JP7378614B2 - 多孔質層を有する積層体、及びインクジェット用紙 - Google Patents

多孔質層を有する積層体、及びインクジェット用紙 Download PDF

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Description

本発明は、多孔質層を有する積層体、及びインクジェット用紙に関する。
印刷媒体に印刷層を設ける際、印刷インキの乾燥性を高める観点から、印刷媒体の表面を無機微細粉末を多量に含んだ樹脂組成物を延伸して形成される多孔質層で構成した、多孔質層を有する積層体からなる印刷媒体が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2012-92213号公報
しかしながら、特許文献1に記載のように微細粉末を多量に含んだ樹脂組成物を押出成形し、延伸処理を施し、多孔質層を形成しようとすると、樹脂組成物の押出成形において、時間の経過とともに微細粉末の凝集物等(メヤニ)が成形機のリップに付着するという問題が生じる。メヤニが発生すると、定期的な清掃が必要になり、コストの増加など製造工程上の問題につながる。
そこで、本発明は、上記問題を解決することが出来る印刷媒体として、印刷インキの乾燥性を担保しつつ、製造時のメヤニ発生を抑制することができる多孔質層を有する積層体の提供を目的とする。
本発明者らが上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、疎水化表面処理されたフィラーと表面処理されていないフィラーを含み、70質量%エタノール水溶液の吸液量が特定範囲である多孔質層を有する積層体が上記課題を解決できることを見いだした。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]基材層(A)と多孔質層(B)とを備える積層体であって、
前記多孔質層(B)は、熱可塑性樹脂およびフィラーを含有し、前記フィラーはその一部として疎水化表面処理フィラーを含有し、70質量%エタノール水溶液を使用しJIS P 8140:1998に準じて測定された吸液量が10~40cc/mである、積層体。
[2]前記疎水化表面処理フィラーが、パラフィン又は炭素数12~22の脂肪酸若しくはその塩により表面処理された無機粒子又は有機粒子である、[1]に記載の積層体。
[3]前記多孔質層(B)は、第一多孔質層(B1)と第二多孔質層(B2)とを有し、
前記基材層(A)、前記第二多孔質層(B2)、及び前記第一多孔質層(B1)は、この順で積層されており、
前記第一多孔質層(B1)中の前記フィラー全体の含有量をCW1(質量%)、前記疎水化表面処理フィラーの含有量をCH1(質量%)としたとき、下記式(a1)及び式(b1)を満たし、
前記第二多孔質層(B2)中の前記フィラー全体の含有量をCW2(質量%)、前記疎水化表面処理フィラーの含有量をCH2(質量%)としたとき、下記式(a2)及び式(b2)を満たす、[1]又は[2]に記載の積層体。
50≦CW1≦75 (a1)
30≦CH1≦75 (b1)
50≦CW2≦75 (a2)
0≦CH2≦15 (b2)
[4]前記第一多孔質層(B1)の坪量が0.5~10g/mである、[3]に記載の積層体。
[5]前記第二多孔質層(B2)の坪量が4g/m以上である、[3]又は[4]に記載の積層体。
[6]前記多孔質層(B)中に含有される前記熱可塑性樹脂がプロピレン系重合体を含む、[3]~[5]のいずれかに記載の積層体。
[7]前記多孔質層(B)中に含有される前記熱可塑性樹脂がエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとをさらに含む、[6]に記載の積層体。
[8]前記多孔質層(B)は、成形支持層(B3)をさらに有し、
前記基材層(A)、前記成形支持層(B3)、前記第二多孔質層(B2)、及び前記第一多孔質層(B1)は、この順で積層されている、[3]~[7]のいずれかに記載の積層体。
[9]前記多孔質層(B)が、下記式(a4)、(b4)、及び(c4)を満たす多孔質層(B4)である、[1]又は[2]に記載の積層体。
50<C≦75 (a4)
30≦C (b4)
≦4C/5 (c4)
(但し、Cは前記多孔質層(B4)中の前記フィラー全体の含有量(質量%)、Cは前記疎水化表面処理フィラーの含有量(質量%)を表す。)
[10]前記多孔質層(B4)中に含有される前記熱可塑性樹脂がプロピレン系重合体を含む、[9]に記載の積層体。
[11]前記多孔質層(B4)中に含有される前記熱可塑性樹脂がエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとをさらに含む、[9]又は[10]に記載の積層体。
[12]前記多孔質層(B)は、押出工程を経て成形された層である、[1]~[11]のいずれかに記載の積層体。
[13]前記多孔質層(B)表面に、カチオン性ポリマーを含有するコート層を有する、[1]~[12]のいずれかに記載の積層体。
[14][1]~[13]のいずれかに記載の積層体を有するインクジェット用紙。
本発明によれば、印刷インキの乾燥性を担保しつつ、製造時のメヤニ発生を抑制することができる多孔質層を有する積層体を提供することができる。
本実施形態の積層体の構成の一例を示す断面図である。 本実施形態の積層体の構成の他の一例を示す断面図である。 本実施形態の積層体の構成の別の一例を示す断面図である。
以下、本発明の積層体、及び該積層体を有するインクジェット用紙について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の一実施態様としての一例(代表例)であり、これらの内容に特定されるものではない。
以下の説明において、「(メタ)アクリレート」の記載は、アクリレートとメタクリレートの両方を示す。(メタ)アクリル酸誘導体等の記載についても同様である。また「多孔質層(B)」の記載は、第一多孔質層(B1)、第二多孔質層(B2)、多孔質層(B4)及び有する場合は成形支持層(B3)を含む、本発明の多孔質層のいずれか、又は全てを表す。
[積層体]
本発明の積層体は基材層(A)と多孔質層(B)とを備え、前記多孔質層(B)は、熱可塑性樹脂およびフィラーを含有し、前記フィラーはその一部として疎水化表面処理フィラーを含有する。また前記多孔質層(B)は、70質量%エタノール水溶液を使用しJIS P 8140:1998に準じて測定された吸液量が10~40cc/mである。
前記吸液量を10cc/m以上とすることにより、印刷インクの乾燥性を担保することができ、40cc/m以下とすることにより、積層体に必要な強度を得やすくなる。
またフィラーの一部として疎水化表面処理フィラーを使用することにより、印刷インキの乾燥性を担保しつつ、製造時のメヤニ発生を抑制することができる。
吸液量は、70質量%エタノール水溶液を使用し、JIS P 8140:1998に準じて測定することができる。
疎水化表面処理フィラーは、パラフィン又は炭素数12~22の脂肪酸若しくはその塩により表面処理された無機粒子又は有機粒子であることが好ましい。なお、多孔質層(B)は単層であっても、多層であってもよい。
(基材層(A))
基材層は、積層体に強度(コシ)を付与することができる。基材層としては、機械的強度に優れた熱可塑性樹脂を含む樹脂フィルムを好ましく使用することができる。
<熱可塑性樹脂>
基材層に使用できる熱可塑性樹脂としては、例えばオレフィン系重合体、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及びこれらの混合樹脂等が挙げられる。なかでも、耐水性及び耐溶剤性の観点からは、オレフィン系重合体が好ましい。また、多孔質層で使用する熱可塑性樹脂と同じ種類の熱可塑性樹脂を用いると、多孔質層との接着性に優れ、熱可塑性樹脂フィルムである積層体の耐久性が向上することから、好ましい。
(多孔質層(B))
多孔質層(B)は、熱可塑性樹脂及びフィラーを含有し、前記フィラーはその一部として疎水化表面処理フィラーを含有する。なお前記フィラーのうち、疎水化表面処理フィラーを除いた残部は疎水化表面処理されていないフィラーであれば制限はないが、特に表面処理が施されていない、すなわち無処理のフィラーであることが好ましい。
<熱可塑性樹脂>
多孔質層に使用できる熱可塑性樹脂としては、例えばオレフィン系重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリ塩化ビニル、及びこれらの混合樹脂等が挙げられる。なかでも、耐水性及び耐溶剤性の観点からは、オレフィン系重合体が好ましい。
<フィラー>
多孔質層(B)に使用できるフィラーとしては、無機粒子および有機粒子が挙げられる。特に無機粒子が好ましい。
無機粒子及び有機粒子は、それぞれ単独で又は組み合わせて使用することができる。フィラーを含む熱可塑性樹脂フィルムを延伸した場合、粒子を核とした微細な空孔を熱可塑性樹脂フィルム内部に多数形成することができ、多数の空孔が形成された多孔質層を得ることができる。
<<無機粒子>>
多孔質層(B)に使用できる無機粒子としては、特に限定されないが、例えば重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、焼成クレイ、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、ゼオライト、マイカ、ガラスファイバー、中空ガラスビーズ等が挙げられる。なかでも、重質炭酸カルシウム、焼成クレイ、珪藻土等は、安価で、多孔質層を形成する樹脂組成物の延伸によって多くの空孔を形成しやすく、空孔率の調整が容易であることから、好ましい。特に、重質炭酸カルシウム又は軽質炭酸カルシウムは、その平均粒子径又は粒度分布を空孔形成しやすい範囲に調整しやすいことから、好ましい。上記無機粒子のうち、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
<<有機粒子>>
多孔質層(B)に使用できる有機粒子としては、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂とは非相溶であり、融点又はガラス転移温度が熱可塑性樹脂よりも高く、熱可塑性樹脂の溶融混練条件下で微分散する有機粒子が好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルメタクリレート、ポリ-4-メチル-1-ペンテン、環状オレフィンの単独重合体、環状オレフィンとエチレンとの共重合体等の有機粒子が挙げられる。また、メラミン樹脂のような熱硬化性樹脂の微粉末を用いてもよく、熱可塑性樹脂を架橋して不溶化することも好ましい。
多孔質層(B)に含有されるフィラーの平均粒子径は、空孔形成性の観点から、0.1μm以上が好ましく、0.3μm以上がより好ましく、また5μm以下が好ましく、2μm以下がより好ましい。フィラーの平均粒子径が0.1μm以上であれば多孔質層を多孔として水性顔料インクの浸透性を高めやすい。フィラーの平均粒子径が5μm以下であれば粗大な空孔の形成を抑えてインクジェット印刷画像の鮮明性を高めやすい。
<<疎水化表面処理フィラー>>
疎水化表面処理フィラーは、パラフィン又は炭素数12~22の脂肪酸若しくはその塩により疎水化表面処理された無機粒子又は有機粒子であることが好ましく、炭素数12~22の脂肪酸又はその塩により疎水化表面処理された無機粒子又は有機粒子であることがより好ましい。
疎水化表面処理するための上記炭素数12~22の脂肪酸としては、例えばラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、及びエレオステアリン酸等が例示できる。
表面処理の方法は特に限定されず、例えば、無機粒子又は有機粒子のスラリーに、処理剤の水溶液を導入することにより、行うことができる。これにより、表面処理された無機粒子又は有機粒子、すなわちパラフィン又は炭素数12~22の脂肪酸若しくはその塩を含有する表面処理層を表面に有する無機粒子又は有機粒子を得ることができる。
[第一の実施形態]
本発明の第一の実施形態に係る積層体は、基材層(A)と多孔質層(B)とを備え、多孔質層(B)は、第一多孔質層(B1)と第二多孔質層(B2)とを有し、前記基材層(A)、前記第二多孔質層(B2)、及び前記第一多孔質層(B1)は、この順で積層されてなる。
図1は、第一の実施形態として、本発明の積層体の構成の一例を示す断面図である。
図1に示すように、積層体1は、基材層Aと、基材層Aの一方の面上に多孔質層Bとを有する。
多孔質層Bは、第一多孔質層B1と第二多孔質層B2とを有する。
基材層A、第二多孔質層B2、及び第一多孔質層B1は、この順で積層される。
(基材層(A))
基材層(A)としては、[積層体]の項で述べたように、熱可塑性樹脂を含む樹脂フィルムが好ましい。
<熱可塑性樹脂>
基材層(A))に含まれる熱可塑性樹脂としては、[積層体]の(基材層(A))における<熱可塑性樹脂>の項で述べたものと同様のものが挙げられ、好ましいものも同じくオレフィン系重合体である。
オレフィン系重合体としては、プロピレン系重合体又はエチレン系重合体等を好ましく使用できる。
プロピレン系重合体としては、例えばプロピレンを単独重合させたアイソタクティックホモポリプロピレン、シンジオタクティックホモポリプロピレン等のプロピレン単独重合体、プロピレンを主体とし、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン等のα-オレフィン等を共重合させたプロピレン共重合体等が挙げられる。プロピレン共重合体は、2元系でも3元系以上の多元系でもよく、またランダム共重合体でもブロック共重合体でもよい。
エチレン系重合体としては、例えば高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖線状低密度ポリエチレン、エチレンを主体とし、プロピレン、ブテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、4-メチルペンテン-1等のα-オレフィンを共重合させた共重合体、マレイン酸変性エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン・メタクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体の金属塩(金属は亜鉛、アルミニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム等)、エチレン-環状オレフィン共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン等が挙げられる。
上記オレフィン系重合体のなかでも、成形性及びコストの観点からは、プロピレン単独重合体又は高密度ポリエチレンが好ましい。
上記熱可塑性樹脂のうち、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
<その他の成分>
基材層は、必要に応じて公知の添加剤を任意に含むことができる。添加剤としては、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、フィラーの分散剤、結晶核剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、脂肪酸アミド等のスリップ剤、染料、顔料、離型剤、難燃剤等の公知の助剤が挙げられる。
屋外での耐久性を高める観点からは、基材層は、酸化防止剤、光安定剤等を含むことが好ましい。
酸化防止剤としては、立体障害フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられる。
光安定剤としては、立体障害アミン系光安定剤、ベンゾトリアゾール系光安定剤、ベンゾフェノン系光安定剤等が挙げられる。
酸化防止剤及び光安定剤の含有量は、基材層に対して、0.001~1質量%であることが好ましい。
基材層は、強度を損なわない程度に、フィラーを含有することができる。また、基材層は、無延伸フィルムであってもよいし、強度を高める観点から延伸フィルムであってもよい。基材層として、フィラーを含有する熱可塑性樹脂の延伸フィルムを使用することにより、基材層の剛度、白色度及び不透明度を目的に応じて調整することができる。フィラーとしては、[積層体]の(多孔質層(B))における<フィラー>の項で挙げたものと同様のものを使用することができ、中でも<<無機粒子>>として挙げたものが好ましい。基材層と多孔質層のフィラーは同種のものであっても、異種のものであってもよい。
基材層の厚さは、多孔質層の厚さと積層体の用途又は目的に応じて適宜決定することができる。通常、基材層の厚さは、十分なコシを得る観点から、15μm以上であることが好ましく、20μm以上がより好ましく、30μm以上がさらに好ましい。また、基材層の厚さは、400μm以下であることが好ましく、300μm以下がより好ましく、200μm以下がさらに好ましい。
(多孔質層(B))
第一の実施形態における多孔質層(B)は、該多孔質層(B)の表面を構成する第一多孔質層(B1)と、第二多孔質層(B2)とを有する。
多孔質層(B)は成形支持層(B3)をさらに有することが好ましい。
図2は、第一の実施形態として、本発明の積層体の構成の他の一例を示す断面図である。
図2に示すように、積層体1が、成形支持層B3を有する場合、成形支持層B3は、基材層Aと第二多孔質層B2との間に配されることが好ましい。つまり、基材層A、成形支持層B3、第二多孔質層B2、及び第一多孔質層B1は、この順で積層されることが好ましい。
多孔質層(B)は、熱可塑性樹脂と、フィラーとを含有する。
<熱可塑性樹脂>
多孔質層(B)に使用できる熱可塑性樹脂としては、上記(基材層(A))の<熱可塑性樹脂>の項で記載したものと同様のものを使用することができる。なかでも、上記熱可塑性樹脂は、十分な強度を得る観点から、オレフィン系重合体を含むことが好ましく、プロピレン系重合体を含むことがより好ましい。上記熱可塑性樹脂は、空孔率を高める観点から、エチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとをさらに含むことが好ましい。該酸変性ポリプロピレンがフィラー表面に配位し、フィラーとプロピレン系重合体との密着性を高めることで、延伸時にエチレン系重合体とプロピレン系重合体との界面において優先的に空孔を形成させることができる。これにより、より大きい空孔径を得ることができ、水性インキ印刷時の溶媒をより多く吸収することが可能な、乾燥性が向上した多孔質構造を形成できると推察される。
<<プロピレン系重合体>>
多孔質層(B)に含有されるプロピレン系重合体としては、上記(基材層(A))の<熱可塑性樹脂>の項で記載したものと同様のものが使用できる。
例えば、プロピレンを単独重合させたアイソタクティックホモポリプロピレン、シンジオタクティックホモポリプロピレン等のプロピレン単独重合体、プロピレンを主体とし、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン等のα-オレフィン等を共重合させたプロピレン共重合体等が挙げられる。プロピレン共重合体は、2元系でも3元系以上の多元系でもよく、またランダム共重合体でもブロック共重合体でもよい。
<<エチレン系重合体>>
多孔質層(B)に含有されるエチレン系重合体としては、上記(基材層(A))の<熱可塑性樹脂>の項で記載したものと同様のものが使用できる。
例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖線状低密度ポリエチレン、エチレンを主体とし、プロピレン、ブテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、4-メチルペンテン-1等のα-オレフィンを共重合させた共重合体、マレイン酸変性エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン・メタクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体の金属塩(金属は亜鉛、アルミニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム等)、エチレン-環状オレフィン共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン等が挙げられる。
<<酸変性ポリプロピレン>>
酸変性ポリプロピレンとしては、例えば、無水マレイン酸をランダム共重合もしくはグラフト共重合した無水酸基含有ポリプロピレン、あるいはメタクリル酸、アクリル酸などの不飽和カルボン酸をランダム共重合もしくはグラフト共重合したカルボン酸基含有ポリプロピレン、グリシジルメタクリレートをランダム共重合もしくはグラフト共重合したエポキシ基含有ポリプロピレンなどが挙げられる。具体例としては、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、アクリル酸変性ポリプロピレン、グリシジルメタクリレート変性ポリプロピレンなどが挙げられ、なかでも好ましくは無水マレイン酸変性ポリプロピレンである。
無水マレイン酸変性ポリプロピレンの具体例としては、三菱ケミカル社製のモディックP908(商品名)、三洋化成工業社製のユーメックス1001(商品名)等が挙げられる。
酸変性ポリプロピレンの酸変性率は、0.01%以上が好ましく、0.05%以上がより好ましく、また、25%以下が好ましく、20%以下がより好ましい。
<フィラー>
多孔質層(B)に使用できるフィラーとしては、[積層体]の<フィラー>の項で述べたものと同様のものが挙げられ、好ましいものも前記同様である。
(第一多孔質層(B1))
第一多孔質層は多孔質構造を有する層であり、メヤニ防止層として機能する。多孔質構造は、熱可塑性樹脂とフィラーとを含有するシートを延伸することにより形成することが好ましい。延伸により形成された多孔質構造を有する層は延伸多孔質層ということができる。
<熱可塑性樹脂>
第一多孔質層に含まれる熱可塑性樹脂としては、(多孔質層(B))の<熱可塑性樹脂>の項で挙げたものと同様のものが挙げられる。中でも、第一多孔質層はオレフィン系重合体を含むことが好ましく、前述のプロピレン系重合体を含むことがより好ましい。上記熱可塑性樹脂は、空孔率を高める観点から、前述のエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとをさらに含むことが好ましい。
第一多孔質層中のプロピレン系重合体の含有量は、プロピレン系重合体を非溶融状態で延伸しやすく、多孔質層の十分な強度が得られやすいという観点から、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、また、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。
第一多孔質層中のエチレン系重合体の含有量は、エチレン系重合体を溶融状態で延伸しやすく、フィブリル状の多孔質層の形成が容易になって耐擦過性を向上させやすいという観点から、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、また、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。
第一多孔質層中のプロピレン系重合体とエチレン系重合体の含有量比(プロピレン系重合体:エチレン系重合体)は、1:2~2:1であることが好ましい。
第一多孔質層中の酸変性ポリプロピレンの含有量は、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。含有量が0.05質量%以上であることで、延伸の応力により後述するフィラーの周辺のみならず、プロピレン系重合体とエチレン系重合体との間により大きな空孔を形成することができ、一層高いインクの乾燥性を得ることができる。また、酸変性ポリプロピレンの含有量は、軟化点の低下の観点から、25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
<フィラー>
第一多孔質層はフィラーを含有し、該フィラーはその一部として疎水化表面処理フィラーを含有する。フィラー及び疎水化表面処理フィラーについては、[積層体]の項で述べたとおりである。
<<フィラーの含有量、含有量比>>
第一多孔質層中のフィラー全体の含有量と上述した疎水化表面処理フィラーの含有量とは以下の関係を示す。尚、上記「フィラー全体」とは、疎水化表面処理の有無に関わらず層中に含有されている全てのフィラーをいう。
第一多孔質層(B1)中のフィラー全体の含有量をCW1(質量%)、疎水化表面処理フィラーの含有量をCH1(質量%)とすると、
W1及びCH1は、下記式(a1)及び式(b1)を満たす。
50≦CW1≦75 (a1)
30≦CH1≦75 (b1)
W1及びCH1が上記式(a1)及び式(b1)を満たすことにより、成形時のメヤニ発生を抑制することができるとともに、第一多孔質層(B1)中の空孔同士を連通させやすくなり、印刷後の水性インク中の溶媒を第二多孔質層(B2)に輸送することが可能となる。
W1の値は、溶媒輸送性の観点から、55以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましい。CW1の値は、造粒及び成形の安定性の観点から、70以下であることが好ましい。CH1の値は、メヤニ発生抑制の観点から、40以上であることが好ましく、50以上であることがより好ましい。
第一多孔質層(B1)中のフィラー全体の含有量CW1に対する、疎水化表面処理フィラーの含有量CH1の比(CH1/CW1)は、メヤニ発生抑制の観点から、0.6以上であることが好ましく、0.8以上であることがより好ましく、0.9以上であることがさらに好ましい。上記比(CH1/CW1)は、1.0であってもよい。
<坪量>
第一多孔質層(B1)の坪量は、メヤニ発生抑制の観点から、0.5g/m以上であることが好ましく、0.8g/m以上であることがより好ましく、1.0g/m以上であることがさらに好ましい。第一多孔質層(B1)の坪量は、溶媒の輸送性及びインクの滲みの観点から、10.0g/m以下であることが好ましく、8.0g/m以下であることがより好ましく、6.0g/m以下であることがさらに好ましい。各層の坪量は、層の密度と厚さから求めることができる。層の坪量は、層の厚さ、フィラーの含有量、平均粒子径、延伸温度、延伸倍率等の延伸条件によって調整することができる。
<厚さ>
第一多孔質層の厚さは、坪量の観点から、0.5μm以上であることが好ましく、1.0μm以上がより好ましく、2.0μm以上がさらに好ましい。また、第一多孔質層の厚さは、溶媒の輸送性及びインクの滲みの観点から、40μm以下であることが好ましく、20μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。
<空孔率>
第一多孔質層の空孔率は、溶媒の輸送性及び多孔質層の機械強度を調整することが容易になることから、20%以上が好ましく、25%以上がより好ましく、35%以上がさらに好ましく、また75%以下が好ましく、65%以下がより好ましく、55%以下がさらに好ましい。
空孔率は、フィラーの平均粒子径、フィラーを含有する多孔質層の組成、例えばプロピレン系重合体とエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとフィラーとの比率、延伸温度や延伸倍率等の延伸条件などによって調整することができる。
空孔率の測定方法は、電子顕微鏡で観察した多孔質層の断面の一定領域において、空孔が占める面積の比率より求めることができる。具体的には、測定対象のフィルムの任意の一部を切り取り、エポキシ樹脂で包埋して固化させた後、ミクロトームを用いて測定対象のフィルムの面方向に垂直に切断し、その切断面が観察面となるように観察試料台に貼り付ける。観察面に金又は金-パラジウム等を蒸着し、電子顕微鏡にて観察しやすい任意の倍率(例えば、500倍~3000倍の拡大倍率)において多孔質層の空孔を観察し、観察した領域を画像データとして取り込む。得られた画像データに対して画像解析装置にて画像処理を行い、多孔質層の一定領域における空孔部分の面積率(%)を求めて、空孔率(%)とする。この場合、任意の10箇所以上の観察における測定値を平均して、空孔率とすることができる。
(第二多孔質層(B2))
第二多孔質層はフィラーを含む。第二多孔質層は第一多孔質層と同様に多孔質構造を有する層であり、インク吸収層として機能する。
<熱可塑性樹脂>
第二多孔質層に含まれる熱可塑性樹脂としては、(多孔質層(B))の<熱可塑性樹脂>の項で挙げたものと同様のものが挙げられる。中でも、第二多孔質層はオレフィン系重合体を含むことが好ましく、前述のプロピレン系重合体を含むことがより好ましい。上記熱可塑性樹脂は、空孔率を高める観点から、前述のエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとをさらに含むことが好ましい。
第二多孔質層中のプロピレン系重合体の含有量は、プロピレン系重合体を非溶融状態で延伸しやすく、多孔質層の十分な強度が得られやすいという観点から、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、また、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。
第二多孔質層中のエチレン系重合体の含有量は、エチレン系重合体を溶融状態で延伸しやすく、フィブリル状の多孔質層の形成が容易になって耐擦過性を向上させやすいという観点から、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、また、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。
第二多孔質層中のプロピレン系重合体とエチレン系重合体の含有量比(プロピレン系重合体:エチレン系重合体)は、1:2~2:1であることが好ましい。
第二多孔質層中の酸変性ポリプロピレンの含有量は、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。含有量が0.05質量%以上であることで、延伸の応力により後述するフィラーの周辺のみならず、プロピレン系重合体とエチレン系重合体との間により大きな空孔を形成することができ、一層高いインクの乾燥性を得ることができる。また、酸変性ポリプロピレンの含有量は、軟化点の低下の観点から、25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
<フィラー>
第二多孔質層中のフィラーは、疎水化表面処理フィラーを含んでもよいが、含んでいないことが好ましい。フィラー及び疎水化表面処理フィラーについては、[積層体]の項で述べたとおりである。
<<フィラーの含有量、含有量比>>
第二多孔質層中のフィラー全体の含有量と上述した疎水化表面処理フィラーの含有量とは以下の関係を示す。
第二多孔質層(B2)中のフィラー全体の含有量をCW2(質量%)、疎水化表面処理フィラーの含有量をCH2(質量%)とすると、
W2及びCH2は、下記式(a2)及び式(b2)を満たす。
50≦CW2≦75 (a2)
0≦CH2≦15 (b2)
W2及びCH2が上記式(a2)及び式(b2)を満たすことにより、第二多孔質層(B2)中の空孔同士を連通させやすくなり、第一多孔質層(B1)を通過した溶媒を十分受容し、高い乾燥性を得ることができる。
W2の値は、乾燥性の観点から、55以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましい。CW2の値は、造粒及び成形の安定性の観点から、70以下であることが好ましい。CH2の値は、乾燥性の観点から、10以下であることが好ましく、5以下であることがより好ましい。
第二多孔質層(B2)中のフィラー全体の含有量CW2に対する、疎水化表面処理フィラーの含有量CH2の比(CH2/CW2)は、乾燥性の観点から、0.3以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましく、0.1以下であることがさらに好ましい。上記比(CH2/CW2)は、0であってもよい。
多孔質層は、その多孔質構造に水性顔料インク中の溶媒を十分輸送及び受容し、優れた乾燥性を得る観点から、フィラーを多量に含有する。しかし、多孔質層がフィラーを多量に含有すると、成形時にメヤニが発生しやすくなる。そこで、多孔質層に疎水化表面処理フィラーを含有することにより、成形時のメヤニ発生を抑制する。そして、多孔質層のうち、最表面を構成する第一多孔質層が疎水化表面処理フィラーを所定以上含有することにより、成形時のメヤニ発生を抑制することができる。一方、疎水化表面処理フィラーがあまりに多いと高い乾燥性が得られにくくなる。そこで、疎水化表面処理フィラーを所定以上含まない多孔質層(第二多孔質層)を内側に設けることにより、多孔質層(B)全体としてメヤニ発生を抑制しつつ、乾燥性が得られやすくなる。
<坪量>
第二多孔質層(B2)の坪量は、溶媒の受容量及び乾燥性の観点から、4.0g/m以上であることが好ましく、6.0g/m以上であることがより好ましく、8.0g/m以上であることがさらに好ましい。第二多孔質層(B2)の坪量は、積層体製造コストの観点から、20.0g/m以下であることが好ましく、15.0g/m以下であることがさらに好ましい。
<厚さ>
第二多孔質層の厚さは、水性顔料インクを浸透させる領域を十分に確保する観点から、5μm以上であることが好ましく、10μm以上がより好ましく、15μm以上がさらに好ましい。また、第二多孔質層の厚さは、熱可塑性樹脂フィルムである積層体が過剰に厚くなることを避ける観点から、100μm以下であることが好ましく、70μm以下がより好ましく、60μm以下がさらに好ましい。
<空孔率>
第二多孔質層の空孔率は、乾燥性及び多孔質層の機械強度を調整することが容易になることから、30%以上が好ましく、40%以上がより好ましく、50%以上がさらに好ましく、また75%以下が好ましく、70%以下がより好ましく、65%以下がさらに好ましい。
(成形支持層(B3))
多孔質層(B)は、第一多孔質層(B1)及び第二多孔質層(B2)を支持する層として成形支持層(B3)を有してもよい。なお、成形支持層(B3)は多孔質層(B)の一部ではあるが、成形支持層(B3)自体は多孔質構造を有していなくてもよい。
成形支持層(B3)は、共押出成形法により多孔質層を形成する場合、第一多孔質層(B1)及び第二多孔質層(B2)を支持する層として有効である。多孔質層(B)が成形支持層(B3)を有する場合、第一多孔質層(B1)と第二多孔質層(B2)と成形支持層(B3)とを共押出することで、より安定的に成形を行うことができる。
成形支持層はオレフィン系重合体を含むことが好ましく、プロピレン系重合体を含むことがより好ましい。成形支持層はまたフィラーを含んでいてもよい。成形支持層の上記成分としては、第一多孔質層及び第二多孔質層と同様の重合体及びフィラー等を使用することができる。
成形支持層中のオレフィン系重合体の含有量は、オレフィン系重合体を非溶融状態で延伸しやすく、十分な強度が得られやすいという観点及びから、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、また、95質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましい。
成形支持層がフィラーを含む場合、成形支持層中のフィラーの含有量は、共押出成形時の成形安定性の観点から、5質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、また、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。
成形支持層の厚さは、共押出成形時の成形安定性の観点から、5μm以上であることが好ましく、10μm以上がより好ましく、15μm以上がさらに好ましい。また、成形支持層の厚さは、積層体が過剰に厚くなることを避ける観点から、100μm以下であることが好ましく、70μm以下がより好ましく、60μm以下がさらに好ましい。
(積層体の製造方法)
本発明の積層体の製造方法は特に限定されず、通常の方法により製造することができる。
例えば、基材層を構成する熱可塑性樹脂フィルムを形成した後、多孔質層を構成する熱可塑性樹脂フィルムを積層してもよい。フィルムの成形方法としては、例えばスクリュー型押出機に接続された単層又は多層のTダイ、Iダイ等により、溶融樹脂をシート状に押し出すキャスト成形、カレンダー成形、圧延成形、インフレーション成形等が挙げられる。また、フィードブロック、マルチマニホールドを使用した多層ダイス方式、複数のダイスを使用する押出しラミネーション方式等の通常の手法を使用して、基材層と多孔質層のフィルム成形と積層を並行して行うこともできる。多孔質層は第一多孔質層を構成するフィルムと第二多孔質層を構成するフィルム(及び必要に応じて、成形支持層を構成するフィルム)との共押出成形により形成される、共押出成形層であることが好ましい。
多孔質層を構成する各層間の接着強度は、多孔質層と他の層(例えば、基材層)との間の接着強度よりも大きくなる。
前述のように、多孔質層(B)はフィラーの一部として疎水化表面処理フィラーを含有することにより、印刷インキの乾燥性を保ちつつ、成形時のメヤニ発生、特に押出成形時のメヤニ発生を抑制することができる。従って、多孔質層(B)が押出工程を経て形成されたものである場合、本発明の効果が顕著であるため好ましい。なお、これは第一の実施態様のみならず、後述する第二の実施形態を含め、本発明の積層体全般において当てはまる。
基材層の熱可塑性樹脂フィルムは、多孔質層を積層する前に延伸することもできるし、積層後に延伸することもできる。多孔質層は薄いため、単層での延伸成形ではなく、基材層に積層後、延伸することが好ましい。なかでも、基材層が二軸延伸層であると、機械強度を高くすることができるため好ましい。また、多孔質層が一軸延伸層であることが、フィブリル状の表面を形成しやすく、顔料インクジェット印刷後の耐擦過性を向上させることができるため、好ましい。基材層が二軸延伸層であり、多孔質層が一軸延伸層であるとさらに好ましい。
延伸方法としては、例えばロール群の周速差を利用した縦延伸法、テンターオーブンを利用した横延伸法、これらを組み合わせた逐次二軸延伸法、圧延法、テンターオーブンとパンタグラフの組み合わせによる同時二軸延伸法、テンターオーブンとリニアモーターの組み合わせによる同時二軸延伸法等が挙げられる。また、スクリュー型押出機に接続された円形ダイを使用して溶融樹脂をチューブ状に押し出し成形した後、これに空気を吹き込む同時二軸延伸(インフレーション成形)法等も使用できる。
延伸を実施するときの延伸温度は、使用する熱可塑性樹脂が非晶性樹脂の場合、当該熱可塑性樹脂のガラス転移点温度以上の範囲であることが好ましい。また、熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合の延伸温度は、当該熱可塑性樹脂の非結晶部分のガラス転移点以上であって、かつ当該熱可塑性樹脂の結晶部分の融点以下の範囲内であることが好ましく、熱可塑性樹脂の融点よりも2~60℃低い温度が好ましい。例えば、プロピレン単独重合体(融点155~167℃)を使用する場合は100~164℃の延伸温度が好ましく、高密度ポリエチレン(融点121~134℃)を使用する場合は70~133℃の延伸温度が好ましい。
延伸速度は、特に限定されるものではないが、安定した延伸成形の観点から、20~350m/分の範囲内であることが好ましい。
また、延伸倍率についても、使用する熱可塑性樹脂の特性等を考慮して適宜決定することができる。例えば、プロピレン単独重合体又はプロピレン共重合体を使用する場合は、一方向に延伸する場合の延伸倍率は、通常、下限が約1.2倍以上、好ましくは2倍以上であり、上限が12倍以下、好ましくは10倍以下である。一方、二軸延伸する場合の延伸倍率は、面積延伸倍率で通常、下限が1.5倍以上、好ましくは4倍以上であり、上限が60倍以下、好ましくは50倍以下である。その他の熱可塑性樹脂を一方向に延伸する場合は、延伸倍率は、通常、上限が1.2倍以上、好ましくは2倍以上であり、下限が10倍以下、好ましくは5倍以下である。二軸延伸する場合の延伸倍率は、面積延伸倍率で通常、下限が1.5倍以上、好ましくは4倍以上であり、上限が20倍以下、好ましくは12倍以下である。
上記延伸倍率の範囲内であれば、目的の空孔率及び坪量が得られやすく、不透明性が向上しやすい。また、積層体の破断が起きにくく、安定した延伸成形ができる傾向がある。
[第二の実施形態]
本発明の第二の実施形態に掛かる積層体は、基材層(A)と多孔質層(B)とを備え、多孔質層(B)は、下記式(a4)、(b4)及び(c4)を満たす多孔質層(B4)である。
50<C≦75 (a4)
30≦C (b4)
≦4C/5 (c4)
(但し、Cは前記多孔質層(B4)中の前記フィラー全体の含有量(質量%)、Cは前記疎水化表面処理フィラーの含有量(質量%)を表す。)
図3は、第二の実施形態として、本発明の積層体の構成の別の一例を示す断面図である。
図3に示すように、積層体1は、基材層Aと、基材層Aの一方の面上に多孔質層B4とを有する。
(基材層(A))
基材層(A)としては、[第一の実施形態]における(基材層(A))の項で述べたものと同様の材料及び仕様のものが使用できる。好ましいものも、前述と同様である。
(多孔質層(B4))
多孔質層(B4)は、熱可塑性樹脂とフィラーとを含有する。
<熱可塑性樹脂>
多孔質層(B4)に含まれる熱可塑性樹脂としては、[第一の実施形態]における(多孔質層(B))の<熱可塑性樹脂>の項で述べたものと同様の樹脂が挙げられ、好ましい樹脂も同様である。すなわち、多孔質層(B4)中に含有される前記熱可塑性樹脂は、オレフィン系樹重合体を含むことが好ましく、プロピレン系重合体を含むことがより好ましく、さらにエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとを含むことがさらに好ましい。
多孔質層(B4)中のプロピレン系重合体の含有量は、プロピレン系重合体を非溶融状態で延伸しやすく、多孔質層の十分な強度が得られやすいという観点から、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、また、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。
多孔質層(B4)中のエチレン系重合体の含有量は、エチレン系重合体を溶融状態で延伸しやすく、フィブリル状の多孔質層の形成が容易になって耐擦過性を向上させやすいという観点から、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、また、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。
多孔質層(B4)中のプロピレン系重合体とエチレン系重合体の含有量比(プロピレン系重合体:エチレン系重合体)は、1:2~2:1であることが好ましい。
多孔質層(B4)中の酸変性ポリプロピレンの含有量としては、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上がより好ましい。含有量が0.05質量%以上であることで、延伸の応力により後述する粒子の周辺のみならず、プロピレン系重合体とエチレン系重合体との間により大きな空孔を形成することができ、一層高いインクの乾燥性を得ることができる。また、酸変性ポリプロピレンの含有量は、軟化点の低下の観点から、25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
<フィラー>
多孔質層(B4)はフィラーを含有し、該フィラーは疎水化表面処理フィラーを含有する。フィラー及び疎水化表面処理フィラーについては、[積層体]の項で述べたとおりである。
<<フィラーの含有量、含有量比>>
多孔質層(B4)中のフィラー全体の含有量と上述した疎水化表面処理フィラーの含有量とは以下の関係を示す。
多孔質層(B4)中のフィラー全体の含有量をC(質量%)、疎水化表面処理フィラーの含有量をC(質量%)とする。
このとき、C及びCは、下記式(a4)、(b4)及び(c4)を満たす。
50<C≦75 (a4)
30≦C (b4)
≦4C/5 (c4)
の値は、メヤニ発生防止の観点から、40以上であることが好ましい。また、印刷インキの乾燥性の観点から、3.5C/5以下であることが好ましい。
積層体における多孔質層(B4)が、上記式(a4)、(b4)及び(c4)を満たすことにより、後述する実施例の結果からも明らかなように、印刷インキの乾燥性を担保できる。また、多孔質層(B4)の製造にあたり、メヤニ発生を抑制することができる。
多孔質層(B4)中のフィラーは、水性顔料インクに対する浸透性及び吸水量の観点から、比較的多量に含有される。例えば、多孔質層(B4)中に含有されるフィラー全体の含有量は、50質量%を超えることが好ましく、60質量%以上がより好ましい。しかし、多孔質層(B4)中に含有されるフィラー全体の含有量が50質量%を超え、特に60質量%以上含まれると、メヤニ発生の問題は顕著となる。そこで、疎水化表面処理フィラーを多孔質層(B4)中30質量%以上、好ましくは40質量%以上含有することにより、製造時のメヤニ発生を有効に抑制することができる。一方、フィラー全体のうち、疎水化表面処理フィラーの含有量が80質量%以下(すなわちC≦4C/5)、好ましくは70質量%以下(すなわちC≦3.5C/5)であることにより、印刷インキの乾燥性が得られやすくなる。
尚、多孔質層(B4)中に含有されるフィラー全体の含有量Cが75質量%以下であれば安定な造粒及び多孔質層(B4)の安定な延伸成形が可能となる。
本発明に係る多孔質層(B4)は、後述する実施例の結果で示されているように、印刷インキの乾燥性を担保しつつ、製造時のメヤニ発生を抑制することができる。
多孔質層(B4)に含有される疎水化表面処理フィラーは、パラフィン又は炭素数12~22の脂肪酸若しくはその塩により処理されている。表面処理されていないフィラーを多量に含有させるとメヤニの発生は防止できない。また、炭素数12~22の脂肪酸を用いて表面処理したフィラーを使用せず、単に脂肪酸を熱可塑性樹脂組成物に添加しただけでは、メヤニの発生を有効に防止することはできない。
また、多孔質層(B4)中に良好な空孔を形成させ、良好な印刷インキの乾燥性を得るためには、特定の熱可塑性樹脂を多孔質層(B4)中に含有させることが好ましい。すなわち多孔質層(B4)中に、互いに相溶しないエチレン系重合体とプロピレン系重合体とを含有させるとともに、酸変性ポリプロピレンを含有させることが好ましい。該酸変性ポリプロピレンがフィラー表面に配位し、フィラーとプロピレン系重合体との密着性を高めることで、エチレン系重合体とプロピレン系重合体との界面において優先的に空孔を形成させることができ、それにより、空孔径を大きくすることができ、印刷インキ中の溶媒をより多く吸収することができ、乾燥性が向上した多孔質層を形成できると推察される。
<坪量>
多孔質層(B4)の坪量は、インク吸収容積が得やすいことから、3g/m以上であることが好ましく、6g/m以上がより好ましく、8g/m以上がさらに好ましく、10g/m以上が特に好ましい。また、多孔質層(B4)は基材層に比べ機械強度が低いことから、坪量は、50g/m以下が好ましく、40g/m以下がより好ましく、30g/m以下がさらに好ましい。
上記坪量は、多孔質層(B4)の密度と厚さから求めることができる。
多孔質層(B4)の坪量は、多孔質層(B4)の厚さ、フィラーの含有量、平均粒子径、延伸温度、延伸倍率等の延伸条件によって調整することができる。
<厚さ>
多孔質層(B4)の厚さは、水性顔料インクを浸透させる領域を十分に確保する観点から、5μm以上であることが好ましく、10μm以上がより好ましく、15μm以上がさらに好ましい。また、多孔質層(B4)の厚さは、積層体が過剰に厚くなることを避ける観点から、100μm以下であることが好ましく、70μm以下がより好ましく、60μm以下がさらに好ましい。
<空孔率>
多孔質層(B4)の空孔率は、インク吸収速度及び多孔質層(B4)の機械強度を調整することが容易になることから、25%以上が好ましく、また60%以下が好ましい。
空孔率は、フィラーの平均粒子径、多孔質層(B4)の組成、例えばプロピレン系重合体とエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとの比率、延伸温度や延伸倍率等の延伸条件などによって調整することができる。
空孔率の測定方法は、電子顕微鏡で観察した多孔質層(B4)の断面の一定領域において、空孔が占める面積の比率より求めることができる。具体的には、測定対象のフィルムの任意の一部を切り取り、エポキシ樹脂で包埋して固化させた後、ミクロトームを用いて測定対象のフィルムの面方向に垂直に切断し、その切断面が観察面となるように観察試料台に貼り付ける。観察面に金又は金-パラジウム等を蒸着し、電子顕微鏡にて観察しやすい任意の倍率(例えば、500倍~3000倍の拡大倍率)において多孔質層(B4)の空孔を観察し、観察した領域を画像データとして取り込む。得られた画像データに対して画像解析装置にて画像処理を行い、多孔質層(B4)の一定領域における空孔部分の面積率(%)を求めて、空孔率(%)とする。この場合、任意の10箇所以上の観察における測定値を平均して、空孔率とすることができる。
(積層体の製造方法)
多孔質層(B4)を有する本発明の積層体は、[第一の実施形態]の<積層体の製造方法>の項で述べた方法と同様の方法にて製造することができる。また前述したように、多孔質層(B4)も押出工程を経て形成されたものである場合、本発明の効果が顕著であり、好ましい。
[コート層を有する積層体]
本発明の積層体は、上記多孔質層(B)表面に、カチオン性ポリマーを含有するコート層をさらに有してもよい。コート層を有する本発明の積層体は、基材層(A)、多孔質層(B)及びコート層をこの順に有する。コート層を有する本発明の積層体は、インクジェット用紙として特に有効に使用することができる。
ここで、コート層は、多孔質層の表面の全部又は一部を覆う薄い被膜であり、カチオン性ポリマーを含有し、インクの色成分との親和性が高いため、多孔質層表面に色成分を定着させて広がりを防ぐことにより、インクの滲みを抑制することができ、印刷適性をより向上させることができる。
コート層に使用できるカチオン性ポリマーとしては、通常の水性染料用又は水性顔料用のインクジェット印刷に使用される定着剤を使用することができ、定着剤は、水性顔料インクとの親和性を高める観点から、1級~3級アミンの塩又は4級アンモニウム塩を含むポリマーであることが好ましく、4級アンモニウム塩を含むポリマーであることがより好ましい。
コート層の塗工量は、固形分換算で、0.05g/m以上が好ましく、また1.5g/m以下が好ましい。塗工量が0.05g/m以上であると、水性顔料インクの定着性が発現しやすい。また、塗工量が1.5g/m以下であると、多孔質層の開口がコート層で埋まることなく、耐擦過性が向上しやすい。
コート層は、酸化防止剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、及び防黴剤等の添加剤をさらに含有していてもよい。コート層中の添加剤の量は、0.01質量%以上が好ましく、また、3質量%以下が好ましい。
[インクジェット用紙]
本発明のインクジェット用紙は、上述した[第一の実施形態]、[第二の実施形態]、及びその他の本発明に係る積層体を含む。積層体がコート層を有する場合には、コート層を有する本発明の積層体を含む。すなわち本発明のインクジェット用紙は、例えば[第一の実施形態]の場合は前記第一多孔質層上に、[第二の実施形態]の場合は多孔質層(B4)上にコート層を有する積層体であってもよい。
[積層体及びインクジェット用紙への印刷]
本発明の積層体及びインクジェット用紙は、インクジェット適性を有し、多孔質層(B)上又はコート層上に、写真、図形、文字、パターン等の各種情報をインクジェット方式で印刷することができる。印刷には、水性インクジェット、溶剤系インクジェット、紫外線硬化型インクジェット等の各種インクジェット用インクを使用可能である。なかでも、本発明の積層体及びインクジェット用紙は、水性顔料インクに対する印刷適性に優れ、多色印刷時にも滲みが少なく、色鮮やかで鮮鋭性の高いインクジェット印刷が可能である。なお、インクジェット印刷以外にも、水性及び油性のサインペン、蛍光マーカー、鉛筆等による記録が可能である。
<水性顔料インク>
水性顔料インクは、例えば水、顔料、分散剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤等を含有する。ここで、水性インクとは、溶媒成分のうち60質量%以上を水が占めるインクをいう。
インクの総質量(100質量%)に対する各成分の含有量は、通常、顔料が0.2~10質量%程度、分散剤が1.5~15質量%程度、水溶性有機溶剤が5~40質量%程度、界面活性剤が0.5~2質量%程度である。
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその技術的思想の範囲を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の「部」、「%」等の記載は、断りのない限り、質量基準の記載を意味する。
(製造例1 疎水化表面処理フィラーの調製)
BET比表面積が16m/gの合成炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム)1.0kgに水を加え、これを40℃で撹拌して、固形分10質量%の炭酸カルシウムスラリーを作製した。次に、90℃のラウリン酸ナトリウムの10質量%水溶液を調製し、当該調製液と炭酸カルシウムスラリーとを混合し撹拌することで、炭酸カルシウムを疎水化表面処理した。この疎水化表面処理した炭酸カルシウムスラリーを固形分が60%になるまで乾燥させた。その後、乾燥機を用いて脱水し、疎水化処理した無機粒子を得た。
[実施例1]
(縦一軸延伸フィルムの製造)
プロピレン単独重合体PP-2(商品名:ノバテック PP MA3H、日本ポリプロ社製)15質量部、プロピレン単独重合体PP-3(商品名:ノバテック PP FY6H、日本ポリプロ社製)59.5質量部、高密度ポリエチレンPE-1(商品名:ノバテックHD HJ590N、日本ポリエチレン社製)9.5質量部、重質炭酸カルシウム粉末F-1(商品名:ソフトン 1800、備北粉化工業社製)16質量部、及び分散剤としてオレイン酸D-1(商品名:ルナック O-V、花王社製)0.1質量部を配合し、ミキサーで撹拌混合して、樹脂組成物A-1を得た。
上記樹脂組成物A-1を250℃に設定した押出機で溶融混練した後、ダイスからシート状に押出し、冷却装置にて70℃まで冷却して単層無延伸フィルムを得た。この無延伸フィルムを145℃に再加熱した後、ロール間の周速差を利用して縦方向に5倍に延伸し、縦一軸延伸フィルムを得た。
樹脂組成物A-1を構成する材料及び各材料の配合比率(質量部)を下記表1及び表2に示す。表2中の略号は、表1に記載の略号と同じである。
Figure 0007378614000001
Figure 0007378614000002
(積層体(4層延伸フィルム)の製造)
<樹脂組成物B-1-1の調製>
プロピレン単独重合体である高結晶ポリプロピレンPP-1(商品名:MA3U、日本ポリプロ社製)19質量部、高密度ポリエチレンPE-2(商品名:ノバテックHD、HJ490、日本ポリエチレン社製)19質量部、疎水化表面処理軽質炭酸カルシウム粉末F-2(製造例1で疎水化表面処理した無機粒子)60質量部、及びマレイン酸変性ポリプロピレン(酸変性PP)(商品名:モディックP908、三菱ケミカル社製)2.0質量部を配合しミキサーで撹拌混合して、第一多孔質層(B1)形成用の樹脂組成物B-1-1を得た。
<樹脂組成物B-2-1の調製>
プロピレン単独重合体である高結晶ポリプロピレンPP-1(商品名:MA3U、日本ポリプロ社製)19質量部、高密度ポリエチレンPE-2(商品名:ノバテックHD、HJ490、日本ポリエチレン社製)19質量部、表面処理を施していない重質炭酸カルシウム粉末F-1(商品名:ソフトン 1800、備北粉化工業社製)60質量部、及びマレイン酸変性ポリプロピレン(酸変性PP)(商品名:モディックP908、三菱ケミカル社製)2.0質量部を配合し、ミキサーで撹拌混合して、第二多孔質層(B2)形成用の樹脂組成物B-2-1を得た。
<樹脂組成物B-3-1>
プロピレン単独重合体PP-2(商品名:ノバテック PP MA3H、日本ポリプロ社製)30質量部、プロピレン単独重合体PP-3(商品名:ノバテック PP FY6H、日本ポリプロ社製)21質量部、高密度ポリエチレンPE-1(商品名:ノバテックHD HJ590N、日本ポリエチレン社製)4質量部、重質炭酸カルシウム粉末F-1(商品名:ソフトン 1800、備北粉化工業社製)45質量部、及び分散剤としてオレイン酸D-1(商品名:ルナック O-V、花王社製)0.5質量部を配合し、ミキサーで撹拌混合して、成形支持層(B3)形成用の樹脂組成物B-3-1を得た。
<積層体の作製>
上記樹脂組成物B-1-1、B-2-1、B-3-1を、250℃に設定した押出機を用いて溶融混練した後、押出ダイスに供給した。次いで、これを3層シート状に押出し、上記縦一軸延伸フィルムの片面に、上記樹脂組成物B-1-1、B-2-1、B-3-1由来のフィルムをこの順に積層した3層シートの樹脂組成物B-3-1由来のフィルム側が接するよう積層して、4層構造の積層体を得た。樹脂組成物B-1-1及びB-2-1と併せて樹脂組成物B-3-1をシート状に押出すことにより、安定的に積層体を得ることができた。
得られた積層体を、オーブンを用いて160℃に再加熱した後、テンター延伸機を用いて横方向に9倍延伸した。次いで170℃で熱処理し、二軸延伸層が1層、一軸延伸層が3層の4層構造を有する延伸フィルムを得て、実施例1の熱可塑性樹脂フィルムからなる積層体とした。実施例1の積層体において、樹脂組成物A-1由来の二軸延伸層が基材層であり、樹脂組成物B-1-1、B-2-1由来の一軸延伸層が各々第一及び第二多孔質層であり、樹脂組成物B-3-1由来の一軸延伸層が成形支持層である。
実施例1の積層体の厚さは88μmであった。そのうち、樹脂組成物A-1由来の基材層の厚さは43μm、坪量は30g/mであった。樹脂組成物B-1-1、B-2-1、B-3-1由来の層の厚さはそれぞれ5μm、20μm及び20μmであり、これらの厚さの合計は42μmであった。また、樹脂組成物B-1-1、B-2-1及びB-3-1由来の層の坪量はそれぞれ2g/m、8g/m及び20g/mであり、これらの坪量の合計は30g/mであった。
樹脂組成物B-1-1、B-2-1、B-3-1を構成する材料及び各材料の配合比率(質量部)を下記表3~表5に示す。表4及び表5中の略号は、表3に記載の略号と同じである。
定着剤(商品名:パピオゲン P-105、センカ社製、4級アンモニウム塩ポリマー)及び帯電防止剤(商品名:サフトマー ST-3200、三菱ケミカル社製)を固形分質量比1:1で混合し、水で希釈して塗工液を得た。上記で得られた実施例1の積層体の多孔質層側の表面に、塗工液を塗布し、105℃の熱風乾燥器で乾燥して、多孔質層上にコート層を形成した。塗工量は、固形分換算で0.13g/mであった。
<吸液量の測定>
得られた積層体の第一多孔質層側表面の吸液量を、JIS P 8140に基づき、Cobb吸水度にて測定した。
接触時間は120秒であり、試験溶媒には70質量%エタノール水溶液を使用した。
<<評価基準>>
A(優秀):17cc/m以上
B(良好):13cc/m以上~17cc/m未満
C(可):10cc/m以上~13cc/m未満
D(不可):10cc/m未満
得られた吸液量を表6に示す。
[実施例2~12、比較例1~4]
実施例1において、多孔質層の樹脂組成物B-1-1、B-2-1の原材料の種類および配合比率を、表4~表6に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様に操作して、実施例2~12、比較例1~4の各熱可塑性樹脂フィルムからなる積層体を得た。各積層体は、二軸延伸層が1層、一軸延伸層が3層の4層構造を有する延伸フィルムであった。各積層体において、二軸延伸層が基材層、一軸延伸層のうち2層が第一及び第二多孔質層で1層が成形支持層である。
[実施例13]
実施例1と同様にして、樹脂組成物A-1を得た。上記樹脂組成物A-1を250℃に設定した押出機で溶融混練した後、ダイスからシート状に押出し、冷却装置にて70℃まで冷却して単層無延伸フィルムを得た。この無延伸フィルムを145℃に再加熱した後、ロール間の周速差を利用して縦方向に5倍に延伸し、縦一軸延伸フィルムを得た。
実施例1と同様にして、樹脂組成物B-1-1と樹脂組成物B-2-1とを得た。上記樹脂組成物B-1-1、B-2-1を250℃に設定した押出機を用いて溶融混練した後、押出ダイスに供給した。次いで、これを2層シート状に押出し、上記縦一軸延伸フィルムの片面に、上記樹脂組成物B-1-1及びB-2-1由来のフィルムをこの順に積層した2層シートの樹脂組成物B-2-1由来のフィルム側が接するよう積層して、3層構造の積層体を得た。
得られた積層体を、オーブンを用いて160℃に再加熱した後、テンター延伸機を用いて横方向に9倍延伸した。次いで170℃で熱処理し、二軸延伸層が1層、一軸延伸層が2層の3層構造を有する延伸フィルムを得て、実施例13の熱可塑性樹脂フィルムからなる積層体とした。実施例13の積層体において、樹脂組成物A-1由来の二軸延伸層が基材層であり、樹脂組成物B-1-1、B-2-1由来の一軸延伸層が各々第一及び第二多孔質層である。
実施例13の積層体の厚みは68μmであった。そのうち、樹脂組成物A-1由来の基材層の厚さは43μm、坪量は30g/mであった。樹脂組成物B-1-1及びB-2-1由来の多孔質層の厚さはそれぞれ5μm、20μmであり、これらの厚さの合計は25μmであった。樹脂組成物B-1-1及びB-2-1由来の多孔質層の坪量はそれぞれ2g/m及び8g/mであり、これらの坪量の合計は10g/mであった。
Figure 0007378614000003
Figure 0007378614000004
Figure 0007378614000005
[評価]
各実施例及び比較例の積層体について、下記の評価を行った。
<インクの乾燥性>
インクジェット印刷の適性を評価するため、インクの乾燥性を評価した。
各実施例及び各比較例の積層体の多孔質層側の表面に、JIS X9201:2001(高精細カラーディジタル標準画像(CMYK/SCID))のN5の絵柄をインクジェット方式で印刷した。印刷には、水性顔料インクジェットプリンタ(形式名:TM-C3500、セイコーエプソン社製)と、当該プリンタ標準のシアン、マゼンタ、イエロー及び黒の水性顔料インク(型番:SJIC22)を用いた。
インクジェットプリンタで印刷した直後の印刷画像上のインクの状態を目視で観察し、かつ印刷直後の印刷画像上にティッシュペーパーを押し当てて、次の通りインクの乾燥性を判定した。
<<評価基準>>
A(優秀):表面にインクが液体として視認できず、紙を軽く押し当ててもインクが紙に全く転写しない
B(良好):表面にインクが液体として視認できないが、紙を押し当てると高濃度の画像部分においてインクが紙に転写する
C(可):表面にインクが液体として視認できないが、紙を押し当てると画像全体のインクが紙に転写する
D(不可):表面にインクが液体として視認できる
<メヤニ発生>
各実施例及び各比較例の積層体を連続的に製造する際の、積層体のTD方向の任意の20点の厚みを1時間に1回測定した。
メヤニが生じると積層体に厚みムラが生じる。
運転開始後、厚みムラがシートの設定厚みに対して±3μm以上となった時間に基づき、メヤニの評価を行った。
<<評価基準>>
A(優秀):24時間運転しても厚みムラなし
B(良好):12時間運転しても厚みムラがないが、24時間運転すると厚みムラ発生
C(可):8時間運転しても厚みムラがないが、12時間運転で厚みムラ発生
D(不可):8時間未満の運転で厚みムラ発生
下記表6に、上記評価結果をまとめて示す。
Figure 0007378614000006
フィラーを多量に含有させて多孔質層を製造しようとすると、メヤニ発生の問題が生じるが、上記実施例からも明らかなように、本発明によれば、所定量の疎水化表面処理フィラーを含む第一多孔質層が第二多孔質層上に設けられることにより、高い乾燥性を得ながら、メヤニ発生を有効に防止できることがわかった。
本発明によれば、印刷インキの乾燥性を担保しつつ、製造時のメヤニ発生を抑制することができる多孔質層を有する積層体を提供できることがわかった。
[実施例21]
(基材層(縦一軸延伸フィルム)の製造)
前記樹脂組成物A-1を250℃に設定した押出機で溶融混練した後、ダイスからシート状に押出し、冷却装置にて70℃まで冷却して単層無延伸フィルムを得た。この無延伸フィルムを145℃に再加熱した後、ロール間の周速差を利用して縦方向に5倍に延伸し、縦一軸延伸フィルムを得た。
(多孔質層(2層延伸フィルム)の製造)
ポリプロピレン単独重合体である高結晶ポリプロピレンPP-1(商品名:MA3U、日本ポリプロ社製)19質量部、高密度ポリエチレンPE-2(商品名:ノバテックHD HJ490、日本ポリエチレン社製)19質量部、表面処理を施していない重質炭酸カルシウム粉末F-1(商品名:ソフトン 1800、備北粉化工業社製)30質量部、疎水化表面処理軽質炭酸カルシウム粉末F-2(製造例1で疎水化処理した無機粒子)30質量部、及びマレイン酸変性ポリプロピレン(酸変性PP)(商品名:モディックP908、三菱ケミカル社製)2.0質量部を配合し、ミキサーで撹拌混合して、多孔質層(B4)形成用の樹脂組成物B-4-1を得た。
上記樹脂組成物B-4-1を、250℃に設定した押出機を用いて溶融混練した後、押出ダイスに供給した。次いで、これをシート状に押出し、上記縦一軸延伸フィルムの片面に、樹脂組成物B-4-1由来のフィルムを積層して、2層構造の積層体を得た。
得られた積層体を、オーブンを用いて160℃に再加熱した後、テンター延伸機を用いて横方向に9倍延伸した。次いで170℃で熱処理し、二軸延伸層/一軸延伸層の2層構造を有する延伸フィルムを得て、実施例21の熱可塑性樹脂フィルムからなる積層体とした。実施例21の積層体において、樹脂組成物A-1由来の二軸延伸層が基材層であり、樹脂組成物B-4-1由来の一軸延伸層が多孔質層(B4)である。
実施例21の積層体の厚さは83μmであった。そのうち、樹脂組成物A-1由来の基材層の厚さは58μm、坪量は46g/mであった。樹脂組成物B-4-1由来の多孔質層(B4)の厚さは20μm、坪量は10g/mであった。
樹脂組成物B-4-1を構成する材料及び各材料の配合比率(質量部)を下記表7及び表8に示す。表8中の略号は、表7に記載の略号と同じである。
定着剤(商品名:パピオゲン P-105、センカ社製、4級アンモニウム塩ポリマー)及び帯電防止剤(商品名:サフトマー ST-3200、三菱ケミカル社製)を固形分質量比1:1で混合し、水で希釈して塗工液を得た。上記で得られた実施例21の積層体の多孔質層側の表面に、塗工液を塗布し、105℃の熱風乾燥器で乾燥して、多孔質層上にコート層を形成した。塗工量は、固形分換算で0.13g/mであった。
得られた積層体の多孔質層(B4)側表面の吸液量を、前記<吸液量の測定>に従って測定し、評価した。
[実施例22~24、比較例21~30]
実施例21において、多孔質層の樹脂組成物B-4-1の各材料の配合比率を、表8に示すように変更したこと以外は、実施例21と同様に操作して、実施例22~24、比較例21~30の各熱可塑性樹脂フィルムからなる積層体を得た。各積層体は、二軸延伸層/一軸延伸層の2層構造を有する延伸フィルムであった。各積層体において、二軸延伸層が基材層、一軸延伸層が多孔質層(B4)である。
尚、比較例28は、樹脂組成物に、疎水化表面処理軽質炭酸カルシウム粉末F-2を含有させず、代わりにラウリン酸ナトリウム(和光純薬工業社製)2質量部を加えた。また、比較例29は、疎水化表面処理軽質炭酸カルシウム粉末F-2の代わりに、表7で示すカチオン性ポリマー被覆炭酸カルシウム粉末F-3(商品名:AFF-95)を30質量部加えた。
Figure 0007378614000007
Figure 0007378614000008
[評価]
各実施例及び比較例の積層体について、前述の方法で<インクの乾燥性>及び<メヤニ発生>の評価を行った。
評価結果を表8にまとめて示す。尚、比較例30は、ペレットの造粒自体できず、上記各評価を行うことができなかった。
フィラーを多量に含有させて多孔質層を製造しようとすると、メヤニ発生の問題が生じるが、上記実施例からも明らかなように、本発明に係る多孔質層は、層中にフィラーを多量に含有させていても、メヤニ発生を有効に防止できることがわかった。さらに、本発明に係る多孔質層は、上記実施例からも明らかなように、印刷インキの乾燥性に優れたものとなっている。
本発明により、印刷インキの乾燥性を担保しつつ、製造時のメヤニ発生を抑制することができる多孔質層を有する積層体を提供できることがわかった。
本出願は、2020年5月25日に出願された日本特許出願である特願2020-090316号、及び2020年5月25日に出願された日本特許出願である特願2020-090469号に基づく優先権を主張し、当該日本特許出願のすべての記載内容を援用する。
本発明の積層体及び該積層体を有するインクジェット用紙は、水性顔料インクを使用したときのインク乾燥性に優れていることから、名刺、チラシ、ウィンドウフィルム、POP、ポスター等として幅広い用途に利用することができる。
1 熱可塑性樹脂フィルム
A 基材層
B 多孔質層
B1 第一多孔質層
B2 第二多孔質層
B3 成形支持層
B4 多孔質層(B4)

Claims (14)

  1. 基材層(A)と多孔質層(B)とを備える積層体であって、
    前記多孔質層(B)は、熱可塑性樹脂およびフィラーを含有し、
    前記多孔質層(B)に含有される前記熱可塑性樹脂と前記フィラーとの合計質量に対する前記多孔質層(B)中の前記フィラー全体の含有量が50質量%を超え、
    前記フィラーはその一部として疎水化表面処理フィラーを含有し、
    70質量%エタノール水溶液を使用しJIS P 8140:1998に準じて測定された吸液量が10~40cc/mである、積層体。
  2. 前記疎水化表面処理フィラーが、パラフィン又は炭素数12~22の脂肪酸若しくはその塩により表面処理された無機粒子又は有機粒子である、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記多孔質層(B)は、第一多孔質層(B1)と第二多孔質層(B2)とを有し、
    前記基材層(A)、前記第二多孔質層(B2)、及び前記第一多孔質層(B1)は、この順で積層されており、
    前記第一多孔質層(B1)中の前記フィラー全体の含有量をCW1(質量%)、前記疎水化表面処理フィラーの含有量をCH1(質量%)としたとき、下記式(a1)及び式(b1)を満たし、
    前記第二多孔質層(B2)中の前記フィラー全体の含有量をCW2(質量%)、前記疎水化表面処理フィラーの含有量をCH2(質量%)としたとき、下記式(a2)及び式(b2)を満たす、請求項1又は2に記載の積層体。
    50<W1≦75 (a1)
    30≦CH1≦75 (b1)
    50<W2≦75 (a2)
    0≦CH2≦15 (b2)
  4. 前記第一多孔質層(B1)の坪量が0.5~10g/mである、請求項3に記載の積層体。
  5. 前記第二多孔質層(B2)の坪量が4g/m以上である、請求項3又は4に記載の積層体。
  6. 前記多孔質層(B)中に含有される前記熱可塑性樹脂がプロピレン系重合体を含む、請求項3~5のいずれか一項に記載の積層体。
  7. 前記多孔質層(B)中に含有される前記熱可塑性樹脂がエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとをさらに含む、請求項6に記載の積層体。
  8. 前記多孔質層(B)は、成形支持層(B3)をさらに有し、
    前記基材層(A)、前記成形支持層(B3)、前記第二多孔質層(B2)、及び前記第一多孔質層(B1)は、この順で積層されている、請求項3~7のいずれか一項に記載の積層体。
  9. 前記多孔質層(B)が、下記式(a4)、(b4)、及び(c4)を満たす多孔質層(B4)である、請求項1又は2に記載の積層体。
    50<C≦75 (a4)
    30≦C (b4)
    ≦4C/5 (c4)
    (但し、Cは前記多孔質層(B4)中の前記フィラー全体の含有量(質量%)、Cは前記疎水化表面処理フィラーの含有量(質量%)を表す。)
  10. 前記多孔質層(B4)中に含有される前記熱可塑性樹脂がプロピレン系重合体を含む、請求項9に記載の積層体。
  11. 前記多孔質層(B4)中に含有される前記熱可塑性樹脂がエチレン系重合体と酸変性ポリプロピレンとをさらに含む、請求項9又は10に記載の積層体。
  12. 前記多孔質層(B)は、押出工程を経て形成された層である、請求項1~11のいずれか一項に記載の積層体。
  13. 前記多孔質層(B)表面に、カチオン性ポリマーを含有するコート層を有する、請求項1~12のいずれか一項に記載の積層体。
  14. 請求項1~13のいずれか一項に記載の積層体を有するインクジェット用紙。
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