JP2000218933A - 水性インク受容層用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物および印刷基材 - Google Patents
水性インク受容層用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物および印刷基材Info
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Abstract
かも耐水性、耐ブロッキング性にも優れた受容層を形成
しうる水性インク受容層用活性エネルギー線硬化性樹脂
組成物を提供すること。 【解決手段】 分子内に少なくとも1個の水酸基を含有
する(メタ)アクリル酸エステル(a1)、有機ポリイ
ソシアネート類(a2)、および少なくとも1個の水酸
基を含有するポリアルキレングリコール類(a3)を反
応してなるポリウレタン(メタ)アクリレート(A)、
3級窒素含有反応性単量体の有機酸塩、無機酸塩および
4級化物の中から選ばれる少なくとも1種の化合物
(B)および(メタ)アクリロイルモルホリン(C)を
含有してなる水性インク受容層用活性エネルギー線硬化
性樹脂組成物。
Description
用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物および印刷基材に
関する。詳細には、かかる本発明の樹脂組成物は、イン
クジェットプリンタなどに用いられる印刷基材の水性イ
ンク受容層に好適に用いられる。
飛躍的な発展を遂げ、オフィスや家庭で使用されるパー
ソナルコンピューターからの出力機器として広く普及し
ている。しかし、このように普及したインクジェットプ
リンタの多くは、水を溶剤としたインクが用いられてい
るため、OHPシート等のプラスチック基材にはそのま
までは印刷できない。そこでインクジェットプリンタで
印刷できるように水性インク受容層を設けたOHPシー
ト等が市販されている。
ンタ用OHPシート等の受容層には水溶性ポリマーや、
フィラーをポリマーに分散させたものなどが用いられて
いる。しかし、受容層に用いられる水溶性ポリマー等
は、水への溶解性が高く、印刷画像に水がかかると画像
がにじんだり、受容層が破壊される等の問題がある。ま
た、水溶性ポリマー等は吸湿性が高いものが多く、フィ
ルムを重ねて保管するとブロッキングしてしまうという
問題もある。
改善するため活性エネルギー線硬化性樹脂を用いて受容
層に架橋構造を導入する方法も検討されている。しか
し、通常のポリエステル系ウレタンアクリレートや、多
官能アクリルモノマーからなる活性エネルギー線硬化性
樹脂は親水性が低いため、水性インクのセット性、定着
性が十分に得られない。
鑑み、水性インクのセット性、定着性が良好で、しかも
耐水性、耐ブロッキング性にも優れた受容層を形成しう
る水性インク受容層用活性エネルギー線硬化性樹脂組成
物を提供することを目的とする。
解決すべく鋭意研究を行った結果、以下に示す組成の活
性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、前記課題を解決で
きることを見出し本発明を完成するに到った。
個の水酸基を含有する(メタ)アクリル酸エステル(a
1)、有機ポリイソシアネート類(a2)、および少な
くとも1個の水酸基を含有するポリアルキレングリコー
ル類(a3)を反応してなるポリウレタン(メタ)アク
リレート(A)、3級窒素含有反応性単量体の有機酸
塩、無機酸塩および4級化物の中から選ばれる少なくと
も1種の化合物(B)および(メタ)アクリロイルモル
ホリン(C)を含有してなる水性インク受容層用活性エ
ネルギー線硬化性樹脂組成物;さらには基材上に、前記
樹脂組成物の硬化物からなる水性インク受容層が設けら
れた印刷基材に関する。
クリレート(A){なお、(メタ)アクリレートとはア
クリレートおよび/またはメタクリレートを意味する。
以下、(メタ)とは同様意味である。}は、上記のよう
に(a1)、(a2)および(a3)成分から構成され
る反応生成物である。
ル酸エステルであり、その分子内に少なくとも1個の水
酸基と少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有す
る各種のものが該当する。具体例としては、例えばヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピ
ル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メ
タ)アクリレート類、ポリエチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシフェノキシプロピル
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メ
タ)アクリレート、エポキシ化合物と(メタ)アクリル
酸とを反応して得られるエポキシ(メタ)アクリレート
などや、これら水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル
の水酸基にε−カプロラクトン等を付加した化合物など
があげられ、これらはそれぞれ単独でまたは組み合わせ
て使用できる。
しては、分子内に反応性のイソシアネート基を2個以上
有する化合物であれば特に限定はされないが、本発明で
は分子内に反応性のイソシアネート基が3個以上有する
ものが好ましい。その具体例としては、例えば1,6−
ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイ
ソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニル
メタンジイソシアネートなどの各種ジイソシアネートか
ら得られる3量体、該ジイソシアネート類をトリメチロ
ールプロパンなどの多価アルコールと反応させたプレポ
リマー、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート
などが挙げられる。
類は、その分子内に少なくとも1個の水酸基を有する各
種のものを特に制限なく使用できる。かかるポリアルキ
レングリコール類(a3)としては、たとえば、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコールやこれら
のブロック共重合体、ランダム共重合体、さらにはこれ
らのモノアルキルエーテル体等があげられる。これらの
ポリアルキレングリコール類(a3)のなかでも、ポリ
オキシエチレンの繰り返し単位を有するものが好まし
い。特に、一般式(1):H−(OCH2CH2)n−
OR(式中、Rは水素原子または炭素数1〜4程度の低
級アルキル基を、nは3〜50の整数を示す。)で表さ
れるポリエチレングリコール類が好適である。殊に、一
般式(1)で表されるポリエチレングリコール類の中で
もRが低級アルキル基のポリエチレングリコールモノア
ルキルエーテルが好適である。ポリエチレングリコール
モノアルキルエーテルは、反応性官能基を片末端にのみ
有するため、ポリウレタン(メタ)アクリレート(A)
中でのポリエチレングリコール鎖の自由度が大きくな
り、親水性がより強くなって吸水速度が高まり、インク
のセット性が向上する。
中を構成する前記(a1)成分の使用量は、ポリウレタ
ン(メタ)アクリレート(A)のアクリル当量が300
g/モル〜3000g/モル程度になるように調整する
のが好ましい。当該アクリル当量が小さくなると受容層
の架橋度が高くなり、水性インクのセット性が不十分に
なる傾向があることから当該アクリル当量は500g/
モル以上とするのがより好ましい。また当該アクリル当
量が大きくなると架橋度が低くなり、受容層の耐水性が
低下する傾向があることから、当該アクリル当量は20
00g/モル以下とするのがより好ましい。
中の(a2)成分の使用量は、〔(a2)成分のイソシ
アネート基の当量〕/〔(a1)成分および(a3)成
分の水酸基の当量の合計〕=1以下となるように調整す
るの好ましい。すなわち、ポリウレタン(メタ)アクリ
レート(A)にイソシアネート基が残存しないように各
成分を調整する。当該比率が1を超える場合には、本発
明の組成物の貯蔵安定性の点で好ましくない。
中の(a3)成分の使用量は、通常、重量比で(a3)
成分/{(a1)成分+(a2)成分+(a3)成分}
=0.1〜0.8となるように調整するのが好ましい。
当該比率が小さくなると親水性が不足傾向にあることか
ら、当該比率を0.3以上とするのが受容層における水
性インクのセット性、定着性が良好な点で好ましい。ま
た当該比率が大きくなると架橋密度が低下して硬化が不
十分となる傾向や、十分硬化させても受容層の耐水性が
低下する傾向にあることから当該比率を0.7以下とす
るのが好ましい。
リレート(A)の製造法につき説明する。製造法は、特
に制限されず、(a1)成分、(a2)成分および(a
3)成分をそれぞれ前記使用割合で反応させればよい。
反応温度は40〜100℃程度、好ましくは60〜80
℃であり、全反応時間は4〜12時間程度である。な
お、反応の終了はイソシアナート残基をIRで定量する
ことにより容易に確認しうる。上記のウレタン化反応に
際しては、反応促進のためにオクチル酸第一スズなどの
公知のウレタン化触媒を使用するのが好ましい。また、
ウレタン化反応に際し(a1)成分の重合を防止するた
め、ハイドロキノン、メトキシフェノール、フェノチア
ジンなどの重合防止剤を反応系に対して10〜5000
ppm、好ましくは50〜2000ppm使用したり、
エアーシールを行うのがよい。
素含有反応性単量体の有機酸塩、無機酸塩および4級化
物の中から選ばれる少なくとも1種の化合物である。3
級窒素含有反応性単量体の有機酸塩および無機酸塩は、
3級窒素含有反応性単量体を有機酸塩や無機酸塩等の酸
成分により造塩させたものであり、3級窒素含有反応性
単量体の4級化物とは3級窒素含有反応性単量体を4級
化剤により4級化して4級アンモニウム塩含有反応性単
量体としたものである。
は、たとえば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジ
メチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチル
アミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。ま
た、3級窒素含有反応性単量体を造塩する有機酸として
はギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、(メタ)アクリル
酸などがあげられ、無機酸としては硫酸、塩酸などがあ
げられ、また、3級窒素含有反応性単量体を4級化する
4級化剤としては、メチルクロライド、エチルクロライ
ド等のハロゲン化アルキル等が挙げられる。これら酸成
分、4級化剤は単独または組み合わせて使用できる。
応性単量体が造塩および/または4級化していてもよ
く、一部が造塩および/または4級化していてもよい。
ただし、3級窒素含有反応性単量体の造塩率および/ま
たは4級化率が小さい場合には、受容層が水性インクを
吸収しにくいため、十分なセット性、定着性を得るに
は、前記酸成分および/または4級化剤を3級窒素含有
反応性単量体1モル部に対し、0.1モル部以上、さら
には0.2モル部以上用いるのが好ましい。なお、本発
明の組成物の調製にあたり、(B)成分の配合は、3級
窒素含有反応性単量体を酸成分および/または4級化剤
により予め造塩および/または4級化したものを用いて
もよく、3級窒素含有反応性単量体と酸成分および/ま
たは4級化剤をそれぞれ加え組成物中で造塩および/ま
たは4級化してもよい。
物は、前記(A)成分、(B)成分および(メタ)アク
リロイルモルホリン(C)を含有してなる。これら各成
分の配合比率は特に制限されないが、(A)成分5〜7
0重量%程度、(B)成分5〜70重量%程度および
(C)成分5〜70重量%程度にするのが好ましい。
なり受容層の耐水性が得られない傾向があることから
(A)成分は15重量%以上にするのがより好ましい。
また(A)成分が多くなると受容層のインクの定着性が
悪くなる傾向があることから(A)成分は60重量%以
下とするのがより好ましい。(B)成分が少なくなると
受容層のインクの定着性が悪くなる傾向があることから
(B)成分は20重量%以上にするのがより好ましい。
また(B)成分が多くなると受容層の耐水性が悪化する
傾向があることから(B)成分は50重量%以下とする
のがより好ましい。(C)成分が少なくなると受容層の
耐ブロッキング性が悪化する傾向があることから(C)
成分は10重量%以上にするのがより好ましい。また
(C)成分が多くなると受容層の耐水性が悪化する傾向
があることから(C)成分は50重量%以下とするのが
より好ましい。
脂組成物には必要に応じて、反応性希釈剤を配合しても
よい。反応性希釈剤としては特に以下に示すような水溶
性の反応性希釈剤が好ましい。具体例としては、テトラ
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサエ
チレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレートなどのポリエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート類、ヒドロキシエ
チル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)ア
クリレート類、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミ
ドなどの(メタ)アクリルアミド類、N−ビニルピロリ
ドンなどがあげられる。これらの反応性希釈剤の使用割
合は、本発明の組成物の30重量%以下とするのが好ま
しい。
性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線
として電子線等により当該樹脂組成物を硬化させる場合
には光重合開始剤は不要であるが、紫外線による当該樹
脂組成物を硬化させる場合には、当該樹脂組成物100
重量部に対し、通常、光重合開始剤1〜15重量部程度
を含有することができる。光重合開始剤としては、ダロ
キュアー1173、イルガキュアー651、イルガキュ
アー184、イルガキュアー907(いずれも、商品
名,チバガイギー社製)、ベンゾフェノン、等の各種の
公知のものを使用できる。また、必要に応じて、上記以
外に重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定
剤、消泡剤、レベリング剤などを本発明の目的を逸脱し
ない範囲で目的に応じて含有してもよい。また、本発明
の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は各種有機溶剤や
水で希釈してもよい。
樹脂組成物には、当該組成物を塗工、硬化して得られる
受容層のブロッキング防止やインク乾燥性の向上を目的
とし、公知のフィラーを添加しても良い。その具体例と
しては、たとえばシリカ、クレー、炭酸カルシウム、ア
ルミナ、ポリスチレン微粒子、アクリル微粒子などがあ
げられる。
物は、基材上に塗工され後、紫外線、電子線等の活性エ
ネルギー線で硬化され基材上に当該樹脂組成物の硬化物
からなる水性インク受容層を形成する。かかる水性イン
ク受容層を設ける基材は、インクジェットプリンタなど
の水性インクが用いられる印刷基材として使用される。
なお、基材としては、一般的な、プラスチック、紙等を
使用できる。
ギー線硬化性樹脂組成物によれば、水性インクのセット
性、定着性が良好で、しかも耐水性、耐ブロッキング性
に優れた受容層を有する被印刷基材を提供できる。
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。なお以下「部」及び「%」は、特記しない限りいず
れも重量基準である。
えたフラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート三量
体193.1部、ポリエチレングリコールモノメチルエ
ーテル(数平均分子量1000)321.9部、ヒドロ
キシプロピルアクリレート42.5部、4−メトキシフ
ェノール0.6部および重合禁止剤(和光純薬工業製、
商品名Q−1301)0.012部を仕込んだ。次いで
空気吹き込みと撹拌を行いながらオクチル酸第一スズ
0.24部を添加し系内を75〜80℃まで昇温し、
1.5時間保温した。その後、ヒドロキシプロピルアク
リレート42.5部を加え、さらに2時間保温し、ポリ
ウレタンアクリレート(以後、これをUA−1という)
を得た。
えたフラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート三量
体329.0部、ポリエチレングリコールモノメチルエ
ーテル(数平均分子量400)226.2部、ヒドロキ
シプロピルアクリレート72.4部、4−メトキシフェ
ノール0.7部および重合禁止剤(和光純薬工業製、商
品名Q−1301)0.014部を仕込んだ。次いで空
気吹き込みと撹拌を行いながらオクチル酸第一スズ0.
28部を添加し系内を75〜80℃まで昇温し、1.5
時間保温した。その後、ヒドロキシプロピルアクリレー
ト61.3部を加え、さらに2時間保温し、ポリウレタ
ンアクリレート(以後、これをUA−2という)を得
た。
イソホロンジイソシアネート377.9部、1,4ブタ
ンジオールアジペート(水酸基価224)425.0部
を仕込んだ。次いで撹拌を行いながらオクチル酸第一ス
ズ0.4部を添加し系内を75〜80℃まで昇温し、
1.5時間保温した。その後、4−メトキシフェノール
1.0部、ヒドロキシエチルアクリレート191.2部
を加え、さらに2時間保温し、ポリウレタンアクリレー
ト(以後、これをUA−3という)を得た。
ピルアクリルアミド31部、アクリル酸7部、アクリロ
イルモルホリン31部、ベンゾフェノン2部および光開
始剤(チバスペシャルティケミカルズ社製,商品名イル
ガキュア184)3部を混合して活性エネルギー線硬化
性樹脂組成物(ワニス)を調製した。
1に示したように換えた他は実施例1と同様にして活性
エネルギー線硬化性樹脂組成物(ワニス)を調製した。
ーター#12でPET(ポリエチレンテレフタレート)
フィルム上に塗布し、高圧水銀灯80W/cm(1
灯)、照射距離10cm、コンベアスピード10m/分
の条件で5回照射し、PETフィルム上に水性インク受
容層を設けた印刷フィルムを得た。かかる印刷フィルム
の水性インク受容層にバブルジェットプリンタ(BJC
―700J、キャノン社製)で印刷を行った。こうして
得られた印刷フィルムについて以下の評価を行った。結
果を表1に示す。
刷面を指でこすり、外観を以下の基準で評価した。 ○:完全にセットしている(指にインクがつかない)。 △:若干セットしていない(指にインクがつく)。 ×:ほとんどセットしていない。
に浸けた後、印刷画像を以下の基準で評価した。 ○:印刷画像に変化が無い。 △:印刷画像が薄くなっている。 ×:印刷画像が消えた。
を3分間水に浸けた後、外観を以下の基準で評価した。 ○:外観に変化がない。 △:受容層が膨潤するが乾燥したら元に戻る。 ×:受容層が溶解(膨潤)し、元の外観に戻らない。
刷)の受容層面にPETフィルムをかぶせ1g/cm2
の荷重をかけ3時間後PETフィルムを剥がしたときの
受容層の状態を以下の基準で評価した。 ○:抵抗なくPETフィルムがはがれる。 △:抵抗があるがPETフィルムがはがれる。 ×:抵抗があり、受容層の一部がPETフィルムに転写
されている。
ロピルアクリルアミド、ACMO:アクリロイルモルホ
リン、BP:ベンゾフェノン、Ir184:チバスペシ
ャルティケミカルズ社製光開始剤イルガキュア184を
示す。*1:受容層が溶解したため判別できない。
Claims (4)
- 【請求項1】 分子内に少なくとも1個の水酸基を含有
する(メタ)アクリル酸エステル(a1)、有機ポリイ
ソシアネート類(a2)、および少なくとも1個の水酸
基を含有するポリアルキレングリコール類(a3)を反
応してなるポリウレタン(メタ)アクリレート(A)、
3級窒素含有反応性単量体の有機酸塩、無機酸塩および
4級化物の中から選ばれる少なくとも1種の化合物
(B)および(メタ)アクリロイルモルホリン(C)を
含有してなる水性インク受容層用活性エネルギー線硬化
性樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記(a3)が下記一般式(1):H−
(OCH2CH2)n−OR(式中、Rは水素原子また
は低級アルキル基を、nは3〜50の整数を示す。)で
表される化合物である請求項1記載の水性インク受容層
用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。 - 【請求項3】 前記(A)成分、(B)成分および
(C)成分の配合比率が、(A)成分5〜70重量%、
(B)成分5〜70重量%および(C)成分5〜70重
量%である請求項1または2記載の水性インク受容層用
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。 - 【請求項4】 基材上に、請求項1〜3のいずれかに記
載の樹脂組成物の硬化物からなる水性インク受容層が設
けられた印刷基材。
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---|---|---|---|
JP02702999A JP4061445B2 (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 水性インク受容層用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物および印刷基材 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008274157A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Idemitsu Technofine Co Ltd | 紫外線硬化型コート剤および成形品 |
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JP2012057210A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Nikon Corp | めっき用部材、めっき処理品の製造方法、表示デバイス |
JP2020093400A (ja) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | Dic株式会社 | 積層体 |
-
1999
- 1999-02-04 JP JP02702999A patent/JP4061445B2/ja not_active Expired - Fee Related
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