JP2006225541A - 紫外線硬化型発泡インキ、これにより得られた印刷物とその形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定した発泡がなされる紫外線硬化型発泡インキを提供する。
【解決手段】 反応性希釈剤と、光重合性オリゴマーと、光重合開始剤からなる紫外線硬化型インキであって、引張ひずみ３０％以上で且つ引張応力７．０Ｍｐａ以下の硬化塗膜物性を有する紫外線硬化型インキに発泡剤を含有した紫外線硬化型の発泡インキ。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリカーボネート、コート紙、密着性をあげるために表面処理されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＰ（ポリプロピレン）などの基材に対し、高級感や独特の手触りを発現し得るよう、厚盛状の発泡印刷を施すことができるスクリーン印刷用の紫外線硬化型発泡インキ、及びこれを用いて得られた印刷物とその形成方法に関する。

従来、高級感や独特の手触りを発現し得る印刷を施すための発泡インキとして、溶剤型インキやプラスチゾルインキに発泡剤を含有させた発泡インキ、水性インキに発泡剤を含有させた水性発泡インキ、特許文献１，２などに開示された紫外線硬化型発泡インキなどが提供されてきた。

特開昭５３−６７７７２号公報 特開平５−１９２６３５号公報

しかし、一般にスクリーン印刷で頻繁に使用される溶剤型インキは、混入されている溶剤によって発泡剤が溶解されるため、発泡効果が制限されるという問題がある。
また、プラスチゾルインキは、１５０℃以上の乾燥温度を必要とするため大型の乾燥炉が必要であるばかりか、本来布地用インキであって布地に含侵して密着するため、プラスチック製基材や紙などの含侵が困難な基材に印刷する際には接着層（バインダー層）が必要であるなどの不具合がある。
また、水性インキは、発泡後（乾燥後）の塗膜の強度が弱く、発泡の剥離が生じてしまうことや、版が目詰まりし易いなどの印刷作業性の問題がある。

これらの問題点を解消し、厚盛印刷層を容易に作製し得る発泡インキとして、紫外線硬化型インキに発泡剤を含有させた紫外線硬化型発泡インキが提案されてきたが、紫外線硬化型インキに単に発泡剤を含有させただけでは安定的な発泡がなされず、目的とする印刷物が得られないという問題があった。
本発明はこのような従来事情に鑑みて成されたもので、その目的とする処は、安定した発泡がなされる紫外線硬化型発泡インキを提供することにある。

本願発明者等はこのような従来事情に鑑み鋭意研究を続けた結果、紫外線硬化型インキにおける柔軟性という要素が安定的な発泡に大きく影響すること、該柔軟性を得るために、反応性希釈剤と光重合性オリゴマーを所定の配合として紫外線硬化塗膜の物性を、引張ひずみ３０％以上で且つ引張応力７．０Ｍｐａ以下とすることが極めて重要であることを知見し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、少なくとも反応性希釈剤と、光重合性オリゴマーと、光重合開始剤からなる紫外線硬化型インキに、発泡剤を含有してなる紫外線硬化型発泡インキであって、前記紫外線硬化型インキの柔軟性が、引張ひずみ３０％以上で且つ引張応力７．０Ｍｐａ以下の硬化塗膜物性を発現させるものであることを特徴とする。換言すれば、発泡剤を含有する前の紫外線硬化型インキが、引張ひずみ３０％以上で且つ引張応力７．０Ｍｐａ以下の紫外線硬化塗膜を製膜可能な紫外線硬化型インキであって、該紫外線硬化型インキに発泡剤を含有してなることを特徴とする。

本発明において、紫外線硬化型インキは、少なくとも、反応性希釈剤と、光重合性オリゴマーと、光重合開始剤からなり、引張ひずみ３０％以上で引張応力７．０Ｍｐａ以下の硬化塗膜物性を備えた組成であることが必要である。

ここで、反応性希釈剤としては、光重合性オリゴマーとの組み合わせで、引張ひずみ３０％以上、引張応力７．０Ｍｐａ以下の条件を満たす硬化塗膜物性を発現可能な反応性希釈剤であれば特に限定する必要はない。例えば、アクリレート反応性希釈剤またはメタクリレート反応性希釈剤を単独で又はこれらを組み合わせて用いることができ、詳しくは、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、２−アクリロイロキシエチル−コハク酸、ジメチルアミノエチルアクリレート、ＥＣＨ変性フェノキシアクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ブトキシジエチレングリコールメタクリレート、アクリロイルモルフォリン、グリセリンモノメタクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオ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、エチレングリコールジメタクリレート、１，６−エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートの内の何れか１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、単官能（１官能）反応性希釈剤は、引張ひずみ３０％以上、引張応力７．０Ｍｐａ以下の硬化塗膜物性を発現する紫外線硬化型インキを得やすいため、より好ましく用いることができる。

光重合性オリゴマーは、反応性希釈剤との組み合わせで、引張ひずみ３０％以上、引張応力７．０Ｍｐａ以下の条件を満たす硬化塗膜物性を発現可能な光重合性オリゴマーであれば特に限定する必要はない。例えば、ウレタンアクリレート光重合性オリゴマー、ポリエステルアクリレート光重合性オリゴマー、エポキシアクリレート光重合性オリゴマー、アクリル系光重合性オリゴマー、特殊光重合性オリゴマーの内のいずれか１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

これら反応性希釈剤と光重合性オリゴマーを、引張ひずみ３０％以上、引張応力７．０Ｍｐａ以下の硬化塗膜物性を発現するよう、所定の配合で混合した樹脂組成物（紫外線硬化型インキ）が、良好な発泡性実現のために好適といえる。
すなわち、本発明者等は、前記した反応性希釈剤と光重合性オリゴマーを各種割合で混合して、紫外線硬化塗膜における物性（引張ひずみと引張応力）が異なる複数種の樹脂組成物（紫外線硬化型インキ）を得た。そして、夫々の樹脂組成物に発泡剤を混合して得た紫外線硬化型発泡インキにおいて、前記樹脂組成物が、発泡剤の膨張を阻害しない程度の柔軟性を備えている場合、詳しくは、紫外線硬化塗膜における物性が引張ひずみ３０％以上、引張応力７Ｍｐａ以下の条件をいずれも満たす紫外線硬化型インキにおいて良好な発泡が得られ、いずれかの条件が欠けている（引張ひずみ３０％未満、引張応力７．０Ｍｐａを超える）場合、発泡剤の膨張が不十分になってしまうことを知見して、本発明を完成した。

光重合開始剤としては、紫外線硬化型インキ用として通常用いられる市販の光重合開始剤であれば特に限定されることはない。例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンなどを用いることができる。紫外線硬化型インキを着色する場合も特に限定されないが、この場合、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などを用いることが好ましい。

発泡剤は、無機発泡剤、有機発泡剤、液体発泡剤等の公知の各種発泡剤があるが、その中でも、発泡剤を内包する共重合体、例えば、液状ガスを内包したポリマー殻で生成された熱膨張性マイクロカプセルであって、ＵＶ照射の際に生じる熱（約９０〜２００℃）によって発泡するものが好適に用いることができ、例えば、日本フィライト社製のエクスパンセルＤＵ−４６１などをあげることができる。
また、発泡剤は、紫外線硬化型発泡インキ全体（１００％）において、５％〜４５％程度の範囲で混入することが好ましい。５％未満では発泡が十分でなく、また４５％を超える場合はインキの粘度があがり、印刷適性が低下するなど、本来の用途に沿った印刷物を得ることが困難になる。

本発明の紫外線硬化型発泡インキは、添加剤として、消泡剤、重合禁止剤、顔料分散剤などを添加することができる。また、通常使用される着色顔料を、１５％未満であれば含有しても良い。着色顔料を１５％以上含有させた場合、発泡を阻害する虞れがあるため好ましくない。また、蓄光顔料、アルミニウム顔料、パールマイカ顔料、ＢＬ顔料、蛍光顔料、染料、ホログラフィック顔料、シリカフレーク顔料、液晶顔料などの特殊顔料を、前記発泡を阻害しない程度であれば、単独または着色顔料との組み合わせで含有しても良い。

紫外線（ＵＶ）照射条件としては、積算光量約４００〜２０００ｍＪ／ｃｍ^２であり、紫外線照射ランプの光と熱を併用する。発泡可能照射条件の幅は、発泡剤の種類により変化する。紫外線照射ランプとしては、メタルハライドランプ、水銀ランプなどが使用できる。

基材としては特に限定されないが、例えばポリカーボネートなどのプラスチック製基材、紙、コート紙、密着性をあげるために表面処理された処理ＰＥＴや処理ＰＰなどをあげることができる。その他の用途として、インキの柔軟性を活用したインサート成型物や、独特の手触りを特徴とすることで利用価値の高い分野においてのエンボス加工等への応用も考えられる。

本発明に係る印刷物は、前述の物性を備える紫外線硬化型発泡インキを用いて、基材表面にスクリーン印刷を施した後、該印刷面に前記条件で紫外線を照射すれば、インキの乾燥と共に発泡剤が発泡し、これにより基材表面に発泡印刷層（紫外線硬化塗膜）が形成されて、厚肉状の印刷層を備えた印刷物として提供することができる。

以上説明したように本発明は、所望の柔軟性を有する紫外線硬化型インキに発泡剤を含有させた組成としたので、安定して発泡がなされる新規な紫外線硬化型発泡性インキとして提供することができた。よって、スクリーン印刷における作業性、取り扱い性、汎用性などに優れた紫外線硬化型インキの有益性を備え、且つ従来のインキでは困難であった発泡の安定性を実現して、ポリカーボネート、コート紙、処理ＰＥＴ、処理ＰＰなどの各種基材に厚盛状の印刷層を容易に形成し得る等、多くの効果を奏する。

以下、実施例と比較例に基づき本発明を詳述する。

（実施例１）
反応性希釈剤としての４−ヒドロキシブチルアクリレート：４０重量部と、ウレタンアクリレート８０％及びアクリルモノマー２０％で構成された光重合性オリゴマー：４０重量部と、光重合開始剤としてのヒドロキシケトン開始剤：２重量部とを混合し、引張ひずみ６０％で引張応力０．７Ｍｐａの紫外線硬化塗膜物性を発現させる紫外線硬化型インキを得た。この紫外線硬化型インキに、発泡剤としての熱膨張性マイクロカプセル：２０重量部を含有した紫外線硬化型発泡インキを、基材であるコート紙にＴ（テトロン）−１５０メッシュの版を用いてスクリーン印刷を行い、メタルハライドランプにて１００Ｗ／ｃｍ、コンベアースピード２．５Ｍ／分、１灯の条件でＵＶ照射した。積算光量約１０００ｍＪ／ｃｍ^２、ＵＶ照射時の印刷物の表面温度は約１６０℃であった。得られた印刷物は、発泡の影響によって印刷層表面の艶がなくなり、また印刷層表面が隆起することで手触りも独特なものとなるなど、発泡状態は良好なものであった。
また、前記紫外線硬化型インキを使用したことにより、乾燥工程を別途必要とせず、連続印刷にも版が目詰まりすることがなく、作業性の改善等も同時に達成することが出来た。

（実施例２）
光重合性オリゴマーとしてポリウレタンアクリレート：４０重量部を用い、引張ひずみ６８％、引張応力０．９０Ｍｐａの紫外線硬化塗膜物性を発現させる紫外線硬化型インキに変更したこと以外は、実施例１と同様の配合の紫外線硬化型発泡インキを用い、同条件でスクリーン印刷、ＵＶ照射を行った。得られた印刷物は実施例１と同じく発泡状態が良好で、且つ印刷時の作業性等も良好なものであった。

（実施例３）
光重合性オリゴマーとして、ウレタンアクリレート８０％、テトラヒドロフルフリルアルコール アクリル酸多量体エステル１０％、テトラエチレングリコールジアクリレート１０％で構成された光重合性アクリレート：４０重量部を用い、引張ひずみ３６％、引張応力２．０４Ｍｐａの紫外線硬化塗膜物性を発現させる紫外線硬化型インキに変更したこと以外は、実施例１と同様の配合の紫外線硬化型発泡インキを用い、同条件でスクリーン印刷、ＵＶ照射を行った。得られた印刷物は実施例１と同じく発泡状態が良好で、且つ印刷時の作業性等も良好なものであった。

（実施例４）
反応性希釈剤として２−ヒドロキシエチルアクリレート：４０重量部を用いると共に、光重合性オリゴマーとしてウレタンアクリレート８０％、テトラヒドロフルフリルアルコール アクリル酸多量体エステル１０％、テトラエチレングリコールジアクリレート１０％で構成された光重合性アクリレート：４０重量部を用い、引張ひずみ７２％、引張応力４．４８Ｍｐａの紫外線硬化塗膜物性を発現させる紫外線硬化型インキに変更したこと以外は、実施例１と同様の配合の紫外線硬化型発泡インキを用い、同条件でスクリーン印刷、ＵＶ照射を行った。得られた印刷物は実施例１と同じく発泡状態が良好で、且つ印刷時の作業性等も良好なものであった。

（実施例５）
反応性希釈剤としてフェノキシエチルアクリレート：４０重量部を用いると共に、光重合性オリゴマーとして、ウレタンアクリレート８０％、テトラヒドロフルフリルアルコール アクリル酸多量体エステル１０％、テトラエチレングリコールジアクリレート１０％で構成された光重合性アクリレート：４０重量部を用い、引張ひずみ６８％、引張応力５．４０Ｍｐａの紫外線硬化塗膜物性を発現させる紫外線硬化型インキに変更したこと以外は、実施例１と同様の配合の紫外線硬化型発泡インキを用い、同条件でスクリーン印刷、ＵＶ照射を行った。得られた印刷物は実施例１と同じく発泡状態が良好で、且つ印刷時の作業性等も良好なものであった。

（比較例１）
反応性希釈剤としてＥＣＨ変性フェノキシアクリレート：４０重量部、光重合性オリゴマーとしてウレタンアクリレート８０％、テトラヒドロフルフリルアルコール アクリル酸多量体エステル１０％、テトラエチレングリコールジアクリレート１０％で構成された光重合性アクリレート：４０重量部を用い、引張ひずみ３６％、引張応力１０．３９Ｍｐａの紫外線硬化塗膜物性を発現させる紫外線硬化型インキに変更したこと以外は、実施例１と同様の配合の紫外線硬化型発泡インキを用い、同条件でスクリーン印刷、ＵＶ照射を行った。得られた印刷物は、印刷表面に艶が残った状態で、表面が平坦であり、独特な手触りを発現することが出来ず、発泡は不良なものであった。

（比較例２）
反応性希釈剤としてポリエチレングリコールジアクリレート：４０重量部、光重合性オリゴマーとしてウレタンアクリレート８０％、テトラヒドロフルフリルアルコール アクリル酸多量体エステル１０％、テトラエチレングリコールジアクリレート１０％で構成された光重合性アクリレート：４０重量部を用い、引張ひずみ１６％、引張応力３．０１Ｍｐａの硬化塗膜物性を発現させる紫外線硬化型インキに変更したこと以外は、実施例１と同様の配合の紫外線硬化型発泡インキを用い、同条件でスクリーン印刷、ＵＶ照射を行った。得られた印刷物は、印刷表面に艶が残った状態で、表面が平坦であり、独特な手触りを発現することが出来ず、発泡は不良なものであった。

（比較例３）
反応性希釈剤としてポリエチレングリコールジアクリレート：４０重量部、光重合性オリゴマーとしてウレタンアクリレートオリゴマー７０％、アクリロイルモルフォリン３０％で構成された光重合性オリゴマー：４０重量部を用い、引張ひずみ２４％、引張応力２．９３Ｍｐａの紫外線硬化塗膜物性を発現させる紫外線硬化型インキに変更したこと以外は、実施例１と同様の配合の配合の紫外線硬化型発泡インキを用い、同条件でスクリーン印刷、ＵＶ照射を行った。得られた印刷物は、印刷表面に艶が残った状態で、表面が平坦であり、独特な手触りを発現することが出来ず、発泡は不良なものであった。

尚、各実施例及び比較例における引張ひずみと引張応力の値は、発泡剤含有前の紫外線硬化型インキの紫外線硬化塗膜の物性を、ＪＩＳ規格Ｋ７１６１に準拠して測定、算出した値である。

以上の結果から、引張ひずみ３０％以上で且つ引張応力７．０Ｍｐａ以下の硬化塗膜物性を有する紫外線硬化型インキを用いた本発明に係る発泡インキの優位性を確認することができた。

Claims (7)

1. 少なくとも反応性希釈剤と、光重合性オリゴマーと、光重合開始剤からなる紫外線硬化型インキに、発泡剤を含有してなる紫外線硬化型発泡インキであって、前記紫外線硬化型インキが、引張ひずみ３０％以上で且つ引張応力７．０Ｍｐａ以下の硬化塗膜物性を有する紫外線硬化型インキであることを特徴とする紫外線硬化型発泡インキ。
2. 前記発泡剤の含有割合が５〜４５％である請求項１記載の紫外線硬化型発泡インキ。
3. 前記反応性希釈剤として、アクリレート反応性希釈剤又はメタクリレート反応性希釈剤の１種又は２種以上を用いた請求項１又は２記載の紫外線硬化型発泡インキ。
4. 前記光重合性オリゴマーとして、ウレタンアクリレート光重合性オリゴマー、ポリエステルアクリレート光重合性オリゴマー、エポキシアクリレート光重合性オリゴマー、アクリル系光重合性オリゴマー、特殊光重合性オリゴマーの内の何れか１種又は２種以上を用いた請求項１〜３の何れか１項記載の紫外線硬化型発泡インキ。
5. 消泡剤、重合禁止剤、顔料分散剤、着色顔料、特殊顔料の内の少なくとも１種以上をさらに含有してなる請求項１〜４の何れか１項記載の紫外線硬化型発泡インキ。
6. 請求項１〜５の何れか１項記載の紫外線硬化型発泡インキを用いて、基材表面に発泡印刷層を形成してなる印刷物。
7. 請求項１〜５の何れか１項記載の紫外線硬化型発泡インキを用いて、基材表面にスクリーン印刷を施した後、該印刷面に紫外線を照射して発泡印刷層を形成することを特徴とする発泡性印刷物の形成方法。