JP2693259B2 - 紫外線硬化型インキ組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、紫外線硬化後に高光沢の被膜を形成し、各
種プラスチックのみならず無機素材との密着性にも優れ
た紫外線硬化型インキ組成物に関する。

（従来の技術） 従来より、いくつかの紫外線硬化型インキは、固形分
の割合が高く、仕上がり感が豪華で、乾燥に必要なエネ
ルギーを低減し、低温での速硬化性を備えるため作業能
率の向上化が図れ、大気汚染を防止し、また作業環境を
改善する等種々の利点から注目され、開発実用化された
ものは、紙に対するのみならず広範にプラスチック及び
無機素材の表面用の印刷に用いられている。

また、これら従来の紫外線硬化型インキのほとんど
は、低分子量の光重合性オリゴマーと反応性希釈剤だけ
を当該インキの樹脂成分として使用するものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の紫外線硬化型インキは揮発分を
含まず、紫外線硬化によって樹脂化する成分がほぼ100
％であり、蒸発乾燥工程を経ずに速やかな硬化性が確保
される一方、素材に対するインキの密着範囲は必ずしも
広くないので、素材の種類によって異なった適当なイン
キを選別使用しなければならないのが現状である。

また、これらの紫外線硬化型インキのほとんどは、低
分子量の光重合性オリゴマーと反応性希釈剤だけを当該
インキの樹脂成分として使用しているため、硬化する時
のインキの収縮により、インキと素材との間に剥離応力
が作用したり、インキが素材と密着する場合においても
素材の変形が著しいという問題があった。これらに加え
て、光沢度を兼ね備えた被膜を形成する改良インキの開
発が望まれているのが現状である。

従って、本発明の目的は、これら従来のインキの欠点
を全て解消した広範な素材に適用できる、優れた特性を
有する新規な紫外線硬化型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） 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究の結
果、スチレン系樹脂、反応性希釈剤、紫外線重合開始剤
を一定の割合で配合し、これをインキ組成物の主成分と
して用いることにより、驚くべき相乗効果が発揮できる
ことを見い出し、本発明を達成するに至った。

すなわち本発明は、紫外線により硬化するインキ組成
物であって、自己光架橋生を有さない軟化点70℃以上の
スチレン系樹脂、好適にはポリスチレン樹脂、ポリα−
メチルスチレン樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチ
レン共重合樹脂、スチレン変性ポリテルペン樹脂から成
る群より選ばれる少なくとも１種以上のスチレン系樹脂
20〜60重量％、硬化成分としての分子量1000以下のカル
ボキシル基を含有しない反応性希釈剤10〜40重量％、紫
外線重合開始剤１〜10重量％からなる配合物を主成分と
し、必要に応じて光重合性オリゴマーおよび、顔料、消
泡剤、レベリング剤を配合した紫外線硬化型インキであ
る。

以下本発明についてその構成にもとづき説明する。

本発明の紫外線硬化型インキにおいて使用される自己
光架橋性を有さない軟化点70℃以上のスチレン系樹脂と
しては、例えばポリスチレン樹脂、ポリα−メチルスチ
レン樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合
樹脂、スチレン変性ポリテルペン樹脂等の紫外線重合性
樹脂もしくは非重合性樹脂等があり、必要に応じて一種
または二種以上を併用することができる。ここでスチレ
ン系の樹脂の軟化点が70℃以上でなければならないの
は、70℃未満であると紫外線硬化後の被膜強度が充分で
なく、またブロッキングの問題が生じ、好ましくないか
らである。また、該スチレン系樹脂の配合割合として
は、20〜60重量％が好ましい。20重量％未満の場合に
は、得られるインキ組成物の架橋密度が極端に大きくな
り、密着力が低下し、一方60重量％より多いと、インキ
組成物の架橋密度が極端に低下するため充分な硬化被膜
が得られないからである。

次に、本発明に使用される分子量1000以下のカルボキ
シル基を含有しない反応性希釈剤としては、単官能、多
官能のいずれでもよく、例えばＮ−ビニル−２−ピトロ
リドン、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）
アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチ
ルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルヘキシル（メタ）アクリレート、Ｎ−アクロイルモル
ホリン他の単官能重合性モノマー、1,4−ブタンジオー
ルジ（メタ）アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ
（メタ）アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ（メ
タ）アクリレート、1,8−オクタンジオールジ（メタ）
アクリレート、1,9−ノナンジオールジ（メタ）アクリ
レート、ビスフェノールＡ変性のジ（メタ）アクリレー
ト、ビス（アクリロキシネオペンチルグリコール）アジ
ペート、ジシクロペンテニルジ（メタ）アクリレート、
ヒドロキシビバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メ
タ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイ
ド付加物トリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプ
ロパン（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘ
キサ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレ
ート類があり、必要に応じて一種または二種以上を併用
する。ここで反応性希釈剤の分子量は1000以下である
が、分子量1000以上では、得られるインキ組成物の架橋
密度、硬化性が悪くなり強靱な硬化被膜を形成しない。
反応性希釈剤の使用量は、10〜40重量％が好ましく、10
重量％未満では、粘度が高くなりすぎインキとして実用
的ではない。また、40重量％より多くなるとインキ組成
物の架橋密度が極端に高くなり、スチレン系樹脂による
硬化収縮の防止作用を超えて硬化時の変形が進行し、素
材との密着性にも問題を生じ好ましくない。

紫外線重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンゾイン
アルキルエーテル、ベンジル、ベンジルジメチルケター
ル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、アゾイソブチ
ロニトリル、１−アゾビス−１−シクロヘキサンカルボ
ニトリル、ナフタレンスルホニルクロライド、アントラ
キノン、ビイミダゾール、およびチオキサントン類があ
り、必要に応じて一種または二種以上を併用する。配合
割合としては１〜10重量％が好ましく、１重量％未満で
は、インキの硬化性が劣り、10重量％より多いとインキ
を製造するコストが高くなりすぎ好ましくない。

さらに、紫外線硬化型インキを製造するにあたり、光
硬化性を促進するために通常用いられるエポキシ（メ
タ）アクリレートオリゴマー、ポリエステル（メタ）ア
クリレートオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレート
オリゴマー他の多官能速硬化性光重合性オリゴマーを２
〜20重量％、好ましくは５〜10重量％、Ｐ−ジメチルア
ミノ安息香酸エチルエステル、Ｐ−ジメチルアミノ安息
香酸イソアミルエステル等の第３級アミノ類等の増感助
剤を光重合開始剤の30〜100重量％、有機顔料を２〜８
重量％若しくは無機顔料を10〜50重量％、顔料分散剤を
0.2〜１重量％、ワックス類を１〜10重量％、および印
刷適性を与えるためのフロー調整剤、被膜状態を一定に
保つための消泡剤、レベリング剤等の種々の添加剤を、
それぞれ所望に応じて各0.2〜2.0重量％配合することが
できる。

上記諸原料を配合したものを、例えばローラーミル等
の適当な方法で、充分混練り分散することにより、本発
明の組成を有する紫外線硬化型インキを得ることが出来
る。

本発明の紫外線硬化型インキは、含有されるスチレン
系樹脂が高屈折率を有する樹脂であるため、これを用い
ることにより著しい高光沢がインキとして得られ、また
該樹脂はインキの硬化収縮に対するクッション剤として
作用する。更に、該樹脂と多官能モノマーを併用するこ
とにより、高架橋重合性を生成し、耐溶剤性が良好とな
ったスチレン系樹脂が保護された型のインキが得られ
る。

（実施例） 以下本発明を次の実施例および比較例により説明す
る。ここで、数値は全て重量％で示す。

実施例１〜５ 第１表に示す配合割合でスチレン系樹脂をＮ−ビニル
−２−ピロリドンにあらかじめ常温、常圧下で溶解し、
これに顔料分散剤を添加して均一にした後、顔料を加え
た。さらに残りの原料を配合して前記全体と同一の条件
下でよく混合撹拌した後、三本ロールで３回（顔料を配
合した場合は、分散粒子径が５μｍ以下となるまで）混
練りを行なって紫外線硬化型インキを得た。

このようにして、得られたインキを、250メッシュテ
トロン紗、乳剤厚10μｍの条件にて作製したスクリーン
版を用いて各種被着体に印刷した。印刷後高圧水銀灯
（（株）オーク製作所製、空冷式80W/cm、３灯）のもと
でランプの高さをベルト面から15cm、コンベアスピード
6m/分の条件にてインキを硬化し、試験片を作製した。
この試験体につき、クロスカットセロテープ剥離試験
（JIS K−6400に準拠）によって密着性を、爪によるひ
っかきにより耐スクラッチ性を、およびグロスメーター
（（株）東京電飾製）により表面光沢度を測定した。こ
の結果を第２表に示す。

比較例１〜２ スチレン系樹脂のかわりに、石油系脂肪族不飽和炭化
水素、光重合性オリゴマーを用いたものについても、第
１表に示す配合割合で実施例１と同様に行なった。その
試験結果を第２表に示す。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明の紫外線硬化型インキ
は、紫外線による硬化時の収縮が少なく、紫外線硬化後
に高光沢の被膜を形成すると共に、各種プラスチックは
もちろん無機素材等の各種被着体との密着性に優れ、特
に可撓性を有する被着体の場合においてもその撓みや屈
曲に対する追従性が良好で、亀裂を生ずることがなく、
表面に傷がつきにくく、強靱なインキ被膜を形成するこ
とができるという効果を有する。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−64874（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−8417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−85869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−128010（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−179062（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−202506（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−252460（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紫外線により硬化するインキ組成物であっ
   て、自己光架橋性を有さない軟化点70℃以上の、ポリス
   チレン樹脂、ポリα−メチルスチレン樹脂、ビニルトル
   エン−α−メチルスチレン共重合樹脂、スチレン変性ポ
   リテルペン樹脂から成る群より選ばれる少なくとも１種
   以上のスチレン系樹脂20〜60重量％、硬化成分としての
   分子量1000以下のカルボキシル基を含有しない反応性希
   釈剤10〜40重量％、および紫外線重合開始剤１〜10重量
   ％からなる配合物をインキ組成物の主成分としてなるこ
   とを特徴とする紫外線硬化型インキ組成物。