JP2022010821A - 赤外線吸収性紫外線硬化型インク及び赤外線吸収性印刷物 - Google Patents
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Abstract
Description
タングステン系赤外線吸収性顔料、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂、及びウレタン結合を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂、を含む、赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
《態様2》
前記紫外線硬化型アクリル樹脂100質量部に対して、前記紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂を、1~150質量部含む、態様1に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
《態様3》
前記赤外線吸収性紫外線硬化型インクにおける全固形分100質量部に対して、前記タングステン系赤外線吸収性顔料を、20質量部以下含む、態様1又は2に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
《態様4》
前記赤外線吸収性紫外線硬化型インクにおける全固形分100質量部に対して、前記紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂を、1~50質量部含む、態様1~3のいずれか一態様に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
《態様5》
前記紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂は、アクリロイル基を複数含む、態様1~4のいずれか一態様に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
《態様6》
前記タングステン系赤外線吸収性顔料は、
一般式(1):MxWyOz
{式中、Mは、H、He、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、及びIからなる群から選ばれる1種類以上の元素であり、Wはタングステンであり、Oは酸素であり、x、y及びzは、それぞれ正数であり、0<x/y≦1であり、かつ2.2≦z/y≦3.0である}
で表される複合タングステン酸化物、又は、
一般式(2):WyOz
{式中、Wはタングステンであり、Oは酸素であり、y及びzは、それぞれ正数であり、かつ2.45≦z/y≦2.999である}
で表されるマグネリ相を有するタングステン酸化物、
から選ばれる少なくとも1種以上である、態様1~5のいずれか1項に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
《態様7》
インクジェット用インクである、態様1~6のいずれか1項に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
《態様8》
態様1~7のいずれか1項に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インクにより印刷された印刷部を備える、赤外線吸収性印刷物。
本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクは、タングステン系赤外線吸収性顔料、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂、及びウレタン結合を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂、を含む。
本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクは、タングステン系赤外線吸収性顔料を、必須成分として分散している。本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクは、タングステン系赤外線吸収性顔料を含むことで、赤外線吸収性能を有する印刷物を提供することができる。
本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクは、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂を、必須成分として含む。紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂を含むことで、紫外線硬化性能を有するとともに、耐塩基性、特に洗濯耐性に優れた印刷物を与えることが可能となる。
本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクは、ウレタン結合を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂を、必須成分として含む。ウレタン基を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂は、タングステン系赤外線吸収性顔料を良好に分散するとともに、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂に起因する粘度の上昇を抑制する作用を有する。
本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクは、必須成分となるタングステン系赤外線吸収性顔料、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂、及びウレタン基を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂以外に、その他の任意の成分を含んでいてもよい。
光重合開始剤は、紫外線照射によって活性酸素等のラジカルを発生する化合物である。本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクに光重合開始剤を用いる場合には、必須成分である、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂、及びウレタン基を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂を光重合させることができれば、その種類は特に限定されるものではなく、従来から紫外線硬化型インクに使用されている光重合開始剤から適宜選択して用いることができる。
本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクには、分散や粘度調整等を目的として、溶媒が含まれていてもよい。溶剤としては、本発明のインクに含まれる材料を分散又は溶解するものであれば、特に限定されるものではない。
タングステン系赤外線吸収性顔料のインク中への分散性を高めるために、本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクには、分散剤が含有されていてもよい。分散剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミン、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の官能基を有している化合物を挙げることができる。これらの官能基は、タングステン系赤外線吸収性顔料の表面に吸着し、タングステン系赤外線吸収性顔料の凝集を防ぐことで、インク中においてタングステン系赤外線吸収性顔料を均一に分散させる機能を有する。
本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクの製造方法は、特に限定されるものではなく、インクを形成する際に用いられる公知の手法を適用することができる。
本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクの用途は、特に限定されるものではない。一般的な印刷インクとして使用することができ、例えば、フレキソ印刷インク、活版印刷インク、オフセット印刷インク、凹版印刷インク、グラビア印刷インク、スクリーン印刷インク、インクジェット印刷インク等として使用することができる。
また別の本発明は、本発明の赤外線吸収性紫外線硬化型インクにより印刷された印刷部を備える、赤外線吸収性印刷物である。
実施例又は比較例で用いた材料を、以下に示す。
(1)タングステン系赤外線吸収性顔料
・セシウム酸化タングステン(CWO)分散液(YMS-01A-2、住友金属鉱山株式会社):CWO含有率25質量%
六方晶Cs0.33WO3:25質重量%
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート:58.9質量%
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル:1.86質量%
酢酸ブチル:1.74質量%
分散剤:12.5質量%
・ルクシディア(登録商標)WLS-373、DIC株式会社:アクリロイル基数6個/1分子中、樹脂分100%
・ルクシディア(登録商標)V-4260、DIC株式会社:アクリロイル基数3個/1分子中、樹脂分99%以上
・ルクシディア(登録商標)V-4263、DIC株式会社:アクリロイル基数3個/1分子中、樹脂分99%以上
・アクリルモノマー(BESTCURE分散用UVモノマー、株式会社T&K TOKA):感光性モノマー100%
(4)溶剤に可溶なアクリル樹脂
・アクリル樹脂(アクリディック(登録商標)A-814、DIC株式会社)
アクリル樹脂(Tg:85℃):50質量%
トルエン:42.5質量%
酢酸エチル:7.5質量%
・光ラジカル開始剤(IRGACURE(登録商標)500、BASF株式会社)
タングステン系赤外線吸収性顔料として、セシウム酸化タングステン(CWO)分散液(YMS-01A-2、住友金属鉱山株式会社)を10.0g、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂として、ルクシディア(登録商標)WLS-373(DIC株式会社)を5.0g、ウレタン基を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂として、アクリルモノマー(BESTCURE分散用UVモノマー、株式会社T&K TOKA)30.0g、更に、光重合開始剤として、IRGACURE(登録商標)500(BASF株式会社)を混合して、赤外線吸収性紫外線硬化型インクを作製した。
成分の配合比を表1又は表2に記載のように変更して、実施例2~10、及び比較例1~4のインクを作製した。なお、光重合開始剤の配合量は、実施例1と同様に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂と、ウレタン基を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂の合計100質量部に対して、4質量部となるようにした。
(印刷物の作製)
基材として、ポリエチレンテレフタレートフィルム(CD942、KOLON INDUSTRIES,INC.)と、紙(OCR用紙、王子製紙株式会社)を準備した。実施例1~10、及び比較例2で作製したインクを、それぞれの基材に、ワイヤーバーを用いて塗工量7.5g/m2で塗工し、80℃で熱乾燥の後、紫外線照射により硬化し、印刷物を得た。その後、印刷物を2.5cm×4cmのサイズにカットした。
得られた印刷物につき、UV-vis反射スペクトル測定器(紫外可視近赤外分光光度計UH4150、株式会社日立ハイテクサイエンス)を使用し、JIS K 0115に準拠して、赤外線の反射率を測定した。各試験片について、測定回数は3回(N数=3)とした。なお、赤外線反射率は、数値が低いほど、赤外線吸収率が高いことを意味している。波長1000nmにおける赤外線の反射率を、表1又は表2に示す。
続いて、作成した印刷物に対して、耐洗濯性試験を実施した。具体的には、印刷物を温度90度の水溶液に30分間浸漬した。水溶液は、蒸留水に0.5質量%の洗濯用洗剤(花王株式会社、アタック(商標))、及び1質量%の炭酸ナトリウムを加えて調製した。浸漬後は、水洗し、乾燥させた。
耐洗濯性試験後の印刷物に対して、上記と同様にして、赤外線の反射率を測定した。波長1000nmにおける赤外線の反射率を、表1又は表2に示す。
洗濯試験前の波長1000nmにおける赤外線反射率と、洗濯試験後の波長1000nmにおける赤外線反射率を用いて、以下の式により、洗濯後のタングステン系赤外線吸収性顔料の残存率を求めた。結果を、表1又は表2に示す。なお、得られた顔料残存率は、赤外線吸収機能がどれだけ維持できたかを判断する指標となる。
顔料残存率(%)=(100-試験後の赤外線反射率)/(100-試験前の赤外線反射率)×100
耐洗濯性試験後の印刷物を、赤外線カメラにて観察した。観察に際しては、赤外線照明に波長940nmの赤外LEDを使用し、820nm以下の波長の光をカットするためのフィルターを用いた。25万画素の画素数、水平67°及び垂直47°のレンズ画角、並びに22×18mmの描画範囲の観察条件にて観察し、以下の評価基準で判定した。結果を、表1又は表2に示す。
〇:塗工部をはっきり判別できる。
△:非塗工部と塗工部とを同時に確認すれば塗工部を判別できる。
×:非塗工部と塗工部とを同時に確認しても塗工部を判別できない。
得られたインクの粘度を、音叉振動式粘度計(SV-1A(固有振動数30Hz)、株式会社エー・アンド・デイ))を用いて、JIS Z 8803に準拠して、表1又は表2に示す温度にて測定した。なお、測定サンプルは、5mLとした。結果を、表1又は表2に示す。
耐洗濯性試験後の印刷物を、赤外線カメラにて観察した。観察に際しては、赤外線照明に波長940nmの赤外LEDを使用し、820nm以下の波長の光をカットするためのフィルターを用いた。25万画素の画素数、水平67°及び垂直47°のレンズ画角、並びに22×18mmの描画範囲の観察条件にて観察し、以下の評価基準で判定した。結果を、表1又は表2に示す。
◎:塗工部をよりはっきり判別できる。
〇:塗工部をはっきり判別できる。
△:非塗工部と塗工部とを同時に確認すれば塗工部を判別できる。
×:非塗工部と塗工部とを同時に確認しても塗工部を判別できない。
Claims (8)
- タングステン系赤外線吸収性顔料、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂、及びウレタン結合を含まない紫外線硬化型アクリル樹脂、を含む、赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
- 前記紫外線硬化型アクリル樹脂100質量部に対して、前記紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂を、1~150質量部含む、請求項1に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
- 前記赤外線吸収性紫外線硬化型インクにおける全固形分100質量部に対して、前記タングステン系赤外線吸収性顔料を、20質量部以下含む、請求項1又は2に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
- 前記赤外線吸収性紫外線硬化型インクにおける全固形分100質量部に対して、前記紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂を、1~50質量部含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
- 前記紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂は、アクリロイル基を複数含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
- 前記タングステン系赤外線吸収性顔料は、
一般式(1):MxWyOz
{式中、Mは、H、He、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、及びIからなる群から選ばれる1種類以上の元素であり、Wはタングステンであり、Oは酸素であり、x、y及びzは、それぞれ正数であり、0<x/y≦1であり、かつ2.2≦z/y≦3.0である}
で表される複合タングステン酸化物、又は、
一般式(2):WyOz
{式中、Wはタングステンであり、Oは酸素であり、y及びzは、それぞれ正数であり、かつ2.45≦z/y≦2.999である}
で表されるマグネリ相を有するタングステン酸化物、
から選ばれる少なくとも1種以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。 - インクジェット用インクである、請求項1~6のいずれか1項に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インク。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の赤外線吸収性紫外線硬化型インクにより印刷された印刷部を備える、赤外線吸収性印刷物。
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