JP6058100B2 - 下塗り組成物、組成物セット、インクジェット記録方法、及び、印刷物 - Google Patents
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Description
インクジェット方式は、印刷装置が安価であり、かつ、印刷時に版を必要とせず、必要とされる画像部のみにインク組成物を吐出し記録媒体上に直接画像形成を行うため、インク組成物を効率よく使用でき、特に小ロット生産の場合にランニングコストが安い。更に、騒音が少なく、画像記録方式として優れており、近年注目を浴びている。
中でも、紫外線などの放射線の照射により硬化可能なインクジェット記録用インク組成物(放射線硬化型インクジェット記録用インク組成物)は、紫外線などの放射線の照射によりインク組成物の成分の大部分が硬化するため、溶剤系インク組成物と比べて乾燥性に優れ、また、画像がにじみにくいことから、種々の記録媒体に印字できる点で優れた方式である。
従来のインクジェット記録方法としては、特許文献1及び2に記載された方法が挙げられる。
<1> 成分Aとして、イソシアネート基を含有する化合物、成分Bとして、下記b1又はb3を少なくとも含むラジカル重合性モノマー、及び、成分Cとして、光重合開始剤、を含有し、b1とb2の合計含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、50〜90質量%であり、かつ、b1とb3の合計含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、5〜90質量%であることを特徴とする下塗り組成物。
b1:LogP値が2.0以下である多官能ラジカル重合性モノマー
b2:LogP値が2.0を超える多官能ラジカル重合性モノマー
b3:LogP値が2.0以下である単官能ラジカル重合性モノマー
<2> b1又はb3が、ヒドロキシ基を含むラジカル重合性モノマーである、<1>に記載の下塗り組成物。
<3> 成分Aがジイソシアネート化合物である、<1>又は<2>に記載の下塗り組成物。
<4> 成分Aの含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、5〜40質量%である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の下塗り組成物。
<5> 成分Cがホスフィンオキサイド化合物である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の下塗り組成物。
<6> 成分Dとして、バインダーポリマーを更に含有する、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の下塗り組成物。
<7> 成分Eとして、重合性のオリゴマーを更に含有する、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の下塗り組成物。
<8> 成分Dがアクリル樹脂又はポリエステル樹脂である、<6>に記載の下塗り組成物。
<9> 成分Eがウレタンアクリレートオリゴマー又はエポキシアクリレートオリゴマーである、<7>に記載の下塗り組成物。
<10> 成分Dとしてバインダーポリマーと成分Eとして重合性のオリゴマーを含み、成分Dと成分Eの合計含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、2〜30質量%である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の下塗り組成物。
<11> 成分Aを含有する組成物1、並びに、成分B及び成分Cを含有する組成物2を含む、<1>〜<10>のいずれか1つに記載の下塗り組成物を製造するための組成物セット。
<12> 工程aとして、記録媒体に、<1>〜<10>のいずれか1つに記載の下塗り組成物を付与して下塗り層を設ける付与工程と、工程bとして、下塗り層上にインク組成物を吐出する画像形成工程と、工程cとして、下塗り層及びインク組成物に活性光線を照射して、硬化させる硬化工程とをこの順で含み、上記インク組成物が、ラジカル重合性モノマーと、ラジカル重合開始剤と、着色剤とを含有することを特徴とする、インクジェット記録方法。
<13> 上記下塗り組成物中の、成分Bの総含有量に対する、多官能エチレン性不飽和化合物の含有量が70質量%以上であり、かつ、上記インク組成物中の、ラジカル重合性モノマーの総含有量に対する、多官能エチレン性不飽和化合物の含有量が70質量%以上である、<12>に記載のインクジェット記録方法。
<14> <12>又は<13>に記載のインクジェット記録方法により得られた印刷物の上に、更に接着層、及び、ラミネートフィルムをこの順で有する印刷物。
本発明の下塗り組成物は、成分Aとして、イソシアネート基を含有する化合物、成分Bとして、下記b1又はb3を少なくとも含むラジカル重合性モノマー、及び、成分Cとして、光重合開始剤、を含有し、b1とb2の合計含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、50〜90質量%であり、かつ、b1とb3の合計含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、5〜90質量%であることを特徴とする。
b1:LogP値が2.0以下である多官能ラジカル重合性モノマー
b2:LogP値が2.0を超える多官能ラジカル重合性モノマー
b3:LogP値が2.0以下である単官能ラジカル重合性モノマー
なお、組成物の全固形分質量とは、不揮発性成分の質量と同義であり、組成物の全質量から溶媒等の揮発性成分を除いた質量をいう。
詳細なメカニズムは不明であるが、下塗り層中のイソシアネート化合物が、モノマーに不純物として含まれている水分や、モノマーが有するヒドロキシ基と反応することにより、凝集力の高いウレア結合やウレタン結合を形成するため、形成された画像の密着性がよく、ブロッキング抑止に優れると推定している。また、例えばコロナ処理等により親水化された記録媒体を用いた場合、イソシアネート基と記録媒体上のヒドロキシ基等が反応して凝集がおこるため、塗布精度は一般によくない。しかし、ラジカル重合性モノマーとしてLogP値が低い(親水性の)モノマーを用いることで、LogP値が低いモノマーとイソシアネート基が反応し、イソシアネート基と記録媒体上のヒドロキシ基との反応が抑えられることにより、塗布性がよいと推測している。
更に、本発明においては、「アクリレート」、「メタクリレート」の双方あるいはいずれかを指す場合「(メタ)アクリレート」と、「アクリル」、「メタクリル」の双方あるいはいずれかを指す場合「(メタ)アクリル」と、それぞれ記載することがある。
以下の説明において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の下塗り組成物に用いられる成分Aとしては、特に限定されず公知のイソシアネート化合物を使用することができる。脂肪族、又は芳香族イソシアネートのどちらであってもよいが、安全性や安定性の観点から脂肪族イソシアネートが好ましい。
本発明に使用される成分Aは、密着性の観点から、多官能イソシアネート化合物であることが好ましく、ジイソシアネート化合物であることが好ましい。
成分Aとしては、多官能イソシアネート化合物の多量体、イソシアネート基を有するウレタンエステル樹脂、又は、イソシアネート基を有するポリエーテルウレタン樹脂が好ましく挙げられる。
多官能イソシアネート化合物の多量体としては、ビウレット体、イソシアヌレート体、アロファネート体、及び、アダクト体が挙げられる。
アダクト体に用いられるポリオール化合物としては、特に制限はないが、トリメチロールプロパンが好ましく挙げられる。
例えば、タケネートD103H、D204、D160N、D170N、D165N、D178NL、D110NL等のタケネートシリーズ(三井化学(株)製)、コロネートHX、HXR、HXL、HXLV、HK、HK−T、HL、2096(日本ポリウレタン工業(株)製)が好ましく挙げられる。
また、TM−550とCAT−RT−37−2K(東洋モートン(株)製)や、XC233−2とXA126−1等のXシリーズの無溶剤接着剤(大日精化工業(株)製)といった、イソシアネート化合物と後述するポリオール化合物との2液混合型接着剤の市販品を使用することもできる。
イソシアネート化合物の添加量は、下塗り組成物の全固形分質量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、5〜40質量%であることがより好ましく、10〜20質量%が更に好ましい。
本発明の下塗り組成物に用いられる成分Bは、b1又はb3を少なくとも含む。
また、成分Bは、下記b2及び/又はb4を含んでもよい。
b2:LogP値が2.0を超える多官能ラジカル重合性モノマー
b4:LogP値が2.0を超える単官能ラジカル重合性モノマー
ラジカル重合性モノマーのLogP値は、J.Chem.Inf.Comput.Sci.1987,27,21−35に記載の方法により求められる。また、ChemDrawソフト(本願出願時はChemBioDraw Ultra 12.0)のChemical Propertiesからも同様の値を算出可能である。
以下、b1〜b4の好ましい態様について説明する。
なお、本発明において、モノマーとは、室温(25℃)における粘度が0.1Pa・s未満であるラジカル重合性化合物を意味する。モノマーは分子量(分子量分布を有する場合には、重量平均分子量)が1,000未満であることが好ましい。
本発明において、成分Bは、b1として、LogP値が2.0以下である多官能ラジカル重合性モノマーを含むことが好ましい。
本発明に用いられるb1としては、多官能エチレン性不飽和化合物であることが好ましく、多官能(メタ)アクリレート化合物であることがより好ましく、多官能アクリレート化合物であることが特に好ましい。
また、b1としては、2〜5官能エチレン性不飽和化合物であることが好ましく、2〜4官能エチレン性不飽和化合物であることがより好ましく、2官能エチレン性不飽和化合物であることが更に好ましい。
ジアクリレートモノマーは、低粘度であり、また、反応性に優れるため好適に用いられる。
b1は、硬化性の観点から、ヒドロキシ基を含むことが好ましい。
b1のLogP値が1.5以下であるとより好ましい。また、b1のLogP値は、−2.0以上であることが好ましく、−1.0以上であることがより好ましい。
本発明において、成分Bはb2として、LogP値が2.0を超える多官能ラジカル重合性モノマーを含むことが好ましい。また、b2のLogP値は10以下であることが好ましく、5.0以下であることがより好ましい。
本発明に用いられるb2としては、多官能エチレン性不飽和化合物であることが好ましく、多官能(メタ)アクリレート化合物であることが好ましく、多官能アクリレート化合物であることがより好ましい。
また、b2としては、2〜5官能エチレン性不飽和化合物であることが好ましく、2〜4官能エチレン性不飽和化合物であることがより好ましく、2官能エチレン性不飽和化合物であることが更に好ましい。
ジアクリレートモノマーは、低粘度であり、また、反応性に優れるため好適に用いられる。
炭素数6〜12の脂肪族炭化水素ジオールのジ(メタ)アクリル酸エステルは、粘度が低く、また、それ自体の臭気が比較的低いため好ましい。
炭素数6〜12の脂肪族炭化水素ジオールのジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,7−ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、及び、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートが好ましく例示される。
これらの中でも、ヘキサンジオールジアクリレート、ノナンジオールジアクリレート、及び/又は、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジメタアクリレートがより好ましく、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレートが更に好ましい。
また、本発明において、(メタ)アクリレートモノマーとは、分子内に(メタ)アクリロイルオキシ基を1つ以上含有し、かつ、室温(25℃)における粘度が0.1Pa・s未満の化合物を意味する。粘度が上記範囲内であると、印刷物のマイグレーション及び臭気の抑制と、反応性とを両立できる。
また、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物としては、エトキシ化(3)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(トリメチロールプロパンのエチレンオキサイド3モル付加物のトリ(メタ)アクリレート化体)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましく例示できる。
本発明において、成分Bはb3として、LogP値が2.0以下である単官能ラジカル重合性モノマー含有してもよい。
また、b3はヒドロキシ基を含むことが好ましい。
b3としては、単官能(メタ)アクリレート化合物、単官能(メタ)アクリルアミド化合物、単官能芳香族ビニル化合物、単官能ビニルエーテル化合物、単官能N−ビニル化合物(N−ビニルカプロラクタムなど)などが挙げられる。
また、b3のLogP値は、−2.0以上であることが好ましく、−1.0以上であることがより好ましい。
本発明において、成分Bはb4として、LogP値が2.0を超える単官能ラジカル重合性モノマー含有してもよい。また、b4のLogP値は10以下であることが好ましく、5.0以下であることがより好ましい。
b4としては、単官能(メタ)アクリレート化合物、単官能(メタ)アクリルアミド化合物、単官能芳香族ビニル化合物、単官能ビニルエーテル化合物(トリエチレングリコールジビニルエーテルなど)、単官能N−ビニル化合物(N−ビニルカプロラクタムなど)、などが挙げられる。
また、下塗り組成物中の、成分Bの総含有量に対する、多官能エチレン性不飽和化合物の含有量は、70質量%以上であることが好ましく、70〜100質量%であることがより好ましく、80〜100質量%であることがより好ましい。
本発明の下塗り組成物は、臭気を低減する観点からは、b1及びb2を含み、b3及びb4を含まない態様が好ましい。
本発明の下塗り組成物は、成分Cとして、光重合開始剤を含有する。
光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤であることがより好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、(a)芳香族ケトン類、(b)ホスフィンオキサイド化合物、(c)芳香族オニウム塩化合物、(d)有機過酸化物、(e)チオ化合物、(f)ヘキサアリールビイミダゾール化合物、(g)ケトオキシムエステル化合物、(h)ボレート化合物、(i)アジニウム化合物、(j)メタロセン化合物、(k)活性エステル化合物、(l)炭素ハロゲン結合を有する化合物、及び(m)アルキルアミン化合物等が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤は、上記(a)〜(m)の化合物を単独若しくは組み合わせて使用してもよい。上記ラジカル重合開始剤の詳細については、例えば、特開2009−185186号公報の段落0090〜0116に記載されているものが例示できる。
本発明における成分Cは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
成分Cとしては、ホスフィンオキサイド化合物、α−ヒドロキシケトン化合物及び/又はα−アミノケトン化合物が好ましく挙げられる。中でも、ホスフィンオキサイド化合物及び/又はα−アミノケトン化合物がより好ましく、ホスフィンオキサイド化合物が更に好ましい。
芳香族ケトン類としては、α−ヒドロキシケトン化合物及び/又はα−アミノケトン化合物が好ましい。
α−ヒドロキシケトン化合物としては、公知のものを用いることができるが、例えば、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、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、中でも、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン化合物が好ましい。なお、本発明において、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン化合物には、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが任意の置換基で置換された化合物も含まれる。置換基としては、光ラジカル重合開始剤としての能力を発揮し得る範囲で任意に選択することができ、具体的には炭素数1〜4のアルキル基が例示できる。
また、α−アミノケトン化合物としては、公知のものを用いることができ、具体的には例えば、2−メチル−1−フェニル−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(ヘキシル)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−エチル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン、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)−ブタン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン等が挙げられる。また、市販品としては、IRGACURE907(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン)、IRGACURE369(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)−1−ブタノン)、IRGACURE379(2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン)(以上、BASF社製)等が好ましく例示できる。
なお、重量平均分子量は、GPC法(ゲルパーミエーションクロマトグラフ法)にて測定し、標準ポリスチレンで換算して求める。例えば、GPCは、HLC−8220GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとして、TSKgeL SuperHZM−H、TSKgeL SuperHZ4000、TSKgeL SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を3本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、条件としては、試料濃度を0.35質量%、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃とし、IR検出器を用いて行う。また、検量線は、東ソー(株)製「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
重量平均分子量が500〜3,000である分子量を有する成分Cとしては、SPEEDCURE 7010(1,3-di({α-[1-chloro-9-oxo-9H-thioxanthen-4-yl]oxy}acetylpoly[oxy(1-methylethylene)])oxy-2,2-bis({α-[1-chloro-9-oxo-9H-thioxanthen-4-yl]oxy}acetylpoly[oxy(1-methylethylene)])oxymethylpropane、CAS No. 1003567-83-6)、OMNIPOL TX(Polybutyleneglycol bis(9-oxo-9H-thioxanthenyloxy)acetate、CAS No. 813452-37-8)、OMNIPOL BP(Polybutyleneglycol bis(4-benzoylphenoxy)acetate、CAS No. 515136-48-8)等が例示できる。重量平均分子量が500〜3,000である成分Cは、下塗り組成物全体の0.01〜10質量%であることが好ましく、0.05〜8.0質量%であることがより好ましく、0.1〜5.0質量%であることが更に好ましく、0.1〜2.4質量%であることが特に好ましい。上記範囲内であると、硬化性に優れる。
増感剤としては、例えば、多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、2−エチル−9,10−ジメトキシアントラセン等)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル等)、シアニン類(例えば、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン等)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン等)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー等)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン等)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン等)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム等)、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン等)、チオキサントン類(例えば、イソプロピルチオキサントン等)、チオクロマノン類(例えば、チオクロマノン等)等が挙げられる。
中でも、増感剤としては、チオキサントン類が好ましく、イソプロピルチオキサントンがより好ましい。
また、増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の下塗り組成物は、成分Dとして、バインダーポリマーを更に含有することが好ましい。バインダーポリマーとしては、重合性基を有しない不活性な樹脂が好ましい。
バインダーポリマーとしては、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、ゴム系樹脂等の公知のバインダーポリマーを使用できるが、アクリル樹脂又はポリエステル樹脂が好ましく、不活性な、メチルメタクリレート単独重合体及び/又は共重合体がより好ましい。例えば、Aldrich社製のポリメチルメタクリレート(分子量10,000、カタログ番号81497;分子量20,000、カタログ番号81498;分子量50,000、カタログ番号81501)、メチルメタクリレート/n−ブチルメタクリレート共重合体(質量比85/15、分子量75,000;カタログ番号474029)等;Lucite Intenational社製のELVACITE2013(メチルメタクリレート/n−ブチルメタクリレート共重合体、質量比36/64、分子量37,000)、2021、2614、4025、4026、4028等;Rohm and Haas社製のParaloid DM55、B66等;三菱レイヨン(株)製のBR113、115等が挙げられる。
成分Dの重量平均分子量(Mw)は、1,000以上であることが好ましく、1,000〜1,000,000であることがより好ましく、5,000〜200,000であることが更に好ましく、8,000〜100,000であることが特に好ましい。
成分Dのガラス転移温度(Tg)としては、50〜120℃が好ましく、60〜100℃がより好ましい。
成分Dは、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
バインダーポリマーの含有量は、下塗り組成物全体の0.2〜30質量%であることが好ましく、3〜10質量%であることがより好ましい。
成分Dの含有量が上記範囲内であれば、ブロッキング抑止に優れる印刷物を得ることができる。
本発明の下塗り組成物は、成分Eとして、重合性のオリゴマーを更に含有することが好ましい。
「オリゴマー」とは、一般に有限個(一般的には5〜100個)のモノマーに基づく構成単位を有する重合体である。オリゴマーの重量平均分子量は1,000〜10,000が好ましく、1,500〜10,000がより好ましく、1,500〜5,000が更に好ましい。
オリゴマーとしては、官能基として、重合性基を有しているものが好ましく、エチレン性不飽和基を有しているものがより好ましく、(メタ)アクリロイル基を有するものが特に好ましい。
オリゴマーに含まれる官能基数は、柔軟性と硬化性のバランスの観点から、1分子あたり1〜15が好ましく、2〜6がより好ましく、2〜4が更に好ましく、2が特に好ましい。
エポキシアクリレートオリゴマーとしては、脂肪族エポキシアクリレートオリゴマー、ウレタンアクリレートオリゴマーとしては、脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーが好ましく挙げられるが、脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーがより好ましく挙げられる。
成分Eを含有することにより、基材の密着性に優れ、硬化性に優れるインク組成物が得られる。
成分Eについて、オリゴマーハンドブック(古川淳二監修、(株)化学工業日報社)も参照することができる。
また、成分EのTgとしては、50〜120℃が好ましく、60〜100℃がより好ましい。
ウレタンアクリレートオリゴマーとしては、例えば、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL210、230、244、270、4858、8402、9270、新中村化学工業(株)製のU−200PA、UA122P、UA160TM、U108A等、日本合成化学工業(株)製のUV2000B、UV3000B、UV3200B、UV3310B、UV3700B、サートマー社製のCN9006、C9007等が挙げられる。
ポリエステルアクリレートオリゴマーとしては、例えば、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL812、853、884等)が挙げられる。
また、エポキシアクリレートとしては、例えば、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL3708等)、サートマー社製のCN2003等が挙げられる。
成分Eの含有量は、下塗り組成物全体の0.1〜40質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがより好ましく、3〜15質量%であることが更に好ましい。
成分Eの含有量が上記範囲内であれば、硬化性に優れる印刷物を得ることができる。
本発明の下塗り組成物は、ポリオール化合物を含有してもよい。
ポリオール化合物としてはジオール化合物が好ましい。
ポリオール化合物としては、特に限定されないが、イソシアネート化合物がTM−550である場合には、CAT−RT−37−2K(東洋モートン(株)製)、イソシアネート化合物がXC233−2である場合には、XA126−1等のXシリーズの無用剤接着剤(大日精化工業(株)製)といった、イソシアネート化合物とポリオール化合物との2液混合型接着剤として市販されている製品を用いることが可能である。
本発明の下塗り組成物がポリオール化合物を含有する場合、下塗り組成物の全質量に対するポリオール化合物の含有量は、5〜50質量%であることが好ましく、10〜40質量%であることがより好ましい。
本発明の下塗り組成物は、着色剤を含有してもよいが、白色着色剤を含有するか、又は含有しないことが好ましく、含有しないことがより好ましい。
白色顔料としては、Pigment White 6,18,21などが目的に応じて使用できる。
また、下塗り組成物が着色剤を含有する場合、組成物中における着色剤の含有量は、色、及び使用目的により適宜選択されるが、下塗り液全体の質量に対し、0.01〜30質量%であることが好ましい。
本発明の下塗り組成物は、分散剤を含有してもよい。
特に、下塗り組成物が上記着色剤を含有する場合、着色剤の分散のため、分散剤を含むことが好ましい。
分散剤としては、高分子分散剤が好ましい。なお、本発明における「高分子分散剤」とは、重量平均分子量が1,000以上の分散剤を意味する。
下塗り組成物中における分散剤の含有量は、使用目的により適宜選択されるが、組成物全体の質量に対し、0.05〜15質量%であることが好ましい。
下塗り組成物には、長時間安定した吐出性を付与するため、界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。また、上記界面活性剤としてフッ素系界面活性剤(例えば、有機フルオロ化合物等)やシリコーン系界面活性剤(例えば、ポリシロキサン化合物等)を用いてもよい。上記有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。上記有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57−9053号(第8〜17欄)、特開昭62−135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。
ポリエーテル変性ポリシロキサン化合物の例としては、例えば、SILWET L−7604、SILWET L−7607N、SILWET FZ−2104、SILWET FZ−2161(日本ユニカー(株)製)、BYK306、BYK307、BYK331、BYK333、BYK347、BYK348等(BYK Chemie社製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−6191、X−22−4515、KF−6011、KF−6012、KF−6015、KF−6017(信越化学工業(株)製)が挙げられる。
これらの中でも、界面活性剤としてはシリコーン系界面活性剤が好ましく挙げられる。
下塗り組成物中における界面活性剤の含有量は使用目的により適宜選択されるが、組成物全体の質量に対し、0.0001〜5質量%であることが好ましく、0.001〜2質量%であることがより好ましい。
本発明において、下塗り組成物は、必要に応じて、上記各成分以外に、共増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、高分子化合物、塩基性化合物等を含んでもよい。これらその他の成分としては、公知のものを用いることができ、例えば、特開2009−221416号公報に記載されているものが挙げられる。
また、後述するようなイソシアネート化合物に使用する安定剤を含有していてもよい。
重合禁止剤の含有量は、組成物の全質量に対し、200〜20,000ppmであることが好ましい。
重合禁止剤としては、ニトロソ系重合禁止剤や、ヒンダードアミン系重合禁止剤、ハイドロキノン、ベンゾキノン、p−メトキシフェノール、TEMPO、TEMPOL、クペロンAl等が挙げられる。
本発明の下塗り組成物を用いて、下塗り層をインクジェットにより作製する場合、吐出性を考慮し、下塗り組成物の25℃における粘度は、40mPa・s以下であることが好ましく、5〜40mPa・sがより好ましく、7〜30mPa・sが更に好ましい。また、吐出温度(好ましくは25〜80℃、より好ましくは25〜50℃)における粘度が、3〜15mPa・sであることが好ましく、3〜13mPa・sであることがより好ましい。下塗り組成物は、粘度が上記範囲になるように適宜組成比を調整することが好ましい。室温(25℃)での粘度を高く設定することにより、多孔質な記録媒体(支持体)を用いた場合でも、記録媒体中への下塗り組成物の浸透を回避し、未硬化モノマーの低減が可能となる。
上記の下塗り組成物の粘度は、E型粘度計(東機産業(株)製)を用いて測定される。
本発明の下塗り組成物の調製方法としては、各成分を撹拌混合することにより調製することができる。
ここで、下塗り液の調製時には、下塗り液に含まれる全ての成分を同時に撹拌混合してもよいし、成分A及び/又は成分C以外の各成分を撹拌混合してた溶液を保存しておき、成分A及び/又は成分Cは使用前に追加することにより下塗り液を調製してもよい。
また、下塗り組成物は調製後1日以内に記録媒体に付与されることが塗布性の観点から好ましい。
本発明の組成物セットは、成分Aを含有する組成物1、及び、成分B及び成分Cを含有する組成物2を含む、本発明の下塗り組成物を製造するための組成物セットである。
具体的には、下塗り液として使用する直前に、組成物1と組成物2とを混合することにより、本発明の下塗り組成物を製造することができる。
組成物1は、少なくとも成分Aを含み、成分Aと、任意に安定剤とを含有していてもよい。安定剤は特に限定されず、亜リン酸エステル類、酸アミド類、有機アミン類、酸クロライド等の、イソシアネート化合物に用いられる公知の安定剤を使用することができる。
組成物2は、少なくとも成分B及びCを含み、下塗り組成物に含まれる成分A以外の成分を全て含むことが好ましい。
また、組成物2を、更に成分Bを含む組成物2−1と成分Cを含む組成物2−2に分け、組成物1と、組成物2−1と、組成物2−2を含む組成物セットとしてもよい。
その場合、組成物1と組成物2−1と組成物2−2とを混合することにより、本発明の下塗り組成物を製造することができる。
本発明のインクジェット記録方法は、工程aとして、記録媒体に、本発明の下塗り組成物を付与して下塗り層を設ける付与工程と、工程bとして、下塗り層上にインク組成物を吐出する画像形成工程と、工程cとして、下塗り層及びインク組成物に活性光線を照射して、硬化させる硬化工程とをこの順で含み、上記インク組成物が、ラジカル重合性モノマーと、ラジカル重合開始剤と、着色剤とを含有することを特徴とする。また、本発明のインクジェット記録方法は、パッケージ印刷用に好適であり、食品包装用のパッケージ印刷に特に好適である。
本発明のインクジェット記録方法は、工程aとして、記録媒体に本発明の下塗り組成物を付与して下塗り層を設ける付与工程を含む。
本発明のインクジェット記録方法に用いられる記録媒体(基材、支持体、記録材料等)としては、特に制限なく、公知の記録媒体を使用することができる。これらの中でも、軟包装用の食品包装パッケージ印刷用としては透明な記録媒体であることが好ましい。
なお、本発明において「透明」とは、可視光線透過率が80%以上を意味するものとし、可視光線透過率が90%以上であることが好ましい。また、透明な記録媒体は、透明であれば、着色していてもよいが、無色の記録媒体であることが好ましい。
記録媒体として具体的には、例えば、ガラス、石英、プラスチックフィルム(例えば、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、アクリル樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ナイロン(NY)、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール等)等が挙げられる。
また、透明な記録媒体としては、これら樹脂が2種以上混合したものであってもよいし、また、これら樹脂が2層以上積層したものであってもよい。
ポリエチレンとしては、LDPE(低密度ポリエチレン)、MDPE(中密度ポリエチレン)、HDPE(高密度ポリエチレン)、ポリプロピレンとしては、CPP(無延伸ポリプロピレン)、OPP(二軸延伸ポリプロピレン)、KOP(ポリ塩化ビニリデンコートOPP)、AOP(PVAコートOPP)、ポリエチレンテレフタラートとしては、二軸延伸ポリエステル、ナイロンとしては、ON(延伸ナイロン)、KON(延伸ナイロン)、CN(無延伸ナイロン)が好ましく用いられる。
その他、EVA(エチレン・酢酸ビニル共重合フィルム)、PVA(ビニロン),EVOH(ポリビニルアルコール)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン、サラン)、セロハン(PT、MST、Kセロ)、ZX(ゼクロン(ポリアクリロニトリル、PAN))、PS(ポリスチレン、スチロール)との組み合わせを用いることも好ましい。
パッケージの用途により、最適な素材が選択され、また、多層構造のフィルムとすることで、各素材の特徴が組み合わされたフィルムを作製することができる。
また、パッケージの強度向上、酸素遮断等の目的で、AL(アルミニウム箔)、VMフィルム(アルミ蒸着フィルム、透明蒸着フィルム)等を多層構造に組み込むことも可能である。
また、近年、樹脂を、平行した2つ以上のスリットから共に押出し、成膜すると同時にラミネートまで行う、共押出しフィルムも好ましく使用される。フィルム状にできないような数μmという薄いものでも最大5〜7層まで積層可能なので、いろいろな性能・用途のフィルムがつくられている。
本発明のインクジェット記録方法において、記録媒体上に本発明の下塗り組成物を付与する手段としては、塗布装置又はインクジェットノズル等を用いることができ、塗布装置を用いることが好ましい。
上記塗布装置としては、特に制限はなく、公知の塗布装置の中から目的等に応じて適宜選択することができ、例えば、エアドクターコーター、ブレードコーター、ロットコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、リバースロールコーター、トランスファーロールコーター、グラビアコーター、キスロールコーター、キャストコーター、スプレイコーター、カーテンコーター及び押出コーター等が挙げられる。詳しくは、原崎勇次著「コーティング工学」を参照できる。
中でも、装置コストの点で、下塗り組成物の記録媒体上への付与は、比較的安価なバーコーター又はスピンコーターを用いた塗布が好ましい。
下塗り組成物の付与量(単位面積当たりの質量)は、0.05〜5g/m2であることが好ましく、0.06〜3g/m2であることがより好ましい。下塗り組成物の付与量が上記範囲内であると、十分な密着性改良効果が得られると共に、柔軟性に優れた印刷物が得られるので好ましい。
また、下塗り組成物の付与量(単位面積あたりの質量比)としては、単位面積あたりのインク組成物の最大付与量(1色当たり)を1とした場合に0.05〜5の範囲内であることが好ましく、0.07〜4の範囲内であることがより好ましく、0.1〜3の範囲内であることが特に好ましい。
本発明のインクジェット記録方法は、工程aと工程bとの間に、工程a’として、下塗り層に活性光線を照射して半硬化する半硬化工程を含有することが好ましい。
半硬化工程を有することにより、イソシアネート化合物の含有量が低い下塗り組成物を用いた場合であっても、高い密着性を有する画像が形成可能となる。
本発明において、「半硬化」とは、部分的な硬化(partially cured; partial curing)を意味し、下塗り組成物及び/又は後述するインク組成物(以下、単に「インク」ともいう。)が部分的に硬化しているが完全に硬化していない状態をいう。下塗り組成物又は下塗り組成物上に吐出されたインク組成物が半硬化している場合、硬化の程度は不均一であってもよい。例えば、下塗り組成物及び/又はインク組成物は深さ方向に硬化が進んでいることが好ましい。
上記活性光線としては、紫外線の他、例えば可視光線など及びα線、γ線、X線、電子線などが使用可能である。これらのうち、活性光線としては、コスト及び安全性の点で、紫外線、可視光線が好ましく、紫外線が特に好ましい。
下塗り組成物の半硬化に必要なエネルギー量は、組成、特に成分Cの種類や含有量などによって異なるが、1〜500mJ/cm2程度であることが好ましい。
露光光源としては、水銀ランプやガス・固体レーザー等が主に利用されており、紫外線光硬化型インクジェット記録用インク組成物の硬化に使用される光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプが広く知られている。しかしながら、現在環境保護の観点から水銀フリー化が強く望まれており、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは産業的、環境的にも非常に有用である。更に、LED(UV−LED)、LD(UV−LD)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、光硬化型インクジェット用光源として期待されている。
また、発光ダイオード(LED)及びレーザーダイオード(LD)を活性線源として用いることが可能である。特に、紫外線源を要する場合、紫外LED及び紫外LDを使用することができる。例えば、日亜化学(株)は、主放出スペクトルが365nmと420nmとの間の波長を有する紫色LEDを上市している。更に一層短い波長が必要とされる場合、米国特許第6,084,250号明細書は、300nmと370nmとの間に中心付けされた活性線を放出し得るLEDを開示している。また、他の紫外LEDも、入手可能であり、異なる紫外線帯域の放射を照射することができる。本発明で特に好ましい活性線源はUV−LEDであり、特に好ましくは340〜400nmにピーク波長を有するUV−LEDである。
なお、LEDの記録媒体上での最高照度は、10〜2,000mW/cm2であることが好ましく、20〜1,000mW/cm2であることがより好ましく、50〜800mW/cm2であることが特に好ましい。
下塗り液を半硬化するための好適な露光手段としては、メタルハライドランプ、水銀灯、LED光源が挙げられる。中でも、LED光源が好ましい。本発明のインクジェット記録方法は、軟包装パッケージに好適であり、軟包装パッケージでは、上述したように、比較的膜厚の薄い記録媒体を使用することが好ましい。この場合、UV−LED光源を使用すると、熱による記録媒体の変形、収縮が抑制されるので好ましい。
特に、上記下塗り組成物の表面においてはその内部と比べて空気中の酸素の影響で重合反応が阻害されやすい。従って、活性光線の付与条件を制御することにより、下塗り組成物を半硬化させることができる。
また、増粘(粘度上昇)も、活性光線の照射によって好適に行うことができる。
上記下塗り液の半硬化状態を活性エネルギー線の照射によって重合を開始するエチレン性不飽和化合物の重合反応によって実現する場合は、印刷物の擦過性を向上させる観点から、未重合率(A(重合後)/A(重合前))は、0.2以上0.9以下であることが好ましく、0.3以上0.9以下であることがより好ましく、0.5以上0.9以下であることが特に好ましい。
ここで、A(重合後)は、重合反応後のエチレン性不飽和基による赤外吸収ピークの吸光度であり、A(重合前)は、重合反応前のエチレン性不飽和基による赤外吸収ピークの吸光度である。例えば、下塗り液の含有するエチレン性不飽和化合物がアクリレートモノマー又はメタクリレートモノマーである場合は、810cm-1付近に重合性基(アクリレート基、メタクリレート基)に基づく吸収ピークが観測でき、上記ピークの吸光度で、上記未重合率を定義することが好ましい。
また、赤外吸収スペクトルを測定する手段としては、市販の赤外分光光度計を用いることができ、透過型及び反射型のいずれでもよく、サンプルの形態で適宜選択することが好ましい。例えば、BIO−RAD社製赤外分光光度計FTS−6000を用いて測定することができる。
本発明のインクジェット記録方法は、工程bとして、下塗り層上にインク組成物を吐出する画像形成工程を含む。
下塗り組成物上にインク組成物が吐出されることにより、密着性のよい画像が得られる。
本発明のインクジェット記録方法に用いることができるインクジェット記録装置としては、特に制限はなく、目的とする解像度を達成し得る公知のインクジェット記録装置を任意に選択して使用することができる。すなわち、市販品を含む公知のインクジェット記録装置であれば、いずれも、本発明のインクジェット記録方法の画像形成工程における記録媒体へのインク組成物の吐出を実施することができる。
本発明に用いられるインク組成物については後述する。
インク供給系は、例えば、インク組成物を含む元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドからなる。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、好ましくは1〜100pl、より好ましくは8〜30plのマルチサイズドットを、好ましくは320×320〜4,000×4,000dpi、より好ましくは400×400〜1,600×1,600dpi、更に好ましくは1,200×1,200dpiの解像度で吐出できるよう駆動することができる。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
温度コントロールの方法としては、特に制約はないが、例えば、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。温度センサーは、インク供給タンク及びインクジェットヘッドのノズル付近に設けることができる。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体を外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断若しくは断熱されていることが好ましい。加熱に要するプリンター立上げ時間を短縮するため、あるいは、熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うと共に、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
例えば、カラー画像を形成する場合は、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色インク組成物を少なくとも使用することが好ましく、ホワイト、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色インク組成物を使用することがより好ましい。
また、ライトマゼンタやライトシアン等の淡色インク組成物、オレンジ、グリーン及びバイオレット等の特色インク組成物、クリアインク組成物、メタリックインク組成物等を使用してもよい。
なお、2種以上のインク組成物を付与する場合の半硬化工程は、上記工程a’において述べた半硬化工程と同様であり、使用される露光装置及び露光条件、並びに、好ましい態様も同様である。
また、直後に上記硬化工程を行う場合、本発明のインクジェット記録方法は、最後に吐出されたインク組成物を半硬化する工程を含んでいてもよいし、含んでいなくともよいが、コストや簡便性の観点から、含んでいないほうが好ましい。
また、2種以上のインク組成物を吐出する場合、いずれのインク組成物も下塗り組成物上、吐出されたインク組成物上、又は、半硬化されたインク組成物上に吐出することが好ましい。すなわち、いずれのインク組成物も、直接接するか、又は、他のインク組成物層を介して、下塗り組成物上に吐出されることが好ましい。またその際、下塗り組成物は半硬化されていることが、密着性の観点から好ましい。
本発明のインクジェット記録方法は、下塗り層及びインク組成物に活性光線を照射して、硬化させる硬化工程を含む。本発明における「完全硬化」とは、記録媒体上の下塗り組成物及びインク組成物の内部及び表面が完全に硬化した状態をいう。具体的には、普通紙(例えば、富士ゼロックス(株)製コピー用紙C2、商品コードV436)を均一な力(500〜1,000mN/cm2の範囲内で一定の値)で押し当てて、普通紙に液表面が転写したかどうかによって判断することができる。すなわち、全く転写しない場合を完全に硬化した状態という。
本発明のインクジェット記録方法は、工程cの後に、工程dとして、インク組成物層上に接着層及びラミネートフィルムを形成するラミネート加工工程を更に含むことも好ましい。
ラミネート加工により、印刷物からのインク成分の溶出、ブロッキング、臭気を抑制でき、特に食品パッケージ用として、好ましく使用できる。
接着層としては、特に制限はなく、公知の接着剤を、公知の方法により塗布して形成することが可能である。
ラミネートフィルムとしては、樹脂フィルムが用いられ、ポリエチレンテレフタラートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレンフィルム、トリアセチルセルロースフィルムが例示できる。また、それらのフィルムは2軸延伸されていてもよい。
本工程においては、接着層をインク組成物上に形成した後にラミネートフィルムを貼り合わせても、先にラミネートフィルムに接着層を付与した後にインク組成物上に貼り合わせてもよい。
ラミネート加工の方法としては、特に制限なく公知の方法が使用できるが、ドライラミネ−ションが例示できる。
基材に樹脂フィルムを用いた場合、選択するラミネート加工の方法にもよるが、基材のラミネート加工が行われる面に使用されている樹脂フィルムと接着性が高い樹脂フィルムを使用することが好ましい。
本発明のインクジェット記録方法に使用されるインク組成物は、ラジカル重合性モノマーと、ラジカル重合開始剤と、着色剤とを含有する。
インク組成物におけるラジカル重合性モノマーの総含有量は、硬化性の観点から、組成物全体の70〜98質量%であることが好ましく、70〜95質量%であることがより好ましく、80〜93質量%であることが更に好ましい。
また、インク組成物中の、ラジカル重合性モノマーの総含有量に対する、多官能エチレン性不飽和化合物の含有量は、70質量%以上であることが好ましく、70〜100質量%であることがより好ましく、80〜100質量%であることがより好ましい。
その他、上記ラジカル重合性モノマー及び多官能エチレン性不飽和化合物は、下塗り組成物におけるラジカル重合性モノマー及び多官能エチレン性不飽和化合物と同義であり、好ましい態様も同様である。また、多官能エチレン性不飽和化合物(より好ましくは、多官能エチレン性不飽和モノマー)として、ポリアルキレングリコールジアクリレートを含むことが好ましい。ポリアルキレングリコールジアクリレートとしては、ポリエチレングリコールジアクリレート又はポリプロピレングリコールジアクリレートであることが好ましい。
また、ポリアルキレングリコールジアクリレートにおけるアルキレングリコール単位の繰り返し数、すなわち、アルキレンオキシ基の繰り返し数は、2以上であり、2〜100であることが好ましく、2〜20であることがより好ましい。
また、本発明において、インク組成物は、活性光線硬化型のインク組成物であり、水性インク組成物や溶剤インク組成物とは異なる。インク組成物は、水及び揮発性溶剤をできるだけ含有しないことが好ましく、含有していたとしても、インク組成物の全質量に対し、1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが更に好ましい。
本発明において、インク組成物は、形成された画像部の視認性を向上させるため、着色剤を含有する。
着色剤としては、特に制限はないが、耐候性に優れ、色再現性に富んだ顔料及び油溶性染料が好ましく、溶解性染料等の公知の着色剤から任意に選択して使用できる。着色剤は、活性放射線による硬化反応の感度を低下させないという観点から、重合禁止剤として機能しない化合物を選択することが好ましい。
赤又はマゼンタ顔料としては、Pigment Red 3,5,19,22,31,38,42,43,48:1,48:2,48:3,48:4,48:5,49:1,53:1,57:1,57:2,58:4,63:1,81,81:1,81:2,81:3,81:4,88,104,108,112,122,123,144,146,149,166,168,169,170,177,178,179,184,185,208,216,226,257、Pigment Violet 3,19,23,29,30,37,50,88、PigmentOrange 13,16,20,36、青又はシアン顔料としては、Pigment Blue 1,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,17−1,22,27,28,29,36,60、緑顔料としては、Pigment Green 7,26,36,50、黄顔料としては、Pigment Yellow 1,3,12,13,14,17,34,35,37,55,74,81,83,93,94,95,97,108,109,110,120,137,138,139,153,154,155,157,166,167,168,180,185,193、黒顔料としては、Pigment Black 7,28,26、白色顔料としては、Pigment White 6,18,21などが目的に応じて使用できる。
本発明においては、水非混和性有機溶媒に溶解する範囲で分散染料を用いることもできる。分散染料は一般に水溶性の染料も包含するが、本発明においては水非混和性有機溶媒に溶解する範囲で用いることが好ましい。
分散染料の好ましい具体例としては、C.I.ディスパースイエロー 5,42,54,64,79,82,83,93,99,100,119,122,124,126,160,184:1,186,198,199,201,204,224及び237;C.I.ディスパーズオレンジ 13,29,31:1,33,49,54,55,66,73,118,119及び163;C.I.ディスパーズレッド 54,60,72,73,86,88,91,92,93,111,126,127,134,135,143,145,152,153,154,159,164,167:1,177,181,204,206,207,221,239,240,258,277,278,283,311,323,343,348,356及び362;C.I.ディスパーズバイオレット 33;C.I.ディスパーズブルー 56,60,73,87,113,128,143,148,154,158,165,165:1,165:2,176,183,185,197,198,201,214,224,225,257,266,267,287,354,358,365及び368;並びにC.I.ディスパーズグリーン 6:1及び9;等が挙げられる。
本発明において、溶剤が硬化画像に残留する場合の耐溶剤性の劣化、及び、残留する溶剤のVOC(Volatile Organic Compound:揮発性有機化合物)の問題を避けるためにも、着色剤は、重合性化合物のような分散媒体に予め添加して、配合することが好ましい。なお、分散適性の観点のみを考慮した場合、着色剤の添加に使用する重合性化合物は、粘度の低いモノマーを選択することが好ましい。着色剤はインク組成物の使用目的に応じて、1種又は2種以上を適宜選択して用いればよい。
インク組成物中における着色剤の含有量は、色、及び使用目的により適宜選択されるが、インク組成物全体の質量に対し、0.01〜30質量%であることが好ましい。
本発明に用いられるインク組成物は、分散剤、界面活性剤、及び、その他の成分を含有してもよい。
インク組成物における分散剤、界面活性剤、及び、その他の成分は、下塗り組成物における分散剤、界面活性剤、及び、その他の成分と同義であり、好ましい態様も同様である。
本発明においては、吐出性を考慮し、25℃における粘度が40mPa・s以下であるインク組成物を使用することが好ましい。より好ましくは5〜40mPa・s、更に好ましくは7〜30mPa・sである。また、吐出温度(好ましくは25〜80℃、より好ましくは25〜50℃)における粘度が、3〜15mPa・sであることが好ましく、3〜13mPa・sであることがより好ましい。インク組成物は、粘度が上記範囲になるように適宜組成比を調整することが好ましい。室温(25℃)での粘度を高く設定することにより、多孔質な記録媒体(支持体)を用いた場合でも、記録媒体中へのインク組成物の浸透を回避し、未硬化モノマーの低減が可能となる。更にインク組成物の液滴着弾時のインクにじみを抑えることができ、その結果として画質が改善されるので好ましい。
本発明の印刷物は、本発明のインクジェット記録方法により得られた印刷物であることが好ましい。
また、本発明の印刷物は、本発明のインクジェット記録方法により得られた印刷物の上に、更に接着層、及び、ラミネートフィルムをこの順で有することが好ましい。
上記接着層及びラミネートフィルムは、上記ラミネート工程において説明した接着層、及び、ラミネートフィルムと同義であり、好ましい態様も同様である。
本発明で特に好適に使用されるインクジェット記録装置について、更に詳述する。上記の本発明のインクジェット記録方法は、以下に説明する本発明のインクジェット記録装置により好適に実施される。
本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体を搬送する搬送手段と、上記記録媒体上に下塗り組成物を付与する付与手段と、上記下塗り組成物上にインク組成物をインクジェット吐出する吐出手段と、上記下塗り組成物及びインク組成物を全体硬化させる完全硬化手段と、を有することが好ましく、付与された下塗り組成物を半硬化する半硬化手段を更に有してもよい。
また、本発明のインクジェット記録装置は、所謂シングルパス方式のインクジェット記録装置であることが好ましい。
図1は、本発明で好ましく使用されるインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。なお、下記装置は、下塗り組成物半硬化用露光光源17を有するが、このような半硬化光源を有しない装置であっても、本発明には好適に使用することができる。
記録媒体12の搬送手段である、送り出しローラー24及び巻き取りローラー26により張架された記録媒体12は、矢印A方向に搬送され、下塗り組成物塗布ローラー14により下塗り組成物が付与される。続いて、下塗り組成物半硬化用露光光源17により下塗り組成物が半硬化される。続いて、各色のインク組成物を吐出するインクジェットヘッド18K、18C、18M、18Y、18Wにて、各色のインク組成物(K:ブラック、Y:イエロー、M:マゼンタ、C:シアン、W:ホワイト)が吐出され、インクジェットヘッド18K、18C、18M、18Yのすぐ後に設置された半硬化用露光光源20K、20C、20M、20Yにより、吐出されたブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンインク組成物が半硬化される。最後に、窒素パージ露光光源ユニット22により、貧酸素雰囲気下において記録媒体が露光され、半硬化された上記下塗り組成物及びインク組成物の全体が硬化される。
窒素パージ露光光源ユニット22は、例えば、LED光源が不活性ガスブランケットに囲まれており、不活性ガス配管を介して不活性ガス発生装置に接続しており、不活性ガス発生装置を稼働させると、ブランケット内の空気は不活性ガスに置換される態様が好ましく挙げられる。不活性ガスは、既述の通り、窒素などを利用することができる。
図1では、搬送制度を向上させるため、ニップロール28が設けられている。下塗り組成物を完全硬化させることにより、本発明のインクジェット記録方法では、ニップロールの使用が可能となり、より正確な搬送性が実現され、見当のずれ(着弾位置のずれ)が抑制される。なお、ニップロール28は必須ではなく、ニップロールを有してない画像形成装置を使用してもよい。
なお、以下の記載における「部」とは、特に断りのない限り「質量部」を示すものとする。
本発明で使用した素材は下記に示す通りである。
<着色剤>
・IRGALITE BLUE GLVO(シアン顔料、BASFジャパン社製)
・CINQUASIA MAGENTA RT−355−D(マゼンタ顔料、BASFジャパン社製)
・NOVOPERM YELLOW H2G(イエロー顔料、クラリアント社製)
・SPECIAL BLACK 250(ブラック顔料、BASFジャパン社製)
・タイペークCR60−2(ホワイト顔料、石原産業(株)製)
・SOLSPERSE32000(Noveon社製分散剤)
・TM−550(NCO型ウレタンエステル樹脂、東洋モートン(株)製)
・XC233−2(末端NCO型ポリエーテルウレタン樹脂、大日精化工業(株)製)
・タケネートD103H(トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとのアダクト体、三井化学ポリウレタン(株)製)
・タケネートD204(トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、三井化学ポリウレタン(株)製)
・タケネートD160N(ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとのアダクト体、三井化学ポリウレタン(株)製)
・タケネートD165N(ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、三井化学ポリウレタン(株)製)
・タケネートD170N(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、三井化学ポリウレタン(株)製)
・タケネートD178NL(ヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体、三井化学ポリウレタン(株)製)
・タケネートD110NL(キシリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとのアダクト体、三井化学ポリウレタン(株)製)
〔b1〕
・SR606:反応性ポリエステルジアクリレート(LogP値:−0.21)(Sartomer社製)
・SR344:ポリエチレングリコール(400)ジアクリレート(LogP値:0.36)(Sartomer社製)
・SR272:トリエチレングリコールジアクリレート(LogP値:0.72)(Sartomer社製)
・SR230:ジエチレングリコールジアクリレート(LogP値:0.88)(Sartomer社製)
・SR444:ペンタエリスリトールトリアクリレート(LogP値:1.04)(Sartomer社製)
・SR508:ジプロピレングリコールジアクリレート(LogP値:1.52)(Sartomer社製)
・SR306:トリプロピレングリコールジアクリレート(LogP値:1.69)(Sartomer社製)
・SR399:ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(LogP値:1.81)(Sartomer社製)
・TPGDA:トリ(1,2−プロピレングリコール)ジアクリレート(LogP値:1.84)(Sartomer社製)
・SR295:ペンタエリスリトールテトラアクリレート(LogP値:1.96)(Sartomer社製)
〔b2〕
・SR351:エトキシ化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート(LogP値:2.05)(Sartomer社製SR454)
・ADP600:ヘプタ(1,2−プロピレングリコール)ジアクリレート(LogP値:2.33)(Sartomer社製)
・SR341:3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート(LogP値:2.34)(Sartomer社製)
・SR238:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(LogP値:2.43)(Sartomer社製)
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート(LogP値:2.52)(Sartomer社製)
・A−DPH:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(LogP値:2.72)(新中村化学工業(株)製)
・SR9003:プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート(LogP値:2.58)(Sartomer社製)
・NDA:1,9−ノナンジオールジアクリレート(LogP値:3.68)(新中村化学工業(株)製)
・M−403:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとヘキサアクリレートの混合物(ペンタアクリレート50〜60%)(東亞合成(株)製)
〔b3〕
・NVC:N−ビニルカプロラクタム(LogP値:1.08)(BASF社製)
・4−HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート(LogP値:0.68)(東京化成工業(株)製)
・SR531:サイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート(LogP値:1.45)(Sartomer社製)
・Irg 819:IRGACURE 819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、BASF社製)
・Irg 369:IRGACURE 369(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、BASF社製)
・SPEEDCURE 7010(1,3-di({α-[1-chloro-9-oxo-9H-thioxanthen-4-yl]oxy}acetylpoly[oxy(1-methylethylene)])oxy-2,2-bis({α-[1-chloro-9-oxo-9H-thioxanthen-4-yl]oxy}acetylpoly[oxy(1-methylethylene)])oxymethylpropane、CAS No. 1003567-83-6、Lambson社製)
・BR113:DIANAL BR113(アクリル樹脂、三菱レイヨン(株)製)
・LTH:TEGO AddBond LTH(特殊ポリエステル樹脂、Evonik社製)
・CN9006NS:ウレタンアクリレートオリゴマー(6官能、Sartomer社製)
・CN2003:エポキシアクリレートオリゴマー(2官能、Sartomer社製)
・CAT−RT−37−2K(東洋モートン(株)製)
・XA126−1(大日精化工業(株)製)
・UV−22(Irgastab(登録商標) UV-22、Poly[oxy(methyl-1,2-ethanediyl)],α,α',α''-1,2,3-propanetriyltris[ω-[(1-oxo-2-propen-1-yl)oxy]-、2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-(phenylenemethylene)cyclohexa-2,5-dien-1-one、BASF社製)
・BYK−307(シリコーン系界面活性剤(ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)、BYK Chemie社製)
<シアンミルベースAの調製>
IRGALITE BLUE GLVOを300質量部と、SR9003を620質量部と、SOLSPERSE32000を80質量部とを撹拌混合し、シアンミルベースAを得た。なお、シアンミルベースAの調製は分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで4時間分散を行った。
シアンミルベースAと同様にして、表1に示す組成、分散条件でマゼンタミルベースB、イエローミルベースC、ブラックミルベースD及びホワイトミルベースEを調製した。
表2〜表8に示す割合で各素材を、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて室温(25℃)で5,000回転/分にて20分撹拌混合し、実施例1〜58、及び、比較例1〜13で使用した下塗り組成物及びインク組成物をそれぞれ調製した。なお、表2〜表8における各成分の含有量の単位は、質量部である。また、表中の「−」の記載は、上記成分を含有していないことを意味する。
図1に示すように、ロール搬送系の最上流部にローラー塗布機(下塗り液の塗布量;2μm)を配置し、その下流にLED光源、ブラック用ヘッド、LED光源、シアン用ヘッド、LED光源、マゼンタ用ヘッド、LED光源、イエロー用ヘッド、LED光源、ホワイト用ヘッド、窒素パージLED露光機を配置した。インク組成物は、表8に記載の各色インク組成物No.1〜5を使用した。
インクジェットヘッドとして、東芝テック(株)製CA3ヘッドを各色4つずつ並列に配置し、ヘッドを45℃に加温して、42pLの打滴サイズで描画できるよう、周波数をコントロールした。LED光源として、ピーク波長385nmのLED光源ユニット(LEDZero Solidcure、Integration Technolohy社製)を使用した。窒素パージは、不活性ガス源として、コンプレッサー付きN2ガス発生装置Maxi−Flow30(Inhouse Gas社製)を0.2MPa・sの圧力で接続し、ブランケット内の窒素濃度が99%、酸素濃度が1%となるように、2〜10L/分の流量で窒素をフローさせ、窒素濃度を設定した。記録媒体としては、後述する各記録媒体を用いた。30m/minの速度で走査させ、下塗り液を塗布した記録媒体を、LED光源(半硬化用の露光量40W/cm2)を用いて半硬化状態にした。その上にインク組成物を吐出して、更にLED光源(半硬化用の露光量40W/cm2)を用いてインク組成物を半硬化状態にし、100%ベタ画像の描画を行った。その後LED光源によって画像を完全に硬化させた。以下に示す諸性能のテストを行った。
なお、窒素パージ露光前のLED光源は、下塗り組成物及びインク組成物が、半硬化状態に保てるように光量を調節した。
なお、本発明における「完全硬化」とは、記録媒体上の下塗り液及びインク組成物の内部及び表面が完全に硬化した状態をいう。具体的には、普通紙(例えば、富士ゼロックス(株)製コピー用紙C2、商品コードV436)を均一な力(500〜1,000mN/cm2の範囲内で一定の値)で押し当てて、普通紙に液表面が転写したかどうかによって判断することができる。すなわち、全く転写しない場合を完全に硬化した状態という。
<塗布性評価方法>
下記の手順で、基材に下塗り組成物をフレキソ塗布した際の塗布性を評価した。
コロナ処理していないNY基材(ユニチカ(株)製)、PET基材(フタムラ化学(株)製)2種と、更にこれらを下記に記載の方法でコロナ処理したNY基材とPET基材を用意した。
コロナ処理は春日電機(株)の「広幅基材用処理ステーション」を使用し、電力8kWでコロナ放電することで、基材をコロナ処理した。これらの基材に対し、2μmの厚さで下塗り組成物を基材に塗り付けが可能なアニロックスローラーを用意し、印刷スピード30m/minで走査させて、半硬化させた画像を作成し、ハジキがあるか確認した。ハジキに関しては、紫レーザー顕微鏡VK9500((株)キーエンス製)を用いて、対物レンズを倍率10倍に設定した画像を確認し、下塗り組成物が基材に濡れていない(塗布されていない)ところがある場合にハジキがあるとみなした。
評価は下記の5段階で行い、評価3以上であれば許容範囲内と考える。各実施例及び比較例の評価結果については、表2〜表7に記載した。
5:全ての基材に対して、ハジキが発生することなく塗布できる。
4:コロナ処理済みのPET基材に対してはハジキが発生するが、それ以外の基材に対してはハジキが発生することなく塗布できる。
3:コロナ処理済みのPET基材、及び、コロナ処理済みのNY基材に対してはハジキが発生するが、それ以外の基材に対してはハジキが発生することなく塗布できる。
2:コロナ処理済みのPET基材、コロナ処理済みのNY基材、コロナ処理なしのPET基材に対してはハジキが発生するが、コロナ処理なしのNY基材に対してはハジキが発生することなく塗布できる。
1:全ての基材でハジキが発生する。
なお、紫レーザー顕微鏡VK9500((株)キーエンス製)のよる対物レンズ10倍画像で、下塗りが基材に濡れていないところがある場合に、ハジキがあると見なした。
下塗りしたコロナ処理なしのPET基材、又は、下塗りしたコロナ処理なしのNY基材にベタ画像を印画(半硬化用の露光量40W/cm2)、完全硬化したサンプルに、1cm幅のセロテープ(登録商標)を貼り付け、基材と下塗り液層間の剥離力(剥離するまでにかかる力:N/cm 剥離速度:300mm/min.)を、IMADA製標準タイプデジタルフォースゲージ ZTSシリーズと縦型電動計測スタンドMX2シリーズと90°剥離試験治具P90‐200N/200N−EZフィルムチャックFCシリーズを用いて測定した。
評価結果は剥離力が大きいほど、密着性がよいと判断できる。各実施例及び比較例の評価結果については、表2〜表7に記載した。
5:PET、NY基材ともに0.5N以上の剥離力がある
4:NY基材は0.5N以上だが、PET基材は0.3N/cm以上0.5N/cm未満の剥離力
3:NY基材、PET基材ともに0.3N/cm以上0.5N/cm未満の剥離力
2:NY基材、PET基材ともに0.1N/cm以上0.3N/cm未満の剥離力
1:NY基材、PET基材ともに0.1N/cm未満の剥離力
上記画像形成方法において、インク組成物を吐出せず完全に硬化させた下塗りしたPET基材にPETを重ね合わせ、1kgの重りを1分間載せ、重ねたPETを剥がした際の状態を評価した。評価は下記の3段階で行い、評価2以上であれば許容範囲内と考える。各実施例及び比較例の評価結果については、表2〜表7に記載した。
3:剥がしたPETに転写物もなく、剥がした際に音もしない。
2:剥がしたPETに転写物はないが、剥がした際に音がする。
1:剥がしたPETに転写物がある。
Claims (13)
- 成分Aとして、イソシアネート基を含有する化合物、
成分Bとして、下記b1又はb3を少なくとも含むラジカル重合性モノマー、及び、
成分Cとして、光重合開始剤、を含有し、
b1とb2の合計含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、50〜90質量%であり、かつ、b1とb3の合計含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、5〜90質量%であることを特徴とする
下塗り組成物。
b1:LogP値が2.0以下である多官能ラジカル重合性モノマー
b2:LogP値が2.0を超える多官能ラジカル重合性モノマー
b3:LogP値が2.0以下である単官能ラジカル重合性モノマー - b1又はb3が、ヒドロキシ基を含むラジカル重合性モノマーである、請求項1に記載の下塗り組成物。
- 成分Aがジイソシアネート化合物である、請求項1又は2に記載の下塗り組成物。
- 成分Aの含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、5〜40質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の下塗り組成物。
- 成分Cがホスフィンオキサイド化合物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の下塗り組成物。
- 成分Dとして、バインダーポリマーを更に含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の下塗り組成物。
- 成分Eとして、重合性のオリゴマーを更に含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の下塗り組成物。
- 成分Dがアクリル樹脂又はポリエステル樹脂である、請求項6に記載の下塗り組成物。
- 成分Eがウレタンアクリレートオリゴマー又はエポキシアクリレートオリゴマーである、請求項7に記載の下塗り組成物。
- 成分Dとしてバインダーポリマーと成分Eとして重合性のオリゴマーを含み、成分Dと成分Eの合計含有量が、下塗り組成物の全固形分質量に対し、2〜30質量%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の下塗り組成物。
- 成分Aを含有する組成物1、並びに、
成分B及び成分Cを含有する組成物2を含む、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の下塗り組成物を製造するための組成物セット。 - 工程aとして、記録媒体に、請求項1〜10のいずれか1項に記載の下塗り組成物を付与して下塗り層を設ける付与工程と、
工程bとして、下塗り層上にインク組成物を吐出する画像形成工程と、
工程cとして、下塗り層及びインク組成物に活性光線を照射して、硬化させる硬化工程とをこの順で含み、
前記インク組成物が、ラジカル重合性モノマーと、ラジカル重合開始剤と、着色剤とを含有することを特徴とする、
インクジェット記録方法。 - 前記下塗り組成物中の、成分Bの総含有量に対する、多官能エチレン性不飽和化合物の含有量が70質量%以上であり、かつ、前記インク組成物中の、ラジカル重合性モノマーの総含有量に対する、多官能エチレン性不飽和化合物の含有量が70質量%以上である、請求項12に記載のインクジェット記録方法。
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