JP3310354B2 - 樹脂組成物、スクリーン印刷インキ用樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

樹脂組成物、スクリーン印刷インキ用樹脂組成物及びその硬化物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線照射によって速
やかに硬化し、硬化物の臭気の少ない特にスクリーン印
刷インキに適する樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】紫外線硬化型樹脂組成物は省資源、省エ
ネルギー、生産性向上対策用として広く使用されてい
る。又、ウレタン(メタ)アクリレートを主成分とする
紫外線硬化型スクリーン印刷インキが開発され使用され
てきているが、これらスクリーン印刷インキは顔料によ
り紫外線が吸収されるため、クリヤー系と比較して硬化
性に劣る。特に墨、藍インキ等の比較的硬化性の遅いイ
ンキで、厚膜の場合、セロテープ密着試験でインキ内部
で凝集破壊をおこしたり、基材からインキが剥離するこ
とがある。又、インキ硬化物の臭気がひどいものがあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の紫外線
硬化型スクリーン印刷インキの欠点を解決し、硬化性の
優れ、硬化物の臭気の少ない紫外線硬化型スクリーン印
刷インキに適した樹脂組成物を提供する。
【0004】
【課題を解決する為の手段】即ち、本発明は、 1.ウレタン(メタ)アクリレート(A)、(A)成分
以外のエチレン性不飽和基含有化合物(B)、式(1)
で示される化合物(C)、
【0005】
【化4】
【0006】(式中、R1 は水素原子又は炭素数1〜4
のアルキル基を示す。)及び式(2)で示される化合物
(D)
【0007】
【化5】
【0008】(R2 、R3 は炭素数1〜3のアルキル
基、R4 は水素原子、炭素数1〜13のアルキル基、フ
ェニル基、−OR5 、−OCH2 CH2 OR5 又は、
【0009】
【化6】
【0010】R5 は炭素数1〜13のアルキル基であ
る。)を含むことを特徴とするスクリーン印刷インキ用
樹脂組成物に関する。
【0011】以下、本発明のスクリーン印刷インキ用樹
脂組成物(以下単に樹脂組成物という)の各構成成分に
ついて説明する。本発明に使用するウレタン(メタ)ア
クリレート(A)としては、ポリオール類(例えば、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチ
ルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル
−1,5−ペンタンジオール、トリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリ
コール、トリメチロールプロパン、ビスフェノールAポ
リエトキシジオール、ポリエステルポリオール、ポリカ
ーボネートジオール、ポリカプロラクトンポリオール
等)と有機ポリイソシアネート類(例えば、2,4−ト
ルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシア
ネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、4−
4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネー
ト、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,
2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート
等)と水酸基含有(メタ)アクリレート類(例えば2−
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキ
シプロピル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオ
ールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール
トリ(メタ)アクリレート、フェニルグリシジルエーテ
ル(メタ)アクリレート等)とを反応させて得た反応物
を挙げることができる。
【0012】該反応物の反応は具体的には、前記ポリオ
ール類と有機ポリイソシアネート類とをNCO基/OH
基の比が1〜2の範囲において反応させる。この反応は
好ましくは50〜100℃の範囲に攪拌して行い、末端
にイソシアネート基を有するポリウレタンプレポリマー
が得られる。NCO基/OH基の比が1より小さいと未
反応のポリオール類が残存し、2より大きいと未反応の
イソシアネート類が残存する。次に、こうして得られた
イソシアネート官能性プレポリマーにそのプレポリマー
の残存NCO基1当量に対して前記水酸基含有(メタ)
アクリレート類の水酸基1〜1.5当量を反応させる。
この反応はトリエチルアミン等の第3級アミン、ジブチ
ルスズラウリレートやジブチルスズアセテート等の有機
金属化合物類あるいは塩化スズ類等のような慣用の触媒
を使用し、この反応は好ましくは50〜100℃で攪拌
して行う。この反応によって末端に(メタ)アクロイル
基を有するウレタン(メタ)アクリレート(A)が生成
する。本発明においてウレタン(メタ)アクリレート
(A)の数平均分子量は約500〜10000が望まし
い。
【0013】本発明において使用する(A)成分以外の
エチレン性不飽和基含有化合物(B)としては、具体的
には例えば、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロ
ラクトン、アクリロイルモルホリン、イソボルニル(メ
タ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ジ
エチレングリコール(2−エチルヘキシル)エーテル
(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アク
リレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル
(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)ア
クリレート、エチルカルビトール(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、ネオペンチルグリコールジ(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、ポ
リエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフ
ェノールAのポリエトキシジ(メタ)アクリレート、
1,6−ヘキサンジグリシジルエーテルジ(メタ)アク
リレート、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ルジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパント
リ(メタ)アクリレート、メナンジオール(メタ)アク
リレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコー
ルのε−カプロラクトン反応物のジ(メタ)アクリレー
ト等を挙げることができる。
【0014】本発明に使用する光重合開始剤としての式
(1)で示される化合物(C)の具体例としては、例え
ば、
【0015】
【化7】
【0016】(Quantacure BMS、シェル化学(株)
製)
【0017】
【化8】
【0018】
【化9】
【0019】等を挙げることができる。本発明に用いら
れる光重合促進剤としての式(2)で示される化合物
(D)の具体例としては、例えば、N,N−ジメチルア
ミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ
安息香酸イソアミルエステル、N,N−ジメチルアミノ
安息香酸アミノエステル、4,4′−ジメチルアミノベ
ンゾフェノン、4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノ
ン、N,N−ジメチルアミノベンズアルデヒド、N,N
−ジメチルアミノアセトフェノン、2−n−ブトキシエ
チル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−(ジ
メチルアミノ)エチルベンゾエート等を挙げることがで
きる。
【0020】本発明の樹脂組成物は(A)〜(D)成分
を混合、分散、溶解、混練等により得ることができる。
かくして得られる樹脂組成物には、更に必要に応じて、
感光性の改良のために通常の光重合開始剤、例えば1−
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4−エ
チルチオキサントン、2−ベンジル−2−ジメチルアミ
ノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−
1,2−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等を単独あるいは2種
以上組み合わせて用いることができる。又本発明では、
必要に応じて顔料を使用することができる。該顔料は例
えば、一般に市販されている無機系着色顔料、有機系着
色顔料、無機系体質顔料、有機系体質顔料、無機系艶消
粉末顔料、有機系艶消粉末顔料、金属粉末顔料、蛍光顔
料等である。該顔料は樹脂組成物の使用目的、例えば、
着色、艶消、増量剤、メタリック色等目的によって単独
又は、複数の組み合わせで選ばれる。これらの顔料の配
合割合は、構成成分(A)〜(D)の総重量、100重
量部に対して1〜150重量部の範囲で、単独もしくは
複数の形で使用する。本発明では、更に必要に応じて、
消泡剤、レベリング剤、分散剤、流動調製剤、重合禁止
剤等などの添加剤が使用できる。
【0021】本発明の樹脂組成物の構成成分である
(A)〜(D)成分の使用割合は、(A)成分は25〜
65重量%が好ましく、特に好ましくは30〜60重量
%であり、(B)成分は34〜74重量%が好ましく、
特に好ましくは37〜68重量%である。(C)成分は
0.1〜15重量%が好ましく、特に好ましくは1〜1
0重量%であり、(D)成分は0.05〜15重量%が
好ましく、特に好ましくは0.5〜10重量%である。
【0022】本発明の樹脂組成物の硬化物は常法に従
い、放射線を照射することにより得ることができる。特
に本発明のスクリーン印刷インキ用樹脂油性物の硬化物
は、スクリーン印刷方法によって被印刷基材(例えば、
プラスチック類、紙、金属あるいはガラス等)に印刷し
た後、紫外線を照射して硬化させ得ることができる。紫
外線照射に用いられるランプは高圧水銀灯、メタルハラ
イドランプ、キセノランプ等であり、これらは約200
nm〜420nmの波長範囲の紫外線を発光する。本発
明の樹脂組成物は、それ以外に各種コーティング剤、光
ファイバー用コーテイング剤、注型用組成物、接着剤等
に有用である。
【0023】
【実施例】以下、本発明を、実施例によりさらに詳細に
説明する。なお、合成例、実施例中の部は重量部を示
す。 ウレタン(メタ)アクリレート(A)の合成例 合成例1 ポリ−ε−カプロラクトン系ジオール(ダイセル化学
(株)製、品名プラクセル205、OH価 213.7
mgKOH/g 、数平均分子量525.1)525.1部、イ
ソホロンジイソシアネート333.5部を仕込み、昇温
後、80℃で13時間反応し、次いで反応液を60℃に
冷却し、β−ヒドロキシエチルアクリレート119.5
部、メトキノン 0.49部、ジラウリン酸ジ−n−ブ
チルスズ0.25部を仕込み、昇温後、80℃で反応を
行った生成物の数平均分子量は約2500であった。
【0024】合成例2 ポリ−ε−カプロラクトン系ジオール(ダイセル化学
(株)製、品名プラクセル205、OH価 214.3
mgKOH/g 、数平均分子量523.7)60%モルと無水
フタル酸40%モルのポリエステルジオール(OH価
64.0mgKOH/g)350.7部、イソホロンジイソシア
ネート88.9部を仕込み、昇温後80℃で2.5時間
反応し、次いで反応液を60℃に冷却し、β−ヒドロキ
シエチルアクリレート47.8部、メトキノン 0.2
4部、ジラウリン酸ジ−n−ブチルスズ 0.05部を
仕込み、昇温後、80℃で反応を行った。生成物の数平
均分子量は約2900であった。
【0025】合成例3 ポリテトラメチレングリコール(OH価161mgKOH/
g、数平均分子量、697)697部、イソホロンジイ
ソシアネート333.5部を仕込み、昇温後80℃で1
5時間反応し、次いで反応液を60℃に冷却し、β−ヒ
ドロキシエチルアクリレート 119.6部、メトキノ
ン 0.58部、ジラウリン酸ジ−n−ブチルスズ0.
23部を仕込み、昇温後、80℃で反応を行った。生成
物の数平均分子量は約3000であった。
【0026】実施例1〜4 比較例1,2 表1に示す配合組成(数値は重量部)に従って予備混合
後、3本ロールミルで3回混練し、本発明のスクリーン
印刷インキ用樹脂組成物を得た。次に、この樹脂組成物
をスクリーン印刷法によりポリカーボネート樹脂(0.
5mm厚さ)に厚さ12〜15nmになるように印刷
し、80W/cmのメタルハライドランプ下10cmの
所を通過させ紫外線を照射して硬化し、この樹脂組成物
の硬化性(mJ/cm2) 、硬化物の臭気、密着性について評
価した評価結果を表1に示した。
【0027】硬化性:樹脂組成物をスクリーン印刷法に
よりポリカーボネート樹脂(0.5mm厚さ)に厚さ1
2〜15μmになるように印刷し、80W/cmのメタ
ルハライドランプ下10cmの所を通過させ紫外線を照
射し、塗膜の硬化(指触による)に要した照射量(mJ/c
m2)を測定した。硬化物の臭気:硬化物の臭気を測定し
た。 ○・・・・ほとんど臭気がない △・・・・少し臭気あり ×・・・・臭気がある
【0028】密着性:JIS D0202の試験方法に
従って硬化物の表面に基盤目状にクロスカットを入れ、
次いでセロハンテープによりピーリングテスト後の剥れ
の状態を目視判定した。 ◎・・・・100/100で全く剥れないもの ○・・・・100/100でクロスカット部が少し剥れ
たもの △・・・・50/100〜90/100 ×・・・・0/100〜50/100
【0029】
【表1】 表1 実 施 例 比較例 1 2 3 4 1 2 合成例1で得た ウレタンアクリレート 48 13 48 合成例2で得た ウレタンアクリレート 56 47 47 合成例3で得た ウレタンアクリレート 35 エチルカルビトール アクリレート 10 13 15 10 15 フェノキシエチル アクリレート 10 10 N−ビニルピロリドン 4 4 29 4 アクリロイルモルホリン 38 25 38 38 38 テトラエチレングリコール ジアクリレート 5 Quantacure BMS *1 3.5 3.5 3.5 3.5 KAYACURE EPA *2 3.5 1.5 3.5 3.5 イルガキュアー907 *3 0.5 3.5 3.5 KAYACURE DETX-S *4 0.5 0.5 カーボンブラック(顔料) 45 45 45 45 45 45 硬化性(mJ/cm2) 150 150 100 170 200 220 臭気 ○ ○ ○ ○ × × 密着性 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ○
【0030】表1から明らかなように本発明の樹脂組成
物は硬化性に優れ、硬化物の臭気が少ない。
【0031】注 *1 Quantecure BMS:インタ
ーナショナルバイオーシンセェティックス社製 光重合
開始剤 *2 KAYAURE EPA:日本化薬(株)製 光
重合促進剤N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエス
テル *3 イルガキュアー907:チバ・ガイギー社製 光
重合開始剤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 *4 KAYACURE DETX−S:日本化薬
(株)製 光重合開始剤2,4−ジエチルチオキサント
【0032】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は紫外線の照射によ
って速やかに硬化し、その硬化物の臭気の少なく、特に
スクリーン印刷インキに適している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−200804(JP,A) 特開 平4−107993(JP,A) 特開 平5−311102(JP,A) 特開 平5−125136(JP,A) 特開 平4−323275(JP,A) 特開 平6−316614(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 290/00 - 290/14 C08F 299/00 - 299/08 C08F 2/46 - 2/50 C09D 11/00 - 11/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウレタン(メタ)アクリレート(A)、
    (A)成分以外のエチレン性不飽和基含有化合物
    (B)、式(1)で示される化合物(C) 【化1】 (式中、R1 は水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル
    基を示す。)及び式(2)で示される化合物(D) 【化2】 (式中、R2 、R3 は炭素数1〜3のアルキル基、R4
    は水素原子、炭素数1〜13のアルキル基、フェニル
    基、−OR5 、−OCH2 CH2 OR5 又は 【化3】 5 は炭素数1〜13のアルキル基である。)を含むこ
    とを特徴とするスクリーン印刷インキ用樹脂組成物。
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