(57)【要約】【課題】  紫外線硬化型スクリーンインキ組成物において、特別反応性の良い多官能のモノマーを使用せずとも、光重合開始剤を少量添加する事により、スクリーン印刷皮膜の乾燥性、平滑性及びインクジェット印字品質を兼ね備えた紫外線硬化型スクリーンインキ組成物を提供する。【解決手段】  本発明は、紫外線硬化型インキ組成物に事前に水を添加することにより、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、光重合開始剤、及び水を含有する紫外線硬化型スクリーンインキ組成物。【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、光重合開始剤、及び水を含有することを特徴とする紫外線硬化型スクリーンインキ組成物。
【請求項２】
前記水の含有量が、インキ組成物の６〜３０重量％である請求項１に記載の紫外線硬化型スクリーンインキ組成物。
【請求項３】
前記フィラーの粒径が８μｍ以下である請求項１又は２に記載の紫外線硬化型スクリーンインキ組成物。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１つに記載の紫外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紫外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紫外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】
近年、健康に対する化学物質の影響を危惧する声が高まっており、印刷インキに対しても、健康を損なう恐れのある原料はできるだけ使用を控えるよう求められている。紫外線硬化型インキ組成物の中には、光重合開始剤が含まれている。光重合開始剤として多数の種類のものが使用されているが、その中には、人体に対して有害性が疑われる物質もある。また、光重合開始剤は比較的低分子であり、印刷物の表面を触ると指に付着したり、幼児が印刷物を舐めると人体に取り込まれたりする恐れもある。従って、たとえ有害性が確認されていなくても、光重合開始剤を多量に使用することは好ましくない。
【０００５】
一般に、紫外線硬化型インキ組成物中の光重合開始剤の含有量を減らす手段としては、反応性の良い多官能のモノマーを使用する方法が知られている。しかし、インクジェットの被記録層を形成する紫外線硬化型インキ組成物にこの方法を適用すると、皮膜が硬くなりすぎ、ジェットインクが染み込みにくくなるという問題を抱えている。
【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、光重合開始剤の添加量を削減させるに十分であるとは言えない。
【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、紫外線硬化型スクリーンインキ組成物において、特別反応性の良い多官能のモノマーを使用せずとも、光重合開始剤を少量添加する事により、スクリーン印刷皮膜の乾燥性、平滑性及びインクジェット印字品質を兼ね備えた紫外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、紫外線硬化型インキ組成物に事前に水を添加することにより、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、光重合開始剤、及び水を含有する紫外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】
本発明の紫外線硬化型スクリーンインキ組成物により、スクリーン印刷皮膜の乾燥性、平滑性及びインクジェット印字品質を兼ね備えた紫外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、フィラー、光重合開始剤、及び水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】
本発明の紫外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％以上であり、より好ましくは４０重量％〜８０重量％の範囲で使用する。
【００１３】
本発明の紫外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紫外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、高温多湿条件にてフィルム表面がベタつく等の問題がある。
【００１４】
本発明の紫外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性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。
【００１５】
本発明の紫外線硬化型スクリーンインキ組成物において、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。更に、印刷皮膜の外観の平滑性の目安となるムラや抜けの軽減、及びインクジェットの印字品質向上の点で、より好ましくは０．５μｍ以上８μｍ以下である。８μｍを超える比較的大きなフィラーを使用すると、ムラや抜け、インクジェットの印字品質がやや劣る傾向にある。
【００１８】
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。これらのフィラーのインキ中における含有量は、固形分として５〜６０重量％、さらには１０〜５０重量％であることが好ましい。これらのフィラーの含有量が少なくなりすぎると、ジェットインクのセットが遅くなる。また含有量が多くなりすぎると、皮膜がもろくなる。
【００１９】
本発明の紫外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。
【００２０】
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の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。
【００２１】
本発明の紫外線硬化型スクリーンインキ組成物では、事前にインキ組成物中に水を添加することが必須である。即ち、前記水溶性モノマー、水溶性ポリマーを混合し、水を添加した後これら混合物が溶解するまでミキサーで攪拌する。その後、消泡剤、レベリング剤、光重合禁止剤、光重合開始剤、フィラーを順次加え攪拌し、インキ組成物を得る。
紫外線硬化型インキの硬化反応において、酸素は硬化反応を阻害することが知られており、本発明の紫外線硬化型インキ組成物中に事前に添加した水は、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ものと考えられる。水を含有しない場合、必要となる光重合開始剤は、インキ組成物固形分の１〜１０重量％であるのに対し、インキ組成物の例えば１０重量％の水を添加した場合、光重合開始剤の添加量は、インキ組成物固形分の０．３〜８重量％で充分となる。
【００２２】
更に、本発明の紫外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。
【００２３】
また、本発明の紫外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、滑剤、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。
【００２４】
本発明の紫外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。
【００２５】
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の可能な領域を形成することができる。
【００２６】
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。また本発明の紫外線スクリーンインキ組成物を紫外線硬化型オフセットインキ又は紫外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。
【００２７】
例えば、ＵＶインキ用の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
、その後工程にロータリースクリーンユニット、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
紫外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。
【００２８】
尚、本発明の紫外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】
【００２９】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
【００３０】
被記録層を形成する紫外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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
〔ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）の溶解時間：評価方法〕
ＨＰＣの溶解の確認は、ヘラを使って混合物をガラス板上に薄く引き伸ばして確認した。未溶解物が残っていれば、ガラス板上に伸ばした透明なインキ中に、白いツブが確認される。ツブが無くなるまで攪拌を続け、溶解するまでの時間を測定した。
【００３４】
〔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
【００３５】
〔スクリーン印刷後のベタツキ：評価基準〕
スクリーン印刷直後に印刷表面を指で触り、ベタツキの程度を判定した。
○：ベタツキが無い。
△：指を滑らせると少し引っかかるが、指の跡は残らない。
×：ベタツキがある。触った跡が残る。
【００３６】
〔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。
【００３７】
〔インクジェット印字品質：評価基準〕
スクリーン印刷後のＣＤに、インクジェットプリンター（Ｃａｎｏｎ社製  型番：ＭＰ６３０）で印字し、印字状態を目視で判定した。
○：線のニジミや、ベタ部の色ムラなどが無い。
△：多少のニジミや色ムラが見られるが、実用上問題は無い。
×：ニジミや色ムラが多く、実用上問題となる。
【００３８】
【表１】
2015013948.tif 000002
【００３９】
【表２】
2015013948.tif 000003
表１及び表２中の数値は重量部である。
表１及び表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：興人フィルム＆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  Ｔｅｇｏ  Ｃｈｅｍｉｅ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：アルキルフェノン系光重合開始剤
ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４、ＢＡＳＦ社製
・炭酸カルシウム：重質炭酸カルシウム、数平均粒径３μｍ及び９μｍ
・シリカ：湿式合成シリカ、数平均粒径４μｍ及び１１μｍ
【００４０】
実施例に述べる紫外線硬化型スクリーンインキ組成物では、ヒドロキシプロピルセルロースは３０分で溶解し、スクリーン印刷直後の印刷表面の外観、及びインクジェット印字品質は良好、若しくは実用上問題ない程度であった。
【００４１】
インキ組成物に予め水を含有しない比較例においては、ヒドロキシプロピルセルロースは溶解するまで６０分を要し、光重合開始剤を減量している為に比較例１ではスクリーン印刷直後の印刷表面は硬化不足でベタツキが残る傾向が確認された。比較例２では、硬化性を向上させる目論みに２官能モノマーを増量したが、インクジェット印字品質にニジミや色ムラが多く確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の紫外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乾燥性、平滑性及びインクジェット印字品質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。