インクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤及び生分解性インクジェット記録媒体
【課題】 環境問題に配慮した受容層を得ることができるインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を提供するとともに、このインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を塗工した生分解性インクジェット記録媒体を提供する。
【解決手段】 シリカと、シリカに対して５〜２００質量％のポリ乳酸系樹脂と、シリカに対して３〜１０質量％の３価以上の水溶性金属塩とを含有することを特徴とするインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤、およびこれを生分解性基材に塗工してなる生分解性インクジェット記録媒体。
【解決手段】 シリカと、シリカに対して５〜２００質量％のポリ乳酸系樹脂と、シリカに対して３〜１０質量％の３価以上の水溶性金属塩とを含有することを特徴とするインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤、およびこれを生分解性基材に塗工してなる生分解性インクジェット記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤に関する。さらに詳しくは、結着剤にポリ乳酸系樹脂を用い、生分解性基材との接着性に優れたインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンターによる印刷は、高画質のフルカラー印刷が容易に行え、ランニングコストが低いことなどの利点から様々な使用条件のもとで行われている。特に近年では大型のインクジェット装置が開発され、鮮明なフルカラー印刷を施した懸垂幕や横断幕などの製造が可能になった。その印刷基材は、紙類のみならず、樹脂フィルムや繊維の布帛やメッシュなど多岐にわたる。
【０００３】
近年では、環境への配慮という点から、印刷基材として、廃棄時にも環境への負担が少ない生分解性樹脂からなる基材が注目されており、特にポリ乳酸樹脂は植物由来の樹脂であることなどからも最も注目され、ポリ乳酸樹脂を原料として用いたフィルム、布帛、メッシュが商品化されてきている。
【０００４】
また、印刷基材上に設けられるインク受容層は、インクジェット記録媒体用コーティング剤を基材上に塗工することにより形成されている。例えば、インク受容層用コーティング剤としては、特許文献１、２のような技術が開示されている。しかしながら、いずれもコーティング剤の樹脂成分として、アクリル系やアクリルスチレン系の重合体が使用されているため、廃棄時に環境に負荷を与え、また前述の環境に配慮した生分解性印刷基材に用いるには、意義の面で満足できるものではなかった。
【特許文献１】特開２００２−２７４０１４号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、環境問題に配慮した受容層を得ることができるインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を提供するとともに、このインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を塗工した生分解性インクジェット記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリ乳酸系樹脂、シリカおよび水溶性の金属塩を含むインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤から形成された受容層は、ポリ乳酸系樹脂を結着剤として利用することで環境にやさしいのみならず、ポリ乳酸系樹脂をはじめとする生分解性を有する基材との密着性に優れていることをも見出し、この知見に基づいて本発明に到達した。
【０００７】
すなわち本発明の要旨は下記の通りである。
（１）シリカと、シリカに対して５〜２００質量％のポリ乳酸系樹脂と、シリカに対して３〜１０質量％の３価以上の水溶性金属塩とを含有することを特徴とするインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
（２）３価以上の水溶性金属塩がアルミニウム塩であることを特徴とする（１）記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
（３）ポリ乳酸樹脂に対して１〜５０質量％の可塑剤を含有することを特徴とする（１）または（２）記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
（４）上記（１）〜（３）に記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を生分解性基材に塗工してなる生分解性インクジェット記録媒体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ポリ乳酸系樹脂、シリカ、および水溶性の金属塩を混合することで、ポリ乳酸系樹脂からなる基材に受容層付与できるインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤が簡便に得られ、経済的、省資源的に有利な方法で実用的かつ環境問題に配慮した生分解性インクジェット記録媒体を製造することができる。また、得られた生分解性インクジェット記録媒体は、印刷性および耐水性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤は、ポリ乳酸系樹脂、シリカ、および水溶性の金属塩を水性媒体に含有させたものである。
【００１０】
ここで、水性分散体とは、水を主成分とする分散体であり、水性媒体の６０質量％以上が水であることが好ましい。水以外の溶媒を混合する場合には、親水性の有機溶剤を用いることが好ましい。親水性の有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ｓｅｃ−アミルアルコール、ｔｅｒｔ−アミルアルコール、１−エチル−１−プロパノール、２−メチル−１−ブタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のアルコール類、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸−ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−ｔｅｒｔ−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジメチル等のエステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセトニトリル、そのほか、アンモニアを含む、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ジエタノールアミン、３−メトキシプロピルアミン、３−ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン等の有機アミン化合物等を挙げることができる。
【００１１】
また、上記の水性媒体中に各成分が含有された状態としては、保存安定性、取り扱いの容易さ、環境保護などの理由から、ポリ乳酸系樹脂とシリカとが、いずれも水性媒体に微粒子として分散し、３価以上の水溶性の金属塩が水性媒体に溶解した状態が好ましい。
【００１２】
本発明で使用されるシリカに制限はないが、分散安定性の観点から１μｍ以下の粒子径を有するものが好ましく、特に、コロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカとは、コロイド状に水に分散させた超微粒子シリカゾルであり、その一次粒子径は通常２〜１００ｎｍの範囲である。コロイダルシリカはコロイダルリン酸アルミニウムやメタアルミン酸イオン等の金属イオンなどで表面処理されていてもよく、また、単分散のものであってもよいし、粒子が特殊処理によってパールネックレス状に連なったり、分岐して繁がったり、５０〜５００ｎｍの凝集体になっていてもよい。
【００１３】
上記のコロイダルシリカの製造方法は特に限定されず、市販されたシリカ水分散体を使用することもできる。例えば、日産化学工業社製「スノーテックス」シリーズ、水沢化学社製「ミズカシル」シリーズなどがある。
【００１４】
本発明で使用されるポリ乳酸系樹脂の原料としては、乳酸類およびヒドロキシカルボン酸類等がある。乳酸系の具体例として、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸、それらの混合物や乳酸の環状２量体のラクタイドがあげられる。また、乳酸類と併用できるヒドロキシカルボン酸類の具体例としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５ーヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカルボン酸を挙げることができ、さらに、ヒドロキシカルボン酸の環状エステル中間体、例えば、グリコール酸の２量体であるグリコライドや６−ヒドロキシカプロン酸の環状エステルであるε−カプロラクトンがあげられる。
【００１５】
ポリ乳酸系樹脂の製造方法は特に限定されないが、例えば、ポリ乳酸の場合、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸を直接脱水重縮合する方法や、乳酸の環状２量体であるラクタイドを開環重合する方法があげられる。また、市販されているものを用いてもよい。
【００１６】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、シリカに対して５〜２００質量％のポリ乳酸系樹脂を含有している必要があり、好ましくは１０〜１００質量％、より好ましくは３０〜７０質量％である。ポリ乳酸系樹脂の割合が５質量％未満では、このインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を用いて得られる受容層の基材との密着性が低下する場合がある。一方、シリカの割合が２００質量％を超えると、インクの吸収性が不十分になることがある。
【００１７】
ポリ乳酸系樹脂を水性媒体に微粒子として分散させた際、その数平均粒子径に制限はないが、水性分散体の液混合性の観点から２μｍ未満が好ましく、低温造膜性およびこれにともなう密着性の観点から１μｍ以下がより好ましい。ポリ乳酸系樹脂の数平均粒子径が２μｍを超える場合、混合安定性が不十分となる場合がある。ここで、上記ポリ乳酸系樹脂の数平均粒子径は、後述のシリカと同様動的光散乱法によって測定される。
【００１８】
ポリ乳酸系樹脂水性分散体の製造方法は特に限定されず、転相乳化法、強制乳化法などが挙げられ、例えば、密閉可能な容器にポリ乳酸系樹脂、塩基性化合物、親水性有機溶剤などの原料を投入し、次いで、槽内の温度を４５〜２００℃、好ましくは６０〜１５０℃、さらに好ましくは８０〜１２０℃の温度に保ちつつ、好ましくは粗大粒子が無くなるまで（例えば、５〜１２０分間）攪拌を続けることによりポリ乳酸系樹脂を十分に分散化させ、その後、好ましくは攪拌下で４０℃以下に冷却することにより、分散体を得ることができる。槽内の温度が４５℃未満の場合は、ポリ乳酸系樹脂の分散化が困難になる。槽内の温度が２００℃を超える反応は不経済なので好ましくない。その後、親水性有機溶剤を留去して、ポリ乳酸系樹脂水性分散体を得ることができる。このようにして得られるポリ乳酸系樹脂水性分散体だけでなく、本発明で用いられるポリ乳酸系樹脂水性分散体としては、さらに市販されているポリ乳酸系樹脂水性分散体を用いてもよく、例えば、ユニチカ株式会社製ＬＡＥシリーズ、第一工業製薬株式会社製プラセマＬ１１０やミヨシ油脂株式会社製ランディＰＬシリーズなどがあげられる。
【００１９】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤は、３価以上の水溶性金属塩が、シリカに対して３〜１０質量％含有している必要があり、好ましくは３〜８質量％、より好ましくは５〜７質量％である。３価以上の水溶性金属塩の割合が３質量％未満では、このインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を用いて得られる受容層の耐水性および発色性が不十分になることがある。一方、金属塩の割合が１０質量％を超えて添加しても効果は飽和しており不経済である。
【００２０】
上記の３価以上の水溶性金属塩は特に限定されないが、入手のしやすさ及び取り扱いの容易さから、特にアルミニウム塩が好ましい。アルミニウム塩としては、硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硝酸アルミニウム、乳酸アルミニウム等が挙げられ、これらは２種類以上混合して用いてもよい。
【００２１】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の製造方法は、特に限定されない。例えば、ポリ乳酸系樹脂粒子とコロイダルシリカとの分散安定性の観点から、ポリ乳酸系樹脂の水性分散体と、コロイダルシリカと、金属塩またはその水溶液とを別々に調製しておき、これを混合して得る方法が好ましい。
【００２２】
別々の操作によって得られたポリ乳酸系樹脂水性分散体と、コロイダルシリカと、金属塩またはその水溶液とを混合する場合には、ポリ乳酸系樹脂水性分散体に、コロイダルシリカと、金属塩またはその水溶液とを加えて混合してもよく、コロイダルシリカに、ポリ乳酸系樹脂水性分散体と、金属塩またはその水溶液とを加えて混合してもよく、金属塩の水溶液に、ポリ乳酸樹脂系水性分散体と、コロイダルシリカとを混合してもよく、混合順序は任意である。使用する装置としては、液／液撹拌装置として広く知られている装置を使用することが可能であり、混合液の分散性が良好であるため、極めて短時間かつ簡単な混合操作でよい。また、混合液の分散安定性を維持するために、必要に応じて、混合液のｐＨが８〜１２になるようにｐＨ調整を行うことが好ましい。さらに、混合後の固形分濃度の調整方法としては、例えば、所望の固形分濃度となるように水性媒体を留去したり、水により希釈したりする方法が挙げられる。また、塗工性能を向上させるために沸点が１００℃以下の親水性有機溶剤、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類があげられ、２種以上混合してもよい。これらの親水性有機溶剤の中でも、低温乾燥性の点からエタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールが特に好ましい。これらの親水性有機溶剤を加える場合は、ポリ乳酸系樹脂水性分散体と、コロイダルシリカと、金属塩またはその水溶液とを混合した後に加えるのが好ましい。
【００２３】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤における固形分濃度すなわちポリ乳酸系樹脂、シリカ、および金属塩の総濃度は１〜４０質量％が好ましい。固形分濃度が１質量％以下では、基材に塗工する際に十分な厚さの被膜を形成しにくくなる傾向があり、一方４０質量％を超えると、シリカの分散性が不十分になることがある。
【００２４】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、柔軟性、造膜性および接着性を向上させるために可塑剤を配合することが好ましい。可塑剤の配合割合は、ポリ乳酸系樹脂に対して１〜５０質量％の範囲であることが好ましく、５〜３０質量％の範囲であることがより好ましく、１０〜２０質量％の範囲であることが特に好ましい。配合量が１質量％未満であると添加効果が小さく、５０質量％を超えると耐ブロッキング性や被膜の耐水性が低下する傾向にある。
可塑剤としては、エーテルエステル系可塑剤、オキシ酸エステル系可塑剤、グリセリンエステル系可塑剤、多塩基酸エステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、ロジンエステル系可塑剤、フタル酸誘導体系可塑剤、ポリヒドロキシカルボン酸系可塑剤などが挙げられる。
エーテルエステル系可塑剤の具体例としては、ビスメチルジエチレングリコールアジペート、ビスブチルジエチレングリコールアジペート、ビス[２−（２−メトキシエトキシ）エチル]アジペート、トリエチレングリコールジプロピオネートなどが挙げられる。
オキシ酸エステル系可塑剤の具体例としては、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチルアセテート、クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチルなどが挙げられる。
グリセリンエステル系可塑剤の具体例としては、グリセリンモノカプレート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレート、グリセリンジパルミテート、グリセリンジステアレート、グリセリンジオレート、グリセリントリアセテート、グリセリントリプロピオネート、グリセリントリブチレート、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノカプレート、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノミリスチレート、グリセリンジアセトモノパルミテート、グリセリンジアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンジアセトモノリノレネート、グリセリンモノアセトジカプリレート、グリセリンモノアセトジカプレート、グリセリンモノアセトジラウレート、ジグリセリン酢酸エステルなどが挙げられる。
多塩基酸エステル系可塑剤の具体例としては、ジメチルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケートなどが挙げられる。
多価アルコールエステル系可塑剤の具体例としては、ジエチレングリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノオレイルエーテル、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノオレイルエーテルなどが挙げられる。
ロジンエステル系可塑剤の具体例としては、アビエチン酸メチル、アビエチン酸ジエチルグリコール、２−ヒドロアビエチン酸ジエチレングリコール、２−ヒドロキシアビエチン酸ジエチレングリコール、ロジンのモノエチレングリコールエステル、ロジンのペンタエリトリットエステルなどが挙げられる。
フタル酸誘導体系可塑剤の具体例としては、エチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなどが挙げられる。
ポリヒドロキシカルボン酸系可塑剤の具体例としては、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトンなどが挙げられる。
これらの可塑剤は単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００２５】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、より接着性を向上させるために粘着付与剤を配合してもよい。粘着付与剤の配合割合は、ポリ乳酸系樹脂に対して５〜１００質量％の範囲であることが好ましく、１０〜７０質量％の範囲であることがより好ましく、２０〜５０質量％の範囲であることが特に好ましい。配合量が５質量％未満であると添加効果が小さく、１００質量％を超えると耐ブロッキング性や被膜が著しく低下する傾向にある。
粘着付与剤としては天然物系粘着付与樹脂が好ましく、天然物系粘着付与樹脂としては、テルペン系樹脂やロジン系樹脂が挙げられる。テルペン系樹脂としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール系樹脂、芳香族変性テルペン樹脂等が挙げられる。一方、ロジン系樹脂としては、ロジン、重合ロジン、水添ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル、ロジンフェノール樹脂等が挙げられる。
これらは、混合の容易さから水性分散体の形態をとっていることが好ましく、水性分散体の液混合性の観点からその数平均粒子径は２μｍ未満が好ましい。また、これらの粘着付与剤は単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００２６】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、耐溶剤性等の性能を向上させるために架橋剤を配合してもよい。架橋剤の配合割合は、ポリ乳酸系樹脂に対して０．１〜３０質量％の範囲であることが好ましく、０．１〜２０質量％の範囲であることがより好ましい。配合量が０．１質量％未満であると添加効果が小さく、３０質量％を超えるとフィルムとの密着性が低下する傾向にある。
架橋剤としては、自己架橋性を有する化合物、カルボキシル基と反応する官能基を分子内に複数個有する化合物、多価の配位座を有する金属塩等を用いることができ、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、尿素化合物、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン基含有化合物、ジルコニウム塩化合物、シランカップリング剤等が好ましい。
これらの架橋剤は単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００２７】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、防炎性能を向上させるために難燃剤を配合してもよい。
難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系難燃剤、窒素含有化合物系難燃剤、シリコーン化合物系難燃剤等従来公知の難燃剤が何れも使用可能である。ハロゲン系難燃剤としては、ヘキサブロモシクロドデカン、テトラブロモビスフェノールＡ、ポリブロモビスフェニルエーテル類などが挙げられる。リン系難燃剤としては、リン酸エステル化合物、リン酸アンモニウム化合物、リン酸アミド化合物、リン酸メラミン化合物等が挙げられる。無機物系難燃剤としては、アンチモン化合物、亜鉛化合物、スズ化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物等が挙げられる。窒素含有化合物系難燃剤としては、トリメチロールメラミン、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどが挙げられる。シリコーン化合物系難燃剤としては、シリコーンエラストマー、シリコーンオイル類などが挙げられる。しかしながら、環境汚染問題への配慮からハロゲン系難燃剤やアンチモン化合物を含む難燃剤の使用は避けたほうがよい。
これらの難燃剤は単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００２８】
また、本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、その特性が損なわれない範囲で、顔料、耐候剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、安定化剤、湿潤剤、増粘剤、起泡剤、消泡剤、凝固剤、ゲル化剤、沈降防止剤、老化防止剤、軟化剤等を添加することができる。これらの種類は特に限定されない。
【００２９】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤は、基材上に均一に塗工され、この後、加熱・乾燥することにより、基材上にインク受容層の被膜が形成される。塗工方法としては、マイヤーバー法、ディップコート法、はけ塗り法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、カーテンフローコート法、各種印刷法などが挙げられ、乾燥としては、熱風循環型のオーブンや赤外線ヒーターなどを用いる。乾燥温度としては、６０〜１４０℃が好ましい。乾燥時間は１５〜３０秒間行われる。このとき形成される受容層の厚さとしては５〜５０μｍが好ましく、１０〜４０μｍがより好ましく、２０〜３０μｍがさらに好ましい。５μｍ未満ではインクの吸収容量が不足する場合があり、一方、５０μｍを超えると強度が不足する場合がある。
【００３０】
基材としては、生分解性を有するシート状のものが好ましく、特に限定されるものではない。和紙、クラフト紙、ライナー紙、アート紙、コート紙、カートン紙等の紙類、ポリ乳酸系樹脂を用いた生分解性フィルムや、天然多糖類のキトサンを用いた生分解性フィルム等のフィルム類およびこれらのフィルムを用いた合成紙類、ポリ乳酸系樹脂繊維からなる織布、編布、不織布等の布帛等があげられる。各種基材は難燃処理や防湿処理、帯電防止処理等各種処理が施されていてもよい。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにのみ限定されるものではない。なお、各種の物性については以下の方法によって測定又は評価した。
【００３２】
（１）ポリ乳酸系樹脂の粒子径およびコロイダルシリカの粒子径（μｍ）
マイクロトラック粒度分布計ＵＰＡ１５０（日機装株式会社製、ＭＯＤＥＬ Ｎｏ．９３４０）を用い、数平均粒子径（ｍｎ）を求めた。
【００３３】
（２）受容層の厚さ
接触式膜厚計により、生分解性インクジェット記録媒体の全体の厚さを求め、その結果から基材の厚さを減じて求めた。
【００３４】
（３）インク受容層強度
テープ剥離により評価した。受容層上に粘着テープ（ニチバン社製ＴＦ−１２）を貼り付けた後、勢いよくテープを剥離し、受容層の剥がれ具合を下記の基準で評価した。
◎：粘着テープに付着した受容層の面積が１０％未満
〇：粘着テープに付着した受容層の面積が１０％以上、３０％未満
△：粘着テープに付着した受容層の面積が３０％以上、６０％未満
×：粘着テープに付着した受容層の面積が６０％以上
【００３５】
（４）印刷性
Ｃａｎｏｎ社製の、水性顔料タイプインク用のインクジェットプリンター（機種名：ＢＪ Ｆ８５０）で、色材として純正の水性顔料タイプインクを使用して印刷を行い、目視にてその印刷性を下記の基準で評価した。
〇：問題なく印刷されている
△：やや隣り合ったインクが混ざり合っている
×：インクが流れて混ざり合い実用的でない
【００３６】
（５）耐水性
上記（４）と同様の印刷を行い、印刷１０分後に印刷物を１分間流水中にさらした後のインクの流出の度合いを目視で観察し、下記の基準で評価した。
〇：流出が殆どない
△：流出が発生し、事実上支障有り
×：流出が著しく、事実上支障有り
【００３７】
基材の調製
Ｌ-乳酸９９．３％およびＤ-乳酸０．７％からなるポリ乳酸（融点１７２℃、ガラス転移点５７℃、重量平均分子量１４万）を常法によって溶融紡糸し、続いて延伸加工を行うことにより、ポリ乳酸からなるマルチフィラメント糸（２５０デシテックス／４８フィラメント）を得た。このポリ乳酸繊維を撚り数１２０回／ｍでS方向に撚糸した後、経密度５７本／吋、緯密度４６本／吋で１／１平組織の織物基材Ａを得た。
【００３８】
実施例１
６０．７ｇのコロイダルシリカ（日産化学工業社製、スノーテックス−ＨＳ−Ｌ、固形分濃度：３０．５質量％、数平均粒子径：１６５ｎｍ、以下「ＨＳ−Ｌ」と略称する）に、硫酸ナトリウムアルミニウムを０．９ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し５質量％）添加した。さらにポリ乳酸樹脂水性分散体（ユニチカ社製、ＬＡＥ−０１３Ｎ、固形分濃度：５２．０質量％、数平均粒子径：６００ｎｍ、以下「０１３Ｎ」と略称する）を１０．７ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し固形分が３０質量％）添加し、さらに水を２７．７ｇ添加することで固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−１を得た。
【００３９】
得られたインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を基材Ａの片面にフィルムアプリケータ−（安田精機製作所社製、５４２−ＡＢ）を使用して塗工し、その後、１２５℃で５分間乾燥することにより、基材に厚さ５μｍの受容層を形成した生分解性インクジェット記録媒体を得た。そして、この生分解性インクジェット記録媒体について、各種評価を行った。
【００４０】
実施例２
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、０１３Ｎの添加量を１７．８ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し０１３Ｎの固形分が５０質量％）とした以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−２を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４１】
実施例３
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムの添加量を１．３ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し７質量％）とした以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−３を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４２】
実施例４〜７
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムに替えて、硫酸アンモニウムアルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、乳酸アルミニウムを用いた以外は実施例１と同様にして、それぞれインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−４（実施例４）、Ｊ−５（実施例５）、Ｊ−６（実施例６）、Ｊ−７（実施例７）とした。これらを用いて各種物性の評価を行った。
【００４３】
実施例８
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、可塑剤（クエン酸トリブチルアセテート、田岡化学工業社製、ＡＴＢＣ、以下「ＡＴＢＣ」と略称する）を１．１ｇ（０１３Ｎの固形分に対し２０質量％）添加した以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−８を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４４】
比較例１
インクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、０１３Ｎを単独で用いて固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−１を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４５】
比較例２
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、ＨＳ−Ｌを添加しなかった以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−２を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４６】
比較例３
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムを添加しなかった以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−３を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４７】
比較例４
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムに替えて酢酸リチウムを用いた以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−４を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４８】
比較例５
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムに替えて酢酸マグネシウムを用いた以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−５を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４９】
比較例６
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、０１３Ｎの添加量を３５５．８ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し０１３Ｎの固形分が１０００質量％）とした以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−６を作製し、各種物性の評価を行った。
【００５０】
比較例７
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、０１３Ｎの添加量を３．６ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し０１３Ｎの固形分が１０質量％）とした以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−７を作製し、各種物性の評価を行った。
【００５１】
実施例１〜８、比較例１〜７で得られた測定結果等を表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
実施例１〜８では、印刷性および耐水性に優れたものが得られた。特に、実施例８では可塑剤を添加したことでより結着性に優れた生分解性インクジェット記録媒体が得られた。
【００５４】
これに対し、比較例１、２はシリカを配合していないため印刷性に乏しいものになった。また比較例３は３価以上の水溶性金属塩が配合されていないため耐水性に乏しいものになった。比較例４、５は、金属塩が本発明の範囲外で、耐水性に劣っていた。比較例６はポリ乳酸系樹脂の配合量が本発明の範囲を超えるため、印刷性と耐水性に劣るものであった。比較例７はポリ乳酸系樹脂の配合量が本発明の範囲より少ないため、インク受容層の強度が劣るものであった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤に関する。さらに詳しくは、結着剤にポリ乳酸系樹脂を用い、生分解性基材との接着性に優れたインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンターによる印刷は、高画質のフルカラー印刷が容易に行え、ランニングコストが低いことなどの利点から様々な使用条件のもとで行われている。特に近年では大型のインクジェット装置が開発され、鮮明なフルカラー印刷を施した懸垂幕や横断幕などの製造が可能になった。その印刷基材は、紙類のみならず、樹脂フィルムや繊維の布帛やメッシュなど多岐にわたる。
【０００３】
近年では、環境への配慮という点から、印刷基材として、廃棄時にも環境への負担が少ない生分解性樹脂からなる基材が注目されており、特にポリ乳酸樹脂は植物由来の樹脂であることなどからも最も注目され、ポリ乳酸樹脂を原料として用いたフィルム、布帛、メッシュが商品化されてきている。
【０００４】
また、印刷基材上に設けられるインク受容層は、インクジェット記録媒体用コーティング剤を基材上に塗工することにより形成されている。例えば、インク受容層用コーティング剤としては、特許文献１、２のような技術が開示されている。しかしながら、いずれもコーティング剤の樹脂成分として、アクリル系やアクリルスチレン系の重合体が使用されているため、廃棄時に環境に負荷を与え、また前述の環境に配慮した生分解性印刷基材に用いるには、意義の面で満足できるものではなかった。
【特許文献１】特開２００２−２７４０１４号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、環境問題に配慮した受容層を得ることができるインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を提供するとともに、このインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を塗工した生分解性インクジェット記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリ乳酸系樹脂、シリカおよび水溶性の金属塩を含むインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤から形成された受容層は、ポリ乳酸系樹脂を結着剤として利用することで環境にやさしいのみならず、ポリ乳酸系樹脂をはじめとする生分解性を有する基材との密着性に優れていることをも見出し、この知見に基づいて本発明に到達した。
【０００７】
すなわち本発明の要旨は下記の通りである。
（１）シリカと、シリカに対して５〜２００質量％のポリ乳酸系樹脂と、シリカに対して３〜１０質量％の３価以上の水溶性金属塩とを含有することを特徴とするインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
（２）３価以上の水溶性金属塩がアルミニウム塩であることを特徴とする（１）記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
（３）ポリ乳酸樹脂に対して１〜５０質量％の可塑剤を含有することを特徴とする（１）または（２）記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
（４）上記（１）〜（３）に記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を生分解性基材に塗工してなる生分解性インクジェット記録媒体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ポリ乳酸系樹脂、シリカ、および水溶性の金属塩を混合することで、ポリ乳酸系樹脂からなる基材に受容層付与できるインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤が簡便に得られ、経済的、省資源的に有利な方法で実用的かつ環境問題に配慮した生分解性インクジェット記録媒体を製造することができる。また、得られた生分解性インクジェット記録媒体は、印刷性および耐水性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤は、ポリ乳酸系樹脂、シリカ、および水溶性の金属塩を水性媒体に含有させたものである。
【００１０】
ここで、水性分散体とは、水を主成分とする分散体であり、水性媒体の６０質量％以上が水であることが好ましい。水以外の溶媒を混合する場合には、親水性の有機溶剤を用いることが好ましい。親水性の有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ｓｅｃ−アミルアルコール、ｔｅｒｔ−アミルアルコール、１−エチル−１−プロパノール、２−メチル−１−ブタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のアルコール類、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸−ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−ｔｅｒｔ−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジメチル等のエステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセトニトリル、そのほか、アンモニアを含む、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ジエタノールアミン、３−メトキシプロピルアミン、３−ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン等の有機アミン化合物等を挙げることができる。
【００１１】
また、上記の水性媒体中に各成分が含有された状態としては、保存安定性、取り扱いの容易さ、環境保護などの理由から、ポリ乳酸系樹脂とシリカとが、いずれも水性媒体に微粒子として分散し、３価以上の水溶性の金属塩が水性媒体に溶解した状態が好ましい。
【００１２】
本発明で使用されるシリカに制限はないが、分散安定性の観点から１μｍ以下の粒子径を有するものが好ましく、特に、コロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカとは、コロイド状に水に分散させた超微粒子シリカゾルであり、その一次粒子径は通常２〜１００ｎｍの範囲である。コロイダルシリカはコロイダルリン酸アルミニウムやメタアルミン酸イオン等の金属イオンなどで表面処理されていてもよく、また、単分散のものであってもよいし、粒子が特殊処理によってパールネックレス状に連なったり、分岐して繁がったり、５０〜５００ｎｍの凝集体になっていてもよい。
【００１３】
上記のコロイダルシリカの製造方法は特に限定されず、市販されたシリカ水分散体を使用することもできる。例えば、日産化学工業社製「スノーテックス」シリーズ、水沢化学社製「ミズカシル」シリーズなどがある。
【００１４】
本発明で使用されるポリ乳酸系樹脂の原料としては、乳酸類およびヒドロキシカルボン酸類等がある。乳酸系の具体例として、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸、それらの混合物や乳酸の環状２量体のラクタイドがあげられる。また、乳酸類と併用できるヒドロキシカルボン酸類の具体例としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５ーヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカルボン酸を挙げることができ、さらに、ヒドロキシカルボン酸の環状エステル中間体、例えば、グリコール酸の２量体であるグリコライドや６−ヒドロキシカプロン酸の環状エステルであるε−カプロラクトンがあげられる。
【００１５】
ポリ乳酸系樹脂の製造方法は特に限定されないが、例えば、ポリ乳酸の場合、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸を直接脱水重縮合する方法や、乳酸の環状２量体であるラクタイドを開環重合する方法があげられる。また、市販されているものを用いてもよい。
【００１６】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、シリカに対して５〜２００質量％のポリ乳酸系樹脂を含有している必要があり、好ましくは１０〜１００質量％、より好ましくは３０〜７０質量％である。ポリ乳酸系樹脂の割合が５質量％未満では、このインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を用いて得られる受容層の基材との密着性が低下する場合がある。一方、シリカの割合が２００質量％を超えると、インクの吸収性が不十分になることがある。
【００１７】
ポリ乳酸系樹脂を水性媒体に微粒子として分散させた際、その数平均粒子径に制限はないが、水性分散体の液混合性の観点から２μｍ未満が好ましく、低温造膜性およびこれにともなう密着性の観点から１μｍ以下がより好ましい。ポリ乳酸系樹脂の数平均粒子径が２μｍを超える場合、混合安定性が不十分となる場合がある。ここで、上記ポリ乳酸系樹脂の数平均粒子径は、後述のシリカと同様動的光散乱法によって測定される。
【００１８】
ポリ乳酸系樹脂水性分散体の製造方法は特に限定されず、転相乳化法、強制乳化法などが挙げられ、例えば、密閉可能な容器にポリ乳酸系樹脂、塩基性化合物、親水性有機溶剤などの原料を投入し、次いで、槽内の温度を４５〜２００℃、好ましくは６０〜１５０℃、さらに好ましくは８０〜１２０℃の温度に保ちつつ、好ましくは粗大粒子が無くなるまで（例えば、５〜１２０分間）攪拌を続けることによりポリ乳酸系樹脂を十分に分散化させ、その後、好ましくは攪拌下で４０℃以下に冷却することにより、分散体を得ることができる。槽内の温度が４５℃未満の場合は、ポリ乳酸系樹脂の分散化が困難になる。槽内の温度が２００℃を超える反応は不経済なので好ましくない。その後、親水性有機溶剤を留去して、ポリ乳酸系樹脂水性分散体を得ることができる。このようにして得られるポリ乳酸系樹脂水性分散体だけでなく、本発明で用いられるポリ乳酸系樹脂水性分散体としては、さらに市販されているポリ乳酸系樹脂水性分散体を用いてもよく、例えば、ユニチカ株式会社製ＬＡＥシリーズ、第一工業製薬株式会社製プラセマＬ１１０やミヨシ油脂株式会社製ランディＰＬシリーズなどがあげられる。
【００１９】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤は、３価以上の水溶性金属塩が、シリカに対して３〜１０質量％含有している必要があり、好ましくは３〜８質量％、より好ましくは５〜７質量％である。３価以上の水溶性金属塩の割合が３質量％未満では、このインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を用いて得られる受容層の耐水性および発色性が不十分になることがある。一方、金属塩の割合が１０質量％を超えて添加しても効果は飽和しており不経済である。
【００２０】
上記の３価以上の水溶性金属塩は特に限定されないが、入手のしやすさ及び取り扱いの容易さから、特にアルミニウム塩が好ましい。アルミニウム塩としては、硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硝酸アルミニウム、乳酸アルミニウム等が挙げられ、これらは２種類以上混合して用いてもよい。
【００２１】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の製造方法は、特に限定されない。例えば、ポリ乳酸系樹脂粒子とコロイダルシリカとの分散安定性の観点から、ポリ乳酸系樹脂の水性分散体と、コロイダルシリカと、金属塩またはその水溶液とを別々に調製しておき、これを混合して得る方法が好ましい。
【００２２】
別々の操作によって得られたポリ乳酸系樹脂水性分散体と、コロイダルシリカと、金属塩またはその水溶液とを混合する場合には、ポリ乳酸系樹脂水性分散体に、コロイダルシリカと、金属塩またはその水溶液とを加えて混合してもよく、コロイダルシリカに、ポリ乳酸系樹脂水性分散体と、金属塩またはその水溶液とを加えて混合してもよく、金属塩の水溶液に、ポリ乳酸樹脂系水性分散体と、コロイダルシリカとを混合してもよく、混合順序は任意である。使用する装置としては、液／液撹拌装置として広く知られている装置を使用することが可能であり、混合液の分散性が良好であるため、極めて短時間かつ簡単な混合操作でよい。また、混合液の分散安定性を維持するために、必要に応じて、混合液のｐＨが８〜１２になるようにｐＨ調整を行うことが好ましい。さらに、混合後の固形分濃度の調整方法としては、例えば、所望の固形分濃度となるように水性媒体を留去したり、水により希釈したりする方法が挙げられる。また、塗工性能を向上させるために沸点が１００℃以下の親水性有機溶剤、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類があげられ、２種以上混合してもよい。これらの親水性有機溶剤の中でも、低温乾燥性の点からエタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールが特に好ましい。これらの親水性有機溶剤を加える場合は、ポリ乳酸系樹脂水性分散体と、コロイダルシリカと、金属塩またはその水溶液とを混合した後に加えるのが好ましい。
【００２３】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤における固形分濃度すなわちポリ乳酸系樹脂、シリカ、および金属塩の総濃度は１〜４０質量％が好ましい。固形分濃度が１質量％以下では、基材に塗工する際に十分な厚さの被膜を形成しにくくなる傾向があり、一方４０質量％を超えると、シリカの分散性が不十分になることがある。
【００２４】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、柔軟性、造膜性および接着性を向上させるために可塑剤を配合することが好ましい。可塑剤の配合割合は、ポリ乳酸系樹脂に対して１〜５０質量％の範囲であることが好ましく、５〜３０質量％の範囲であることがより好ましく、１０〜２０質量％の範囲であることが特に好ましい。配合量が１質量％未満であると添加効果が小さく、５０質量％を超えると耐ブロッキング性や被膜の耐水性が低下する傾向にある。
可塑剤としては、エーテルエステル系可塑剤、オキシ酸エステル系可塑剤、グリセリンエステル系可塑剤、多塩基酸エステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、ロジンエステル系可塑剤、フタル酸誘導体系可塑剤、ポリヒドロキシカルボン酸系可塑剤などが挙げられる。
エーテルエステル系可塑剤の具体例としては、ビスメチルジエチレングリコールアジペート、ビスブチルジエチレングリコールアジペート、ビス[２−（２−メトキシエトキシ）エチル]アジペート、トリエチレングリコールジプロピオネートなどが挙げられる。
オキシ酸エステル系可塑剤の具体例としては、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチルアセテート、クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチルなどが挙げられる。
グリセリンエステル系可塑剤の具体例としては、グリセリンモノカプレート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレート、グリセリンジパルミテート、グリセリンジステアレート、グリセリンジオレート、グリセリントリアセテート、グリセリントリプロピオネート、グリセリントリブチレート、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノカプレート、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノミリスチレート、グリセリンジアセトモノパルミテート、グリセリンジアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンジアセトモノリノレネート、グリセリンモノアセトジカプリレート、グリセリンモノアセトジカプレート、グリセリンモノアセトジラウレート、ジグリセリン酢酸エステルなどが挙げられる。
多塩基酸エステル系可塑剤の具体例としては、ジメチルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケートなどが挙げられる。
多価アルコールエステル系可塑剤の具体例としては、ジエチレングリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノオレイルエーテル、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノオレイルエーテルなどが挙げられる。
ロジンエステル系可塑剤の具体例としては、アビエチン酸メチル、アビエチン酸ジエチルグリコール、２−ヒドロアビエチン酸ジエチレングリコール、２−ヒドロキシアビエチン酸ジエチレングリコール、ロジンのモノエチレングリコールエステル、ロジンのペンタエリトリットエステルなどが挙げられる。
フタル酸誘導体系可塑剤の具体例としては、エチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなどが挙げられる。
ポリヒドロキシカルボン酸系可塑剤の具体例としては、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトンなどが挙げられる。
これらの可塑剤は単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００２５】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、より接着性を向上させるために粘着付与剤を配合してもよい。粘着付与剤の配合割合は、ポリ乳酸系樹脂に対して５〜１００質量％の範囲であることが好ましく、１０〜７０質量％の範囲であることがより好ましく、２０〜５０質量％の範囲であることが特に好ましい。配合量が５質量％未満であると添加効果が小さく、１００質量％を超えると耐ブロッキング性や被膜が著しく低下する傾向にある。
粘着付与剤としては天然物系粘着付与樹脂が好ましく、天然物系粘着付与樹脂としては、テルペン系樹脂やロジン系樹脂が挙げられる。テルペン系樹脂としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール系樹脂、芳香族変性テルペン樹脂等が挙げられる。一方、ロジン系樹脂としては、ロジン、重合ロジン、水添ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル、ロジンフェノール樹脂等が挙げられる。
これらは、混合の容易さから水性分散体の形態をとっていることが好ましく、水性分散体の液混合性の観点からその数平均粒子径は２μｍ未満が好ましい。また、これらの粘着付与剤は単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００２６】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、耐溶剤性等の性能を向上させるために架橋剤を配合してもよい。架橋剤の配合割合は、ポリ乳酸系樹脂に対して０．１〜３０質量％の範囲であることが好ましく、０．１〜２０質量％の範囲であることがより好ましい。配合量が０．１質量％未満であると添加効果が小さく、３０質量％を超えるとフィルムとの密着性が低下する傾向にある。
架橋剤としては、自己架橋性を有する化合物、カルボキシル基と反応する官能基を分子内に複数個有する化合物、多価の配位座を有する金属塩等を用いることができ、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、尿素化合物、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン基含有化合物、ジルコニウム塩化合物、シランカップリング剤等が好ましい。
これらの架橋剤は単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００２７】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、防炎性能を向上させるために難燃剤を配合してもよい。
難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系難燃剤、窒素含有化合物系難燃剤、シリコーン化合物系難燃剤等従来公知の難燃剤が何れも使用可能である。ハロゲン系難燃剤としては、ヘキサブロモシクロドデカン、テトラブロモビスフェノールＡ、ポリブロモビスフェニルエーテル類などが挙げられる。リン系難燃剤としては、リン酸エステル化合物、リン酸アンモニウム化合物、リン酸アミド化合物、リン酸メラミン化合物等が挙げられる。無機物系難燃剤としては、アンチモン化合物、亜鉛化合物、スズ化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物等が挙げられる。窒素含有化合物系難燃剤としては、トリメチロールメラミン、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどが挙げられる。シリコーン化合物系難燃剤としては、シリコーンエラストマー、シリコーンオイル類などが挙げられる。しかしながら、環境汚染問題への配慮からハロゲン系難燃剤やアンチモン化合物を含む難燃剤の使用は避けたほうがよい。
これらの難燃剤は単独で使用してもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００２８】
また、本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤には、その特性が損なわれない範囲で、顔料、耐候剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、安定化剤、湿潤剤、増粘剤、起泡剤、消泡剤、凝固剤、ゲル化剤、沈降防止剤、老化防止剤、軟化剤等を添加することができる。これらの種類は特に限定されない。
【００２９】
本発明のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤は、基材上に均一に塗工され、この後、加熱・乾燥することにより、基材上にインク受容層の被膜が形成される。塗工方法としては、マイヤーバー法、ディップコート法、はけ塗り法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、カーテンフローコート法、各種印刷法などが挙げられ、乾燥としては、熱風循環型のオーブンや赤外線ヒーターなどを用いる。乾燥温度としては、６０〜１４０℃が好ましい。乾燥時間は１５〜３０秒間行われる。このとき形成される受容層の厚さとしては５〜５０μｍが好ましく、１０〜４０μｍがより好ましく、２０〜３０μｍがさらに好ましい。５μｍ未満ではインクの吸収容量が不足する場合があり、一方、５０μｍを超えると強度が不足する場合がある。
【００３０】
基材としては、生分解性を有するシート状のものが好ましく、特に限定されるものではない。和紙、クラフト紙、ライナー紙、アート紙、コート紙、カートン紙等の紙類、ポリ乳酸系樹脂を用いた生分解性フィルムや、天然多糖類のキトサンを用いた生分解性フィルム等のフィルム類およびこれらのフィルムを用いた合成紙類、ポリ乳酸系樹脂繊維からなる織布、編布、不織布等の布帛等があげられる。各種基材は難燃処理や防湿処理、帯電防止処理等各種処理が施されていてもよい。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにのみ限定されるものではない。なお、各種の物性については以下の方法によって測定又は評価した。
【００３２】
（１）ポリ乳酸系樹脂の粒子径およびコロイダルシリカの粒子径（μｍ）
マイクロトラック粒度分布計ＵＰＡ１５０（日機装株式会社製、ＭＯＤＥＬ Ｎｏ．９３４０）を用い、数平均粒子径（ｍｎ）を求めた。
【００３３】
（２）受容層の厚さ
接触式膜厚計により、生分解性インクジェット記録媒体の全体の厚さを求め、その結果から基材の厚さを減じて求めた。
【００３４】
（３）インク受容層強度
テープ剥離により評価した。受容層上に粘着テープ（ニチバン社製ＴＦ−１２）を貼り付けた後、勢いよくテープを剥離し、受容層の剥がれ具合を下記の基準で評価した。
◎：粘着テープに付着した受容層の面積が１０％未満
〇：粘着テープに付着した受容層の面積が１０％以上、３０％未満
△：粘着テープに付着した受容層の面積が３０％以上、６０％未満
×：粘着テープに付着した受容層の面積が６０％以上
【００３５】
（４）印刷性
Ｃａｎｏｎ社製の、水性顔料タイプインク用のインクジェットプリンター（機種名：ＢＪ Ｆ８５０）で、色材として純正の水性顔料タイプインクを使用して印刷を行い、目視にてその印刷性を下記の基準で評価した。
〇：問題なく印刷されている
△：やや隣り合ったインクが混ざり合っている
×：インクが流れて混ざり合い実用的でない
【００３６】
（５）耐水性
上記（４）と同様の印刷を行い、印刷１０分後に印刷物を１分間流水中にさらした後のインクの流出の度合いを目視で観察し、下記の基準で評価した。
〇：流出が殆どない
△：流出が発生し、事実上支障有り
×：流出が著しく、事実上支障有り
【００３７】
基材の調製
Ｌ-乳酸９９．３％およびＤ-乳酸０．７％からなるポリ乳酸（融点１７２℃、ガラス転移点５７℃、重量平均分子量１４万）を常法によって溶融紡糸し、続いて延伸加工を行うことにより、ポリ乳酸からなるマルチフィラメント糸（２５０デシテックス／４８フィラメント）を得た。このポリ乳酸繊維を撚り数１２０回／ｍでS方向に撚糸した後、経密度５７本／吋、緯密度４６本／吋で１／１平組織の織物基材Ａを得た。
【００３８】
実施例１
６０．７ｇのコロイダルシリカ（日産化学工業社製、スノーテックス−ＨＳ−Ｌ、固形分濃度：３０．５質量％、数平均粒子径：１６５ｎｍ、以下「ＨＳ−Ｌ」と略称する）に、硫酸ナトリウムアルミニウムを０．９ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し５質量％）添加した。さらにポリ乳酸樹脂水性分散体（ユニチカ社製、ＬＡＥ−０１３Ｎ、固形分濃度：５２．０質量％、数平均粒子径：６００ｎｍ、以下「０１３Ｎ」と略称する）を１０．７ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し固形分が３０質量％）添加し、さらに水を２７．７ｇ添加することで固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−１を得た。
【００３９】
得られたインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を基材Ａの片面にフィルムアプリケータ−（安田精機製作所社製、５４２−ＡＢ）を使用して塗工し、その後、１２５℃で５分間乾燥することにより、基材に厚さ５μｍの受容層を形成した生分解性インクジェット記録媒体を得た。そして、この生分解性インクジェット記録媒体について、各種評価を行った。
【００４０】
実施例２
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、０１３Ｎの添加量を１７．８ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し０１３Ｎの固形分が５０質量％）とした以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−２を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４１】
実施例３
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムの添加量を１．３ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し７質量％）とした以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−３を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４２】
実施例４〜７
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムに替えて、硫酸アンモニウムアルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、乳酸アルミニウムを用いた以外は実施例１と同様にして、それぞれインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−４（実施例４）、Ｊ−５（実施例５）、Ｊ−６（実施例６）、Ｊ−７（実施例７）とした。これらを用いて各種物性の評価を行った。
【００４３】
実施例８
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、可塑剤（クエン酸トリブチルアセテート、田岡化学工業社製、ＡＴＢＣ、以下「ＡＴＢＣ」と略称する）を１．１ｇ（０１３Ｎの固形分に対し２０質量％）添加した以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｊ−８を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４４】
比較例１
インクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、０１３Ｎを単独で用いて固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−１を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４５】
比較例２
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、ＨＳ−Ｌを添加しなかった以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−２を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４６】
比較例３
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムを添加しなかった以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−３を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４７】
比較例４
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムに替えて酢酸リチウムを用いた以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−４を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４８】
比較例５
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、硫酸ナトリウムアルミニウムに替えて酢酸マグネシウムを用いた以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−５を作製し、各種物性の評価を行った。
【００４９】
比較例６
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、０１３Ｎの添加量を３５５．８ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し０１３Ｎの固形分が１０００質量％）とした以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−６を作製し、各種物性の評価を行った。
【００５０】
比較例７
実施例１のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤の調製において、０１３Ｎの添加量を３．６ｇ（ＨＳ−Ｌの固形分に対し０１３Ｎの固形分が１０質量％）とした以外は実施例１と同様にして固形分濃度２５．０質量％のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤Ｈ−７を作製し、各種物性の評価を行った。
【００５１】
実施例１〜８、比較例１〜７で得られた測定結果等を表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
実施例１〜８では、印刷性および耐水性に優れたものが得られた。特に、実施例８では可塑剤を添加したことでより結着性に優れた生分解性インクジェット記録媒体が得られた。
【００５４】
これに対し、比較例１、２はシリカを配合していないため印刷性に乏しいものになった。また比較例３は３価以上の水溶性金属塩が配合されていないため耐水性に乏しいものになった。比較例４、５は、金属塩が本発明の範囲外で、耐水性に劣っていた。比較例６はポリ乳酸系樹脂の配合量が本発明の範囲を超えるため、印刷性と耐水性に劣るものであった。比較例７はポリ乳酸系樹脂の配合量が本発明の範囲より少ないため、インク受容層の強度が劣るものであった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカと、シリカに対して５〜２００質量％のポリ乳酸系樹脂と、シリカに対して３〜１０質量％の３価以上の水溶性金属塩とを含有することを特徴とするインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
【請求項２】
３価以上の水溶性金属塩がアルミニウム塩であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
【請求項３】
ポリ乳酸樹脂に対して１〜５０質量％の可塑剤を含有することを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を生分解性基材に塗工してなる生分解性インクジェット記録媒体。
【請求項１】
シリカと、シリカに対して５〜２００質量％のポリ乳酸系樹脂と、シリカに対して３〜１０質量％の３価以上の水溶性金属塩とを含有することを特徴とするインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
【請求項２】
３価以上の水溶性金属塩がアルミニウム塩であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
【請求項３】
ポリ乳酸樹脂に対して１〜５０質量％の可塑剤を含有することを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録媒体用生分解性コーティング剤を生分解性基材に塗工してなる生分解性インクジェット記録媒体。
【公開番号】特開２００６−２６３９６１（Ｐ２００６−２６３９６１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８１６３４（Ｐ２００５−８１６３４）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]