JP7288859B2 - 活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物、並びにそれを用いた印刷物の製造方法及び印刷物の光沢を向上させる方法 - Google Patents
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Description
条件:エチレン性不飽和結合を持たず、sp値が9.0(cal/cm3)1/2以上11.0(cal/cm3)1/2未満である化合物からなり常温で液状を呈する物質群を組成物全体に対して1質量%以上80質量%以下含有し、この物質群が、重合ヒマシ油、エポキシ化脂肪酸、アルキル基の炭素数が15~18であるアルキルフェノール、カシューナッツシェルリキッド、カシューナッツシェルリキッドの重合物、並びにカシューナッツシェルリキッドの変性誘導体からなる群より選択される少なくとも1つであること
条件:エチレン性不飽和結合を持たず、sp値が9.0(cal/cm3)1/2以上11.0(cal/cm3)1/2未満である化合物からなり常温で液状を呈する物質群を組成物全体に対して1質量%以上80質量%以下含有し、この物質群が、重合ヒマシ油、エポキシ化脂肪酸、アルキル基の炭素数が15~18であるアルキルフェノール、カシューナッツシェルリキッド、カシューナッツシェルリキッドの重合物、並びにカシューナッツシェルリキッドの変性誘導体からなる群より選択される少なくとも1つであること
本発明の活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物(以下、単にインキ組成物とも呼ぶ。)は、オフセット平版印刷に適用されるインキ組成物であり、紫外線や電子線等の活性エネルギー線の照射を受けて硬化する能力を備える。後述するように、本発明のインキ組成物は、エチレン性不飽和結合を備えた化合物(モノマーやオリゴマー等)と光重合開始剤とを含有し、活性エネルギー線の照射を受けた際に光重合開始剤から生じたラジカルがエチレン性不飽和結合を備えた化合物を高分子量化させることで硬化する。そのため、印刷直後に印刷物の表面でべたついているインキ組成物に活性エネルギー線が照射されると、瞬時にこのインキ組成物が硬化して皮膜となり、乾燥(タックフリー)状態となる。
エチレン性不飽和結合を備えた化合物は、後述する光重合開始剤より生じたラジカルによって重合して高分子量化する成分であり、モノマーやオリゴマー等と呼ばれる成分である。また、オリゴマーよりもさらに高分子量であるポリマーについてもエチレン性不飽和結合を備えたものが各種市販されている。このようなポリマーも上記モノマーやオリゴマーによって、又は当該ポリマー同士によって架橋されて高分子量化することができる。そこで、こうしたポリマーを、上記モノマーやオリゴマーとともにエチレン性不飽和結合を備えた化合物として用いてもよい。
光重合開始剤は、活性エネルギー線の照射を受けてラジカルを発生させる成分であり、生じたラジカルが上記エチレン性不飽和結合を備えた化合物を重合させ、インキ組成物を硬化させる。光重合開始剤としては、活性エネルギー線が照射された際にラジカルを生じさせるものであれば特に限定されない。
条件(A)は、エチレン性不飽和結合を持たず、sp値が9.0(cal/cm3)1/2以上11.0(cal/cm3)1/2未満である化合物からなり常温で液状を呈する物質群を組成物全体に対して1質量%以上80質量%以下含有することである。活性エネルギー線硬化型のインキ組成物で用いられる上記モノマー等の各重合成分は、その他の乾燥方式を用いるインキ組成物で用いられる油脂等の成分よりも極性が高いのが一般的である。このため、sp値が9.0(cal/cm3)1/2未満の成分は、活性エネルギー線硬化型のインキ組成物で用いられるモノマー等の成分と相溶性が悪く、その添加量には限界がある。その一方で、sp値が9.0(cal/cm3)1/2以上11.0(cal/cm3)1/2未満の成分については、これらモノマー等の成分との相溶性が良好なので、相溶性の観点からは添加量に限界はない。条件(A)で規定される物質群は、上記モノマー等の成分と相溶性が良好なグループに含まれるものであり、インキ組成物に対するその添加量には上限はないが、硬化性などの特性を維持するとの観点から、本発明ではインキ組成物への添加量として80質量%を上限とする。この上限は、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましい。また、印刷後におけるインキ組成物の良好なレベリングを得るとの観点から、条件(A)で規定される物質群の添加量はインキ組成物中1質量%を下限とする。この下限は、3質量%であることが好ましい。
式 sp値=(Vml 1/2・δH+Vmh 1/2・δD)/(Vml 1/2+Vmh 1/2)
良溶媒の分子容 φ0 トルエン:106.28mL/mol
TMPTA:279.55mL/mol
低sp値貧溶媒の分子容 φl n-ヘキサン:131.61mL/mol
高sp値貧溶媒の分子容 φh エタノール:58.39mL/mol
各溶剤のsp値 トルエン:9.14、TMPTA:9.88
n-ヘキサン:7.28、エタノール:12.58
Vmh=(φ0・φh)/{(1-VD)・φh+VD・φ0}
VH=H/(M+H)
VD=D/(M+D)
δH=(δ0・M)/(M+H)+(δl・H)/(M+H)
δD=(δ0・M)/(M+D)+(δl・D)/(M+D)
δ0:良溶媒のsp値
δl:低sp値貧溶媒のsp値
δh:高sp値貧溶媒のsp値
H:低sp値貧溶媒の滴定量(mL)
D:高sp値貧溶媒の滴定量(mL)
M:良溶媒の量(mL)
VH:低sp値貧溶媒滴定量の体積分率(%)
VD:高sp値貧溶媒滴定量の体積分率(%)
条件(B)は、エチレン性不飽和結合を持たず、sp値が9.0(cal/cm3)1/2未満である化合物からなり常温で液状を呈する物質群を組成物全体に対して1質量%以上20質量%以下含有することである。条件(B)に含まれる物質群は、条件(A)における物質群よりもsp値が低く、活性エネルギー線硬化型のインキ組成物で用いられる上記モノマー等の各重合成分との相溶性が条件(A)における物質群よりも劣る。その一方で、条件(B)における物質群は、インキ組成物中に20質量%までならばインキ成分の分離等の問題を生じることなく混合可能であり、そのような添加量の範囲において、レベリングを向上させる効果は条件(A)における物質群と変わりない。つまり、条件(B)における物質群は、インキ組成物中における含有量が20質量%以下である条件さえ満たせば、条件(A)における物質群と同じように用いることができる。そして、インキ組成物が条件(B)における物質群を例えば10質量%含有したときのレベリング向上の効果は、インキ組成物が条件(A)における物質群を10質量%含有したときと同じで遜色ない。条件(B)における物質群に含まれる化合物のsp値の下限としては、7.5(cal/cm3)1/2が好ましく、8.0(cal/cm3)1/2がより好ましい。
条件(C)は、条件(A)に記載された物質群と、条件(B)に記載された物質群と、を、合計で組成物全体に対して1質量%以上含有し、条件(A)及び条件(B)に記載された各物質群の含有量が条件(A)及び条件(B)におけるそれぞれの上限含有量を超えないことである。すでに述べたように、条件(B)に規定される物質群は、上記で述べた上限値を超えなければ条件(A)に規定される物質群と同じように使用できる。そこで、条件(C)として、条件(A)で規定される物質群と、条件(B)で規定される物質群とを併せて用いてもよいことを規定している。
本発明のインキ組成物には、必要に応じて着色成分を添加することができる。着色成分は、インキ組成物に着色力や隠蔽力等を付与するために添加される成分であり、着色顔料、白色顔料、金属パウダー等が挙げられる。このような着色成分としては、従来からインキ組成物に使用されている有機及び/又は無機顔料を特に制限無く挙げることができる。なお、本発明のインキ組成物が着色成分を含まない場合にはコーティング用途等に好ましく用いられる。
本発明のインキ組成物には、上記の各成分に加えて、必要に応じて他の成分を添加することができる。そのような成分としては、体質顔料、樹脂成分、重合禁止剤、分散剤、リン酸塩等の塩類、ポリエチレン系ワックス・オレフィン系ワックス・フィッシャートロプシュワックス等のワックス類、アルコール類等が挙げられる。
上記本発明の活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物を用いて印刷を行うことを特徴とする印刷物の製造方法も本発明の一つである。本発明の印刷物の製造方法は、本発明のインキ組成物を用いることを除いて、通常のオフセット平版印刷技術を用いて実施されるものである。このときに用いられるオフセット平版印刷は、湿し水を用いた水ありの印刷方式であってもよいし、専用の平版印刷版を用いることにより湿し水を用いずに印刷を行う水無しの印刷方式であってもよい。
活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物を用いて印刷を行った後に活性エネルギー線を照射することで印刷された当該インキ組成物を硬化させる印刷において、このインキ組成物を、下記の条件(A)、条件(B)及び条件(C)の少なくともいずれかを満たすものとすることで、得られる印刷物の光沢を向上させる方法もまた本発明の一つである。
条件(A):エチレン性不飽和結合を持たず、sp値が9.0(cal/cm3)1/2以上11.0(cal/cm3)1/2未満である化合物からなり常温で液状を呈する物質群を組成物全体に対して1質量%以上80質量%以下含有すること
条件(B):エチレン性不飽和結合を持たず、sp値が9.0(cal/cm3)1/2未満である化合物からなり常温で液状を呈する物質群を組成物全体に対して1質量%以上20質量%以下含有すること
条件(C):条件(A)に記載された物質群と、条件(B)に記載された物質群と、を、合計で組成物全体に対して1質量%以上含有し、条件(A)及び条件(B)に記載された各物質群の含有量が条件(A)及び条件(B)におけるそれぞれの上限含有量を超えないこと
ポリジアリルフタレート(株式会社大阪ソーダ製、A-DAP)20質量部、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(DI-TMPTA)79質量部、及びメチルヒドロキノン1質量%の混合物を100℃で60分間加熱することで溶解させ、ワニスを調製した。このワニスを以下に述べる各インキ組成物の調製に用いた。
カーボンブラック(三菱化学株式会社製、MA-70)、上述のワニス、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(DI-TMPTA)、イルガキュア907(商品名、BASF社製、光重合開始剤)、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン(EAB、光重合開始剤)、エポキシ化大豆油、各種植物油、カシューナッツシェルオイル(変性誘導体や重合物を含む。)の各成分を表1~5に記載した配合量で混合した後、三本ロールミルで混練することにより、実施例1~22、及び比較例1~9の各インキ組成物を調製した。なお、実施例1~17、及び22、並びに比較例1~8の各インキ組成物は着色顔料を含むインキ組成物であり、実施例18~21及び比較例9の各インキ組成物は着色顔料を含まないニスタイプのインキ組成物である。また、各インキ組成物のスロープ値(流動性)を測定し、その結果を表1~5のスロープ値欄に記載した。表1~5において、NX-2024、UL(UltraLITE)2023、NX-2026は、Cardolite社製のCardolite(登録商標)シリーズであり、いずれもカシューナッツシェルオイル(カルドナール)である。また、LITE2020、NC-513、NC-514、NC-514Sは、Cardolite社製のCardolite(登録商標)シリーズであり、いずれもカシューナッツシェルオイル(カルドナール)の変性誘導体である。
実施例及び比較例の各インキ組成物のそれぞれについて、インキ組成物0.1ccを、RI展色機(2分割ロール、株式会社明製作所製)を用いて塗工紙(日本製紙株式会社製、オーロラコート)に展色した後に、40mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させた。次いで、村上式デジタル光沢計(村上色彩研究所製)を用いて展色面の60°反射光沢値を求めた。その結果を表1~5の光沢値欄に記載した。なお、インキ組成物の相溶性が悪く、展色中にインキ組成物の成分が分離してしまって展色できなかったものについては、当該欄に展色不可と記載した。
Claims (5)
- エチレン性不飽和結合を備えた化合物、及び光重合開始剤を含み、
さらに、下記の条件を満たすことを特徴とする活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物。
条件:エチレン性不飽和結合を持たず、sp値が9.0(cal/cm3)1/2以上11.0(cal/cm3)1/2未満である化合物からなり常温で液状を呈する物質群を組成物全体に対して1質量%以上80質量%以下含有し、この物質群が、重合ヒマシ油、エポキシ化脂肪酸、アルキル基の炭素数が15~18であるアルキルフェノール、カシューナッツシェルリキッド、カシューナッツシェルリキッドの重合物、並びにカシューナッツシェルリキッドの変性誘導体からなる群より選択される少なくとも1つであること - 前記条件における含有量が、組成物全体に対して3質量%以上30質量%以下である請求項1記載の活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物。
- 前記条件における物質群が、動植物由来の油脂又はその変性物である請求項1又は2記載の活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項記載の活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物を用いて印刷を行うことを特徴とする印刷物の製造方法。
- 活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ組成物を用いて印刷を行った後に活性エネルギー線を照射することで印刷された前記インキ組成物を硬化させる印刷において、前記インキ組成物を、下記の条件を満たすものとすることで、得られる印刷物の光沢を向上させる方法。
条件:エチレン性不飽和結合を持たず、sp値が9.0(cal/cm3)1/2以上11.0(cal/cm3)1/2未満である化合物からなり常温で液状を呈する物質群を組成物全体に対して1質量%以上80質量%以下含有し、この物質群が、重合ヒマシ油、エポキシ化脂肪酸、アルキル基の炭素数が15~18であるアルキルフェノール、カシューナッツシェルリキッド、カシューナッツシェルリキッドの重合物、並びにカシューナッツシェルリキッドの変性誘導体からなる群より選択される少なくとも1つであること
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