JP4922016B2 - インク受容層形成用印刷インキおよびそれを用いたインクジェット被記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキおよびそれを用いてインク受容層を形成してなるインクジェット被記録媒体に関し、詳しくは、インクジェット記録用の吐出インクの隠蔽性、乾燥性、発色性、定着性、耐水性に優れるインク受容層を形成できるインク受容層形成用印刷インキおよびそれを用いたインクジェット被記録媒体に関する。

近年、普及しているインクジェット記録方式においては、ノズルから射出された吐出インクの液滴を速やかに吸収し、定着させるために、支持体上にインク受容層を形成した被記録媒体が用いられることが多い。特にポリオレフィン樹脂等の樹脂材料を用いた支持体の場合はインク受容層の構成が重要である。

特に、吐出インクに対する濡れ性、乾燥性、定着性、発色性、耐水性、耐滲み性等に優れたインクジェット被記録媒体のインク受容層として、数平均分子量１０００以上の乳化剤、ポリエチレンイミン等の乳化活性を有する水溶性高分子、あるいは分散剤を含有するものが挙げられるが（下記特許文献１参照）、より優れた上記特性を有するものが求められていた。

また、吐出インクに対する乾燥性、定着性、発色性をさらに向上させるために、シリカ、アルミナ、アルミナ水和物、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機微粒子を含有するインク受容層も挙げられる（下記特許文献２参照）。

しかしながら、上記無機微粒子のうちシリカは、吐出インクの吸収性向上に寄与するものの、吐出インク中の染料の定着性が十分でないという問題があり、アルミナ、アルミナ水和物、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムは、表面積が小さいため、受容層形成時のインクの乾燥性が十分でないという問題があった。

特開平９−１７６５６０号公報 特開２００２−３２１４４５号公報

本発明は、インクジェット記録用の吐出インクに対する隠蔽性、乾燥性、発色性、定着性、耐水性に優れるインク受容層を形成できるインク受容層形成用印刷インキおよびそれを用いたインクジェット被記録媒体を提供することを目的とする。

（１）本発明のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキは、固形成分として、少なくともメタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体、およびカチオン性ポリマーを含有することを特徴とする。

そして、前記カチオン性ポリマーが、ポリエチレンイミンであることを特徴とする。

（２）前記メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体と、前記カチオン性ポリマーとの重量比率が、１：２〜１：１０であることを特徴とする前記（１）記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキ。

（３）澱粉を含有することを特徴とする前記（１）または（２）に記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキ。

（４）さらにメタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体以外の無機微粒子を含有することを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれか一項に記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキ。

（５）前記（１）乃至（４）のいずれか一項に記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキを支持体に塗布して、少なくとも一層のインク受容層を形成してなるインクジェット被記録媒体。

（６）前記（１）乃至（４）のいずれか一項に記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキにエポキシ樹脂を添加し、支持体へ塗布して、少なくとも一層のインク受容層を形成してなることを特徴とする前記（５）記載のインクジェット被記録媒体。

（７）前記エポキシ樹脂が、３、４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’、４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートであることを特徴とする前記（６）記載のインクジェット被記録媒体。

本発明のインク受容層形成用印刷インキは、インクジェット記録用の吐出インクに対する隠蔽性、乾燥性、発色性、定着性、耐水性に特に優れるインク受容層を形成できる。

本発明のインク受容層形成用印刷インキは、固形分として少なくともメタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体、およびカチオン性ポリマーを含有する。

本発明に使用するメタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体は、化学式Ａｌ_２Ｏ_３・ＭｇＯ・２ＳｉＯ_２・ｘＨ_２Ｏで表される。平均粒子径は１〜２μｍのものが好ましい。メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体は、酸化アルミニウムや酸化マグネシウムに比べて比重が小さいため、水、アルコール類等の通常インク受容層形成用印刷インキに使用される溶媒への分散性が高く、長時間懸濁状態を保てるため、受容層形成時の塗布性が向上する。また、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体はシリカと同様の比表面積を有するため、インク受容層のインク吸収性が優れ、乾燥性、発色性に優れる。

本発明に使用するカチオン性ポリマーは、インク受容層においてインクジェット記録用吐出インクと反応し、吐出インクを不溶化させて定着させる作用を有する。前記カチオン性ポリマーとしては、ポリエチレンイミンを用いるのが、吐出インクの定着性に特に優れ、好ましい。

本発明のインク受容層形成用印刷インキは、上記メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体およびカチオン性ポリマーを併用することにより、インク受容層のインクジェット記録用吐出インクに対する定着性が向上し、インクジェット記録後にインクジェット被記録媒体を水洗してもインクの流れ落ちが防止できる。

本発明において、上記メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体およびカチオン性ポリマーの配合比率は、重量比で１：２〜１：１０の範囲であるのが好ましい。メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体の配合量が多すぎるとインク受容層形成時の支持体への接着性が低下し、少なすぎるとインク受容層にブロッキングが生じて、インク受容層の形成が難しくなる。

本発明のインク受容層形成用印刷インキは、米、麦類、芋類等から得られる澱粉を含有するのが好ましい。澱粉を含有することにより、インク吸収性が向上する。なお、上記メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体と澱粉との配合量を調整し、上記メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体による吐出インクの乾燥性を向上させる一方、澱粉による隠蔽性の低下により、裏刷りの手法に適切なインク受容層を形成することも可能である。

本発明のインク受容層形成用印刷インキは、さらにメタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体以外の無機微粒子、即ちシリカ、アルミナ、アルミナ水和物、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等を含有しても良い。メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体とそれ以外の無機微粒子の比率を変化させることにより、インク受容層の透明性やインク受容層形成時のタック感の調整を行うことができる。ただし、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体以外の無機微粒子の配合比率は、本発明の作用を効果的に発現させるために、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体とそれ以外の無機微粒子の総量に対し、少なくともメタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体が６重量％を超えるのが好ましい。また、上記メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体以外の無機微粒子の平均粒子径は０．５〜１２μｍの範囲であるのが好ましい。

本発明のインク受容層形成用印刷インキは、支持体へ塗布し、インク受容層を形成するために、上記各成分を溶媒に公知の方法を用いて分散、溶解させて製造される。使用される溶媒としては、インク受容層形成用に一般に使用されるアルコール類などの溶媒が挙げられ、混合溶媒を使用しても良いが、好ましくはＩＰＡを使用するのが良い。

本発明のインク受容層形成用印刷インキには、上記成分に加えて、本発明の作用を阻害しない範囲で、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、分散助剤、消泡剤、防腐剤、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤等の公知の添加剤を加えても良い。

本発明のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキを支持体に塗布して、少なくとも一層のインク受容層を形成し、インクジェット被記録媒体とする。

本発明のインクジェット被記録媒体において、上記インクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキによるインク受容層は一層であっても、２層以上であってもよく、また２層以上のインク受容層を形成するうち上記インクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキによるインク受容層以外のインク受容層があっても良い。また、本発明のインク受容層形成用印刷インキによるインク受容層を２層以上形成する場合、本発明の範囲内でインク受容層形成用印刷インキ中の各成分の配合割合が異なっていても良い。

本発明のインクジェット被記録媒体においては、上記インクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキにエポキシ樹脂を添加した後、支持体へ塗布して、少なくとも一層のインク受容層を形成するのが好ましい。エポキシ樹脂を添加することにより、インク受容層の耐水性が向上する。なお、画像の鮮明性の点からは、エポキシ樹脂を添加したインク受容層の上にエポキシ樹脂を添加しないインク受容層を組み合わせた多層構成とするのが好ましい。特に、上記エポキシ樹脂として、３、４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’、４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートを用いるのが好ましい。

本発明のインクジェット被記録媒体において、インク受容層の総厚みは、乾燥厚みで５〜２０μｍが好ましい。インク受容層の総厚みが小さすぎると、インク吸収量が不足し、大きすぎると支持体への接着性が低下してインク受容層の形成が難しくなる。このうち本発明のインク受容層形成用印刷インキによるインク受容層の厚みは、本発明の作用を発現させるために、少なくとも１０μｍ以上あるのが好ましい。

本発明のインクジェット被記録媒体において、インク受容層の形成は、上記インク受容層形成用印刷インキをグラビアコート法、リバースコート法、ダイコート法、バーコート法等の公知のコーティング方法により支持体上に塗布することにより行われる。また、塗布前に必要に応じ、表面処理等を行っても良い。

本発明のインクジェット被記録媒体には、上記インク受容層のほかに、保護層や帯電防止層等の他の層を形成しても良い。

本発明のインクジェット被記録媒体に使用する支持体は、インクジェット被記録媒体に一般に使用されるポリオレフィンフィルムやポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムや、塗工紙、不織紙等が挙げられるが、特にプラスチックフィルムを支持体とする場合に本発明の作用が効果的に現れる。

以下に試験例、実施例を用いて、さらに本発明を詳細に説明するが、本発明はその範囲に限定されない。

下記に示す各成分を用い、表１に示す配合割合で、各成分を攪拌機を用いてプロペラ攪拌により１０分攪拌混合し、実施例１、２、比較例１、２のインク受容層形成用印刷インキを作成した。

・カチオン性ポリマー（ポリエチレンイミン）
株式会社日本触媒製 「エポミン Ｐ−１０００」
・メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体
富士化学工業株式会社製 「ノイシリン ＵFＬ_２」
・澱粉
島田化学工業株式会社製 「ミクロパール F」
・溶媒
ＩＰＡ
ポリエチエレンワックス
クラリアント製 「セリダスト ＶＰ３６２０」

試験例１
実施例１、２、比較例１、２のインク受容層形成用印刷インキに、エポキシ樹脂として３、４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’、４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート（ダイセル化学工業株式会社製、セロキサイド２０２１P）を表１に示す配合で添加し、コロナ処理により表面処理した透明ポリプロピレンフィルム表面に１２０ｌ／ｉｎｃｈ、５０μｍのダイレクト版でグラビアコート法で印刷し、５０度で一日放置して乾燥硬化させ、乾燥厚み１２μｍのインク受容層を形成した。さらに、インクジェットプリンター（セイコーエプソン社製、ＰＭ７７０）を用いてインク受容層に対し、４色の絵柄を印刷し、その結果を目視で観察、比較した。その結果、カチオン性ポリマーのみの比較例１はブロッキングが生じてインク受容層の形成が難しくなり、カチオン性ポリマーと澱粉を配合した比較例２は吐出インクの吸収は早くなるものの滲みが発生し、また隠蔽性、発色性に劣って画像の鮮明さが低いものであった。一方、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体を配合した実施例１、２は、吐出インクの隠蔽性、発色性が優れ、鮮明な画像が得られた。

実施例１、２、比較例１、２と同様に上記に示す各成分、および無機微粒子として表３に示す成分を用い、表２に示す配合割合で、各成分を実施例１、２、比較例１、２と同様に攪拌混合し、インク受容層形成用印刷インキを作成した。さらに、該インク受容層形成用印刷インキにエポキシ樹脂として３、４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’、４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート（ダイセル化学工業株式会社製、セロキサイド２０２１P）を表２に示す配合で添加し、コロナ処理により表面処理した透明ポリプロピレンフィルム表面に１２０ｌ／ｉｎｃｈ、５０μｍのダイレクト版でグラビアコート法で印刷し、５０度で一日放置して乾燥硬化させ、３層構成の乾燥厚み１２μｍのインク受容層を形成してインクジェット被記録媒体とした。なお、上記エポキシ樹脂の添加は1層目のみとした。（実施例３、比較例３〜６）。

試験例２
実施例３、比較例３〜６のインクジェット被記録媒体について、インクジェットプリンター（セイコーエプソン社製、ＰＭ７７０）を用いてインク受容層に対し、デザインとしてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれのインクを四角形の印刷柄で印刷し、さらにブラックの色相で縦１ｃｍ×横３ｃｍのバーコード柄と１ｃｍ^２の2次元バーコードを印刷した。その結果を下記の試験例に基づいて評価した。

（１）隠蔽性
インク受容層に印刷した印刷柄の濃度を透過濃度計（グレタグＤ２００−ＩＩ）を用いて測定した。

（２）滲み性
１．インク受容層に印刷したバーコード柄を目視で下記に基づいて、評価した。
○：滲みがなく、鮮明な印刷である。
△：一部に滲みが発生している
×：全面に滲みが発生している。

２．インク受容層に印刷した二次元バーコード柄が読み取れるか目視で下記に基づいて、評価した。
○：読み取ることができる。
×：読み取ることができない。

（３）定着性
インク受容層に印刷したバーコード柄上を、ＪＩＳ−Ｌ−０８２３に準拠して染料堅牢度試験用摩擦試験機を用い、バーコード柄印刷面を上にして固定した実施例３、比較例３〜６のインクジェット被記録媒体に、２００ｇの摩擦子に摩擦用白綿布（カナキン3号）を摩擦子摺動面に当て摩擦布押さえで白綿布を押さえ固定したものを接触させ、１００ｍｍのストロークで１０往復／分の速さで連続摺動させてバーコード柄印刷面の摩擦抵抗を測定した。１０往復したときの綿布へのブラック部の付着を目視で下記の基準に基づき、評価した。
○：付着していない。
△：部分的に付着している。
×：下地が見えている。

（４）乾燥性
インク受容層に、吐出インクを印刷した３０秒後、および２分後にそれぞれガーゼを印刷面に接触させ、色の付着の有無を目視で下記の基準に基づき、評価した。
○：３０秒後に色の付着がない。
△：３０秒後には色の付着があるが、２分後にはない。
×：２分後でも色の付着がある。

（５）発色性（鮮明性）
インク受容層に印刷した印刷柄のブラック部の濃度を分光光度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ）を用いてＬ＊を測定した。

（６）耐水性
インク受容層に印刷後の実施例３、比較例３〜６のインクジェット被記録媒体を水で２０秒間洗い流し、その後のブラック部の滲みの発生を目視で下記の基準に基づき、評価した。
○：ほとんど滲みがない。
△：部分的に滲みが発生している
×：全面に滲みが発生している。

試験結果を表４に示す。

本発明のインク受容層形成用印刷インキにより形成されるインク受容層は、インクジェット記録用の吐出インクの隠蔽性、乾燥性、発色性、定着性、耐水性に優れるため、インクジェット被記録媒体のインク受容層形成用として好適に使用できる。

Claims (7)

1. 固形成分として、少なくともメタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体、およびカチオン性ポリマーであるポリエチレンイミンを含有することを特徴とするインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキ。
2. 前記メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体と、前記カチオン性ポリマーとの重量比率が、１：２〜１：１０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用のインク受容層形成用印刷インキ。
3. 澱粉を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキ。
4. さらに前記メタケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉体以外の無機微粒子を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキを支持体に塗布して、少なくとも一層のインク受容層を形成してなるインクジェット被記録媒体。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用のインク受容層形成用印刷インキにエポキシ樹脂を添加し、支持体へ塗布して、少なくとも一層のインク受容層を形成してなることを特徴とする請求項５記載のインクジェット被記録媒体。
7. 前記エポキシ樹脂が、３、４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’、４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートであることを特徴とする請求項６記載のインクジェット被記録媒体。