JP2018134767A - プリント物およびプリント物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材と、基材上に形成されたインクジェット画像層とを含み、インクジェット画像層は、色材とフッ素樹脂とを含む、プリント物。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態のプリント物は、基材と、基材上に形成されたインクジェット画像層とを含む。インクジェット画像層は、色材とフッ素樹脂とを含む。このように、本実施形態のプリント物は、インクジェット方式によって、インクジェット画像層が形成される。また、プリント物は、フッ素樹脂を含むインクジェット画像層を含む。このようなインクジェット画像層は、トップコートが設けられていない場合であっても、充分な耐候性を示す。そのため、プリント物は、長期にわたり、所望の色彩を示す。なお、本実施形態のプリント物は、基材とインクジェット画像層との間に、ベース層がさらに含まれてもよい。また、本実施形態のプリント物は、トップコートが設けられていない場合であっても充分な耐候性を示すが、より優れた耐候性を示すように、トップコートがさらに設けられてもよい。以下、それぞれについて説明する。
プリント物の基材は特に限定されない。一例を挙げると、基材は、鋼板、アルミ、ステンレス等の金属板、アクリル、ポリカーボネート、ABS、ポリプロピレン、ポリエステル、塩化ビニル等のプラスチック板またはフィルム、窯業板、コンクリート、木材、ガラス等である。また、基材は、カチオン可染ポリエステル(CDP)繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリブチレンテレフタレート(PBT)繊維、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリ乳酸繊維等のポリエステル系繊維やアセテート繊維、トリアセテート繊維、ポリウレタン繊維、ナイロン繊維等またはこれらの複合繊維からなる布帛等であってもよい。これらは、用途に応じて適宜選定され得る。基材が布帛である場合、布帛は、プリント前に、前処理剤により処理されることが好ましい。前処理剤としては、水溶性ポリマー、非水溶性不活性有機化合物、難燃剤、紫外線吸収剤、還元防止剤、酸化防止剤、pH調整剤、ヒドロトロープ剤、消泡剤、浸透剤、ミクロポーラス形成剤等が例示される。これら前処理剤を布帛に付与する方法としては、パッド法、スプレー法、浸漬法、コーティング法、ラミネート法、グラビア法、インクジェット法等が例示される。
ベース層は、基材とインクジェット画像層との間に好適に設けられる層である。ベース層は、基材の表面を均一化したり、基材とインクジェット画像層との密着性を高めるために設けられ得る。ベース層は、ベース組成物を基材上に付与することにより形成され得る。
インクジェット画像層は、インクジェット方式によって上記した基材上に形成される層であり、色材とフッ素樹脂とを主に含む。なお、基材上にベース層が設けられる場合には、インクジェット画像層は、ベース層上に設けられてもよい。このようなインクジェット画像層は、トップコートが設けられていない場合であっても、充分な耐候性を示す。以下、インクジェット画像層の形成に用いられるインクジェットインクに配合される各成分について説明する。なお、本実施形態において、インクジェット画像層は、単一のインクジェットインクによって形成されてもよく、組成の異なる複数のインクジェットインク(たとえば後述する第1のインクジェットインクおよび第2のインクジェットインク)によって形成されてもよい。複数のインクジェットインクによってインクジェット画像層が形成される場合において、色材は、いずれか一方に含まれればよく、フッ素樹脂は、少なくともいずれか一方に含まれればよい。
色材は、各種無機顔料または有機顔料であってもよい。無機顔料としては、酸化物類、複合酸化物類、水酸化物類、硫化物類、フェロシアン化物類、クロム酸塩類、炭酸塩類、ケイ酸塩類、リン酸塩類、炭素類(カーボンブラック)、金属粉類等が例示される。有機顔料としては、ニトロソ類、染付レーキ類、アゾレーキ類、不溶性アゾ類、モノアゾ類、ジスアゾ類、縮合アゾ類、ベンゾイミダゾロン類、フタロシアニン類、アントラキノン類、ペリレン類、キナクリドン類、ジオキサジン類、イソインドリン類、アゾメチン類、ピロロピロール類等が例示される。これらは併用されてもよい。これらの中でも、本実施形態のプリント物は、色材の劣化による退色を起こしにくい点から、色材として無機顔料を含むことが好ましい。
フッ素樹脂は、プリント物に耐候性を付与するために配合される。フッ素樹脂は特に限定されない。一例を挙げると、フッ素樹脂は、各種含フッ素モノマーと、ビニルモノマーとの共重合体である。これらの中でも、フッ素樹脂は、ビニルモノマーの中でも、ビニルエーテルモノマーとの共重合体であることが好ましい。また、フッ素樹脂は、後述するフルオロエチレンと、ビニルエーテルモノマーとの共重合体であることがより好ましい。
インクジェットインクは、上記した色材およびフッ素樹脂以外にも、インクジェットインクの分野において周知な任意成分を含有することができる。一例を挙げると、任意成分は、各種バインダー樹脂(ただしフッ素樹脂を除く)、各種溶剤、硬化剤、硬化触媒、スリップ剤(レベリング剤)、分散剤、重合促進剤、重合禁止剤、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、キレート剤、増粘剤等である。
バインダー樹脂は、たとえば、インクジェットインクの粘度を調整したり、得られるプリント物の硬度の調整や形状を制御するために含有され得る。
溶剤は、インクジェットインクにおいて、バインダー樹脂を溶解するための液体成分である。溶剤の種類は特に限定されない。一例を挙げると、溶剤は、水、グリコールエーテル系溶剤、アセテート系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、脂肪酸エステル系溶剤、芳香族系溶剤等である。これらは併用されてもよい。本実施形態の溶剤は、これらの中でも、グリコールエーテル系溶剤およびアセテート系溶剤のうち、少なくともいずれか一方を含むことが好ましい。グリコールエーテル系溶剤およびアセテート系溶剤は、いずれも低粘度であり、かつ、比較的沸点が高い。そのため、これらを溶剤として含むインクジェットインクは、乾燥性がより改善されており、インクジェットプリント時における吐出安定性がより優れている。
硬化剤は、インクジェットインクを硬化させるために配合され得る。硬化剤は特に限定されない。一例を挙げると、硬化剤は、カルボジイミド系化合物、アジリジン系化合物、金属キレート系化合物、イソシアネート系化合物、メラミン系化合物、エポキシ系化合物、オキサゾリン系化合物、尿素系化合物、ポリアミン系化合物、ポリエチレンイミン系化合物、アクリルアミド系化合物等である。硬化剤は、併用されてもよい。これらの中でも、硬化剤は、イソシアネート樹脂を含んでいることが好ましい。これにより、このようなインクジェットインクを用いて得られるプリント物は、耐候性がより優れる。
硬化触媒としては、スズ、チタン、ジルコニウム、鉄、アンチモン、ビスマス、マンガン、亜鉛、アルミニウム等の金属の有機酸塩、アルコラートおよびキレート化合物;ヘキシルアミン、ドデシルアミンのようなアミン;酢酸ヘキシルアミン、リン酸ドデシルアミンのようなアミン塩;ベンジルトリメチルアンモニウムアセテートのような第4級アンモニウム塩;酢酸カリウムのようなアルカリ金属の塩等が例示される。より具体的には、オクチル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマスなどの有機ビスマス化合物、ジラウリル酸ジブチルスズ、ジオクチル酸ジブチルスズ、ジネオデカン酸ジメチルスズ、スタナスオクトエートなどの有機スズ化合物、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトン)チタン、ジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)チタンなどの有機チタン化合物等が例示される。これらは併用されてもよい。本実施形態では、硬化触媒は、スズ系の化合物であることが好ましく、ジラウリル酸ジブチルスズ、ジネオデカン酸ジメチルスズ等のジアルキルスズ系化合物であることがより好ましく、ジラウリル酸ジブチルスズであることがさらに好ましい。硬化触媒としてジラウリル酸ジブチルスズが含まれる場合、得られるインクジェットインクは、硬化性が優れる。
分散剤は、色材を分散させるために好適に含有される。分散剤は特に限定されない。一例を挙げると、分散剤は、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、高分子分散剤等である。分散剤は併用されてもよい。
インクジェット画像層全体の説明に戻り、本実施形態のインクジェット画像層は、単層で構成されてもよく、複数層で構成されてもよい。図1は、単層のインクジェット画像層4の形成されたプリント物1の模式的な断面図である。図2は、複数層(第1層41aおよび第2層42a)のインクジェット画像層4aが形成されたプリント物1aの模式的な断面図である。なお、以下の説明において、プリント物は、ベース層を含む場合が例示されている。ベース層は、適宜省略されてもよい。ベース層が省略される場合、インクジェット画像層は、基材上に形成され得る。
図1に示されるように、プリント物1は、基材2と、基材2上に形成されたベース層3と、ベース層3上に形成された単層のインクジェット画像層4とを含む。インクジェット画像層4は、上記のとおり、色材とフッ素樹脂とを含む。このようなインクジェット画像層は、フッ素樹脂が配合されているため、トップコートが設けられていない場合であっても、充分な耐候性を示す。
一方、インクジェット画像層は、複数の層から構成されてもよい。図2では2層からなるインクジェット画像層4aの形成されたプリント物1aが例示されている。この場合、プリント物1aは、基材2と、基材2上に形成されたベース層3と、ベース層3上に形成された複数層のインクジェット画像層4aとを含む。インクジェット画像層は、たとえば一方の層に関して色材を含有させた層とし、他方の層に関して色材を含有させない層とすることができる。図2では、インクジェット画像層4aが、色材を含む第1層41aと、第1層41aを覆い、かつ、色材を含まない第2層42aとから構成されている場合が例示されている。このように、インクジェット画像層が複数層から構成されている場合、プリント物は、単層から構成されている場合と比較して、樹脂の劣化による色材の脱落を起こしにくい。また、プリント物は、色材を含む第1層と連動されるように色材を含有させない層を付与させることもできる。そのため、複数層からインクジェット画像層が構成されたプリント物は、より凹凸表現を表現しやすく意匠性の優れた外観に加工できる。さらに、このようなプリント物は、第2層に例えば機能性を有した顔料などを添加すれば、必要なところだけに機能性を付与することができる。なお、第2層42aは、第1層41aの全面を覆うよう設けられてもよく、一部を覆うよう設けられてもよい。
第1層は、第1のインクジェットインクをベース層上にインクジェット方式にて付与することにより形成され得る。第1のインクジェットインクは、上記したインクジェットインクと同様の構成であり、上記した色材と、フッ素樹脂と、適宜任意成分を含む。
第2層は、第2のインクジェットインクを第1層上にインクジェット方式にて付与することにより形成され得る。第2のインクジェットインクは、色材を含んでいない点以外は、上記した第1のインクジェットインクと同様の構成であり、上記したフッ素樹脂と、適宜任意成分を含む。
光安定剤は、プリント物の耐候性を向上させるために好適に配合される。これにより、プリント物は、さらに長期にわたり、所望の色彩を示すことができる。
本発明の一実施形態のプリント物の製造方法は、基材上に、インクジェットインクをインクジェット方式により付与し、色材とフッ素樹脂とを含むインクジェット画像層を形成するインクジェット工程を主に含む。本実施形態のプリント物の製造方法によれば、得られるプリント物は、耐候性が優れる。そのため、プリント物は、長期にわたり、所望の色彩を示すことができる。また、本実施形態のプリント物の製造方法は、基材上に、ベース層を形成するベース層形成工程がさらに含まれてもよい。この場合、上記したインクジェット工程は、ベース層の形成された基材に対して行われ得る。本実施形態では、ベース層形成工程が行われ、ベース層の形成された基材に対してインクジェット工程が行われる場合について例示する。なお、基材、ベース層およびインクジェットインクの詳細は、プリント物の実施形態において上記したものと同様である。
ベース層形成工程において、ベース層を形成するためにベース組成物を基材上に付与する方法は特に限定されない。ベース層は、ベース組成物を、スプレー、ロールコーター、手塗り、インクジェット方式等によって基材上に付与することにより形成され得る。
インクジェット工程において、インクジェット記録方式によりインクジェットインクをベース層上に付与する方式は特に限定されない。このような方式としては、荷電変調方式、マイクロドット方式、帯電噴射制御方式、インクミスト方式等の連続方式、ピエゾ方式、パルスジェット方式、バブルジェット(登録商標)方式、静電吸引方式等のオン・デマンド方式等が例示される。
(フッ素樹脂)
LF−200F:三フッ化エチレン/ビニルモノマー交互共重合体、旭硝子(株)製、水酸基価:50mgKOH/g、酸価:0mgKOH/g、Mw:20000、不揮発分:100%
アクリル樹脂:BR−105:三菱レイヨン(株)製、Mw:50000
(分散剤)
ソルスパース33000:高分子分散剤、塩基価41.6mgKOH/g、日本ルーブリゾール(株)製
(顔料)
Hostaperm Blue BT617D:シアン系有機顔料、クラリアント社製
ダイピロキサイドブルー#9410:シアン系無機顔料、大日精化工業(株)製
(溶剤)
DEDG:ジエチレングリコールジエチルエーテル、グリコールエーテル系溶剤、沸点:189℃、日本乳化剤(株)製
MTEM:テトラエチレングリコールジメチルエーテル、グリコールエーテル系溶剤、沸点:275℃、東邦化学工業(株)製
(硬化剤)
X2252−2:ブロックイソシアネート、架橋反応開始温度:110℃、旭化成ケミカルズ(株)製
(触媒)
ジラウリル酸ジブチル錫:金属化合物系触媒
(光安定剤)
チヌビン123:HALS、BASFジャパン(株)製
(紫外線吸収剤)
チヌビン479:UVA、BASFジャパン(株)製
(濡れ剤)
F−556:フッ素系界面活性剤、DIC(株)製
(酸化防止剤)
IRGANOX1010:BASFジャパン(株)製
IRGAFOS168:BASFジャパン(株)製
ベース層を形成するためのベース組成物として、以下のものを用いた。
ベース組成物1:スーパーコートDB5000ライン(白色ポリエステル系熱硬化型塗料、架橋反応開始温度:110℃、大豊塗料(株)製)
ベース組成物2:ボンフロン#1000SR上塗(白色フッ素系熱硬化型塗料、架橋反応開始温度:90℃、AGCコーテック(株)製)
第1層を形成するための第1のインクジェットインクおよび第2層を形成するための第2のインクジェットインクとして、以下の表に記載の処方に基づき、それぞれ第1のインクジェットインク1〜4および第2のインクジェットインク1〜4を調製した。
トップコートを形成するためのトップコート用組成物として、第2のインクジェットインク4を用いた。
B型粘度計(東機産業(株)製、TVB−20LT)を用いて30℃条件下にて測定した。
(表面張力)
静的表面張力計(プレート法)(協和界面科学(株)製、CBVP−A3)を用いて測定した。
以下の表2に示される処方に従って、下記方法により各層(ベース層、インクジェット画像層、必要に応じてトップコート)を形成し、プリント物を作製した。なお、実施例1〜3および比較例1は、第1のインクジェットインクのみを用いて単層のインクジェット画像層を形成した。他は、複数層(2層)からなるインクジェット画像層を形成した。実施例11および比較例4のみ、トップコートを設けた。
ベース層を形成せず、基材に対して直接インクジェット画像層を形成した以外は、実施例1と同様の方法によりプリント物を作製した。
・ベース組成物1を用いる場合
基材(クロメート処理を行ったアルミ鋼板)にベース組成物1をエアスプレーで約150g/m2塗布(ドライ膜厚が約25μm)し、140℃環境下で20分間の乾燥を行った。
・ベース組成物2を用いる場合
基材(クロメート処理を行ったアルミ鋼板)にベース組成物2をエアスプレーで約150g/m2塗布(ドライ膜厚が約25μm)し、200℃環境下で3分間の乾燥を行った。
以下のインクジェット条件にしたがい、基材(またはベース層の形成された基材)上にインクジェット画像層を形成した。
<インクジェット条件>
インクジェット記録装置:ピエゾ方式
ノズル径:40μm
駆動電圧:70V
インクドットサイズ:30pl
周波数:12kHz
解像度:400×800dpi
基材温度:60℃(加温)
評価柄:100mm角のベタ柄
<乾燥条件>
加熱乾燥(200℃環境下、1分間)
トップコート用組成物として、第2のインクジェットインク4をエアスプレーで約150g/m2塗布(ドライ膜厚が約30μm)し、200℃環境下で1分間の乾燥を行った。
プリント物に対して、スーパーUVテスター(岩崎電気社製、SUV−W161)を用いて、超促進耐候試験として紫外線照射6時間(UV条件100mW/cm2、温度63℃、湿度50%)実施後、次いでシャワー30秒の後、なりゆきで結露2時間実施を1サイクルとし、合計1000時間実施した。試験前後のΔEを色差とした。色差は分光測色計(コニカミノルタ(株)製、CM−3700)を用いて、測定した。
(評価基準)
◎:色差がΔE≦3であった
○:色差が3<ΔE≦8であった
△:色差が8<ΔE≦16であった
×:色差がΔE>16であった
<光沢度保持率>
光沢度保持率は、プリント物の超促進耐候試験前に対する試験後の光沢度の比率とした。光沢度はグロスチェッカー((株)堀場製作所製、IG−410)を用いて、測定した。
(評価基準)
◎:光沢度保持率は50%以上であった
○:光沢度保持率は30%以上50%未満であった
△:光沢度保持率は10%以上30%未満であった
×:光沢度保持率は、10%未満であった
<塗膜の剥がれ>
JIS K 5400に準じ、超促進耐候試験後のサンプルを碁盤目テープ剥離(1mm幅、100マス)試験を実施し、塗膜の剥離を確認した。
(評価基準)
○:塗膜は剥がれなかった
△:塗膜は一部が剥がれた
×:塗膜は全部が剥がれた
2 基材
3 ベース層
4、4a インクジェット画像層
41a 第1層
42a 第2層
Claims (14)
- 基材と、前記基材上に形成されたインクジェット画像層とを含み、
前記インクジェット画像層は、色材とフッ素樹脂とを含む、プリント物。 - 前記インクジェット画像層は、前記色材を含む第1層と、前記第1層を覆い、かつ、色材を含まない第2層とを含み、
前記フッ素樹脂は、前記第1層または前記第2層の少なくともいずれか一方に含まれる、請求項1記載のプリント物。 - 前記第1層は、酸化防止剤を含む、請求項2記載のプリント物。
- 前記第2層は、紫外線吸収剤または光安定剤を含む、請求項2または3記載のプリント物。
- 前記第1層は、第1層用硬化剤をさらに含み、
前記第2層は、第2層用硬化剤をさらに含み、
前記第1層用硬化剤の架橋反応開始温度は、前記第2層用硬化剤の架橋反応開始温度以下である、請求項2〜4のいずれか1項に記載のプリント物。 - 前記基材と前記インクジェット画像層との間に、ベース層がさらに含まれる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプリント物。
- 前記基材と前記インクジェット画像層との間に、ベース層がさらに含まれ、
前記ベース層は、ベース層用硬化剤をさらに含み、
前記ベース層用硬化剤の架橋反応開始温度は、前記第1層用硬化剤の架橋反応開始温度以下であり、
前記第1層用硬化剤の架橋反応開始温度は、前記第2層用硬化剤の架橋反応開始温度以下である、請求項5記載のプリント物。 - 前記ベース層は、フッ素樹脂を含む、請求項6または7記載のプリント物。
- 前記色材は、無機顔料を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプリント物。
- 前記インクジェット画像層上に、さらにトップコートが形成されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載のプリント物。
- 基材上に、インクジェットインクをインクジェット方式により付与し、色材とフッ素樹脂とを含むインクジェット画像層を形成するインクジェット工程を含む、プリント物の製造方法。
- 前記インクジェットインクは、前記色材を含む第1のインクジェットインクと、色材を含まない第2のインクジェットインクとを含み、
前記フッ素樹脂は、前記第1のインクジェットインクおよび前記第2のインクジェットインクのうち、少なくともいずれか一方に含まれ、
前記インクジェット工程は、前記第1のインクジェットインクを前記基材上に付与する第1層形成工程と、前記第1層を覆うように、前記第2のインクジェットインクを付与する第2層形成工程とを含む、請求項11記載のプリント物の製造方法。 - 前記第1のインクジェットインクの表面張力は、前記第2のインクジェットインクの表面張力以上である、請求項12記載のプリント物の製造方法。
- 前記基材上に、ベース層を形成するベース層形成工程をさらに含み、
前記インクジェット工程は、前記ベース層の形成された前記基材に対して行われる、請求項11〜13のいずれか1項に記載のプリント物の製造方法。
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