JP6812011B2 - 不織布製被印刷材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、不織布製被印刷材及びその製造方法に関し、特に、鮮明なインクジェット印刷が可能となる不織布製被印刷材及びその製造方法に関するものである。

被印刷材として古来より紙が多用されているが、高強度及び耐水性等に優れた被印刷材として不織布も、従来より用いられている。しかるに、不織布は紙に比べて構成繊維が太く、表面平滑性に劣るため、鮮明な印刷を行いにくいということがあった。このため、不織布を平滑ロールで熱圧着して、不織布の構成繊維を押し潰し、表面を平滑にすることが行われている（特許文献１）。

特開２００９−８４４号公報

本発明者等は、構成繊維の細いナノファイバー不織布であれば、構成繊維を押し潰さなくても、鮮明な印刷が可能であると考えた。そこで、エレクトロスピニング法によって、種々のナノファイバー不織布を作成し、鮮明な印刷が可能であるか否か実験したところ、ポリウレタンナノファイバー不織布のみが鮮明な文字印刷が可能であることを発見した。本発明はかかる発見に基づくものである。したがって、本発明の課題は、鮮明な文字印刷が可能である不織布製被印刷材を提供することにある。

本発明は、ポリウレタンナノファイバーが集積されると共に該ポリウレタンナノファイバー相互間が接合されてなるポリウレタンナノファイバー不織布と、ビニロン繊維を含む湿式不織布よりなる担持体とが積層一体化されてなり、該ポリウレタンナノファイバー不織布で被印刷面が構成されている、文字を印刷するための不織布製被印刷材及びその製造方法に関するものである。

本発明に係る不織布製被印刷材は、被印刷面がポリウレタンナノファイバー不織布で構成されている。本発明のポリウレタンナノファイバー不織布は、ポリウレタンナノファイバーが集積されると共に、このポリウレタンナノファイバー相互間が接合されてなるものである。

ポリウレタンナノファイバーの繊維径は１μｍ以下であり、好ましくは７００ｎｍ以下であり、最も好ましくは５００ｎｍ以下である。ポリウレタンナノファイバーの繊維径が１μｍを超えると、構成繊維の径が太過ぎて、印刷適性が低下する恐れがある。また、ポリウレタンナノファイバー不織布の目付は任意であるが、一般的に０．５〜２０ｇ／ｍ²程度である。ポリウレタンナノファイバー不織布は被印刷面を構成すればよいので、ポリウレタンナノファイバー相互間に大きな間隙が生じない程度の低目付でよい。

ポリウレタンナノファイバー不織布のみでは、一般的に強度不足となって、被印刷材として使用しにくいので、担持体に担持させておく。すなわち、ポリウレタンナノファイバー不織布と担持体を積層一体化させておく。担持体としては、エレクトロスピニング法に用いる担持体として兼用することもできるので、導電性を持つ比較的親水性の担持体を用いる。具体的には、ポリビニルアルコールをアセタール化してなるビニロン繊維を含む湿式不織布を用いる。ビニロン繊維を含む湿式不織布としては、ビニロン繊維相互間を接合するバインダーとして、ポリビニルアルコール繊維を用いるのが、好ましい。

本発明に用いるポリウレタンナノファイバー不織布は、従来公知のエレクトロスピニング法によって製造される。本発明の最も好ましい方法は、紡糸電極と、紡糸電極に対向する位置に設けられた収集電極と、紡糸電極と収集電極の間に置かれたビニロン繊維を含む湿式不織布よりなる担持体とで構成された装置を用い、紡糸電極に存在するポリウレタン樹脂溶液から、紡糸電極と収集電極の間に生じた電界の作用で生成されたポリウレタンナノファイバーを担持体上に集積させることによって、担持体上にポリウレタンナノファイバー不織布を得る方法である。

ポリウレタン樹脂溶液は、ポリウレタン樹脂を溶媒に溶解させたものである。ポリウレタン樹脂としては、溶媒に可溶のものが用いられる。具体的には、ポリオールと過剰モル量のジイソシアネートを反応させ、両末端にイソシアネート基を有するポリウレタンプレポリマーを得た後、このプレポリマーをジオール又はジアミン等の鎖延長剤によって、高分子量としたポリウレタンが用いられる。ポリオールとしては、ポリエーテルグリコール、ポリエステルグリコール又はポリカーボネートグリコール等の従来公知のポリオールが用いられる。イソシアネートとしては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート又は４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の従来公知のジイソシアネートが用いられる。鎖延長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレンジアミン又はプロピレンジアミン等の従来公知のジオール又はジアミンが用いられる。また、溶媒としても、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド又はＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の従来公知のものが用いられる。

紡糸電極に存在するポリウレタン樹脂溶液は、紡糸電極と収集電極の間に生じた電界の作用で、ポリウレタンナノファイバーとなり収集電極に向けて飛行する。そして、紡糸電極と収集電極の間に置かれた担持体表面に集積される。このとき、ポリウレタンナノファイバーは溶媒を含んだ状態となっているため、集積されたポリウレタンナノファイバー相互間は接着する。その後、溶媒が蒸発することによって、集積されたポリウレタンナノファイバー相互間が接合され、ポリウレタンナノファイバー不織布が得られるのである。担持体としては、上記した理由により、導電性を持つ比較的親水性のビニロン繊維を含む湿式不織布よりなる担持体を用い、担持体を付着させたまま被印刷材とする。

本発明に係る不織布製被印刷材は、種々の印刷に用いることができるが、特にインクジェットプリンターに用いる被印刷材とするのが好ましい。インクジェット用インクは、一般的に、顔料又は染料よりなる着色剤、水溶性アルコール及び水を含有してなるものであり、かかる組成のインクに対して、他の被印刷材に比べて、本発明に係る不織布製被印刷材は鮮明な印刷が可能だからである。

ポリウレタンナノファイバー不織布は、繊維径が１μｍと細く表面の凹凸が少なく平滑なため、鮮明な印刷が可能となる。また、ポリウレタンナノファイバー不織布は、親水性及び撥水性が中庸程度であるため、水及び有機溶媒を含むインクに対して、鮮明な印刷が可能となる。

実施例
ポリウレタン樹脂（大日精化工業株式会社製、ＲＥＳＡＭＩＮＥ ＭＥ−０５１０ＳＨＲ）１５質量部を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド８５質量部中に均一に溶解してポリウレタン樹脂溶液を得た。このポリウレタン樹脂溶液の粘度は２．２１Ｐａ・ｓで、電気伝導率は０．００７ｍＳ／ｃｍであった。このポリウレタン樹脂溶液を用い、公知のエレクトロスピニング法を以下の条件で適用して、被印刷材を得た。すなわち、ワイヤーで構成された収集電極の紡糸電極側に、担持体である湿式不織布（目付１０ｇ／ｍ²のビニロン繊維よりなる湿式不織布）を置いて、収集電極と紡糸電極の間に１００ｋＶの直流電圧を印加した。ここで、収集電極と紡糸電極間の距離は１８０ｍｍとした。以上のようにして、湿式不織布上に目付１０ｇ／ｍ²のポリウレタンナノファイバー不織布が担持された被印刷材を得た。なお、図１に得られたポリウレタンナノファイバー不織布表面のＳＥＭ写真を示した。このＳＥＭ写真に基づいて、ポリウレタンナノファイバーの平均繊維径を算出したところ、約３７０ｎｍであった。

比較例１
ナイロン６樹脂１３質量部を、酢酸と蟻酸の混合溶媒８７質量部（酢酸：蟻酸＝６７質量：３３質量部）中に均一に溶解してナイロン６樹脂溶液を得た。このナイロン６樹脂溶液の粘度は２４５ｍＰａ・ｓで、電気伝導率は０．２０６ｍＳ／ｃｍであった。このナイロン６樹脂溶液を用い、公知のエレクトロスピニング法を以下の条件で適用して、被印刷材を得た。すなわち、金属板で構成された収集電極の紡糸電極側に、担持体であるスパンレース不織布（目付５０ｇ／ｍ²で、レーヨン繊維及びコットン繊維を主体とする不織布）を置いて、収集電極と紡糸電極の間に１１５ｋＶの直流電圧を印加した。ここで、収集電極と紡糸電極間の距離は１８０ｍｍとした。以上のようにして、スパンレース不織布上に目付１０ｇ／ｍ²のナイロン６ナノファイバー不織布が担持された被印刷材を得た。

比較例２
市販のコピー用紙（大王製紙株式会社製「ＯＡペーバー ｔｙｐｅＳ」）を被印刷材とした。

実施例、比較例１及び２で得られた被印刷材を用い、インクジェットプリンター（セイコーエプソン株式会社製「ＰＸ−１０５」）にてフォントサイド９ポイントで「繊」という文字を印字したところ、図２に示すとおりであった。図２（ａ）は実施例の被印刷材を用いたもの、図２（ｂ）は、比較例１の被印刷材を用いたもの、図２（ｃ）は比較例２の被印刷材を用いたものである。この図２を比較対照すれば明らかなように、実施例の被印刷材を用いたものは、比較例１及び２の被印刷材を比べて、「繊」の文字が鮮明に印刷されていることが分かる。

実施例で得られたポリウレタンナノファイバー不織布表面のＳＥＭ写真である。 （ａ）は実施例の被印刷材に「繊」の文字を印字したものの写真であり、（ｂ）は比較例１の被印刷材に「繊」の文字を印字したものの写真であり、（ｃ）は比較例２の被印刷材に「繊」の文字を印字したものの写真である。

Claims (5)

1. ポリウレタンナノファイバーが集積されると共に該ポリウレタンナノファイバー相互間が接合されてなるポリウレタンナノファイバー不織布と、ビニロン繊維を含む湿式不織布よりなる担持体とが積層一体化されてなり、該ポリウレタンナノファイバー不織布で被印刷面が構成されている、文字を印刷するための不織布製被印刷材。
2. ポリウレタンナノファイバーの繊維径が１μｍ以下である請求項１記載の不織布製被印刷材。
3. インクジェット印刷に用いられる請求項１記載の不織布製被印刷材。
4. 紡糸電極と、該紡糸電極に対向する位置に設けられた収集電極と、該紡糸電極と該収集電極の間に置かれたビニロン繊維を含む湿式不織布よりなる担持体とで構成され、該紡糸電極に存在するポリウレタン樹脂溶液から、該紡糸電極と該収集電極の間に生じた電界の作用で生成されたポリウレタンナノファイバーを該担持体上に集積させることを特徴とする請求項１記載の不織布製被印刷材の製造方法。
5. ポリウレタン樹脂溶液は、ポリエーテルグリコール、ポリエステルグリコール及びポリカーボネートグリコールよりなる群から選ばれたポリオールにジイソシアネートを反応させて得られたポリウレタン樹脂を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させたものである請求項４記載の不織布製被印刷材の製造方法。