JP4646279B2

JP4646279B2 - 紫外線硬化性インキおよび画像形成用材料

Info

Publication number: JP4646279B2
Application number: JP2001139634A
Authority: JP
Inventors: 真理子瀧上
Original assignee: Teikoku Printing Inks Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Teikoku Printing Inks Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: JP2002332431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット印刷、熱転写印刷等によって画像を形成する際に、インクジェット用インキ、あるいは熱転写用印刷用インキ等によって画像の形成に好適な画像受理層の形成用インキおよび画像受理層を形成した画像形成用材料および画像を形成した部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット印刷手段では、ノズルから微細な着色材を含有したインクの微粒子を噴射して画像を形成しており、顔料、染料等の着色剤を含有した微細な粒子を溶媒中に分散したインキを記録媒体上に噴射して画像を形成している。記録媒体が合成樹脂シートのようにインキの吸収性がない材質を用いた場合には、合成樹脂フイルム上にインキを吸収して画像を形成する受理層が設けられている。
また、紙のようにインキを吸収する基材であっても、インキの吸収性が良好でインクの滲み等がなく解像度、発色性、鮮明性等の点で優れた画像を形成するためには、インクを受理する受理層を形成することが行われている。
【０００３】
また、熱転写印刷、昇華転写印刷等においても、同様に基材上に画像を受理する受理層を形成した受理層形成材料が用いられている。
これらの受理層は、基材上に受理層形成用インキをスクリーン印刷等の方法によって塗布して形成している。
受理層形成用インキは、合成樹脂、フィラー等を含有した水性インキ、もしくは有機溶剤に溶解した溶剤型のインキが用いられている。
【０００４】
こうしたインキを記録媒体作製用の基材上に塗布した場合には、溶媒を除去するために加熱乾燥等を行うことが必要であり、生産性が低いという問題点があった。
そこで、こうした問題点を解決するために、紫外線硬化性インキを用いて、スクリーン印刷等の手段によって塗膜を形成した後に紫外線を照射して硬化することによって短時間に受理層を形成する各種の提案がなされている。
しかしながら、これまでに提案された受理層形成用インキ、あるいは受理層形成シートは、インクジェット印刷によって印刷した場合にはインキの滲みが生じ、印刷画像の鮮明性が良好ではなく、またインキの乾燥性が不十分であり、また印刷画像のタック性の面でも問題があった。
【０００５】
また、特開平１１−５８９３６号公報には、ゼラチンを含有した層を２層以上形成し、その一つに水溶性モノマーを構成単位とした高分子を含有するインクジェット用受理体が記載されており、水溶性モノマーとして、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド等のアクリルアミド類を用いることが記載されている。
しかしながら、これらの水溶性モノマー類を単独または複数個を用いた受理層は、インキの滲み性、乾燥性、タック性のいずれの特性も不十分なものであった。また、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド等は、皮膚刺激性が大きく、インキの取り扱いには問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、インキの乾燥性が良好で、インキの滲み等がなく、乾燥性、タック性、印刷画像の鮮明性が良好な受理層を形成することができ、また皮膚刺激性も小さな受理層形成用インキおよび受理層を形成した受理層形成材料、および画像を形成した画像形成体を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、紫外線硬化性インキにおいて、前記インキ１００重量部中に、アクリロイルモルホリン５〜５０重量部、アルキロキシメチルアクリルアミド５〜５０重量部、メトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレート５〜２５重量部を含有し、前記アクリロイルモルホリン、前記アルキロキシメチルアクリルアミド、および前記メトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレートの合計の含有量が紫外線硬化性インキ１００重量部中に２５ないし７０重量部である紫外線硬化性インキである。
基材上に前記の紫外線硬化性インキ層を紫外線硬化した画像受理層を有する画像形成用材料である。
基材上に前記の紫外線硬化性インキ層を紫外線硬化した画像受理層上に、インクジェット印刷手段、熱転写印刷手段から選ばれる印刷手段によって形成された画像形成手段によって画像を形成した画像形成体である。
【０００８】
また、基材上に画像受理層を設けた画像形成用材料において、基材上にアクリロイルモルホリン、およびアルキロキシメチルアクリルアミドを含有する紫外線硬化性インキ層を紫外線硬化した画像受理層を有する画像形成用材料である。
また、画像を形成した画像形成体において、基材上に形成したアクリロイルモルホリン、およびアルキロキシメチルアクリルアミドを含有する紫外線硬化性インキ層を紫外線硬化した画像受理層上に、インクジェット印刷手段、熱転写印刷手段から選ばれる印刷手段によって形成された画像形成手段によって画像を形成した画像形成体である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、紫外線硬化性物質からなる受理層形成用インキとして、アクリロイルモルホリンおよびアルキロキシメチルアクリルアミドを含有する紫外線硬化性インキを用いたことによって、インクジェット印刷手段等によって印刷に使用したインキの吸収速度が速く、画像の滲みや、べたつきがなく、鮮明な画像が得られるとともに皮膚刺激性が小さく安全性も大きいことを見いだしたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の受理層形成用インキは、アクリロイルモルホリン、アルキロキシメチルアクリルアミドの特定の量を含有したことを特徴としている。
アルキロキシメチルアクリルアミドとしては、メトキシメチルアクリルアミド、エトキシメチルアクリルアミド、プロポキシメチルアクリルアミド、イソプロポキシメチルアクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド、イソブトキシメチルアクリルアミドからなる群から選ばれるものを少なくとも１種を含有していることが好ましい。
また、これらのモノマーに加えてメトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレートを含有したものであっても良い。
さらに、本発明のインキには、これらのモノマーに加えて光重合開始剤、およびフィラーを含有したものである。
【００１１】
本発明のインキ成分のモノマーである、アクリロイルモルホリン、アルキロキシメチルアクリルアミド、メトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレートは、インキ１００重量部中において２５〜７０重量部であることが好ましく、アクリロイルモルホリンは５〜５０重量部、アルキロキシメチルアクリルアミドは５〜５０重量部、メトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレートは、５〜２５重量部であることが好ましい。これらのモノマーの含有量の合計がインキ１００重量部中において２５重量部未満では、基材への密着性、塗膜の硬化性が低下する。
また、アクリロイルモルホリンもしくはアルキロキシメチルアクリルアミドの添加量が５０重量部を超えると、印刷物の紫外線照射後の体積収縮が大きく、基材を歪ませることがある。
メトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレートの添加量が２５重量部を超えると、基材への密着性、塗膜の硬化性が低下することがある。
【００１２】
本発明のインキにおいて使用するアルキロキシメチルアクリルアミドは皮膚刺激性が小さいことを特徴としている。例えば、ジメチルアクリルアミドは、皮膚刺激性の指標であるＰＩＩ値は、８．０であるのに対して、メトキシメチルアクリルアミドのＰＩＩ値は０．０８であり、極めて皮膚刺激性が小さいことを特徴としている。
また、本発明のインキ中には、光重合開始剤を含有している。光重合開始剤としては、紫外線によって発生したラジカルがモノマー中の二重結合と反応して重合反応を誘起する一般的に用いられているものを使用することができるが、具体的には、２−ヒドロキシー２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾインエチルエーテル、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタノン−１，２−メチル−１〔４−メチルチオ〕フェニル〕−２−モルホリノプロパン−１一オンなどを挙げることができる。これらの光重合開始剤の添加量は、３重量％ないし１０重量％とすることが好ましい。添加量が３重量％よりも少ない場合には、紫外線硬化時に充分な硬化反応が起こらない。また１０重量％を超えると紫外線硬化後に形成された塗膜中に未反応分が残存し、塗膜の経時劣化を引き起こすことがある。
【００１３】
また、その他の架橋成分を含有させることによって、塗膜の硬化性等の特性を向上させるとことができる。具体的には、ウレタンアクリレートを含有させることができるが、ウレタンアクリレートとしては、エベクリル２０００（ダイセルユーシービー）等の親水性を有するものが好ましい。
また、インクジェットインキの受理特性の向上、あるいは塗布層を形成する際のインキの流動性の調整のために、少量のポリマーを添加しても良い。そのような目的で使用することが可能なポリマーとしては、（メタ）アクリル酸エステル重合体、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、脂肪酸ビニル重合体およびその部分ケン化物、ブチラール樹脂、酢酸セルローズ、セルローズブチレートアセテート、ポリビニルピロリドン等を挙げることができる。
【００１４】
また、インクジェット印字画像の耐水性、保存性向上のため、カチオン基含有ポリマーを添加しても良い。具体的には、カヤフィックスＭ（日本化薬製）等を挙げることができる。
また、インキ成分中には、形成されるインキ受理層の表面性状の向上等の目的で、シリカ、タルク、クレー、ゼオライト、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、雲母、含成雲母、ケイソウ土、水酸化アルミニウム、アルミナ、酸化チタン、セルロースパウダー、プロティンパウダー等のフィラーを混合してもよい。これらのフィラーは、平均粒径が２０μｍ以下のものを用いることが好ましい。
これらのフィラーの添加量は、５重量％ないし５０重量％とすることが好ましく、５重量％未満のときは、形成した塗膜にべたつきを生じ、５０重量％を超えると、インキの粘度が著しく大きくなり層形成が困難となることがある。
また、インキ中にはレベリング剤、消泡剤、分散剤等を混合しても良い。
【００１５】
本発明のインキによって受理層が形成される基材としては、合成樹脂、紙等の各種の基材を用いることができる。また、搬送性、カール防止剤等のために、各種のバックコート層を塗設することができる。バックコート層には無機および有機の帯電防止剤、親水性バインダー、ラテックス、硬化剤、顔料、界面活性剤等を適宜組み合わせて添加せしめることができる。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例、比較例を示し本発明を説明する。
実施例、比較例および参考例
表１に記載の重量％で記載の各成分を混合後に攪拌して、インキを調製した。
次いで得られたインキを、基材の反りの評価を除いて厚さ０．５ｍｍポリカーボネートシート上に３００メッシュのスクリーン版を用いて印刷し、メタルハライドランプ８０Ｗ／ｃｍ² ２灯を用いてベルト速度１０ｍ／ｍｉｎ、照射距離１５ｃｍで紫外線照射条件によって硬化させて厚さ１５μｍの受理層を形成した。
作製した受理層を以下の評価方法によって評価を行い、その結果を表１に示す。
【００１７】
（評価方法）
１．インクジェットインキの滲み
作製した受理層上にインクジェットプリンタ（セイコーエプソンＰＭ−７５０Ｃ）を用いて、画像を印刷し以下の評価基準によって画像を評価した。
優秀：目視で全く滲みの認められないもの。
良好：微小の滲みはあるが、実用上問題がないもの。
不良：滲みが多く、実用的にも問題となるもの。
劣悪：著しい滲みがあり、実用的にも使用不可能と認められるもの。
２．インクジェットインキの乾燥性
作製した受理層上にインクジェットプリンタ（セイコーエプソンＰＭ−７５０Ｃ）を用いて、画像を印刷し、１分後に上質紙を重ねて手で押圧し、紙へのインキの転写性を評価した。
優秀：全く転写されないもの。
良好：若干の転写はあるものの、画像には実質的に変化は認められないもの。
不良：紙への転写量が多く、画像の実用上問題となるもの。
劣悪：大部分が転写され、使用不可能と認められるもの。
３．表面のタック性
作製した受理層の表面を指で触りべたつき具合を評価した。
優秀：べたつきが全くないもの。
良好：若干のべたつきがあるが、受理層面の表面に指が貼り付かないもの。
不良：べたつきがあり、受理層面に指が若干貼り付くもの。
劣悪：べたつきがひどく、受理層面に指が貼り付くもの。
４．基材への密着性
この受理層に、ＪＩＳＫ５４００に準拠して、カッターナイフで碁盤目状の傷をつけ、セロハンテープを貼り付けた後に９０度の角度でセロハンテーブを引っ張り、受理層の基材からの剥離度合いを評価した。
優秀：全く剥離しなかったもの。
良好：２０％未満が剥離したもの。
不良：２０％以上５０％未満が剥離したもの。
劣悪：５０％以上が剥離したもの。
５．基材の反り
インキを、厚さ１００μｍのコロナ放電処理をしたポリエチレンテレフタレートシート上に３００メッシュのスクリーン版を用いて印刷し、メタルハライドランプ８０Ｗ／ｃｍ² ２灯を用いてベルト速度１０ｍ／ｍｉｎ、照射距離１５ｃｍで紫外線照射によって硬化させて厚さ１５μｍの受理層を形成し、作製したフィルムの反りを水平な台に載置して評価した。
優秀：全くカールが認められないもの。
良好：一部にカールが認められるが、インクジェットプリンタによる印字に支障がないもの。
不良：カールが認められ、インクジェットプリンタによる印字が困難なもの。
劣悪：カールがあり、インクジェットプリンタによる印字が不可能なもの。
【００１８】
【表１】

【００１９】
ただし表において
ウレタンアクリレート：エベクリル２０００（ダイセルユーシービー）
mPEGmA ：メトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレート
光開始剤：２−ヒドロキシー２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン
プロティンパウダー：プロティンパウダーＧ−ＳＦ（出光テクノファイン）
シリカ：アエロジル２００（日本アエロジル）
カチオン基含有ポリマー：カヤフィックスＭ（日本化薬製）
比較例１〜２
表２に記載の各成分（重量％）を用いて実施例１と同様にして、インキを調製し、実施例１と同様にして評価を行い、その結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】

【００２１】
【発明の効果】
本発明の受理層形成用インキは、インクジェットインキの受理層を形成した場合には、インクジェットインキの滲みがなく、またインクジェットインキの乾燥性が良好で、さらに表面タック性、基材への密着性が良好な受理層を形成することができる。また形成した受理層は、合成樹脂製の基材への密着強度も大きく、基材の反りが小さな画像受理層形成材料を提供することができ、画像の品質の優れた画像形成体を提供することができる。

Claims

紫外線硬化性インキにおいて、前記インキ１００重量部中に、アクリロイルモルホリン５〜５０重量部、アルキロキシメチルアクリルアミド５〜５０重量部、メトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレート５〜２５重量部を含有し、前記アクリロイルモルホリン、前記アルキロキシメチルアクリルアミド、および前記メトキシポリエチレングリコール（モノ）アクリレートの合計の含有量が紫外線硬化性インキ１００重量部中に２５ないし７０重量部であることを特徴とする紫外線硬化性インキ。
基材上に請求項１記載の紫外線硬化性インキ層を紫外線硬化した画像受理層を有することを特徴とする画像形成用材料。
基材上に請求項１記載の紫外線硬化性インキ層を紫外線硬化した画像受理層上に、インクジェット印刷手段、熱転写印刷手段から選ばれる印刷手段によって形成された画像形成手段によって画像を形成したことを特徴とする画像形成体。