(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物において、強固な被記録層を持った活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物を提供することにある。【解決手段】  本発明の課題を解決するための手段は、水溶性モノマー、水溶性ポリマー、フィラー、ワックスを含有し、フィラーとして、平均粒子径が１０〜２０μｍであるフィラーをインキ組成物の固形分として１〜１０重量％含有する活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性モノマー、水溶性ポリマー、フィラー、及びワックスを含有し、前記フィラーとして、平均粒子径が１０〜２０μｍであるフィラーをインキ組成物の固形分として１〜１０重量％含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物。
【請求項２】
前記ワックスの含有量が、インキ組成物の固形分として０．１〜５重量％含有する請求項１に記載の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物。
【請求項３】
更に水を含有する請求項１または２に記載の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物。
【請求項４】
前記水溶性ポリマーが、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）エチレングリコールの誘導体、（ポリ）グリセリン、（ポリ）グリセリンの誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールプロパンの誘導体からなる群から選ばれた１つ以上の化合物である請求項１〜３の何れかに記載の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物を用いて印刷された光情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にインクジェット方式により記録するための被記録層を形成することができる活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物、並びに印刷された光情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ等により作成したデザイン画、画像や文字情報等を水性インクジェットプリンターにて印刷できる被記録層（インクジェット受理層とも呼ばれる）を有するＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＢＤ−Ｒ等の光情報記録媒体が販売されている。
【０００３】
ディスク表面にその被記録層を形成するための方法として、硬化した皮膜がインクジェットプリンターのインク（以後ジェットインクと表記する）を受容する性質を持つ活性エネルギー線硬化型インキ組成物をスクリーン印刷により塗布する方法がある（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
光情報記録媒体ではドライブに出し入れする際に、その表面を機器に擦りつけたり、爪で引っかいたりする可能性がある。その場合でも、被記録層が剥離しない強固さが必要である。
【０００５】
被記録層を強固にする方策としては、活性エネルギー線硬化型インキの構成要素であるモノマーに多官能性のものを使うことが考えられるが、この方法ではジェットインクの染み込みが遅くなるという欠点がある。
【０００６】
また、特定の水溶性モノマー、水溶性ポリマー、特定フィラーを配合したＣＤ、ＤＶＤ向け活性エネルギー線硬化型スクリーンインキの提案もされている（例えば、特許文献３及び４参照）。しかしながらこれらは、被記録層を強固にするには十分であるとは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３４４３５
【特許文献２】特開２００６−３２１０４７
【特許文献３】特開２００６−９７０１５
【特許文献４】特開２００６−２１３８４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物において、強固な被記録層を持った活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、活性エネルギー線硬化型インキ組成物において特定の原料を使用することにより、前記課題を解決するに顕著に効果を奏することを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、水溶性モノマー、水溶性ポリマー、フィラー、ワックスを含有し、フィラーとして、平均粒子径が１０〜２０μｍであるフィラーをインキ組成物の固形分として１〜１０重量％含有する活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物により、強固な被記録層を持った活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、水溶性モノマー、水溶性ポリマー及びワックスと、特定のフィラーを適量含有することで目的とする本発明の効果を奏するものである。
【００１２】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物に用いる水溶性モノマーとしては、２５℃において水と任意の比率で溶解し合うことのできる活性エネルギー線重合性のモノマーである。その例としては多価アルコールの（メタ）アクリル酸エステル、Ｎ-アルキルアミノアルコールの（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、Ｎ-アルキル（メタ）アクリル酸アミド、多価アルコールのビニルエーテルなどを挙げることができる。具体的には、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、Ｎ−（メタ）アクリルモルホリド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ,Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチルビニルエーテルなどを例示することができ、これらを単独で使用しても二種以上の混合物を使用しても良い。中でもＮ−アクリルモルホリドが硬化性に優れる点で好ましい。これらの水溶性モノマーは、本発明のスクリーンインキ組成物の固形分として２０重量％以上、より好ましくは４０重量％〜８０重量％の範囲で使用する。
【００１３】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物において、被記録層の強度や、ジェットインクの被記録層上でのセットの速度を向上させるために、添加するフィラーの選択が重要である。ここでインクがセットするとは、インクが被記録層に固着または定着し、指で擦ったくらいでは、指にインクが付かなくなる状態を指す。インクがセットしたディスクは重ねたり包装したりすることが出来るので、セットが速いことは印刷の作業性において重要である。
【００１４】
本発明に使用されるフィラーとしては有機または無機のフィラーが用いられる。具体的には、無機フィラーとしてはシリカ、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等が、有機フィラーとしてはリグニン、プロテイン、セルロース、コーンスターチ等の粉末や、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル、ポリアミド等の微粒子やこれらの架橋微粒子が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。これらのうちシリカ、または炭酸カルシウムが特に好ましい。
【００１５】
現在ＣＤ、ＤＶＤ等のスクリーン印刷は１０〜２０μｍ程度の厚みにて印刷されることが一般的であり、混入されるフィラーはその固定の為、平均粒子径が２０μｍを越えない事が必要であり、最大でも３０μｍ以下であることが望ましい。３０μｍを大きく越えるフィラーは皮膜表面からフィラーの先端が突出し、硬化スクリーンインキ皮膜中にフィラー自体を固定できない場合もある。基材がディスクの場合にディスク同士を重ね弱い振動を与えると、フィラーの先端や皮膜に固定されないフィラーがディスク表面に傷をつける場合があり、細かな多数の傷が付くと光学読み取りの障害となる可能性がある。
【００１６】
一方、平均粒子径が１０〜２０μｍのフィラーは、皮膜の強度やセットを向上させるのに効果がある。ただし、含有量が１０重量％を越えるとムラや抜けが発生し、印刷皮膜の外観が損なわれる。従って、本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物では、平均粒子径１０〜２０μｍのフィラーを固形分として１〜１０重量％の範囲で使用することが好ましい。また、これらのフィラーは１種のみを用いても２種以上を併用しても良い。
【００１７】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物に用いる水溶性ポリマーは、被記録層を形成する活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物の粘度、流動性等を整えてスクリーン印刷適性を向上させ、最終的に形成する被記録層のレベリングを改善する効果がある。また、フィラーの均一分散を助ける効果もある。なお添加量が多いほど被記録層表面はきれいになるが、多すぎるとインクジェットのセットが悪化する問題や、高温多湿条件にてベタつく等の問題がある。
【００１８】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物に用いる水溶性ポリマーとしては、ビニル化合物やアクリル化合物の重合物類、セルロース類等が挙げられ、具体的には、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が例示される。水溶性ポリマーの添加はスクリーンインキの流動性を向上させ、レベリングおよびスクリーン印刷適性を向上させるのに有効である。必要であれば流動性と共に粘度を上げ、有機・無機フィラー等の粉体原料の沈降を防ぎ、機上安定性や貯蔵安定性を向上させる。水溶性ポリマーとしては種々のものがあるが、できるだけ少量の添加で流動性付与や粘度向上などの高い効果を与えるものが、ジェットインクのセットを損わせることが無く有効である。これらの水溶性ポリマーの総量は、本発明のスクリーンインキ組成物の固形分として、０．３〜８重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲で使用する。
【００１９】
本発明に使用されるワックスの例としては、ポリエチレンワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナウバろう等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。これらのワックスの総量は、本発明のスクリーンインキ組成物の固形分として、０．１〜５重量％の範囲で使用することが好ましい。ワックスを使用することで皮膜の強度が向上するが、ワックスをインキ組成物中に入れすぎるとムラや抜けが発生し、印刷皮膜の外観が損なわれる。
【００２０】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーン組成物は、光重合開始剤を添加することに
より、紫外線硬化型スクリーンインキ組成物として用いることができる。
【００２１】
本発明のインキを硬化させるのに用いられる活性エネルギー線としては紫外線、電子線が挙げられるが、紫外線を使用する場合には該スクリーンインキ中に光重合開始剤を含有させる必要がある。電子線を発生する装置は一般に装置自体が高価であり、かつメンテナンスについても専門的な知識が必要である。故に活性エネルギー線硬化型インキの市場において、紫外線硬化型のインキが広く用いられている。
【００２２】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーン組成物に用いられる光重合開始剤、および増感剤の具体的な例としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、ベンゾフェノン、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−プロパン−１−オン、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、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、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル− ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ベンジルジメチルケタール、２，４，６−トリメチルベンゾフェノン、オリゴ［２−ヒドロキシ−２−メチル−１−（４−（１−メチルビニル）フェニル）プロパノン］、２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、［４−（メチルフェニルチオ）フェニル］フェニルメタノン、エチルアントラキノン、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等を挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２３】
これらの光重合開始剤を、本発明のスクリーンインキ固形分に０．３〜８重量％、より好ましくは１〜５重量％の範囲で使用する。開始剤が８重量％を越えると、余分な開始剤やラジカル発生後の形成物が密着性、硬度に悪影響を与える場合があり、０．３重量％未満では必要な光硬化性が得られない。
【００２４】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物には、水を添加しても良い。水を添加することで光重合開始剤の量を削減できる効果がある。添加した水は、印刷後光硬化に用いるＵＶランプから発生する熱で蒸発する。水が蒸発することで印刷物表面の酸素濃度が低下し、酸素による硬化阻害が生じにくくなり、少量の光重合開始剤でも硬化すると考えられる。水の添加量は、本発明のスクリーンインキ組成物の固形分に対し６〜３０重量％が好ましい。
【００２５】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物には、水溶性ポリマーとして、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）エチレングリコールの誘導体、（ポリ）グリセリン、（ポリ）グリセリンの誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールプロパンの誘導体からなる群から選ばれた１つ以上の化合物（以後、親水性化合物（Ａ）と表記）を添加しても良い。これらは、各々単独で用いても良いし、２つ以上組合せて用いても良い。
【００２６】
これらの親水性化合物（Ａ）の具体例としては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、メチル（ポリ）エチレングリコール、イソプロピル（ポリ）エチレングリコール、ブチル（ポリ）エチレングリコール、イソブチル（ポリ）エチレングリコール、ヘキシル（ポリ）エチレングリコール、２−エチルヘキシル（ポリ）エチレングリコール、アリル（ポリ）エチレングリコール、フェニル（ポリ）エチレングリコール、ベンジル（ポリ）エチレングリコール、ジメチル（ポリ）エチレングリコール、ジエチル（ポリ）エチレングリコール、ジブチル（ポリ）エチレングリコール、２，２−ビス（４−ポリオキシエチレン−オキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリ（ポリ）オキシエチレンエーテル、ペンタエリスリトール（ポリ）オキシエチレンエーテル、Ｎ−（ポリ）オキシエチレンエチレンジアミン、（ポリ）オキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、（ポリ）エチレングリコールグリセリルエーテル、（ポリ）エチレングリコールソルビトールエーテル、（ポリ）グリセリン脂肪酸エステル、（ポリ）グリセリンフェニルエーテルが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００２７】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーン組成物に用いる親水性化合物（Ａ）の含有量は、インキ組成物固形分の１〜８重量％が好ましい。親水性化合物（Ａ）の含有量が1重量％を下回るとインキ塗工後乾燥時のＣＤ、ＤＶＤの反りの現象が克服できず、親水性化合物（Ａ）の含有量が８重量％を上回ると皮膜が柔らかくなり傷つきやすくなる傾向にある。
【００２８】
更に、本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物には、染料固着剤を使用しても良い。該染料固着剤としてはカチオン系ポリアミン樹脂（ポリアミン骨格の重合物、共重合物に官能基として無機塩、有機塩の部位が導入されたもの）が、他のタイプの染料固着剤よりも有効である。この他のタイプの染料固着剤としてはアクリル酸骨格のオリゴマー、ポリマーにカチオン基を導入したものが挙げられる。これらの染料固着剤は、本発明のスクリーンインキ組成物の固形分として１〜１５重量％、より好ましくは３〜１０重量％の範囲で使用する。
【００２９】
また、本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物は、用途に応じて、非反応性化合物、消泡剤、レベリング剤、可塑剤、酸化防止剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、顔料、染料、レオロジー調製剤等を適宜併用することもできる。
【００３０】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキに配合される成分は安全性を考慮して選択することが好ましい。また本発明の紫外線硬化型スクリーンインキを光記録媒体に塗布する方法としては、スクリーン印刷法が適するがこれに限定されるものではなく、バーコート法、ブレードコート法、エアナイフコート法、ロールコート法等も用いることができる。
【００３１】
また、通常のオフセット印刷やフレキソ印刷により一般の印刷インキを用いた印刷と、本発明の紫外線硬化型スクリーンインキ組成物による印刷若しくはコーティング（塗布工程）を組み合わせることで、通常の絵柄や文字等が印刷された紙やプラスチック等の基材に対して、部分的にジェットインクによる記録が可能な領域を形成することができる。
【００３２】
オフセット印刷としては油性インキの利用が、フレキソ印刷としては水性フレキソインキの利用が可能である。また本発明の活性エネルギー線スクリーンインキ組成物を活性エネルギー線硬化型オフセットインキ又は活性エネルギー線硬化型フレキソインキと組み合わせて使用した場合、インライン工程により１パスでインクジェットにより記録可能な部分を有する印刷物（カードやディスク等）を作製することが可能となる。
【００３３】
例えば、オフセット印刷ユニット若しくはフレキソ印刷ユニットを有し、その後工程にスクリーン印刷ユニット、ロールコーターユニット若しくはフレキソコーターユニット等を有し、更にその後に紫外線照射装置若しくは電子線照射装置等の活性エネルギー線照射ユニットを有する印刷装置を用いることにより、一工程で本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物を用いて被記録層を有する印刷物を製造することができる。この方法によれば、例えばプラスチックフィルムの様な非吸収基材に、通常の絵柄や文字の印刷部分の他に、インクジェットにより記録可能な部分をも設けることが可能である。
【００３４】
尚、本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物は、必要に応じて溶剤を併用してもよいが、本発明の効果を顕著に発現するには有機溶剤を使用しない事が好ましい。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
【００３６】
被記録層を形成する活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物の実施例１〜６を表１に、比較例１及び２を表２に示す配合により調整した。
【００３７】
ヒドロキシプロピルセルロースは一般に粉末状であり、水溶性モノマーに完全に溶解させるのには時間を要する。よって、まず分散攪拌機により水溶性ポリマーを水溶性モノマー、若しくは、水溶性モノマーと水の混合液体に完全に溶解するまで攪拌した。溶け残った粉状のポリマーが無いことを確認した後に他の原料を投入した。原料をすべて投入し終えた後、回転速度を３０００ｒｐｍで各サンプルとも１０分間攪拌を行った。攪拌終了後は豊栄精工製グラインドメーターにて分散度を確認して、分散度が２０μｍ以下になっていない場合には攪拌を継続した。
【００３８】
表１及び表２には、実施例及び比較例のインキ組成物の評価結果を示す。
【００３９】
〔ディスクへの印刷〕
得られたインキ組成物をＣＤ上にスクリーン印刷し、ＵＶランプを当てて硬化させ、評価用のサンプルを作製した。印刷条件、ＵＶランプの照射条件は、以下の通りである。
スクリーン：３８０メッシュ
印刷膜厚：約１０μｍ
ＵＶランプ：メタルハライドランプ
ＵＶ照射量：２００ｍＪ／ｃｍ２
【００４０】
〔皮膜強度：評価基準〕
被膜の硬さを測定するため鉛筆硬度を測定した。測定は、荷重を５００ｇへ変更した他は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−４に従って行った。
◎：非常に硬い（鉛筆硬度でHB以上）
○：実用上問題ない硬さ（鉛筆硬度でＢ又は２Ｂ）
×：実用上問題ある（鉛筆硬度で３Ｂ以下）
【００４１】
〔スクリーン印刷後の外観：評価基準〕
スクリーン印刷直後に印刷表面の外観を目視で判定した。
○：表面が平滑で、ムラ、抜けなどが無い。
△：表面に凹凸が見られるが、実用上問題は無い。
×：表面の凹凸が多く、抜けがあり、実用上問題となる。
【００４２】
〔被記録層の反り：評価用サンプル作成〕
得られたインキ組成物を厚さ２５μｍのＰＥＴフィルム上に、膜厚が約２５μmとなるようにアプリケータを使って塗布した。塗布物に２００ｍＪ／ｃｍ２のメタルハライドランプを当てて硬化させ、反り評価用のサンプルを作製した。
【００４３】
〔被記録層の反り：評価基準〕
作製したサンプルを２２℃湿度５０％の環境に２４時間置いてなじませた後、５５℃の乾燥機に入れた。１０分後に反りの程度を目視で判定した。
◎：まったく反らない
○：フィルムの端が持ち上がる程度に反る
×：フィルムがくるまる程度に反る
【００４４】
尚、平均粒子径測定法としては、日立製作所製操作型電子顕微鏡Ｓ−３４００Ｎを用い測定した度数分布の状況から算出した。
【００４５】
【表１】
2015232087.tif 000002
【００４６】
【表２】
2015232087.tif 000003
表１、２中の数値は重量部である。
表１、２に示す諸原料及び略を以下に示す。
・Ｎ−アクリルモルホリド：ＫＪケミカルズ株式会社製
・ポリエチレングリコールアクリレート：ｎ数＝９
・ポリエチレングリコールジアクリレート：ｎ数＝９
・ヒドロキシプロピルセルロース： ＨＰＣ−Ｌ、日本曹達株式会社製
・消泡剤：ＴＥＧＯ  ＦＯＲＭＥＸ  Ｎ、Ｅｖｏｎｉｋ社製
・４−メトキシフェノール：貯蔵安定剤、東京化成工業株式会社製
・１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン：ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４、ＢＡＳＦ社製
・コーンスターチ：数平均粒子径１５μｍ
・炭酸カルシウム：重質炭酸カルシウム、数平均粒子径４μｍ
・ワックスＡ：ポリエチレンワックス、数平均粒子径５μｍ
・ワックスＢ：ポリエチレンワックス、数平均粒子径７μｍ
【００４７】
実施例に述べる活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物では、スクリーン印刷後の外観を損なうことなく、被記録層の皮膜強度を向上させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーンインキ組成物によりＣＤやＤＶＤ等の表面に印刷したスクリーン印刷皮膜の強度、皮膜外観の向上による利便性が図れ、類似した非吸収基材の被記録層を持つ各種光情報記録媒体へも展開され得る。