JP3780958B2 - 印刷版材料及び印刷版 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷版材料及び印刷版に関し、特に、コンピューター・トゥー・プレート(CTP)方式により画像形成が可能な印刷版材料及びCTP方式により画像形成する印刷版に関する。
【0002】
【従来の技術】
印刷データのデジタル化に伴い、安価で取扱いが容易でPS版と同等の印刷適性を有したCTPが求められている。特に近年、特別な薬剤による現像処理が不要であって、ダイレクトイメージング(DI)機能を備えた印刷機にも適用可能な、いわゆるプロセスレスプレートへの期待が高まっている。
【0003】
プロセスレスプレートの構成としては、PS版と同じアルミ砂目を用いる場合も考えられるが、層構成の自由度やコストダウンの観点から、塗布形成された親水性層を有する種々の方式のプロセスレスプレートが提案されている。
【0004】
プロセスレスプレートの画像形成方式のひとつとして有力であるのが、赤外線レーザー記録であり、大きく分けて、後述するアブレーションタイプと熱融着画像層機上現像タイプ及び熱溶融転写タイプの三種の記録方法が存在する。
【0005】
赤外線レーザー記録では、高解像度画像を短時間で記録することが可能となるが、露光系の装置価格が高いという問題を有している。
【0006】
アブレーションタイプとしては、例えば、特開平8−507727号、同6−186750号、同6−199064号、同7−314934号、同10−58636号、同10−244773号に記載されているものである。これらは、例えば、基材上に親水性層と親油性層とを有し、いずれかの層を表層として積層したものである。表層が親水性層であれば、画像様に露光し、親水性層をアブレートさせて画像様に除去して親油性層を露出することで画像部を形成することができる。ただし、アブレートした表層の飛散物による露光装置内部の汚染が問題となるため、親水性層上にさらに水溶性の保護層を設けて、アブレートした表層の飛散を防止し、印刷機上で保護層とともにアブレートした表層を除去する方式も提案されている。
【0007】
熱融着画像層機上現像タイプとしては、特許2938397号や特許2938397号に開示されているような、親水性層もしくはアルミ砂目上に、画像形成層に熱可塑性微粒子と水溶性の結合剤とを用いたものが挙げられる。しかし、親水性基材としてアルミ砂目を用いた場合には、光熱変換素材(一般的には可視光にも着色している)を画像形成層に添加する必要があり、現像した際に印刷機を汚染する懸念があるため、層構成としては基材上に光熱変換素材を含有した親水性層を形成したものを使用して、画像形成層からは光熱変換素材を除いたものの方が有利である。
【0008】
また、熱溶融転写方式としては、例えば、マンローランド社のDICOwebのような熱転写リボンを用いて、アルミ砂目ではなく、繰り返し使用可能な親水性表面を有する金属スリーブに熱溶融素材を画像様に転写した後、加熱して画像を定着させる方法が挙げられる。
【0009】
このように、赤外線レーザー記録用のプロセスレスプレートとしては、いずれのタイプの記録原理ではあっても、印刷版非画像部の水受容表面として塗布形成された親水性層を用いるがほとんどである。
【0010】
一方、プロセスレスプレートの画像形成方法としては、インクジェット記録方式も有力であり、種々の記録方法や画像形成素材が提案されている。インクジェット記録方式は、現状では赤外線レーザー記録方式ほどの高解像度及び記録速度を得ることはできていないが、装置価格が比較的安価であるという利点も有している。
【0011】
インクジェット記録方式によるプロセスレスプレートは、一般的には親水性表面を有する印刷版材料に、親油性の画像形成素材を画像様に付与し、その後、必要であれば画像定着もしくは画像強度向上のための処理を行って作製される印刷版である。画像形成素材を含む記録用インクとしては、例えば、特開平5−204138号に開示されているような光重合性インク組成物や、特開平9−58144号に開示されているようなホットメルトインク、特開平10−272753号に開示されているような油性インクなどが挙げられ、親水性表面を有する印刷版材料としては、アルミ砂目や親水性層を有する印刷版材料が挙げられるが、インクジェット記録の特徴として、滴下後のインクの広がり抑制やインクの定着性の観点から、被記録材料には適度なインク吸収性が要求され、印刷版材料としては多孔質な親水性層を有する印刷版材料である方が有利である。
【0012】
このように、プロセスレスプレートの種々の画像記録方式には、アルミ砂目を用いた印刷版材料よりも、塗布形成した親水性層を有する印刷版材料が適していると言える。
【0013】
しかしながら、印刷適性において、アルミ砂目に関しては長年にわたる種々の検討がなされた結果、今日の非常に優れた性能を有するまでに至っており、親水性層に関しても、多くの検討がなされているものの、未だにアルミ砂目に匹敵するような十分な機能を有したものは提供されていない。
【0014】
一般に、アルミ砂目は、サブミクロンレベルから数十ミクロンにわたる多重粗さ構造を有しており、この構造が印刷の水インクバランスのラチチュードを広げ、かつ、画像層を印刷時の磨耗から保護して耐刷性を向上させる役割を果たしている。これに対して、親水性層に特定の形状を付与する提案もなされてきており、例えば、特許第3019366号には特定の表面粗さとうねり指数とを有する親水性層が開示されている。また、特開平9−99662号には平均1次粒子径が100nm以下の無機微粒子と水溶性樹脂とから形成され、空隙率30〜80%を有する三次元網目構造の親水性層が開示されている。しかし、これらの親水性層の表面形態は単純な構造であり、アルミ砂目の印刷適性にはおよばないものである。この様に、従来技術では塗布形成された親水性層に対して、多重粗さ構造を持たせることが非常に困難であった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、アルミ砂目に匹敵する耐スクラッチ性、耐ゴムこすり耐性を有し、かつ耐刷性に優れた親水性層を有する印刷版材料及び印刷版を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の目的は、以下の構成により達成された。
【0017】
1.基材上に親水性層を有する印刷版材料において、該親水性層の中心線平均粗さRaが150nm以上、1000nm未満で、かつ該親水性層が下記で定義する有効突起を1mm2当たり500個以上、3000個未満有することを特徴とする印刷版材料。
【0018】
有効突起:3次元的な粗さ曲面の中心粗さ平面から1.0μm高い平面よりも突出している突起部であり、かつ該中心粗さ平面から1.0μm高い平面と、該突起部の粗さ曲面とが交差して形成される突起の直径Dと、中心粗さ平面から1.0μm高い平面からの突出高さHとしたとき、その比率H/Dが0.15以上である突起と定義する。
【0019】
2.前記親水性層の表面粗さのスキューネスRskが2よりも大きいことを特徴とする前記1項記載の印刷版材料。
【0020】
3.前記親水性層が、少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上の無機粒子又は無機素材で被覆された粒子とを有し、かつ下記式(1)で規定する条件を満たすことを特徴とする前記1又は2項に記載の印刷版材料。
【0021】
式(1)
P1−M1>1.0
〔式中、M1は親水性層マトリクス構造の平均膜厚(μm)を表し、P1は親水性層中の粒径が1μm以上である無機粒子又は無機素材で被覆された粒子の平均粒径(μm)を表す。〕
4.基材上に下層と親水性層とをこの順に設けた印刷版材料において、該下層が少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上の無機粒子又は無機素材で被覆された粒子とを有し、該親水性層が親水性マトリクス構造からなり、かつ下記式(2)で規定する条件を満たすことを特徴とする前記1又は2項に記載の印刷版材料。
【0022】
式(2)
P2−(M1+M2)>1.0
〔式中、M1は親水性層マトリクス構造の平均膜厚(μm)、M2は下層マトリクス構造の平均膜厚(μm)を表し、P2は下層中の粒径が1μm以上である無機粒子もしくは無機素材で被覆された粒子の平均粒径(μm)を表す。〕
5.基材上に下層と親水性層とをこの順に設けた印刷版材料において、下層及び親水性層が、少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上の無機粒子又は無機素材で被覆された粒子とを有し、かつ前記式(1)及び式(2)で規定する条件を満たすことを特徴とする前記1又2項に記載の印刷版材料。
【0023】
6.前記親水性層中の親水性マトリクス構造が、規則的な凹凸構造を有することを特徴とする前記1〜5項のいずれか1項に記載の印刷版材料。
【0024】
7.前記親水性層が、多孔質構造であることを特徴とする前記1〜6項のいずれか1項に記載の印刷版材料。
【0025】
8.基材上に、更に熱で画像形成可能な画像形成機能層を有し、かつ基材上のいずれか1層が、光熱変換素材を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の印刷版材料。
【0026】
9.親水性層上に前記画像形成機能層を有し、かつ該画像形成機能層が熱溶融性又は熱融着性微粒子を含有することを特徴とする前記8項記載のの印刷版材料。
【0027】
10.前記1〜7項のいずれか1項に記載の印刷版材料の親水性層上に、画像形成素材を画像様に付与するにより画像を形成することを特徴とする印刷版。
【0028】
11.前記画像が、画像形成素材を含むインクを用いたインクジェット方式により付与して形成されたものであることを特徴とする前記10項記載の印刷版。
【0029】
12.前記画像形成素材を含むインクが、放射線硬化性インクであることを特徴とする前記11項記載の印刷版。
【0030】
13.前記画像が、前記放射線硬化性インクをインクジェット方式により付与した後、光を照射し形成することを特徴とする前記12項記載の印刷版。
【0031】
本発明者は、親水性層における印刷適性及び耐刷性と関連する種々の表面粗さや表面形態のパラメータについて鋭意検討を進めた結果、これらの特性には後述する親水性層の有効突起が関連することを見出した。
【0032】
本発明でいう有効突起とは、平均粗さRaが150nm以上1000nm未満である親水性層において、3次元的な粗さ曲面の中心粗さ平面から1.0μm高い平面よりも突出している突起であり、かつ、中心粗さ平面から1.0μm高い平面と、突起部の粗さ曲面とが交差して形成される突起の直径Dと、中心粗さ平面から1.0μm高い平面からの突出高さHとの比率H/Dが0.15以上である突起を意味する。
【0033】
これは、印刷で実際に水ローラー、インクローラー、ブランケットと接触するのは、印刷版の突起頂点のみであって、突起頂点部、すなわち3次元的な粗さ曲面の中心粗さ平面から1.0μm高い平面よりも突出している突起の表面形態が印刷適性や耐刷性に大きく寄与していることを示すものである。H/D比率を0.15以上としているのは、突起として突き出している構造の曲率が小さい、すなわち突起先端が比較的鋭いことを意味しており、この比較的鋭い突起の種々の性能への寄与がより大きいことを見出した結果、本発明の表面形態パラメータ規定に至ったものである。
【0034】
本発明においては、親水性層が1mm2当たり有効突起を500個以上、3000個未満の範囲で有することで、良好な印刷適性と耐刷性とを両立させることができる。特に、親水性層上に画像層を設けた印刷版において、著しい画像層保護効果を示し、耐刷性を向上させることができるものである。
【0035】
本発明では、平均粗さRaは好ましくは200〜700nmであり、より好ましくは300〜600nmである。また、有効突起数は好ましくは1mm2当たり700個以上、2000個未満である。
【0036】
有効突起が1mm2当たり500個未満では、例えば、印刷条件の変動で非画像部にインクが付着してしまった状態からの汚れの解消に多くの印刷枚数を必要とするようになったり、画像層保護機能が不十分となって、十分な耐刷性が得られない場合がある。また、有効突起が1mm2当たり3000個以上になると、親水性層表面形態において、突起部の比率が多くなりすぎて、画像形成の解像度が低下したり、突起頂点部の画像の磨耗の影響が顕著になって、刷り込んだ際のベタ濃度の低下が見られるようになり、耐刷性の低下を招く結果となる。
【0037】
さらに、本発明においては、上記表面形態の態様に加えて、親水性層表面の形態がスキューネスRskで2よりも大きいことが好ましい態様である。スキューネスRskとは、粗さ表面の高さ分布が正規分布からどの程度ずれているかを示す指標であり、高さ分布が正規分布であれば値は0となり、凹部を組合わせて形成されたような表面では値が負に、凸部を組合わせて形成されたような表面では値は正となる。本発明においては、有効突起を有する親水性層表面のRskは正の値となるが、特に、上述の有効突起個数の規定範囲に加えて、Rskが2よりも大きくなる表面形態を有する場合に、さらに良好な画像層保護効果を示し、耐刷性を向上させる。
【0038】
本発明の印刷版材料に用いられる親水性層としては、前述の表面形態パラメータを有し、かつ、親水性層が少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上の無機粒子もしくは無機素材で被覆された粒子とを有し、かつ、前記式(1)を規定する条件を満たしていることが好ましい態様である。
【0039】
ここでいう親水性マトリクス構造とは、有機バインダ、無機バインダ、その他造膜素材などから形成された、水に不溶でかつ親水性を呈する塗膜のことを意味する。親水性層には粒径が1μm未満の粒子を含有させることもできるが、粒径1μm未満の粒子は親水性マトリクスに含まれるものとする。
【0040】
親水性層の親水性マトリクス構造部分と、粒径が1μm以上である粒子との配合比と塗布量とを調整することで、本発明に係る表面形態パラメータ範囲と前記式1との条件を満たすことができる。
【0041】
本発明の印刷版材料において、下層と親水性層とを有する態様における親水性層の表面形態パラメータとしては、下層に1μm以上の粒子を配合することで調整することもできる。下層が、少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上である無機粒子又は無機素材で被覆された粒子とを有し、かつ親水性層が親水性マトリクス構造からなり、かつ前記式(2)で規定する条件を満たしていることが好ましい態様である。
【0042】
下層の親水性マトリクス構造成分と、粒径が1μm以上である粒子との配合比と塗布量とを適宜調整し、かつ親水性層の塗布量を適宜調整することで、本発明に係る表面形態パラメータ範囲と前記式(2)で規定する条件を満たすことができる。
【0043】
本発明の印刷版材料に係る親水性層の表面形態パラメータは、下層と親水性層とを有する態様においては、下層及び親水性層に粒径が1μm以上の粒子を配合することで調整することもできる。下層及び親水性層が少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上である無機粒子又は無機素材で被覆された粒子とを有し、かつ前記式(1)、前記式(2)で規定する条件を満たしていることが好ましい態様である。下層及び親水性層に粒径が1μm以上の粒子を配合し、それぞれの粒径分布を調整することで、多重粗さ構造を有する親水性層表面形態を形成することが可能となる。
【0044】
本発明では、下層の親水性マトリクス構造成分と、粒径が1μm以上の粒子との配合比と塗布量とを適宜調整し、かつ親水性層の親水性マトリクス構造成分と、粒径が1μm以上の粒子との配合比と塗布量とを適宜調整することで、本発明に係る表面形態パラメータ範囲と前記式(2)で規定する条件とを満たすことができる。
【0045】
また、本発明に係る親水性層の好ましい態様としては、親水性層の親水性マトリクス構造部が、規則的な凹凸構造を有しているものが挙げられる。親水性マトリクス構造部の規則的な凹凸構造とは、上記の粒子による粗さ形成とは異なり、より凹凸ピッチが細かく、凹凸で形成される傾斜もなだらかなものであることが好ましい。凹凸ピッチとしては、0.1〜20μmであることが好ましく、0.5μm〜10μmであることがより好ましい。
【0046】
このような規則的な凹凸構造は、親水性マトリクスを構成する素材として1μm未満の粒径からなる粒子を配合することや、後述するような親水性マトリクス構造部の塗布乾燥時の相分離により形成することができる。
【0047】
このようなピッチの細かい凹凸構造をさらに重畳させることで、親水性層表面形態として、より複雑な多重粗さ構造を付与することが可能となり、印刷性能は著しく向上する。
【0048】
さらに、本発明に係る親水性層の他の好ましい態様として、多孔質であることが挙げられる。適度に多孔質であることにより、親水性層の表面積が増大し、親水性が向上し、かつ保水性も向上する。
【0049】
また、後述するいくつかの画像形成方式と組合わせた場合に、適度な多孔質性によって、画像の浸透固着による画像強度の向上効果を得ることができる。
【0050】
本発明において、親水性層の多孔質化は後述する多孔質化素材を添加することにより達成することができる。
【0051】
本発明においては、多孔質度としては空隙率で5〜70%が好ましく、10〜50%がさらに好ましい。空隙率が5%未満では、印刷性能や画像強度向上効果が不十分であり、また、70%を超えると親水性層自体の強度低下を招いて耐刷性が低下するため、好ましくない。
【0052】
本発明の印刷版材料の態様のひとつとして、前述の親水性層からなる構成あるいは親水性層と下層とからなる構成の他に、基材上に更に熱で画像形成可能な画像形成機能層を設け、かつ基材上のいずれかの層に光熱変換素材を含有する態様が挙げられる。この態様は赤外線レーザーによる画像記録に適した態様である。
【0053】
上記態様には、親水性層よりも基材に近い側に光熱変換素材を含有した親油性のアブレーション層を設けたアブレーションタイプの印刷版材料も含まれる。アブレーションタイプの印刷版材料としても、本発明に係る表面形態を有する親水性層を設けることで、優れた印刷性能と耐刷性とを得ることができる。
【0054】
また、本発明の印刷版材料において、赤外線レーザー記録用としてのより好ましい態様としては、親水性層上に画像形成機能層を有し、かつ、画像形成機能層が熱溶融性及びまたは熱融着性微粒子を含有するものである。この態様では、光熱変換素材は、親水性層にも画像形成機能層にも含有させることが可能であるが、光熱変換素材が可視光で着色している場合は、親水性層もしくは親水性層及びまたは下層に含有させることが好ましい。これは、この態様では未露光部の画像形成機能層は、印刷機上で湿し水やインクによって除去される場合に、印刷物の色濁りが懸念されるためである。
【0055】
この態様の画像形成機能層は、後述するような親油性の画像形成素材を含む熱溶融性及びまたは熱融着性微粒子を含有する。粒子形態を有していることで、未露光部では親水性層上から除去されやすい状態となっているが、露光部では微粒子が溶融、融着し粒子同士が一体化して親水性層上に固定化されることで除去されにくくなり、画像として機能する。特に、溶融時の粘度の低い熱溶融性微粒子と多孔質な親水性層とを組合わせることにより、露光部では溶融した画像形成素材が多孔質な親水性層内部へと浸透し、より強固な画像を形成する。
【0056】
この態様の画像形成機能層の付量は、0.1〜5g/m2であることが好ましく、0.2〜2g/m2であることがより好ましく、0.3〜1.0g/m2であることがさらに好ましい。
【0057】
また、この態様の画像形成機能層は、未露光部及び露光部ともに親水性層及びまたは下層によって形成される有効突起により保護される。すなわち、外力が直接作用しにくい形態であることが好ましく、画像形成機能層表面の大部分が有効突起頂点よりも低い位置にあることが好ましく、有効突起頂点よりも低い位置にあることで、印刷前の種々の取り扱いでの圧力やこすりの影響で熱溶融性または熱融着性微粒子が押しつぶされたりこすり付けられたりして、親水性層上に固着し、汚れとなるような現象を抑制する効果が得られる。更に、印刷時においては、水ローラー、インクローラー、ブランケット胴との接触から画像部を保護し、耐刷性を大きく向上させる効果が得られる。
【0058】
本発明の印刷版は、本発明の印刷版材料の親水性層上に画像形成素材を画像様に付与することにより画像を形成した印刷版である。
【0059】
画像形成は、前述の赤外線レーザーによる画像形成素材の熱溶融転写により行うことも可能であるが、インクジェット方式によって行うことがより好ましい態様である。この場合の親水性層は、インクの適度な浸透によるより強固な固定化を得るために多孔質であることが好ましい。
【0060】
インクジェット方式による画像形成素材を含有するインクの付与は、公知の方法によって行うことができる。また、画像形成素材を含有するインクとしては公知の種々のインクを用いることが可能であるが、後述する放射線硬化性インクであることがより好ましい態様である。画像形成素材として、放射線硬化性インクを用いる場合には、親水性層上に放射線硬化性インクが付与された直後に、そのインクを硬化させることが可能な波長を含む光を照射することが好ましい。
【0061】
次に、本発明の印刷版材料を構成する主要な構成因子、画像形成方法、放射線硬化インク、インクジェット記録方法について説明する。
【0062】
《親水性層》
本発明の印刷版材料の親水性層に用いられる素材は、下記のようなものが挙げられる。
【0063】
(親水性層マトリクスを形成する素材)
親水性層マトリクスを形成する素材としては、金属酸化物が好ましい。金属酸化物としては、金属酸化物微粒子を含むことが好ましく、例えば、コロイダルシリカ、アルミナゾル、チタニアゾル、その他の金属酸化物のゾルが挙げられる。該金属酸化物微粒子の形態としては、球状、針状、羽毛状、その他の何れの形態でも良く、平均粒径としては、3〜100nmであることが好ましく、平均粒径が異なる数種の金属酸化物微粒子を併用することもできる。又、粒子表面に表面処理がなされていても良い。
【0064】
上記金属酸化物微粒子は、その造膜性を利用して結合剤としての使用が可能である。有機の結合剤を用いるよりも親水性の低下が少なく、親水性層への使用に適している。
【0065】
本発明では、上記の中でも特にコロイダルシリカが好ましく使用できる。コロイダルシリカは、比較的低温の乾燥条件であっても造膜性が高いという利点があり、良好な強度を得ることができる。本発明で用いることのできるコロイダルシリカとしては、後述するネックレス状コロイダルシリカ、平均粒径20nm以下の微粒子コロイダルシリカを含むことが好ましく、さらに、コロイダルシリカはコロイド溶液としてアルカリ性を呈することが好ましい。
【0066】
本発明に用いられるネックレス状コロイダルシリカとは、一次粒子径がnmのオーダーである球状シリカの水分散系の総称である。本発明に用いられるネックレス状コロイダルシリカとは、一次粒粒子径が10〜50nmの球状コロイダルシリカが50〜400nmの長さに結合した「パールネックレス状」のコロイダルシリカを意味する。パールネックレス状(即ち真珠ネックレス状)とは、コロイダルシリカのシリカ粒子が連なって結合した状態のイメージが、真珠ネックレスの様な形状をしていることを意味している。ネックレス状コロイダルシリカを構成するシリカ粒子同士の結合は、シリカ粒子表面に存在する−SiOH基が脱水結合した−Si−O−Si−と推定される。ネックレス状のコロイダルシリカとしては、具体的には日産化学工業(株)製の「スノーテックス−PS」シリーズなどが挙げられ、製品名としては「スノーテックス−PS−S(連結した状態の平均粒子径は110nm程度)」、「スノーテックス−PS−M(連結した状態の平均粒子径は120nm程度)」及び「スノーテックス−PS−L(連結した状態の平均粒子径は170nm程度)」があり、これらにそれぞれ対応する酸性の製品が「スノーテックス−PS−S−O」、「スノーテックス−PS−M−O」及び「スノーテックス−PS−L−O」である。
【0067】
ネックレス状コロイダルシリカを添加することにより、層の多孔性を確保しつつ、強度を維持することが可能となり、親水性層マトリクスの多孔質化材として好ましく使用できる。これらの中でも、アルカリ性である「スノーテックスPS−S」、「スノーテックスPS−M」、「スノーテックスPS−L」を用いると、親水性層の強度が向上し、また、印刷枚数が多い場合でも地汚れの発生が抑制され、特に好ましい。
【0068】
また、コロイダルシリカは、粒子径が小さいほど結合力が強くなることが知られており、本発明では平均粒径が20nm以下であるコロイダルシリカを用いることが好ましく、3〜15nmであることが更に好ましい。又、前述のようにコロイダルシリカの中ではアルカリ性のものが、地汚れ発生を抑制する効果が高く特に好ましい。平均粒径がこの範囲にあるアルカリ性のコロイダルシリカとしては、例えば、日産化学社製の「スノーテックス−20(粒子径10〜20nm)」、「スノーテックス−30(粒子径10〜20nm)」、「スノーテックス−40(粒子径10〜20nm)」、「スノーテックス−N(粒子径10〜20nm)」、「スノーテックス−S(粒子径8〜11nm)」、「スノーテックス−XS(粒子径4〜6nm)」が挙げられる。
【0069】
平均粒径が20nm以下であるコロイダルシリカは、前述のネックレス状コロイダルシリカと併用することで、形成する層の多孔質性を維持しながら、強度をさらに向上させることが可能となり、特に好ましい。
【0070】
平均粒径が20nm以下であるコロイダルシリカ/ネックレス状コロイダルシリカの比率は95/5〜5/95が好ましく、70/30〜20/80がより好ましく、60/40〜30/70が更に好ましい。
【0071】
本発明において、親水性層マトリクス構造の多孔質化材として、粒径が1μm未満の多孔質金属酸化物粒子を含有することができる。多孔質金属酸化物粒子としては、以下に記載の多孔質シリカ又は多孔質アルミノシリケート粒子もしくはゼオライト粒子を好ましく用いることができる。
【0072】
〈多孔質シリカ多孔質シリカ又は多孔質アルミノシリケート粒子〉
多孔質シリカ粒子は、一般に湿式法又は乾式法により製造される。湿式法では、ケイ酸塩水溶液を中和して得られるゲルを乾燥、粉砕するか、もしくは中和して析出した沈降物を粉砕することで得ることができる。乾式法では、四塩化珪素を水素と酸素と共に燃焼し、シリカを析出することで得られる。これらの粒子は製造条件の調整により、多孔性や粒径を制御することが可能である。多孔質シリカ粒子としては、湿式法のゲルから得られるものが特に好ましい。
【0073】
多孔質アルミノシリケート粒子は、例えば、特開平10−71764号に記載されている方法により製造される。即ち、アルミニウムアルコキシドと珪素アルコキシドを主成分として加水分解法により合成された非晶質な複合体粒子である。粒子中のアルミナとシリカの比率は1:4〜4:1の範囲で合成することが可能である。又、製造時にその他の金属のアルコキシドを添加して3成分以上の複合体粒子として製造したものも本発明に使用できる。これらの複合体粒子も製造条件の調整により多孔性や粒径を制御することが可能である。
【0074】
粒子の多孔性としては、細孔容積で0.5ml/g以上であることが好ましく、0.8ml/g以上であることがより好ましく、1.0〜2.5ml/gであることが更に好ましい。細孔容積は、塗膜の保水性と密接に関連しており、細孔容積が大きいほど保水性が良好となって印刷時に汚れにくく、水量ラチチュードも広くなるが、2.5ml/gよりも大きくなると粒子自体が非常に脆くなるため塗膜の耐久性が低下する。逆に、細孔容積が0.5ml/g未満の場合には、印刷性能がやや不十分となる場合がある。
【0075】
〈ゼオライト粒子〉
ゼオライトは、結晶性のアルミノケイ酸塩であり、細孔径が0.3〜1nmの規則正しい三次元網目構造の空隙を有する多孔質体である。天然及び合成ゼオライトを合わせた一般式は、次のように表される。
【0076】
(M1、(M2)0.5)m(AlmSinO2)(m+n)・xH2O
ここで、M1、M2は交換性のカチオンであって、M1はLi+、Na+、K+、Tl+、Me4N+(TMA)、Et4N+(TEA)、Pr4N+(TPA)、C7H15N2+、C8H16N+等であり、M2はCa2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、C8H18N2 2+等である。又、n≧mであり、m/nの値つまりはAl/Si比率は1以下となる。Al/Si比率が高いほど交換性カチオンの量が多く含まれるため極性が高く、従って親水性も高い。好ましいAl/Si比率は0.4〜1.0であり、更に好ましくは0.8〜1.0である。xは整数を表す。
【0077】
本発明で使用するゼオライト粒子としては、Al/Si比率が安定しており、又粒径分布も比較的シャープである合成ゼオライトが好ましく、例えばゼオライトA:Na12(Al12Si12O48)・27H2O;Al/Si比率1.0、ゼオライトX:Na86(Al86Si106O384)・264H2O;Al/Si比率0.811、ゼオライトY:Na56(Al56Si136O384)・250H2O;Al/Si比率0.412等が挙げられる。
【0078】
Al/Si比率が0.4〜1.0である親水性の高い多孔質粒子を含有することで、親水性層自体の親水性も大きく向上し、印刷時に汚れにくく、水量ラチチュードも広くなる。又、指紋跡の汚れも大きく改善される。Al/Si比率が0.4未満では親水性が不充分であり、上記性能の改善効果が小さくなる。
【0079】
また、本発明の印刷版材料の親水性層マトリクス構造は、層状粘土鉱物粒子を含有することができる。該層状鉱物粒子としては、例えば、カオリナイト、ハロイサイト、タルク、スメクタイト(モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サボナイト等)、バーミキュライト、マイカ(雲母)、クロライトといった粘土鉱物及び、ハイドロタルサイト、層状ポリケイ酸塩(カネマイト、マカタイト、アイアライト、マガディアイト、ケニヤアイト等)等が挙げられる。特に、単位層(ユニットレイヤー)の電荷密度が高いほど極性が高く、親水性も高いと考えられる。好ましい電荷密度としては0.25以上、更に好ましくは0.6以上である。このような電荷密度を有する層状鉱物としては、スメクタイト(電荷密度0.25〜0.6;陰電荷)、バーミキュライト(電荷密度0.6〜0.9;陰電荷)等が挙げられる。特に、合成フッ素雲母は粒径等安定した品質のものを入手することができ好ましい。又、合成フッ素雲母の中でも、膨潤性であるものが好ましく、自由膨潤であるものが更に好ましい。
【0080】
又、上記の層状鉱物のインターカレーション化合物(ピラードクリスタル等)や、イオン交換処理を施したもの、表面処理(シランカップリング処理、有機バインダとの複合化処理等)を施したものも使用することができる。
【0081】
平板状層状鉱物粒子のサイズとしては、層中に含有されている状態で(膨潤工程、分散剥離工程を経た場合も含めて)、平均粒径(粒子の最大長)が1μm未満であり、平均アスペクト比が50以上であることが好ましい。粒子サイズが上記範囲にある場合、薄層状粒子の特徴である平面方向の連続性及び柔軟性が塗膜に付与され、クラックが入りにくく乾燥状態で強靭な塗膜とすることができる。また、粒子物を多く含有する塗布液においては、層状粘土鉱物の増粘効果によって、粒子物の沈降を抑制することができる。粒子径が上記範囲より大きくなると、塗膜に不均一性が生じて、局所的に強度が弱くなる場合がある。又、アスペクト比が上記範囲以下である場合、添加量に対する平板状の粒子数が少なくなり、増粘性が不充分となり、粒子物の沈降を抑制する効果が低減する。
【0082】
層状鉱物粒子の含有量としては、層全体の0.1〜30質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることがより好ましい。特に膨潤性合成フッ素雲母やスメクタイトは少量の添加でも効果が見られるため好ましい。層状鉱物粒子は、塗布液に粉体で添加してもよいが、簡便な調液方法(メディア分散等の分散工程を必要としない)でも良好な分散度を得るために、層状鉱物粒子を単独で水に膨潤させたゲルを調製した後、塗布液に添加することが好ましい。
【0083】
本発明の親水性層マトリクスにはその他の添加素材として、ケイ酸塩水溶液も使用することができる。ケイ酸Na、ケイ酸K、ケイ酸Liといったアルカリ金属ケイ酸塩が好ましく、そのSiO2/M2O比率はケイ酸塩を添加した際の塗布液全体のpHが13を超えない範囲となるように選択することが無機粒子の溶解を防止する上で好ましい。
【0084】
また、金属アルコキシドを用いた、いわゆるゾル−ゲル法による無機ポリマーもしくは有機−無機ハイブリッドポリマーも使用することができる。ゾル−ゲル法による無機ポリマーもしくは有機−無機ハイブリッドポリマーの形成については、例えば、「ゾル−ゲル法の応用」(作花済夫著/アグネ承風社発行)に記載されているか、又は本書に引用されている文献に記載されている公知の方法を使用することができる。
【0085】
また、本発明においては、水溶性樹脂を含有してもよい。水溶性樹脂としては、例えば、多糖類、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルエーテル、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル系重合体ラテックス、ビニル系重合体ラテックス、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等の樹脂が挙げられるが、本発明に用いられる水溶性樹脂としては、多糖類を用いることが好ましい。
【0086】
多糖類としては、デンプン類、セルロース類、ポリウロン酸、プルランなどが使用可能であるが、特にメチルセルロース塩、カルボキシメチルセルロース塩、ヒドロキシエチルセルロース塩等のセルロース誘導体が好ましく、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩やアンモニウム塩がより好ましい。これは、親水性層に多糖類を含有させることにより、親水性層の表面形状を好ましい状態形成する効果が得られるためである。
【0087】
親水性層の表面は、PS版のアルミ砂目のように0.1〜20μmピッチの凹凸構造を有することが好ましく、この凹凸により保水性や画像部の保持性が向上する。このような凹凸構造は、親水性層マトリクスに適切な粒径のフィラーを適切な量含有させて形成することも可能であるが、親水性層の塗布液に前述のアルカリ性コロイダルシリカと前述の水溶性多糖類とを含有させ、親水性層を塗布、乾燥させる際に相分離を生じさせて形成することがより良好な印刷適性を有する構造を得ることができ、好ましい。
【0088】
凹凸構造の形態(ピッチ及び表面粗さなど)は、アルカリ性コロイダルシリカの種類及び添加量、水溶性多糖類の種類及び添加量、その他添加材の種類及び添加量、塗布液の固形分濃度、ウエット膜厚、乾燥条件等で適宜コントロールすることが可能である。
【0089】
本発明において、親水性マトリクス構造部に添加される水溶性樹脂は、少なくともその一部が水溶性の状態のまま、水に溶出可能な状態で存在することが好ましい。水溶性の素材であっても、架橋剤等によって架橋し、水に不溶の状態になると、その親水性は低下して印刷適性を劣化させる懸念があるためである。又、さらにカチオン性樹脂を含有しても良く、カチオン性樹脂としては、例えば、ポリエチレンアミン、ポリプロピレンポリアミン等のようなポリアルキレンポリアミン類又はその誘導体、第3級アミノ基や第4級アンモニウム基を有するアクリル樹脂、ジアクリルアミン等が挙げられる。カチオン性樹脂は、微粒子状の形態で添加しても良く、例えば、特開平6−161101号に記載のカチオン性マイクロゲルが挙げられる。
【0090】
また、本発明に係る親水性層の塗布液には、塗布性改善等の目的で水溶性の界面活性剤を含有させることができ、Si系、又はF系等の界面活性剤を使用することができるが、特にSi元素を含む界面活性剤を使用することが印刷汚れを生じる懸念がなく、好ましい。該界面活性剤の含有量は、親水性層全体(塗布液としては固形分)の0.01〜3質量%が好ましく、0.03〜1質量%が更に好ましい。
【0091】
また、本発明に係る親水性層には、リン酸塩を含むことができる。本発明では、親水性層の塗布液がアルカリ性であることが好ましいため、リン酸塩としてはリン酸三ナトリウムやリン酸水素二ナトリウムとして添加することが好ましい。リン酸塩を添加することで、印刷時の網の目開きを改善する効果が得られる。リン酸塩の添加量としては、水和物を除いた有効量として、0.1〜5質量%が好ましく、0.5〜2質量%が更に好ましい。
【0092】
また、後述する光熱変換素材を含有することもできる。光熱変換素材としては、粒子状素材の場合は粒径が1μm未満であることが好ましい。
【0093】
〈粒径が1μm以上の無機粒子もしくは無機素材で被覆された粒子〉
本発明で用いることのできる無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアなど、公知の金属酸化物粒子を用いることができるが、塗布液中での沈降を抑制するために、多孔質な金属酸化物粒子を用いることが好ましい。多孔質な金属酸化物粒子としては、前述の多孔質シリカ粒子や多孔質アルミノシリケート粒子を好ましく用いることができる。
【0094】
また、無機素材で被覆された粒子としては、例えば、ポリメチルメタアクリレートやポリスチレンといった有機粒子を芯材とし、芯材粒子よりも粒径の小さな無機粒子で被覆した粒子が挙げられる。無機粒子の粒径としては、芯材粒子の1/10〜1/100程度であることが好ましい。また、無機粒子としては、同様にシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアなど、公知の金属酸化物粒子を用いることができる。被覆方法としては、種々の公知の方法を用いることができるが、ハイブリダイザのような空気中で芯材粒子と被覆材粒子とを高速に衝突させて芯材粒子表面に被覆材粒子を食い込ませて固定、被覆する乾式の被覆方法を好ましく用いることができる。
【0095】
また、有機粒子の芯材を金属メッキした粒子も用いることができる。このような粒子としては、例えば、樹脂粒子に金メッキを施した積水化学工業社製の「ミクロパールAU」等が挙げられる。
【0096】
粒径は1μm以上でかつ、親水性マトリクス構造の平均膜厚に対して本発明で規定する式(1)の関係を満足することが必要であるが、1〜10μmが好ましく、1.5〜8μmがより好ましく、2μm〜6μmがさらに好ましい。
【0097】
粒径が10μmを超えると、画像形成の解像度の低下や、ブランケット汚れの劣化が生じる懸念がある。本発明では、粒径が1μm以上の粒子の添加量としては、本発明に係る表面形態パラメータを満足するように適宜調整されるが、親水性層全体の1〜50質量%であることが好ましく、5〜40質量%であることがより好ましい。親水性層全体としては、有機樹脂やカーボンブラック等の炭素を含有する素材の含有比率が低いことが親水性を向上させるために好ましく、これらの素材の合計が9質量%未満であることが好ましく、5質量%未満であることがより好ましい。
【0098】
《下層》
本発明において下層を設ける場合には、下層に用いる素材としては、親水性層と同様の素材を用いることができる。ただし、下層は多孔質であることの利点が少なく、また、より無孔質である方が塗膜強度が向上するといった観点から、親水性マトリクス構造を形成する多孔質化材の含有量は、親水性層よりも少ないことが好ましく、含有しないことがより好ましい。
【0099】
下層で用いる粒径が1μm以上の粒子の添加量としては、本発明に係る表面形態パラメータを満足するように適宜調整されるが、下層全体の1〜50質量%であることが好ましく、5〜40質量%であることがより好ましい。
【0100】
下層全体としても親水性層と同様に、有機樹脂やカーボンブラック等の炭素を含有する素材の含有比率が低いことが親水性を向上させるために好ましく、これらの素材の合計が9質量%未満であることが好ましく、5質量%未満であることがより好ましい。
【0101】
《光熱変換素材》
本発明に係る親水性層、下層及びその他に設けられる層には、光熱変換素材を含有することができる。
【0102】
光熱変換素材としては下記のような素材を添加することができる。
(赤外吸収色素)
一般的な赤外吸収色素であるシアニン系色素、クロコニウム系色素、ポリメチン系色素、アズレニウム系色素、スクワリウム系色素、チオピリリウム系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素などの有機化合物、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、アゾ系、チオアミド系、ジチオール系、インドアニリン系の有機金属錯体などが挙げられる。具体的には、特開昭63−139191号、特開昭64−33547号、特開平1−160683号、特開平1−280750号、特開平1−293342号、特開平2−2074号、特開平3−26593号、特開平3−30991号、特開平3−34891号、特開平3−36093号、特開平3−36094号、特開平3−36095号、特開平3−42281号、特開平3−97589号、特開平3−103476号等に記載の化合物が挙げられる。これらは一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0103】
(顔料)
顔料としては、カーボン、グラファイト、金属、金属酸化物等が挙げられる。カーボンとしては、特にファーネスブラックやアセチレンブラックの使用が好ましい。粒度(d50)は100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることが更に好ましい。
【0104】
(グラファイト)
グラファイトとしては、粒径が0.5μm以下、好ましくは100nm以下、更に好ましくは50nm以下の微粒子を使用することができる。
【0105】
(金属)
金属としては、粒径が0.5μm以下、好ましくは100nm以下、更に好ましくは50nm以下の微粒子であれば何れの金属であっても使用することができる。形状としては球状、片状、針状等何れの形状でも良い。特にコロイド状金属微粒子(Ag、Au等)が好ましい。
【0106】
(金属酸化物)
金属酸化物としては、可視光域で黒色を呈している素材、または素材自体が導電性を有するか、半導体であるような素材を使用することができる。前者としては、黒色酸化鉄(Fe3O4)や、前述の二種以上の金属を含有する黒色複合金属酸化物が挙げられる。後者とては、例えば、SbをドープしたSnO2(ATO)、Snを添加したIn2O3(ITO)、TiO2、TiO2を還元したTiO(酸化窒化チタン、一般的にはチタンブラック)などが挙げられる。又、これらの金属酸化物で芯材(BaSO4、TiO2、9Al2O3・2B2O、K2O・nTiO2等)を被覆したものも使用することができる。これらの粒径は、0.5μm以下、好ましくは100nm以下、更に好ましくは50nm以下である。
【0107】
これらの光熱変換素材のうち、二種以上の金属を含有する黒色複合金属酸化物がより好ましい素材として挙げられ、具体的には、Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sb、Baから選ばれる二種以上の金属からなる複合金属酸化物である。これらは、特開平8−27393号公報、特開平9−25126号公報、特開平9−237570号公報、特開平9−241529号公報、特開平10−231441号公報等に開示されている方法により製造することができる。
【0108】
本発明に用いる複合金属酸化物としては、特にCu−Cr−Mn系またはCu−Fe−Mn系の複合金属酸化物であることが好ましい。Cu−Cr−Mn系の場合には、6価クロムの溶出を低減させるために、特開平8−27393号公報に開示されている処理を施すことが好ましい。これらの複合金属酸化物は添加量に対する着色、つまり、光熱変換効率が良好である。
【0109】
これらの複合金属酸化物は、平均一次粒子径が1μm以下であることが好ましく、平均一次粒子径が0.01〜0.5μmの範囲にあることがより好ましい。平均一次粒子径が1μm以下とすることで、添加量に対する光熱変換能がより良好となり、平均一次粒子径が0.01〜0.5μmの範囲とすることで添加量に対する光熱変換能がより良好となる。ただし、添加量に対する光熱変換能は、粒子の分散度にも大きく影響を受け、分散が良好であるほど良好となる。したがって、これらの複合金属酸化物粒子は、層の塗布液に添加する前に、別途公知の方法により分散して、分散液(ペースト)としておくことが好ましい。平均一次粒子径が0.01未満となると分散が困難となるため好ましくない。分散には適宜分散剤を使用することができる。分散剤の添加量は複合金属酸化物粒子に対して0.01〜5質量%が好ましく、0.1〜2質量%がより好ましい。
【0110】
これらの複合金属酸化物の添加量としては、親水性層や下層に対して0.1〜50質量%であり、1〜30質量%が好ましく、3〜25質量%がより好ましい。
【0111】
《熱溶融性及びまたは熱融着性微粒子を含有する画像形成機能層》
本発明に係る熱溶融性及びまたは熱融着性微粒子を含有する画像形成機能層には、以下のような素材を含有させることができる。
【0112】
(熱溶融性微粒子)
本発明に用いられる熱溶融性微粒子とは、熱可塑性素材の中でも特に溶融した際の粘度が低く、一般的にワックスとして分類される素材で形成された微粒子である。物性としては、軟化点40℃以上120℃以下、融点60℃以上150℃以下であることが好ましく、軟化点40℃以上100℃以下、融点60℃以上120℃以下であることが更に好ましい。融点が60℃未満では保存性が問題であり、融点が300℃よりも高い場合はインク着肉感度が低下する。
【0113】
使用可能な素材としては、例えば、パラフィン、ポリオレフィン、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス、脂肪酸系ワックス等が挙げられる。これらは分子量800から10000程度のものであり、また乳化しやすくするためにこれらのワックスを酸化し、水酸基、エステル基、カルボキシル基、アルデヒド基、ペルオキシド基などの極性基を導入することもできる。更には、軟化点を下げたり作業性を向上させるためにこれらのワックスに、例えば、ステアロアミド、リノレンアミド、ラウリルアミド、ミリステルアミド、硬化牛脂肪酸アミド、パルミトアミド、オレイン酸アミド、米糖脂肪酸アミド、ヤシ脂肪酸アミド又はこれらの脂肪酸アミドのメチロール化物、メチレンビスステラロアミド、エチレンビスステラロアミドなどを添加することも可能である。又、クマロン−インデン樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂、アクリル樹脂、アイオノマー、これらの樹脂の共重合体も使用することができる。
【0114】
これらの中でも、ポリエチレン、マイクロクリスタリン、脂肪酸エステル、脂肪酸の何れかを含有することが好ましい。これらの素材は融点が比較的低く、溶融粘度も低いため、高感度の画像形成を行うことができる。又、これらの素材は潤滑性を有するため、印刷版材料の表面に剪断力が加えられた際のダメージが低減し、擦りキズ等による印刷汚れ耐性が向上する。
【0115】
又、熱溶融性微粒子は水に分散可能であることが好ましく、その平均粒径は0.01〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.1〜3μmである。平均粒径が0.01μmよりも小さい場合、熱溶融性微粒子を含有する層の塗布液を後述する多孔質な親水性層上に塗布した際に、熱溶融性微粒子が親水性層の細孔中に入り込んだり、親水性層表面の微細な凹凸の隙間に入り込んだりしやすくなり、機上現像が不十分になって、地汚れの懸念が生じる。熱溶融性微粒子の平均粒径が10μmよりも大きい場合には、解像度が低下する。
【0116】
また、熱溶融性微粒子は内部と表層との組成が連続的に変化していたり、もしくは異なる素材で被覆されていてもよい。被覆方法は、公知のマイクロカプセル形成方法、ゾルゲル法等が使用できる。
【0117】
構成層中での熱溶融性微粒子の含有量としては、層全体の1〜90質量%が好ましく、5〜80質量%がさらに好ましい。
【0118】
(熱融着性微粒子)
本発明で用いることもできる熱融着性微粒子としては、熱可塑性疎水性高分子重合体微粒子が挙げられ、該熱可塑性疎水性高分子重合体粒子の軟化温度に特定の上限はないが、温度は高分子重合体微粒子の分解温度より低いことが好ましい。また、高分子重合体の重量平均分子量(Mw)は10、000〜1、000、000の範囲であることが好ましい。
【0119】
高分子重合体微粒子を構成する高分子重合体の具体例としては、例えば、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン−ブタジエン共重合体等のジエン(共)重合体類、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体等の合成ゴム類、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート−(2−エチルヘキシルアクリレート)共重合体、メチルメタクリレート−メタクリル酸共重合体、メチルアクリレート−(N−メチロールアクリルアミド)共重合体、ポリアクリロニトリル等の(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸(共)重合体、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル−プロピオン酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体等のビニルエステル(共)重合体、酢酸ビニル−(2−エチルヘキシルアクリレート)共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン等及びそれらの共重合体が挙げられる。これらのうち、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸(共)重合体、ビニルエステル(共)重合体、ポリスチレン、合成ゴム類が好ましく用いられる。
【0120】
高分子重合体微粒子は、乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法、気相重合法等、公知の何れの方法で重合された高分子重合体からなるものでもよい。溶液重合法又は気相重合法で重合された高分子重合体を微粒子化する方法としては、高分子重合体の有機溶媒に溶解液を不活性ガス中に噴霧、乾燥して微粒子化する方法、高分子重合体を水に非混和性の有機溶媒に溶解し、この溶液を水又は水性媒体に分散、有機溶媒を留去して微粒子化する方法等が挙げられる。又、熱溶融性微粒子、熱融着性微粒子は、何れの方法においても、必要に応じ重合あるいは微粒子化の際に分散剤、安定剤として、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール等の界面活性剤やポリビニルアルコール等の水溶性樹脂を用いてもよい。また、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等を含有させても良い。
【0121】
又、熱可塑性微粒子は水に分散可能であることが好ましく、その平均粒径は0.01〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.1〜3μmである。平均粒径が0.01μmよりも小さい場合、熱溶融性微粒子を含有する層の塗布液を後述する多孔質な親水性層上に塗布した際に、熱溶融性微粒子が親水性層の細孔中に入り込んだり、親水性層表面の微細な凹凸の隙間に入り込んだりしやすくなり、機上現像が不十分になって、地汚れの懸念が生じる。熱溶融性微粒子の平均粒径が10μmよりも大きい場合には、解像度が低下する。
【0122】
又、熱可塑性微粒子は内部と表層との組成が連続的に変化していたり、もしくは異なる素材で被覆されていてもよい。被覆方法は公知のマイクロカプセル形成方法、ゾルゲル法等が使用できる。
【0123】
構成層中の熱可塑性微粒子の含有量としては、層全体の1〜90質量%が好ましく、5〜80質量%がさらに好ましい。
【0124】
(水溶性素材)
本発明に係る熱溶融性及びまたは熱融着性微粒子を含有する画像形成機能層には、さらに水溶性素材を含有することができる。水溶性素材を含有することにより、印刷機上で湿し水やインクを用いて未露光部の画像形成機能層を除去する際に、その除去性を向上させることができる。
【0125】
水溶性素材としては、親水性層に含有可能な素材として挙げた水溶性樹脂を用いることもできるが、本発明の画像形成機能層としては、糖類を用いることが好ましく、特にオリゴ糖を用いることが好ましい。オリゴ糖は水に速やかに溶解するため、印刷装置上での未露光部の画像形成機能層の除去も非常に速やかとなり、特別な除去操作を意識することなく、通常のPS版の刷出し操作と同様の操作で刷出すことで除去可能であり、刷出しの損紙が増加することもない。また、オリゴ糖は親水性層の親水性を低下させる懸念もなく、親水性層の良好な印刷適性を維持することができる。オリゴ糖は水に可溶の一般に甘みを有する結晶性物質で、数個の単糖がグリコシド結合によって脱水縮合したものである。オリゴ糖は糖をアグリコンとする一種のo−グリコシドであるから、酸で容易に加水分解されて単糖を生じ、生成する単糖の分子数によって二糖、三糖、四糖、五糖などに分類される。本発明におけるオリゴ糖とは、二糖〜十糖までのものをいう。
【0126】
これらのオリゴ糖は、還元基の有無によって、還元性オリゴ糖と非還元性オリゴ糖とに大別され、又単一の単糖から構成されているホモオリゴ糖と、2種類以上の単糖から構成されているヘテロオリゴ糖にも分類される。オリゴ糖は、遊離状又は配糖類として天然に存在し、又多糖の酸又は酵素による部分加水分解によっても得られる。この他酵素によるグリコシル転移によっても種々のオリゴ糖が生成する。
【0127】
オリゴ糖は通常雰囲気中では水和物として存在することが多い。又、水和物と無水物とでは融点が異なり、例を挙げると表1に示す通りである。
【0128】
【表1】
【0129】
本発明では、糖類を含有する層を水溶液で塗布形成することが好ましいため、水溶液から形成された場合は、層中に存在するオリゴ糖が水和物を形成するオリゴ糖である場合は、その融点は水和物の融点であると考えられる。このように、比較的低融点を有しているため、熱溶融微粒子が溶融する温度範囲や熱融着微粒子が融着する温度範囲でオリゴ糖も溶融し、熱溶融微粒子の多孔質親水性層への溶融浸透や熱融着微粒子の融着といった画像形成を妨げることがない。
【0130】
オリゴ糖の中でもトレハロースは、比較的純度の高い状態のものが工業的に安価に入手可能可能であり、水への溶解度が高いにもかかわらず、吸湿性は非常に低く、機上現像性及び保存性共に非常に良好である。
【0131】
又、オリゴ糖水和物を熱溶融させて水和水を除去した後に凝固させると(凝固後短時間のうちは)無水物の結晶となるが、トレハロースは水和物よりも無水物の融点が100℃以上も高いことが特徴的である。これは赤外線露光で熱溶融し、再凝固した直後は露光済部は高融点で溶融しにくい状態となることを意味し、バンディング等の露光時の画像欠陥を起こしにくくする効果がある。本発明の目的を達成するには、オリゴ糖の中でも特にトレハロースが好ましい。
【0132】
構成層中のオリゴ糖の含有量としては、層全体の1〜90質量%が好ましく、10〜80質量%がさらに好ましい。
【0133】
《赤外線による画像形成》
本発明のひとつの態様の印刷版材料の画像形成は、熱により行うことができるが、特に赤外線レーザーによる露光によって画像形成を行うことが好ましい。
【0134】
本発明に関する露光に関し、より具体的には、赤外及び/または近赤外領域で発光する、すなわち700〜1500nmの波長範囲で発光するレーザーを使用した走査露光が好ましい。レーザーとしてはガスレーザーを用いてもよいが、近赤外領域で発光する半導体レーザーを使用することが特に好ましい。
【0135】
本発明において、走査露光に好適な装置としては、半導体レーザーを用いてコンピュータからの画像信号に応じて印刷版材料表面に画像を形成可能な装置であればどのような方式の装置であってもよい。
【0136】
一般的には、
(1)平板状保持機構に保持された印刷版材料に一本もしくは複数本のレーザービームを用いて2次元的な走査を行って印刷版材料全面を露光する方式、
(2)固定された円筒状の保持機構の内側に、円筒面に沿って保持された印刷版材料に、円筒内部から一本もしくは複数本のレーザービームを用いて円筒の周方向(主走査方向)に走査しつつ、周方向に直角な方向(副走査方向)に移動させて印刷版材料全面を露光する方式、
(3)回転体としての軸を中心に回転する円筒状ドラム表面に保持された印刷版材料に、円筒外部から一本もしくは複数本のレーザービームを用いてドラムの回転によって周方向(主走査方向)に走査しつつ、周方向に直角な方向(副走査方向)に移動させて印刷版材料全面を露光する方式があげられる。
【0137】
本発明に関しては、特に(3)項記載の走査露光方式が好ましく、特に印刷装置上で露光を行う装置においては、(3)項記載の露光方式が用いられる。
【0138】
《親油性素材を画像様に付与する方法》
また、本発明の印刷版材料においては、その親水性層表面に直接、親油性素材を画像様に付与することによっても画像形成が可能である。
【0139】
親油性素材を画像様に付与する方法のひとつとして、公知の熱転写方式を用いる方法が挙げられる。具体的には熱転写方式のプリンタを用いて、サーマルヘッドにより熱溶融性インク層を有するインクリボンから熱溶融性インクを親水性層表面に画像様に転写させる方法が挙げられる。
【0140】
また、赤外線レーザー熱溶融転写方式のデジタルプルーフ装置を用いて、露光ドラム上に印刷版材料を親水性層を外側にして巻付け、その上にさらに熱溶融性インク層を有したインクシートをインク面を親水性層に接して巻付け、画像様に赤外線レーザーで露光し、熱溶融性インクを親水性層表面に画像様に転写させる方法も挙げることができる。この場合、光熱変換素材は親水性層が含有していてもよいし、インクシート側がいずれかの層に含有していてもよいし、両者ともに含有していてもよい。
【0141】
親水性層上に熱溶融性のインクで画像を形成した後に、印刷版材料を加熱して、親水性層と画像との接着をより強固なものとすることもできる。親水性層が光熱変換素材を含有している場合には、この加熱処理を赤外線レーザー照射や公知のキセノンランプ等によるフラッシュ露光を用いて行うこともできる。
【0142】
もうひとつの方法としては、公知のインクジェット方式を用いる方法が挙げられる。用いるインクとしては、特許2995075号公報に開示されている油性インクや、特開平10−24550号公報に開示されているようなホットメルトインクや、特開平10−157053号公報に開示されているような常温で固体かつ疎水性の樹脂粒子が分散された油性インク、あるいは常温で固体かつ疎水性の熱可塑性樹脂粒子が分散された水性インク等を用いることができるが、本発明の態様としては、放射線硬化性インクを好ましく用いることができる。
【0143】
《放射線硬化性インク》
本発明において用いることができる放射線硬化性インクは、少なくとも重合性化合物から構成される。また、可視画性を得る目的で色材を添加することもできる。
【0144】
色材としては、重合性化合物の主成分に溶解または分散できる色材、つまりは種々の染料、顔料を使用することができ、顔料を添加する場合には、その分散性が着色度に大きな影響を与えるため、適宜分散を行う。顔料の分散には、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。また、顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤は高分子分散剤を用いることが好ましい高分子分散剤としてはZeneca社のSolsperseシリーズが挙げられる。また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料100質量部に対し、1〜50質量部添加することが好ましい。分散媒体は溶剤または重合性化合物で行うが、本発明に用いる照射線硬化型インクは、インク着弾直後に反応・硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。溶剤が硬化画像に残ってしまうと、耐溶剤性の劣化、残留する溶剤のVOCの問題が生じる。よって、分散媒体は溶剤では無く重合性化合物、その中でも最も粘度の低いモノマーを選択することが分散適性上好ましい。
【0145】
分散は、平均粒径を0.08〜0.5μmとすることが好ましく、最大粒径は0.3〜10μm、好ましくは0.3〜3μmとなるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を維持することができる。色材はインク全体の0.1質量%乃至10質量%の添加量が好ましい。
【0146】
放射線重合性化合物は、ラジカル重合性化合物、例えば、特開平7−159983号、特公平7−31399号、特開平8−224982号、特開平10−863号等の各号公報に記載されている光重合性組成物を用いた光硬化型材料と、カチオン重合系の光硬化性樹脂が知られており、最近では可視光以上の長波長域に増感された光カチオン重合系の光硬化性樹脂として、例えば、特開平6−43633号、特開平8−324137号公報等に公開されている。
【0147】
ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物であり、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する化合物であればどの様なものでもよく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の化学形態をもつものが含まれる。ラジカル重合性化合物は1種のみ用いてもよく、また目的とする特性を向上するために任意の比率で2種以上を併用してもよい。また、単官能化合物よりも官能基を2つ以上持つ多官能化合物の方がより好ましい。更に好ましくは多官能化合物を2種以上併用して用いることが、反応性、物性などの性能を制御する上で好ましい。
【0148】
ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エステル、ウレタン、アミドや無水物、アクリロニトリル、スチレン、さらに種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン等のラジカル重合性化合物が挙げられる。具体的には、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、カルビトールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エポキシアクリレート等のアクリル酸誘導体、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン等のメタクリル誘導体、その他、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物の誘導体が挙げられ、さらに具体的には、山下晋三編,「架橋剤ハンドブック」、(1981年大成社);加藤清視編,「UV・EB硬化ハンドブック(原料編)」(1985年、高分子刊行会);ラドテック研究会編、「UV・EB硬化技術の応用と市場」,79頁,(1989年、シーエムシー);滝山栄一郎著,「ポリエステル樹脂ハンドブック」,(1988年、日刊工業新聞社)等に記載の市販品もしくは業界で公知のラジカル重合性ないし架橋性のモノマー、オリゴマー及びポリマーを用いることができる。上記ラジカル重合性化合物の添加量は好ましくは1〜97質量%であり、より好ましくは30〜95質量%である。
【0149】
カチオン重合系光硬化樹脂としては、カチオン重合により高分子化の起こるタイプのモノマー(主にエポキシタイプ)、エポキシタイプの紫外線硬化性プレポリマー、1分子内にエポキシ基を2個以上含有するプレポリマー等を挙げることができる。このようなプレポリマーとしては、例えば、脂環式ポリエポキシド類、多塩基酸のポリグリシジルエステル類、多価アルコールのポリグリシジルエーテル類、ポリオキシアルキレングリコールのポリグリシジルエーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル類の水素添加化合物類、ウレタンポリエポキシ化合物類及びエポキシ化ポリブタジエン類等を挙げることができる。これらのプレポリマーは、その一種を単独で使用することもできるし、また、その二種以上を混合して使用することもできる。
【0150】
本発明において重合性化合物は、(メタ)アクリル系モノマーあるいはプレポリマー、エポキシ系モノマーあるいはプレポリマー、ウレタン系モノマーあるいはプレポリマー等が好ましく用いられるが、更に好ましくは下記化合物である。2−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、2−アクリロイロキシエチルフタル酸、メトキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、2−アクリロイロキシエチルコハク酸、ノニルフェノールEO付加物アクリレート、変性グリセリントリアクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、変性ビスフェノールAジアクリレート、フェノキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートトリレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ラクトン変性可トウ性アクリレート、ブトキシエチルアクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、2−ヒドロキシエチルアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ステアリルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレートを挙げることができる。
【0151】
これらのアクリレート化合物は、従来UV硬化型インクに用いられてきた重合性化合物より、皮膚刺激性や感作性(かぶれ)が小さく、比較的粘度を下げることが出来、安定したインク射出性が得られ、重合感度、記録媒体との密着性も良好である。上記化合物群を20〜95質量%、好ましくは50〜95質量%、更に好ましくは70〜95質量%用いる。
【0152】
上述した重合性化合物に列挙しているモノマーは低分子量であっても、感作性が小さいものであり、なおかつ反応性が高く、粘度が低く、親水性層への浸透性、密着性に優れる。
【0153】
更に感度、滲み、親水性層との密着性をより改善するためには、上述したモノアクリレートと、分子量400以上、好ましくは500以上の多官能アクリレートモノマー又は多官能アクリレートオリゴマーを併用することが感度、密着性向上の点で好ましい。安全性を維持しつつ、更に、感度、滲み、記録媒体との密着性をより改善することができる。オリゴマーとしてはエポキシアクリレートオリゴマー、ウレタンアクリレートオリゴマーが特に好ましい。
【0154】
上記化合物群の中から選ばれるモノアクリレートと、多官能アクリレートモノマー又は多官能アクリレートオリゴマーとを併用すると、膜に可とう性を持たせられ、密着性を高めつつ膜強度を高められるため好ましい。モノアクリレートとしてはステアリルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソミスチルアクリレート、イソステアリルアクリレートが感度も高く、低収縮性で画像部の内部応力による強度低下を抑制でき、さらに、滲み防止、印刷物の臭気、照射装置のコストダウンの点で好ましい。
【0155】
なお、メタクリレートは皮膚刺激性がアクリレートより良好であるが、感作性は概してアクリレートと差が無く、アクリレートに比べて感度が下がるので適さないが、反応性が高く、感作性の良好なものであれば、好適に使用することができる。なお、上記化合物の中でもアルコキシアクリレートは、感度が低く、滲み、臭気、照射光源の問題が生じるため、その量を70質量部未満に留め、その他のアクリレートを併用することが好ましい。
【0156】
本発明に用いるインクには、必要に応じて、その他の成分を添加することができる。
【0157】
照射光として電子線、X線等を用いる場合、開始剤は不要であるが、線源としてUV光、可視光、赤外光を用いる場合は、それぞれの波長に応じたラジカル重合開始剤、開始助剤、増感色素を添加する。これらの量はインク全体の1〜10質量部が必要となる。開始剤は公知の様々な化合物を使用することができるが、上記重合性化合物に溶解するものから選択する。具体的な開始剤としては、キサントンまたはチオオキサントン系、ベンゾフェノン系、キノン系、フォスフィンオキシド系が挙げられる。
【0158】
また、保存性を高めるために、重合禁止剤を200〜20000ppm添加することができる。本発明のインクは40〜80℃の範囲で加熱、低粘度化して射出することが好ましいので、熱重合によるヘッド詰まりを防ぐためにも重合禁止剤を入れることが好ましい。
【0159】
この他に、必要に応じて界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加することができる。オレフィンやPET等の記録媒体への密着性を改善するためには、重合を阻害しないタッキファイヤーを含有させることが好ましい。具体的には、特開2001−49200号5〜6pに記載されている、高分子量の粘着性ポリマー((メタ)アクリル酸と炭素数1〜20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3〜14の脂環族アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6〜14の芳香族アルコールとのエステル、からなる共重合物)や、重合性不飽和結合を持つ低分子量粘着付与性樹脂などである。
親水性層との密着性を改善するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。この場合、耐溶剤性やVOCの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は0.1〜5%、好ましくは0.1〜3%である。
また、インク色材による遮光効果による感度低下を防ぐ手段として、開始剤寿命の長いカチオン重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
【0160】
インクは、射出性を考慮し射出時の温度で、好ましくは7〜30mPa・s、更に好ましくは7〜20mPa・sとなるよう、組成比を決める。なお、25℃でのインク粘度は、35〜500mPa・s、更に、35〜200mPa・sとすることが好ましい。室温での粘度を上げることにより、多孔質な記録媒体にもインクの浸透を防ぎ、未硬化モノマーの低減、臭気低減が可能となるし、着弾時のドット滲みを抑えることが出来、画質が改善される。35mPa・s未満では、滲み防止効果が小さい。500mPa・sより大きいと、インク液のデリバリーに問題が生じる。
【0161】
表面張力は好ましくは200〜300μN/cm、更に好ましくは230〜280μN/cmである。200μN/cm未満では滲み、浸透の点で懸念があり、また、300μN/cmを超えた場合には濡れ性の点で懸念がある。
【0162】
《インクジェット記録方法》
本発明における記録方法としては、上記インクを40〜80℃に加熱し、インク粘度を下げて射出することが射出安定性の点で好ましい。照射線硬化型インクは、概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きい。粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度をできるだけ一定に保つことが必要である。インク温度の制御幅は設定温度±5℃、好ましくは設定温度±2℃、更に好ましくは設定温度±1℃である。記録装置にはインク温度の安定化手段を備えるが、一定温度にする部位はインクタンク(中間タンクがある場合は中間タンク)、からノズル射出面までの配管系、部材の全てが対象となる。
【0163】
温度コントロールのため、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体、外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断もしくは断熱されていることが好ましい。加熱に要する記録装置立上げ時間を短縮するため、また熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
【0164】
インクジェット記録後の光照射には、紫外線、電子線、X線、可視光、赤外光など、様々な線源を用いることが可能であるが、硬化性、線源のコスト等を考慮すると、紫外線が好ましい。紫外線線源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーランプ、紫外線レーザー・LEDなどを用いることができる。
【0165】
基本的な照射方法は、特開昭60−132767号に開示されている。これによると、ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射は、インク着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。WO第9、954、415号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へUV光を照射する方法が開示されている。本発明の記録方法においては、これらの照射方法を用いることが可能である。またヘッドの背面から照射することが好ましい。
【0166】
ヘッド背面から露光する方式は、光ファイバーや、高価な光学系を用いることなく、着弾直後のインクに、速やかに照射することができる。また、ヘッド背面からの照射であるため、記録媒体からの反射線による、ノズル界面のインク硬化を防ぐ効果もある。線源は記録媒体へ投影形状を、走査一回分の記録幅を持つ帯状とさせることが好ましい。
【0167】
具体的には、帯状のメタルハライドランプ管、紫外線ランプ管が好ましい。線源は、実質的に記録装置に固定化し、可動部を無くすことで、安価な構成とすることが可能である。また、何れの露光方式でも線源は2種用意し、第2の線源によって、硬化を完了させることが好ましい形態のひとつである。これは、2色目の着弾インクの濡れ性、インク間の接着性を得ることと、線源を安価に組むことに寄与する。
【0168】
なお、第1の線源と、第2の線源とは、露光波長または露光照度を変えることが好ましい。第一照射エネルギーを第二の照射エネルギーより小さく、即ち第一の照射エネルギーを照射エネルギー総量の1〜20%、好ましくは1〜10%、更に好ましくは1〜5%とする。照度を変えた照射を行うことで、硬化後の分子量分布が好ましいものとなる。即ち、一度に高照度の照射を行ってしまうと、重合率は高められるものの、重合したポリマーの分子量は小さく、強度が得られない。インクジェットインクのように極端に粘度の低い組成では、顕著な効果が得られる。
【0169】
また、第一の照射は、第二のより長波長とすることで、第一の照射では、インクの表層を硬化させて、インクの滲みを抑えられ、第二の照射では照射線が届き難い記録媒体近傍のインクを硬化させ、密着性を改善することができる。インク内部の硬化促進のためにも、第二の照射線波長は長波長であることが好ましい。
【0170】
本発明における記録方法の特徴は、上記インクを用い、一定温度にインクを加温するとともに、着弾から照射までの時間を0.01〜0.5秒、好ましくは0.01〜0.3秒、更に好ましくは0.01〜0.15秒後に放射線を照射することにある。このように着弾から照射までの時間を極短時間に制御することにより、着弾インクが硬化前に滲むことを防止することが可能となる。また、多孔質な記録媒体に対しても光源の届かない深部までインクが浸透する前に露光することができる為、未反応モノマーの残留を抑えられ、臭気を低減できる。これは、本発明のインクを用いることで大きな相乗効果をもたらすことになる。特に、25℃におけるインク粘度が35〜500mPa・sのインクを用いると大きな効果を得ることができる。このような記録方法を取ることで、表面の濡れ性が異なる様々な記録媒体に対しても、着弾したインクのドット径を一定に保つことが出来、画質が向上する。
【0171】
ヘッドユニットは、インクジェットノズルヘッド、インク液供給系、インク及びヘッドの温度制御機構、制御基板等から構成される。背面から光照射する場合、ヘッドユニットは、できるだけ記録媒体への投影面積が小さい方が好ましい。小さい方が、第一の照射がより有効に活用される。
【0172】
《基材》
本発明で用いることのできる基材としては、印刷版の基板として使用される公知の材料を使用することができる。例えば、金属板、プラスチックフィルム、ポリオレフィン等で処理された紙、上記材料を適宜貼り合わせた複合基材等が挙げられる。基材の厚さとしては、印刷機に取り付け可能であれば特に制限されるものではないが、50〜500μmのものが一般的に取り扱いやすい。
【0173】
金属板としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等が挙げられるが、比重と剛性との関係から特にアルミニウムが好ましい。アルミニウム板は、通常その表面に存在する圧延・巻取り時に使用されたオイルを除去するためにアルカリ、酸、溶剤等で脱脂した後に使用される。脱脂処理としては特にアルカリ水溶液による脱脂が好ましい。また、塗布層との接着性を向上させるために、塗布面に易接着処理や下塗り層塗布を行うことが好ましい。例えば、ケイ酸塩やシランカップリング剤等のカップリング剤を含有する液に浸漬するか、液を塗布した後、十分な乾燥を行う方法が挙げられる。陽極酸化処理も易接着処理の一種と考えられ、使用することができる。また、陽極酸化処理と上記浸漬または塗布処理を組合わせて使用することもできる。また、公知の方法で粗面化されたアルミニウム板を使用することもできる。
【0174】
プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、セルロースエステル類等を挙げることができる。特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。これらプラスチックフィルムは塗布層との接着性を向上させるために、塗布面に易接着処理や下塗り層塗布を行うことが好ましい。易接着処理としては、コロナ放電処理や火炎処理、プラズマ処理、紫外線照射処理等が挙げられる。また、下塗り層としては、ゼラチンやラテックスを含む層等が挙げられる。
【0175】
また、複合基材としては、上記材料を適宜貼り合わせて使用するが、塗布層を形成する前に貼り合わせても良く、また、塗布層を形成した後に貼り合わせても良く、印刷機に取り付ける直前に貼り合わせても良い。
【0176】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0177】
実施例1
《基材の作製》
(基材1)
水系塗布用の下引き層が設けられた厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(HS74 帝人社製)を用いた。
【0178】
(基材2)
厚さ0.24mmのアルミ板(AA1050)を、水酸化ナトリウム水溶液を用いて脱脂した。アルミの溶解量は2g/m2であった。純水で十分に洗浄した後に、70℃の1質量%リン酸水素二ナトリウム水溶液に30秒間浸漬した。次いで、純水で十分に洗浄した後に乾燥して基材2を作製した。
【0179】
《赤外線レーザー露光用印刷版材料の作製》
(親水性層塗布液の調製)
表2に記載の各素材を、ホモジナイザを用いて十分に攪拌混合した後、表2に記載の組成で混合、濾過して親水性層塗布液1−1〜1−9を調製した。
【0180】
【表2】
【0181】
なお、表2中に記載の各素材の詳細は、以下の通りであり、表中の数値は質量部を表す。
【0182】
*1;コロイダルシリカ(アルカリ系):スノーテックス−S(日産化学社製、固形分30質量%)
*2;ネックレス状コロイダルシリカ(アルカリ系):
スノーテックス−PSM(日産化学社製、固形分20質量%)
*3;Cu−Fe−Mn系金属酸化物黒色顔料:TM−3550ブラック粉体(大日精化工業社製、粒径0.1μm程度)の固形分40質量%(うち0.2質量%は分散材)水分散物
*4;層状鉱物粒子 モンモリロナイト:ミネラルコロイドMO(Southern Clay Products社製、平均粒径0.1μm程度)をホモジナイザで強攪拌して5質量%の水膨潤ゲルとしたもの
*5:カルボキシメチルセルロースナトリウム(関東化学社製試薬)の4質量%の水溶液
*6;リン酸三ナトリウム・12水和物(関東化学社製試薬)の10質量%の水溶液
*7;多孔質金属酸化物粒子 シルトンAMT08(水澤化学社製、多孔質アルミノシリケート粒子、平均粒径0.6μm)
*8;多孔質金属酸化物粒子 シルトンJC−20(水澤化学社製、多孔質アルミノシリケート粒子、平均粒径2μm)
*9;多孔質金属酸化物粒子 シルトンJC−30(水澤化学社製、多孔質アルミノシリケート粒子、平均粒径3μm)
*10;多孔質金属酸化物粒子 シルトンJC−40(水澤化学社製、多孔質アルミノシリケート粒子、平均粒径4μm)
*11;多孔質金属酸化物粒子 シルトンJC−50(水澤化学社製、多孔質アルミノシリケート粒子、平均粒径5μm)
(下層塗布液の調製)
表3に記載の各素材を、ホモジナイザを用いて十分に攪拌混合した後、表3に記載の組成で混合、濾過して下層塗布液1−1〜1−9を調製した。
【0183】
【表3】
【0184】
なお、上記に記載した以外の素材(*14)は、以下の通りであり、表中の数値は質量部を表す。
【0185】
*14:コロイダルシリカ(アルカリ系):スノーテックス−XS(日産化学社製、固形分20質量%)
(下層、親水性層の塗布)
表2、表3に記載の各塗布液を、表4に記載の組合わせで、各基材上にワイヤーバーを用いて塗布し、100℃で3分間乾燥して、親水性層まで塗布済みの試料1′〜16′を作製した。
【0186】
なお、下層の上に親水性層を積層塗布するも同様に行った。また、表4に記載の親水性マトリクス部の平均膜厚(M1、M2)が得られるように、各塗布液の固形分量を適宜調整し、かつ、ワイヤーバーの種類を選択して塗布を行った。また、親水性層まで塗布した段階で、60℃で24時間の加熱処理を施した。
【0187】
表4に記載の親水性マトリクス部の膜厚(M1、M2)は、各試料の断面を走査型電子顕微鏡により観察、測定して求め、本発明に係る式(1)及び(2)で規定する各値を計算した。
【0188】
【表4】
【0189】
〈親水性層表面形態の測定及び観察〉
親水性まで塗設した各試料について、平均粗さRa、有効突起密度及びRskの測定を下記の方法で行った。
【0190】
WYKO社の非接触表面粗さ計RST Plusを用いて測定した。測定に先立って、サンプル表面に白金ロジウムの蒸着層を1.0nmの厚みで設けた。
【0191】
測定条件としては、20倍の倍率(測定の1画素が約0.8×0.8μmとなる解像度)で、約220×300μmの測定範囲を、同一サンプルで5箇所測定した後、傾き補正、及び「Median Smoothing」のフィルター処理をかけて、データ解析処理を行い、得られたデータより、平均粗さRa、有効突起密度及びRskを求めた。得られた結果を後述の表5に示す。
【0192】
また、走査型電子顕微鏡を用いて、親水性層の表面を観察し、親水性マトリクス部に規則的な凹凸が形成されているかどうかを確認した。
【0193】
以上の測定及び観察により得られた結果を後述の表5に示す。
(画像層の形成)
下記の画像層塗布液を、上記作製した親水性層塗布済みの試料1′〜16′上にワイヤーバーを用いて乾燥付量が0.6g/m2となるように塗布し、50℃で3分間乾燥して赤外線レーザー露光用印刷版材料である試料1〜16を作製した。なお、基材1を用いた試料については、厚さ190μmのスムース表面を有するアルミ板表面に接着剤を塗布し、基材1の塗布層が設けられていない面と接着貼合して240μm厚の試料とした。上記作製した各試料は、画像層を塗布した後、40℃で24時間の加熱処理を施した。
【0194】
〈画像層塗布液〉
二糖類トレハロース粉体(林原商事社製商品名トレハオース、融点97℃)の水溶液固形分5質量% 30質量部
カルナバワックスエマルジョンA118(岐阜セラック社製、平均粒子径0.3μm、軟化点65℃、融点80℃、140℃での溶融粘度8cps、固形分40質量%)を固形分5質量%に純水で希釈した分散液 70質量部
《赤外線レーザー方式による画像形成》
上記作製した各試料を露光ドラムに巻付け固定した。露光には、波長830nm、スポット径約18μmのレーザービームを用い、露光エネルギーを300mj/cm2とした条件で、2400dpi、175線で画像を形成した。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
【0195】
《印刷特性の評価》
上記作製した各試料について、下記の印刷方法により、印刷版としての各特性を評価した。
【0196】
(印刷方法)
印刷装置として、三菱重工業社製のDAIYA1F−1を用いて、コート紙と、湿し水としてアストロマーク3(日研化学研究所製)の2質量%溶液、インクとして、東洋インク社製のトーヨーキングハイエコーM紅を使用して印刷を行った。
【0197】
(耐スクラッチ性の評価)
印刷版材料である各試料の未露光部の画像層表面に、先端が0.3mmφのサファイア触針を用いてスクラッチ筋をつけた。その際の荷重を変化させて、印刷刷出し50枚目のシートで、汚れが確認できる荷重を確認し、この荷重値を耐スクラッチ性の尺度とした。
【0198】
(耐ゴムこすり性の評価)
印刷版材料である各試料の未露光部の画像層表面に、先端が5mmφのゴム球となったゴムペンを用いてこすり筋をつけた。その際の荷重を変化させて、印刷刷出し50枚目のシートで、汚れが確認できる荷重を確認し、この荷重値を耐ゴムこすり性の尺度とした。
【0199】
(耐刷性1の評価)
印刷した画像の3%の小点の欠落、またはベタ部の濃度低下のいずれかが確認された段階で耐刷終点とし、その枚数を求めた。
【0200】
以上により得られた結果を表5に示す。
【0201】
【表5】
【0202】
表5より明らかなように、本発明で規定する親水性層表面形態(表面粗さ、表面突起数)を有する試料は、比較例に対し、耐スクラッチ性、耐ゴムこすり性及び耐刷性に優れていることが分かる。
【0203】
実施例2
《インクジェット記録用印刷版材料の作製》
(親水性層塗布液の調製)
表6に記載の各素材を、ホモジナイザを用いて十分に攪拌混合した後、表6に記載の組成で混合、濾過して親水性層塗布液2−1〜2−3を調製した。
【0204】
【表6】
【0205】
(下層塗布液の調製)
表7に記載の各素材を、ホモジナイザを用いて十分に攪拌混合した後、表7に記載の組成で混合、濾過して下層塗布液2−1〜2−3を調製した。
【0206】
【表7】
【0207】
(下層、親水性層の塗布)
上記調製した各塗布液を、表8に記載の組合わせで下記基材3上にワイヤーバーを用いて塗布した。なお、試料の作製において、下層の上に親水性層を積層する場合も同様に行った。また、表8に記載の親水性マトリクス部の平均膜厚(M1、M2)が得られるように、各塗布液の固形分量を適宜調整し、かつワイヤーバーの種類を選択して塗布を行い、次いで親水性層まで塗布した段階で、60℃で24時間の加熱処理を施して、インクジェット記録用印刷版材料である試料21〜27を作製した。
【0208】
〈基材3〉
水系塗布用の下引き層が設けられた厚さ188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(HS74 帝人社製)を用いた。
【0209】
表8に記載の親水性マトリクス部の平均膜厚(M1、M2)は、各試料の断面を走査型電子顕微鏡により観察、測定して求め、本発明に係る式(1)及び(2)で規定する各値を計算した。
【0210】
(親水性層表面形態の測定及び観察)
実施例1に記載の方法に従って、親水性層表面の平均粗さRa、有効突起密度、Rskの測定及び表面観察を行った。
【0211】
《インクジェット方式による画像形成》
(マゼンタインクの調製)
〈マゼンタ顔料分散物の調製〉
下記の組成を順次混合及び分散してマゼンタ顔料分散物を作製した。なお、分散は、マゼンタ顔料粒子の平均粒径として、0.2〜0.3μmの範囲となるように分散条件を適宜調整した。
【0212】
C.I.ピグメントレッド57:1 15質量部
高分子分散剤(Zeneca社製 Solsperse) 5質量部
ステアリルアクリレート 80質量部
次いで、下記の各組成物を混合し、次いで絶対濾過精度2μmのフィルターで濾過して、マゼンタインクを調製とした。調製したマゼンタインクの25℃における粘度は120mPa・sであり、70℃における粘度は15mPa・s、25℃における表面張力は250μN/cmであった。
【0213】
〈マゼンタインク〉
マゼンタ顔料分散物 20質量部
ステアリルアクリレート 60質量部
2官能芳香族ウレタンアクリレート(分子量1500) 10質量部
6官能脂肪族ウレタンアクリレート(分子量1000) 5質量部
開始剤(Ciba製、イルガキュアー184) 5質量部
《インクジェット画像の形成》
ピエゾ型インクジェットノズルを用いたインクジェット記録装置によって、印刷版材料である各試料へ画像記録を行った。インク供給系は、インクタンク、供給パイプ、ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、ピエゾヘッドから構成され、前室インクタンクからヘッド部分まで断熱及び加温を行った。温度センサーは前室インクタンク及びピエゾヘッドのノズル付近にそれぞれ設け、ノズル部分が常に60℃±2℃となるように温度制御を行った。ピエゾヘッドは、ノズル径24μmで、8〜30plのマルチサイズドットを720×720dpiの解像度で射出できるよう駆動した。着弾後はUV−A光を露光面照度100mW/cm2に集光し、インク着弾後0.1秒後に照射が始まるよう露光系・主走査速度・射出周波数を調整した。露光時間を可変とし、照射露光エネルギーを調整可能した。
【0214】
上記装置を用いて、環境温度25℃にて、上記調製したマゼンタインクを射出し、直後にUV光を照射した。照射した露光エネルギーは300mJ/cm2で行った。
【0215】
《印刷特性の評価》
上記作製した各試料について、実施例1に記載の方法で印刷を行い、印刷版としての耐刷性2を下記に記載の方法に従って評価を行い、得られた結果を表8に示す。
【0216】
(耐刷性2の評価)
印刷した画像のベタ部の濃度低下が確認された段階で耐刷終点とし、その枚数を求めた。
【0217】
【表8】
【0218】
表8より明らかなように、発明で規定する親水性層表面形態(表面粗さ、表面突起数)を有する試料は、比較例に対し、インクジェット方式による記録においても、耐スクラッチ性、耐ゴムこすり性及び耐刷性に優れていることを確認することができた。
【0219】
【発明の効果】
本発明により、アルミ砂目に匹敵する耐スクラッチ性、耐ゴムこすり耐性を有し、かつ耐刷性に優れた親水性層を有する印刷版材料及び印刷版を提供することができた。
Claims (13)
- 基材上に親水性層を有する印刷版材料において、該親水性層の中心線平均粗さRaが150nm以上、1000nm未満で、かつ該親水性層が下記で定義する有効突起を1mm2当たり500個以上、3000個未満有することを特徴とする印刷版材料。
有効突起:3次元的な粗さ曲面の中心粗さ平面から1.0μm高い平面よりも突出している突起部であり、かつ該中心粗さ平面から1.0μm高い平面と、該突起部の粗さ曲面とが交差して形成される突起の直径Dと、中心粗さ平面から1.0μm高い平面からの突出高さHとしたとき、その比率H/Dが0.15以上である突起と定義する。 - 前記親水性層の表面粗さのスキューネスRskが2よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の印刷版材料。
- 前記親水性層が、少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上の無機粒子又は無機素材で被覆された粒子とを有し、かつ下記式(1)で規定する条件を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の印刷版材料。
式(1)
P1−M1>1.0
〔式中、M1は親水性層マトリクス構造の平均膜厚(μm)を表し、P1は親水性層中の粒径が1μm以上である無機粒子又は無機素材で被覆された粒子の平均粒径(μm)を表す。〕 - 基材上に下層と親水性層とをこの順に設けた印刷版材料において、該下層が少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上の無機粒子又は無機素材で被覆された粒子とを有し、該親水性層が親水性マトリクス構造からなり、かつ下記式(2)で規定する条件を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の印刷版材料。
式(2)
P2−(M1+M2)>1.0
〔式中、M1は親水性層マトリクス構造の平均膜厚(μm)、M2は下層マトリクス構造の平均膜厚(μm)を表し、P2は下層中の粒径が1μm以上である無機粒子もしくは無機素材で被覆された粒子の平均粒径(μm)を表す。〕 - 基材上に下層と親水性層とをこの順に設けた印刷版材料において、下層及び親水性層が、少なくとも親水性マトリクス構造と粒径が1μm以上の無機粒子又は無機素材で被覆された粒子とを有し、かつ前記式(1)及び式(2)で規定する条件を満たすことを特徴とする請求項1又2に記載の印刷版材料。
- 前記親水性層中の親水性マトリクス構造が、規則的な凹凸構造を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の印刷版材料。
- 前記親水性層が、多孔質構造であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の印刷版材料。
- 基材上に、更に熱で画像形成可能な画像形成機能層を有し、かつ基材上のいずれか1層が、光熱変換素材を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の印刷版材料。
- 親水性層上に前記画像形成機能層を有し、かつ該画像形成機能層が熱溶融性又は熱融着性微粒子を含有することを特徴とする請求項8記載のの印刷版材料。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の印刷版材料の親水性層上に、画像形成素材を画像様に付与するにより画像を形成することを特徴とする印刷版。
- 前記画像が、画像形成素材を含むインクを用いたインクジェット方式により付与して形成されたものであることを特徴とする請求項10記載の印刷版。
- 前記画像形成素材を含むインクが、放射線硬化性インクであることを特徴とする請求項11記載の印刷版。
- 前記画像が、前記放射線硬化性インクをインクジェット方式により付与した後、光を照射し形成することを特徴とする請求項12記載の印刷版。
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