JP4785015B2

JP4785015B2 - インクジェットインク受容層形成用インクおよびそれを用いた記録用シート

Info

Publication number: JP4785015B2
Application number: JP2001020149A
Authority: JP
Inventors: 朗平澤; 章夫佐々木
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Forms Co Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002226737A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットインク受容層形成用インクおよびそれを用いた記録用シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェットインクを使用するインクジェットプリンタはカラー化が容易で、安価であり、高解像度が可能である、保存性に優れているなどの多くの優れた点を持っているが、上質紙に印字するとインクの定着性に劣り、印字したインクが基材表面に残るため、連続的に印字された場合などにはガイドロールが汚れたり、印字画像の汚れ発生する問題があり、またインクジェット印字が滲んだり、耐水性に劣る問題があった。特に情報産業分野で使用する場合、インクジェット印字されたバーコードなどが滲んで読み取り難くなったり、インクジェット印字された郵便物などが野外にて雨に曝されたり、あるいは誤って水が掛かってしまった場合などには、溶けて印字内容が見えなくなる問題があった。
【０００３】
インクジェット記録方式で使用されるインクジェット記録用シートは、印字ドットの濃度が高く、色調が明るく鮮やかであること、インクの吸収が早く印字ドットの横方向への拡散が必要以上に大きくなく、かつ周辺が滑らかでぼやけないことなどが要求されるため、高いインク吸収性が求められる。
【０００４】
一方、インクジェットインク受容層を形成した用紙（インクジェット用紙）やフィルム（ＯＨＰフィルム）などが考案されている（特開平６−１８３１３５号公報、特開平６−２９７８３０号公報、特公平８−２２６０８号公報、特開平８−７２３９０号公報、特開平８−２９１４９６号公報など）。しかし、これらはインク吸収性は改善されるが、基材の全面にインクジェットインク受容層を設けるためコスト高になる問題があるとともに、Ｈ液へ影響をあたえるためオフセット印刷に向かないという問題があった。
インクジェットインクとしては耐水性のある顔料タイプのインクが上市されているが、プリンターヘッドの目詰まりやヘッドの耐久性が低下するなどプリンタヘッドへの影響や印字濃度が薄い、カラー化しにくいなどの問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、従来の問題を解決し、インクジェットインク印字適性のない基材に形成したインクジェットインク受容層へのインクジェットインク吸収性に優れるとともに、印字したインクジェットインクの耐水性が改善でき、かつ印字画像の滲みが起こらないようにしてインクジェット印字の印字品質を向上できるインクジェットインク受容層形成用インクであって、印刷インク適性に優れるためオフセット印刷などにより基材の必要な所定の箇所にＵＶ照射装置や熱風乾燥機などを用いることなくインクジェットインク受容層を容易に形成できるインクジェットインク受容層形成用インクを提供することであり、本発明の第２の目的は、そのようなインクを用いて基材の所定部に形成されたインクジェットインク受容層を有する記録用シート（プロセスカラー印刷を施したパンフレットやカタログ、書類などを含む）を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の溶剤を主として含むビヒクルを用い、このビヒクルに対してカチオン性樹脂、乾性油および／または半乾性油、およびドライヤを配合したインクジェットインク受容層形成用インクを用いることにより解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の請求項１記載のインクジェットインク受容層形成用インクは、ジエチレングリコールあるいはプロピレングリコールからなる沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、ポリアミン系カチオン性樹脂あるいはポリエチレンイミン系カチオン性樹脂、亜麻仁油、およびドライヤを配合したことを特徴とする。
【０００８】
本発明のインクジェットインク受容層形成用インクを用いることにより、特別な乾燥装置やＵＶ照射装置などが必要でなくなり、そして基材に形成されたインクジェットインク受容層へのインクジェットインク吸収性が優れ、印字画像の滲みが起こらないとともに、印字したインクジェットインクの耐水性が改善でき、インクジェット印字の印字品質を向上できる。さらに、印刷インク適性に優れるため基材の必要な所定の箇所に容易にインクジェットインク受容層を形成できるのでコストダウンを計ることができる上、オフセット印刷に影響を与えない。
本発明のインクジェットインク受容層形成用インクにさらにバインダー樹脂を配合したビヒクルを用いることにより、基材に形成されたインクジェットインク受容層が擦れに強くなり、ＯＣＲリーダーなどで擦られてもインクジェットインク受容層が剥離しなくなる。
【０００９】
本発明の請求項２の記録用シートは、基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１記載のインクジェットインク受容層形成用インクを用いて形成されたインクジェットインク受容層を有してなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェットインク受容層形成用インクは、沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主として含有するビヒクルを用いることが肝要であり、このビヒクル対して、カチオン性樹脂、乾性油および／または半乾性油、およびドライヤを配合して調製される。このようなグリコール系溶剤を用いることにより特別な乾燥装置やＵＶ照射装置などが必要でなくなる。
【００１１】
本発明で用いるグリコール系溶剤は、水と混合可能な中沸点および高沸点溶剤（沸点が１００℃以上のもの）であり、具体的には、例えばグリコール（グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール）やグリコール誘導体（エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）など、およびこれらの２つ以上の混合物を挙げることができる。
【００１２】
本発明で用いるカチオン性樹脂は、１級〜３級アミンまたは４級アンモニウム塩のオリゴマー、ポリマーである。
特に好ましいカチオン性樹脂の例として、具体的には、例えば、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物などあるいはこれらの２種以上の混合物などを挙げることができる。本発明におけるカチオン性樹脂としては市販のものを好適に利用できる。
【００１３】
市販のカチオン性樹脂の具体例としては、例えば、粉末状のものでは、三洋化成工業（株）製ポリアミン系のサンフィクス５５５、サンフィクス５５５Ｃ、サンフィクス５５５ＮＫ、サンフィクス５５５ＵＳ、第一工業製薬（株）製のレオックスＡＳ（特殊カチオン樹脂）、シャロールＤＭ−２５４Ｐ（メタクリル酸エステルクロライド４級塩ポリマー）、シャロールＤＭ−２８３Ｐ（メタクリル酸エステルクロライド４級塩ポリマー）、日東紡績（株）製のＰＡＡ−ＨＣＩ−３Ｓ（ポリアリルアミン塩酸塩）、ＰＡＡ−ＨＣＩ−１０Ｓ（ポリアリルアミン塩酸塩）などを挙げることができ、液状のものでは、日本触媒（株）製のエポミンＳＰ−０１２（ポリエチレンイミン）、エポミンＳＰ−１１０（ポリエチレンイミン）、エポミンＳＰ−２００（ポリエチレンイミン）などを挙げることができる。
【００１４】
本発明で使用するグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルとカチオン性樹脂との質量比（ビヒクル：カチオン性樹脂）は１：１〜１：０．１の範囲が好ましい。カチオン性樹脂がこの範囲を超えて多いと印刷適性が劣る恐れがあり、逆にカチオン性樹脂がこの範囲未満であると耐水性が劣る恐れがあり、それぞれ好ましくない。
【００１５】
本発明で使用する乾性油や半乾性油は、ヨウ素価が１３０以上の乾性油やヨウ素価が１００〜１３０の半乾性油であり、常温で液体の植物油あるいはその誘導体を好ましく使用することができる。これらの乾性油や半乾性油にその特性を損なわない範囲で合成樹脂を適宜配合することができる。
本発明で使用する乾性油や半乾性油は、具体的には、例えば、亜麻仁油、しなきり油、オイチシカ油、麻実油、サフラワー油、大豆油、トール油、脱水ひまし油など、および熱重合亜麻仁油、マレイン酸付加物などの各種変性物などの誘導体を挙げることができる。
亜麻仁油はアマの種から得られる乾性油であり、乾燥性に富み、空気にさらすと酸化し、加熱すると容易に重合する天然油であり、本発明で好ましく使用することができる。熱重合亜麻仁油はこの亜麻仁油をわずかに熱重合して作られるワニスであり、本発明で好ましく使用することができる。
【００１６】
本発明で使用する乾性油および／または半乾性油の配合量は特に限定されないが、グリコール系溶剤を主成分として含むビヒクル１００質量部に対して０．１〜４０質量部、好ましくは５〜１０質量部配合することが望ましい。０．１質量部未満ではベタツキが残る恐れがあり、逆に４０質量部を超えるとインクジェットインクをはじく恐れがあり、それぞれ好ましくない。
【００１７】
本発明で使用するドライヤは乾性油および／または半乾性油の乾燥を促進するものであり、コバルトドライヤ、マンガンドライヤあるいは両者併用のコンビネーションドライヤなどを用いることができる。ドライヤの配合量は乾性油および／または半乾性油に対して通常は０．５〜１０質量％、好ましくは１〜３質量％である。
【００１８】
本発明のインクジェットインク受容層形成用インクには、例えばベタツキを抑制するなどの目的のため、必要に応じて多孔質微粒子を配合できる。
多孔質微粒子の配合量は、ビヒクル１００質量部に対して、多孔質微粒子を５〜６０質量部、好ましくは１０〜５０質量部配合することが望ましい。５質量部未満ではベタツキを抑制したり耐水性や印字画像の滲みを改善できない恐れがあり、６０質量部を超えると印刷インク適性が低下する恐れがあるので、いずれも好ましくない。
【００１９】
多孔質微粒子の具体例としては、例えば、シリカ微粒子では、疎水性のものでは、（日本シリカ工業社ＮｉｐｓｉｌＳＳ−１０Ｆ，ＳＳ−１５，ＳＳ−１０Ａ，ＳＳ−２０，ＳＳ−３０Ｐ，ＳＳ−３０Ｓ，ＳＳ−４０，ＳＳ−５０，ＳＳ−５０Ａ，ＳＳ−６０，ＳＳ−７０，ＳＳ−１００，ＳＳ−１０Ｆ，ＳＳ−５０Ｆ，ＳＳ−５０Ｂ，ＳＳ−５０Ｃ，ＳＳ−７２Ｆ，ＳＳ−１７０Ｘ，ＳＳ−１７８Ｂなど）、親水性のものでは、（トクヤマ社ファインシールＡ，Ｂ，ＵＳＦ，Ｅ５０，Ｅ７０，Ｔ３２，Ｘ１２，Ｘ３０，Ｘ３７，Ｘ３７Ｂ，Ｘ４０，Ｘ４５，Ｘ６０，Ｘ７０，Ｘ８０，ＲＸ７０，Ｋ４１，Ｆ８０，Ｆ８０Ｂ，Ｐ８，ＣＭＦなど）、さらに、二酸化チタン（日本アエロジル社Ｔ８０５）、アルミナ微粒子、天然ゼオライト、合成ゼオライト、炭酸カルシウム、活性白土、ガラス、シラスバルーンなどの多孔質微粒子が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
本発明のインクジェットインク受容層形成用インクには、必要に応じてさらにバインダー樹脂を配合したビヒクルを用いることができる。さらにバインダー樹脂を配合することにより、形成されたインクジェットインク受容層が擦れに強くなり、ＯＣＲリーダーなどで擦られても多孔質微粒子が離脱したり、インクジェットインク受容層が剥離しなくなるので好ましい。
【００２１】
本発明で用いるバインダー樹脂は、前記グリコール系溶剤とともに使用可能なものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、アルブミン、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、アラビアゴム、アルギン酸ソーダなどの天然樹脂、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリフェニルアセトアセタール、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジウムハライド、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリエステル、ポリアクリル酸ソーダ、アクリル酸エステル共重合体などの合成樹脂、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物、ジシアンジアミド、ジメチル・ジアリル・アンモニウムクロライドを主成分とする化合物あるいはこれらの２種以上の混合物などのカチオン性樹脂、その他、電子線硬化型インク、紫外線硬化型インク、スルホン酸基、カルボキシル基、硫酸エステル基、燐酸エステル基などのアニオン性基を有する例えばロジン変成マレイン酸などのアニオン性樹脂などを挙げることができる。
【００２２】
本発明のインクジェットインク受容層形成用インクには、必要に応じて公知の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、粘度調整剤、老化防止剤、ｐＨ調節剤、消泡剤、各種安定剤、着色剤、グリセリンなどのロール転写性向上剤などを挙げることができる。
【００２３】
本発明のインクジェットインク受容層形成用インクは、グラビアコーター、フレキソ、エアナイフコーター、バーコーターなどの塗工手段により基材の少なくとも一方の面の所定部に塗工し、インクジェットインク受容層を有する記録用シートを形成することができる。したがって、本発明においては、特別な乾燥装置やＵＶ照射装置などを必要としない。
【００２４】
本発明で用いる基材としては、通常の紙の他に、合成紙、あるいはポリエチレン、透明性を有するポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、塩化ビニルなどの合成フィルムを用いることもできる。これらの合成フィルムを用いる場合には基材の表面をマット処理、コロナ処理などの表面処理を施すのが好ましい。また、基材面へのインクの塗工量は、特に限定されないが、例えば０．５〜３０ｇ／ｍ² 、好ましくは３〜２０ｇ／ｍ² 、さらに好ましくは５〜１５ｇ／ｍ² とする。
【００２５】
本発明において用いるインクジェットインクとしては、たとえば特開平７−２２８８０８号公報、同７−２２８８０９号公報に記載のものを用いることができる。特に、アントラキノン系、ベンゾキノン系、ナフトキシキノン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、キノリン系、インジゴイド系、アジン系、オキサジン系、チアジン系およびメチン系染料からなる群から選ばれた少なくとも１種のアニオン性インクが好適に用いられる。これらの具体例については特開平７−２２８８０９号公報の段落番号００１５に例示されている。このインクに使用する媒体としては、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を用いることができる。この他に、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤などを含有させることができる。
【００２６】
図１は、本発明の記録用シートの一実施形態を説明する説明図である。
図１において、本発明の記録用シート１は、本発明のインクジェットインク受容層形成用インクを使用して基材２の上面の所定箇所にインクジェットインク受容層３が形成してある。４は、インクジェットインク受容層３の上に図示しないインクジェットプリンタで印字された印字である。
【００２７】
【実施例】
以下実施例および比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
（実施例１）
ジエチレングリコール６０質量部にポリアミン系カチオン性樹脂〈商品名：サンフィックス５５５（三洋化成工業社製）〉を４０質量部溶解させる。得られたカチオン性樹脂溶解液１００質量部に亜麻仁油〈商品名：８号ボイル油（日清製油社製）〉５質量部を混練する。さらに添加剤として液状ドライヤを０．０５質量部加えて三本ロールミルを使用して混練し、本発明のインクジェットインク受容層形成用インクを調製した。
次に、得られた本発明のインクジェットインク受容層形成用インクを樹脂凸版を使用してノーカーボン中葉紙Ｎ−５０（ＮＣ紙と称す）および７０ｋｇ連量の上質紙上に１．５ｇ／ｃｍ² となるようにオフセット印刷を行って印刷適性を評価するとともに、インクジェットインク受容層を有する本発明の記録用シートを作った。
得られた本発明の記録用シートのインクジェットインク受容層にサイテックス社インクジェットプリンタで印字（黒、赤、青および緑染料インク）を行ったあと、下記の評価方法により耐水性の評価を行った。
これらの評価結果を表１に示す。
【００２８】
（評価方法）
〈耐水性〉
印字箇所を一定時間流水で洗い流すか、印字箇所に水滴を一定時間滴下したのち、拭き取ってインクの状態を目視により判定する。
印字が完全に残っているものを◎、印字がほぼ完全に残っているものを○、印字が少し薄くなってきているものを△、印字が薄くなっているものを×と判定した。
【００２９】
（実施例２）
実施例１で使用した亜麻仁油を１０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、本発明のインクジェットインク受容層形成用インクを調製した後、同様にしてインクジェットインク受容層を有する本発明の記録用シートを作り、印刷適性、耐水性の評価を行った。
評価結果を表１に示す。
【００３０】
（実施例３）
実施例１で使用したカチオン性樹脂をポリエチレンイミン系カチオン性樹脂〈商品名：エポミンＳＰ−１１０（日本触媒社製）〉に変更した以外は実施例１と同様にして、本発明のインクジェットインク受容層形成用インクを調製した後、同様にしてインクジェットインク受容層を有する本発明の記録用シートを作り、印刷適性、耐水性の評価を行った。
評価結果を表１に示す。
【００３１】
（実施例４）
実施例１で使用したジエチレングリコールをプロピレングリコールに変更した以外は実施例１と同様にして、本発明のインクジェットインク受容層形成用インクを調製した後、同様にしてインクジェットインク受容層を有する本発明の記録用シートを作り、印刷適性、耐水性の評価を行った。
評価結果を表１に示す。
【００３２】
（実施例５）
実施例１で使用した亜麻仁油を未焚油品〈商品名：Ｎ／Ｂ亜麻仁油（日清製油社製）〉に変更した以外は実施例１と同様にして、本発明のインクジェットインク受容層形成用インクを調製した後、同様にしてインクジェットインク受容層を有する本発明の記録用シートを作り、印刷適性、耐水性の評価を行った。
評価結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例１）
ロジン変性フェノール樹脂ワニス７６質量部と亜麻仁油ワニス１４質量部を混合し、木ロウ（バルチミン酸グリセリド）７質量部とドライヤ３質量部を混合した。得られたワニスに酸化アルミニウム微粒子〈商品名：酸化アルミニウムＣ（日本アエロジル社製）〉３２質量部を加えて、三本ロールミルを使用して混練して比較のインクジェットインク受容層形成用インクを調製した。
次に、得られたインクジェットインク受容層形成用インクを樹脂凸版を使用してノーカーボン中葉紙Ｎ−５０（ＮＣ紙と称す）および７０ｋｇ連量の上質紙上に１．５ｇ／ｃｍ² となるようにオフセット印刷を行って印刷適性を評価するとともに、インクジェットインク受容層を有する比較の記録用シートを作った。
実施例１と同様にして、耐水性の評価を行った。
評価結果を表１に示す。
【００３４】
（比較例２）
アルミナ微粒子〈商品名：酸化アルミニウムＣ（日本アエロジル社製）〉３０質量部をＵＶワニス〈商品名：シルバーワニス（Ｔ＆ＫＴＯＫＡ社製）〉１００質量部中に、三本ロールミルを使用して混練して比較のインクジェットインク受容層形成用インクを調製した。
比較例１と同様にして、耐水性の評価を行った。
評価結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
実施例１〜５のインクジェットインク受容層形成用インクは印刷適性に優れる上、表１から、インクジェットプリンタで印字（黒、赤、青および緑染料インク）した印字の耐水性に優れていることが判る。
それに対して、比較例１〜２のインクジェットインク受容層形成用インクは、印刷適性に劣る上、耐水性に劣る。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載のインクジェットインク受容層形成用インクは、ジエチレングリコールあるいはプロピレングリコールからなる沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、ポリアミン系カチオン性樹脂あるいはポリエチレンイミン系カチオン性樹脂、亜麻仁油、およびドライヤを配合したので、従来のインクジェットインク受容層形成用インクの諸問題を解決し、インクジェットインク印字適性のない基材に形成したインクジェットインク受容層へのインクジェットインク吸収性に優れるとともに、印字したインクジェットインクの耐水性が改善でき、かつ印字画像の滲みが起こらないようにしてインクジェット印字の印字品質を向上でき、印刷インク適性に優れるためオフセット印刷などにより基材の必要な所定の箇所にＵＶ照射装置や熱風乾燥機などを用いることなくインクジェットインク受容層を容易に形成できるという顕著な効果を奏する。
【００３８】
本発明の請求項２の記録用シートは、基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１記載のインクジェットインク受容層形成用インクを用いて形成されたインクジェットインク受容層を有するので、高いインク吸収性を示し、インクジェットインク受容層に印字したインクジェットインクの耐水性に優れ、かつ印字画像の滲みが起こらず、印字の印字品質が高いという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録用シートの一実施形態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１本発明の記録用シート
２基材
３インクジェットインク受容層
４印字

Claims

ジエチレングリコールあるいはプロピレングリコールからなる沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、ポリアミン系カチオン性樹脂あるいはポリエチレンイミン系カチオン性樹脂、亜麻仁油、およびドライヤを配合したことを特徴とするインクジェットインク受容層形成用インク。
基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１記載のインクジェットインク受容層形成用インクを用いて形成されたインクジェットインク受容層を有してなることを特徴とする記録用シート。