JP6933288B1 - 活性エネルギー線硬化型インキ用ワニス、活性エネルギー線硬化型インキ、および印刷物 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1は、ロジン酸類と、α,β−不飽和カルボン酸との付加反応によって得られる、多価カルボン酸と、水素添加ビスフェノールを含むポリエステル樹脂を開示している。しかし、開示された樹脂はアルコール成分として、水素添加ビスフェノールAを主に含むことで、樹脂のTgが高くなりすぎるため、プラスチック基材への密着性と耐摩擦性の両立が不十分である傾向がある。
また、特許文献2は、ロジン酸類と、脂肪酸および多塩基酸と、多価アルコールとの重縮合体によって得られる、ロジン変性アルキッド樹脂を開示している。しかし、樹脂成分の半分以上を植物油が占めるため、プラスチック基材への密着性と組成物の硬化性の両立が不十分である。
また、特許文献3は、ロジン酸類と、α,β−不飽和カルボン酸との付加反応によって得られる、多価カルボン酸と、一つのシクロヘキサン環を含むポリエステル樹脂を開示している。しかし、現行の評価方法では、プラスチック基材への密着性が不十分である傾向にある。
このように、活性エネルギー線硬化型インキ用のバインダー樹脂について、種々の検討が行われているが、活性エネルギー線硬化型インキに要求される印刷適性および印刷皮膜特性において十分に満足できるものはなく、さらなる改善が望まれている。
ロジン変性樹脂が、ロジン酸類(A)およびα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の付加反応物と、ポリオール(C)と、脂肪酸(D)との反応物であり、
ポリオール(C)が、2価および/または3価のポリオールを含み、
ロジン酸類(A)の配合量が、全配合量を基準として35〜60質量%であり、
脂肪酸(D)の配合量が、全配合量を基準として5〜25質量%である活性エネルギー線硬化型インキ用ワニスに関する。
ロジン変性樹脂が、ロジン酸類(A)およびα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の付加反応物と、ポリオール(C)と、脂肪酸(D)との反応物であり、
ポリオール(C)が、2価および/または3価のポリオールを含み、
ロジン酸類(A)の配合量が、全配合量を基準として35〜60質量%であり、
脂肪酸(D)の配合量が、全配合量を基準として5〜25質量%である、活性エネルギー線硬化型インキに関する。
また、本発明は、ロジン変性樹脂の重量平均分子量が、3,000〜25,000である、上記活性エネルギー線硬化型インキに関する。
また、本発明は、脂肪酸(D)が、炭素数15〜18の脂肪酸(D−1)を含む、上記活性エネルギー線硬化型インキに関する。
また、本発明は、ポリオール(C)が、脂肪族ポリオールを含む、上記活性エネルギー線硬化型インキに関する。
<ロジン酸類(A)>
本発明のロジン変性樹脂を得るために用いるロジン酸類(A)とは、環式ジテルペン骨格を有する一塩基酸を指す。ロジン酸、不均化ロジン酸、水添ロジン酸、または前記化合物のアルカリ金属塩等を表し、具体的には、共役二重結合を有するアビエチン酸、およびその共役化合物である、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、レボピマル酸や、共役二重結合を有さないピマル酸、イソピマル酸、サンダラコピマル酸、およびデヒドロアビエチン酸等の有機酸が挙げられる。またこれらのロジン酸類(A)を含有する天然樹脂として、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等が挙げられる。
本発明のロジン変性樹脂を得るために用いるα,β−不飽和カルボン酸またはその酸無水物(B)としては、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸等およびこれらの酸無水物が例示される。ロジン酸類(A)との反応性を鑑みると、好ましくはマレイン酸またはその酸無水物である。
本発明のロジン変性樹脂を得るために、ロジン酸類(A)、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)、および脂肪酸(D)に加えて、その他の有機酸類を、単独または2種類以上用いることもできる。
その他の有機酸類の配合量は、樹脂原料の全配合量を基準として0〜30質量%であることが好ましく、0〜20質量%であることが更に好ましい。
安息香酸、メチル安息香酸、ターシャリーブチル安息香酸、ナフトエ酸、オルトベンゾイル安息香酸等の芳香族一塩基酸、
共役リノール酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸、カレンジン酸等の共役二重結合を有するが環式ジテルペン骨格を有さない化合物
等が挙げられる。
1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、3−メチル−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、4−メチル−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、およびこれらの酸無水物等が挙げられる。
シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸などのアルケニルコハク酸、o−フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、およびこれらの酸無水物等が挙げられる。
ポリオール(C)は、ロジン酸類(A)に含まれる共役二重結合を有する有機酸とα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とのディールスアルダー反応によって得られる化合物、ロジン酸類(A)のうち共役二重結合を有さない有機酸、脂肪酸(D)およびその他の有機酸、それぞれにおけるカルボン酸との反応によってエステル結合を形成する。
本発明のロジン変性樹脂は、ポリオール(C)として、2価および/または3価のポリオールを含むことで、得られるロジン変性樹脂に適度な柔軟性が付与され、そのロジン変性樹脂を用いたインキの優れた印刷適性と、密着性の発現および向上の両立が可能となる。
本発明のロジン変性樹脂を得るために、2価および3価のポリオールを、単独または2種類以上用いることもできる。2価および3価のポリオールの具体的な例としては以下が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,2−テトラデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、1,2−ヘキサデカンジオール等。
2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオ−ル、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ジメチロールオクタン、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール等。
1,2−シクロヘプタンジオール、トリシクロデカンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、水添ビスフェノールS、水添カテコール、水添レゾルシン、水添ハイドロキノン等の環状アルキレン2価ポリオール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、カテコール、レゾルシン、ハイドロキノン等の芳香族2価ポリオール。
ポリエチレングリコール(n=2〜20)、ポリプロピレングリコール(n=2〜20)、ポリテトラメチレングリコール(n=2〜20)等の2価のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等。
グリセリン、トリメチロ−ルプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ヒドロキシメチルヘキサンジオール、トリメチロールオクタン等。
(4価以上のポリオール)
ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ジトリメチロ−ルプロパン、ジペンタエリスリト−ル、ソルビトール、イノシトール、トリペンタエリスリトール等の直鎖状、分岐状、および環状の4価以上のポリオール。
脂肪酸(D)は、ロジン酸類(A)に含まれる共役二重結合を有する有機酸とα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とのディールスアルダー反応によって得られる化合物、ロジン酸類(A)のうち共役二重結合を有さない有機酸、およびその他の有機酸、それぞれにおけるカルボン酸とポリオール(C)との反応によってエステル結合を形成した化合物が有する水酸基と反応しエステル結合を形成する。脂肪酸(D)の具体的な例としては以下が挙げられるが、これらに限定されるものではない。アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ひまし油脂肪酸、大豆油脂肪酸、トール油脂肪酸、ヌカ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、脱水ひまし油脂肪酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。
本発明のロジン変性樹脂は、脂肪酸(D)として、炭素数15〜18の脂肪酸(D−1)を含むことで、得られるロジン変性樹脂に適度な柔軟性が付与され、そのロジン変性樹脂を用いたインキの密着性の発現および向上が可能となる。
本発明のロジン変性樹脂は、(1)ロジン酸類(A)と、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)との反応、次いで(2)上記(1)の反応で得た反応混合物、およびその他の有機酸類と、ポリオール(C)との反応、最後に(3)上記の(2)で得られた反応混合物と脂肪酸(D)との反応を経て得られる。
上記(1)の反応は、ロジン酸類(A)中の共役二重結合(ジエン)と、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)における二重結合(ジエノフィル)とのディールスアルダー付加反応である。また、上記(2)の反応は、(1)の反応で得た反応混合物、およびその他の有機酸類におけるカルボキシル基と、ポリオール(C)における水酸基との間のエステル化反応である。また、上記(3)の反応は、(2)の反応で得た反応混合物における残存水酸基と、脂肪酸(D)におけるカルボキシル基との間のエステル化反応である。
例えば、ロジン酸類(A)、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)、その他の有機酸類、ポリオール(C)、および脂肪酸(D)の混合物を用いて、3段階で反応を実施することができる。この場合、最初に、ロジン酸類(A)と、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とのディールスアルダー付加反応が起こるように反応温度を調整すればよい。より具体的には、最初に、反応温度をディールスアルダー付加反応が進行する温度に制御し、一定時間にわたって維持した後に、ポリオール(C)と脂肪酸(D)とのエステル化反応が進行する温度まで加熱したのちに、高分子化させるためのエステル化反応が進行する温度まで加熱し反応を実施すればよい。
別法として、ロジン酸類(A)、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)を配合し、ディールスアルダー付加反応させた後、その他の有機酸類、およびポリオール(C)を配合し、エステル化反応して得られた反応混合物に脂肪酸(D)を配合して、反応させてもよい。
また、ロジン酸類(A)、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)、その他の有機酸類、ポリオール(C)の混合物を用いて、2段階で反応を実施することができる。この場合、最初に、反応温度をディールスアルダー付加反応が進行する温度に制御し、一定時間にわたって維持した後に、反応混合物とポリオール(C)エステル化反応が進行する温度まで加熱したのちに、脂肪酸(D)を配合して、反応させてもよい。
本発明のロジン変性樹脂を使用して、活性エネルギー線硬化型インキ用ワニスを構成することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型インキ用ワニスを構成するために使用可能な活性エネルギー線硬化型化合物の具体例として、
2−エチルヘキシルアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、テトラエチレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、アクリロイルモルホリン等の単官能活性エネルギー線硬化型化合物、
エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート(n=2〜20)、プロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート(n=2〜20)、アルキレン(炭素数4〜12)グリコールジアクリレート、アルキレン(炭素数4〜12)グリコールエチレンオキサイド付加物(2〜20モル)ジアクリレート、アルキレン(炭素数4〜12)グリコールプロピレンオキサイド付加物(2〜20モル)ジアクリレート、ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレートジアクリレート、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、水添ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(2〜20モル)ジアクリレート、水添ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(2〜20モル)ジアクリレート等の2官能活性エネルギー線硬化型化合物、
グリセリントリアクリレート、グリセリンエチレンオキサイド付加物(3〜30モル)トリアクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加物(3〜30モル)トリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物(3〜30モル)トリアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド付加物(3〜30モル)トリアクリレート等の3官能活性エネルギー線硬化型化合物、
ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物(4〜40モル)テトラアクリレート、ペンタエリスリトールプロピレンオキサイド付加物(4〜40モル)テトラアクリレート、ジグリセリンテトラアクリレート、ジグリセリンエチレンオキサイド付加物(4〜40モル)テトラアクリレート、ジグリセリンプロピレンオキサイド付加物(4〜40モル)テトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物(4〜40モル)テトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンプロピレンオキサイド付加物(4〜40モル)テトラアクリレート等の4官能活性エネルギー線硬化型化合物、および
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物(6〜60モル)ヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド付加物(6〜60モル)ヘキサアクリレート等の多官能活性エネルギー線硬化型化合物
が挙げられる。活性エネルギー線硬化型化合物として、例示した化合物を単独で使用しても、2種以上を組合せて使用してもよい。
例えば、ロジン変性樹脂と、トリメチロールプロパントリアクリレートと、ハイドロキノンとを、100℃の温度条件下で、加熱溶融して得たワニスを好適に使用することができる。
本発明のロジン変性樹脂を使用して、活性エネルギー線硬化型インキを構成することができる。
無機顔料の具体例として、黄鉛、亜鉛黄、紺青、硫酸バリウム、カドミウムレッド、酸化チタン、亜鉛華、弁柄、アルミナホワイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、二酸化珪素、群青、カーボンブラック、グラファイト、およびアルミニウム粉等が挙げられる。
有機顔料の具体例として、β−ナフトール系、β−オキシナフトエ酸系、β−オキシナフトエ酸系アリリド系、アセト酢酸アリリド系、およびピラゾロン系等の溶性アゾ顔料、
β−ナフトール系、β−オキシナフトエ酸系アリリド系、アセト酢酸アリリド系モノアゾ、アセト酢酸アリリド系ジスアゾ、およびピラゾロン系等の不溶性アゾ顔料、
銅フタロシアニンブルー、ハロゲン化(塩素又は臭素化)銅フタロシアニンブルー、およびスルホン化銅フタロシアニンブルー、金属フリーフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、
キナクリドン系、ジオキサジン系、スレン系(ピラントロン、アントアントロン、インダントロン、アントラピリミジン、フラバントロン、チオインジゴ系、アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系等)、イソインドリノン系、金属錯体系、キノフタロン系等の多環式顔料および複素環式顔料等が挙げられる。
光重合開始剤は、1種を単独で使用しても、必要に応じて2種以上を組合せて使用しても良い。
光増感剤としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸(2−ジメチルアミノ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、および4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル等のアミン類が挙げられる。
紫外線を発生するものとしては、例えば、LED、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、ヘリウム・カドミウムレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザー、およびアルゴンレーザーなどが挙げられる。
(重量平均分子量)
重量平均分子量は、東ソー(株)製のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(HLC−8320)で測定した。検量線は標準ポリスチレンサンプルにより作成した。また、溶離液としてテトラヒドロフランを用い、カラムとしてTSKgel SuperHM−M(東ソー(株)製)を3本用いた。測定は、流速0.6mL/分、注入量10μL、およびカラム温度40℃の条件下で行った。
酸価は、中和滴定法によって測定した。具体的には、先ず、ロジン変性樹脂1gをキシレン:エタノール=2:1の質量比で混合した溶媒20mLに溶解させた。次いで、先に調製したロジン変性樹脂の溶液に、指示薬として3質量%のフェノールフタレイン溶液を3mL加えた後に、0.1mol/Lのエタノール性水酸化カリウム溶液で中和滴定を行った。酸価の単位は、mgKOH/gである。
原料として使用するロジン酸類をガスクロマトグラフィー質量分析計で分析し、全ロジン酸ピーク面積100%に対する、各ピーク面積比(%)を求めた。より具体的には、ロジン酸類中に含まれ、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とディールスアルダー付加反応を起こす共役系ロジン酸と、前記共役系ロジン酸以外との含有比を、それぞれ該当するピーク面積の比から求めた。
ディールスアルダー付加反応の反応液をガスクロマトグラフィー質量分析計で分析し、原料として使用した、ロジン酸類(A)、およびα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の検出ピークの減少によって反応の進行を確認した。検出ピークの減少に変化が見られない時点で反応を終了した。
以下に示す実施例および比較例の処方に従い、ロジン変性樹脂、ワニス、および活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ組成物をそれぞれ調製した。
なお、以下に示す処方で使用したガムロジンは、α,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とディールスアルダー付加反応を起こす共役系ロジン酸の含有量が80質量%であり、前記共役系ロジン酸以外の含有量が20質量%であった。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン58部と無水マレイン酸15部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次いで、先に説明したように、反応混合物のガスクロマトグラフ質量分析によって、ディールスアルダー付加反応が完了したことを確認した。
次に、上記反応混合物に、ネオペンチルグリコール11部と、トリメチロールプロパン8部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸8部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂1(R1)を得た。樹脂1(R1)の酸価は70であり、GPC測定ポリスチレン換算での重量平均分子量(Mw)は13,300であった。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン35部と無水マレイン酸10部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、テトラヒドロ無水フタル酸10部と、1,4−シクロヘキサンジメタノール4部と、ネオペンチルグリコール22部と、トリメチロールプロパン8部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸11部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂2(R2)を得た。樹脂2(R2)の酸価は41であり、Mw6,800であった。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン42部と無水マレイン酸11部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、1,4−シクロヘキサンジメタノール2部と、ネオペンチルグリコール17部と、トリメチロールプロパン4部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸11部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂2(R2)を得た。樹脂3(R3)の酸価は63であり、Mw7,400であった。
実施例3と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価44、Mw15,000の樹脂4(R4)を得た。
実施例3と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価51、Mw23,900の樹脂5(R5)を得た。
実施例3と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価61、Mw3,400の樹脂6(R6)を得た。
実施例3と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価55、Mw11,700の樹脂7(R7)を得た。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン50部と無水マレイン酸13部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、1,4−シクロヘキサンジメタノール6部と、ネオペンチルグリコール21部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸11部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂8(R8)を得た。樹脂8(R8)の酸価は52であり、Mw5,500であった。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン44部と無水マレイン酸12部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、トリメチロールプロパン27部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸17部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂9(R9)を得た。樹脂9(R9)の酸価は47であり、Mw18,600であった。
実施例3と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価35、Mw30,700の樹脂10(R10)を得た。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン51部と無水マレイン酸13部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、1,4−シクロヘキサンジメタノール2部と、ネオペンチルグリコール18部と、トリメチロールプロパン7部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、ヤシ油脂肪酸9部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂11(R11)を得た。樹脂11(R11)の酸価は43であり、Mw13,700であった。
実施例3と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価48、Mw11,200の樹脂12(R12)を得た。
実施例3と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価60、Mw4,900の樹脂13(R13)を得た。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン45部と無水マレイン酸13部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、1,4−シクロヘキサンジメタノール2部と、ネオペンチルグリコール14部と、トリメチロールプロパン3部と、ビスフェノールA11部と、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸12部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂14(R14)を得た。樹脂14(R14)の酸価は58であり、Mw6,300であった。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン39部と無水マレイン酸10部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、ビスフェノールA40部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸11部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂15(R15)を得た。樹脂15(R15)の酸価は56であり、Mw7,500であった。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン64部と無水マレイン酸15部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、1,4−シクロヘキサンジメタノール2部と、ネオペンチルグリコール8部と、トリメチロールプロパン4部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸7部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂(RA)を得た。樹脂A(RA)の酸価は79であり、GPC測定ポリスチレン換算での重量平均分子量(Mw)は3,600であった。
実施例2と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価31、Mw9,200の樹脂B(RB)を得た。
実施例3と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価42、Mw6,900の樹脂C(RC)を得た。
実施例2と同様の操作にて、表1に示す配合組成で酸価47、Mw13,800の樹脂D(RD)を得た。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン44部と無水マレイン酸12部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、ペンタエリスリトール19部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸17部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂(RA)を得た。樹脂E(RE)の酸価は37であり、Mw22,500であった。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン44部と無水マレイン酸14部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、180℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、1,4−シクロヘキサンジメタノール42部と、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、220℃で5時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂(RF)を得た。樹脂F(RF)の酸価は84であり、Mw4,800であった。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン46部と、テトラヒドロ無水フタル酸14部と、1,4−シクロヘキサンジメタノール6部と、ネオペンチルグリコール17部と、トリメチロールプロパン4部とを仕込み、触媒として、p−トルエンスルホン酸一水和物0.1部とを添加し、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸13部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂(RG)を得た。樹脂G(RG)の酸価は78であり、Mw3,400であった。
なお、樹脂Gは、特許文献3に記載の樹脂に相当するものである。
攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ヤシ油脂肪酸76部とペンタエリスリトール4部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、250℃で1時間にわたって加熱することにより、反応混合物を得た。次に、上記反応混合物に、ロジン15部と、テトラヒドロ無水フタル酸5部と、還流用キシレンを添加し、250℃で6時間にわたって脱水縮合反応を行った後、3時間にわたって減圧脱溶剤を行い、樹脂H(RH)を得た。樹脂H(RH)の酸価は13であり、Mw7,000であった。
なお、樹脂Hは、特許文献2に記載の樹脂に相当するものである。
前記方法で得られた樹脂を55部、トリメチロールプロパントリアクリレート44.9部、およびハイドロキノン0.1部を入れて混合し、これらを100℃で加熱溶融することでワニス1〜15、A〜Hを得た。
前記方法で得られた、活性エネルギー線硬化型インキ用ワニス41部、リオノールブルーFG7330(トーヨーカラー社製の藍顔料)20部、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アクリレート22部、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート11.9部、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン2.5部、2−メチル−2−モノホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン2.5部、およびハイドロキノン0.1部を、40℃の三本ロールミルにて練肉し混合物を得た。次いで、インキのタックが9〜10になるように、上記混合物に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アクリレートを加えて調整し、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ(1〜15、A〜H)を得た。インキのタックは、東洋精機社製のインコメーターにてロール温度30℃、400rpm、1分後の値を測定した。
なお、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アクリレートとしては、東亞合成社製アロニックスM−350を用いた。
実施例および比較例で調製した活性エネルギー線硬化型平版印刷インキについて、下記の方法に従い、印刷皮膜適性と印刷適性を評価した。
耐ブロッキング性は、作成した印刷物の印刷面同士を重ね合わせたものに、0.5kg/cm2の荷重かけ、にて40℃24時間をかけた後、重ねた印刷物を剥がした時の印刷面の状態を目視にて観察し、以下の基準に従い5段階で評価した。使用可能なレベルは「3」以上である。
5:印刷面の変化なし。
4:印刷面の一部でキズが見られるが、剥離は見られない。
3:印刷面の一部(面積の10%未満)に剥離が見られる。
2:印刷面の一部(面積の10〜50%未満)に剥離が見られる。
1:印刷面の一部(面積の50%以上)、又は全部に剥離が見られる。
耐溶剤性は、MEK(メチルエチルケトン)を浸した綿棒で印刷面を30回擦った後、印刷面の状態を目視にて観察し、以下の基準に従い5段階で評価した。使用可能なレベルは「3」以上である。
5:印刷面の変化なし。
4:印刷面の一部で溶解が見られるが、剥離は見られない。
3:印刷面の一部(面積の10%未満)に剥離が見られる。
2:印刷面の一部(面積の10〜50%未満)に剥離が見られる。
1:印刷面の一部(面積の50%以上)、又は全部に剥離が見られる。
耐摩擦性は、印刷物の印刷面(塗膜)に対し、JIS−K5701−1に準じて、試験を行い評価した、具体的には、学振型摩擦堅牢度試験機(テスター産業社製)を用いて、摩擦用紙として上質紙を500g加重で塗膜表面を500回往復させた。次いで、摩擦面(塗膜表面)の変化を目視にて観察し、以下の基準に従い5段階で評価した。使用可能なレベルは「3」以上である。
5:印刷面の変化なし。
4:印刷面の一部でキズが見られるが、剥離は見られない。
3:印刷面の一部(面積の10%未満)に剥離が見られる。
2:印刷面の一部(面積の10〜50%未満)に剥離が見られる。
1:印刷面の一部(面積の50%以上)、又は全部に剥離が見られる。
上記のようにして得たPETフィルムおよびPPフィルムへの各印刷物に対し、セロハンテープ剥離試験を行い、密着性を評価した。試験後の印刷物の表面を目視で観察し、密着性を以下の基準に従い、5段階で評価した。使用可能なレベルは「3」以上である。
5:印刷面の変化なし。
4:印刷面の一部でキズが見られるが、剥離は見られない。
3:印刷面の一部(面積の10%未満)に剥離が見られる。
2:印刷面の一部(面積の10〜50%未満)に剥離が見られる。
1:印刷面の一部(面積の50%以上)、又は全部に剥離が見られる。
また、印刷試験では、湿し水として、アストロマークIIIクリア(東洋インキ社製)1.5%と、イソプロピルアルコール3%とを含む水道水を使用した。正常に印刷できる条件範囲の境界付近における印刷状態の比較を行うために、水巾の下限値よりも2%高い水ダイヤル値で印刷を行った。なお「水巾の下限」とは、正常な印刷が可能である、湿し水の最低供給量を意味し、「水ダイヤル」とは、上記湿し水の供給量を調整するために、上記印刷機に備えられたダイヤルを意味する。
また、前記印刷試験において、刷り出し時、濃度変動が安定するまでに発生する損紙枚数から、以下の基準に従い、初期濃度安定性を4段階で評価した。使用可能なレベルは「2」以上であるが、「3」以上がより好ましい。評価結果を表2に示す。
4:損紙枚数が200枚以下である。
3:損紙枚数が201枚以上、500枚以下である。
2:損紙枚数が501枚以上、800枚以下である。
1:損紙枚数が801枚以上である。
印刷時に印刷機の安全カバーの内側に白紙を張り付け、10,000通し後に白紙を取り出し、インキの飛散の程度を、以下の基準に従い、4段階で評価した。使用可能なレベルは「2」以上であるが、「3」以上がより好ましい。
4:白紙の一部分に微量のインキミストが飛散している。
3:白紙全面に薄くインキミストが飛散している。
2:白紙全面にやや厚くインキミストが飛散している。
1:白紙全面にベッタリとインキミストが飛散している。
より詳細には、比較例のインキA、Gに見られるように、バインダー樹脂として使用されたロジン変性樹脂が、ロジン酸類(A)が過剰量含まれている、またはα,β−不飽和カルボン酸無水物(B)がロジン酸類(A)中の共役二重結合を有する化合物に対し不足している時、全ての共役二重結合を有する化合物を十分にディールスアルダー付加反応できず、樹脂中に共役二重結合が存在するため、硬化被膜の強度が不十分になり、耐ブロッキング性、耐摩擦性、耐溶剤性が低下した。
一方、比較例のインキBでは、ロジン酸類(A)が少ないため、樹脂中にロジン酸類(A)来の剛直な骨格の導入が不十分になり、樹脂中のTgが低下するため、耐ブロッキング性、耐摩擦性が低下していると考えられる。
比較例のインキC、Hでは、耐ミスチング性が低下する結果となった。これは、脂肪酸(D)が過剰量含まれており、インキとしての粘性が増大し、凝集力が不足したためだと考えられる。また、過剰な脂肪酸(D)により樹脂中のTgが低下するため、耐ブロッキング性、耐摩擦性も低下したと考えられる。
比較例のインキD,E、Fでは、PETおよびPPフィルムへの密着性が低下する結果となった。比較例D、Fでは、脂肪酸(D)が不足していること、比較例Eでは2または3官能アルコールを含まず、四官能アルコールのみであること、それぞれ樹脂の柔軟性が失われ、硬化膜の硬化性には優れるが、密着性とのバランスが悪くなっていると考えられる。また、比較例Eについては、前記の理由から弾性が増大したため、フィラメントが伸張しやすくミスト化しやすくなったと考えられる。
前記方法で得られた、活性エネルギー線硬化型インキ用ワニス1〜15、A〜H45部、リオノールブルーFG7330(トーヨーカラー社製の藍顔料)20部、トリプロピレングリコールジアクリレート11部、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アクリレート18.9部、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン2.5部、2−メチル−2−モノホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン2.5部、およびハイドロキノン0.1部を、40℃の三本ロールミルにて練肉し混合物を得た。次いで、インキのタックが8〜9になるように、上記混合物にトリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物ジアクリレートを加えて調整し、活性エネルギー線硬化型凸版印刷インキを得た。インキのタックは、東洋精機社製のインコメーターにてロール温度30℃、400rpm、1分後の値を測定した。作成した活性エネルギー線硬化型凸版印刷インキそれぞれについて、前記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキと同様の評価を行ったところ、いずれも使用可能なレベルを満たしていた。
前記方法で得られた、活性エネルギー線硬化型インキ用ワニス1〜15、A〜H34部、リオノールブルーFG7330(トーヨーカラー社製の藍顔料)19部、トリプロピレングリコールジアクリレート11部、1,6−ヘキサンジオールエチレンオキサイド付加物ジアクリレート(大阪有機工業化学株式会社製 ビスコート#230D)30.9部、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン2.5部、2−メチル−2−モノホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン2.5部、およびハイドロキノン0.1部を、40℃の三本ロールミルにて練肉し混合物を得た。次いで、インキの粘度が500〜1000mPa・sになるように、上記混合物に1,6−ヘキサンジオールエチレンオキサイド付加物ジアクリレートを加えてディスパーで撹拌し、活性エネルギー線硬化型フレキソ印刷インキを得た。インキの粘度は、E型粘度計(東機産業社製TVE25L型粘度計)にて25℃で測定した。作成した活性エネルギー線硬化型フレキソ印刷インキそれぞれについて、前記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキと同様の評価を行ったところ、いずれも使用可能なレベルを満たしていた。
Claims (9)
- ロジン変性樹脂と、活性エネルギー線硬化型化合物とを含む、活性エネルギー線硬化型インキ用ワニスであって、
ロジン変性樹脂が、ロジン酸類(A)およびα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の付加反応物と、ポリオール(C)と、脂肪酸(D)との反応物であり、
ポリオール(C)が、2価および/または3価のポリオールを含み、
ロジン酸類(A)の配合量が、全配合量を基準として35〜60質量%であり、
脂肪酸(D)の配合量が、全配合量を基準として5〜25質量%である活性エネルギー線硬化型インキ用ワニス。 - ロジン変性樹脂の重量平均分子量が、3,000〜25,000である、請求項1記載の活性エネルギー線硬化型インキ用ワニス。
- 脂肪酸(D)が、炭素数15〜18の脂肪酸(D−1)を含む、請求項1または2記載の活性エネルギー線硬化型インキ用ワニス。
- ポリオール(C)が、脂肪族ポリオールを含む、請求項1〜3いずれか記載の活性エネルギー線硬化型インキ用ワニス。
- ロジン変性樹脂と、活性エネルギー線硬化型化合物とを含む、活性エネルギー線硬化型インキであって、
ロジン変性樹脂が、ロジン酸類(A)およびα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の付加反応物と、ポリオール(C)と、脂肪酸(D)との反応物であり、
ポリオール(C)が、2価および/または3価のポリオールを含み、
ロジン酸類(A)の配合量が、全配合量を基準として35〜60質量%であり、
脂肪酸(D)の配合量が、全配合量を基準として5〜25質量%である、活性エネルギー線硬化型インキ。 - ロジン変性樹脂の重量平均分子量が、3,000〜25,000である、請求項5記載の活性エネルギー線硬化型インキ。
- 脂肪酸(D)が、炭素数15〜18の脂肪酸(D−1)を含む、請求項5または6記載の活性エネルギー線硬化型インキ。
- ポリオール(C)が、脂肪族ポリオールを含む、請求項5〜7いずれか記載の活性エネルギー線硬化型インキ。
- 基材上に、請求項5〜8いずれか記載の活性エネルギー線硬化型インキを印刷し、活性エネルギー線にて硬化してなる印刷物。
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