニットの小型化を図ることができるので、インキ吐出手段１０、第１の基材保持手段３１、位置制御手段、光照射手段４０、第２の基材保持手段３２がいずれも１個の筐体５０に内蔵された、持ち運び可能な小型のプリンター１を提供することができる。
【００４８】
印刷用インキ７０の硬化を終えた被印刷基材２０は、第２の基材保持手段３２によって搬送されて、筐体５０の図示右端に設けられた被印刷基材取り出し口６２から排出されて、取り出されるようになっている。
【００４９】
また、本実施形態のプリンター１において、印刷部５１内は印刷用インキを硬化することが可能な紫外線等の光は遮断されるようになっている。このような構成を採用することにより、インキ吐出手段１０から印刷用インキを吐出後、被印刷基材２０に到るまでの間に印刷用インキが硬化してしまうことを防止することができるとともに、インキ吐出手段１０に内蔵された印刷用インキの劣化を防止することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、点字を印刷することが可能なプリンターについてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、いかなる形状の文字、数字、記号、図形等を印刷する場合にも適用することができる。
例えば、文字、数字、記号等を印刷する場合には、本実施形態と同様のインキ吐出手段を用い、インキ吐出手段の吐出口と被印刷基材の表面との間隔を一定に保持した状態で、インキ吐出手段からインキを連続的に吐出しながら、被印刷基材を２次元的に移動させることにより、文字、数字、記号等、種々の形状の厚膜を印刷することができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、位置制御手段によってインキ吐出手段１０の位置を制御することにより、被印刷基材２０表面の所定の位置とインキ吐出手段１０の吐出口１２とを所定間隔をあけて対向配置させる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、インキ吐出手段１０の位置を固定して、位置制御手段により被印刷基材２０の位置を制御可能な構成としてもよい。
【００５２】
また、本実施形態においては、被印刷基材２０表面の印刷したい箇所のすべてに印刷用インキを印刷した後、硬化部５２に搬送して印刷用インキを硬化する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、被印刷基材２０の印刷したい箇所のうち、一箇所もしくは一部の箇所にのみ印刷した後、硬化部５２に搬送して硬化を行い、再度、印刷部５１に戻して別の箇所の印刷を行うなど、１個の被印刷基材２０に対して、印刷部５１での印刷と硬化部５２での硬化を交互に繰り返し行っても良い。
【００５３】
また、色等の異なる複数種類の印刷用インキを印刷したい場合には、１個のインキ吐出手段１０を用いて、中に充填する印刷用インキを交換しながら印刷を行ってもよいし、複数のインキ吐出手段１０を用いて、それぞれ異なる種類のインキを充填して印刷を行ってもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、印刷部５１と硬化部５２とを別々に構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、印刷部と硬化部を同一空間により構成してもよい。例えば、インキ吐出手段の近傍に光照射手段を配置し、インキ吐出手段による印刷を行う際には光照射手段から光照射を行わず、インキ吐出手段により印刷を行った後に光照射手段を点灯して硬化を行う構成としてもよい。
【００５５】
また、本発明のプリンターは、本発明の印刷用インキを用い厚膜印刷を行う際に用いて好適なものであるが、ディスペンサーは幅広い範囲の粘度のインキを吐出可能であり、また、インキ吐出手段としてディスペンサー以外の種々の手段（例えばインキジェット方式等）を採用することができるので、本発明の印刷用インキ以外の種々のインキを用いて印刷を行う場合にも適用することができる。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例について説明する。
（印刷用インキの組成）
実施例１〜６において、光硬化型の高分子前駆体として、ウレタン系アクリレートモノマー、ウレタン系アクリレートプレポリマーを用い、光重合開始剤として２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モリフォリノプロパン−１−オン（長瀬産業製、商品名「イルガギュア９０７」）を用い、硬化促進剤としてベンジルジメチルケタール系増感剤を用い、無機微粒子として平均粒子径が０．０２μｍの酸化珪素微粒子を用いて印刷用インキを作製した。
実施例１〜６においては、ウレタン系アクリレートモノマーとウレタン系アクリレートプレポリマーと光重合開始剤と硬化促進剤の配合比は同一とし、無機微粒子の濃度のみを変えて印刷用インキを作製した。
【００５７】
実施例１〜６において、それぞれ作製した印刷用インキの組成を表１に示す。
表１に示すように、実施例１〜６において、ウレタン系アクリレートモノマーを５５質量部、ウレタン系アクリレートプレポリマーを４５質量部配合し、ウレタン系アクリレートモノマー、ウレタン系アクリレートプレポリマーを合わせた高分子前駆体１００質量部に対して、無機微粒子を３．５〜７．０質量部の範囲内で変えて添加し印刷用インキを作製した。また、実施例１〜６においては、高分子前駆体１００質量部に対して、ベンジルジメチルケタール系増感剤を５質量部、光重合開始剤を１０質量部配合した。
【００５８】
（印刷用インキの粘弾性特性）
実施例１〜６において、得られた各印刷用インキの粘弾性特性をＨａａｋｅ社製のレオメーターＲＳ１００を用いて測定した。センサーシステムとしてはＣ３５／１°を用い、測定温度は２５℃とした。
レオメーターを用い、ずり速度を変えながら連続的に粘度の測定を行った。ずり速度１０（１／ｓ）で６０秒間保持した後、ずり応力をかけずに１２０秒間静置し、その後、０．１Ｐａから８９０．５Ｐａまで、１８０秒間かけてずり応力を連続的に上昇させて粘度測定を行い、次いで、ずり応力８９０．５Ｐａで３０秒間放置した後、８９０．５Ｐａから０．１Ｐａまで、１２０秒間かけてずり応力を連続的に減少させて粘度測定を行った。
【００５９】
実施例１で得られた印刷用インキのずり速度と粘度との関係を図２に示す。なお、図２において、図示上側のデータがずり速度を上昇させたときに得られたデータ、図示下側のデータがずり速度を減少させたときに得られたデータをそれぞれ示している。
図２に示すように、実施例１で得られた印刷用インキは、ずり速度の上昇に伴って粘度が減少することが判明した。さらに、ずり速度を上昇させた後、ずり速度を減少させた場合においても上昇させる場合とほぼ同様の粘弾性特性を示すことが判明した。
【００６０】
また、実施例２〜６においても、実施例１と同様の結果が得られた。
そこで、実施例１〜６において得られた各印刷用インキの粘弾性特性を比較するため、得られた各印刷用インキについて、ずり速度０（１／ｓ）から５０（１／ｓ）まで変化させたときの粘度の測定結果のみを取り出して図３に示す。また、実施例１〜６において、得られた印刷用インキのずり速度５（１／ｓ）と２０（１／ｓ）における粘度をそれぞれ表１に示す。また、得られた結果からチキソトロッピクインデックス値（ＴＩ値）を算出し、表１に合わせて記載する。なお、表１においては、「ずり速度５（１／ｓ）のときの粘度」、「ずり速度２０（１／ｓ）のときの粘度」を、それぞれ「５（１／ｓ）時の粘度」、「２０（１／ｓ）時の粘度」と略記している。
【００６１】
図３、表１に示すように、無機微粒子の配合量を３．５質量部から７．０質量部まで増加させるにつれて、ずり速度が小さいときの粘度が上昇するとともに、ずり応力をかけたときの粘度の減少率が大きくなることが判明し、無機微粒子の配合量が増加するにつれてチキソトロピー性が高くなることが判明した。
【００６２】
具体的には、表１に示すように、無機微粒子の濃度を３．５質量部から７．０質量部まで変化させることにより、ずり速度５（１／ｓ）における粘度を９．４（Ｐａ・ｓ）から７１．２（Ｐａ・ｓ）まで変化させることができ、ずり速度２０（１／ｓ）における粘度を４．６５（Ｐａ・ｓ）から２３．６（Ｐａ・ｓ）まで変化させることができることが判明した。また、無機微粒子の濃度を３．５質量部から７．０質量部まで変化させることにより、チキソトロピックインデックス値を２．０２から３．０２まで変化させることができることが判明した。
【００６３】
（印刷用インキの印刷特性）
次に、実施例１〜６において得られた各印刷用インキを用いて、上記実施形態で説明したプリンターを用いて点字の印刷を行い、印刷特性の評価を行った。
インキ吐出手段としてエア式ディスペンサーを用い、吐出口の内径を０．３ｍｍ、吐出エア圧を０．３ＭＰａとし、インキ吐出手段の吐出口と被印刷基材表面との間隔を０．６ｍｍに設定して、点字の印刷を行った。また、光照射手段としては、３６５ｎｍの紫外線を８００μｍ／ｃｍ2の強度で照射することが可能な蛍光管を用い、被印刷基材としては、塩化ビニール製のカードを用いた。
【００６４】
また、実施例１〜６において、１個の点字を印刷するのに要した時間（１滴のインキを吐出するのに要した時間）を、吐出時間として測定した。また、インキを印刷した後、１２０秒後に、３６５ｎｍの紫外線を８００μｍ／ｃｍ2の強度で３分間照射して、被印刷基材に印刷したインキの硬化を行い、得られた点字の高さを測定した。
実施例１〜６において得られた各印刷用インキの吐出時間と形成された点字の高さを表１に示す。
【００６５】
表１に示すように、実施例１〜６においては、いずれも吐出時間が０．３〜２．０（ｓｅｃ）と短時間でインキの液滴を吐出することができ、かつ、０．３ｍｍ以上の厚みを有する点字を形成することができた。特に、無機微粒子の配合を４〜４．５質量部とした実施例２、３においては、点形状が略半球状となり、美観の優れた点字を形成することができた。
【００６６】
【表１】
0004838930.tif 000002
【００６７】
なお、実施例１〜６においては、被印刷基材として塩化ビニール製のカードを用いた場合についてのみ説明したが、本発明者は、ＰＥＴ−ＧやＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）樹脂等からなるカードを用いた場合にも同様の結果が得られることを確認している。
【００６８】
また、実施例１〜６においては、平均粒子径０．０２μｍの酸化珪素微粒子を用いた場合についてのみ説明したが、本発明者は、平均粒子径が０．１μｍ以下の、カーボンブラック微粒子、酸化アルミニウム微粒子、酸化鉄微粒子、酸化珪素微粒子を用いた場合にも同様の結果が得られることを確認している。
【００６９】
また、本発明者は、無機微粒子を３質量部未満とした場合には、被印刷基材表面に印刷した直後に印刷用インキが過剰に広がり、０．２ｍｍ以上の厚みを有する点形状を形成することができないことを確認している。また、無機微粒子を８質量部より多く配合した場合には、一滴のインキを吐出するのに要する吐出時間が２．５秒以上となり、インキの吐出速度が実用化できない程度に低下するとともに、被印刷基材に吐出された後のインキが広がらず、先端形状が鋭くなるなどして、所望の形状の点字を得ることが困難になることを確認している。
【００７０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、インキの吐出速度を低下させることなく、１回の印刷で０．２ｍｍ以上の厚膜を得ることができる印刷用インキを提供することができる。本発明の印刷用インキによれば、インキの吐出速度を低下させることなく印刷を行うことができ、かつ、重ねて印刷を行う必要がないので、厚膜印刷を高速化することができる。
また、本発明の印刷用インキによれば、エンボス加工のように、被印刷基材を機械的に変形させたりする必要がないため、被印刷基材に影響を与えることなく厚膜印刷を行うことができる。
また、本発明によれば、本発明の印刷用インキを用いて得られる印刷物、及び本発明の印刷用インキを用いて印刷を行う印刷方法、並びに本発明の印刷用インキを用いて印刷を行う際に用いて好適な、持ち運び可能な小型のプリンターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明に係る一実施形態のプリンターの構造を示す概略断面図である。
【図２】  図２は、本発明に係る実施例１において得られた印刷用インキのずり速度と粘度との関係を示す図である。
【図３】  図３は、本発明に係る実施例１〜６において得られた各印刷用インキについて、ずり速度と粘度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１    プリンター
１０  インキ吐出手段
１１  インキシリンダー
１２  吐出口
２０  被印刷基材
３１  第１の基材保持手段
３２  第２の基材保持手段
４０  光照射手段
５１  印刷部
５２  硬化部
６１  被印刷基材挿入口
６２  被印刷基材取り出し口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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