CN108290432B - 光栅印刷品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种透明树脂基材印刷品的制造方法,该方法具有以下工序:处理液赋予工序,在透明树脂基材上赋予包含酸性化合物的处理液;油墨喷出工序,在被赋予所述处理液的透明树脂基材上,通过喷墨方式喷出水性油墨,所述水性油墨包含着色剂、树脂粒子、水以及沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,且沸点超过250℃的溶剂的含量相对于油墨的总质量为1质量%以下;以及干燥工序,在所述透明树脂基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的条件下使所述水性油墨干燥。
Description
技术领域
本发明涉及一种透明树脂基材印刷品的制造方法。
背景技术
基于喷墨方式的印刷品的制造能够以高速形成图像,可相对于多种多样的基材形成高品位的图像,且能够应对小批量的生产,因此近年来被广泛利用。
作为在基于喷墨方式的印刷品的制造中使用的油墨,除了用作溶剂的溶剂油墨以外,顾及到地球环境和工作环境,已知有作为溶剂使用了水的水性油墨。近年来,从上述观点考虑,着眼于使用了水性油墨的印刷品的制造。
作为水性油墨,例如提出有以下水性油墨组合物:在可利用包含第1聚合物和特定结构的水溶性溶剂中的至少一种的聚合物溶液以及水而获得的聚合物水性分散物的存在下,可将构成第2聚合物的单体聚合而获得,第1聚合物包含亲水性结构单元以及疏水性结构单元,且含有第1聚合物以及第2聚合物中的至少一个的玻璃化转变温度为120℃以上的复合粒子和着色剂(例如参考日本特开2011-038008号公报)。
并且,在日本特开2011-038008号公报中记载有使用了上述水性油墨组合物的图像形成方法。
作为通过使用了喷墨方式的方法制造出的印刷品,例如可举出商业印刷用途、签名用途、光栅用途等用途。
在光栅用途中,使用通过将柱状透镜和视差图像(光栅图像)进行组合,根据立体图像或观察方向来切换显示内容的光栅印刷品。
光栅印刷品例如通过在纸上印刷视差图像并贴合平行配置有半圆柱形透镜的柱状透镜的方法、在柱状透镜的与凸状透镜相反的一侧的平面上形成直接视差图像的方法等来制造。
作为用于制造光栅印刷品的光栅片(lenticular sheet),提出有例如具备将多个树脂薄膜贴合而形成的透明支撑体、在透明支撑体的一个面上形成的透镜层、以及在透明支撑体的另一个面上形成的记录图像的图像接收层的立体图像用印刷板(例如参考日本特开2012-255879号公报)。
并且,提出有具备多个沿长边方向延伸的透镜排列而形成的第1面、以及作为与第1面相反的一侧的面的成为被印刷的面或被印刷的介质所粘贴的面的第2面,且在外形为长方形或正方形的透镜片中,各透镜相对于片端倾斜配置的透镜片(例如参考日本特开2009-104154号公报)。
并且,作为朝向光栅片的图像形成装置,例如提出有以下立体图像印刷装置,其具备:第1输送部,作为片状记录介质将纸张沿输送方向进行输送;油墨喷出部,具备在与输送方向大致正交的方向上排列的多个喷嘴,从多个喷嘴向被输送的记录介质喷出油墨来形成视差图像;驱动控制部,根据应形成于记录介质的图像,与输送同步地对油墨喷出部进行驱动控制,所述驱动控制部对喷嘴的驱动周期进行时间分割来进行驱动,以与喷嘴的排列方向相比在输送方向上微细化的油墨像点形成视差图像;第 2输送部,将由控制来自视差图像的光线而将立体图像设为可见的光线控制元件所形成的片状透明介质输送至第1输送部,并使透明介质在记录介质上重合;元件形成部,在第1输送部上,在透明介质上形成光线控制元件;以及压接部,将与记录介质一同向输送方向输送的透明介质在记录介质上压接并固定(例如参考日本特开 2010-237318号公报)。
发明内容
发明要解决的技术课题
如上述日本特开2011-038008号公报中记载的水性油墨组合物那样,以往的水性油墨组合物从防止干燥等的观点来看,有作为溶剂使用沸点较高的溶剂(例如沸点超过250℃的溶剂)的倾向。因此,在将水性油墨组合物赋予到被记录介质(例如透明树脂基材)时,作为用于使水性油墨组合物干燥的条件有时选择高温。
若如上述在高温下使水性油墨组合物干燥,则有时被记录介质(尤其透明树脂基材)会因热而变形。由该热导致的被记录介质的变形例如在设置于户外的大型广告牌等用途中大多不成问题。然而,例如在上述日本特开2012-255879号公报中记载的立体图像用印刷板以及在日本特开2009-104154号公报中记载的透镜片等光栅用途等对基材要求高尺寸精度的用途中有时会成为问题。
并且,当如在上述日本特开2010-237318号公报中记载的立体图像印刷装置,以在记录介质上形成图像后将透明介质和记录介质进行压接的方法制作光栅印刷品时,不会产生上述问题。因此,在该文献中记载的发明中,未对于在将水性油墨直接赋予到记录介质的方法中发生的问题进行研究。
作为抑制被记录介质因热而变形的方法,有将水性油墨组合物以低温进行干燥的方法,但若使水性油墨组合物在低温中进行干燥,则干燥后溶剂仍会残留,有时会影响图像的定影性。
如上在对于基材要求高尺寸精度的用途中,当使水性油墨组合物通过喷墨方式制造印刷品时,尚无法兼顾被记录介质的热变形的抑制和图像的定影性,这就是现状。
本发明的一实施方式欲解决的课题在于提供一种抑制热变形且图像的定影性优异的透明树脂基材印刷品的制造方法。
用于解决技术课题的手段
用于解决上述课题的具体方法包含以下方式。
<1>一种透明树脂基材印刷品的制造方法,具有以下工序:处理液赋予工序,在透明树脂基材上赋予包含酸性化合物的处理液;油墨喷出工序,在被赋予了处理液的透明树脂基材上,通过喷墨方式喷出水性油墨,所述水性油墨包含着色剂、树脂粒子、水以及沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,且沸点超过250℃的溶剂的含量相对于油墨的总质量为1质量%以下;以及干燥工序,在透明树脂基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的条件下使水性油墨干燥。
<2>根据<1>所述的透明树脂基材印刷品的制造方法,其中,喷墨方式为单程(single pass)方式。
<3>根据<1>或<2>所述的透明树脂基材印刷品的制造方法,其中,在油墨喷出工序中,在分辨率为1200dpi(每英寸点数,dot per inch)以上且最小液滴尺寸为3pl以下的喷出条件下喷出水性油墨。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的透明树脂基材印刷品的制造方法,其中,透明树脂基材是具有树脂层和透镜层的光栅片。
<5>根据<4>所述的透明树脂基材印刷品的制造方法,其中,树脂层是双轴拉伸的树脂层。
<6>根据<4>或<5>所述的透明树脂基材印刷品的制造方法,其中,光栅片在树脂层的一个面上具有透镜层,且在树脂层的另一个面上具有油墨收容层。
<7>根据<4>~<6>中任一项所述的透明树脂基材印刷品的制造方法,其中,树脂层在150℃下加热30分钟时的热收缩率为0.0%±0.6%的范围。
发明效果
根据本发明的一实施方式,提供一种抑制热变形,且图像的定影性优异的透明树脂基材印刷品的制造方法。
附图说明
图1是表示光栅片的一例的示意性剖视图。
图2是表示喷墨记录装置的整体结构的一例的示意图。
图3是表示对在实施例中制作的光栅片的耐热性进行了评价的结果的照片。
图4是放大表示在实施例中制作的光栅印刷品的一部分的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明所涉及的透明树脂基材印刷品的制造方法进行详细说明。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值分别作为最小值以及最大值包含在内的范围。
在本说明书中,“透明”表示至少相对于可见区域的光(400nm以上且700nm以下的波长)的透光率为70%以上。另外,可见光透过率是通过分光光度计测定出的值。
<透明树脂基材印刷品的制造方法>
本发明的透明树脂基材印刷品的制造方法具有以下工序:处理液赋予工序,在透明树脂基材上赋予包含酸性化合物的处理液;油墨喷出工序,在被赋予了处理液的透明树脂基材上,通过喷墨方式喷出水性油墨,所述水性油墨包含着色剂、树脂粒子、水以及沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,且沸点超过250℃的溶剂的含量为1 质量%以下;以及干燥工序,在透明树脂基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的条件下使水性油墨干燥。
通过上述制造方法显现效果的理由尚不明确,但可推定为如下。
在以往的使用了水性油墨的印刷品的制造中,必需进行加热干燥,而在要求高尺寸精度的用途中,难以兼顾对热引起的变形的抑制和图像的定影性。
本发明的透明树脂基材印刷品的制造方法中,将包含水、树脂粒子以及沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,且沸点超过250℃的溶剂的含量为1质量%以下的水性油墨赋予到透明树脂基材上,并在透明树脂基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的条件下使水性油墨干燥。
由于在上述制造方法中使用的溶剂的沸点低,因此即使是干燥温度为60℃以上且100℃以下的低温,在干燥后溶剂也不容易残留,水性油墨容易在透明树脂基材上定影,可获得定影性高的图像。
如此,通过作为在水性油墨中所含的溶剂选择特定范围的沸点的溶剂,且使基于喷墨法的图像形成与在特定的温度条件下进行干燥的工序进行组合,由此能够抑制热对于干燥时的透明树脂基材的影响,且在干燥后溶剂不易残留于水性油墨图像。认为由此能够制造出抑制透明树脂基材的热变形,且图像的定影性优异的透明树脂基材印刷品。
[处理液赋予工序]
本发明的透明树脂基材印刷品的制造方法包含在透明树脂基材上赋予包含酸性化合物的处理液的处理液赋予工序。
在透明树脂基材印刷品的制造方法中,在透明树脂基材上赋予处理液以及水性油墨,并通过干燥获得印刷品。在后述的水性油墨喷出工序之前设置的处理液赋予工序是将包含使后述水性油墨中的成分凝聚的酸性化合物中的至少一种的处理液赋予到透明树脂基材上的工序,使在水性油墨喷出工序中被赋予的水性油墨中的成分凝聚。水性油墨中的成分在透明树脂基材上凝聚,因此能够在透明树脂基材上形成图像。
(透明树脂基材)
作为透明树脂基材,能够从透明且包含耐得住后述干燥工序中的加热的树脂的基材中选择。
作为可形成透明树脂基材的树脂,例如可举出聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚碳酸酯、聚砜、全芳香族聚酰胺、丙烯酸树脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸酯)、聚氨基甲酸酯树脂、聚苯乙烯、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚树脂(MS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚树脂(AS树脂)、乙烯- 乙烯醇共聚物、改性聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、热塑性弹性体、环烯烃聚合物。
透明树脂基材的形状优选为膜、片等板状。透明树脂基材可为单层,也可具有层叠了两层以上的层叠结构。当透明树脂基材具有层叠结构时,各层可由相同的树脂形成,也可由不同的树脂形成。
透明树脂基材优选具有至少向一个方向拉伸的树脂层。透明树脂基材具有至少向一个方向拉伸的树脂层,由此透明树脂基材的耐热性提高,能够更加抑制由后述干燥工序中的加热引起的变形。
当透明树脂基材由单层构成时,能够设为单轴拉伸的薄膜。并且,当透明树脂基材由单层构成时,还能够设为双轴拉伸的薄膜。
从与上述相同的观点来看,树脂层优选为双轴拉伸的树脂层。
当透明树脂基材具有层叠结构时,可以在树脂层被拉伸后层叠其他层,也可以在树脂层上层叠其他层后拉伸。
拉伸可以沿树脂层的纵向(MD:Machine Direction)进行,也可以沿横向(TD:Transverse Direction)进行。当进行双轴拉伸时,进行MD拉伸以及TD拉伸两者。
拉伸中的拉伸倍率优选为1.5倍以上且7倍以下,更优选为1.7倍以上且5倍以下,进一步优选为2倍以上且4倍以下。通过拉伸倍率为1.5倍以上且7倍以下,树脂层的机械强度提高,厚度的均匀性也提高。并且,当透明树脂基材为层叠结构时,能够提高树脂层与其他层的密合性。
拉伸优选在170℃以上进行,更优选在200℃以上且320℃以下进行,进一步优选在200℃以上且300℃以下进行。若进行拉伸的温度为树脂层的玻璃化转变温度(Tg)以上则透明树脂基材的耐热性提高,能够更加抑制由后述干燥工序中的加热引起的变形。
-树脂层-
作为形成树脂层的树脂,能够从前述透明树脂基材中所含的树脂中选择。
树脂层的形状优选为膜、片等板状。
树脂层的厚度在拉伸树脂层时根据拉伸倍率来决定。例示出具体的范围,优选为25μm以上且250μm以下的范围,更优选为50μm以上且250μm以下,进一步优选为100μm以上且250μm以下的范围。
树脂层在150℃加热30分钟时的热收缩率优选为0.0%±0.6%的范围,更优选为0.0%±0.4%的范围,进一步优选为0.0%±0.3%的范围。
若热收缩率为0.0%±0.6%的范围内,则更加抑制将水性油墨进行干燥时的热引起的透明树脂基材的变形。
热收缩率能够遵照JIS C 2151:2006的“21.尺寸变化”来进行测定。
-油墨收容层-
透明树脂基材可具有油墨收容层。
通过透明树脂基材具有油墨收容层,能够缩小滴落后的水性油墨的液滴,且能够降低后述干燥工序中的干燥温度。
油墨收容层优选包含树脂,更优选树脂的至少一部分由交联剂被交联。
作为树脂,优选为选自聚酯、丙烯酸树脂以及聚氨基甲酸酯树脂中的至少一种树脂。
以下,对聚酯、丙烯酸树脂以及聚氨基甲酸酯树脂进行说明。
--聚酯--
聚酯的主要构成成分例如为如下述的多元羧酸以及多元羟基化合物。作为多元羧酸,例如可举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、苯二甲酸、4,4’-二苯基二羧酸、2,5-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、对苯二甲酸-2-磺酸钠、对苯二甲酸-2-磺酸钾、间苯二甲酸-4-磺酸钠、间苯二甲酸-4-磺酸钾、间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钾、乙二酸、杜鹃花酸、癸二酸、十二烷二羧酸、戊二酸、琥珀酸、偏苯三酸、均苯三酸、均苯四酸、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、邻苯二甲酸酐、对羟基苯甲酸、偏苯三酸单钾盐以及选自这些的酯形成性衍生物。
作为多元羟基化合物,例如可举出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二甲醇、双酚A-乙二醇加成物、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚氧亚丁基二醇、二羟甲基丙酸、丙三醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基乙基磺酸钠、二羟甲基乙基磺酸钾、二羟甲基丙酸钾。
从这些化合物中分别适当选择一个以上,并通过常规的缩聚反应来合成聚酯即可。
并且,作为聚酯的数均分子量,优选为5,000以上,更优选为8,000以上,进一步优选为10,000以上。通过将聚酯的数均分子量设为上述范围,和与油墨收容层相邻的层的密合性变好。
数均分子量采用通过凝胶渗透色谱(GPC)测定出的值。
上述GPC使用HLC-8020GPC(TOSOH CORPORATION制),作为柱使用3根TSKgel (注册商标),Super Multipore HZ-H(TOSOH CORPORATION制,4.6mmID×15cm),作为洗脱液使用THF(四氢呋喃)来进行。
并且,GPC将试样浓度设为0.45质量%、将流速设为0.35ml/min、将样品注入量设为10μl、将测定温度设为40℃,并使用RI(差视折射率)检测器进行。
关于校准曲线,从TOSOH CORPORATION制“标准试样TSK standard,polystyrene”:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、“A-1000”、“正丙基苯”的8个样品来制作。
在油墨收容层中所占的聚酯的含量相对于油墨收容层的总质量优选为10质量%以上且80质量%以下,更优选为15质量%以上且75质量%以下,进一步优选为30质量%以上且50质量%以下。通过将聚酯的含量设在上述范围内,能够提高和与油墨收容层相邻的层的密合性。
在油墨收容层中可包含的聚酯的玻璃化转变温度(Tg)优选小于60℃。另外,当油墨收容层中包含多种聚酯时,更优选玻璃化转变温度均小于60℃。而且,在油墨收容层中可包含的聚酯优选为包含萘环的共聚聚酯。在油墨收容层中可包含的树脂为共聚聚酯,由此可容易地获得与树脂层的密合性优异的油墨收容层。而且,在油墨收容层中可包含的共聚聚酯的玻璃化转变温度小于60℃,由此可形成与用于在油墨收容层的表面形成图像的水性油墨的密合性优异的油墨收容层。在油墨收容层中所含的共聚聚酯的玻璃化转变温度从密合性的观点来看,更优选为50℃以下。
玻璃化转变温度适用可通过实际测量获得的测定Tg。
具体而言,作为测定Tg,是指利用SII Nano Technology Inc.制的示差扫描量热仪(DSC)EXSTAR6220在通常的测定条件下测定出的值。其中,当因材料的分解等而难以进行测定时,适用以下述计算式算出的计算Tg。计算Tg用下述式(1)进行计算。
1/Tg=Σ(Xi/Tgi)……(1)
在此,成为计算对象的聚合物设为由i=1至n的n种单体成分共聚而成。Xi为第i个单体的重量分数(ΣXi=1),Tgi为第i个单体的均聚物的玻璃化转变温度(绝对温度)。其中,Σ取i=1至n的和。另外,各单体的均聚物玻璃化转变温度的值(Tgi) 采用聚合物手册(Polymer Handbook)(第三版)(J.Brandrup,E.H.Immergut著 (Wiley-Interscience、1989))的值。
作为在油墨收容层中可包含的共聚聚酯可为两种以上的聚酯的混合物。当为混合物时,通过混合玻璃化转变温度小于60℃的聚酯可获得与用于在油墨收容层的表面上形成图像的水性油墨的密合性优异的油墨收容层,因此优选。在油墨收容层中所含的共聚聚酯中的玻璃化转变温度小于60℃的聚酯的浓度优选为90质量%以上,更优选为95质量%以上。
作为在油墨收容层中可包含的共聚聚酯,通过使用含有萘环的化合物,能够防止油墨收容层的表面上的低聚物的析出。低聚物的析出得到防止的原因可推定为是由于来自于树脂层的低聚物成分和含有萘环的共聚聚酯的相溶性高。
另外,在油墨收容层中可包含的聚酯的玻璃化转变温度优选为-20℃以上。并且,油墨收容层中所含的聚酯的玻璃化转变温度更优选为-20℃以上且60℃以下,进一步优选为-10℃以上且50℃以下。
玻璃化转变温度的测定按照已叙述的方法进行。
包含萘环的共聚聚酯与不包含萘环的共聚聚酯相比,有玻璃化转变温度更高的倾向。在包含萘环的共聚聚酯中,玻璃化转变温度小于60℃的聚酯优选为将下述二羧酸和二醇作为共聚成分而包含的共聚聚酯。
二羧酸
作为源自于二羧酸的结构单元,优选具有源自于2,6-萘二羧酸的结构单元。并且,在包含萘环的共聚聚酯中,玻璃化转变温度小于60℃的共聚聚酯作为二羧酸的结构单元可具有源自于以下述式(2)表示的二羧酸或对苯二甲酸、间苯二甲酸等的结构单元。
式(2)HOOC-(CH2)n-COOH(式中,n表示4以上10以下的自然数。)
相对于包含萘环的共聚聚酯的所有源自于二羧酸的结构单元,源自于2,6-萘二羧酸的结构单元所占的比例X为30质量%以上且90质量%以下,由此可获得与相邻层的密合性优异的油墨收容层,因此优选。比例X更优选为40质量%以上且80质量%以下,进一步优选为50质量%以上且75质量%以下。
为了获得比例X成为上述范围的共聚聚酯,优选在用于制备共聚聚酯的二羧酸中包含萘环的二羧酸所占的比例与比例X同样地为30质量%以上且90质量%以下。另外,在用于制作共聚聚酯的二羧酸中,包含萘环的二羧酸所占的比例更优选为40质量%以上且80质量%以下,进一步优选为50质量%以上且75质量%以下。
二醇
作为共聚聚酯中源自于二醇的结构单元(以下也称作“二醇结构单元”。),优选共聚聚酯的玻璃化转变温度降低的二醇结构单元。作为优选的二醇结构单元,例如除了以下述式(3)表示的二醇以外,还可以举出乙二醇或二乙二醇、三乙二醇等源自于二醇的二醇结构单元等。
式(3)HO-(CH2)m-OH(式中,m表示4以上10以下的自然数。)
相对于共聚聚酯中所含的所有的二醇结构单元,源自于式(3)的二醇的结构单元所占的比例Y为10质量%以上且95质量%以下时可获得与形成图像的油墨的粘接力优异的油墨收容层,因此优选。比例Y更优选为20质量%以上且90质量%以下,进一步优选为30质量%以上且85质量%以下。
为了制作如比例Y成为上述范围的共聚聚酯,在用于制作共聚聚酯的二醇中,优选式(3)的二醇所占的比例与比例Y同样地为10质量%以上且95质量%以下。另外,在用于制作共聚聚酯的二醇中,更优选式(3)的二醇所占的比例为20质量%以上且 90质量%以下,进一步优选为30质量%以上且85质量%以下。
可在本发明中使用的聚酯例如作为PLASCOAT Z-592、Z-687等市售品(GOOChemical Co.,Ltd.制)也能够获得。
--丙烯酸树脂--
丙烯酸树脂是由如以丙烯酸系单体以及甲基丙烯酸系单体为代表的、具有碳碳双键的聚合性单体形成的聚合物。丙烯酸树脂可为均聚物或共聚物中的任一种。丙烯酸树脂中还包含与其他聚合物(例如聚酯或聚氨酯)的共聚物。与其他聚合物的共聚物可为封端共聚物,也可为接枝共聚物。在聚酯溶液或聚酯分散液中,还包含使具有碳碳双键的聚合性单体聚合而获得的聚合物(根据情况还包含聚合物的混合物)。同样地,关于聚氨酯,在聚氨酯溶液或聚氨酯分散液中也包含使具有碳碳双键的聚合性单体聚合而获得的聚合物(根据情况还包含聚合物的混合物)。同样地,在其他聚合物溶液或分散液中也包含使具有碳碳双键的聚合性单体聚合而获得的聚合物(根据情况也包含聚合物混合物)。
作为上述具有碳碳双键的聚合性单体没有特别的限定,例如可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、反丁烯二酸、马来酸、柠康酸等具有羧基的聚合性单体类、以及由羧基形成盐的聚合性单体;2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丙基(甲基) 丙烯酸酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、单丁基羟基延胡索酸酯、单丁基羟基衣康酸酯等各种含羟基单体类;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等各种(甲基)丙烯酸酯类; (甲基)丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺或(甲基)丙烯腈等各种含氮化合物;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯等各种苯乙烯衍生物、丙酸乙烯酯等各种乙烯基酯类;γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯三甲氧基硅烷基等各种含硅聚合性单体类;含磷乙烯系单体类;氯乙烯、氯化亚乙烯等各种卤代乙烯类;丁二烯等各种共轭二烯类。
具有碳碳双键的聚合性单体可单独使用一种,可也以并用两种以上。
--聚氨基甲酸酯树脂--
聚氨基甲酸酯树脂是在主链具有氨基甲酸酯键的聚合物的总称,通常通过多异氰酸酯和多元醇(polyol)的反应来获得。
作为多异氰酸酯,可举出甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI) 等。进一步地,作为多异氰酸酯还可举出对通过多异氰酸酯和多元醇的反应而获得的聚氨酯聚合物进行扩链处理而增加分子量的、在末端具有异氰酸酯基的聚合物。
作为多元醇,可举出乙二醇、丙二醇、丙三醇、己三醇等。
以上所述的多异氰酸酯、多元醇以及扩链处理记载于例如《聚氨酯手册》(岩田敬治主编,THE NIKKAN KOGYO SHIMBUN,LTD.,1987年发行)。另外,在油墨收容层中所含的聚氨基甲酸酯树脂可为一种或两种以上的聚氨基甲酸酯树脂。
在油墨收容层中所含的聚氨基甲酸酯树脂优选具有-40℃以上且50℃以下的玻璃化转变温度,更优选具有-20℃以上且40℃以下的玻璃化转变温度。通过将在油墨收容层中所含的聚氨基甲酸酯树脂的玻璃化转变温度设为上述范围,例如容易形成与油墨收容层的密合性优异的图像,因此优选。
聚氨基甲酸酯树脂可使用市售品,作为市售品,例如可举出SUPERFLEX(注册商标)150HS、SUPERFLEX 470等市售品(DKS Co.Ltd.制)、HYDRAN(注册商标)AP-20、 HYDRAN WLS-210、HYDRAN HW-161(DIC Corporation制)。
--交联剂--
在油墨收容层中所含的树脂优选被交联。作为将在油墨收容层中所含的树脂进行交联的交联剂,优选封端异氰酸酯基。
封端异氰酸酯基
封端异氰酸酯基是具有将异氰酸酯基以封端剂进行密封的结构的异氰酸酯化合物,其用作热交联型的硬化剂。作为封端异氰酸酯基的封端剂,例如可举出重亚硫酸盐类、苯酚、甲酚、乙基苯酚等苯酚系化合物、丙二醇单甲醚、乙二醇、苄醇、甲醇、乙醇等醇系化合物、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰丙酮等活性亚甲基系化合物、丁基硫醇、十二烷基硫醇等硫醇系化合物、ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺等内酰胺系化合物、二苯基苯胺、苯胺、乙烯亚胺、二异丙胺、二异丁胺、二(2-丁胺)、二(叔丁基)胺基、二环己胺、N-叔丁基环己胺等胺系化合物、乙酰苯胺、乙酸酰胺的酸酰胺化合物、甲醛、乙醛肟、丙酮肟、甲乙酮肟、环己酮肟等肟系化合物。封端异氰酸酯基可单独使用也可并用两种以上。
并且,作为形成封端异氰酸酯基的异氰酸酯化合物,例如可举出甲苯二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯、α,α,α’,α’-四甲基亚二甲苯二异氰酸酯等具有芳香环的脂肪族异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、亚丙基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、 2,2,4-三甲基-1,6-二异氰酸酯基己烷等脂肪族异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己异氰酸酯)、亚异丙基二环己二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯甲基)-环己烷、4,4’-二环己甲烷二异氰酸酯、降莰烯二异氰酸酯、氢化亚二甲苯二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯。并且,还可以举出上述异氰酸酯化合物的双缩脲化物、异氰脲酸酯化物、脲二酮化物、碳二亚胺改性体等聚合物或衍生物。上述异氰酸酯化合物可单独使用,也可以将多种并用。在上述异氰酸酯化合物中,从抑制由紫外线引起的变黄的观点来看,与芳香族异氰酸酯相比,更优选脂肪族异氰酸酯或脂环族异氰酸酯。
在含有封端异氰酸酯基的油墨收容层中,通过源自于封端剂的基团从封端异氰酸酯基化合物解离,在源自于封端异氰酸酯基化合物的异氰酸酯基(NCO基)和系内的羟基等之间进行聚氨基甲酸酯化反应,能够提高交联密度。
封端异氰酸酯基的重均分子量优选为300以上且10,000以下。下限值更优选为500,最优选为700。并且,上限值进一步优选为9,000,更优选为8,500,最优选为 8,000。
重均分子量是按照已叙述的方法测定出的值。
油墨收容层的厚度通常从0.03μm以上且5μm以下的范围选择比较适当,更优选为0.04μm以上且2μm以下,尤其优选为0.07μm以上且1μm以下的范围。
在油墨收容层中可含有除了封端异氰酸酯基以外的交联剂。通过含有交联剂,油墨收容层中所含的树脂的至少一部分进行交联,作为油墨收容层的膜强度提高。
作为交联剂,例如可举出三聚氰胺化合物、环氧合物、恶唑啉化合物、异氰酸酯化合物、碳化二亚胺化合物等。
交联剂优选为选自恶唑啉化合物、碳化二亚胺化合物以及异氰酸酯化合物中的至少一种。
恶唑啉化合物
恶唑啉化合物是在分子中具有两个以上的恶唑啉基的化合物。
作为恶唑啉化合物,能够举出使具有恶唑啉基的聚合物例如具有恶唑啉基的聚合性不饱和单体根据需要通过公知的方法(例如溶液聚合或乳化聚合)与除了具有恶唑啉基的聚合性不饱和单体以外的聚合性不饱和单体共聚而获得的聚合物。作为具有恶唑啉基的聚合性不饱和单体,例如可举出将2-乙烯-2-恶唑啉、2-乙烯-4-甲基-2-恶唑啉、2-乙烯-5-甲基-2-恶唑啉、2-异丙烯基-2-恶唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-恶唑啉、2-异丙烯基-5-甲基-2-恶唑啉等作为单体单位而包含的化合物。恶唑啉化合物例如作为EPOCROS(注册商标)K-2020E、EPOCROS(注册商标)K-2010E、EPOCROS(注册商标)K-2020E、EPOCROS(注册商标)K-2030E、EPOCROS(注册商标)WS-300、EPOCROS (注册商标)WS-500、EPOCROS(注册商标)WS-700等市售品(NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.制)而能够获得。
碳化二亚胺化合物
碳化二亚胺化合物是具有以-N=C=N-表示的官能团的化合物。聚碳化二亚胺通常通过有机二异氰酸酯的缩合反应来合成,合成中所使用的有机二异氰酸酯的有机基团没有特别的限定,能够使用芳香族系有机二异氰酸酯、脂肪族系有机二异氰酸酯中的任一种或芳香族系有机二异氰酸酯以及脂肪族系有机二异氰酸酯的混合物。其中,从反应性的观点来看尤其优选脂肪族系有机二异氰酸酯。作为合成的原料,使用有机异氰酸酯、有机二异氰酸酯、有机三异氰酸酯等。
具体而言,使用4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、4,4-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯等,并且,作为有机单异氰酸酯,使用异氟尔酮异氰酸酯、苯基异氰酸酯、环己异氰酸酯、丁基异氰酸酯、萘基异氰酸酯等。并且,碳化二亚胺化合物可使用市售品,作为市售品,例如可举出 CARBODILITE(注册商标)V-02-L2(Nisshinbo Holdings Inc.制)。
异氰酸酯化合物
异氰酸酯化合物是具有-N=C=O的部分结构的化合物。作为有机异氰酸酯化合物的例子,可举出芳香族异氰酸酯或脂肪族异氰酸酯,也可以混合两种以上的化合物来使用。具体而言,使用4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、4,4-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、1,4-亚苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯等,并且,作为有机单异氰酸酯,使用异氟尔酮异氰酸酯、苯基异氰酸酯、环己异氰酸酯、丁基异氰酸酯、萘基异氰酸酯等。并且,异氰酸酯化合物可使用市售品,作为市售品,例如可举出 ERASTRON(注册商标)H-3、CAT-21(均为DKS Co.Ltd.制)、DP9C214(Baxenden Co., Ltd.制)、TAKENATE(注册商标)XWD-HS30(MitsuiChemicals,Inc.制)。
以油墨收容层中所含的树脂的总质量为基准,交联剂优选以3质量%以上且30 质量%以下的范围含有,更优选以3质量%以上且20质量%以下的范围含有。
通过相对于树脂含有3质量%以上的交联剂,和与油墨收容层相邻接的层的密合性提高,油墨收容层的膜强度提高。进一步地,油墨收容层和形成图像时所使用的水性油墨的密合性也提高。
能够使油墨收容层中进一步含有表面活性剂、滑剂、有机或无机粒子、pH调节剂等。
--表面活性剂--
通过使在形成油墨收容层时的涂布液中含有表面活性剂,起到提高涂布液的涂布性的效果。
作为表面活性剂,可举出公知的阴离子系表面活性剂、非离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂等。关于表面活性剂,例如记载于《表面活性剂便览》(西一郎、今井怡知一郎、笠井正藏主编,Sangyo Tosho Publishing Co.,Ltd.,1960年发行)。
作为使油墨收容层中含有的表面活性剂,尤其是阴离子系表面活性剂和/或非离子系表面活性剂的提高涂布性的效果优异,因此优选。
作为阴离子系表面活性剂,可举出硬酯酸钾、山嵛酸钾等高级脂肪酸盐、聚氧乙烯(以下简单记作“POE”。)月桂基醚羧酸钠等烷基醚羧酸盐、N-硬酯酰基-L-谷氨酸单钠盐等N-酰基-L-谷氨酸盐、月桂基硫酸钠、月桂基硫酸钾等高级烷基硫酸酯盐、 POE月桂基硫酸三乙醇胺、POE月桂基硫酸钠等烷基醚硫酸酯盐、月桂基硫酸钠等N- 酰基肌氨酸盐、N-肉豆蔻酰-N-甲基牛磺酸钠等高级脂肪酸氨基磺酸盐、硬脂磷酸钠等烷基磷酸盐塩、POE油基醚磷酸钠、POE硬脂醚磷酸钠等烷基醚磷酸盐、二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠、单月桂酰基单乙醇酰胺聚氧乙烯磺基琥珀酸钠、月桂酰基聚丙二醇磺基琥珀酸钠等磺基琥珀酸盐、直线型十二烷基苯磺酸钠、直线型十二烷基苯、磺酸三乙醇胺、直线型十二烷基苯磺酸、十二烷基二苯基醚二磺酸等烷基苯磺酸盐、硬化椰子油脂肪酸丙三醇硫酸钠等高级脂肪酸酯硫酸酯盐等。
作为市售的阴离子系表面活性剂,例如可举出RAPISOL(注册商标)A-90、RAPISOL(注册商标)A-80、RAPISOL(注册商标)BW-30、RAPISOL(注册商标)B-90、RAPISOL (注册商标)C-70(商品名:NOF CORPORATION制)、NIKKOL(注册商标)OTP-100 (Nikko ChemicalsCo.,Ltd.制)、KOHAKURU(注册商标)ON(Toho Chemical Industry Co.,Ltd.制)、KORAKURU(注册商标)L-40(商品名:Toho Chemical Industry Co., Ltd.制)、PHOSPHANOL(注册商标)702(Toho Chemical Industry Co.,Ltd.制)、 BEAULIGHT(注册商标)A-5000、BEAULIGHT(注册商标)SSS、SANDEDDO(注册商标) BL(Sanyo Chemical Industries,Ltd.制)等。
作为阳离子系表面活性剂,例如可举出硬脂基三甲基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵等烷基三甲基铵盐、二硬脂基二甲基氯化铵等二烷基二甲基铵盐、聚(N,N-二甲基 -3,5-亚甲基哌啶鎗)氯化物、十六烷基氯化吡啶鎗等烷基吡啶鎗盐、烷基季铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、烷基异喹啉鎗盐、二烷基吗啉鎗盐、POE烷基胺、烷基胺盐、聚胺脂肪酸衍生物、戊醇脂肪酸衍生物、氯化苯甲烃铵、氯化苄乙氧铵等。通过使用如上所述的表面活性剂,抑制涂膜的干燥过程中的粒子的凝聚,能够形成均匀的表面凹凸。
此外作为市售的阳离子系表面活性剂,例如可举出酞菁衍生物(商品名:EFKA-745, MORISHITA&CO.,LTD.制)、有机基硅氧烷聚合物KP341(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd. 制)、(甲基)丙烯酸系(共)聚合物Polyflow No.75、No.90、No.95(Kyoeisha chemicalCo.,Ltd.制)、W001(Yusho Co.,Ltd.制)等。
作为市售的非离子系表面活性剂,例如能够举出NAROACTY(注册商标)CL-95、 HN-100(Sanyo Chemical Industries,Ltd.制)、LITHO REX(注册商标)BW400(KOKYU ALCOHOLKOGYO CO.,LTD.制)、EMALEX(注册商标)ET-2020(NIHON EMULSION CO.,LTD. 制)、UNILUBE(注册商标)50MB-26、非离子(注册商标)IS-4(NOF CORPORATION) 等。
使油墨收容层形成用涂布液中含有表面活性剂时的表面活性剂的量以树脂的总固体成分质量为基准优选为0.5质量%以上且5.0质量%以下,更优选为0.5质量%以上且3.0质量%以下。
--滑剂--
在含有滑剂的油墨收容层中,用于形成在油墨收容层的表面上形成的图像的水性油墨在油墨收容层的表面上的渗透少,因此与不包含滑剂的油墨收容层相比,形成分辨率更高的图像。
作为滑剂,优选使用脂肪族蜡等。
作为脂肪族蜡的具体例,能够举出巴西棕榈蜡、小烛树蜡、米蜡、日本蜡、霍霍巴油、棕榈蜡、松香改性蜡、小冠巴西棕榈蜡、甘蔗蜡、西班牙草蜡、树皮蜡等植物系蜡、蜂蜡、羊毛脂、鲸蜡、虫蜡、紫胶蜡等动物系蜡、褐煤蜡、地蜡、纯地蜡等矿物系蜡、石蜡、微晶蜡、矿脂等石油系蜡、费-托合成蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡以及氧化聚丙烯蜡等合成烃系蜡。其中,尤其优选巴西棕榈蜡、石蜡或聚乙烯蜡。
滑剂能够降低环境负荷且容易操作,因此也能够用作水分散液。作为市售品例如可举出Cellosol(注册商标)524(CHUKYO YUSHI CO.,LTD.制)等。
滑剂可仅使用一种,也可以组合两种以上。
以油墨收容层的总固体成分质量为基准,滑剂的含量优选为0.005质量%以上且10质量%以下,更优选为0.01质量%以上且5质量%以下。
--有机或无机粒子--
作为无机粒子,可举出二氧化硅、碳酸钙、氧化镁、碳酸镁等。
作为有机粒子,可举出聚苯乙烯粒子、聚甲基丙烯酸甲酯粒子。从润滑性改良效果、成本的观点来看,优选聚苯乙烯粒子、聚甲基丙烯酸甲酯粒子以及二氧化硅。
--pH调节剂--
作为pH调节剂,可举出磷酸、柠檬酸、乙酸钠、碳酸氢钠、葡糖酸、乙二酸、琥珀酸、酒石酸、碳酸钾、乳酸,乳酸钠、冰醋酸、醋酸、反丁烯二酸、苹果酸等。
~油墨收容层的形成~
油墨收容层能够通过制备用于形成油墨收容层的涂布液,并将涂布液涂布在树脂层的一个面上来形成。作为涂布方法,包含棒涂(棒涂法涂布)、狭缝涂布、喷射涂布、旋涂等。
~透明树脂基材的优选形态~
透明树脂基材从更显著地显现效果的观点来看,优选使用于对尺寸精度的要求严格的用途。作为上述用途,例如可举出光栅用途、光学棱镜用途、导光板用途等,作为透明树脂基材的形态,可举出光栅片、棱镜等。
用于光栅用途的光栅片是具有树脂层和透镜层的层叠体,在用途以及显示物性方面要求高尺寸精度。具体而言,在与光栅片的树脂层的配置有透镜层的一侧相反的一侧配置有图像(视差图像)。当透镜层和视差图像具有特定的位置关系时,通过观察方向来切换显示内容。因此,片体变形等而导致上述位置关系偏离,有可能无法得到所希望的图像。
-光栅片-
光栅片具有树脂层和透镜层。
光栅片优选在树脂层的一个面上具有透镜层,且在树脂层的另一个面上具有油墨收容层。
光栅片优选具有至少向一个方向拉伸的树脂层,更优选具有双轴拉伸的树脂层。树脂层至少向一个方向拉伸,由此能够提高光栅片的耐热性,且更加抑制后述干燥工序中的加热引起的变形。
拉伸的方向以及优选条件如前述。
当光栅片具有油墨收容层时,可在树脂层上层叠透镜层后,在树脂层的与配置有透镜层的一侧相反的一侧的面上层叠油墨收容层,也可以在树脂层上层叠油墨收容层后,在树脂层的与配置有油墨收容层的一侧相反的一侧的面上层叠透镜层。透镜层的详细内容将在之后叙述。
当光栅片具有油墨收容层,且在树脂层上层叠油墨收容层后在树脂层的与配置有油墨收容层的一侧相反的一侧的面上层叠透镜层时,优选为以下形态。
具有油墨收容层的光栅片优选包含在未拉伸的树脂层或向第一方向拉伸的树脂层的一个面侧具有油墨收容层的未拉伸层叠体被拉伸的、具有至少向一个方向拉伸的树脂层和油墨收容层的拉伸层叠体。
光栅片优选在上述拉伸层叠体中的树脂层的与具有油墨收容层的一侧相反的一侧的面上具有透镜层。
具体而言,例如优选为如图1所示在树脂层12的一个面上具有油墨收容层22,且在树脂层12的另一个面上具有透镜层32的层结构的光栅片10。树脂层12和透镜层32可经由中间层34层叠。并且,树脂层12以及油墨收容层22优选为拉伸层叠体 24。
光栅片如上述优选包含拉伸层叠体。
光栅片通过包含拉伸层叠体,与光栅片不包含未拉伸层叠体时相比,树脂层和油墨收容层的密合性变得优异。
树脂层和油墨收容层的密合性具有光栅片的厚度越是处于400μm以下、350μm 以下甚至是200μm以下的厚度的范围则越下降的倾向。然而即使在这种厚度的光栅片中,通过包含拉伸层叠体,树脂层和油墨收容层的密合性也变得优异。
--未拉伸层叠体--
未拉伸层叠体优选通过在未拉伸的树脂层或向第一方向拉伸的树脂层的一个面侧涂布油墨收容层形成用涂布液而设置涂布层来制备。
--未拉伸的树脂层或向第一方向拉伸的树脂层--
作为在未拉伸层叠体的树脂层中使用的未拉伸或向第一方向拉伸的树脂层的素材的树脂优选为相对于可见区域的光为透明,且对形成透镜层时受到的加热温度具有耐性的树脂。作为优选的树脂,例如可举出聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚砜、全芳香族聚酰胺等。尤其从能够容易地制作平滑性优异的树脂层的观点来看,优选聚酯,更优选聚对苯二甲酸乙二酯。
在未拉伸层叠体中使用的未拉伸或向第一方向拉伸的树脂层优选通过将如上所述的树脂进行熔融挤出或拉伸等来进行制膜而制造。在未拉伸层叠体中使用的树脂层尤其优选单轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯。
树脂层在150℃加热30分钟时的热收缩率优选0.0%±0.6%的范围,更优选0.0%±0.4%的范围,进一步优选0.0%±0.3%的范围。
通过热收缩率在0.0%±0.6%的范围内,更加抑制由干燥水性油墨时的热引起的光栅片的变形。
在未拉伸层叠体中使用的树脂层的厚度根据制作拉伸层叠体时的拉伸倍率来决定。例示出具体的范围,优选25μm以上且250μm以下的范围,更优选50μm以上且250μm以下,尤其优选为100μm以上且250μm以下的范围。
--涂布层--
在上述未拉伸或向第一方向拉伸的树脂层的一个面侧,涂布油墨收容层形成用涂布液而形成有涂布层,从而制备出未拉伸层叠体。
涂布有油墨收容层形成用涂布液的树脂层的被涂布面侧的表面能够更加提高树脂层和油墨收容层的粘接力,因此可以预先实施电晕放电处理等。
[油墨收容层形成用涂布液]
油墨收容层形成用涂布液包含形成油墨收容层的固体成分和涂布溶剂。
光栅片中的油墨收容层能够适用与在前述的透明树脂基材的油墨收容层的说明中举出的层相同的层,厚度、物性等优选的方式也相同。
--第1中间层--
在树脂层和油墨收容层之间可以设置包含树脂的第1中间层。通过设置第1中间层,能够提高树脂层和油墨收容层的密合性。
作为在第1中间层中所含的树脂,可举出乙烯-乙烯醇共聚物、改性聚乙烯、改性聚丙烯等改性聚烯烃等。
改性聚烯烃例如由Mitsui Chemicals,Inc.以ADMER(注册商标)的名称出售。
第1中间层根据树脂的特性按照适当的方法设置在树脂层的表面即可。第1中间层例如可以通过在树脂层的表面上涂布将树脂溶解于溶剂的溶液或将树脂分散于溶剂中的分散液来形成,当树脂为热熔性时,可以在树脂层的表面上熔融挤出而形成。
--拉伸层叠体--
拉伸层叠体通过拉伸上述未拉伸层叠体来制作。
作为拉伸未拉伸层叠体来制作拉伸层叠体的方法,优选向一个方向拉伸未拉伸层叠体,进一步向相互正交的方向拉伸的方法。
作为光栅片的优选方式,可举出在未拉伸层叠体中所含的树脂层为向第一方向拉伸的单轴拉伸薄膜,且拉伸未拉伸层叠体的至少一个拉伸方向朝向与单轴拉伸薄膜的第一方向正交的方向拉伸的方式。
由未拉伸层叠体制作拉伸层叠体时的拉伸倍率为1.5倍以上且7倍以下比较适当,进一步优选为1.7倍以上且5倍以下,更进一步优选为2倍以上且4倍以下。通过拉伸倍率为1.5倍以上且7倍以下,可容易地获得机械强度充分,厚度的均匀性良好,且树脂层与油墨收容层的密合性优异的光栅片。
当未拉伸层叠体中所含的树脂层为单轴拉伸薄膜时,将单轴拉伸薄膜的拉伸方向设为MD方向,且将拉伸未拉伸层叠体的拉伸方向设为TD方向时在制造方面自由度较大,因此有利。
在所得到的拉伸层叠体的与具有油墨收容层的一侧相反的一侧设置透镜层,从而获得光栅片。
拉伸层叠体中的树脂层的厚度从50μm以上且300μm以下的范围内选择比较适当,更优选60μm以上且300μm以下,尤其优选为100μm以上且300μm以下的范围。
拉伸层叠体中的油墨收容层的厚度从0.01μm以上且1μm以下的范围选择比较适当,更优选0.02μm以上且0.1μm以下,尤其优选为0.04μm以上且0.07μm以下的范围。
--透镜层--
在与拉伸层叠体中的树脂层的具有油墨收容层的面侧相反的一侧的表面上,形成有透镜层(以下也称作“柱状透镜层”。)。
透镜层可以如图1所示,经由中间层34(第2中间层)设置。
透镜层32以及中间层34优选在拉伸层叠体中的与具有油墨收容层的一侧相反的一侧的树脂层的表面上,将用于形成中间层34以及透镜层32的树脂熔融并共挤出后,将用于形成透镜层32的树脂的表面以压纹辊进行压纹来成形透镜层32以及中间层 34的方法。
而且,中间层34可在制备未拉伸层叠体时,在未拉伸或向第一方向拉伸的树脂层的与形成油墨收容层的一侧相反的一侧的面侧形成涂布层,并将所获得的在未拉伸或向第一方向拉伸的树脂层的两个面上具有涂布层的未拉伸层叠体而形成。
作为形成透镜层32的树脂,例如可举出聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚树脂(MS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚树脂(AS树脂)、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 树脂、二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯(PET-G)树脂、聚氯乙烯树脂(PVC)、热塑性弹性体、环烯烃聚合物等。若考虑熔融挤出的容易度,例如优选使用如聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚树脂 (MS树脂)、聚乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂或二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯(PET-G)树脂那样的熔融粘度低的树脂。根据形成于压纹辊表面的透镜形状容易转印,且在压纹时在透镜层中不易产生龟裂等理由,更优选使用二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯(PET-G)树脂。
另外,作为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂,也可以使用非晶PET(A-PET)。
并且,透镜层32可包含多种树脂。
透镜层32优选具有50μm以上且200μm以下的厚度(图1中的T),且具备在表面上并排配置有多个圆筒形状的凸状透镜的柱状透镜形状。柱状透镜形状优选形成为例如100μm以上且200μm以下的透镜半径(图1中的R),50μm以上且100μm 以下的透镜高度(图1中的H),100μm以上且257μm以下的透镜间隔(图1中的 P)。其中,透镜间隔并不限定于上述数值,例如可举出127μm、254μm等值。柱状透镜形状是指,将纵向分割圆柱而获得的形状在纵向上平行地排列的板状透镜阵列的形状,也就是说,柱面透镜具有二维排列的形状。
--第2中间层--
在树脂层12和透镜层32之间作为第2中间层可以设置中间层34。当构成透镜层32的树脂材料相对于树脂层12具有粘接性时,无需一定要设置第2中间层34。
第2中间层34优选至少包含树脂。作为形成第2中间层34的树脂,优选与透镜层32和树脂层12的密合性优异的热塑性树脂。
作为形成第2中间层34的优选的热塑性树脂,可举出乙烯-乙烯醇共聚物、改性聚乙烯、改性聚丙烯等改性聚烯烃、聚酯、丙烯酸树脂、聚氨基甲酸酯树脂等。
第2中间层34优选具有超过0μm且10μm以下的厚度,更优选具有超过0μm 且0.1μm以下的厚度。
接着,关于在拉伸层叠体24中的树脂层的与具有油墨收容层22的一侧相反的一侧的表面上分别形成第2中间层34以及透镜层32的方法进行说明。
优选包含以下工序:在树脂层12的与具有油墨收容层22的一侧相反的一侧,共挤出用于形成第2中间层34的第1热塑性树脂和用于形成透镜层32的第2热塑性树脂的工序;以及通过具有与第2热塑性树脂侧相对配置的透镜形成用的模具的压纹辊以及与树脂层12的油墨收容层22侧相对配置的轧辊,对设置有共挤出的第1热塑性树脂的层和第2热塑性树脂的层的拉伸层叠体进行夹压,并对第2热塑性树脂层的表面进行加工来形成透镜的工序。
而且,第2中间层34可预先设置于与拉伸层叠体24中的树脂层12的具有油墨收容层22的一侧相反的一侧。即通过包含层叠体形成工序和层叠体拉伸工序,能够制作拉伸层叠体,且能够在所制作的拉伸层叠体的第2中间层上形成透镜层,所述层叠体形成工序为如下:在未拉伸或向第一方向拉伸的树脂层的一个面侧涂布油墨收容层形成用涂布液,且在树脂层的另一个面侧涂布第2中间层形成用涂布液,从而形成具有树脂层且在树脂层的两个面上具有涂布层的层叠体,所述层叠体拉伸工序为如下:拉伸层叠体,在向至少一个方向拉伸的树脂层的一个面侧形成油墨收容层,且在向至少一个方向拉伸的树脂层的另一个面侧形成第2中间层。
在压纹辊的表面上形成有用于成型例如柱状透镜形状的倒置形状。在拉伸层叠体的树脂层的表面上共挤出的第1热塑性树脂和第2热塑性树脂这两层的层合层通过压纹辊和轧辊而被夹压,形成于压纹辊的表面上的透镜的反向形状转印到第2热塑性树脂的层合层的表面。被转印柱状透镜形状的第2热塑性树脂的层合层一边缠绕到压纹辊上一边被冷却固化。接着,只要从压纹辊剥离具有第1热塑性树脂和第2热塑性树脂这两个层的层合层的拉伸层叠体,则在第2热塑性树脂的层合层的表面形成具有柱状透镜的柱状透镜层32,获得光栅片。
作为压纹辊的材质,能够采用各种钢铁部件、不锈钢、铜、锌、黄铜、将这些金属材料作为芯铁而实施了镀硬质铬(镀HCr)、镀铜(Cu)、镀镍(Ni)等电镀的材质、陶瓷以及各种复合材料。
并且,轧辊是相对配置于压纹辊,且用于与压纹辊一同夹压树脂层、以及树脂层和透明热塑性树脂的辊妇。作为轧辊的材质,能够采用各种钢铁部件、不锈钢、铜、锌、黄铜、将这些金属材料作为芯铁并在表面上进行了橡胶衬底的材质。
压纹辊的温度设定成夹压部中的第2热塑性树脂的温度成为玻璃化转变温度以上。这是为了避免在完成向第2热塑性树脂层合层的模转印之前冷却固化。
光栅片的厚度为30μm以上且400μm以下的范围比较适当。通过上述方法,能够容易地获得机械强度和图像辨识度方面的制造难度比较高的薄型的光栅片,例如厚度在100μm以上且200μm以下的范围内的光栅片。
光栅片如图1的示意性剖视图所示,优选具有拉伸层叠体24、柱状透镜层32、中间层34。
拉伸层叠体24包含树脂层12和油墨收容层22。拉伸层叠体24如已述,在树脂层的一个面侧涂布油墨收容层形成用涂布液来制备树脂层和涂布层的未拉伸层叠体,接着通过拉伸未拉伸层叠体来制备出。由此,在拉伸层叠体24中所含的树脂层12 和油墨收容层22同时被拉伸。
(处理液)
处理液包含至少一种酸性化合物。通过处理液和水性油墨在透明树脂基材上进行接触,处理液中的酸性化合物使水性油墨中所含的成分凝聚。
-酸性化合物-
作为酸性化合物,可举出可降低水性油墨的pH的酸性物质。
作为酸性化合物,可使用有机酸性化合物以及无机酸性化合物中的任一种,也可以将有机酸性化合物以及无机酸性化合物并用两种以上。
--有机酸性化合物--
作为有机酸性化合物,可举出具有酸性基团的有机化合物。
作为酸性基团,能够举出磷酸基、膦酸基、次膦酸基、硫酸基、磺酸基、亚磺酸基、羧基等。在本发明中从水性油墨的凝聚速度的观点来看,酸性基团优选为磷酸基或羧基,更优选为羧基。
具有羧基的有机化合物(有机羧酸)优选聚丙烯酸、乙酸、乙醇酸、丙二酸、苹果酸(优选为DL-苹果酸)、马来酸、抗坏血酸、琥珀酸、戊二酸、反丁烯二酸、柠檬酸、酒石酸、苯二甲酸、4-甲基邻苯二甲酸、乳酸、磺酸、正磷酸、吡咯烷酮羧酸、吡喃酮羧酸、吡咯羧酸、呋喃羧酸、吡啶羧酸、香豆酸、噻吩羧酸、烟酸、丙三羧酸或这些化合物的衍生物、或这些盐(例如多元金属盐)等。具有羧基的有机化合物可使用一种,也可以并用两种以上。
作为有机羧酸,从水性油墨的凝聚速度的观点来看,优选为2价以上的羧酸(以下也称作多元羧酸),更优选为选自丙二酸、苹果酸、马来酸、琥珀酸、戊二酸、反丁烯二酸、酒石酸、4-甲基邻苯二甲酸以及柠檬酸中的至少一种,进一步优选为选自丙二酸、苹果酸以及丙三羧酸中的至少一种。
有机酸性化合物优选pKa低。
由此,能够通过与pKa更低的有机酸性化合物接触来降低羧基等在弱酸性的官能团中分散稳定的水性油墨中的颜料和聚合物粒子等粒子的表面电荷,并降低分散稳定性。
处理液中包含的有机酸性化合物优选pKa低,对水的溶解度较高,且价数为2 价以上,更优选为在比粒子在水性油墨中分散稳定的官能团(例如羧基等)的pKa 低的pH区域具有高缓冲能力的2价或3价的酸性物质。
--无机酸性化合物--
作为无机酸性化合物,可举出磷酸、硝酸、亚硝酸、硫酸、盐酸等,没有特别的限定。作为无机酸性化合物,从抑制图像部的光泽不均和水性油墨的凝聚速度的观点来看,最优选磷酸。
磷酸在形成钙盐(磷酸钙)时的在水中的溶解度(25℃)小至0.0018g/水100g。因此,若处理液中包含的无机酸性化合物为磷酸,则钙盐不溶解而固定化,抑制在图像部表面发生的光泽不均的产生的效果优异。
处理液中所含的酸性化合物的总量没有特别的限定,从水性油墨的凝聚速度的观点来看,优选相对于处理液的总量为5质量%~40质量%,更优选为10质量%~30质量%。
在作为酸性化合物而并用有机酸性化合物和无机酸性化合物时,有机酸性化合物和无机酸性化合物的含有比率从凝聚速度和抑制光泽不均的观点来看,优选无机酸性化合物的含量相对于有机酸性化合物的含量为5摩尔%~50摩尔%,更优选为10摩尔%~40摩尔%,进一步优选为15摩尔%~35摩尔%。
根据需要,处理液除了酸性化合物以外,还可以并用多元金属盐以及阳离子性聚合物等其他凝聚成分。
关于多元金属盐和阳离子性聚合物,例如能够使用在日本特开2011-042150号公报的0155~0156段中记载的多元金属盐以及阳离子性聚合物。
-水-
处理液优选含有水。
水的含量相对于处理液的总质量优选为50质量%~90质量%,更优选为60质量%~80质量%。
-水溶性溶剂-
处理液优选包含水溶性溶剂的至少一种。
在本说明书中,“水溶性”是指能够在水中溶解一定浓度以上的性质。作为“水溶性”,优选相对于25℃的水100g溶解5g以上(更优选10g以上)的性质。
作为水溶性溶剂,除了例如丙三醇、1,2,6-己三醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙二醇等醇类、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、二丙二醇等聚亚烷基二醇类、二乙二醇单烷基醚、三乙二醇单烷基醚、二丙二醇、三丙二醇单烷基醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇等聚亚烷基二醇类的衍生物以及2-丁烯-1,4-二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,2-辛二醇、1,2-己二醇、1,2-戊二醇、4-甲基-1,2-戊二醇等烷二醇等多元醇类以外,还可以举出在日本特开 2011-42150号公报的0116段中记载的糖类或糖醇类、透明质酸类、碳原子数为1~4 的烷基醇类、乙二醇醚类、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等。水溶性溶剂能够适当选择一种或两种以上来使用。多元醇类作为防干燥剂或湿润剂也是有用的,例如也可以举出在日本特开2011-42150号公报的0117段中记载的例子。并且,作为水溶性溶剂,还能够举出多元醇化合物以及脂肪族二醇,多元醇化合物优选作为渗透剂,作为脂肪族二醇,例如可举出在日本特开2011-42150号公报的0117段中记载的例子。
并且,作为其他水溶性溶剂,例如还能够从在日本特开2011-46872号公报的 0176~0179段中记载的水溶性溶剂或在日本特开2013-18846号公报的0063~0074 段中记载的水溶性溶剂中适当地选择。
水溶性溶剂从水溶性和沸点的平衡的观点来看,优选为聚亚烷基二醇或其衍生物,更优选为选自二乙二醇单烷基醚、三乙二醇单烷基醚、二丙二醇、三丙二醇单烷基醚、聚氧丙烯甘油醚以及聚氧乙烯聚氧丙烯二醇中的至少一种。
水溶性溶剂的处理液中的含量从涂布性等观点来看,优选相对于处理液整体为3质量%~20质量%,更优选为5质量%~15质量%。
-其他成分-
根据需要,处理液还可以包含除上述以外的其他成分。
作为可在处理液中含有的其他成分,与可在后述的水性油墨中含有的其他成分相同。
--水溶性高分子化合物--
处理液可包含至少一种水溶性高分子化合物。
作为水溶性高分子化合物没有特别的限定,能够使用聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇等公知的水溶性高分子化合物。
并且,作为水溶性高分子化合物,后述的特定高分子化合物以及在日本特开2013-001854号公报的0026~0080段中记载的水溶性高分子化合物也是适合的。
水溶性高分子化合物的重均分子量没有特别的限定,例如能够设为10,000~100,000,优选为20,000~80,000,更优选为30,000~80,000。
重均分子量采用按照已叙述的方法测定出的值。
并且,处理液中的水溶性高分子化合物的含量没有特别的限定,优选相对于处理液的总量为0.1质量%~10质量%,更优选0.1质量%~4质量%,进一步优选0.1质量%~2质量%,进一步优选0.1质量%~1质量%。
若处理液中的水溶性高分子化合物的含量为0.1质量%以上,则能够更加促进墨滴的扩散,若含量为10质量%以下,则能够更加抑制处理液的增稠。并且,若处理液中的水溶性高分子化合物的含量为10质量%以下,则能够更加抑制由处理液中的泡引起的处理液的涂布不均。
作为水溶性高分子化合物,优选包含具有离子性基团(优选为阴离子性基团)的亲水性结构单元的高分子化合物(以下也称为“特定高分子化合物”。)。由此,能够更加促进赋予到透明树脂基材的墨滴的扩散,并能够进一步抑制图像的粗糙度。
作为特定高分子化合物中的离子性基团,可举出羧基、磺酸基、磷酸基、硼酸基、氨基、铵基或它们的盐等。其中,优选为羧基、磺酸基、磷酸基或它们的盐,更优选为羧基、磺酸基或它们的盐,进一步优选为磺酸基或其盐。
作为具有离子性基团(优选为阴离子性基团)的亲水性的结构单元,优选源自于具有离子性基团(优选为阴离子性基团)的(甲基)丙烯酰胺化合物的结构单元。
作为具有水溶性高分子化合物中的离子性基团(优选为阴离子性基团)的亲水性的结构单元的含量,在水溶性高分子化合物的总质量中例如能够设为10质量%~100 质量%,优选为10质量%~90质量%,更优选为10质量%~70质量%,进一步优选为 10质量%~50质量%,尤其优选为20质量%~40质量%。
作为特定高分子化合物,除了具有上述离子性基团(优选为阴离子性基团,尤其优选为磺酸基)的亲水性的结构单元中的至少一种以外,更优选包含疏水性的结构单元中的至少一种。通过包含疏水性的结构单元,特定高分子化合物更容易存在于处理液表面,因此更加促进赋予到透明树脂基材的墨滴的扩散,并且进一步抑制图像的粗糙度。
作为疏水性的结构单元,优选源自于(甲基)丙烯酸酯(优选为(甲基)丙烯酸的碳原子数1~4的烷基酯)的结构单元。
特定高分子化合物中的疏水性的结构单元的含量在特定高分子化合物的总质量中例如能够设为10质量%~90质量%,优选为30质量%~90质量%,更优选为50质量%~90质量%,进一步优选为60质量%~80质量%。
--表面活性剂--
处理液也可以包含至少一种表面活性剂。
表面活性剂能够用作表面张力调节剂。作为表面张力调节剂,可举出非离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、甜菜碱表面活性剂等。其中,从水性油墨的凝聚速度的观点来看,优选非离子系表面活性剂或阴离子系表面活性剂。
作为表面活性剂,也可举出在日本特开昭59-157636号公报的第37~38页以及Research Disclosure No.308119(1989年)中作为表面活性剂举出的化合物。并且,还可以举出在日本特开2003-322926号公报、日本特开2004-325707号公报、日本特开2004-309806号公报中记载的氟(氟化甲烷系)系表面活性剂或硅酮系表面活性剂等。
作为处理液中的表面活性剂的含量没有特别的限定,优选处理液的表面张力成为50mN/m以下的含量,更优选成为20mN/m~50mN/m的含量,进一步优选成为30mN/m~ 45mN/m的含量。
~处理液的物性~
处理液从水性油墨的凝聚速度的观点来看,优选25℃(±1℃)中的pH为0.1 以上且0.5以下。
若处理液的pH为0.1以上,则透明树脂基材的粗糙度更加降低,图像部的密合性更加提高。
若处理液的pH为0.5以下,则水性油墨中所含的成分的凝聚速度更加提高,更加抑制由透明树脂基材上中的水性油墨引起的点(油墨点)的合一,且更加降低图像的粗糙度。
处理液的pH(25℃±1℃)更优选为0.2~0.4。
作为处理液的粘度,从水性油墨的凝聚速度的观点来看,优选0.5mPa·s~10mPa·s的范围,更优选1mPa·s~5mPa·s的范围。粘度是利用VISCOMETER TV-22 (TOKISANGYO CO.LTD制)在25℃的条件下进行测定而得到的。
作为处理液的25℃(±1℃)下的表面张力,优选为60mN/m以下,更优选为 20mN/m~50mN/m,进一步优选为30mN/m~45mN/m。处理液的表面张力是利用自动表面张力仪(Automatic Surface Tensiometer)CBVP-Z(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制),并通过平板法测定而得到的。
~赋予方法~
处理液赋予工序中的处理液的赋予方法没有特别的限定。作为处理液的赋予方法,例如能够举出基于喷墨方式的赋予方法、以及使用了挤压模涂布机、气刀涂布机、刮刀涂布机、棒涂机、刮刀式涂布机、挤压涂布机、逆转辊涂布机以及刮条涂布机等的公知的涂布法。
[油墨喷出工序]
本发明的透明树脂基材印刷品的制造方法具有在前述被赋予了处理液的透明树脂基材上通过喷墨方式喷出水性油墨的油墨喷出工序,所述水性油墨包含着色剂、树脂粒子、水以及沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,且沸点超过250℃的溶剂的含量为1质量%以下。
(水性油墨)
水性油墨包含着色剂、树脂粒子、水以及沸点超过150℃以上且250℃以下的溶剂,且沸点超过250℃的溶剂的含量相对于油墨的总质量为1质量%以下。
根据需要,水性油墨也可以包含除上述以外的成分。例如可举出表面活性剂、胶体二氧化硅、尿素、水溶性高分子化合物、消泡剂、无机盐、蜡粒子等。
沸点能够通过沸点测定器(Titan Technologies,K.K.制,沸点测定器DosaTherm300)求出。
-沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂-
水性油墨包含至少一种沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,由此即使将后述干燥工序中的干燥温度设为规定的范围,在干燥后溶剂仍不易残留,且图像的定影性优异。由于能够将后述干燥工序的干燥温度设为低于以往的水性油墨,因此能够抑制由透明树脂基材的热引起的变形。
若溶剂的沸点为150℃以上则水性油墨的喷出性以及分散稳定性优异。另一方面,若溶剂的沸点为250℃以下则在水性油墨干燥后溶剂不易残留,图像的定影性优异。
沸点从与上述相同的观点来看,优选为150℃以上且230℃以下,更优选为150℃以上且220℃以下,进一步优选为150℃以上且200℃以下。
作为沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,优选二醇酯、吡咯烷酮化合物,更优选乙二醇酯或丙二醇酯。
作为沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,例如可举出以下表1所示的化合物。
这些溶剂能够适当选择一种或两种以上来使用。
[表1]
沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂 | 沸点 |
乳酸乙酯 | 155℃ |
二乙二醇二甲醚 | 162℃ |
二丙二醇二甲醚 | 171℃ |
二乙二醇乙基甲基醚 | 176℃ |
二乙二醇异丙基甲基醚 | 179℃ |
二丙二醇单甲醚 | 188℃ |
二乙二醇二乙醚 | 189℃ |
二乙二醇单甲醚 | 194℃ |
二乙二醇丁基甲基醚 | 212℃ |
三丙二醇二甲醚 | 215℃ |
三乙二醇二甲醚 | 216℃ |
二乙二醇单丁醚 | 230℃ |
2-吡咯烷酮 | 245℃ |
丙二醇 | 188℃ |
二丙二醇 | 232℃ |
乙二醇 | 197℃ |
二乙二醇 | 244℃ |
三乙二醇单甲醚 | 249℃ |
γ-丁内酯 | 203℃ |
DMSO(二甲基亚砜) | 189℃ |
沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂的含量(两种以上时为总含量)相对于水性油墨的总量优选为2质量%~50质量%。
上述总含量为2质量%以上,由此更加提高来自喷头的喷出性以及保存稳定性,在干燥后溶剂不易残留,图像的定影性优异。
沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂的总含量相对于水性油墨的总量更优选为3质量%~20质量%,进一步优选为5质量%~18质量%。
-沸点超过250℃的溶剂-
水性油墨可以在不明显影响效果的范围(1质量%以下)内包含沸点超过250℃的溶剂。沸点超过250℃的溶剂的含量相对于水性油墨的总质量为1质量%以下是指实际上不包含沸点超过250℃的溶剂。因此,沸点超过250℃的溶剂的含量优选为0.5 质量%以下,更优选为0.2质量%以下,进一步优选为0质量%(即不包含)。
水性油墨实际上不包含沸点超过250℃的溶剂,由此在干燥工序中溶剂不易残留,能够形成定影性优异的图像。
作为沸点超过250℃的溶剂,例如可举出以下表2所示的溶剂。
[表2]
-着色剂-
水性油墨包含至少一种着色剂。
作为在水性油墨中所含的着色剂没有特别的限定,能够从颜料、染料等中适当地选择。作为着色剂优选颜料,更优选具有颜料的表面的至少一部分被树脂(以下也称为“涂覆树脂”)涂覆而成的结构的树脂涂覆颜料。由此,水性油墨的分散稳定性得到提高,所形成的图像的品质得到提高。
--颜料--
作为颜料没有特别的限制,能够根据目的适当地选择。例如,可以是有机颜料以及无机颜料中的任一种。另外,作为着色颜料可以使用炭黑颜料、品红颜料、青色颜料或黄色颜料。从油墨着色性的观点考虑,颜料优选为几乎不溶于水或难溶于水的颜料。
作为有机颜料,例如可举出偶氮颜料、多环式颜料、染料螯合物、硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑等。其中,优选偶氮颜料以及多环式颜料。
作为无机颜料,例如可举出氧化钛、氧化铁、碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、钡黄、镉红、铬黄、炭黑等。
关于颜料的平均粒径,从颜色再现性的观点来看优选小的平均粒径,从耐光性的观点来看优选大的平均粒径。从兼顾这两方面的观点来看,优选颜料的平均粒径为 10nm~200nm,更优选为10nm~150nm,进一步优选为10nm~120nm。并且,关于颜料的粒度分布没有特别的限定,可为宽的粒度分布或单分散性粒度分布中的任一种。并且,也可将具有单分散粒度分布的颜料混合两种以上来使用。
平均粒径采用通过使用了光散射的粒度分布测定装置(例如Nikkiso Co.,Ltd.制的MICROTRAC UPA(注册商标)EX150)测定出的体积平均粒径的值。并且,粒度分布采用通过使用了光散射的粒度分布测定装置(例如Nikkiso Co.,Ltd.制的 MICROTRAC UPA(注册商标)EX150)测定出的值。
颜料可单独使用一种或组合两种以上来使用。
作为颜料在水性油墨中的含量,从图像浓度的观点来看,优选相对于水性油墨总量为1质量%~20质量%,更优选为2质量%~10质量%。
--涂覆树脂--
作为树脂涂覆颜料中的涂覆树脂,优选分散剂。
作为分散剂,可为聚合物分散剂或低分子表面活性剂型分散剂中的任一种。
并且,聚合物分散剂可为水溶性分散剂或非水溶性分散剂中的任一种。
作为低分子表面活性剂型分散剂,例如可举出在日本特开2011-178029号公报的0047~0052段中记载的公知的低分子表面活性剂型分散剂。
在聚合物分散剂中,作为水溶性分散剂可举出亲水性高分子化合物。例如,在天然的亲水性高分子化合物中,可举出阿拉伯胶、黄蓍胶、瓜尔胶、刺梧桐胶、刺槐豆胶、阿拉伯半乳聚糖、果胶、榅桲种子淀粉等植物性高分子、藻酸、角叉菜胶、琼胶等海藻系高分子、明胶、酪蛋白、白蛋白、胶原等动物系高分子、咕吨胶、葡聚糖等微生物系高分子等。
并且,在将天然物修饰成原料的亲水性高分子化合物中,可举出甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素系高分子、淀粉乙醇酸钠、淀粉磷酸酯钠等淀粉系高分子、藻酸钠、藻酸丙二醇酯等海藻系高分子等。
另外,作为合成系的亲水性高分子化合物,可举出聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基甲醚等乙烯基系高分子、非交联聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或其碱金属盐、水溶性苯乙烯丙烯酸树脂等丙烯酸系树脂、水溶性苯乙烯马来酸树脂、水溶性乙烯基萘丙烯酸树脂、水溶性乙烯基萘马来酸树脂、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、β-萘磺酸甲醛缩合物的碱金属盐、在侧链具有季铵或氨基等阳离子性官能团的盐的高分子化合物、虫胶等天然高分子化合物等。
在这些之中,优选如丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯丙烯酸的均聚物以及与其他具有亲水基团的单体的共聚物等那样导入有羧基的水溶性分散剂。
在聚合物分散剂中,作为非水溶性分散剂,能够使用具有疏水部和亲水部两者的聚合物。作为亲水部,优选为具有酸性基团的结构单元,更优选为具有羧基的结构单元。作为非水溶性分散剂,例如可举出苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、醋酸乙烯酯-马来酸共聚物以及苯乙烯-马来酸共聚物。
具体而言,例如可举出在日本特开2005-41994号公报、日本特开2006-273891 号公报、日本特开2009-084494号公报、日本特开2009-191134号公报等中记载的水不溶性树脂。
聚合物分散剂的重均分子量优选为3,000~100,000,更优选为5,000~50,000,进一步优选为5,000~40,000,尤其优选为10,000~40,000。
另外,聚合物分散剂的重均分子量是指通过已叙述的方法求出的值。
聚合物分散剂从自分散性以及与处理液接触时的凝聚速度的观点来看,优选具有羧基,优选具有羧基且酸值为130mgKOH/g以下,更优选酸值为25mgKOH/g~ 120mgKOH/g。尤其具有羧基且酸值为25mgKOH/g~100mgKOH/g的聚合物分散剂是有效的。
作为颜料(p)与分散剂(s)的混合质量比(p:s),优选为1:0.06~1:3的范围,更优选为1:0.125~1:2的范围,进一步优选为1:0.125~1:1.5。
涂覆颜料的涂覆树脂相对于水性油墨总质量的含量优选为0.5质量%~3.0质量%,更优选为1.0质量%~2.8质量%,进一步优选为1.2质量%~2.5质量%。
作为树脂涂覆颜料(分散状态下的颜料)的体积平均粒径(二次粒径),优选 10nm~200nm,更优选10nm~150nm,进一步优选10nm~100nm。若体积平均粒径为 200nm以下,则颜色再现性良好,用喷墨法进行喷射时的喷射特性良好。若体积平均粒径为10nm以上,则耐光性良好。
并且,关于着色剂的粒度分布没有特别的限定,可为宽的粒度分布或单分散性粒度分布中的任一种。并且,可将具有单分散性粒度分布的着色剂混合两种以上来使用。在此,分散状态下的颜料的体积平均粒径表示油墨化状态下的平均粒径,但对于进行油墨化之前的阶段的所谓浓缩油墨分散物也相同。
在此,树脂涂覆颜料的体积平均粒径是指通过已叙述的方法求出的值。
并且,在树脂涂覆颜料中涂覆颜料的树脂优选通过交联剂进行交联。
即,树脂涂覆颜料优选为利用通过交联剂进行交联的树脂来涂覆颜料表面的至少一部分的树脂涂覆颜料。
关于利用通过交联剂进行交联的树脂来涂覆颜料表面的至少一部分的树脂涂覆颜料,能够适当地参考日本特开2012-162655号公报的0029~0048段、0110~0118 段以及0121~0129段、以及日本特开2013-47311号公报的0035~0071段的记载。
作为交联剂,只要为具有两个以上与树脂反应的部位的化合物,则没有特别的限定,但从与羧基的反应性优异的观点考虑,优选具有两个以上的环氧基的化合物(2 官能以上的环氧化合物)。
作为交联剂,作为具体例可举出乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚等,优选聚乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。
作为交联剂还能够使用市售品。作为市售品,例如能够适用Denacol(注册商标)EX-321、EX-821、EX-830、EX-850、EX-851(Nagase ChemteX Corporation制造) 等。
从交联反应速度、交联后的树脂涂覆颜料的分散液稳定性的观点来看,交联剂的交联部位(例如环氧基)与树脂的被交联部位(例如羧基)的摩尔比优选1:1~1:10,更优选1:1~1:5,最优选1:1~1:1.5。
-树脂粒子-
水性油墨含有至少一种树脂粒子。由此,图像定影到透明树脂基材上,进而更加提高图像的耐磨性。
树脂粒子具有在与处理液或使处理液干燥而成的区域接触时,在水性油墨中分散不稳定化而凝聚并增稠,从而使水性油墨固定化的功能。由此,图像的耐磨性更加提高。进而,水性油墨对透明树脂基材的密合性也更加提高。
作为树脂粒子,例如能够使用通过选自热塑性树脂以及热固性树脂中的树脂而形成的树脂粒子。
这些树脂可以是被改性而得的树脂。
作为用于形成树脂粒子的树脂,例如可举出丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚醚树脂、聚酰胺、不饱和聚酯、聚烯烃、酚醛树脂、硅树脂、氟树脂、聚乙烯(例:氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛等)、醇酸树脂、聚酯 (例:苯二甲酸树脂等)、氨基树脂(例:三聚氰胺树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氨基醇酸共缩合树脂、尿素树脂等)等。
形成树脂粒子的树脂可以是包含两种以上的构成上述所例示的树脂的结构单元的共聚物,也可以是两种以上的树脂的混合物。不仅可以是树脂粒子本身由两种以上的树脂的混合物组成的树脂粒子,而且也可以是两种以上的树脂以例如核/壳的方式层叠而成的复合树脂粒子。
树脂粒子可仅使用一种,也可以并用两种以上。
作为树脂粒子,优选丙烯酸树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚醚、聚酯以及聚烯烃的粒子,从稳定性以及所形成的膜(图像)的膜质的观点来看,进一步优选丙烯酸树脂的粒子或聚氨基甲酸酯树脂的粒子。
水性油墨例如能够以包含树脂粒子的水分散物即所谓乳胶的形态包含树脂粒子。
另外,在本说明书中,丙烯酸树脂是指包含源自于(甲基)丙烯酸的结构单元的树脂。丙烯酸树脂也可以包含源自于(甲基)丙烯酸的结构单元以外的结构单元。
树脂粒子的玻璃化转变温度(Tg)优选为40℃以上。
树脂粒子的玻璃化转变温度的上限优选为250℃。
树脂粒子的玻璃化转变温度优选为50℃以上且230℃以下的范围。
树脂粒子的玻璃化转变温度能够通过通常使用的方法来适当地控制。例如通过适当地选择形成树脂粒子的单体(聚合性化合物)的种类、构成比率以及形成树脂粒子的聚合物的分子量等,能够将树脂粒子的玻璃化转变温度控制在所希望的范围内。
玻璃化转变温度采用按照已叙述的方法测定出的值。
作为树脂粒子,优选为利用反相乳化法获得的树脂粒子,更优选为下述自分散性聚合物的粒子(自分散性聚合物粒子)。
在此,所谓自分散性聚合物粒子是指,在不存在表面活性剂的条件下利用反相乳化法使之成为分散状态时,通过聚合物自身具有的官能团(尤其是羧基等酸性基团或其盐),在水性介质中能够成为分散状态的水不溶性聚合物。
在此,所谓分散状态包括在水性介质中水不溶性聚合物以液态分散的乳化状态(轧剂)、以及在水性介质中水不溶性聚合物以固态分散的分散状态(悬浮液)的两种状态。
并且,所谓“水不溶性”是指,相对于水100质量份(25℃)的溶解量小于5.0 质量份。
作为反相乳化法,例如可举出以下方法:使聚合物溶解或分散在溶剂(例如水溶性溶剂等)中后,不添加表面活性剂而是直接投入到水中,在中和了聚合物所具有的成盐基(例如酸性基团)的状态下进行搅拌、混合并去除溶剂之后,获得成为乳化或分散状态的水性分散物。
作为自分散性聚合物粒子,能够从日本特开2010-64480号公报的0090~0121 段或日本特开2011-068085号公报的0130~0167段中记载的自分散性聚合物粒子中选择使用。尤其,优选从上述公报中记载的自分散性聚合物粒子中选择使用玻璃化转变温度在100℃以上的自分散性聚合物粒子。
如前述,作为自分散性聚合物粒子,优选具有羧基的自分散性聚合物粒子。
具有羧基的自分散性聚合物粒子的更优选的形态是由包含源自于不饱和羧酸(优选为(甲基)丙烯酸)的结构单元的聚合物形成的粒子的形态。
具有羧基的自分散性聚合物粒子的进一步优选的形态是由包含具有脂环族基的结构单元、具有烷基的结构单元、源自于不饱和羧酸(优选为(甲基)丙烯酸)的结构单元的聚合物形成的粒子的形态。
上述聚合物中的具有脂环族基的结构单元的含量(存在两种以上时为总含量)相对于聚合物的总量优选为3质量%~95质量%,更优选为5质量%~75质量%,进一步优选为10质量%~50质量%。
上述聚合物中的具有烷基的结构单元的含量(存在两种以上时为总含量)相对于聚合物的总量优选为5质量%~90质量%,更优选为10质量%~85质量%,进一步优选为20质量%~80质量%,进一步优选为30质量%~75质量%,进一步优选为40质量%~ 75质量%。
上述聚合物中的源自于不饱和羧酸(优选为(甲基)丙烯酸)的结构单元的含量(存在两种以上时为总含量)相对于聚合物的总量优选为2质量%~30质量%,更优选为5质量%~20质量%,进一步优选为5质量%~15质量%。
并且,作为具有羧基的自分散性聚合物粒子的形态,还优选如下形态:在上述“具有羧基的自分散性聚合物粒子的进一步优选的形态”中,将具有脂环族基的结构单元变更为具有芳香族基的结构单元的形态、或除了具有脂环族基的结构单元以外还包含具有芳香族基的结构单元的形态。
在任一形态中,具有脂环族基的结构单元以及具有芳香族基的结构单元的总量相对于聚合物的总量优选为3质量%~95质量%,更优选为5质量%~75质量%,进一步优选为10质量%~50质量%。
具有上述脂环族基的结构单元优选为源自于脂环式(甲基)丙烯酸酯的结构单元。
作为脂环式(甲基)丙烯酸酯,可举出单环式(甲基)丙烯酸酯、2环式(甲基) 丙烯酸酯以及3环式(甲基)丙烯酸酯。
作为单环式(甲基)丙烯酸酯,可举出(甲基)丙烯酸环丙酯、(甲基)丙烯酸环丁酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环庚酯、 (甲基)丙烯酸环辛酯、(甲基)丙烯酸环壬酯、(甲基)丙烯酸环癸酯等环烷基的碳原子数为3~10的(甲基)丙稀酸环烷基酯。
作为2环式(甲基)丙烯酸酯,可举出(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸降冰片基酯等。
作为3环式(甲基)丙烯酸酯,可举出(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙稀酸二环戊烯基氧基乙酯等。
脂环式(甲基)丙烯酸酯能够分别单独使用或混合两种以上来使用。
在脂环式(甲基)丙烯酸酯中,从定影性、耐粘连性以及自分散性聚合物粒子的分散稳定性的观点来看,优选2环式(甲基)丙烯酸酯或3环式以上的多环式(甲基) 丙烯酸酯,更优选(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯或(甲基) 丙烯酸二环戊基酯。
具有芳香族基的结构单元优选为源自于含有芳香族基的单体的结构单元。
作为含有芳香族基的单体,例如可举出含有芳香族基的(甲基)丙烯酸酯单体(例如(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸苯酯)、苯乙烯系单体。
其中,从聚合物链的亲水性与疏水性的平衡和油墨定影性的观点来看,优选含有芳香族基的(甲基)丙烯酸酯单体,更优选(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄基酯或(甲基)丙烯酸苯酯,进一步优选(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯或(甲基) 丙烯酸苄基酯。
具有烷基的结构单元优选为源自于含有烷基的单体的结构单元。
作为含有烷基的单体,例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、 (甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基) 丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯以及(甲基)丙烯酸乙基己酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸羟基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸羟基戊酯以及(甲基)丙烯酸羟基己酯等具有羟基的乙烯性不饱和单体;(甲基) 丙烯酸二甲基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯;N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟乙基(甲基)丙烯酰胺及N-羟基丁基(甲基)丙烯酰胺等N-羟基烷基(甲基)丙烯酰胺;N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、 N-(正,异)丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基乙基(甲基)丙烯酰胺以及N-(正,异)丁氧基乙基(甲基)丙烯酰胺等N-烷氧基烷基(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺等。
其中,优选(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选烷基的碳原子数为1~4的(甲基) 丙烯酸烷基酯,进一步优选(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯或(甲基)丙烯酸丁酯,进一步优选(甲基)丙烯酸甲酯。
以下,作为自分散性聚合物粒子的具体例,可举出例示化合物P-1~P-5,但并不限定于此。另外,括号内表示共聚成分的质量比。
·P-1:甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片基酯/甲基丙烯酸共聚物(70/20/10)
·P-2:甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸异冰片基酯/甲基丙烯酸共聚物(48/42/10)
·P-3:甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(65/25/10)
·P-4:甲基丙烯酸异丙酯/甲基丙烯酸异冰片基酯/甲基丙烯酸共聚物 (50/40/10)
·P-5:甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸二环戊基酯/甲基丙烯酸共聚物(60/30/10)
并且,如前述,作为树脂粒子也优选聚氨基甲酸酯树脂。
作为聚氨基甲酸酯树脂,例如可举出使二醇化合物与二异氰酸酯化合物反应而获得的聚氨基甲酸酯树脂。
关于二醇化合物以及二异氰酸酯化合物的详细内容,能够参考例如日本特开2001-247787号公报的0031~0036段的记载。其中,优选使用主链结构中具有酯键的聚酯系聚氨基甲酸酯树脂或聚醚系聚氨基甲酸酯树脂。
关于聚氨基甲酸酯树脂,能够适当参考日本特开2013-227498号公报的0128~0136段的记载。
形成树脂粒子(优选自分散性聚合物粒子。以下相同。)的聚合物的重均分子量优选为3,000~200,000,更优选为5,000~150,000,进一步优选为10,000~100,000。
若重均分子量为3000以上,则能够有效地抑制水溶性成分量。并且,通过将重均分子量设为20万以下,能够提高自分散稳定性。
重均分子量采用通过已叙述的凝胶渗透色谱(GPC)测定出的值。
从自分散性以及处理液接触时的凝聚速度的观点来看,形成树脂粒子的聚合物优选为酸值为100mgKOH/g以下的聚合物,更优选酸值为25mgKOH/g~100mgKOH/g的聚合物。
树脂粒子的体积平均粒径优选1nm~200nm的范围,更优选1nm~150nm的范围,进一步优选1nm~100nm的范围,尤其优选1nm~10nm的范围。若体积平均粒径为1nm 以上,则制造适性提高。并且,若体积平均粒径为200nm以下,则保存稳定性提高。并且,关于树脂粒子的粒度分布没有特别的限定,可为宽粒度分布或单分散性粒度分布中的任一种。并且,也可以将两种以上的树脂粒子混合使用。
体积平均粒径采用通过已叙述的方法测定出的值。
树脂粒子(优选自分散性聚合物粒子)在水性油墨中的含量(当为两种以上时为总含量)没有特别的限定,优选相对于水性油墨的总量为0.3质量%~15.0质量%,更优选为4.0质量%~12.0质量%,进一步优选为7.0质量%~9.0质量%。
若水性油墨中的树脂粒子的含量为0.3质量%以上,则能够更加提高图像的耐磨性,且能够更加抑制图像不均。
若水性油墨中的树脂粒子的含量为15.0质量%以下,则能够更加提高油墨的喷出性,并且从抑制低温环境下的析出物的产生的观点来看也是有利的。
-水-
水性油墨包含水。水性油墨中所含的水的含量没有特别的限定,水的含量相对于水性油墨的总量例如能够设为50质量%以上。
水性油墨中所含的水的含量相对于水性油墨的总量优选为50质量%以上且80质量%以下,更优选为50质量%以上且75质量%以下,进一步优选为50质量%以上且70 质量%以下。
-表面活性剂-
根据需要,水性油墨能够含有至少一种表面活性剂。表面活性剂能够用作例如表面张力调节剂。
作为表面活性剂,能够有效地使用具有在分子内共同具有亲水部和疏水部的结构的化合物,能够使用阴离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、两性表面活性剂、非离子系表面活性剂以及甜菜碱系表面活性剂中的任一种。而且,也可以将上述聚合物分散剂用作表面活性剂。
作为表面活性剂,从抑制水性油墨的喷射干扰的观点来看,优选非离子系表面活性剂,其中更优选乙炔二醇衍生物(乙炔二醇系表面活性剂)。
作为乙炔二醇系表面活性剂,例如能够举出2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇以及2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的环氧烷加成物等,优选为选自其中的至少一种。作为这些化合物的市售品,例如能够举出Nissin Chemical Industry Co.,Ltd. 的OlfineE1010等E系列。
作为除乙炔二醇系表面活性剂以外的表面活性剂优选氟系表面活性剂。作为氟系表面活性剂,可举出阴离子系表面活性剂、非离子系表面活性剂、甜菜碱系表面活性剂,其中更优选阴离子系表面活性剂。作为阴离子系表面活性剂的例子,可举出 CAPSTONE FS-63、CAPSTONE FS-61(Dupont公司制)、FTERGENT 100、FTERGENT 110、 FTERGENT 150(NEOSCOMPANY LIMITED制)、CHEMGUARD S-760P(Chemguard Inc. 制)等。
当在水性油墨中含有表面活性剂(表面张力调节剂)时,从利用喷墨方式良好地喷出水性油墨的观点来看,表面活性剂优选含有能够将水性油墨的表面张力调节到 20mN/m~60mN/m的范围的量,从表面张力的观点来看,更优选为20mN/m~45mN/m,进一步优选为25mN/m~40mN/m。
在此,水性油墨的表面张力是指,使用自动表面张力仪(Automatic SurfaceTensiometer)CBVP-Z(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制)在液温25℃的条件下测定而得的值。
当水性油墨包含表面活性剂时,表面活性剂的具体的量没有特别的限定,优选相对于水性油墨的总量为0.1质量%以上,更优选为0.1质量%~10质量%,进一步优选为0.2质量%~3质量%。
-胶体二氧化硅-
根据需要,水性油墨也可以含有胶体二氧化硅。
由此,能够更加提高油墨的连续喷出时的稳定性。
胶体二氧化硅为由平均粒径为数百nm以下的含硅的无机氧化物的粒子形成的胶体。胶体二氧化硅中,作为主成分含有二氧化硅(包含其水合物),也可以含有铝酸盐(铝酸钠、铝酸钾等)作为少量成分。
并且在胶体二氧化硅中也可以包含氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂以及氢氧化铵等无机盐类或四甲基氢氧化铵等有机盐类。这些无机盐类以及有机盐类,例如作为胶体的稳定剂而发挥作用。
关于胶体二氧化硅,例如能够适当参考日本特开2011-202117号公报的0043~0050段的记载。
并且,根据需要,水性油墨中也可以代替胶体二氧化硅或除了胶体二氧化硅以外还含有硅酸碱金属盐。关于硅酸碱金属盐,能够适当参考日本特开2011-202117号公报的0052~0056段的记载。
并且也可以使用市售品,作为市售品,例如可举出NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制的SNOWTEX(注册商标)XS。
当水性油墨包含胶体二氧化硅时,胶体二氧化硅的含量优选相对于水性油墨的总量为0.0001质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~3质量%,进一步优选为0.02 质量%~0.5质量%,尤其优选为0.03质量%~0.3质量%。
-尿素-
水性油墨能够含有尿素。
尿素的保湿功能高,因此作为固体湿润剂能够有效地抑制油墨的不期望的干燥或凝固。
进而,通过水性油墨包含前述胶体二氧化硅和尿素,喷墨头等的维护性(擦拭作业性)得到更加有效的提高。
从提高维护性(擦拭作业性)的观点等考虑,水性油墨中的尿素的含量优选为1 质量%以上且20质量%以下,更优选为1质量%以上且15质量%以下,进一步优选为3 质量%以上且10质量%以下。
水性油墨含有尿素和胶体二氧化硅时,尿素的含量与胶体二氧化硅的含量的比率没有特别的限定,尿素相对于胶体二氧化硅的含有比率(尿素/胶体二氧化硅)优选为5~1000,更优选为10~500,进一步优选为20~200。
水性油墨含有尿素以及胶体二氧化硅时,尿素的含量与胶体二氧化硅的含量的组合没有特别的限定,但从更加有效地兼顾擦拭性以及图像的定影性的观点来看,优选下述的组合。
即,优选尿素的含量为1.0质量%以上且胶体二氧化硅的含量为0.01质量%以上的组合,更优选尿素的含量为1.0质量%~20质量%且胶体二氧化硅的含量为0.02质量%~0.5质量%的组合,尤其优选尿素的含量为3.0质量%~10质量%且胶体二氧化硅的含量为0.03质量%~0.3质量%的组合。
-水溶性高分子化合物-
根据需要,水性油墨也可以含有至少一种水溶性高分子化合物。
作为水溶性高分子化合物没有特别的限定,能够使用聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇等公知的水溶性高分子化合物。
并且,作为水溶性高分子化合物,前述处理液中所含的特定高分子化合物、以及在日本特开2013-001854号公报的0026~0080段中记载的水溶性高分子化合物也适当。
并且也可以使用市售品,作为市售品,例如可举出ISB CORPORATION.制的PVP K-15等。
当水性油墨含有水溶性高分子化合物时,水溶性高分子化合物的含量相对于水性油墨总量优选为0.0001质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~3质量%,进一步优选为0.02质量%~0.5质量%,尤其优选为0.03质量%~0.3质量%。
-消泡剂-
根据需要,水性油墨可以含有至少一种消泡剂。
作为消泡剂,例如可举出硅氧烷系化合物(硅氧烷系消泡剂)、普朗尼克系化合物(普朗尼克系消泡剂)等,其中优选硅氧烷系消泡剂。
作为硅氧烷系消泡剂,优选具有聚硅氧烷结构的硅氧烷系消泡剂。
作为消泡剂能够使用市售品。
作为市售品,可举出BYK(注册商标)-012、017、021、022、024,025、038、 094(以上BYK Japan KK制)、KS-537、KS-604、KM-72F(以上Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制)、TSA-739(Momentive Performance Materials Japan LLC制)、Olfine (注册商标)AF104(Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制)等。
其中,优选作为硅酮系消泡剂的BYK-017、021、022、024、025、094、KS-537、 KS-604、KM-72F、TSA-739,其中,从油墨的喷出稳定性的观点来看最优选BYK-024。
当水性油墨含有消泡剂时,消泡剂的含量相对于水性油墨的总量优选为0.0001质量%~1质量%,更优选为0.001质量%~0.1质量%。
-无机盐-
根据需要,水性油墨可至少包含一种无机盐。由此,抑制所形成的图像的表面粗糙。
在此,所谓表面粗糙是指在图像的亮区(高亮)和暗区(阴暗)的中间区域(中间色调区域)中,水性油墨的浓度高的部分和低的部分不均匀地存在,似乎很粗糙的现象。
“表面粗糙”不是以往的“模糊”或“条纹”那样的因水性油墨的局部的凝聚不足而产生的现象,而是在透明树脂基材上因由处理液的不均匀分布导致的凝聚不均引起的现象。
作为无机盐优选盐酸盐或硝酸盐。
其中,从水性油墨的减稠抑制以及表面粗糙抑制优异的观点来看,优选1价盐,更优选碱金属盐,进一步优选氯化锂、硝酸锂、氯化钾或硝酸钾。
无机盐能够单独使用或组合两种以上来使用。
当水性油墨含有无机盐时,水性油墨中的无机盐的含量(两种以上时为总计含量)没有特别的限定,优选相对于水性油墨的总量为0.001质量%~0.2质量%,更优选为0.005质量%~0.1质量%,进一步优选为0.01质量%~0.05质量%。
当水性油墨含有前述涂覆树脂和无机盐时,涂覆树脂和无机盐的质量比(涂覆树脂/无机盐)从油墨的减稠抑制以及图像的表面粗糙抑制的观点来看,优选为10~ 250,更优选为15~200,进一步优选为30~150。
-蜡粒子-
水性油墨能够包含至少一种蜡粒子。由此,能够进一步提高耐磨性。
作为蜡粒子,例如可举出巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡、米蜡、羊毛脂等植物系、动物系蜡、石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、凡士林等石油系蜡、褐煤蜡、地蜡等矿物系蜡、碳蜡、郝斯特(Hoechst)蜡、聚烯烃蜡、硬脂酸酰胺等合成蜡、α-烯烃·马来酸酐共聚物等天然蜡或合成蜡的粒子或它们的混合粒子等。
蜡粒子优选以分散物的形式添加,例如可作为乳液等分散物包含在水性油墨中。作为成为分散物时的溶剂,优选水,但也并不限定于此,例如可适当地选择通常所使用的有机溶剂来在分散时使用。关于有机溶剂,能够参考日本特开2006-91780号公报的0027段的记载。
蜡粒子能够单独使用一种或混合多种来使用。
蜡粒子可使用市售品。作为市售品的例子,可举出Nopcote PEM17(SAN NOPCOLIMITED制)、Chemipearl(注册商标)W4005(Mitsui Chemicals,Inc.制)、AQUACER515、AQUACER593(均为BYK Japan KK制)、CHUKYO YUSHI CO.,LTD.制的Cellosol 524 等。
在上述中,作为蜡,优选巴西棕榈蜡或聚烯烃蜡,从耐磨性的观点来看,尤其优选巴西棕榈蜡。
当水性油墨含有蜡粒子时,作为树脂粒子与蜡粒子的含有比率,优选为树脂粒子:蜡粒子=1:5~5:1的范围(固体成分比)。若树脂粒子与蜡粒子的含有比率为上述范围内,则能够形成耐磨性优异的图像。
-其他成分-
根据需要,水性油墨除了上述成分以外还可以含有其他成分。
作为其他成分,例如可举出固体湿润剂、防褪色剂、乳化稳定剂、渗透增强剂、紫外线吸收剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、粘度调节剂、防锈剂以及螯合剂等公知的添加剂。
水性油墨可以是包含至少一种聚合性化合物的活性能量射线(例如紫外线)固化型的水性油墨。
此时,水性油墨(当使用后述的处理液时,为水性油墨以及处理液的至少一个) 优选进一步包含聚合引发剂。
作为聚合性化合物,例如可举出在日本特开2011-184628号公报的0128~0144段、日本特开2011-178896号公报的0019~0034段或日本特开2015-25076的0065~ 0086段等中记载的聚合性化合物(例如2官能以上的(甲基)丙烯酰胺化合物)。
作为聚合引发剂,例如可举出在日本特开2011-184628号公报的0186~0190段、日本特开2011-178896号公报的0126~0130段或日本特开2015-25076号公报的 0041~0064段中记载的公知的聚合引发剂。
~喷墨方式~
接着,对使用上述透明树脂基材、水性油墨、处理液通过喷墨方式形成图像的方法进行具体的说明。
喷墨方式没有特别的限定,可以是公知的方式,例如可以是利用静电诱导力喷出油墨的电荷控制方式、利用压电元件的振动压力的按需喷射方式(压力脉冲方式)、将电信号转换成声束照射在油墨上并利用放射压喷出油墨的声喷墨方式、以及将油墨加热而形成气泡并利用所产生的压力的热喷墨(BabbleJet(注册商标))方式等中的任一种。作为喷墨法,尤其是在日本特开昭54-59936号公报中记载的方法中,能够有效地利用以下喷墨法,即受到热能量的作用的油墨产生急剧的体积变化,通过由该状态变化产生的作用力使油墨从喷嘴喷出。
作为喷墨头,采用短条形的串行喷墨头,有一边使喷头沿透明树脂基材的宽度方向扫描一边进行记录的往返方式、以及利用了与透明树脂基材的一个边的整个区域对应地排列记录元件的线型喷头的单程方式(线型方式)。在单程方式中,通过在与记录元件的排列方向交叉的方向上扫描透明树脂基材,能够在透明树脂基材的整个面上进行图像记录,不需要扫描短条形喷墨头的滑架等输送系统。并且,由于不需要滑架的移动和透明树脂基材的复杂的扫描控制,只有透明树脂基材移动,因此与往返方式相比,能够实现记录速度的高速化。本发明中的喷墨方式的视差图像的形成方法适用于其中的任一种,但通常来讲,在用于不进行虚拟喷射的单程方式时,喷出精度以及图像的耐磨性的提高效果大,并且能够以高速进行描绘,因此优选。
作为从喷墨头喷出的油墨的液滴量,从获得高精细的视差图像的观点来看,优选为1pl(微微升)~10pl,更优选为1.5pl~6pl。并且,从改善图像的不均以及连续灰度连接的观点来看,组合不同的液滴量来喷出也是有效的,在这种情况下也能够优选地使用本发明。
并且,从形成具有高分辨率的视差图像的观点考虑,优选以1200dpi(dot perinch)以上的分辨率滴出水性油墨。
尤其,优选使用分辨率为1200dpi以上且能够以最小液滴尺寸3pl以下赋予水性油墨的喷墨记录装置。并且,从生产率的观点考虑,优选使用能够以单程方式形成图像的喷墨记录装置。
作为具有这种性能的喷墨记录装置,能够优选使用FUJIFILM Corporation制造的Jet Press(注册商标)720。
(干燥工序)
本发明的透明树脂基材印刷品的制造方法具有在前述透明树脂基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的条件下使水性油墨干燥的干燥工序。
通过在干燥工序中的基材的表面温度成为60℃以上的条件下使水性油墨干燥,在干燥后,水性油墨中溶剂不易残留,图像的定影性优异。
通过在干燥工序中的基材的表面温度成为100℃以下的条件下使水性油墨干燥,能够抑制透明树脂基材印刷品因热而变形。
表面温度能够通过HORIBA,Ltd.制的便携放射温度计IT-540N进行测定。
~干燥方法~
在本工序中,优选使水性油墨加热干燥。
作为用于进行加热干燥的机构,可举出加热器等公知的加热机构、干燥器等公知的送风机构以及将这些进行了组合的机构。
作为用于进行加热干燥的方法,例如可举出从透明树脂基材的与图像形成面相反的一侧以加热器等赋予热的方法、向透明树脂基材的图像形成面吹送暖风或热风的方法、从透明树脂基材的图像形成面或与图像形成面相反的一侧以红外线加热器赋予热的方法、以及将这些进行组合的方法。
图像的加热干燥时的加热温度为基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的温度,优选为成为60℃以上80℃以下的温度。
图像的加热干燥时间没有特别的限定,优选为1秒~60秒,更优选为1秒~30 秒,尤其优选为1秒~20秒。
~喷墨记录装置~
在此,对能够在图像形成中使用的喷墨记录装置的一例进行说明。
(喷墨记录装置的总体结构)
首先,对喷墨记录装置的总体结构进行说明。图2是表示喷墨记录装置的总体的概略结构的总体结构图。
喷墨记录装置110为向记录介质喷出青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、黑色(K)这4色的油墨来记录图像的喷墨记录装置。
作为记录介质,使用已叙述的透明树脂基材。并且,在油墨中使用已叙述的水性油墨。
如图2所示,喷墨记录装置110主要具备以下而构成:供给部112,供给透明树脂基材;处理液涂布部114,在从供给部112供给的透明树脂基材的表面(具有油墨收容层时为油墨收容层)涂布处理液;处理液干燥处理部116,进行涂布有处理液的透明树脂基材的干燥处理;图像记录部118,向被干燥处理的透明树脂基材的表面以喷墨方式喷出水性油墨来描绘图像;水性油墨干燥处理部120,进行记录有图像的透明树脂基材的干燥处理;以及排出部124,排出透明树脂基材并回收。
-供给部-
供给部112将装载于供给台130的每一个透明树脂基材供给于处理液涂布部 114。供给部112主要具备供给台130、抽吸装置132、供给辊对134、送纸板136、前挡138以及供给滚筒140而构成。
-处理液涂布部-
处理液涂布部114在透明树脂基材的表面(当具有油墨收容层时为油墨收容层)上涂布具有使水性油墨中所含的成分凝聚的功能的处理液。该处理液涂布部114主要具备输送透明树脂基材的处理液涂布滚筒142、以及在通过处理液涂布滚筒142被输送的透明树脂基材的表面(当具有油墨收容层时为油墨收容层)上涂布处理液的处理液涂布装置144而构成。
处理液涂布装置144作为在通过处理液涂布滚筒142被输送的透明树脂基材的表面上涂布处理液的处理液涂布机构而发挥功能。处理液涂布装置144例如由辊涂布装置构成,通过使周面被赋予处理液的涂布辊挤压透明树脂基材的表面来在透明树脂基材的表面上涂布处理液。此外,处理液涂布装置144还能够由例如以喷墨方式喷出处理液来进行涂布的喷头、或喷雾处理液来进行涂布的喷雾器构成。
另外,由该处理液涂布部114涂布的处理液为前述处理液,由包含使水性油墨中的成分凝聚的酸性化合物的液体构成。
通过将这种处理液涂布到透明树脂基材的表面(当具有油墨收容层时为油墨收容层)来记录图像,能够防止产生羽化和渗透等,且能够进行高品质的图像形成。
-处理液干燥处理部-
处理液干燥处理部116对表面被赋予了处理液的透明树脂基材进行干燥处理。该处理液干燥处理部116主要具备输送透明树脂基材的处理液干燥处理滚筒146、纸张输送导引部148、以及对通过处理液干燥处理滚筒146被输送的透明树脂基材的表面喷吹热风来使其干燥的处理液干燥处理单元150而构成。
处理液干燥处理单元150设置于处理液干燥处理滚筒146的内侧,朝向通过处理液干燥处理滚筒146被输送的透明树脂基材的表面喷吹热风来进行干燥处理。在本例子中,设为2台处理液干燥处理单元150配设于处理液干燥处理滚筒内,且朝向通过处理液干燥处理滚筒146被输送的透明树脂基材的表面喷吹热风的结构。
-图像记录部-
图像记录部118向透明树脂基材的表面喷出水性油墨(例如青色油墨(C)、品红色油墨(M)、黄色油墨(Y)、黑色油墨(K)),从而在透明树脂基材的表面描绘图像。该图像记录部118主要具备输送透明树脂基材的图像记录滚筒152、挤压通过图像记录滚筒152被输送的透明树脂基材来使透明树脂基材与图像记录滚筒152 的周面密合的基材压辊154、以及向透明树脂基材喷出C、M、Y、K等各色墨滴来记录图像的喷头单元156而构成。
喷头单元156具备以喷墨方式喷出青色(C)墨滴的喷墨头200C、以喷墨方式喷出品红色(M)墨滴的喷墨头200M、以喷墨方式喷出黄色(Y)墨滴的喷墨头200Y、以及以喷墨方式喷出黑色(K)墨滴的喷墨头200K而构成。各喷墨头200C、200M、 200Y以及200K沿着基于图像记录滚筒152的透明树脂基材的输送路径隔着一定的间隔而配置。
各喷墨头200C、200M、200Y、200K由线型喷头构成,且形成为与最大的基材宽度对应的长度。各喷墨头200C、200M、200Y、200K配置成喷嘴面(排列有喷嘴的面) 与图像记录滚筒152的周面对置。
各喷墨头200C、200M、200Y、200K从形成于喷嘴面的喷嘴朝向图像记录滚筒152 喷出油墨的液滴,从而在通过图像记录滚筒152被输送的透明树脂基材上记录图像。
-油墨干燥处理部-
油墨干燥处理部120对图像记录后的透明树脂基材进行干燥处理,从而去除残留于透明树脂基材的表面的液体成分。油墨干燥处理部120具备输送记录有图像的透明树脂基材的输送部164、以及对通过输送部164被输送的透明树脂基材进行干燥处理的油墨干燥处理单元168而构成。
油墨干燥处理单元168设置于输送部164的内部,且对在第1水平输送路径170A 上输送的透明树脂基材实施干燥处理。该油墨干燥处理单元168对在第1水平输送路径170A上输送的透明树脂基材的表面喷吹热风来进行干燥处理。油墨干燥处理单元 168沿着第1水平输送路径170A配置有多台。该设置数量根据油墨干燥处理单元168 的处理能力和透明树脂基材的输送速度(=印刷速度)等而设定。即设定成从图像记录部118接收的透明树脂基材能够在第1水平输送路径170A上输送期间被干燥。因此,第1水平输送路径170A的长度也考虑该油墨干燥处理单元168的能力而设定。
另外,通过进行干燥处理,油墨干燥处理部120的湿度上升。若湿度上升,则无法有效地进行干燥处理,因此优选在油墨干燥处理部120中设置油墨干燥处理单元 168以及排气机构,从而强制性地排出通过干燥处理产生的潮湿空气。排气机构例如能够设为将排气管道设置在油墨干燥处理部120,并通过该排气管道来排出油墨干燥处理部120的空气的结构。
从图像记录部118的图像记录滚筒152传递的透明树脂基材由输送部164接收。输送部164以夹持器164D把持透明树脂基材的前端,并沿平面状的导板172输送透明树脂基材。传递至输送部164的透明树脂基材首先在第1水平输送路径170A被输送。在该第1水平输送路径170A上被输送的过程中,透明树脂基材通过设置于输送部164的内部的油墨干燥处理单元168实施干燥处理。即在热风喷吹到透明树脂基材的表面而使基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的条件下实施干燥处理。
在油墨干燥处理部中,能够与干燥处理一同进行油墨定影处理。油墨定影处理与上述干燥处理同样地通过向在第1水平输送路径上被输送的透明树脂基材的表面喷吹热风来进行。油墨定影处理在基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的条件下进行。
-排出部-
排出部124排出进行了一系列图像记录处理的透明树脂基材并进行回收。该排出部124主要具备输送透明树脂基材的输送部164、以及堆积透明树脂基材并进行回收的排出台176而构成。
实施例
以下举出实施例对本发明进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容以及处理步骤等只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当地进行变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。
以下记载中,“份”除非另有说明,否则表示“质量份”。
(实施例1)
<透明树脂基材>
(未拉伸层叠体的制作)
-未拉伸层叠体的树脂层的制作-
首先,对于将钛化合物作为催化剂而缩聚的固有粘度0.64dL/g的聚对苯二甲酸乙二酯(以下记载为PET)树脂进行干燥至含水率成为50ppm以下。使已干燥的PET 树脂在加热器温度设定为280℃以上且300℃以下的范围的温度的挤出机内熔融。将已熔融的PET树脂从模具部挤出到被施加静电的冷硬轧辊上,从而获得了带状的未拉伸PET薄膜1。将所获得的带状的未拉伸PET薄膜1沿长边方向(以下也将“长边方向”称作“MD:MachineDirection”。)拉伸3.3倍,从而获得了带状的单轴拉伸 PET薄膜。
(未拉伸层叠体的制备)
将所获得的单轴拉伸PET薄膜一边以输送速度60m/分钟进行输送,一边通过棒涂法在单轴拉伸PET薄膜的一个表面上涂布具有下述组成的油墨收容层形成用涂布液,接着以145℃干燥1分钟,从而获得了在单轴拉伸PET薄膜的一个表面上具有涂布层的带状的未拉伸层叠体。
-油墨收容层形成用涂布液的组成-
·下述聚酯系聚氨酯聚合物的末端封端异氰酸酯……62.34份
(重均分子量:6000,固体成分27质量%)
·封端异氰酸酯……7.29份
(重均分子量:1000,Asahi Kasei Corp.制,WM44-L70G,固体成分70质量%)
·异氰酸酯反应催化剂……0.44份
(有机锡水分散液,DKS Co.Ltd.制,ERASTRON(注册商标)CAT-21,固体成分 10质量%)
·阴离子系表面活性剂……0.56份
(二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠,固体成分1质量%)
·pH调节剂……0.23份
(碳酸氢钠)
·pH缓冲剂……1.92份
(碳酸氢钠以及碳酸钠的混合物)
·二氧化硅……2.01份
(平均一次粒子径:40nm,Fuso Chemical Co.,Ltd.制,PL3D)
·凝聚二氧化硅……0.20份
(体积平均粒径:4μm~5μm,TOSOH SILICA CORPORATION制,AZ204)
·滑剂……1.98份
(巴西棕榈蜡的分散物,CHUKYO YUSHI CO.,LTD.制,Cellosol(注册商标)524,固体成分30质量%)
按照下述顺序制备了油墨收容层形成用涂布液中所含的聚酯系聚氨酯聚合物的末端封端异氰酸酯。
在双酚A的氧化乙烯加成物和马来酸的聚酯200份中添加六亚甲基二异氰酸酯 34份并进行反应,添加73份30质量%的重亚硫酸钠水溶液并进行搅拌后,以水进行稀释,从而获得了固体成分27质量%的聚酯系聚氨酯聚合物的末端封端异氰酸酯。
(拉伸层叠体的制作)
将在上述中制作的带状的未拉伸层叠体通过拉伸装置沿宽度方向(与单轴拉伸PET薄膜中的拉伸方向正交的方向,也称作“TD:Transverse Direction”。)拉伸 4.0倍,从而获得了在厚度250μm的双轴拉伸PET薄膜的一个表面上具有厚度0.05 μm的油墨收容层的拉伸层叠体。
(光栅片1的制作)
-透镜层的形成-
在与上述中制作的拉伸层叠体的具有油墨收容层的一侧相反的一侧的双轴拉伸PET薄膜的表面上,通过以下顺序形成了第2中间层以及透镜层。
在拉伸层叠体的双轴拉伸PET薄膜的表面上,将透镜层形成用的二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯(PET-G)树脂(SK chemicals.制)和第2中间层形成用树脂(ADMER (注册商标),Mitsui Chemicals,Inc.制)通过温度设定成280℃的T型模具(喷出宽度330mm)以实际测量树脂温度260℃~280℃共挤出,并以成为双轴拉伸PET 薄膜/第2中间层/透镜层形成用的二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯树脂的层结构的方式进行了层叠。使该层叠体以20m/分钟被输送,并以压纹辊(φ350mm,40℃)与层叠有透镜层形成用的二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯树脂的面接触的方式通过了压纹辊和轧辊(φ350mm,40℃)之间。在压纹辊的表面具有柱状透镜形状(半径150μm,透镜间距254μm)。
在通过了压纹辊和轧辊之间的拉伸层叠体的双轴拉伸PET薄膜上,隔着第2中间层形成了透镜层。所获得的光栅片1的厚度为350μm。
如上述获得了作为透明树脂基材的光栅片1。
对通过上述制造方法制造的光栅片1以100℃加热30秒钟并进行了观察。此时的光栅片1的表面温度上升到了100℃。将加热后的光栅片1的照片示于图3。如图 3所示,在光栅片1未观察到变形。由此可以说通过上述制造方法制造出的光栅片1 的耐热性优异。
<水性油墨>
(自分散性聚合物粒子P-1(树脂粒子)的合成)
向具备搅拌机、温度计、回流冷却管以及氮气导入管的2升三口烧瓶中加入甲基乙基酮360.0g并升温至75℃。之后,在另一容器中,混合甲基丙烯酸异冰片酯72.0g、甲基丙烯酸甲酯252.0g、甲基丙烯酸36.0g、甲基乙基酮72g以及“V-601”(Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.制造的聚合引发剂,化合物名称:(二甲基2,2’-偶氮双(2-丙酸甲酯))1.44g来制备了混合溶液。一边将加入了甲基乙基酮的烧瓶内温度保持在75℃,一边将通过上述制备出的混合溶液以在2小时内完成滴加的方式进行了等速滴加。滴加结束后,向其中加入由“V-601”0.72g以及甲基乙基酮36.0g 组成的溶液,并在75℃下搅拌2小时后,进一步加入由“V-601”0.72g以及异丙醇 36.0g组成的溶液并在75℃下搅拌了2小时。之后,升温至85℃并进一步持续搅拌2 小时,从而获得了甲基丙烯酸异冰片酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸(=20/70/10[质量比])共聚物的聚合物溶液。
对所获得的共聚物的重均分子量(Mw)通过下述方法进行测定时为60,000。并且,对所获得的共聚物的酸值通过下述方法进行测定时为64.9mgKOH/g。
-重均分子量的测定-
重均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)进行测定。
上述GPC使用HLC-8020GPC(TOSOH CORPORATION制),作为柱使用3根TSKgel (注册商标),Super Multipore HZ-H(TOSOH CORPORATION制,4.6mmID×15cm),且作为洗脱液使用THF(四氢呋喃)来进行。
并且,GPC将试样浓度设为0.45质量%,将流速设为0.35ml/min,将样品注入量设为10μl,将测定温度设为40℃,并使用RI检测器进行。
关于校准曲线,由TOSOH CORPORATION制“标准试样TSK standard,polystyren”:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、“A-1000”、“正丙基苯”这8个样品来制作。
-酸值的测定-
酸值以对树脂粒子1克(g)进行中和所需的氢氧化钠的摩尔数表示,使用了基于JIS规格(JIS K0070:1992)的测定法求出的值。
接着,对所得的聚合物溶液668.3g进行称量,向其中加入异丙醇388.3g以及1mol/L氢氧化钠水溶液145.7ml,并将反应容器内的温度升温至80℃。接着,以 20ml/min的速度滴加蒸馏水720.1g,进行了水性分散后,在大气压下将反应容器内温度以80℃保持2小时,以85℃保持2小时,以90℃保持2小时。之后,将反应容器内设为减压状态,总计蒸馏除去913.7g的异丙醇、甲基乙基酮、蒸馏水,从而获得了固体成分浓度(聚合物粒子浓度)28.0质量%的自分散性聚合物粒子P-1(树脂粒子)的水分散物。
用以下方法测定了上述自分散性聚合物粒子P-1的玻璃化转变温度(Tg),结果为145℃。
-玻璃化转变温度(Tg)的测定-
将以固体成分计0.5g的自分散性聚合物粒子的水分散物在50℃下减压干燥4小时,从而获得了聚合物固体成分。利用Hitachi High-Tech Science Corporation 制造的差示扫描量热仪(DSC)EXSTAR6220测定了所获得的聚合物固体成分的Tg。详细而言,将聚合物固体成分5mg密封在铝坩埚中,在氮气氛下对聚合物固体成分进行基于以下温度分布的温度变化,并根据第2次升温时的测定数据来求出Tg。另外,在以下温度分布的范围内,未观测到熔点。
-树脂粒子的Tg测定中的温度分布-
30℃→-50℃(以50℃/分钟进行冷却)
-50℃→220℃(以20℃/分钟进行升温)
220℃→-50℃(以50℃/分钟进行冷却)
-50℃→220℃(以20℃/分钟进行升温)
(青色油墨1的制备)
对于混合了下述青色油墨1的组成所示的成分的溶液,使用混合器(Silverson 公司制,L4R)在室温中以5,000转/分钟搅拌20分钟,从而制备出了青色油墨1。
所制备的青色油墨1的粘度使用VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD制) 进行了测定,结果在30℃中为6mPa·s。
所制备的青色油墨1的表面张力使用自动表面张力仪(Automatic SurfaceTensiometer)CBVP-Z(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制)进行了测定,结果在25℃中为38mN/m。
关于后述的其他油墨的粘度以及表面张力也按照与青色油墨1相同的方法进行了测定。
-青色油墨1的组成-
·青色颜料分散物……18质量%
(着色剂的分散物,Projet Cyan APD 3000,Fujifilm Imaging ColorantsLimited 制,颜料浓度14质量%)
·丙二醇……8质量%
(溶剂,Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制,沸点188℃)
·乙二醇……8质量%
(溶剂,Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制,沸点197℃)
·Olfine(注册商标)E1010……0.3质量%
(Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制,表面活性剂)
·自分散性聚合物粒子P-1……8质量%
(树脂粒子)
·PVP K-15……0.2质量%
(ISB CORPORATION.制)
·尿素……5质量%
·Cellosol 524……3质量%
(CHUKYO YUSHI CO.,LTD.制)
·氯化锂……0.01质量%
(无机盐)
·SNOWTEX(注册商标)XS……0.3质量%
(胶体二氧化硅,Nissan Chemical Industries,LTD.制)
·CAPSTONE(注册商标)FS-63……0.01质量%
(表面活性剂,Dupont公司制)
·BYK(注册商标)-024……0.01质量%
(消泡剂,BYK Japan KK制)
·离子交换水……总计成为100质量%的剩余量
将在上述青色油墨1的制作中使用的青色颜料分散物变更为下述表3所示的颜料分散物并以成为表3的组成的方式进行了混合,除此以外以同样的方式制作了品红色油墨1、黄色油墨1以及黑色油墨1。
所制作的品红色油墨1的粘度为6mPa·s,表面张力为38mN/m。
所制作的黄色油墨1的粘度为6mPa·s,表面张力为38mN/m。
所制作的黑色油墨1的粘度为6mPa·s,表面张力为38mN/m。
[表3]
*各成分的数值的单位为质量%,水的剩余量表示总计成为100质量%的剩余量。
对表3中的成分进行说明。
·Projet Magenta APD 3000:Fujifilm Imaging Colorants Limited制,颜料浓度14质量%
·Projet Yellow APD 3000:Fujifilm Imaging Colorants Limited制,颜料浓度14质量%
·Projet Black APD 3000:Fujifilm Imaging Colorants Limited制,颜料浓度14质量%
<处理液>
作为处理液,使用了FUJIFILM Corporation制的Jet Press(注册商标)用预调节器C-FJ-CP(作为酸性化合物包含苹果酸、丙二酸、磷酸、丙三羧酸)。
处理液的粘度使用VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD制)进行了测定,在25℃中为2.9mPa·s。
处理液的表面张力使用自动表面张力仪(Automatic Surface Tensiometer)CBVP-Z(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制)进行了测定,在25℃中为41.0mN/m。
处理液的pH使用pH仪WM-50EG(DKK-TOA CORPORATION制)进行了测定,在25℃中为pH0.78。
<图像形成条件>
将FUJIFILM Corporation制的Jet Press(注册商标)720用作了打印机。以下示出Jet Press(注册商标)720的方法以及印刷条件。
·描绘方式:单程描绘
·图像形成速度:2700张/hr(线速度:30m/min)
·分辨率:1200dpi×1200dpi
·油墨液滴体积
小滴:2pl、中滴:7pl、大滴:10pl
·印刷系统压印滚筒输送系统:在3个压印滚筒上从上游分别配置有1)处理液涂布部、2)图像记录部、3)油墨干燥处理部。各工序的顺序从上游起为1)处理液涂布→2)图像记录→3)干燥以及定影
·处理液的涂布条件
涂布量:1ml/m2
·干燥条件
滚筒温度:80℃,热风以及碳加热器:80℃,基材表面温度60℃
·定影温度
滚筒温度:55℃,热风:80℃,基材表面温度60℃
·使用材料
处理液:上述处理液
水性油墨:上述黄色油墨1、品红色油墨1、青色油墨1以及黑色油墨1
使用上述装置,在光栅片1的油墨收容层上赋予处理液,接着通过JetPress的 RIP(光栅图像处理器:Raster image processor)XMF(FUJIFILM Corporation制) 喷出黄色油墨1、品红色油墨1、青色油墨1以及黑色油墨1,并以上述干燥条件进行了干燥。如此获得了在711mm×508mm尺寸的光栅片1的油墨收容层上形成了与变化对应的图像(视差图像)的光栅印刷品。
观察所获得的光栅印刷品时,未观察到热变形。
通过了JetPress的RIP时,构成为低浓度侧使用小滴且随着浓度上升中滴比率也上升。
另外,视差图像是指在光栅片下包含两种以上的图像,且通过光栅片进行观察时根据观察者的视点显示出不同图像的图像。光栅片在树脂层的一个面侧具有透镜层,且在树脂层的与具有透镜层的一侧相反的一侧具有油墨收容层。
<视差图像的形成>
作为视差图像,以使如下图像与光栅片的透镜间距一致的方式形成,所述图像包含背景相同且所显示的文字彼此不同的两个显示用图像、以及为了抑制两个显示用图像看起来重叠而仅有与两个显示用图像相同的背景的共同图像。
具体而言,如图4所示,作为显示用图像,与背景相同且文字不同的两个图像(图像A、B)分别对应的A图像列502、B图像列504、以及在A图像列502与B图像列 504之间和与图像A以及B相同的背景图像(C图像列506)对应的C图像列506经由树脂层512配置于透镜层510的各透镜下。另外,以如下方式进行配置:各图像列的宽度将透镜层510的透镜间距P进行24等分,构成A图像的A图像列502设为5/12 等分(图4中的宽度a),构成B图像的B图像列504设为5/12等分(图4中的宽度b),在A图像列502与B图像列504之间的共同图像列506设为1/12等分(图4 中的宽度c),且在透镜之间相邻的A图像列502与B图像列504之间也配置1/12 等分的共同图像列506。
[评价]
对所获得的光栅印刷品进行了下述评价。将评价结果示于下述表5。
<图像清晰性>
肉眼评价了光栅印刷品的图像清晰性。是图像的细节再现性,越是再现细节,清晰度越高。
1:图像清晰性良好。
2:图像清晰性稍差。
3:图像清晰性差。
1或2为容许范围。
<图像切换性>
肉眼评价了光栅印刷品的图像切换性。具体而言,肉眼评价了在变化图像中根据观察角度而切换的两个图像看起来重叠的程度,可以说两个图像看起来重叠的角度少,则图像切换性更良好。
1:在整个表面上图像的切换为良好。
2:在整个表面上图像的切换稍差。
3:在局部存在图像的切换差的部分。
4:在整个表面上图像的切换差。
1或2为容许范围。
<图像定影性>
在印刷面上粘贴10mm×50mm尺寸的Sellotape(注册商标)(Nichiban Co.,Ltd.制),并花费1秒钟的时间进行了剥离。对基于Sellotape(注册商标)的图像的剥离方法进行了评价。1或2为容许范围。
1:图像完全未剥离。
2:图像稍微剥离,被剥离的图像的面积相对于粘贴有Sellotape(注册商标) 的面积为10%以下。
3:图像的一部分被剥离,被剥离的图像的面积相对于粘贴有Sellotape(注册商标)的面积超过10%且小于100%。
4:粘贴有Sellotape(注册商标)的部分的图像完全被剥离(相对于粘贴有Sellotape(注册商标)的面积为100%)。
(实施例2)
将在实施例1的光栅片1的制作中使用的双轴拉伸PET薄膜变更为下述未拉伸 PET薄膜2,除此以外以与实施例1相同的方式制作了透明树脂基材印刷品,并进行了前述各评价。将评价结果示于下述表5。
未拉伸PET薄膜2通过如下来制作:将二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯(PET-G) 树脂干燥至含水率成为50ppm以下后,在加热器温度设定成280℃以上且300℃以下的范围的温度的挤出机内使其熔融,并从模具部挤出到被施加静电的冷硬轧辊上。
(实施例3)
将在实施例1的光栅片1的制作中使用的双轴拉伸PET薄膜变更为下述未拉伸 PET薄膜3,除此以外以与实施例1相同的方法制作了透明树脂基材印刷品,并进行了前述各评价。将评价结果示于下述表5。
未拉伸PET薄膜3通过如下来制作:将非晶PET(A-PET)树脂干燥至含水率成为50ppm以下后,在加热器温度设定为280℃以上且300℃以下的范围的温度的挤出机内使其熔融,并从模具部挤出到被施加静电的冷硬轧辊上。
(实施例4~实施例5、比较例1~比较例2)
将在实施例1中的青色油墨1、品红色油墨1、黄色油墨1以及黑色油墨1的制备中使用的丙二醇和乙二醇变更为下述表4所示的种类以及组成,除此以外以与实施例1相同的方式制作了透明树脂基材印刷品,并进行了前述各评价。将评价结果示于下述表5。
[表4]
(比较例3)
在实施例1的光栅片1的制作中,将油墨干燥处理部的干燥条件如下进行了变更,除此以外以与实施例1相同的方式制作了透明树脂基材印刷品,并进行了前述各评价。将评价结果示于下述表5。
·干燥条件
滚筒温度:55℃,热风以及碳加热器:70℃,基材表面温度:50℃
(比较例4)
在实施例1的光栅片1的制作中,将油墨干燥处理部的干燥条件如下进行了变更,除此以外以与实施例1相同的方式制作了透明树脂基材印刷品,并进行了前述各评价。将评价结果示于下述表5。
·干燥条件
滚筒温度:80℃,热风以及碳加热器:130℃,基材表面温度:105℃
[表5]
由表5可知,实施例的透明树脂基材印刷品的热变形被抑制,图像的定影性优异。
由表5可知,如比较例1那样在水性油墨中不包含沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂而仅包含沸点超过250℃的溶剂时,图像定影性差。
可知若如比较例2那样在水性油墨中所含的溶剂的沸点小于150℃,则在描绘中发生喷出缺失,无法获得所希望的印刷品。
可知若如比较例3那样在干燥工序中的表面温度小于60℃,则图像定影性差。
可知若如比较例4那样在干燥工序中的表面温度超过100℃,则透明树脂基材印刷品发生热变形,未在所希望的位置上配置视差图像,因此图像切换性差。
2015年12月7日申请的日本专利申请2015-238881号公开的整体内容通过参考而引入于本说明书中。
关于本说明书中记载的全部文献、专利申请以及技术标准,以与具体且分别记载了各文献、专利申请以及技术规格的情况相同的程度,以引证的方式引入本说明书中。
Claims (5)
1.一种光栅印刷品的制造方法,该方法具有以下工序:
处理液赋予工序,仅为在透明树脂基材的油墨收容层上赋予包含水溶性高分子化合物和酸性化合物的处理液的含酸性化合物处理液赋予工序;
油墨喷出工序,在所述被赋予了处理液的透明树脂基材上,通过喷墨方式喷出水性油墨,所述水性油墨中包含着色剂、树脂粒子、水以及沸点为150℃以上且250℃以下的溶剂,沸点超过250℃的溶剂的含量相对于油墨的总质量为1质量%以下;以及
干燥工序,在所述透明树脂基材的表面温度成为60℃以上且100℃以下的条件下使所述水性油墨干燥,
所述透明树脂基材是光栅片,该光栅片具有树脂层,并且该光栅片在所述树脂层的一个面上具有透镜层,且在所述树脂层的另一个面上具有所述油墨收容层。
2.根据权利要求1所述的光栅印刷品的制造方法,其中,
所述喷墨方式为单程方式。
3.根据权利要求1所述的光栅印刷品的制造方法,其中,
在所述油墨喷出工序中,在分辨率为1200dpi以上且最小液滴尺寸为3pl以下的喷出条件下喷出所述水性油墨。
4.根据权利要求1所述的光栅印刷品的制造方法,其中,
所述树脂层是双轴拉伸的树脂层。
5.根据权利要求1所述的光栅印刷品的制造方法,其中,
所述树脂层在150℃加热30分钟时的热收缩率为0.0%±0.6%的范围。
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