JP2002326447A - 顔料インクジェットインク用透明塗工材料及び顔料インクジェット用被記録材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属等の基材との接着性に優れるのでプライ
マーを用いずに基材上にインク受容層を形成することが
でき、顔料インクとの接着性に優れるので多孔質構造で
なくても印画性が良好であり、顔料インク中の水分を効
率よく吸収することができるのでインクの滲みが抑制さ
れ、印画後、加熱乾燥することにより優れた耐水性及び
耐摩擦性を発現することができる顔料インクジェットイ
ンク用透明塗工材料及びそれよりなるインク受容層を有
する顔料インクジェット用被記録材を提供する。 【解決手段】 少なくとも１個のシラノール基及び親水
性基を有する非水溶性ポリウレタンからなる水系接着剤
を用いてなる顔料インクジェットインク用透明塗工材
料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属等の基材との
接着性に優れるのでプライマーを用いずに基材上にイン
ク受容層を形成することができ、顔料インクとの接着性
に優れるので多孔質構造でなくても印画性が良好であ
り、顔料インク中の水分を効率よく吸収することができ
るのでインクの滲みが抑制され、インク受容層に顔料イ
ンクを印画後、加熱乾燥することにより耐水性及び耐摩
擦性を発現することができる顔料インクジェットインク
用透明塗工材料、及び、それを用いてなる顔料インクジ
ェット用被記録材に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録法は、ノズルからイ
ンクを噴射して被記録材に付着させ記録する方式であ
る。近年、電子スチルカメラやコンピュータの普及にと
もない、それらの画像を紙面等に記録するための技術が
急速に発達したが、なかでもインクジェット方式は、フ
ルカラー化が容易であり、印字騒音が低いこともあっ
て、近年急速に発達しつつある。

【０００３】インクジェット方式のインクとしては、溶
剤型であると早期に乾燥してノズルがつまりやすく、ま
た、溶剤型では人体への安全性に問題があるので、水性
インクが一般に用いられている。

【０００４】インクジェット方式に用いられる水性イン
クは、着色剤として顔料や染料又はその両者を用い、分
散剤が水性であるインクである。なかでも、顔料インク
は、染料インクと比較して耐候性に優れることから、屋
外用途に最も適した材料として、看板等に用いられてき
た。

【０００５】しかし、顔料インクは、染料インクとは異
なり、顔料成分が被記録材のインク受容層表面に残るの
で、顔料インクを用いる場合には、受容層表面に、顔料
をトラップさせるための多孔質構造を必要とした。

【０００６】この受容層が白色である場合は、シリカ、
炭酸カルシウム等の多孔質材料を受容層中に混合させる
ことで顔料をトラップさせることが可能であったが、受
容層が透明である場合に用いることができる多孔質材料
は、アルミナ水和物のみであった。しかしながら、この
アルミナ材料を用いた場合に得られる受容層は、水中で
の耐摩擦性が弱く、インクが剥がれる等の問題点があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑み、金属等の基材との接着性に優れるのでプライマー
を用いずに基材上にインク受容層を形成することがで
き、顔料インクとの接着性に優れるので多孔質構造でな
くても印画性が良好であり、顔料インク中の水分を効率
よく吸収することができるのでインクの滲みが抑制さ
れ、印画後、加熱乾燥することにより優れた耐水性及び
耐摩擦性を発現することができる顔料インクジェットイ
ンク用透明塗工材料及びそれよりなるインク受容層を有
する顔料インクジェット用被記録材を提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
個のシラノール基及び親水性基を有する非水溶性ポリウ
レタンからなる水系接着剤を用いてなる顔料インクジェ
ットインク用透明塗工材料である。以下に本発明を詳述
する。

【０００９】本発明の顔料インクジェットインク用透明
塗工材料（以下、透明塗工材料ともいう）は、少なくと
も１個のシラノール基及び親水性基を有する非水溶性ポ
リウレタンからなる水系接着剤を用いてなるものであ
る。

【００１０】上記非水溶性ポリウレタンとしては特に限
定されず、例えば、無黄変型のポリウレンタンを好適に
用いることができる。上記無黄変型のポリウレンタンは
ポリオールと特定のイソシアネートとを反応させること
により得られるものである。上記ポリオールとしては特
に限定されず、エーテル系ポリオール、エステル系ポリ
オール、ポリカーボネート系ポリオールを用いることが
でき、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテル
ポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリエ
ステルアミドポリオール、アクリルポリオール、ポリカ
ーボネートポリオール、ポリヒドロキシアルカン、ひま
し油、ポリウレタンポリオール、又は、それらの混合物
等を挙げることができる。

【００１１】上記イソシアネートとしては無黄変型の脂
肪族ポリイソシアネートを用いることができ、例えば、
ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ
（イソホロンジイソシアネート）、Ｈ−ＭＤＩ（水素化
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）、Ｈ−
ＴＤＩ（水素化トリレンジイソシアネート）、リジンジ
イソシアネート、イソポロビリデンビス（４−シクロヘ
キシルイソシアネート）等を挙げることができる。

【００１２】上記非水溶性ポリウレタンは、少なくとも
１個のシラノール基を有するものである。本発明の透明
塗工材料は、非水溶性ポリウレタン中に接着性に優れる
シラノール基を有することにより、多孔質材料を使用し
なくとも顔料インクに対して良好な接着性を発現し、ま
た、プライマーを用いなくとも金属等の基材に対しても
良好な接着性を発現する。

【００１３】上記非水溶性ポリウレタンは、更に、少な
くとも１個の親水性基を有するものである。本発明の透
明塗工材料は、非水溶性ポリウレタン中に親水性基を有
することにより、顔料インク中の水分を吸収して、印画
物の画質を向上することができる。上記親水性基として
は特に限定されないが、エチレンキサイドであることが
好ましい。親水性基としてエチレンオキサイドを導入す
ることにより、顔料インク中の余分な水分をインク受容
層が効率よく吸収し、インクの滲みが少ない良好な画像
が得られる。

【００１４】上記非水溶性ポリウレタンにおいて、その
固形分の５〜１５重量％がエチレンオキサイドであるこ
とが好ましい。５重量％未満であると、親水性基の効果
が認められず、１５重量％を超えると、インク吸収性は
良好となるが、本来の塗膜の耐水性が低下し、水中での
浸せき時の塗膜表面が膨潤し易くなる現象が認められ
る。

【００１５】本発明の透明塗工材料は、無機微粒子を含
有し、光透過率が７０％以上であることが好ましい。上
記無機微粒子は、吸水を補助又は促進するので、得られ
る透明塗工材料において顔料インクの乾燥性及び定着性
を向上させる作用をする。上記無機微粒子としては、例
えば、湿式シリカや乾式シリカ等のシリカ、炭酸カルシ
ウム、アルミナ等を挙げることができる。これらは単独
で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
上記無機微粒子の配合量としては、得られる透明塗工材
料の光透過率が７０％以上となる範囲であれば特に限定
されない。本発明の透明塗工材料において、上記光透過
率が７０％未満であると、下地（基材）の模様等の判別
が難しくなるので、透明塗工材料として使用することが
困難になる。

【００１６】本発明の透明塗工材料は、カチオン成分を
含有していることが好ましい。なお、本明細書中、上記
カチオン成分とは、カチオン性基を有する化合物を意味
する。一般に、インクはアニオン性を示すので、透明塗
工材料にカチオン成分が含まれていることにより、イン
ク受容層へのインクの定着性が向上する。上記カチオン
成分としては特に限定されず、例えば、アミン系材料、
ポリアリルアミン等を挙げることができる。これらは単
独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよ
い。上記カチオン成分の配合量としては、得られる透明
塗工材料の光透過率が７０％以上となる範囲であれば特
に限定されない。

【００１７】本発明の透明塗工材料は、上述のような構
成からなるので、プライマーを用いなくても基材と良好
に接着し、基材と密着したインク受容層を得ることがで
きる。本発明の透明塗工材料は、また、顔料インクとの
接着性に優れるので、顔料による印画性が良好である。

【００１８】本発明の透明塗工材料を、基材上に塗工し
てインク受容層を形成することにより、顔料インクジェ
ット用被記録材を製造することができる。本発明の透明
塗工材料を、基材上に塗工してなるインク受容層を有す
る顔料インクジェット用被記録材（以下、被記録材とも
いう）もまた本発明の１つである。

【００１９】本発明の被記録材に用いられる上記基材と
しては特に限定されず、例えば、金属、樹脂からなるも
の等を挙げることができる。上記樹脂としては特に限定
されず、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を挙げ
ることができる。上記金属としては特に限定されず、例
えば、鉄、アルミニウム等を挙げることができる。鉄等
の酸化しやすい金属を上記基材として用いる場合は、防
錆のためにめっき等を施すことが好ましい。これらは単
独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよ
い。また、上記樹脂及び金属からなる複合体も、上記基
材として用いることができる。

【００２０】上記インク受容層は、本発明の透明塗工材
料を上記基材の表面に塗布することにより形成される。
本発明の透明塗工材料を塗布する方法としては特に限定
されず、公知の方法を用いることができ、例えば、グラ
ビアコート法、グラビアリバースコート法、ロールコー
ト法、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法、ナイ
フコート法、エアーナイフコート法、コンマコート法、
スロットダイコート法、ディップコート法、スプレーコ
ート法等を挙げることができる。このような方法を用い
てインク受容層を設ける際には、同一組成からなるイン
ク受容層を複数回重ねて形成してもよいし、異なる組成
からなるインク受容層を複数回重ねて形成してもよい。

【００２１】本発明の透明塗工材料を基材表面に塗布す
る際には、プライマーを用いずに本発明の透明塗工材料
を基材に直接塗布することが好ましい。本発明の透明塗
工材料は、上記のように基材との接着性に優れているの
で、プライマーを用いなくても、基材と密着したインク
受容層を形成することができる。

【００２２】上記インク受容層の厚みは、乾燥時の厚さ
で２０〜１００μｍが好ましい。２０μｍ未満である
と、インク受容層にインクを確実に吸収させることが困
難となることがあるので、インクジェット方式により良
好な画像を形成できないことがある。１００μｍを超え
ると、塗工されたインク受容層の表面と内部とで乾燥速
度が異なり、塗膜表面のみ先に硬化が進み塗膜内部は液
体のままとなって、塗膜を指で押さえるとへこんだりす
ることがある。また、へこまない状態まで乾燥すると、
表面が完全に硬化し、インクを吸収しなくなる。より好
ましくは、乾燥時の厚さで、３０〜８０μｍである。

【００２３】本発明の被記録材に顔料インクにより印画
を行う場合、インク受容層を常温で乾燥して被膜を形成
後、接着性を有する未反応のシラノール基が存在してい
る状態にて顔料インクを付着させる。未反応のシラノー
ル基が存在している状態にて顔料インクを付着させるこ
とにより、従来のインク受容層に見られるような多孔質
構造がなくても１液にて顔料インクとの接着性が良いの
で、良好に印画を行うことができる。

【００２４】本発明の透明塗工材料を加熱により硬化さ
せ、シラノール基を縮合させて完全になくすことによ
り、得られるインク受容層は、耐水性及び水中での耐摩
擦性に優れたものとなるが、完全に硬化した後では、イ
ンク受容層と顔料インクとの接着性及び顔料インクのイ
ンク受容層への浸透性が悪くなる。そのため、本発明の
被記録材に印刷を施す場合には、本発明の透明塗工材料
を基材上に塗工後、インク受容層が完全に硬化するまで
の間に顔料インクにて印画する。

【００２５】本発明の被記録材に顔料インクにて印画
後、例えば、１００〜１５０℃に加熱して乾燥・硬化さ
せることにより、インク受容層中のシラノール基が縮合
し、本発明の被記録材に耐水性及び耐摩擦性を付与する
ことができる。

【００２６】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００２７】（実施例１）非水溶性ポリウレタンとし
て、シラノール基及びエチレンオキサイドを有する無黄
変型のポリウレタンを用いて表１に示した組成を有する
透明塗工材料を調製した。

【００２８】

【表１】

【００２９】基材として０．３ｍｍ厚のアルミ板を用い
て、この表面に得られた透明塗工材料をドライで４０ミ
クロン分塗布し、常温で２時間乾燥した後、顔料インク
ジェットプリンターにて写真画像を印画し、その後、１
２０℃×２０分間乾燥硬化させ、評価試料とした。上記
の構成にて作製された被記録材の光透過率は、９５％で
あった。なお、光透過率は得られた透明塗工材料をガラ
ス板に塗布したものを用いて、輝度メーターにて測定し
た。

【００３０】更に、得られた被記録材に対して市販の顔
料インクジェット方式プリンター（エプソン社製：ＭＣ
−２０００）を用いて印画し、以下のような評価を行っ
た。 ［評価］ 印画評価：日本規格協会の画像データＮ２Ａ（ＪＩＳ
Ｘ ９２０１−１９９５準拠）を印画し、インクの滲み
を目視で判定した。 耐水性試験：印画後、水中に３時間放置し、インクの流
れがないか、目視で判定した。 耐摩擦性試験：印画後、水中に３時間放置し、水中で指
で擦り、インクの流れがないか目視で判定した。 水中での表面状態確認：１０分間浸水させて、表面状態
が膨潤し、凹凸になるか目視で判定した。

【００３１】（実施例２）実施例１に乾式シリカを添加
した以外は実施例１と同様にして透明塗工材料（光透過
率７０％）を調製して、評価を行った。実施例２の透明
塗工材料の組成を表２に示した。

【００３２】

【表２】

【００３３】（実施例３）実施例１にカチオン成分を添
加した以外は実施例１と同様にして透明塗工材料（光透
過率９０％）を調製して、評価を行った。実施例３の透
明塗工材料の組成を表３に示した。

【００３４】

【表３】

【００３５】（比較例１）ウレタンとしてＸＷ−７５−
Ｃ２４０ＮＡ（武田薬品工業社製：ＥＯ量５重量％）を
使用した以外は実施例１と同様にして透明塗工材料を調
製して、評価を行った。

【００３６】（比較例２）ポリウレタンとしてＸＷ−７
５−Ｃ２１２ＮＡ（武田薬品工業社製：ＥＯ量１５重量
％）を使用した以外は実施例１と同様にして透明塗工材
料を調製して、評価を行った。

【００３７】（比較例３）ポリウレタンとしてＸＷ−７
５−Ｘ３５（武田薬品工業社製：ＥＯ量０％）を使用し
た以外は実施例１と同様にして透明塗工材料を調製し
て、評価を行った。

【００３８】（比較例４）ポリウレタンとしてシラノー
ル基を含まないものを使用した以外は実施例１と同様に
して透明塗工材料を調製して、評価を行った。

【００３９】（比較例５）エプソン社製純正ＯＨＰ用紙
である商品名ピクトリコ（アルミナ微粒子配合：多孔質
構造）を用いて実施例１と同様に評価を行った。

【００４０】（比較例６）実施例１で得られた透明塗工
材料を用いて、１２０℃×２０分で塗膜を乾燥後、イン
クジェットで印画した。これら実施例及び比較例の評価
結果を表４に示した。

【００４１】

【表４】

【００４２】

【発明の効果】本発明の顔料インクジェットインク用透
明塗工材料は、上述のような構成からなるので、プライ
マーなしでも基材と密着したインク受容層を形成するこ
とができる。また、本発明の顔料インクジェット用被記
録材は、インク受容層が本発明の顔料インクジェットイ
ンク用透明塗工材料を塗工することにより形成されるの
で、接着性に優れ顔料インクによる印画性が良好であ
る。更に、本発明の顔料インクジェット用被記録材を、
印画後、加熱して乾燥・硬化させることにより、耐水性
及び耐摩擦性にも優れたものとなる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FC06 2H086 BA15 BA33 BA36 BA37 BA41 BA45 BA55

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１個のシラノール基及び親水
   性基を有する非水溶性ポリウレタンからなる水系接着剤
   を用いてなることを特徴とする顔料インクジェットイン
   ク用透明塗工材料。
2. 【請求項２】 親水性基は、エチレンオキサイドであ
   り、かつ、非水溶性ポリウレタンの固形分中のエチレン
   オキサイドの含有量が５〜１５重量％であることを特徴
   とする請求項１記載の顔料インクジェットインク用透明
   塗工材料。
3. 【請求項３】 非水溶性ポリウレタンは、無黄変型ポリ
   ウレタンであることを特徴とする請求項１又は２記載の
   顔料インクジェットインク用透明塗工材料。
4. 【請求項４】 無機微粒子を含有し、光透過率が７０％
   以上であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の
   顔料インクジェットインク用透明塗工材料。
5. 【請求項５】 カチオン成分を含有することを特徴とす
   る請求項１、２、３又は４記載の顔料インクジェットイ
   ンク用透明塗工材料。
6. 【請求項６】 基材上に、請求項１、２、３、４又は５
   記載の顔料インクジェットインク用透明塗工材料を塗工
   してなるインク受容層を有することを特徴とする顔料イ
   ンクジェット用被記録材。