JP5695281B1 - 表面保護層組成物及びそれを用いた加飾体 - Google Patents
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Abstract
Description
ガラス転移点(Tg)が0℃以下のシリコーン変性(メタ)アクリル系樹脂と、カーボネート変性ウレタン樹脂と、を含む表面保護層組成物である。
前記基材上に形成される、インク組成物の硬化膜である加飾層と、
前記加飾層上に形成される表面保護層と、を備え、
前記表面保護層は、(1)から(7)のいずれかに記載の表面保護層組成物の硬化膜である加飾体である。
前記加飾層用インキがインク組成物であり、
表面保護層用インキが(1)から(7)のいずれかに記載の表面保護層組成物である、インキセット。
本発明の加飾体は、インク組成物の硬化膜である加飾層が、弾性基材表面に形成されており、加飾層は基材表面の一部又は全部に形成されている。そして、表面保護層が加飾層上に形成されている。
本発明における基材は、エラストマー基材又はヤング率が0.001MPa以上30MPa以下である基材であれば、どのような物であってもよい。従来公知の天然ゴムや合成ゴムであってもよい。
加飾層の印刷は、インクジェット方式、スプレー方式、刷毛塗り方式等、どのような方式であっても良いが、装飾の自由度が高まる点で、インクジェット方式であることが好ましい。
[色材]
色材は、染料系、顔料系のいずれも使用できるが、好ましくは顔料系である。顔料としては、従来の油性インク組成物に通常用いられている無機顔料又は有機顔料であればどのようなものであってもよく、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化チタン、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、ジケトピロロピロール、アンスラキノン、ベンズイミダゾロン、アンスラピリミジン、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、アルミペースト、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、沈降性硫酸バリウム、パール顔料等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化型インク組成物の粘度は、40℃において5mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましく、5mPa・s以上15mPa・s以下であることがより好ましい。5mPa・s以上、20mPa・s以下とすることで、インクジェット装置を用いて吐出する場合に、仮にインクジェット装置のヘッドに、加熱による粘度の低下機構が組み込まれたとしても、ドット抜けによる吐出不良が生ることなく好ましい吐出性を維持することができるようになるため、より好ましい活性エネルギー線硬化型インク組成物とすることができる。ここで吐出性とは連続印刷中にインクのドット抜けが生じたり、吐出の乱れ等が生じることにより正常に印字できないことを意味する。
基材に対する追従性を高めるため、活性エネルギー線硬化型インク組成物は、活性エネルギー線重合性モノマーと、必要に応じて活性エネルギー線重合開始剤を含有し、該活性エネルギー線重合性モノマーは、モノマーA):ガラス転移点が−30℃以下の単官能モノマーと、モノマーB):ガラス転移点が0℃以下の多官能モノマーとを含有することが好ましい。また、モノマーA)及びB)に加え、モノマーC):ガラス転移点が0℃以上110℃以下の脂環式構造を有する単官能モノマーを含有することがより好ましい。
活性エネルギー線重合性単官能モノマーは、モノマーA)ホモポリマーのガラス転移点(Tg)が−30℃未満であり、エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線重合性単官能モノマー(以下、「モノマーA)」ともいう。)を含有する。モノマーA)は硬化膜の柔軟性及び伸長性を高くすることができる。柔軟性が高いとは、インク組成物の硬化膜を形成した印刷体を曲げた際に硬化膜が割れ難いことを意味し、伸長性が高いとは、硬化膜を引張った際に破断し難いことを意味する。
活性エネルギー線重合性多官能モノマーは、モノマーB):ホモポリマーのガラス転移点が0℃以下であり、エチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー(以下、「モノマーB)」ともいう。)を含有する。モノマーB)は、硬化性の向上に寄与し、ガラス転移点が低いために「硬化性」と「柔軟性や伸長性」とのバランスが良い。硬化性とは、多官能性であるために架橋性が高く、少量の活性エネルギー線照射量で硬化膜を形成することができることを意味する。Tgが0℃以下であることで、タイヤに印字した際、タイヤの伸びに充分に追従することができるようになるため、インク組成物の硬化物に割れや剥がれが生じにくい点で好ましい。
活性エネルギー線重合性単官能モノマーは、モノマーC):ホモポリマーのガラス転移点が0℃以上110℃以下の脂環式構造を有する単官能モノマー(以下、「モノマーC)」ともいう。)を含有する。ガラス転移点が上記範囲で、脂環式構造を有する単官能モノマーを適量配合することにより硬化膜の柔軟性及び膜強度がバランスよく向上する。
モノマーA)〜C)に加え、本発明の目的を達成できる範囲で、さらに別のモノマーを適宜加えてもよい。例えば、ベンジルアクリレート(Tg=6℃)、フェノキシエチルアクリレート(Tg=−22℃)、ラウリルアクリレート(Tg=−3℃)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(Tg=−15℃)、ステアリルアクリレート(Tg=30℃)、ジシクロペンテニルアクリレート(Tg=120℃)、ジシクロペンタニルアクリレート(Tg=120℃)、1−アダマンチルアクリレート(Tg=153℃)等に例示される単官能モノマー、1,4−ブタンジオールジアクリレート(Tg=45℃)、テトラエチレングリコールジアクリレート(Tg=23℃)、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(Tg=187℃)、トリメチロールプロパントリアクリレート(Tg=62℃)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(Tg=103℃)等に例示される多官能モノマーを加えることもでき、またこれらのモノマーに限定されず、従来公知のモノマーなど、各種様々なモノマーを適宜加えることもできる。なお、モノマーとは、その分子量によってはオリゴマー又はプレポリマーとも称される化合物をも含む概念である。
活性エネルギー線硬化型インク組成物は、必要に応じて活性エネルギー線重合開始剤を含有してもよい。活性エネルギー線は、ラジカル、カチオン、アニオン等の重合反応の契機となり得るエネルギー線であれば、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波のほか、電子線、プロトン線、中性子線等のいずれであってもよいが、硬化速度、照射装置の入手容易さ、価格等の観点において、紫外線照射による硬化が好ましい。前記活性エネルギー線重合開始剤としては、前記活性エネルギー線の照射により活性エネルギー線硬化型インク組成物中のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の重合反応を促進するものであれば特に限定されず、従来公知の活性エネルギー線重合開始剤を用いることができる。前記活性エネルギー線重合開始剤の具体例として、例えば、チオキサントン等を含む芳香族ケトン類、α−アミノアルキルフェノン類、α−ヒドロキシケトン類、アシルフォスフィンオキサイド類、芳香族オニウム塩類、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化型インク組成物は、色材を分散するための分散剤を含有することが好ましい。分散剤として高分子分散剤が挙げられる。この高分子分散剤の主鎖はポリエステル系、ポリアクリル系、ポリウレタン系、ポリアミン系、ポリカプロラクトン系等からなり、高分子分散剤は、側鎖としてアミノ基、カルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシル基等の極性基やこれらの塩を有するのが好ましい。
活性エネルギー線硬化型インク組成物は、さらに表面調整剤を含有していてもよい。表面調整剤としては特に限定されないが、具体例としては、ジメチルポリシロキサンを有するビックケミー社製「BYK−306」、「BYK−333」、「BYK−371」、「BYK−377」、エボニックデグサジャパン社製「TegoRad2100」、「TegoRad2200N」、「TegoRad2300」等が挙げられる。
また、活性エネルギー線硬化型インク組成物は、その他の添加剤として、可塑剤、重合禁止剤、光安定化剤、酸化防止剤等、種々の添加剤を含有していてもよい。溶剤は発明の目的を達成する範囲内で添加することも出来るが、含有しないことが最も好ましい。
硬化膜の厚さは、1μm以上100μm以下であることが好ましい。1μm以上にすることで、色材を含有する硬化膜の色濃度が薄くなることがないため意匠性や装飾性の低下や密着性、伸長性等の物性が向上するため、より好ましい。100μm以下にすることで、インク組成物に対して活性エネルギー線を照射した際に、インク組成物をより短時間で充分に硬化することができるようになるため、より好ましい。
加飾基材は、塵、埃、泥、すす、ピッチ等の付着により加飾層の美観や外観が著しく損なわれる。また、屋外に晒される場合には特に酸化や紫外線等による劣化で加飾層の表面にひび割れ等が生じ得るし、光沢も損なう。そこで、本発明の加飾基材には表面保護層が形成されている。なお、表面保護層は、加飾層の表面に形成される場合に限らず、基材の表面に直接形成されていてもよいし、基材の表面に形成された、後述するプライマー層の表面に形成されていてもよい。表面保護層は、上記インク組成物の硬化膜の上に塗布乾燥することにより硬化膜として形成される。
基材表面と加飾層との接着性を高めるため、基材表面と加飾層との間にプライマー層が形成されていてもよい。
本発明の加飾体の製造は、まず、活性エネルギー線硬化型インク組成物を基材上に印刷などの従来公知の方法で形成した後、活性エネルギー線で硬化することによって加飾層の形成が行われる。
上記の加飾層を形成するためのインク組成物、好ましくは活性エネルギー線硬化型インク組成物と、上記の表面保護層を形成するための表面保護層組成物とは、それぞれ、加飾層用インキと表面保護層用インキとなる。そして、この両者のインキセットも本発明の一つである。このインキセットは、エラストマー基材上又はヤング率が0.001MPa以上30MPa以下である基材上に形成するために用いられる。インキセットは同梱包であってもよく、別梱包であってもよく、両者がセットで本発明の加飾体として使用される態様であれば本発明の範囲内である。この態様には、本発明の加飾体として使用できる旨の表示を付したインキセットも含むものである。
表1に示す割合(質量部)で、インクA、インクB、インクCのインク組成物を調整した。高分子分散剤としては、日本ルーブリゾール社製のSOLSPERSE33000を用いた。
表2に示す割合(質量部)で、表面保護層を調整した(表中の粒径はシリコーン変性アクリルエマルジョンのエマルジョン粒径を示す)。
テーブル評価に供するため、JIS 3号試験片を作製して、JIS K6251に準拠して引張試験を行ったときの100%伸長時の弾性率が1.2MPaであるゴム基材を基材として印刷体を製造した。ゴム基材の表面に、表1に示す加飾層を構成する組成物を硬化後の平均膜厚が40μmとなるように解像度720dpiの条件でインクジェット法で印字した。そして、SubZeroシステム(UVランプシステム,Integration Technology社製,Dバルブ,出力100W/cm)を用いて、積算光量が640mJ/cm2、ピーク照度が640mW/cm2、搬送速度が18m/minの条件でインク組成物を硬化した。積算光量及びピーク照度の測定は、紫外線光量計UV−351(オーク製作所社製)を用いて行った。これにより、加飾層を作製した。
硬化後の表面保護層にセロハン粘着テープを貼り付け、表面保護膜とセロハン粘着テープとを充分に密着した後、セロハン粘着テープを90度で剥離したときの表面保護膜の基材への密着の程度から判断した。評価はゴム基材上と加飾層上とで分けて行った。結果を表1及び表2に示す。なお、以下の評価項目において、良から劣について、◎>○>○△>△>×の5段階評価とした。
耐傷性の評価は、ポリブラシでサンプルを100往復擦ったときの外観を評価することによって行った。結果を表3及び表4に示す。
耐水性は、試験体を室温の水道水に1週間浸漬し、その後の試験体を濡れたままにて90°曲げ試験を行うことによって塗膜の剥離状態を評価した。結果を表3及び表4に示す。
耐候性は、試験体をJIS K 7350−2に準拠して試験を行い、キセノンアークウェザオメーターに100h暴露後の外観変化によって評価した。結果を表3及び表4に示す。
JIS 3号試験片を作製して、JIS K6251に準拠して引張試験を行ったときの100%伸長時の弾性率が1.0〜1.5MPaであるゴム基材上に厚さ10ミクロンの硬化膜として形成し、この硬化膜が形成された硬化膜形成基材を、ダンベル状6号形(JIS K6251−5)の試験片として、JIS K7161法にしたがい25℃で引張速度100mm/分で引張試験した際に、加飾層又は表面保護層の硬化膜の割れが生じるときの伸び率を硬化膜の破断伸び(%)とした。結果を表3及び表4に示す。
シリコーン変性アクリルエマルジョン2:(メーカー名株式会社DNPファインケミカル、商品名、OP−SA355、Tg−25℃、樹脂分40%)
シリコーン変性アクリルエマルジョン3:(メーカー名株式会社DNPファインケミカル、商品名、OP−SA356、Tg−25℃、樹脂分40%)
シリコーン変性アクリルエマルジョン4:(メーカー名株式会社DNPファインケミカル、商品名、OP−SA55、Tg35℃、樹脂分40%)
シリコーンオイル:(メーカー名株式会社ウィルソン、商品名、ブラックコーティング)
カーボネート変性ウレタンエマルジョン(メーカー名株式会社DNPファインケミカル、商品名、OP−U354、Tg−30℃、樹脂分35%)
ADH:アジピン酸ジヒドラジド
Claims (10)
- エラストマー基材上又はヤング率が0.001MPa以上30MPa以下である基材と、前記基材上に形成されるインク組成物の硬化膜である加飾層の表面と、を保護するための表面保護層を構成する表面保護層組成物であって、
ガラス転移点(Tg)が0℃以下のシリコーン変性(メタ)アクリル系樹脂と、カーボネート変性ウレタン樹脂と、を含む表面保護層組成物。 - 前記インク組成物が、活性エネルギー線硬化型インク組成物である請求項1記載の表面保護層組成物。
- 前記シリコーン変性(メタ)アクリル系樹脂/前記カーボネート変性ウレタン樹脂の質量比率が95/5〜1/9である請求項1又は2に記載の表面保護層組成物。
- 前記シリコーン変性(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移点(Tg)が−20℃以下である請求項1から3のいずれか一項に記載の表面保護層組成物。
- Tgが−20℃以下の前記カーボネート変性ウレタン樹脂を含む請求項1から4のいずれか一項に記載の表面保護層組成物。
- 前記表面保護層は、更にヒドラジド類を含む請求項1から5のいずれか一項に記載の表面保護層組成物。
- 前記表面保護層組成物は水系エマルジョンであり、前記シリコーン変性(メタ)アクリル系樹脂の平均粒径が500nm以下である請求項1から6のいずれか一項に記載の表面保護層組成物。
- エラストマー基材上又はヤング率が0.001MPa以上30MPa以下である基材と、
前記基材上に形成される、インク組成物の硬化膜である加飾層と、
前記加飾層上に形成される表面保護層と、を備え、
前記表面保護層は、請求項1から7のいずれか一項に記載の表面保護層組成物の硬化膜である加飾体。 - 前記インク組成物が、ベンゼン環に置換基を有していてもよいフェノキシ(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレートを含む請求項8に記載の加飾体。
- エラストマー基材上又はヤング率が0.001MPa以上30MPa以下である基材上に加飾層と表面保護層を形成するための、加飾層用インキと表面保護層用インキとのインキセットであって、
前記加飾層用インキがインク組成物であり、
表面保護層用インキが請求項1から7のいずれか一項に記載の表面保護層組成物である、インキセット。
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