JP2016068405A - インク受理層形成塗料とそれを用いたインクジェットプリント物およびインクジェットプリント物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記微細粒子が、多孔質形状であることが好ましい。
また、本発明のインクジェットプリント物は、基材上に形成された前記インク受理層形成塗料からなるインク受理層の上に、紫外線硬化型インクによるインクジェットプリント層が形成されていることを特徴とする。
また、本発明のインクジェットプリント物の製造方法は、
基材上に、(1)塗料を付与してインク受理層を形成する工程と、
(2)(1)の工程の後、紫外線硬化型インクを用いてインクジェットプリントを施す工程と、
(3)(2)の工程の後、紫外線照射によって紫外線硬化型インクを硬化させる工程とからなるインクジェットプリント物の製造方法であって、
前記(1)の工程にて付与する塗料が、計算Tgが−5〜30℃の範囲のアクリル系樹脂を含み、さらに微細粒子を塗料中の不揮発成分に対し20〜50質量%含有することを特徴とする。
ここで、計算Tgとは、下記式により求められるガラス転移温度のことである。
Foxの式:1/Tg=a1/Tg1+a2/Tg2+・・・+an/Tgn
a1、a2、・・・、an:各々の単量体の質量分率
Tg1、Tg2、・・・、Tgn:各単量体ホモポリマーのTg
計算Tgが−5〜30℃の範囲のアクリル系樹脂を使用することにより、インクジェット条件下(室温であれば通常25℃前後)において、形成されたインク受理層は軟化した状態となる。
インクジェット条件下でインク受理層が軟化されていると、インク受理層の表面抵抗が大きくなり、着弾した紫外線硬化型インクが過剰に濡れ広がるのを抑制することができる。また、軟化した状態のインク受理層に紫外線硬化型インクが着弾すると、紫外線硬化型インクのインク受理層に対する深さ方向への侵食が起こりやすくなり、着弾時のインク滲みを抑制するとともに、インク受理層とインクジェットプリント層との密着性を向上させることができる。
計算Tgが−5℃未満であると、インク滲みは抑制されるものの、解像度によっては付与した画像がスジ感の目立つものとなるおそれがある。また、形成したインク受理層の粘着性が高くなり、インクジェットプリント物の生産工程において基材にインク受理層を形成した状態での一時保管が難しくなる。
一方、計算Tgが30℃を超えると、特に室温でのインクジェット条件下において、インク滲みが生じやすくなり、細線表現が困難となるおそれがある。また、紫外線硬化型インクのインク受理層に対する深さ方向への侵食が少なくなり、インク受理層とインクジェットプリント層との密着性が十分に得られないおそれがある。
また、計算Tgを上記範囲とすることにより、基材温度が高温(例えば60℃など)であった場合であっても、インク受理層は軟化した状態となり、室温と同様の効果を得ることができる。
前記微細粒子の含有量を塗料中の不揮発成分に対し20〜50質量%とすることにより、細線表現を保ちつつも、スジ感を軽減した画像を形成することが可能となる。
微細粒子の含有量が20質量%未満であると、解像度によっては画像のスジ感が目立つものとなるおそれがある。
一方、微細粒子の含有量が50質量%を超えると、形成されたインク受理層がもろくなり割れが発生するおそれや、造膜性が十分に得られないおそれがある。
塗布量が10g/m2未満であると、基材表面を完全に被覆できないおそれがあり、200g/m2を超えると、インク受理層の厚みが大きくなることにより亀裂が発生するおそれがある。
反応性モノマーとしてはさらに、前記反応性モノマーにリンやフッ素、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドの官能基を付与した反応性モノマーがあげられる。また、これらの反応性モノマーを単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、反応性オリゴマーにあらかじめ反応性モノマーを混合して使用することも可能である。混合する反応性モノマーとしては2官能および/または3官能であることが好ましい。反応性オリゴマーと反応性モノマーとの混合は、反応性オリゴマーの性能を損なわない程度に反応性モノマーを適宜添加することができる。
<インク受理層形成工程>
下記処方に従って混合し、10分間撹拌後、80メッシュで濾過して、インク受理層形成塗料を得た。
・アクリル系樹脂:アクロナールYJ2720D 100重量部
(樹脂分48.0%、アクリル−スチレンエマルジョン、Tg=9℃、BASFジャパン(株)製)
・造膜助剤:キョーワノールM 1重量部
(2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート、協和発酵ケミカル(株)製)
・微細粒子:カルライトKT 20重量部
(顔料分100%、炭酸カルシウム、太陽化学(株)製)
水 10重量部
このとき、塗料中の不揮発成分に対する微細粒子の含有量は、29.4質量%であった。
下記処方に従って混合し、ビーズミル分散機を用いて分散した後、濾過を行って不純物除去し、均質な紫外線硬化型のブルーインクを作製した。
・青顔料:HOSTAPERM Blue P−BFS 3重量部
(C.I.Pigment Blue 15:4 銅フタロシアニンブルー、クラリアントジャパン(株)製)
・分散剤:Disperbyk−168 3重量部
(高分子系分散剤、BykChemie製)
・反応性オリゴマー:CN985B88 20重量部
(脂肪族ウレタンアクリレート、2官能、サートマー(株)製)
・反応性モノマー:SR238F 68.3重量部
(1,6−へキサンジオールジアクリレート、2官能、サートマー(株)製)
・光重合開始剤:ダロキュア1173 5重量部
(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)
・濡れ剤:DOW CORNING TORAY 32 ADDITIVE
0.7重量部
(シリコーン系濡れ剤、東レダウコーニングシリコーン(株)製)
作製したブルーインクの粘度は、50℃において8.5mPas、表面張力は、25℃条件下で25.0dyne/cmであった。
◎インクジェット塗装条件
ア)ノズル径 : 40(μm)
イ)印加電圧 : 50(V)
ウ)パルス幅 : 15(μs)
エ)駆動周波数 : 5(KHz)
オ)解像度 : 400(dpi)
カ)ヘッド加熱温度 : 60(℃)
キ)インク塗布量 : 7(g/m2)
ク)基材表面温度 : 25、40、60、80(℃)
次いで、下記条件にて、紫外線硬化型インクの硬化を行い、インクジェットプリント物を得た。
◎紫外線照射条件
あ)ランプ種類 : メタルハライドランプ
い)出力 : 100(W/cm)
う)照射時間 : 0.5(秒)
え)照射高さ : 10(cm)
お)プリント〜照射までのタイミング :5(秒)
また、インクジェット時の基材表面温度と線幅との関係を図1に示す。
(1)画像品位(細線表現)
基材表面温度(25℃、40℃、60℃、80℃)の各条件下で、60μmの細線画像をインクジェットプリントし、得られたインクジェットプリント物に形成された実際の画像の線幅を測定した。次いで、測定結果から、画像品位(細線表現)を下記基準により評価した。
○:線幅が200μm以下
△:線幅が200μmより広く、300μm以下
×:線幅が300μmより広い
次いで、基材表面温度(25℃、40℃、60℃、80℃)の各条件下で得られた細線表現結果を総合評価した。全ての温度条件下で○となったものを合格:○、それ以外を不合格:×とした。
基材表面温度(25℃、40℃、60℃、80℃)の各条件下で、ベタ柄をインクジェットプリントし、得られたインクジェットプリント物に形成された実際の画像を目視にて確認し、画像品位(ベタ表現)を下記基準により評価した。
○:ベタ表現が一様である(画像により、下地がきれいに隠蔽されている)
×:ベタ表現が一様でない(モトリング(※1)が確認される、スジ品位(※2)となっている 等)
(※1)モトリング:着弾したインクが不均一となっている状態
(※2)スジ品位:画像がスジ感の目立つものであり、下地をきれいに覆えていない状態
次いで、基材表面温度(25℃、40℃、60℃、80℃)の各条件下で得られたベタ表現結果を総合評価した。全ての温度条件下で○となったものを合格:○、それ以外を不合格:×とした。
インク受理層の表面を目視観察し、JIS K5600−8−4で規定される割れの等級を用いて、インク受理層表面の割れ性を評価した。
○:等級0〜1である
×:等級2〜5である
◎JIS K5600−8−4規定:割れの等級
等級1:10倍に拡大しても視感できない
等級2:10倍に拡大すれば視感できる
等級3:正常に補正された視力でやっと認識できる
等級4:一般的に幅1mmに達する大きな割れ
等級5:一般的に幅1mmを越える非常に大きな割れ
得られたインクジェットプリント物の評価結果を表1に示す。
また、インクジェット時の基材表面温度と線幅との関係を図1に示す。
インク受理層形成塗料中の樹脂を、アクリル系樹脂:アクロナールYJ2716D(樹脂分48.0%、アクリル−スチレンエマルジョン、Tg=25℃、BASFジャパン(株)製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェットプリント物を作製した。
得られたインクジェットプリント物の評価結果を表1に示す。
また、インクジェット時の基材表面温度と線幅との関係を図1に示す。
インク受理層形成塗料中の樹脂を、アクリル系樹脂:アクロナールYJ2741D(樹脂分56.0%、アクリル−スチレンエマルジョン、Tg=−16℃、BASFジャパン(株)製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェットプリント物を作製した。
得られたインクジェットプリント物の評価結果を表1に示す。
また、インクジェット時の基材表面温度と線幅との関係を図2に示す。
インク受理層形成塗料中の樹脂を、アクリル系樹脂:アクロナールYJ2770D(樹脂分48.5%、アクリル−スチレンエマルジョン、Tg=43℃、BASFジャパン(株)製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェットプリント物を作製した。
得られたインクジェットプリント物の評価結果を表1に示す。
また、インクジェット時の基材表面温度と線幅との関係を図2に示す。
インク受理層形成塗料中の微細粒子含有量を、塗料中の不揮発成分に対し15質量%となるように変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェットプリント物を作製した。
得られたインクジェットプリント物の評価結果を表1に示す。
また、インクジェット時の基材表面温度と線幅との関係を図2に示す。
インク受理層形成塗料中の微細粒子含有量を、塗料中の不揮発成分に対し55質量%となるように変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェットプリント物を作製した。
得られたインクジェットプリント物の評価結果を表1に示す。
また、インクジェット時の基材表面温度と線幅との関係を図2に示す。
一方、比較例1で得られたインクジェットプリント物は、モトリングやスジ品位が目立ちベタ表現に劣るものであった。
また、比較例2で得られたインクジェットプリント物は、表1および図2に示すとおり、基材表面温度を60℃や80℃に設定した条件下では細線表現が可能であったものの、基材表面温度を25℃に設定した場合では、線幅が太く細線表現に劣るものであった。すなわち、比較例2で得られたインクジェットプリント物は、画像品位がインクジェット時の基材表面温度に影響されるものであり、生産時の画像品位安定性に劣るものであった。
また、比較例3で得られたインクジェットプリント物は、モトリングが目立ちベタ表現に劣るものであった。なお、比較例3は、細線表現においては実施例2と同程度の細線表現であるにもかかわらず、実施例2と比較してベタ表現に劣る結果となっている。その理由として、実施例2では、形成したインク受理層中の微細粒子の作用(毛細管現象等)によってインクが均一に濡れ広がり、モトリングの発生を抑制できたものと考えられる。一方、比較例3は、微細粒子の含有量が少なく、微細粒子の作用を十分に得られず、インクの濡れ広がりが不十分となり、モトリングが発生したと考えられる。
また、比較例4で得られたインクジェットプリント物は、インク受理層表面に割れが発生したことにより、インク付与時にインクが割れ目に深さ方向へと侵入したため、インクが十分に濡れ広がらず、スジ品位が目立ち、ベタ表現に劣るものであった。
Claims (4)
- 少なくともアクリル系樹脂と微細粒子を含むインク受理層形成塗料であって、前記アクリル系樹脂の計算Tgが−5〜30℃の範囲であり、前記微細粒子の塗料中の不揮発成分に対する含有量が20〜50質量%であることを特徴とする、インク受理層形成塗料。
- 前記微細粒子が、多孔質形状であることを特徴とする、請求項1に記載のインク受理層形成塗料。
- 基材上に形成された請求項1または2に記載のインク受理層形成塗料からなるインク受理層の上に、紫外線硬化型インクによるインクジェットプリント層が形成されていることを特徴とする、インクジェットプリント物。
- 基材上に、(1)塗料を付与してインク受理層を形成する工程と、
(2)(1)の工程の後、紫外線硬化型インクを用いてインクジェットプリントを施す工程と、
(3)(2)の工程の後、紫外線照射によって紫外線硬化型インクを硬化させる工程とからなるインクジェットプリント物の製造方法であって、
前記(1)の工程にて付与する塗料が、計算Tgが−5〜30℃の範囲のアクリル系樹脂を含み、さらに微細粒子を塗料中の不揮発成分に対し20〜50質量%含有することを特徴とする、インクジェットプリント物の製造方法。
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