JP5424782B2

JP5424782B2 - 溶剤系インクジェット用紙

Info

Publication number: JP5424782B2
Application number: JP2009196399A
Authority: JP
Inventors: 豪幸上村; 繁二森田; 匡誉岩崎; 昌幸松原
Original assignee: Union Chemical Co Ltd
Current assignee: Union Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: JP2011046092A

Description

本発明は、溶剤系インクを使用するインクジェット印刷に適したインク受容層を有するインクジェット用紙に関するものである。特に、インク受容層と反対の背面に水糊加工を施して、室内の壁などに施工するためのものである。

インクジェット印刷は、コンピュータで作製したフルカラー画像を、版を作らずにそのまま印刷することができる。版を作る必要がないことから、また、コンピュータで作製した画像は加工や変更が容易であることから、インクジェット印刷の使用が様々な分野で広がっている。

インクジェット印刷に使用されるインクは、家庭用インクジェットプリンタに使用されているように、水系のものが一般的であるが、溶剤系インクも乾燥の速さやインク定着性の良さなどから好まれている。これまで水系インクが使用されていたような室内展示においても、溶剤系インクが使用されるようになってきている。

溶剤系インクを使用して印刷する媒体として、インク受容層を有しない塩化ビニル基材をそのまま用いることが多い。これは、インク受容層がなくても、塩化ビニル自体が溶剤系インクを吸収して、フルカラー画像を印刷することができるからである。しかしながら、塩化ビニルは環境への負荷が大きいと考える人も多く、印刷する媒体として、ポリ塩化ビニルを基材に使用するのを避ける場合があり、ポリ塩化ビニル以外の基材にインク受容層を形成して、印刷媒体として用いている。

インク受容層としては、インク吸収の良さから、ポリウレタンが使用され、例えば、特開平１０−２５０２１９号公報にその記述がある。ポリウレタンでも、高詳細かつ発色性に優れたものとして、例えば、特開２００３−０２５７２３号公報のように、ポリカーボネート鎖および／またはポリエステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンを使用したものがある。さらに印刷後のひび割れを防ぐものとして、例えば、特開２００６−２４７９６３号公報のように、ポリカーボネート鎖およびポリエーテル鎖を有するポリウレタンエマルジョンを使用したものがある。

特開平１０−２５０２１９号公報特開２００３−０２５７２３号公報特開２００６−２４７９６３号公報

しかしながら、これらは屋外の看板などでの使用を想定して開発されたものである。屋外では遠くから、印刷されたフルカラー画像を見るという使用を想定しており、室内のように手で触れることができるような近くから、印刷されたフルカラー画像を見るという使用を想定したものではない。屋外では問題にならなかった、施工によって生じた印刷面の小さな傷などが、室内では大きな問題になってしまう。

施工は通常、印刷面とは反対の背面に水糊加工を施して、室内の壁などに貼り付けるものである。その貼り付けの時に、印刷面にスキージなどを擦らせて、施工を行う。この時すでに、印刷面にはインクジェット印刷したフルカラー画像があり、その画像上をスキージなどで擦らせることになる。そのため、印刷面の画像に小さな傷などができることがある。

屋外などの遠くからでは気にならなかったこの画像上の小さな傷があることだけで、室内の近くから見る場合では大きな問題になる。また、施工するために印刷面とは反対の背面に水糊加工を施すことになり、基紙であるので基紙の膨潤とともにインク受容層が膨潤して印刷面の画像ににじみやひび割れが生じることがある。

本発明が解決しようとする課題は、溶剤系インクを使用してインクジェット印刷して、印刷面とは反対の背面に水糊加工を施して、スキージなどで印刷面の画像を擦って施工しても、傷またはにじみやひび割れが生じない溶剤系インクジェット用紙を提供することである。

本発明は、基紙に水系塗工液を塗付して乾燥させて形成するインク受容層を有する溶剤系インクジェット用紙であって、水系塗工液は少なくともポリウレタンエマルジョンとエステル変性シリコン系レベリング剤と水とからなり、ポリウレタンエマルジョンは、カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンとエステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとの混合ポリウレタンエマルジョン、もしくは、カーボネート鎖とエステル鎖とを有するポリウレタンエマルジョンのどちらかであることを特徴とする溶剤系インクジェット用紙である。

本発明により、溶剤系インクを使用してインクジェット印刷して、印刷面とは反対の背面に水糊加工を施して、スキージなどで印刷面の画像を擦って施工しても、傷またはにじみやひび割れが生じないものを提供することができるようになった。

本発明の溶剤系インクジェット用紙の断面を示した説明図である。

本発明の溶剤系インクジェット用紙は、基紙に水系塗工液を塗付して乾燥させて形成する溶剤系インク受容層を有するものである。そのインク受容層に溶剤系インクを使用してインクジェット印刷して、フルカラー画像を形成することができ、その背面に水糊加工を施して、室内の壁などに施工することができるものである。

水系塗工液は少なくともポリウレタンエマルジョンとエステル変性シリコン系レベリング剤と水とからなる。ここで、ポリウレタンエマルジョンは、カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンとエステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとの混合ポリウレタンエマルジョン、もしくは、カーボネート鎖とエステル鎖とを有するポリウレタンエマルジョンのどちらかである。つまり、カーボネート鎖、エステル鎖、および、エステル変性シリコン系レベリング剤であることが要点である。

カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンは、ポリカーボネートポリオールとジイソシアネートを反応させ、エマルジョン化させる公知の製造方法にて得ることができる。同じく、エステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンも、ポリエステルポリオールとジイソシアネートを反応させ、エマルジョン化させて得ることができる。さらに、カーボネート鎖およびエステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンも、同様にして得ることができる。

ただし、カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンとエステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとの混合ポリウレタンエマルジョンにおいて、これらのポリウレタンが相溶するものであることが必要である。相溶するものでなければ、目的の性能を発揮することができない。相溶することで、層（膜）となったときに、それぞれが偏ることなく分布して、それぞれの性能が発揮されると考えている。つまり、カーボネートの強さとエステルのやわらかさが合わさった性能が発揮されると考えている。

これらポリウレタンエマルジョンにおいて、それ単独で成膜できるものが好ましい。ここでの成膜とは、水と混合して塗工液にして、実際のコーターにて基紙上に層（膜）を形成することができるものであるが、アプリケータなどを用いて机上にて簡易に層（膜）を形成することができるものでもよい。

エステル変性シリコン系レベリング剤は、シリコン系レベリング剤においてエステル変性させて、他との相溶性能を向上させたものである。シリコン系レベリング剤には代表的なものとしてポリシロキサンがあり、エステル変性とは、例えば、ポリジメチルシロキサンのメチル基をポリエステルに置き換えたものである。また、このエステル変性したものを基本にして、さらに他の有機変性したものや他の基を導入したものでもよい。水系塗工液であるので、水への相溶性能を向上させるため、エーテル変性しているもの、つまり、エーテルエステル変性が好ましい。

本発明では、少なくともエステル変性を有するシリコン系レベリング剤を、上記ポリウレタンエマルジョンに用いるからこそ、目的の効果を発揮していると考えている。これは、ウレタンにエステル鎖があり、これがエステル変性シリコン系レベリング剤との相溶を高めることになり、インク受容層表面にシリコンを配向させることに寄与しており、表面の滑り性を向上させているのではないかと推測している。この組み合わせ以外では、うまく効果を発揮させることができていない。

また、ウレタンがカーボネート鎖とエステル鎖を有することにより、層（膜）にバランスの良い強靭性がもたらされている。それゆえ、基紙にインク受容層を形成しても、紙のしなやかさを損なうことなく、同時に、施工に対する強さも合わせ持つものとなっている。

カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョン：エステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンの混合比（固形分比）は、２０：８０〜８０：２０が好ましいが、３０：７０〜７０：３０がさらに好ましいものである。カーボネート鎖とエステル鎖とを有するポリウレタンエマルジョンの場合は、カーボネート鎖とエステル鎖の混合比（固形分比）が、２０：８０〜８０：２０が好ましいが、３０：７０〜７０：３０がさらに好ましいものである。

これらウレタン種とレベリング剤の効果によって、つまり、カーボネート鎖、エステル鎖、および、エステル変性シリコン系レベリング剤であることによって、目的の性能、課題を解決するための性能を発揮しているものである。

その他の添加剤は、必要に応じて混合しても良い。また、基紙との風合いをあわせるために、シリカなどの白色微粒子を添加しても良い。

これらからなる水系塗工液を、いわゆるコーター（塗工機）を用いて基紙に塗布して加熱乾燥させてインク受容層を形成する。インク受容層の厚さは、５〜２０μｍ程度がよい。

インク受容層の厚さは、基材がプラスチックフィルム例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムである場合、２０〜３０μｍ程度必要である。これに比べて基紙の場合は薄くて良い。これは、基紙のインク受容層の役割が、インクを吸収することだけでなく、基紙へのインク吸収を促す役割を担っているからと考えている。そしてこれが、水系塗工液だからこそであるとも考えている。

水系塗工液でインク受容層を形成することにより、溶剤系インクの溶剤がインク受容層と接触することで蒸発が促されているのではないかと推測している。つまり、水系塗工液の原料は基本的に親水性であり、そこに溶剤が接すると溶剤が吸収され難く、かえってそのことが溶剤の蒸発を促すことになっているのではないかと推測している。だからこそ、水系塗工液でインク受容層を形成することも、本発明の特徴である。

図１は、本発明の溶剤系インクジェット用紙１の断面を示した説明図である。インク受容層２を基紙３に形成したものである。インク受容層２にインクジェット印刷をしてフルカラー画像を形成するので、そこが印刷面４となる。印刷面４とは反対の背面５に水糊加工を施す。施工は、この水糊を用いて室内の壁などに貼り合わせるので、印刷面４をスキージなどで擦ることになる。

以下、実施例および比較例を用いて詳細に説明する。

実施例１〜３および比較例１〜７の水系塗工液は、カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンとして第一工業製薬株式会社製スーパーフレックス４２０（不揮発分３２％として）を、エステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとして第一工業製薬株式会社製スーパーフレックス１０７Ｍ（不揮発分２５％として）を、エーテル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとして第一工業製薬株式会社製スーパーフレックス６００（不揮発分２５％として）を、エステル変性シリコン系レベリング剤としてビックケミー・ジャパン株式会社製ポリエーテルエステル変性ポリジメチルシロキサンであるＢＹＫ−３７５（不揮発分２５％として）を用いて、固形分（不揮発分）比における表に記載の混合割合（重量％）で、水とともに混合して作製した。

実施例４〜６および比較例８〜１４の水系塗工液は、カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンとして株式会社村山化学研究所製サンプレックスＰＵＥ−９２１Ｂ（固形分４７％として）を、エステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとし株式会社村山化学研究所製サンプレックスＰＵＥ−１０００（固形分４９％として）を、エーテル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとして株式会社村山化学研究所製サンプレックスＰＵＥ−１０２０Ａ（不揮発分４５％として）を、エステル変性シリコン系レベリング剤として上記実施例１〜３などと同様のＢＹＫ−３７５（不揮発分２５％として）を用いて、固形分（不揮発分）比における表に記載の混合割合（重量％）で、水とともに混合して作製した。

上記までが、ポリウレタンエマルジョンとしてカーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンとエステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとの混合ポリウレタンエマルジョンを用いた場合である。

実施例７の水系塗工液は、カーボネート鎖：エステル鎖＝３０：７０を有するポリウレタンエマルジョンである株式会社村山化学研究所製サンプレックスＰＵＥ−９３０ＢＳ（固形分４０％として）を、エステル変性シリコン系レベリング剤として上記実施例１〜９などと同様のＢＹＫ−３７５（不揮発分２５％として）を用いて、固形分（不揮発分）比における表に記載の混合割合（重量％）で、水とともに混合して作製した。

これが、ポリウレタンエマルジョンとしてカーボネート鎖とエステル鎖とを有するポリウレタンエマルジョンを用いた場合である。

比較例１５〜１９の水系塗工液はそれぞれ、実施例１、３、４、６、７においてレベリング剤を替えたものであり、レベリング剤としてビックケミー・ジャパン株式会社製エーテル変性（エステル変性なし）ポリジメチルシロキサンであるＢＹＫ−３３３（不揮発分９７％として）を用いて、これ以外は、それぞれの実施例と同様に作製した。

なお、表の「（有鎖）」の列において、カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンを「カーボネート系」と、エステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンを「エステル系」と、エーテル鎖を有するポリウレタンエマルジョンを「エーテル系」と、カーボネート鎖とエステル鎖とを有するポリウレタンエマルジョンの場合は「カーボネート系エステル系」と記載している。そして、これらの混合比（固形分比）を記載している。

これら実施例１〜７および比較例１〜１９の水系塗工液を、リバースロールコーターを用いて、基紙（厚さ１２０μｍ）に乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗布して過熱乾燥させてインク受容層を形成して、実施例１〜７および比較例１〜１９の溶剤系インクジェット用紙を作製した。これらに対して、印刷性と施工性の評価を行った。

（印刷性）
溶剤系インクジェットプリンタであるローランドディージー株式会社製ＳＯＬＪＥＴＰＲＯＩＩＶＭｏｄｅｌＳＪ−５４５ＥＸを使用して、フルカラー画像をインクジェット印刷して、にじみなどの印刷の不具合が生じるかどうかを目視で評価した。印刷の不具合があれば×として、不具合がなければ○とした。

（施工性）
該プリンタを使用してＡ０サイズでフルカラー画像を印刷したものを、その背面に水糊としてヤヨイ化学工業株式会社製壁紙用接着剤ルーアマイルドを５．５割（糊１８ｋｇに対して水１０Ｌ）希釈して糊付け（約１３０ｇ／ｍ２）して、１０分程度養生して、壁に貼り付ける施工作業を行った。スキージとして、株式会社アサヒペン製おさえハケを用いて、印刷面（フルカラー画像表面）を擦って、空気抜きをしながら貼り付け施工を行い、画像に傷が生じるかどうかを、また、水糊によるにじみやひび割れが生じるかどうかを、目視で評価した。傷またはにじみやひび割れがあれば×として、なければ○とした。

実施例および比較例における上記までの内容と評価結果を下記表にまとめた。これにより実施例は、溶剤系インクを使用してインクジェット印刷して、印刷面とは反対の背面に水糊加工を施して、スキージなどで印刷面の画像を擦って施工しても、傷またはにじみやひび割れが生じない溶剤系インクジェット用紙となった。

１溶剤系インク用インクジェット用紙
２インク受容層
３基紙
４印刷面
５背面

Claims

基紙に水系塗工液を塗付して乾燥させて形成するインク受容層を有する溶剤系インクジェット用紙であって、水系塗工液は少なくともポリウレタンエマルジョンとエステル変性シリコン系レベリング剤と水とからなり、ポリウレタンエマルジョンは、カーボネート鎖を有するポリウレタンエマルジョンとエステル鎖を有するポリウレタンエマルジョンとの混合ポリウレタンエマルジョン、もしくは、カーボネート鎖とエステル鎖とを有するポリウレタンエマルジョンのどちらかであることを特徴とする溶剤系インクジェット用紙。