JP7381357B2 - 平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキ、及び印刷物 - Google Patents
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Description
(b)アリール(メタ)アクリレート化合物を0.1~50質量%と
(c)スチレン化合物を5~40質量%と
(d)親水性基を有する重合性不飽和結合含有化合物を0.1~10質量%と
(e)窒素を含有する複素環基を持つ(メタ)アクリレート化合物を 0.1~10質量%と、
(f)アルキルアミノ基を持つ(メタ)アクリレート化合物を0.1~ 10質量%と
を必須の重合成分として含有する重合物(但し(a)~(f)の総量は100質量%である)からなる共重合体(A)と、
(メタ)アクリレート化合物(B)
とを含有する平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキを提供する。
本発明の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキは中でも湿し水を使用する平版オフセット印刷インキとして好適に利用することができる。
本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの一方または両方をいい、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及びメタクリロイル着の一方または両方をいう。
本発明で使用する共重合体(A)は、
(a)官能基数が2~6である多官能(メタ)アクリレート化合物を5~70質量%と、
(b)アリール(メタ)アクリレート化合物を0.1~40質量%と
(c)スチレン化合物を5~40質量%と
(d)親水性基を有する重合性不飽和結合含有化合物を0.1~10質量%と
(e)窒素を含有する複素環基を持つ(メタ)アクリレート化合物を 0.1~10質量%と、
(f)アルキルアミノ基を持つ(メタ)アクリレート化合物を0.1~ 10質量%と
を必須の重合成分として含有する重合物(但し(a)~(f)の総量は100質量%である)からなる。
(a)官能基数が2~6である多官能(メタ)アクリレート化合物を5~70質量%と、
(b)アリール(メタ)アクリレート化合物を0.1~40質量%と
(c)スチレン化合物を5~50質量%と
(d)親水性基を有する重合性不飽和結合含有化合物を0.1~10質量%と
(e)窒素を含有する複素環基を持つ(メタ)アクリレート化合物を 0.1~10質量%と、
(f)アルキルアミノ基を持つ(メタ)アクリレート化合物を0.1~ 10質量%
を満たす範囲で配合し公知の方法で重合させることで重合物として得られる。但し(a)~(f)の総量は100質量%となるように配合する。
前記比率において、より好ましくは、
(a)官能基数が2~6である多官能(メタ)アクリレート化合物を10~70質量%と、
(b)アリール(メタ)アクリレート化合物を5~35質量%と
(c)スチレン化合物を10~45質量%と
(d)親水性基を有する重合性不飽和結合含有化合物を0.5~8質量%と
(e)窒素を含有する複素環基を持つ(メタ)アクリレート化合物を1~8質量%と、
(f)アルキルアミノ基を持つ(メタ)アクリレート化合物を0.5~8質量%
(但し(a)~(f)の総量は100質量%となるように配合する)
であり、さらに好ましくは、
(a)官能基数が2~6である多官能(メタ)アクリレート化合物を20~70質量%と、
(b)アリール(メタ)アクリレート化合物を10~30質量%と
(c)スチレン化合物を15~40質量%と
(d)親水性基を有する重合性不飽和結合含有化合物を1~7質量%と
(e)窒素を含有する複素環基を持つ(メタ)アクリレート化合物を2~6質量%と、
(f)アルキルアミノ基を持つ(メタ)アクリレート化合物を0.5~6質量%
(但し(a)~(f)の総量は100質量%となるように配合する)
である。
本発明で使用する(メタ)アクリレート化合物(B)は、活性エネルギー線硬化型インキ技術において汎用の(メタ)アクリレートがいずれも使用できる。具体的には、単官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、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、ノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、グリシジル(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、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチルテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
本発明の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキでは体質顔料を使用する事が好ましい。体質顔料として無機微粒子を用いる事ができる。無機微粒子としては、酸化チタン、グラファイト、亜鉛華等の無機着色顔料;炭酸石灰粉、沈降性炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、石膏、クレイ(ChinaClay)、シリカ、珪藻土、タルク、カオリン、アルミナホワイト、硫酸バリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、炭酸マグネシウム、バライト粉、砥の粉等の無機体質顔料; 等の無機顔料や、シリコーン、ガラスビーズなどがあげられる。これら無機微粒子は、インキの流動性調整、ミスチング防止、紙等の印刷基材への浸透防止といった効果に加え、冬季等の低温条件下の印刷時や高速印刷時に発生する紙剥けのトラブルを抑制する効果を付加する事が出来る。
本発明においては、前記共重合体(A)を使用することが必須であるが、その他の公知公用の各種バインダー樹脂を併用して利用することができる。ここで述べるバインダー樹脂とは、適切な顔料親和性と分散性を有し、印刷インキに要求されるレオロジー特性を有する樹脂全般を示しており、例えば非反応性樹脂としては、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、石油樹脂、ロジンエステル樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(但しスチレン系モノマーとベンジル(メタ)アクリレートを必須の重合成分として含有する前記アクリル系共重合体(A)を除く)、セルロース誘導体、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリアマイド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブタジエン-アクリルニトリル共重合体等を挙げることができ、また分子中に少なくとも1つ以上の重合性基を有するエポキシアクリレート化合物、ウレタンアクリレート化合物、ポリエステルアクリレート化合物等を使用することもできる。
前記ジアリルイソフタレート樹脂としては、例えば、主剤としてのフタル酸等の多塩基酸、硬化剤としてのアリルアルコール等、架橋剤等を含む組成物等が挙げられる。前記架橋剤としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル等が挙げられる。
ジアリルオルソフタレート樹脂、ジアリルイソフタレート樹脂は、優れた紙剥け性、耐乳化適性、ロングランでの印刷適性を付与するために特に有用である。
ジアリルオルソフタレート樹脂としては、具体的には、ダイソーダップA(大阪ソーダ社製)、ジアリルイソフタレート樹脂としては、ダイソーイソダップ(大阪ソーダ社製)が挙げられる。
次に、本発明の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキは、インキの硬化性を考慮すると、更に光重合開始剤を含有する事がより好ましい。
光重合開始剤を使用する場合は、例えば、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、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-1-プロパン-1-オン、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、2,2′-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ジフェニル(2,4,6-トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、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-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
本発明の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキは、色材として顔料を含むことで、視認性を付与する印刷インキとして機能する。また顔料を含まない場合、印刷層の上からオーバーコートする目的で使用するオーバープリントワニス(OPニス)としても使用できる。色材として使用する顔料には、公知慣用の無機顔料や有機顔料が挙げられる。
例えば、ラーベン14、ラーベン450、ラーベン860Ultra、ラーベン1035、ラーベン1040、ラーベン1060Ultra、ラーベン1080Ultra、ラーベン1180、ラーベン1255(以上、ビルラ社製)、リーガル250R、リーガル400R、リーガル330R、リーガル660R、モーグルL(以上、キャボット社製)、MA7、MA8、MA11(以上、三菱化学社製)等を挙げることができ、これらは単独で使用してもよく、また2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
本発明の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキは必要に応じ更に、その他の添加剤、例えば酸化防止剤、重合禁止剤、シリコン系添加剤、ワックス、染料等を含有しても良い。
本発明の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキは、基材に印刷後、活性エネルギー線を照射することで硬化塗膜とすることができる。
本発明のインキ硬化物は、基材上に、平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキを用いてオフセット印刷し、印刷されたインキを活性エネルギー線を用いて硬化させることを特徴とする。
本発明の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキは、前述の通り平版印刷(湿し水を使用する平版印刷や湿し水を使用しない水無し平版印刷)を該版に付けられたインキをブランケット等の中間転写体に転写した後被印刷体に印刷する転写(オフセット)方式を組み合わせた平版オフセット印刷方式で好ましく使用できる。
(平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキの製造方法)
共重合体(A)として、表1に示す重合成分の重合物である共重合体(A-1)を15質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート55質量部を混合し、反応容器内を110℃に加熱してワニス(V1)を作成した。
当該ワニス(V1)70質量部、光重合開始剤としてアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤 Omnirad TPO(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、IGM社製)10質量部、Omnirad EMK(4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、IGM社製)5質量部を60℃で3時間混合した後、カーボンブラックであるRaven1060Ultra(BIRLA CARBON社製)を15質量部を加え、ミキサー(単軸ディゾルバー)を用いて撹拌した後、配合物を3本ロールミルを用いて練肉し、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキ1を得た。
重合成分(a):官能基数が2~6である多官能(メタ)アクリレート化合物
重合成分(b):アリール(メタ)アクリレート化合物
重合成分(c):スチレン化合物と
重合成分(d):親水性基を有する重合性不飽和結合含有化合物
重合成分(e):窒素を含有する複素環基を持つ(メタ)アクリレート化合物
重合成分(f):アルキルアミノ基を持つ(メタ)アクリレート化合物
樹脂A2~6およびAR1~8について、実施例1と同様の方法でワニス(V2~V6)及び(VR1~8)を作成した。
次いで、同様の方法でインキ化を行い、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキインキ2~インキ6およびインキ9~インキ16を得た。
フラスコに、樹脂A2を7.5質量部、大阪ソーダ製ダップまたはイソダップを7.5質量部混合し、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート55質量部を混合し、反応容器内を110℃に加熱してワニス(V7~8)を作成した。
実施例1と同様の方法でインキ化を行い、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキ7~インキ8を得た。
フラスコに、表3に記載した公知の樹脂を各比率で溶解させ、ワニスを作成した以外は、同様の方法でインキ化を行い、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキ17~インキ20を得た。
フラスコに、樹脂(A2)を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(DTMPTAと略す)Miramer M410(MIWON社製)50質量部を混合し、反応容器内を110℃に加熱してワニス(V9)を作成した。実施例1と同様の方法でインキ化を行い、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキ21を得た。
フラスコに、樹脂A2を10質量部、大阪ソーダ製ダップまたはイソダップを10質量部混合し、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート50質量部を混合し、反応容器内を110℃に加熱してワニス(V10~11)を作成した。
実施例1と同様の方法でインキ化を行い、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキ22~インキ23を得た。
フラスコに、樹脂(A2)を23質量部、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド(EO)変性トリアクリレート(TMP(EO)3TA)Miramer M3130(MIWON社製)47質量部を混合し、反応容器内を110℃に加熱してワニス(V12)を作成した。実施例1と同様の方法でインキ化を行い、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキ24を得た。
フラスコに、樹脂A2を11.5質量部、大阪ソーダ製ダップまたはイソダップを11.5質量部混合し、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド(EO)変性トリアクリレート47質量部を混合し、反応容器内を110℃に加熱してワニス(V13~14)を作成した。
実施例1と同様の方法でインキ化を行い、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキインキ25~インキ26を得た。
実施例1と同様に樹脂(A2)を15部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート53部を混合し、反応容器内を110℃に加熱してワニスV15を作成した。当該ワニス68質量部、光重合開始剤としてアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤 Omnirad TPO(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、IGM社製)10質量部、Omnirad EMK(4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、IGM社製)5質量部、及び表6に記載の各体質顔料2部を60℃で3時間混合した後、カーボンブラックであるRaven1060Ultra(BIRLA CARBON社製)を15質量部加え、ミキサー(単軸ディゾルバー)を用いて撹拌した後、配合物を3本ロールミルを用いて練肉し、活性エネルギー線硬化型オフセット墨インキ27~インキ29を得た。
[評価項目1:紙剥け]
紫外線照射装置としてアイグラフィックス社製水冷メタルハライドランプ(出力160W/cm、3灯使用)を搭載した小森コーポレーション社製リスロンG40を用いて、インキ壷と壷ローラーの間のクリアランスを2-3μmに調整した後、絵柄ベタ部のベタ濃度を墨濃度1.7(X-Rite社製SpectroEye濃度計で計測)で均一に濃度合わせした上で、毎時15000枚の印刷速度にてオフセット印刷を実施した。印刷用紙には王子製紙社製OKトップコートプラス(57.5kg、A判)を使用した。版面に供給される湿し水は、水道水98質量%とエッチ液(FST-700、DIC社製)2質量%を混合した水溶液を用いた。その際、印刷物の紙剥けの発生する程度を次の5段階にて目視評価した。
(評価基準)
5:印刷物に紙剥けが全く見られない。
4:印刷物に紙剥けが僅かに見られる。
3:印刷物に紙剥けが多少見られるが、品質に影響がない程度である。
2:印刷物に紙剥けが見られる。
1:印刷物の紙剥けが顕著である。
インキ流動性はスプレッドメーター法(平行板粘度計)によりJIS K5101、5701に則った方法で測定を実施し、水平に置いた2枚の平行板の間に挟まれたインキが、荷重板の自重(115グラム)によって、同心円状に広がる特性を経時的に観察し、60秒後のインキの広がり直径をダイアメーター値(DM[mm])として測定した。本評価項目においてDMが25mm未満となる組成では、印刷機上で壺上がり、インキローラ間の転移不良といった印刷適性面での不良が発現し易くなる。
DMが30mm以上であれば良好とする。
(評価基準)
5:40mm以上
4:35~40mm未満
3:30~35mm未満
2:25~30mm未満
1:25mm未満
硬化性は、評価項目1の手順にて作製した印刷物ベタ部表面を、紫外線照射直後に爪スクラッチ法にて傷付きの程度を確認し次の5段階にて目視評価した。爪で擦ってインキ硬化皮膜に傷が発生する組成では、印刷物の断裁や製函、輸送といった各工程において、印刷物が損傷し易くなる。
(評価基準)
5:爪スクラッチで傷がまったく発生せず、硬化性は最良である。
4:爪スクラッチで微小な傷が僅かに見られる。
3:爪スクラッチで傷が見られるが、使用できるレベルである。
2:爪スクラッチで傷が発生し、硬化性が十分であるとは言えない。
1:爪スクラッチで簡単に傷が発生し、硬化性が最も悪い。
東洋精機製インコメーター上に1.35mlの活性エネルギー線硬化性オフセット墨インキを塗布し、機械下部及び後方部にそれぞれ王子製紙社製OKトップコートプラス(57.5kg、A判)を設置し、1200rpmで3分間回転させた。その後、設置した紙上に飛んだインキの量からミスチングを下記の5段階にて目視評価した。
(評価基準)
5:まったく飛んでいない。
4:飛んではいるが、少ない。
3:飛んではいるが、品質上印刷可能である。
2:飛んでいる量が多い
1:著しく飛んでいる
Raven 1060Ultra:カーボンブラック、ビルラ社製
Omnirad TPO: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、数平均分子量418.5、IGM社製
Omnirad EMK:4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、数平均分子量324.5、IGM社製
AR-9:ダイソーダップA:ジアリルオルソフタレート樹脂、平均重量分子量5.5万:(株)大阪ソーダ社製
AR-10:ダイソーイソダップ:ジアリルイソフタレート樹脂、平均重量分子量5万:(株)大阪ソーダ社製
AR-11:Variplus AP:ポリケトンオリゴマー、Evonic社製
AR-12:Laropal A81:尿素-アルデヒド樹脂、BASF社製
ハイフィラー#5000PJ:含水ケイ酸マグネシウムによるタルク、松村産業(株)社製
白艶華TDD:炭酸カルシウム、白石工業(株)社製
炭酸マグネシウムTT:塩基性炭酸マグネシウム、ナイカイ塩業(株)社製
DPHA:Miramer M600: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ペンタアクリレート混合物(DPHA)、MIWON社製
DTMPTA:Miramer M410:ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、MIWON社製
TMP(EO)3TA:Miramer M3130:トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、MIWON社製
Claims (5)
- (a)官能基数が2~6である多官能(メタ)アクリレート化合物を5~70質量%と、
(b)アリール(メタ)アクリレート化合物を0.1~50質量%と
(c)スチレン化合物を5~40質量%と
(d)アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸からなる群から選ばれる少なくとも1つの親水性基を有する重合性不飽和結合含有化合物を0.1~10質量%と
(e)窒素を含有する複素環基を持つ(メタ)アクリレート化合物を 0.1~10質量%と、
(f)アルキルアミノ基を持つ(メタ)アクリレート化合物を0.1~ 10質量%と
を必須の重合成分として含有する重合物(但し(a)~(f)の総量は100質量%である)からなり、
分子量のPDIが5~30である、共重合体(A)と、
ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、及びトリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートから成る群から選ばれる何れか1つ以上の(メタ)アクリレート化合物(B)
とを含有することを特徴とする平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキ。 - 前記共重合体(A)の重量平均分子量が5,000~100,000であり、かつ分子量のPDIが3~35であり、かつ酸価が1~40mg/KOH/gである請求項1に記載の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキ。
- 前記共重合体(A)と(メタ)アクリレート化合物(B)との重量比が、5:65~30:40の範囲である請求項1または2に記載の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキ。
- 体質顔料(C)としてタルク、炭酸マグネシウム、及び炭酸カルシウムから成る群から選ばれる少なくとも1つ以上を含有する請求項1~3の何れか1つに記載の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキ。
- 基材上に請求項1~3の何れか1つに記載の平版オフセット印刷用活性エネルギー線硬化型インキの硬化物を有することを特徴とする印刷物。
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