JP6657973B2 - 建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物 - Google Patents

建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物 Download PDF

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Description

本発明は、活性エネルギー線硬化性の建材用インクジェットインク白色受理層組成物に関する。
近年、インクジェットプリントの様々な素材への適用が検討されてきており、その一つの例に、建築用木質基材がある。この木質基材には、あらゆる屋内または屋外の条件に対応することができる優れた耐候性が求められる。ここでいう耐候性とは、熱、光、水などに曝された場合であっても、基材上に形成された画像が亀裂や剥離を発生せずに保持されることである。
これまでに提案されているインクジェット方式にて画像が形成された木質基材としては、例えば、基材の表面に、下塗り層、インク受理層、インクジェット層、クリア層、無機質塗料層、光触媒塗料層をこの順に積層して形成したもの(特許文献1)がある。
また、溶剤系や水系などの揮発性のインクと比べて速乾性であり生産効率が高いことやインク受理層を必要とせずコストの軽減が見込めることから、インクジェットインクとして活性エネルギー線硬化型インクジェットインクをもちいたもの(特許文献2)が提案されている。
インクジェットインクとして活性エネルギー線硬化型インクジェットインクをもちいた場合、一般的にインクジェットプリントをおこなう建築用木質基材表面には下塗り塗装が施されており、その下塗り塗料としてアクリル系樹脂を使用することが多いが、このアクリル系樹脂と活性エネルギー線硬化型インクジェットインクの相性から、しばしば、活性エネルギー線硬化型インクジェットインクの濡れ性不良、下塗り塗装との密着性不良、活性エネルギー線硬化型インクジェットインクが硬化して形成された画像の色再現性不良などの問題を抱えることがあった。
そこで造膜助剤を含まない状態でのMFT(最低造膜温度)が75℃〜110℃であるアクリル系エマルション、白色顔料を使用した受理層と活性エネルギー線硬化型インクジェットインクを併用したもの(特許文献3)が提案されている。
しかしながらアクリル系エマルションを使用した場合、熱風乾燥に時間を要し、加熱により基材が変形してしまいプリントヘッドと接触することからインクジェット方式にて画像ができなくなる事があった。
また木質系床材には、表面保護及び意匠性向上のために、下塗り層、中塗り層、上塗り層と、各種の塗料が塗工されている。建材用インクジェットインク白色受理層組成物は直接塗工面が接触する下塗り層用塗料とも接着性が良好でなくてはならない。
木質建材に塗工後、インクジェットプリンタで建材用インクジェットインク白色受理層に印刷するため、数日間運搬や保管される場合が多い。しかし、前記白色受理層組成物は塗布後1週間も経過し完全硬化すると、例えば下塗り層として活性エネルギー線硬化型インクジェットインクを印刷しても、前記白色受理層が活性エネルギー線硬化型インクジェットインクと反応せず接着性が著しく低下し、インクジェット印刷面で界面剥離する問題点があった。
特開2008−57131号公報 特開2008−80629号公報 特許5208804号公報
本発明の目的は、建材用インクジェットインク白色受理層組成物塗布後、1週間以上経過しても後工程で印刷・塗布されるインクジェットインクや下塗り塗料と接着性が高く、建築材料に必要とされる耐侯性等を維持しながら、意匠性をも付与することができる建材用インクジェットインク白色受理層活性エネルギー線硬化性組成物を提供することにある。
本発明者らは、特定のエチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物(A)、光重合開始剤(B)、白色無機粒子(C)、及び紫外線吸収剤(D)を組合せ採用する事で上記課題を解決した。
即ち本発明はエチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物(A)、光重合開始剤(B)、白色無機粒子(C)、及び紫外線吸収剤(D)を含有する建材用活性エネルギー線硬化性組成物であって、前記活性エネルギー線重合性化合物(A)が2官能ウレタンオリゴマー(a1)とウレタンオリゴマー以外の2官能以下の活性エネルギー線重合性化合物(a2)であり、(a2)の内の、単官能活性エネルギー線重合性化合物(a3)が組成物全量の10質量%〜20質量%である事を特徴とするインクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物を提供する。
また本発明は、光重合開始剤(B)がモノアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を含むインクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物を提供する。
また本発明は、白色無機粒子(C)が粒子表面をシリカ及び/またはアルミナで表面処理したルチル型酸化チタンであるインクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物を提供する。
また本発明は、紫外線吸収剤(D)がヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤であるインクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物を提供する。
更に本発明は、前記インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物を塗布して形成される活性エネルギー線硬化性インクジェットインク受理層を提供する。
加えて本発明は、前記インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物を塗布して形成されるインクジェットインク白色受理層が形成された木質基材による建築材料をも提供する。
本発明により、建材用インクジェットインク白色受理層組成物塗布後、1週間以上経過しても後工程で印刷・塗布されるインクジェットインクや下塗り塗料と接着性が高く、建築材料に必要とされる耐侯性等を維持しながら、意匠性をも付与することができる建材用インクジェットインク白色受理層活性エネルギー線硬化性組成物を提供できる。
本発明のインクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物としては、エチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物(A)、光重合開始剤(B)、白色無機粒子(C)、及び紫外線吸収剤(D)を含有する建材用活性エネルギー線硬化性組成物であって、前記活性エネルギー線重合性化合物(A)が2官能ウレタンオリゴマー(a1)とウレタンオリゴマー以外の2官能以下の活性エネルギー線重合性化合物(a2)であり、(a2)の内の、単官能活性エネルギー線重合性化合物(a3)が組成物全量の10質量%〜20質量%である事を必須とする。
エチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物(A)の具体例としては、下記のようなエチレン性二重結合活性エネルギー線重合性化合物を挙げることができる。
〔エチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物(A)〕
一般的にエチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物としては、通常活性エネルギー線硬化性組成物に使用される公知の(メタ)アクリルモノマーおよび/または(メタ)アクリルオリゴマーから任意に選んで用いることができる。なお本発明において「(メタ)アクリル」とはアクリルとメタクリルとを総称したものである。
(メタ)アクリルモノマーとしては、例えばアクリル酸やメタクリル酸などの不飽和カルボン酸又はそのエステル、例えばアルキル−、シクロアルキル−、ハロゲン化アルキル−、アルコキシアルキル−、ヒドロキシアルキル−、アミノアルキル−、アリル−、グリシジル−、ベンジル−、フェノキシ−(メタ)アクリレート、アルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレートなど、(メタ)アクリルアミド又はその誘導体、例えばアルキル基やヒドロキシアルキル基でモノ置換又はジ置換された(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミドなど、アリル化合物、例えばアリルアルコール、アリルイソシアネート、ジアリルフタレート、トリアリルイソシアヌレートなどを挙げることができる。
(メタ)アクリルモノマーの他の例としては、エチレングリコール単位を分子内にもつポリエチレングリコール(nは3以上であり、およそ14以下)ジ(メタ)アクリレート、フェノールEO変性(nは3以上であり、およそ14以下)(メタ)アクリレートや、水酸基を分子内にもつ2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
これらの(メタ)アクリルモノマー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。
本発明で使用するエチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物(A)としては、次に述べる2官能ウレタンオリゴマー(a1)と、ウレタンオリゴマー以外の2官能以下の活性エネルギー線重合性化合物(a2)を含む事を必須とする。
〔2官能ウレタンオリゴマー(a1)〕
本発明で使用するエチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物(A)としての2官能ウレタンオリゴマーは、ポリイソシアネート化合物とアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等を反応させて得られるもので、2官能ウレタンオリゴマーを組成中に含むことで硬化塗膜となった場合、ウレタン構造に由来する優れた可撓性、低収縮性を付与する事ができる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、従来公知の各種ポリイソシアネートを使用でき、特定の化合物に限定されない。ウレタンオリゴマーを合成する場合に用いられる(分岐)脂肪族もしくは脂環式イソシアネートの具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の分岐脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、(o,m,又はp)−水添キシリレンジイソシアネート、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、シクロヘキサン−1,3−ジメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジメチレンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジイソシアネートであるヘキサメチレンジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネートであるトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。また、(o,m,又はp)−キシリレンジイソシアネートなど、芳香環を有するジイソシアネートも使用することができる。これらのジイソシアネートは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。これらのジイソシアネートを使用した場合、低反り性に優れた硬化物を得ることができる。
次に、アルコール性ヒドロキシル基を有する化合物としては、従来公知の各種ポリオールを使用でき、特定の化合物に限定されないが、ポリカーボネートジオール等のポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、ポリブタジエン系ポリオール、ポリイソプレン系ポリオール、水素化ポリブタジエン系ポリオール、水素化イソプレンポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、リン含有ポリオール、カルボキシル基及びアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物、フェノール性ヒドロキシル基及びアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等を好適に用いることができる。ポリカーボネートジオールとしては、1種又は2種以上の直鎖状脂肪族ジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオール、1種又は2種以上の脂環式ジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオール、又は直鎖状脂肪族ジオールと脂環式ジオールの両方のジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオールが挙げられる。アルコール性ヒドロキシル基を有する化合物は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
尚、2官能ウレタンオリゴマーの市販品の例には以下のものがある。
CN959、CN962、CN975、CN980、CN981、CN983、CN986、CN991、CN996、CN8881NS、CN8883NS、CN9001、CN9004、CN9005、CN9007、CN9009、CN9011、CN9024、CN9028、CN9178、CN9290、CN9893(以上サートマー社製)、MIRAMER PU2100、PU2200、PU2510、PU2560、SC2100(以上MIWON社製)、EBECRYL 230、270、4858、8402、8804、8807、9270(以上ダイセルオルネクス社製)、Photomer 6184、6210、6891、6892(以上BASF社製)、ビームセット502H、504H、505A−6、512−B−2(以上荒川化学工業社製)、ユニディック V−4221(以上DIC社製)。
本発明で使用するエチレン性二重結合を有する活性エネルギー線硬化性組成物は、更なる硬度と接着性を付与すべく、ウレタンオリゴマー以外の2官能以下の活性エネルギー線重合性化合物(a2)の併用を必須とする。そのようなウレタンオリゴマーを除く2官能以下の活性エネルギー線重合性化合物(a2)の例としては以下のようなものが挙げられる。
〔ウレタンオリゴマーを除く2官能活性エネルギー線重合性化合物(a2)〕
1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、トリシクロデカンジメタノール、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、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等のジ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、オペンチルグリコール1モルに4モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに2モルのエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに4モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、エポキシアクリレート、エチレンオキサイド変性アルキルリン酸(メタ)アクリレート等の2官能モノマーを挙げることができる。
特に好ましいウレタンオリゴマーを除く2官能活性エネルギー線重合性化合物の例としては、BPE−4、BPE−10、BPE−20、HDDA、TMPT、TMP-2P、TMP−3P、TEGDMA、L−C9A、ND−DA(以上第一工業製薬社製)、M−208、M−211B、M−215、M−220、M−240(以上東亜合成社製)、EbecrylDPGDA、TPGDA、HDDA、145、150、IRR214−k、PEG4000DA-D、11、HPNDA(以上ダイセルオルネクス社製)、SR212、SR213、SR230、SR238、SR247、SR259、SR268、SR272、SR306、SR344、SR349、CD406、SR508、CD561、SR562、CD563、CD564、CD595、SR601、SR602、SR610、SR833、SR9003、SR9038、CD9043、SR9209(以上アルケマ社製)、MiramerM200、M202、M204、M210、M216、M220、M222、M270(以上MIWON社製)、Photomer4017、4028、4050、4061、4062、4070、4127、4160、4226、4361、4362(以上IGM社製)等を挙げることができる。
また、前記ウレタンオリゴマーを除く2官能活性エネルギー線重合性化合物(a2)の中でも、単官能活性エネルギー線重合性化合物(a3)の含有量が重要であり、単官能活性エネルギー線重合性化合物(a3)が組成物全量の10質量%〜20質量%である事を必須とする。単官能活性エネルギー線重合性化合物(a3)が組成物全量の10質量%を下回ると活性エネルギー線硬化性インクジェットインクの接着性が低下したり、木質建材用保護層塗料との接着性が低下する傾向があり、20質量%を上回ると建材用の中間製品として建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物を塗布後、積み重ねて保管した場合、建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物と木質建材が接着するいわゆるブロッキングの傾向が生じる。
〔単官能活性エネルギー線重合性化合物(a3)〕
前記単官能活性エネルギー線重合性化合物(a3)としては、硬化収縮を解消し、インクジェットインクとの層間接着性を長期維持するために、例えばイソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテノキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテノキシプロピル(メタ)アクリレートなど、ジエチレングリコールジシクロペンテニルモノエーテルのアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル、ポリオキシエチレン若しくはポリプロピレングリコールジシクロペンテニルモノエーテルのアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルなど、ジシクロペンテニルシンナメート、ジシクロペンテノキシエチルシンナメート、ジシクロペンテノキシエチルモノフマレート又はジフマレートなど、3,9−ビス(1,1−ビスメチル−2−オキシエチル)−スピロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス(1,1−ビスメチル−2−オキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス(2−オキシエチル)−スピロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス(2−オキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなどのモノマ−、アクリレート又はモノメタアクリレート、あるいはこれらのスピログリコールのエチレンオキシド又はプロピレンオキシド付加重合体のモノアクリレート、又はモノメタアクリレート、あるいは前記モノ(メタ)アクリレートのメチルエーテル、1−アザビシクロ[2,2,2]−3−オクテニル(メタ)アクリレート、ビシクロ[2,2,1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボキシルモノアリルエステルなど、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジヒドロジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリルモノマーを用いることができる。
これらの活性エネルギー線重合性化合物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。
更に本発明の組成物に好適な活性エネルギー線重合性化合物としては、必要に応じ例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、2−エチルヘキシル、イソオクチル、ノニル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、ノニルフェノキシエチル、グリシジル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、イソボルニル、ジシクロペンタニル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニロキシエチル等の置換基を有する(メタ)アクリレート、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノアクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、ビニルピロリドン、N−アクリロイルモルホリン、N−ビニルホルムアミド、エチルカルビトールアクリレート等の単官能モノマーを用いる事ができる。
本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物で使用するエチレン性二重結合を有する活性エネルギー線硬化性組成物(A)はラジカル重合タイプである事から、光重合開始剤(B)としてモノアシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤を含有することが好ましい。
〔モノアシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤〕
ラジカル重合タイプの光重合開始剤としては紫外線の中でも長波長領域に吸収波長を有するモノアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤が挙げられる。モノアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては活性エネルギー線硬化性化合物への溶解時に着色するビスアシルフォスフィンオキサイド類は除き、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6−ジメトキシベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6−ジクロロベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−フェニルフォスフィン酸メチルエステル、2−メチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、ピバロイルフェニルフォスフィン酸イソプロピルエステル等のモノアシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられ、特に、これらの中でも、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイドは、385nmや395nmに発光波長を有するUV−LEDの発光波長領域に合致するUV吸収波長を有することで、好適な硬化性が得られ、且つ、硬化皮膜の黄変が少ない点でより好ましい。
〔その他の光重合開始剤〕
またラジカル重合タイプの光重合開始剤としては活性エネルギー線硬化性化合物溶解時に溶解液の着色が無く、経時による黄変の少ないα-ヒドロキシアルキルケトン系光重合開始剤が挙げられる。α-ヒドロキシアルキルケトン系光重合開始剤としては例えば、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−i−プロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。更にフェニルグリオキソレート系光重合開始剤も好ましい。フェニルグリオキソレート系光重合開始剤としては例えばメチルベンゾイルフォルマート等を挙げることができる。
〔脂肪族アミン誘導体及び/又は安息香酸アミン誘導体から選ばれる3級アミン化合物〕
硬化速度は、脂肪族アミン誘導体及び/又は安息香酸アミン誘導体から選ばれる3級アミン化合物を一つ以上の活性エネルギー線重合性化合物に添加することによって高くすることができる。3級アミン化合物は、反応性を高め、酸素による反応阻害を阻止することで知られている。好適な3級アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの遊離アルキルアミン、2−エチルヘキシル−4−ジメチルアミノベンゾエート、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエートなどの芳香族アミン、およびポリアリルアミンとその誘導体としての高分子アミンなどが挙げられる。エチレン2重結合性不飽和アミン(例えば、(メタ)アクリレート化アミン類)などの活性エネルギー線重合性化合物は、低臭気性、低揮発性、および硬化によってポリマーマトリックス中に組み込むことができる能力によって黄ばみが抑制される性質があることから、好ましいとされる。
3級アミン化合物は、硬化性組成物中の活性エネルギー線重合性化合物の量に対して、好ましくは、0.1〜10質量%、より好ましくは、0.3〜3質量%の量で用いる事ができる。
〔白色無機粒子(C)〕
本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物は白色無機粒子(C)で着色することにより、インクジェット印刷時に意図した色相を得ることができる。白色無機粒子(C)は隠蔽力という観点から酸化チタンを用いることが好ましい。酸化チタンはルチル型の二酸化チタンであり、結晶構造でチタンは体心正方格子をつくり,酸素はチタンの両側に等距離に配列する。酸素はチタンを中心にしたほぼ正八面体の頂点に位置し,チタンは酸素を中心とするほぼ正三角形の頂点に配列する。酸化チタンとしては、塗料、インク、プラスチック等の着色剤用として、粒子径、表面処理剤の異なる各種の顔料として市販がされており、用途に応じて適正な品種が選択される。
酸化チタンの表面処理方法としては、水系処理、気相処理等が行われるが、表面処理剤としては、一般的にアルミナ、シリカが使用され、主に分散時の酸化チタンの濡れを改良するためにアルミナが、主に印刷物の耐久性を改良するためシリカが多用されている。この結果、通常塗料用酸化チタンとしては、未処理、アルミナ処理、アルミナ・シリカ処理のものがある。また、アルミナ・シリカ処理の顔料については、アルミナ処理量に比較してシリカ処理量の多い品種、シリカ処理量に比較してアルミナ処理量の多い品種が市販されている。本発明において、塩基性の極性基を有する高分子分散剤とともに使用する酸化チタンは、アルミナ・シリカ処理顔料で、表面処理に用いた前記シリカの質量が、表面処理に用いた前記アルミナの質量より多い酸化チタンであり、これらは石原産業(株)、テイカ(株)等の酸化チタン製造メーカーより、市販されており、容易に入手することができる。
なお酸化チタンと共に存在するシリカおよびアルミナの質量は、蛍光X線を用いて測定することができる。シリカおよびアルミナは酸化チタンの表面上に存在する他、その一部が遊離した粒子として存在する可能性があり、蛍光X線による測定を行うと、その総量を測定することができる。蛍光X線による定量法については、標準試料を用いた検量線による分析方法が確立されている。
酸化チタンは、光重合性化合物総量の5〜30質量%の範囲で用いることが好ましい。5質量%未満の場合は、印刷被膜の隠蔽性が不十分となる傾向にあり、30質量%を超える場合には、印刷被膜の耐久性が不十分となる傾向にある。
酸化チタン顔料の平均粒径は、100〜500nmであることが好ましい。顔料の平均粒径が100nm未満の場合は、印刷被膜の隠蔽性が不十分となる傾向にあり、500nmを超える場合には、吐出安定性が不十分となる傾向にある。
本発明で好適なホワイト色に使用される白色無機粒子(C)としては、隠ぺい力が高い酸化チタンが好適で具体的には、テイカ社製「チタニックスJR−301、403、405、600A、605、600E、603、805、806、701、800、808」「チタニックスJA−1、C、3、4、5」、石原産業社製「タイペークCR−50、50−2、57、80、90、93、95、953、97、60、60−2、63、67、58、58−2、85」「タイペークR−820、830、930、550、630、680、670、580、780、780−2、850、855」「タイペークA−100、220」「タイペークW10」「タイペ−クPF−740、744」「TTO−55(A)、55(B)、55(C)、55(D)、55(S)、55(N)、51(A)、51(C)」、デュポン社製「タイピュアR−900、902、960、706、931」等が挙げられる。
本発明において使用する高分子分散剤は、塩基性の極性基を有し、該極性基を顔料への吸着基とするものであって、本発明に使用する表面処理に用いたシリカの質量が、表面処理に用いたアルミナの質量より多いアルミナ・シリカ処理酸化チタンに対して、良好な分散性を付与することができる。あるいは酸化チタンと共に存在するシリカの質量がアルミナの質量よりも多い、アルミナ・シリカ処理酸化チタンに対して、強固に吸着し、該酸化チタンに良好な分散性を付与することができる。この結果酸化チタンは沈降しにくく、またかりに沈降したとしても再分散しにくいハードケーキを沈降箇所に形成することがない。
そのような高分子分散剤としては、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPB821、PB822、PB881、PB817、ルーブリゾール社製のソルスパーズ24000GR、28000、32000、33000、36000、39000、56000、71000、X300、BASF社製のEFKA−7701、楠本化成社製のディスパロンDA―703―50、DA−705、DA−725等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また分散剤の使用量は、白色無機粒子に対して1〜10質量%の範囲が好ましい。使用量が1質量%未満の場合には分散安定性が不十分となる傾向にあり、10質量%を超える場合にはインクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物の粘度が高くなる傾向にあり、インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物のレベリング性が低下する。
また建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物には木肌調に薄く着色し意匠性を付与する事ができる。着色のためには公知慣用の着色剤として無機顔料及び有機顔料を用いる事ができる。本発明で使用する顔料としては、無機顔料あるいは有機顔料を使用することができる。
無機顔料としては、アルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸塩、微粉ケイ酸、合成珪酸塩、等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等の白色顔料として使用される無機顔料、酸化鉄、あるいはコンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用することができる。
顔料の具体例としては、カーボンブラックとして、三菱化学社製のNo.2300、No.900、No.960、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等が、コロンビア社製のRaven5750、同5250、同5000、同3500、同1255、同700等が、キャボット社製のRegal400R、同330R、同660R、Mogul L、同700、Monarch800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、同1400等が、デグッサ社製のColor Black FW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、ColorBlack S150、同S160、同S170、Printex 35、同U、同V、同140U、Special Black 6、同5、同4A、同4等が挙げられる。
イエロー色に使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、180、185、213等が挙げられる。
また、マゼンタ色に使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、209、C.I.ピグメントヴァイオレット 19等が挙げられる。
また、シアン色に使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15:3、15:4、60、16、22が挙げられる。
〔紫外線吸収剤(D)〕
本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物は紫外線吸収剤(D)を含む事を特徴とする。建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物は、各色インクジェットインクより最も木質基材側にあり、木材と直接接触している為、インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物が初期黄変した場合、インクジェット印刷後の色相変化が激しいことから紫外線吸収剤(D)は必須である。紫外線吸収剤(D)としてはヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤を好適に用いることができる。ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤はアクリルモノマーとの相溶性、耐久性に優れており、特に、耐熱性及び紫外線に対する安定性に優れている。吸収スペクトルが短波長側にシフトしておりエネルギーの高い波長(300nm付近)の光を強く吸収するスペクトルを持つ。そのシフトにより、大きな硬化阻害を起こさずに、UV硬化型塗料に使用できる。また、金属触媒やアルカリ成分などによる黄変を非常に起こし難い等の特徴を持つ。中でもチヌビン400が好適である。
〔レベリング剤〕
本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物に使用する前記レベリング剤としては、充分な隠蔽性を得るためリコート性が良好であるアクリル系レベリング剤が好ましい。アクリル系レベリング剤の表面張力の低下能は概ね0.10〜0.3mN/mと、シリコン系の数mN/mと比べると一桁小さく、アクリル系レベリング剤は活性度が低く、あまり表面張力を下げないことから、リコートが想定される本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物向けに特に相応しく、濡れ不良による塗りムラが抑制でき使い勝手がよい。
アクリル系レベリング剤はn−、iso−どちらでよいブチルアルコールが前記レベリング剤全量の80%以上を含むアクリル重合体であることが好ましく、その組成の一例として、n-ブチルアクリレート/iso−ブチルアクリレート/ビニルトルエン=46/51/3(重量%比率)、数平均分子量Mn=3500、重量平均分子量Mw=15000、Mw/Mn=4.3を挙げることができる。尚、市販品としてはBYK−CHMIE社製BYK−350やBYK−361N、BYK−356、BYK−399、ESTRON Chemical社製Resiflow LG−99、EVVONIK社製TegoFlow 300、370も好適に使用できる。
本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物には、保存安定性を高めるため、ハイドロキノン、メトキノン、ヒンダードアミン系光安定剤、ヒンダードフェノール系光安定剤、ジ−t−ブチルハイドロキノン、P−メトキシフェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ニトロソアミン塩等の重合禁止剤を建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物中に0.01〜2質量%の範囲で添加しても良い。
本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物にはその他添加剤として、光増感剤、消泡剤、滑剤、艶消し材など従来公知のものを添加することができる。また、機能性を付与する目的で抗菌剤、帯電防止剤などを必要に応じて適宜添加することができる。
〔建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法〕
必要な活性エネルギー線重合性化合物を配合し、光重合開始剤と光重合禁止剤を攪拌混合しながら加熱することで、活性エネルギー線硬化型組成物を得ることができる。本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物とするには、さらに、インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物として必要な、表面張力調整剤や滑剤等の添加剤を加えて攪拌することで、活性エネルギー線硬化性組成物を得ることができる。
〔建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物の粘度〕
本発明における活性エネルギー線硬化性組成物の粘度は、あまり高粘度では硬化後の仕上がりにスジ状感が発生するおそれがあるため、粘度としては50〜10000mPa・sec(25℃)が好ましく、100〜1000mPa・sec(25℃)が最も好ましい。
〔塗布方法〕
建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物の塗布方法は塗工機を用いて塗布される。また前記建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物は、各種インキやコーティング用途としても使用することができる。コーティング方法としては、たとえばロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター、エアドクターコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、トランスファロールコーター、キスコーター、カーテンコーター、キャストコーター、スプレイコーター、ダイコーター、オフセット印刷機、スクリーン印刷機等の公知手段を適宜採用することができる。
〔硬化〕
本発明の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物は、活性エネルギー線、好ましくは紫外線等の光照射をすることにより硬化反応を行う。紫外線等の光源としては、通常UV硬化性コーティング剤に使用する光源、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等であれば問題なく硬化させることができる。例えばFusion System社製のHランプ、Dランプ、Vランプ等の市販されているものを用いて行うことができる。
建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物の硬化には、近年UV−LEDや、紫外線発光半導体レーザ等の活性エネルギー線照射源により硬化または半硬化させたいという要求があり、例えば、前記建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物として使用する場合は、木質基材に塗工する工程と、発光ダイオード(LED)を用いて波長ピークが365〜420nmの範囲にある活性エネルギー線を照射することにより前記活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させることで、インクジェットインク白色受理層を形成させることが可能である
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。なお、以下実施例中にある部とは、質量%を表す。
〔実施例 高濃度白色無機粒子分散液(ホワイトミルベース)の調整例〕
(ホワイトミルベース1の調整例)
第一工業製薬社製単官能フェニルグリシジルエーテルアクリレート(a3)「ニューフロンティア PGA」2.3部、MIWON社製2官能ジプロピレングリコールジアクリレート(a2)「ミラマーM222」26.7部、ルーブリゾール社製高分子顔料分散剤「ソルスパーズ 24000GR」0.6部、味の素ファインテック社製高分子顔料分散剤「アジスパー PB−821」0.4部、テイカ社製シリカ存在量:3質量%、アルミナ存在量1質量%の酸化チタン(C)「チタニックスJR−806」20.0部を添加し、攪拌機で1時間撹拌混合した後、ビーズミルで2時間撹拌処理し、ホワイトミルベース1を作製した。
(ホワイトミルベース2の調整例)
第一工業製薬社製単官能フェニルグリシジルエーテルアクリレート(a3)「ニューフロンティア PGA」2.3部、MIWON社製2官能ジプロピレングリコールジアクリレート(a2)「ミラマーM222」26.7部、ルーブリゾール社製高分子顔料分散剤「ソルスパーズ 24000GR」0.6部、味の素ファインテック社製高分子顔料分散剤「アジスパー PB−821」0.4部、テイカ社製アルミナ表面処理のみの酸化チタン(C)「チタニックスJR−600A」20.0部を添加し、攪拌機で1時間撹拌混合した後、ビーズミルで2時間撹拌処理し、ホワイトミルベース2を作製した。
(実施例1:建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物(1)の調整)
DIC社製2官能ウレタンオリゴマー(a1)「ユニディックV−4221」27.35部、大阪有機化学工業社製単官能活性エネルギー線重合性化合物(a2)「ビスコート#190D」15.0部、BASF社製モノアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤「IRGACURE TPO」5.0部、BASF社製1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン「IRGACURE 184」2.0部、BASF社製メチルベンゾイルホルマート「IRGACURE MBF」0.5部、BASF社製紫外線吸収剤(D)「TINUVIN 400」0.1部、本州化学工業(株)社製重合禁止剤ブチルヒドロキシトルエン「H-BHT」0.05部を添加し、60℃で30分加熱攪拌して充分に混合した。次いで冷却した後、ホワイトミルベース50.0部を添加し30分間攪拌した後、100μmのフィルターを用いてろ過することにより建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物(1)を得た。
(実施例 木質床材の作製)
(1)木質基材として、フロア合板突板カバ材を用い、ゴムナチュラルロールコーター塗工機で、木質建材用アンカーコート剤ポリメディックSKS−573溝用TX(組成:ウレタンアクリレート、N−アクリロイルモルフォリン、イルガキュア184、長石、二酸化ケイ素等含有のDIC社製紫外線硬化型塗料)を30g/m塗布し、200mJ/cmの条件で紫外線を照射した。
(2)硬化塗膜上に、ゴムナチュラルロールコーターで、インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物(1)を30g/mで塗布し、200mJ/cmの条件で硬化後インクジェットインク白色受理層を得た。
(3)インクジェットインク白色受理層上に、DIC社製活性エネルギー線硬化性インクジェットインクCrystal UDYを用い、Tritek社製建材用IJプリンタIT−1を使用してシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイト(インクジェット印刷無し)を印刷しインクジェット印刷による画像を得た。
(4)インクジェットインク印刷画像層上に、ゴムナチュラルロールコーターで、木質建材用下塗り塗料ポリメディックSKS−573溝用TX(組成:ウレタンアクリレート、N−アクリロイルモルフォリン、イルガキュア184、長石、二酸化ケイ素等含有のDIC社製紫外線硬化型塗料)を10g/m塗布し、200mJ/cmの条件で紫外線を照射した。
(4)木質建材用下塗り層上に、ゴムナチュラルロールコーターで、木質建材用中塗り塗料ポリメディックSKS−339LV(改)(組成:ウレタンアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、タルク、イルガキュア184等含有のDIC社製紫外線硬化型塗料))を10g/m塗布し、200mJ/cmの条件で紫外線を照射した。
(5)木質建材用中塗り層上に、ゴムナチュラルロールコーターで、木質建材用上塗り塗料ポリメディックSKS−283−艶消IK(組成:ウレタンアクリレート、EO変性1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、N−アクリロイルモルフォリン、エチルカルビトールアクリレート、タルク、シリカ、イルガキュア184等含有のDIC社製紫外線硬化型塗料))を10g/m塗布し、200mJ/cmの条件で紫外線を照射した。
その他、表1に示す実施例、表2に示す比較例についても、実施例1と同様にしてインクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物、及び試験試料を得た。
Figure 0006657973
Figure 0006657973
ユニディック V−4221・・・DIC社製2官能脂肪族ウレタンオリゴマーアクリレート
CN9026・・・SARTOMER社製6官能脂肪族ウレタンオリゴマー
ビスコート190D・・・大阪有機化学工業社製単官能エチルカルビトールアクリレート
MIRAMER M−142:MIWON社製単官能EO付加フェノキシアクリレート
MIRAMER M−222:MIWON社製2官能ジプロピレングリコールジアクリレート
MIRAMER M−3130:MIWON社製エチレンオキサイド3モル付加トリメチロールプロパントリアクリレート
Irgacure TPO:BASF社製モノアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤
Irgacure 184:BASF社製1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン
DAROCUR MBF:BASF社製メチルベンゾイルホルマート(ベンゾイルぎ酸メチル)
Irgacure 369:BASF社製2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4-モルフォリノフェニル)−ブタノン−1
H−BHT:本州化学工業(株)社製ブチルヒドロキシトルエン(重合禁止剤)
BYK−350:BYK−CHMIE社製アクリル系レベリング剤
TINUVIN 400:BASF社製2−(4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヒドロキシフェニル, とオキシラン[(C10−C16 主としてC12−C13アルキルオキシ)メチル]オキシランとの反応生成物
チタニックスJR−806:テイカ(株)社製シリカ存在量:3質量%、アルミナ存在量1質量%のルチル型酸化チタン、平均粒子径0.25μm、比重4.0、吸油量21(G/100g)
チタニックスJR−600A:テイカ(株)社製アルミナ表面処理のみのルチル型酸化チタン、平均粒子径0.25μm、比重4.1、吸油量19(G/100g)
(評価方法)
前記建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物(1)の実施例及び比較例の評価方法を示す。
実施例の「木質床材の作製」の(1)と(2)の工程を経た試験用木質建材を試料Aとし、実施例の「木質床材の作製」の(1)〜(5)の工程を経た試験用木質建材を試料Bとした。
[ブロッキング性]
試料Aを10mm×10mmの正方形に裁断したサンプルを準備し、インクジェットインク白色受理層面と24μmのPETフィルムとが接するように重ね合わせ、更にその両面を75μmの乳白色PETフィルムで挟んだ。上記被測定用サンプルを東洋精機(株)製のブロッキングテスターにて、1kg/cmの加重をかけ、30℃の恒温室に48時間静置した。48時間後にサンプルを取り出し、PETフィルムを剥離した。インクジェットインク白色受理層面を接触させていたPETフィルムにインクジェットインク白色受理層が転移していなければ○、転移していればブロッキングと判断し×とした。
[インクジェットインク(以下IJインク)接着性]
上記実施例および比較例を用いて作製した試料Bを用いて、JIS K 5400記載の碁盤目テープ法に準じて評価し、接着性の良否を判定した。表3に評価基準を示す。
Figure 0006657973
[静置接着性]
上記実施例および比較例を用いて作製した試料Aを1週間常温保管後、実施例の「木質床材の作製」の(3)〜(5)の工程を経た試験用木質建材を試料として用い、JIS K 5400記載の碁盤目テープ法に準じて評価し、接着性の良否を判定した。上記表3に評価基準を示す。
[沈降性]
インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物(1)を20mlガラス容器中で室温環境1ヶ月放置後の白色粒子の沈降状態を目視により評価した。沈降量が少ない順序で○、 △、×の3段階評価を行った。
○:沈降しない。
△:僅かに沈降物が認められる。
×:1〜2日放置した時点で沈降物が現れる。
[白色色相]
試料A硬化直後の色差を色差計で測定し、b値が2以下のものを○、2以上のものを×とした。
[初期黄変性]
試料A硬化直後と1日経過後の色差を色差計で測定し、色差が1以下のものを「○」、1を超えるが2以下であるものを「△」、2を超えるものを「×」とした。色差の測定はミノルタ(株)製、「色彩色差計CR−200」を用いて行った。
[耐侯性]
耐侯性試験を、スガ試験機(株)製サンシャインカーボンウエザオメーターWEL−SUN−HC−B型を用いて、ブラックパネル温度60±3℃、降雨12分間、照射48分間のサイクルの条件で1000時間行なった。試験後以下の評価を行った。クラック、白化の発生および硬化被膜の剥離について、目視により観察した。評価は、発生しなかったものを「○」とし、発生したものを「×」とした。
評価結果を表4、及び5に示す。
Figure 0006657973
Figure 0006657973
この結果、実施例で得た前記建材用インクジェットインク白色受理層組成物は塗布後、1週間以上経過しても後工程で印刷・塗布されるインクジェットインクや下塗り塗料と接着性が高く、建築材料に必要とされる耐侯性等を維持しながら、活性エネルギー線硬化型インクジェットインクによる意匠性を付与することができる。

Claims (6)

  1. エチレン性二重結合を有する活性エネルギー線重合性化合物(A)、光重合開始剤(B)、白色無機粒子(C)、及び紫外線吸収剤(D)を含有する建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物であって、前記活性エネルギー線重合性化合物(A)が2官能ウレタンオリゴマー(a1)とウレタンオリゴマー以外の2官能以下の活性エネルギー線重合性化合物(a2)であり、(a2)の内の、単官能活性エネルギー線重合性化合物(a3)が組成物全量の10質量%〜20質量%である事を特徴とする建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物。
  2. 前記光重合開始剤(B)がモノアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を含む請求項1に記載の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物。
  3. 前記白色無機粒子(C)が粒子表面をシリカ及び/またはアルミナで表面処理したルチル型酸化チタンである請求項1又は2に記載の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物。
  4. 前記紫外線吸収剤(D)がヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤である請求項1〜3の何れか1つに記載の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物。
  5. 請求項1〜4の何れか1つに記載の建材用インクジェットインク白色受理層用活性エネルギー線硬化性組成物を塗布して形成される建材用活性エネルギー線硬化性インクジェットインク白色受理層。
  6. 請求項5記載の建材用活性エネルギー線硬化性インクジェットインク白色受理層が形成された木質基材による建築材料。
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