JPWO2020203970A1 - 艶消しインク組成物、それを用いて製造される積層体及び積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
積層体の製造方法。
本実施の形態に係る艶消しインク組成物は、インクジェット法によって被体の表面に吐出されることにより艶消しインク層を形成して、被体の表面をマット調(艶消し)にすることができる。
活性エネルギー線硬化型の艶消しインク組成物とは、活性エネルギー線重合性化合物を含有する艶消しインク組成物である。活性エネルギー線重合性化合物とは、遠紫外線、紫外線、近紫外線、可視光線、赤外線、X線、γ線等の電磁波のほか、電子線、プロトン線、中性子線の活性エネルギー線を照射することにより重合されるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物である。
有機樹脂フィラーとは、有機樹脂等からなる粒子状のフィラーである。本実施の形態に係る艶消しインク組成物に含有されることで、ドットの表面に凹凸が形成されて被体の光沢度を抑制して被体の表面をマット調にすることができる。
活性エネルギー線重合性化合物としては、例えば、重合性化合物A):下記一般式(1)で表される単官能重合性化合物、及び/又は重合性化合物B):下記一般式(2)で表される多官能重合性化合物を挙げることができる。尚、本明細書において、「重合性化合物A)等の重合性化合物を含有する」とは、分子構造が同一の単独の重合性化合物A)等の重合性化合物を含有することのみならず、分子構造が異なる2種以上の重合性化合物A)等の重合性化合物を含有することも含まれる概念である。
(式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は炭素数2以上20以下の2価の有機残基を示し、R3は水素原子又は炭素数1以上11以下の1価の有機残基を示し、R4は水素原子又は炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。)
活性エネルギー線硬化型の艶消しインク組成物は、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良いが、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。活性エネルギー線重合開始剤としては、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。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の艶消しインク組成物は、更にレベリング剤を含有していても良い。レベリング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「TegoRad2010」「TegoRad2100」、「TegoRad2200N」、「TegoRad2300」等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化型の艶消しインク組成物は、必要に応じて分散剤を含有してもよい。分散剤としては例えば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の艶消しインク組成物は、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良い。なお、活性エネルギー線硬化型の艶消しインク組成物であっても溶剤を含有していてもよいが、溶剤は含有していないことが好ましい。溶剤は含有していない活性エネルギー線硬化型の艶消しインク組成物であれば、被体の表面に吐出された形状を変化させずに艶消しインク層を形成することができる。
活性エネルギー線硬化型の艶消しインク組成物の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。活性エネルギー線硬化型の艶消しインク組成物には、分散機を用いて、活性エネルギー線重合性化合物、分散剤等で分散し、その後、必要に応じて活性エネルギー線重合開始剤、レベリング剤等を添加して均一に撹拌することにより、混合物を得て、その後有機樹脂フィラーを添加して更にフィルターで濾過することによって艶消しインク組成物が得られる。
溶剤型の艶消しインク組成物は、バインダー樹脂及び溶剤を含有する。この艶消しインク組成物はインクジェット法によって被体の表面に吐出され、その艶消しインク組成物から溶剤を揮発させて艶消しインク層となる。この際、艶消しインク組成物に含まれる有機樹脂フィラーは、艶消しインク層を構成する有機樹脂フィラーとなり、艶消しインク組成物に含まれるバインダー樹脂はそのまま艶消しインク層を構成する樹脂となる。
水性型の艶消しインク組成物とは、水を主成分とし、有機溶媒を含有してもよい艶消しインク組成物である。この艶消しインク組成物は、水を主成分とする溶剤を使用しているため、安全であり環境面でも優れる。
水性型の艶消しインク組成物において、含有される水としては、種々のイオンを含有するものではなく、脱イオン水を使用することが好ましい。水の含有量としては、各成分を分散又は溶解可能な含有量であれば特に限定されるものではないが、艶消しインク組成物全量中に10質量%以上であることが好ましく、中でも艶消しインク組成物全量中に20質量%以上であることが好ましく、特に艶消しインク組成物全量中に30質量%以上であることが好ましい。艶消しインク組成物全量中に95質量%以下であることが好ましく、中でも艶消しインク組成物全量中に90質量%以下であることがより好ましい。
水性型の艶消しインク組成物に含有される有機溶剤は、艶消しインク組成物に含有される成分を分散又は溶解することができるものである。このような有機溶剤としては、水溶性を有する水溶性溶媒であっても非水溶性溶媒であってもよい。ここで、水溶性を有するとは、25℃の水100質量%中に、1気圧下で5質量%以上溶解することができるものをいう。
バインダー樹脂は、艶消しインク組成物中に含有される樹脂であり、艶消しインク層の定着性や耐水性を向上させる。更に、バインダー樹脂は、艶消しインク組成物中の溶剤が揮発することにより、艶消しインク層11の樹脂111を構成する樹脂となる。
水性型の艶消しインク組成物において、界面活性剤が含有されていてもよい。本実施形態の水性型の艶消しインク組成物において用いることのできる界面活性剤は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリシロキサン化合物、アニオン系界面活性剤、非イオン性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アルキレンオキサイド変性アセチレングリコール系界面活性剤、アルキレンオキサイド非変性アセチレングリコール系界面活性剤等を挙げることができる。
油性型の艶消しインク組成物とは、水を含有せず、有機溶剤を主成分とする艶消しインク組成物である。本実施形態の油性型の艶消しインク組成物において「水を含有しない」とは、水を意図的に含有させずに製造されたインク組成物であることを意味し、例えば大気中等に含有される水蒸気等や添加剤に含有される水等に起因するような製造者が意図しないような原因により含有されてしまうような水は考慮しない。
油性型の艶消しインク組成物において、上述した水性型のインク組成物に含有される有機溶剤と同様の有機溶剤を使用することができ、従来の油性型のインクジェット用のインク組成物で用いることができる通常の有機溶剤が用いることができる。
R1CO(OR2)ZOR3 式(A)
R4CO(OR5)ZOCOR6 式(B)
R7(OR8)ZOR9 式(C)
R10(OR11)ZOR12 式(D)
式中、R2、R5、R8は炭素数2〜4のアルキレン基を表し、R1、R3、R4、R6、R7、R9はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を表し、R10、R12は両方が水素原子かもしくは片方が水素原子で片方が炭素数1〜6のアルキル基を表し、R11は炭素数1〜10のアルキレン基を表し、Zは1〜3の整数を表す。アルキレン基およびアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。
バインダー樹脂は、艶消しインク組成物中に含有される樹脂であり、艶消しインク層の定着性や耐水性を向上させる。バインダー樹脂は、艶消しインク組成物中の溶剤が揮発することにより、艶消しインク層11の樹脂111を構成する樹脂となる。バインダー樹脂としては、特に限定はなく、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエチレン樹脂、ウレタン樹脂、ロジン変性樹脂、フエノール樹脂、テルペン系樹脂、ポリアミド樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル系共重合体、セルロースアセテートブチレート、シリコーン(シリコン)樹脂、アクリルアミド樹脂、エポキシ樹脂、あるいはこれらの共重合樹脂や混合物を用いることができる。
本実施形態の油性型の艶消しインク組成物において必要に応じて分散剤を用いてもよい。分散剤としては、油性型の艶消しインク組成物において用いられている任意の分散剤を用いることができる。分散剤としては、高分子分散剤を用いるとよい。こうした分散剤としては、主鎖がポリエステル系、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などからなり、側鎖としてアミノ基、カルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシル基などの極性基を有するものである。ポリアクリル系分散剤では、例えば、Disperbyk−2000、2001、2008、2009、2010、2020、2020N、2022、2025、2050、2070、2095、2150、2151、2155、2163、2164、BYKJET−9130、9131,9132,9133,9151(ビック・ケミー社製)が用いられる。ポリカプロラクトン系分散剤では、例えば、アジスパーPB821、PB822、PB881(味の素ファインテクノ(株)製)が用いられる。好ましい分散剤としては、ポリエステル系分散剤であり、例えばヒノアクトKF−1000、T−6000、T−7000、T−8000、T−8000E、T−9050(川研ファインケミカル(株)製)、Solsperse20000、24000、32000、32500、32550、32600、33000、33500、34000、35200、36000、37500、39000、71000(ルーブリゾール社製)、フローレンDOPA−15BHFS、17HF、22、G−700、900、NC−500、GW−1500(共栄社化学(株)製)、Efka4310、4320、4330、4401、4402、4403N、4570、7411、7477、7700(BASF社製)の単独、又はそれらの混合物を用いることができる。
又、本実施形態の油性型の艶消しインク組成物においては、ノズル部やチューブ内等の機器内での油性型の艶消しインク組成物の揮発抑制、固化防止、又、固化した際の再溶解性を目的として、室温、大気圧下で液状の非イオン性ポリオキシエチレン誘導体を添加してもよい。例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類であるノニオンP−208、P−210、P−213、E−202S、E−205S、E−215、K−204、K−220、S−207、S−215、A−10R、A−13P、NC−203、NC−207(日本油脂(株)製)、エマルゲン106、108、707、709、A−90、A−60(花王(株)製)、フローレンG−70、D−90(共栄社化学(株)製)、ポエムJ−0081HV(理研ビタミン(株)製)、アデカトールNP−620、NP−650、NP−660、NP−675、NP−683、NP−686、アデカコールCS−141E、TS−230E((株)アデカ製)等、ソルゲン30V、40、TW−20、TW−80、ノイゲンCX−100(第一工業製薬(株)製)等が例示される。
溶剤型の艶消しインク組成物は、その他の添加剤として、粘度調整剤、界面活性剤、pH調整剤、表面張力調整剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、電荷調整剤、湿潤剤等の公知の添加剤が任意成分として含有してもよい。
溶剤型の艶消しインク組成物を製造する方法は、バインダー樹脂と、有機樹脂フィラーと、溶剤として水と有機溶剤とを含有する溶剤または水を含有せず有機溶剤を含有する溶剤と、を混合することにより艶消しインク組成物を製造する製造方法を挙げることができる。
上記の実施形態に係る艶消しインク組成物の硬化膜である艶消しインク層が形成された積層体10について図1を用いて説明する。この積層体10は基材13と、印刷層12と、艶消しインク層11と、が、積層された積層体である。
基材は特に限定されず、例えば塗工紙、非塗工紙、布帛等の吸収体、非吸収性基材のいずれも使用することができる。具体的には、非塗工紙としては、更紙、中質紙、上質紙、塗工紙としては、コート紙、アート紙、キャスト紙、軽量コート紙、微塗工紙、布帛等の吸収体としては、綿、化繊織物、絹、麻、布帛、不織布、皮革等を例示でき、非吸収性基材としては、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系合成紙、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、金属、金属箔コート紙、ガラス、合成ゴム、天然ゴム等を例示できる。
印刷層とは、色材を含有する層であり、主に基材の表面又は基材の表面に形成された層(プライマー層、コーティング層や受理溶液の層等)の表面に吐出されたインク組成物により形成される層である。このインク組成物は、色材を含有し、更に活性エネルギー線重合性化合物を含有する活性エネルギー線硬化型のインク組成物であってもよい。又、このインク組成物は、色材を含有し、バインダー樹脂及び溶剤を含有する溶剤型のインク組成物であってもよい。
艶消しインク層とは、艶消しインク組成物の硬化膜であり、有機樹脂フィラーと、樹脂と、を含む。そして、艶消しインク層は、被体の表面にドット状に形成されており、このドットの表面に形成された凹凸の表面によって、この艶消しインク層11に照射された光を効果的に拡散されることができる。
艶消しインク組成物を用いた積層体(印刷物)の製造方法としては、インクジェット法によって被体の表面(印刷層の表面及び/又は基材)に上記の艶消しインク組成物を塗布してクリア硬化層を形成する方法を挙げることができる。
まず、重合性高分子等を含むクリアインクを以下の割合になるように混合し、分散機にて室温(20〜25℃)にて1時間撹拌した。
次に上記の「クリアインク」を使用して実験例の艶消しインク組成物を製造した。具体的には、各フィラーを上記の混合物に混合し、室温(20〜25℃)にて1時間撹拌することで、試験例の艶消しインク組成物を製造した。各試験例の艶消しインク組成物の配合率は表3に示す。
実験例C〜F、Hについては、予め上記のクリアインク17gとフィラー3gとを混合して分散液を製造し、この分散液を残りのクリアインク80gに撹拌しながら添加して艶消しインク組成物を得た。
実験例Gについては、予め上記のクリアインク42gとフィラー3gとを混合して分散液を製造し、この分散液を残りのクリアインク55gに撹拌しながら添加して艶消しインク組成物を得た。
[フィルター通液性試験]
実験例の艶消しインク組成物について分散性試験を行った。具体的には、6μmのフィルターに実施例及び比較例の艶消しインク組成物を12g通液し、つまり具合を確認した。評価結果を表3に示す。
○:艶消しインク組成物がフィルターに全て詰まることなく通液することができた。
△:艶消しインク組成物が残り1/4程度でフィルターに詰まりが生じた。
×:艶消しインク組成物がフィルターに通過しなかった。
実験例の艶消しインク組成物について光沢度評価を行った。具体的には、PETフィルム(被体)に実験例の艶消しインク組成物をバーコート法により吐出し、活性エネルギー線を照射することにより、艶消しインク層の膜厚が10μmとなるように積層体を製造した。
次に上記の「クリアインク」を使用して上記試験例の艶消しインク組成物と同様に、艶消しインク組成物を製造し、これを実施例及び比較例の艶消しインク組成物とした。表4に各樹脂フィラーC−1〜C−5の材質、形状、粒径、屈折率、真比重を示す。
実施例1の艶消しインク組成物をインクジェット記録装置によってPETフィルム(被体)の表面に吐出し、活性エネルギー線を照射することにより、積層体を製造し、これを実施例5の積層体とした。
フィラーを除く各成分を下記表8〜10の割合になるように混合し、分散機にて室温(20〜25℃)にて1時間撹拌して溶剤型の艶消しインク組成物用のクリアインクを製造した。そして、各フィラーをクリアインクに混合し、室温(20〜25℃)にて1時間撹拌することで、溶剤型の艶消しインク組成物を製造した。なお、フィラーは表4及び下記表7に記載のフィラーを使用した。
[フィルター通液性試験]
実験例の艶消しインク組成物について分散性試験を行った。具体的には、6μmのフィルターに実施例及び比較例の艶消しインク組成物を12g通液し、つまり具合を確認した。評価結果を表8〜10に示す。
○:艶消しインク組成物がフィルターに全て詰まることなく通液することができた。
△:艶消しインク組成物が多少は抵抗があったが、詰まることなく通液することができた。
×:艶消しインク組成物がフィルターに途中から通液できなかった。
表8〜10の艶消しインク組成物について光沢度評価を行った。具体的には、PETフィルム(被体)に艶消しインク組成物をバーコート法(バー#8)により吐出し、50℃で3分間乾燥後させた。
上記艶消しインク組成物の製造3と同様に下記表11の割合になるように混合して水性型の艶消しインク組成物を製造し、同様にフィルター通液性を試験し、光沢度を評価した。
フィラーを除く各成分を下記表12〜14の割合になるように混合し、分散機にて室温(20〜25℃)にて1時間撹拌して溶剤型の艶消しインク組成物用のクリアインクを製造した。そして、各フィラーをクリアインクに混合し、室温(20〜25℃)にて1時間撹拌することで、ラクトン系有機溶剤を含有しない溶剤型の艶消しインク組成物を製造した。なお、フィラーは表4及び表7に記載のフィラーを使用した。
11 艶消しインク層
111 樹脂
112 有機樹脂フィラー
12 印刷層
13 基材
Claims (11)
- インクジェット法によって被体の表面に吐出される艶消しインク組成物であって、
前記艶消しインク組成物は、a)活性エネルギー線重合性化合物、又はb)バインダー樹脂及び溶剤と、
平均粒径が0.6μm以上2.0μm以下の有機樹脂フィラーと、
を含有する
艶消しインク組成物。 - 前記艶消しインク組成物は、前記a)活性エネルギー線重合性化合物を含有する
請求項1に記載の艶消しインク組成物。 - 前記被体の表面は、色材を含有する印刷層の表面及び/又は基材の表面である
請求項1又は2に記載の艶消しインク組成物。 - 前記有機樹脂フィラーの含有量は1質量%以上10質量%以下である
請求項1から3のいずれかに記載の艶消しインク組成物。 - 前記有機樹脂フィラーの屈折率が1.40以上1.70以下である
請求項1から4のいずれかに記載の艶消しインク組成物。 - 請求項1から5に記載の艶消しインク組成物の硬化膜である艶消しインク層が印刷層の表面及び/又は基材の表面に形成される
積層体。 - 前記艶消しインク層の光沢度が50以下である
請求項6に記載の積層体。 - 前記艶消しインク層は、前記有機樹脂フィラーと、樹脂と、を含み、
前記有機樹脂フィラーの屈折率Frと前記樹脂の屈折率Brとの差Fr−Brは、0.3以下である
請求項6又は7に記載の積層体。 - 前記艶消しインク層は、前記有機樹脂フィラーと、樹脂と、を含み、
前記有機樹脂フィラーの比重Fsと前記樹脂の屈折率Bsとの差Fs−Bsは、0.3以下である
請求項6から8のいずれかに記載の積層体。 - インクジェット法によって被体の表面に請求項1から5のいずれかに記載の艶消しインク組成物を吐出して艶消しインク層を形成する
積層体の製造方法。 - インクジェット法によって被体の表面に吐出される水性型の艶消しインク組成物であって、
前記艶消しインク組成物は、バインダー樹脂と、溶剤と、水と、
平均粒径が0.3μm以上2.0μm以下の有機樹脂フィラーと、
を含有する
水性型の艶消しインク組成物。
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