説明

顔料インクジェットインク用透明塗工材料及び顔料インクジェット用被記録材

【課題】 金属等の基材との接着性に優れるのでプライマーを用いずに基材上にインク受容層を形成することができ、顔料インクとの接着性に優れるので多孔質構造でなくても印画性が良好であり、顔料インク中の水分を効率よく吸収することができるのでインクの滲みが抑制され、印画後、加熱乾燥することにより優れた耐水性及び耐摩擦性を発現することができる顔料インクジェットインク用透明塗工材料及びそれよりなるインク受容層を有する顔料インクジェット用被記録材を提供する。
【解決手段】 少なくとも1個のシラノール基及び親水性基を有する非水溶性ポリウレタンからなる水系接着剤を用いてなる顔料インクジェットインク用透明塗工材料。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属等の基材との接着性に優れるのでプライマーを用いずに基材上にインク受容層を形成することができ、顔料インクとの接着性に優れるので多孔質構造でなくても印画性が良好であり、顔料インク中の水分を効率よく吸収することができるのでインクの滲みが抑制され、インク受容層に顔料インクを印画後、加熱乾燥することにより耐水性及び耐摩擦性を発現することができる顔料インクジェットインク用透明塗工材料、及び、それを用いてなる顔料インクジェット用被記録材に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録法は、ノズルからインクを噴射して被記録材に付着させ記録する方式である。近年、電子スチルカメラやコンピュータの普及にともない、それらの画像を紙面等に記録するための技術が急速に発達したが、なかでもインクジェット方式は、フルカラー化が容易であり、印字騒音が低いこともあって、近年急速に発達しつつある。
【0003】インクジェット方式のインクとしては、溶剤型であると早期に乾燥してノズルがつまりやすく、また、溶剤型では人体への安全性に問題があるので、水性インクが一般に用いられている。
【0004】インクジェット方式に用いられる水性インクは、着色剤として顔料や染料又はその両者を用い、分散剤が水性であるインクである。なかでも、顔料インクは、染料インクと比較して耐候性に優れることから、屋外用途に最も適した材料として、看板等に用いられてきた。
【0005】しかし、顔料インクは、染料インクとは異なり、顔料成分が被記録材のインク受容層表面に残るので、顔料インクを用いる場合には、受容層表面に、顔料をトラップさせるための多孔質構造を必要とした。
【0006】この受容層が白色である場合は、シリカ、炭酸カルシウム等の多孔質材料を受容層中に混合させることで顔料をトラップさせることが可能であったが、受容層が透明である場合に用いることができる多孔質材料は、アルミナ水和物のみであった。しかしながら、このアルミナ材料を用いた場合に得られる受容層は、水中での耐摩擦性が弱く、インクが剥がれる等の問題点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に鑑み、金属等の基材との接着性に優れるのでプライマーを用いずに基材上にインク受容層を形成することができ、顔料インクとの接着性に優れるので多孔質構造でなくても印画性が良好であり、顔料インク中の水分を効率よく吸収することができるのでインクの滲みが抑制され、印画後、加熱乾燥することにより優れた耐水性及び耐摩擦性を発現することができる顔料インクジェットインク用透明塗工材料及びそれよりなるインク受容層を有する顔料インクジェット用被記録材を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも1個のシラノール基及び親水性基を有する非水溶性ポリウレタンからなる水系接着剤を用いてなる顔料インクジェットインク用透明塗工材料である。以下に本発明を詳述する。
【0009】本発明の顔料インクジェットインク用透明塗工材料(以下、透明塗工材料ともいう)は、少なくとも1個のシラノール基及び親水性基を有する非水溶性ポリウレタンからなる水系接着剤を用いてなるものである。
【0010】上記非水溶性ポリウレタンとしては特に限定されず、例えば、無黄変型のポリウレンタンを好適に用いることができる。上記無黄変型のポリウレンタンはポリオールと特定のイソシアネートとを反応させることにより得られるものである。上記ポリオールとしては特に限定されず、エーテル系ポリオール、エステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールを用いることができ、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリエステルアミドポリオール、アクリルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシアルカン、ひまし油、ポリウレタンポリオール、又は、それらの混合物等を挙げることができる。
【0011】上記イソシアネートとしては無黄変型の脂肪族ポリイソシアネートを用いることができ、例えば、HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)、IPDI(イソホロンジイソシアネート)、H−MDI(水素化4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート)、H−TDI(水素化トリレンジイソシアネート)、リジンジイソシアネート、イソポロビリデンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)等を挙げることができる。
【0012】上記非水溶性ポリウレタンは、少なくとも1個のシラノール基を有するものである。本発明の透明塗工材料は、非水溶性ポリウレタン中に接着性に優れるシラノール基を有することにより、多孔質材料を使用しなくとも顔料インクに対して良好な接着性を発現し、また、プライマーを用いなくとも金属等の基材に対しても良好な接着性を発現する。
【0013】上記非水溶性ポリウレタンは、更に、少なくとも1個の親水性基を有するものである。本発明の透明塗工材料は、非水溶性ポリウレタン中に親水性基を有することにより、顔料インク中の水分を吸収して、印画物の画質を向上することができる。上記親水性基としては特に限定されないが、エチレンキサイドであることが好ましい。親水性基としてエチレンオキサイドを導入することにより、顔料インク中の余分な水分をインク受容層が効率よく吸収し、インクの滲みが少ない良好な画像が得られる。
【0014】上記非水溶性ポリウレタンにおいて、その固形分の5〜15重量%がエチレンオキサイドであることが好ましい。5重量%未満であると、親水性基の効果が認められず、15重量%を超えると、インク吸収性は良好となるが、本来の塗膜の耐水性が低下し、水中での浸せき時の塗膜表面が膨潤し易くなる現象が認められる。
【0015】本発明の透明塗工材料は、無機微粒子を含有し、光透過率が70%以上であることが好ましい。上記無機微粒子は、吸水を補助又は促進するので、得られる透明塗工材料において顔料インクの乾燥性及び定着性を向上させる作用をする。上記無機微粒子としては、例えば、湿式シリカや乾式シリカ等のシリカ、炭酸カルシウム、アルミナ等を挙げることができる。これらは単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。上記無機微粒子の配合量としては、得られる透明塗工材料の光透過率が70%以上となる範囲であれば特に限定されない。本発明の透明塗工材料において、上記光透過率が70%未満であると、下地(基材)の模様等の判別が難しくなるので、透明塗工材料として使用することが困難になる。
【0016】本発明の透明塗工材料は、カチオン成分を含有していることが好ましい。なお、本明細書中、上記カチオン成分とは、カチオン性基を有する化合物を意味する。一般に、インクはアニオン性を示すので、透明塗工材料にカチオン成分が含まれていることにより、インク受容層へのインクの定着性が向上する。上記カチオン成分としては特に限定されず、例えば、アミン系材料、ポリアリルアミン等を挙げることができる。これらは単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。上記カチオン成分の配合量としては、得られる透明塗工材料の光透過率が70%以上となる範囲であれば特に限定されない。
【0017】本発明の透明塗工材料は、上述のような構成からなるので、プライマーを用いなくても基材と良好に接着し、基材と密着したインク受容層を得ることができる。本発明の透明塗工材料は、また、顔料インクとの接着性に優れるので、顔料による印画性が良好である。
【0018】本発明の透明塗工材料を、基材上に塗工してインク受容層を形成することにより、顔料インクジェット用被記録材を製造することができる。本発明の透明塗工材料を、基材上に塗工してなるインク受容層を有する顔料インクジェット用被記録材(以下、被記録材ともいう)もまた本発明の1つである。
【0019】本発明の被記録材に用いられる上記基材としては特に限定されず、例えば、金属、樹脂からなるもの等を挙げることができる。上記樹脂としては特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を挙げることができる。上記金属としては特に限定されず、例えば、鉄、アルミニウム等を挙げることができる。鉄等の酸化しやすい金属を上記基材として用いる場合は、防錆のためにめっき等を施すことが好ましい。これらは単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。また、上記樹脂及び金属からなる複合体も、上記基材として用いることができる。
【0020】上記インク受容層は、本発明の透明塗工材料を上記基材の表面に塗布することにより形成される。本発明の透明塗工材料を塗布する方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、グラビアコート法、グラビアリバースコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法、ナイフコート法、エアーナイフコート法、コンマコート法、スロットダイコート法、ディップコート法、スプレーコート法等を挙げることができる。このような方法を用いてインク受容層を設ける際には、同一組成からなるインク受容層を複数回重ねて形成してもよいし、異なる組成からなるインク受容層を複数回重ねて形成してもよい。
【0021】本発明の透明塗工材料を基材表面に塗布する際には、プライマーを用いずに本発明の透明塗工材料を基材に直接塗布することが好ましい。本発明の透明塗工材料は、上記のように基材との接着性に優れているので、プライマーを用いなくても、基材と密着したインク受容層を形成することができる。
【0022】上記インク受容層の厚みは、乾燥時の厚さで20〜100μmが好ましい。20μm未満であると、インク受容層にインクを確実に吸収させることが困難となることがあるので、インクジェット方式により良好な画像を形成できないことがある。100μmを超えると、塗工されたインク受容層の表面と内部とで乾燥速度が異なり、塗膜表面のみ先に硬化が進み塗膜内部は液体のままとなって、塗膜を指で押さえるとへこんだりすることがある。また、へこまない状態まで乾燥すると、表面が完全に硬化し、インクを吸収しなくなる。より好ましくは、乾燥時の厚さで、30〜80μmである。
【0023】本発明の被記録材に顔料インクにより印画を行う場合、インク受容層を常温で乾燥して被膜を形成後、接着性を有する未反応のシラノール基が存在している状態にて顔料インクを付着させる。未反応のシラノール基が存在している状態にて顔料インクを付着させることにより、従来のインク受容層に見られるような多孔質構造がなくても1液にて顔料インクとの接着性が良いので、良好に印画を行うことができる。
【0024】本発明の透明塗工材料を加熱により硬化させ、シラノール基を縮合させて完全になくすことにより、得られるインク受容層は、耐水性及び水中での耐摩擦性に優れたものとなるが、完全に硬化した後では、インク受容層と顔料インクとの接着性及び顔料インクのインク受容層への浸透性が悪くなる。そのため、本発明の被記録材に印刷を施す場合には、本発明の透明塗工材料を基材上に塗工後、インク受容層が完全に硬化するまでの間に顔料インクにて印画する。
【0025】本発明の被記録材に顔料インクにて印画後、例えば、100〜150℃に加熱して乾燥・硬化させることにより、インク受容層中のシラノール基が縮合し、本発明の被記録材に耐水性及び耐摩擦性を付与することができる。
【0026】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【0027】(実施例1)非水溶性ポリウレタンとして、シラノール基及びエチレンオキサイドを有する無黄変型のポリウレタンを用いて表1に示した組成を有する透明塗工材料を調製した。
【0028】
【表1】


【0029】基材として0.3mm厚のアルミ板を用いて、この表面に得られた透明塗工材料をドライで40ミクロン分塗布し、常温で2時間乾燥した後、顔料インクジェットプリンターにて写真画像を印画し、その後、120℃×20分間乾燥硬化させ、評価試料とした。上記の構成にて作製された被記録材の光透過率は、95%であった。なお、光透過率は得られた透明塗工材料をガラス板に塗布したものを用いて、輝度メーターにて測定した。
【0030】更に、得られた被記録材に対して市販の顔料インクジェット方式プリンター(エプソン社製:MC−2000)を用いて印画し、以下のような評価を行った。
[評価]
印画評価:日本規格協会の画像データN2A(JIS X 9201−1995準拠)を印画し、インクの滲みを目視で判定した。
耐水性試験:印画後、水中に3時間放置し、インクの流れがないか、目視で判定した。
耐摩擦性試験:印画後、水中に3時間放置し、水中で指で擦り、インクの流れがないか目視で判定した。
水中での表面状態確認:10分間浸水させて、表面状態が膨潤し、凹凸になるか目視で判定した。
【0031】(実施例2)実施例1に乾式シリカを添加した以外は実施例1と同様にして透明塗工材料(光透過率70%)を調製して、評価を行った。実施例2の透明塗工材料の組成を表2に示した。
【0032】
【表2】


【0033】(実施例3)実施例1にカチオン成分を添加した以外は実施例1と同様にして透明塗工材料(光透過率90%)を調製して、評価を行った。実施例3の透明塗工材料の組成を表3に示した。
【0034】
【表3】


【0035】(比較例1)ウレタンとしてXW−75−C240NA(武田薬品工業社製:EO量5重量%)を使用した以外は実施例1と同様にして透明塗工材料を調製して、評価を行った。
【0036】(比較例2)ポリウレタンとしてXW−75−C212NA(武田薬品工業社製:EO量15重量%)を使用した以外は実施例1と同様にして透明塗工材料を調製して、評価を行った。
【0037】(比較例3)ポリウレタンとしてXW−75−X35(武田薬品工業社製:EO量0%)を使用した以外は実施例1と同様にして透明塗工材料を調製して、評価を行った。
【0038】(比較例4)ポリウレタンとしてシラノール基を含まないものを使用した以外は実施例1と同様にして透明塗工材料を調製して、評価を行った。
【0039】(比較例5)エプソン社製純正OHP用紙である商品名ピクトリコ(アルミナ微粒子配合:多孔質構造)を用いて実施例1と同様に評価を行った。
【0040】(比較例6)実施例1で得られた透明塗工材料を用いて、120℃×20分で塗膜を乾燥後、インクジェットで印画した。これら実施例及び比較例の評価結果を表4に示した。
【0041】
【表4】


【0042】
【発明の効果】本発明の顔料インクジェットインク用透明塗工材料は、上述のような構成からなるので、プライマーなしでも基材と密着したインク受容層を形成することができる。また、本発明の顔料インクジェット用被記録材は、インク受容層が本発明の顔料インクジェットインク用透明塗工材料を塗工することにより形成されるので、接着性に優れ顔料インクによる印画性が良好である。更に、本発明の顔料インクジェット用被記録材を、印画後、加熱して乾燥・硬化させることにより、耐水性及び耐摩擦性にも優れたものとなる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】 少なくとも1個のシラノール基及び親水性基を有する非水溶性ポリウレタンからなる水系接着剤を用いてなることを特徴とする顔料インクジェットインク用透明塗工材料。
【請求項2】 親水性基は、エチレンオキサイドであり、かつ、非水溶性ポリウレタンの固形分中のエチレンオキサイドの含有量が5〜15重量%であることを特徴とする請求項1記載の顔料インクジェットインク用透明塗工材料。
【請求項3】 非水溶性ポリウレタンは、無黄変型ポリウレタンであることを特徴とする請求項1又は2記載の顔料インクジェットインク用透明塗工材料。
【請求項4】 無機微粒子を含有し、光透過率が70%以上であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の顔料インクジェットインク用透明塗工材料。
【請求項5】 カチオン成分を含有することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の顔料インクジェットインク用透明塗工材料。
【請求項6】 基材上に、請求項1、2、3、4又は5記載の顔料インクジェットインク用透明塗工材料を塗工してなるインク受容層を有することを特徴とする顔料インクジェット用被記録材。

【公開番号】特開2002−326447(P2002−326447A)
【公開日】平成14年11月12日(2002.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2001−133900(P2001−133900)
【出願日】平成13年5月1日(2001.5.1)
【出願人】(000005061)バンドー化学株式会社 (429)
【Fターム(参考)】