JP2023035196A - プライマー組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
これら特許文献には、プライマー組成物は、保存安定性が良く、また、当該プライマー組成物から形成されるプライマー層に、水性インクジェット用インク組成物を用いて細線印刷をした場合、滲み等のない良好な印刷画質(印刷層)が形成できること等が開示されている。
更にベタ画像のスジ等の発生は、プライマー組成物が製造直後であるか、そうでないかによっても異なる場合があり、しかも、いわゆる保存安定性に優れたプライマー組成物であっても、その製造直後及び製造直後ではない、いずれの場合でもスジやムラの発生を十分に防止できるとはいえない。
また、樹脂フィルム等の透明性の高い基材に塗布する場合、プライマー層にも高い透明性が求められていた。
また、上記のプライマー層を形成できるインクセット、当該インクセットを印刷して得られる印刷物、及び当該インクセットを用いる画像形成方法を提供することを課題とする。
1.樹脂エマルジョン、凝集促進剤、界面活性剤、及び水を含有するプライマー組成物であって、
前記樹脂エマルジョンはポリオレフィン系樹脂エマルジョン及びウレタン系樹脂エマルジョンから選ばれる少なくとも1種を含有し、
前記界面活性剤は、アセチレン系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤からなる群より選ばれる1つ以上の界面活性剤(A)と、
前記界面活性剤(A)以外のノニオン性界面活性剤(B)を含有し、
前記ノニオン性界面活性剤(B)は、HLB値が10.0以上15.5未満であり、分子内に複数のポリオキシアルキレン基を有するノニオン性界面活性剤であって、さらにポリオキシアルキレン基含有脂肪酸グリセリル、ポリオキシアルキレン基含有脂肪族アミン、及びポリオキシアルキレン基含有ソルビタン脂肪酸エステルからなる群より選ばれる1つ以上のノニオン性界面活性剤であり、
前記プライマー組成物中、前記ノニオン性界面活性剤(B)の含有割合が、3.0質量%以下であることを特徴とするグラビア印刷用プライマー組成物。
2.前記界面活性剤(A)と前記ノニオン性界面活性剤(B)との質量比(界面活性剤(A)/ノニオン性界面活性剤(B))が、0.01以上100以下であることを特徴とする1に記載のグラビア印刷用プライマー組成物。
3.1又は2に記載のグラビア印刷用プライマー組成物から形成されることを特徴とするプライマー層。
4.1又は2に記載のグラビア印刷用プライマー組成物と、水性インクジェット用インク組成物を有することを特徴とするインクセット。
5.4に記載のインクセットを印刷して得られることを特徴とする印刷物。
6.4に記載のインクセットを用いることを特徴とする画像形成方法。
本発明のプライマー組成物は、樹脂エマルジョン、凝集促進剤、界面活性剤、及び水を含有することを基本とする。
前記樹脂エマルジョンは、ポリオレフィン系樹脂エマルジョン及びウレタン系樹脂エマルジョンから選ばれる少なくとも1種を使用する。ポリオレフィン系樹脂エマルジョンとウレタン系樹脂エマルジョンをいずれも含有することが好ましいが、いずれが一方でも良い。
ポリオレフィン系樹脂エマルジョンとしては、ポリオレフィン系樹脂が水に分散したエマルジョンである。前記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂、ならびにエチレン、プロピレン、及びブチレンのうち2種以上を共重合させたポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、前記ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン鎖に対して、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アクリロイル基、その他の高分子鎖を導入した変性ポリオレフィン樹脂;ポリオレフィン鎖の一部を酸化処理した酸化ポリオレフィン樹脂;一部をハロゲンで処理したハロゲン化ポリオレフィン樹脂等であってもよい。
中でもポリオレフィン樹脂を塩素化し、エマルジョン化した塩素化ポリオレフィン系樹脂エマルジョンが好ましい。塩素化ポリオレフィン系樹脂エマルジョンとしては、例えば、塩素化ポリプロピレン樹脂エマルジョン、塩素化ポリエチレン樹脂エマルジョン等が挙げられ、塩素化度が15~30%であることが好ましい。前記ポリオレフィン系樹脂エマルジョンは単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記凝集促進剤は、水性インクジェット用インク組成物用のプライマー組成物に含まれる公知のものが使用でき、例えば、水溶性多価金属塩、有機酸、カチオンポリマー等が挙げられる。前記凝集促進剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
第4級アンモニウム塩基を有するポリマー等が挙げられる。前記カチオンポリマーとしては、具体的に、第1級~第3級アミノ基及びその塩、第4級アンモニウム塩基を有する単量体(カチオンモノマー)の単独重合体や、該カチオン性モノマーと他のモノマー(以下、「非カチオンモノマー」という。)との共重合体又は縮重合体が挙げられる。前記カチオンポリマーは、水溶性ポリマーや水分散性ラテックス粒子のいずれの形態でも使用できる。
プライマー組成物の全不揮発分中、1.0質量%以上であることが好ましく、15.0質量%以上であることが好ましく、25.0質量%以上であることが更に好ましい。そして、保存安定性を向上させる観点から、プライマー組成物の全不揮発分中、70.0質量%以下であることが好ましく、60.0質量%以下であることがより好ましく、50.0質量%以下であることが更に好ましく、40.0質量%以下であることが最も好ましい。
前記界面活性剤は、アセチレン系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤からなる群より選ばれる1つ以上の界面活性剤(A)と、前記界面活性剤(A)以外のノニオン性界面活性剤(B)を含有する。
前記界面活性剤(A)は、アセチレン系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤からなる群より選ばれる1つ以上の界面活性剤である。前記界面活性剤(A)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
公知のものが使用でき、例えば、市販品として、「BYK-307」、「BYK-331」、「BYK-333」、「BYK-347」、「BYK-348」、「BYK-349」、「BYK-345」、「BYK-378」、「BYK-3455」(以上、ビックケミー社)等が挙げられる。
前記ノニオン性界面活性剤(B)は、前記界面活性剤(A)以外のノニオン性界面活性剤であり、HLB値が10.0以上15.5未満であり、かつ分子内に複数のポリオキシアルキレン基を有する。前記界面活性剤(B)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
プライマー組成物の全不揮発分中の前記界面活性剤(A)の含有量は、0.1質量%以上が好ましく、4.0質量%以上がより好ましく、6.0質量%以上が更に好ましい。また20.0質量%以下が好ましく、15.0質量%以下がより好ましく、10.0質量%以下が更に好ましい。
プライマー組成物の全不揮発分中の前記界面活性剤(B)の含有量は、0.1質量%以上が好ましく、5.0質量%以上がより好ましく、8.0質量%以上が更に好ましい。また15.0質量%以下が好ましく、13.0質量%以下がより好ましく、10.0質量%以下が更に好ましい。
本発明のプライマー組成物は有機溶剤を含有しないか、又は前記プライマー組成物中の含有量が1.0質量%以下含有する。有機溶剤の含有量は0.8質量%以下が好ましく、0.6質量%以下がより好ましい。また、乾燥性の観点から、有機溶剤を含有しないことがさらに好ましい。
前記有機溶剤は、公知の有機溶剤が使用でき、例えば、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、窒素含有化合物類、ケトン類、エーテル類、エステル類等が挙げられる。前記有機溶剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。なお、多価アルコール類よりもモノアルコール類が好ましい。
前記水は、前記樹脂エマルジョン中に含有する水、本発明のプライマー組成物の濃度調製のために加える水、等を含むものである。前記水としては、例えば、イオン交換水、純水、蒸留水、工業用水等が挙げられる。前記水は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記プライマー組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、水に、前記樹脂エマルジョン、前記凝集促進剤、及び前記界面活性剤、必要に応じて、各種添加剤等を加え、ディスパー等で撹拌混合することにより製造できる。
本発明のグラビア印刷用プライマー組成物は、プライマー組成物を塗布する手段としてグラビア印刷を採用するものである。グラビア印刷の条件は特に限定されず、印刷用基材である被塗布物の性質や材質等に応じて適宜決定できる。そして、本発明のグラビア印刷用プライマー組成物を、グラビア印刷以外のフレキソ印刷により基材表面に印刷を行うと、プライマー組成物の塗布適性、プライマー組成物の均一な塗布性及びプライマー塗膜の透明性に劣ることになった。さらにプライマー塗布後に、そのプライマー塗布面にインクジェット用印刷インク組成物によってインクジェット印刷を行うと、インクジェット用インク組成物がプライマー塗布層に滲んでしまい、耐にじみ性に劣り、ベタ印刷部を形成するときの印刷性にも劣る。プライマー組成物を、通常の条件のインクジェット印刷により塗布すると、十分に均一な塗布が困難である。
本発明のインクセットは、前記グラビア印刷用プライマー組成物と、水性インクジェット用インク組成物を有する。
イエロー顔料としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 1、2、3、12、13、14、16、17、42、73、74、75、81、83、87、93、95、97、98、108、109、114、120、128、129、138、139、150、151、155、166、180、184、185、213等が挙げられる。
前記アルカリ可溶性樹脂は、通常のインクや塗料の顔料分散用やバインダーとして利用できるアルカリ可溶性樹脂であって、塩基性化合物の存在下で水性媒体中に溶解できるものであれば特に制限はないが、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基(-P(=O)(OH2))等のアニオン性基の1種又は2種以上を含有する樹脂が好ましい。
Woodの式:1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3+・・・・・+Wx/Tgx
[式中、Tg1~Tgxはアルカリ可溶性樹脂を構成する単量体1、2、3・・・xのそれぞれの単独重合体のガラス転移温度、W1~Wxは単量体1、2、3・・・xのそれぞれの重合分率、Tgは理論ガラス転移温度を表す。ただし、Woodの式におけるガラス転移温度は絶対温度である。]
前記樹脂エマルジョンは、水性インクジェット用インク組成物に使用される公知の樹脂エマルジョンが使用でき、例えば、アクリル系樹脂エマルジョン、スチレン-アクリル系樹脂エマルジョン、ポリエステル系樹脂エマルジョン、ポリウレタン系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、ポリ塩化ビニル系樹脂エマルジョン、ポリブタジエン系樹脂エマルジョン、ポリオレフィン系樹脂エマルジョン等が挙げられる。前記樹脂エマルジョンは、印刷物の塗膜の乾燥性や基材への密着性を向上させる観点から、樹脂のガラス転移温度が20℃以下であることが好ましい。なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)によって求められ、通常、ガラス転移が起こる温度範囲の中点により算出される。前記樹脂エマルジョンは単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。
前記界面活性剤は、水性インクジェット用インク組成物に使用される公知の界面活性剤が使用でき、例えば、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、ベタイン界面活性剤が挙げられる。前記界面活性剤の具体例としては、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤等が挙げられる。前記界面活性剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記有機溶剤は、水性インクジェット用インク組成物に使用される公知の有機溶剤が使用でき、例えば、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、窒素含有化合物類、ケトン類、エーテル類、エステル類等が挙げられる。前記有機溶剤は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
具体的な溶媒としては、上記のプライマー組成物に使用できる有機溶媒と共通する。
本発明の水は、後述する顔料分散液中に含有する水性媒体としての水、及び本発明の水性インクジェット用インク組成物の濃度調製のために加える水、等を含むものである。前記水としては、例えば、イオン交換水、純水、蒸留水、工業用水等が挙げられる。前記水は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記水性インクジェット用インク組成物には、アルカリ可溶性樹脂を溶解させる観点から、塩基性化合物を含むことが好ましい。前記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基性化合物;アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、モノエタノールアミン、N、N-ジメチルエタノールアミン、N、N-ジエチルエタノールアミン、N、N-ジブチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等の有機塩基性化合物等が挙げられる。前記塩基性化合物は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記水性インクジェット用インク組成物を調製(製造)する方法としては、特に限定されず、上記の成分を順番に、あるいは同時に添加して、混合すればよいが、例えば、(1)前記塩基性化合物の存在下にアルカリ可溶性樹脂を水に溶解した水性樹脂ワニス、顔料、必要に応じて顔料分散剤等を混合した後、各種分散機、例えばボールミル、アトライター、ロールミル、サンドミル、アジテーターミル等を利用して顔料分散液(インクベース)を調製し、更に残りの材料を添加して、水性インクジェット用インク組成物を調製する方法や、(2)上記の方法で顔料を分散した後、酸析法や再公表特許WO2005/116147号公報に記載のイオン交換手段等により、顔料表面にアルカリ可溶性樹脂を析出させた樹脂被覆顔料を得、次いで得られた樹脂被覆顔料を塩基性化合物で中和し、各種分散機(高速攪拌装置等)を用いて水に再分散し、更に残りの材料を添加して、水性インクジェット用インク組成物を調製する方法等が挙げられる。
本発明の印刷物は、前記水性インクジェット用インク組成物と前記プライマー組成物を有するインクセットを印刷して得られる。具体的には、前記プライマー組成物を、基材に塗工・乾燥してプライマー層を形成した後、前記水性インクジェット用インク組成物を当該プライマー層にインクジェット印刷機を用いて印刷する画像形成方法により得られる。前記プライマー組成物の塗工方法は、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、ロッドブレードコーター、リップコーター、カーテンコーター、ダイコーター、インクジェット等の各種塗工装置を用いた塗工方法が挙げられる。
<実施例及び比較例>
<プライマー組成物の製造>
表1の質量の含有割合になるように、表1に記載の各成分を撹拌・混合して、実施例及び比較例のプライマー組成物を製造した。
(界面活性剤A)
アセチレン系:オレフィンE1010:アセチレンジオールEO付加物:(有効成分100%、HLB:13、日信化学工業社)
シリコーン系:BYK331:ポリシロキサン誘導体:(有効成分98%、ビッグケミー社)
NIKKOL TMGS―15V:ポリオキシエチレン脂肪酸グリセリル(有効成分100%、HLB:13.5、日光ケミカルズ社)
アミート320:ポリオキシエチレン脂肪族アミン:(有効成分100%、HLB:15.4、花王社)
NIKKOL TS-10V:ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル:(有効成分100%、HLB:14.9、日光ケミカルズ社)
アミート105:ポリオキシエチレンアルキルアミン:(有効成分100%、HLB:9.8、花王社)
ノニオンLT-280W:ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル:(有効成分100%、HLB:19.0、日油社)
エマルゲン1108:ポリオキシエチレンアルキルエーテル:(有効成分100%、HLB:13.5、花王社)
ポリオレフィン系樹脂:スーパークロンE-604(Nv:40%、塩素化ポリプロピレンエマルジョン、日本製紙社)
ポリウレタン系樹脂:NeoRez R-9330(Nv:40%、ポリエステルポリウレタンエマルジョン、DSM社)
スチレン-アクリル系樹脂:モビニール966A(Nv:45%、スチレン-アクリルエマルジョン、ジャパンコーティングレジン社)
実施例及び比較例のインクジェット記録用プライマーインクをOPPフィルム(P2161、25μm、東洋紡社)に下記の方法で塗布し、実施例1~23、比較例1~8のプライマーインクベタ印刷物を作製した。
<印刷方法>
グラビア印刷:グラビア印刷機(刷版:175線、28μm、ベタ版)によって塗布し、乾燥させた。この時のプライマー層の膜厚は、1μmであった。
フレキソ印刷:フレキソ印刷機(刷版:ベタ版)を用いて塗布し、乾燥させた。この時のプライマー層の膜厚は、0.5μmであった。
インクジェット印刷:エプソン社のインクジェットプリンタ“PX-105”を用いて塗布し、乾燥させた。
上記で製造したプライマー組成物をそれぞれガラス瓶に充填し、60℃で7日間静置した後、プライマー組成物の分離・析出物の有無の状態を目視で観察して、以下の基準で評価した。
[評価基準]
○:液相の分離・析出物がなく、均一である。
△:液相の分離・析出物が僅かに認められる。
×:液相の分離・析出物が認められる、又は不均一である。
<塗布適性>
実施例及び比較例のインクジェット記録用プライマーインクをOPPフィルム(P2161、25μm、東洋紡社)に前記の方法で塗布し、塗膜の様子を目視で観察した。
評価基準
○:十分な量のプライマーが塗布されている。
△:十分ではないものの、実用可能な量のプライマーが塗布されている。
×:ほとんどプライマーが塗布されていない。
実施例及び比較例のインクジェット記録用プライマーインクをOPPフィルム(P2161、25μm、東洋紡社)に前記の方法で塗布し、塗膜の様子を目視で観察した。
評価基準
○:ムラ、スジがなく均一に塗布されている。
×:ムラ、スジが顕著に発生している。
実施例及び比較例のインクジェット記録用プライマーインクをOPPフィルム(P2161、25μm、東洋紡社)に前記の方法で塗布し、塗布中の印刷機の状態を目視で観察した。
評価基準
○:版詰まりや凝集物の発生がなく、安定的に塗布されている。
△:わずかに凝集物が見られるものの、安定的に塗布されている。
×:版詰まりや凝集物が発生し、経時で印刷の状態が変わる。
OPPフィルム上に実施例及び比較例のプライマーを前記方法で印刷した印刷物を、湿度90%、温度40℃のオーブン中で24時間加熱したのち、印刷物の状態を目視観察して以下の評価基準で画質を評価した。
評価基準
○:透明である。
△:僅かに白濁している(実用可)。
×:明らかに白濁している(実用不可)。
<インク耐滲み性>
実施例及び比較例のプライマー印刷物の表面に、エプソン社のインクジェットプリンタ“PX-105”を用いて水性顔料型インクジェット記録用インク組成物を吐出して約0.3mmの細線を印刷し、にじみによる太りを観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
評価基準
○:にじみがなく、そのままの太さで印刷ができている。
△:部分的に太りがみられるが、2倍以上の太りは観察されない。
×:全体的に2倍以上の太りが観察される。
実施例及び比較例のプライマー印刷物の表面に、エプソン社のインクジェットプリンタ“PX-105”を用いて水性顔料型インクジェット記録用インク組成物を吐出して5cm×5cmのベタ画像を印刷し、得られた画像形成物を目視観察して以下の評価基準で画質を評価した。
評価基準
○:滲みやムラ、スジがない。
△:僅かにムラ、スジが見られる(実用可)。
×:滲みやムラ、スジがあることが目視で分かる(実用不可)。
これに対して、界面活性剤(B)を含有しなかった比較例1によれば、プライマー塗布層の上にインクジェット印刷によりベタ画像印刷したときの印刷性が劣っており、プライマー組成物中、前記ノニオン性界面活性剤(B)の含有割合が、3.0質量%を超えた比較例2においては、得られたプライマー塗布層は透明性に劣り、かつその上に印刷したインクジェットインク組成物の耐滲み性が劣っており、界面活性剤(B)を含有せずにその他の界面活性剤を含有した比較例3はプライマー組成物の保存安定性に劣るために、プライマー組成物を塗布することができず、同じく比較例4及び5によれば、塗布安定性、インクジェット印刷時のインクの耐滲み性やベタ画像の印刷性に劣っていた。又樹脂エマルジョンとしてスチレン-アクリル系樹脂エマルジョンを採用した比較例6によれば、プライマー組成物の塗布安定性に劣っており、本発明のプライマー組成物に含まれる組成のプライマー組成物をフレキソ印刷した比較例7によれば、プライマー組成物の塗布均一性、及びプライマー組成物の塗膜の透明性に劣り、かつプライマー組成物の塗膜上にインクジェット印刷を行ったときのインクジェットインク組成物の耐滲み性及びベタ画像の印刷性に劣っていた。さらにプライマー組成物を市販の装置の印刷設定でのインクジェット印刷により基材に塗布した比較例8によれば、塗布適性に劣り、市販の装置を設定そのままで使用できないものであった。
Claims (6)
- 樹脂エマルジョン、凝集促進剤、界面活性剤、及び水を含有するプライマー組成物であって、
前記樹脂エマルジョンはポリオレフィン系樹脂エマルジョン及びウレタン系樹脂エマルジョンから選ばれる少なくとも1種を含有し、
前記界面活性剤は、アセチレン系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤からなる群より選ばれる1つ以上の界面活性剤(A)と、
前記界面活性剤(A)以外のノニオン性界面活性剤(B)を含有し、
前記ノニオン性界面活性剤(B)は、HLB値が10.0以上15.5未満であり、分子内に複数のポリオキシアルキレン基を有するノニオン性界面活性剤であって、さらにポリオキシアルキレン基含有脂肪酸グリセリル、ポリオキシアルキレン基含有脂肪族アミン、及びポリオキシアルキレン基含有ソルビタン脂肪酸エステルからなる群より選ばれる1つ以上のノニオン性界面活性剤であり、
前記プライマー組成物中、前記ノニオン性界面活性剤(B)の含有割合が、3.0質量%以下であることを特徴とするグラビア印刷用プライマー組成物。 - 前記界面活性剤(A)と前記ノニオン性界面活性剤(B)との質量比(界面活性剤(A)/ノニオン性界面活性剤(B))が、0.01以上100以下であることを特徴とする請求項1に記載のグラビア印刷用プライマー組成物。
- 請求項1又は2に記載のグラビア印刷用プライマー組成物から形成されることを特徴とするプライマー層。
- 請求項1又は2に記載のグラビア印刷用プライマー組成物と、水性インクジェット用インク組成物を有することを特徴とするインクセット。
- 請求項4に記載のインクセットを印刷して得られることを特徴とする印刷物。
- 請求項4に記載のインクセットを用いることを特徴とする画像形成方法。
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