JP7005834B1 - 活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ及び印刷物 - Google Patents

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Abstract

ロジン変性樹脂(A)と、活性エネルギー線硬化型化合物(B)と、光重合開始剤(C)と、体質顔料(D)とを含み、上記(B)がジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)を含み、上記(B1)の含有量がインキの全質量を基準として20~37質量%であり、上記(C)が、アシルホスフィンオキサイド系化合物(C1)、チオキサントン系化合物(C2)、及びオキシムエステル系化合物(C3)からなる群から選ばれる少なくとも2種を含み、上記(D)の含有量がインキの全質量を基準として0.1~10質量%であり、25℃における粘度が10~120Pa・sである、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ。

Description

本開示は、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ及び印刷物に関する。
平版印刷では、通常、5~120Pa・sの比較的高い粘度を有するインキを使用する。また、平版印刷で使用する印刷機の機構では、インキ壺から複数のローラーを経由して版面の画線部にインキを供給してパターンを形成し、版面のインキを紙などの基材上に転写して画像を形成する。パターンの形成時に湿し水を使用する平版印刷では、非画線部に湿し水が供給され、非画線部がインキを反発するようにする。一方、パターンの形成時に湿し水を使用しない水無し平版印刷では、非画線部にシリコーン層を形成し、非画線部がインキを反発するようにする。
特に、パターンの形成時に湿し水を使用する平版印刷では、インキと湿し水との乳化バランスが重要である。そのため、平版印刷で使用されるインキには、適度な粘度に加えて、適度な乳化適性を有し、かつ高速印刷適性を有することが求められている。インキの乳化量が多すぎると、非画線部にもインキが着肉し易くなり、汚れが発生しやすくなる。一方、インキの乳化量が少ないと、絵柄の少ない印刷を行う場合に、インキ表面に湿し水が吐き出し易くなる。そのため、ロール間のインキ転移性、及び基材へのインキ転移性が悪くなり、安定して印刷することが難しくなる。
さらに、近年では、印刷時の省人、省力化、自動化、及び高速化の要求が高まってきており、特に、印刷スピードは益々高速化してきている。そして、様々な印刷条件下において、トラブルなく長時間にわたって安定して高品位な印刷物が得られるインキが望まれており、これまでに種々なインキの改良が検討されている。
このような状況下、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキが知られている。活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、アクリルエステル化合物のような、活性エネルギー線に対して硬化性を有する化合物(以下、活性エネルギー線硬化型化合物という)を含んでいる。そのため、上記インキは、活性エネルギー線が照射されると、瞬時に硬化し、上記活性エネルギー線硬化型化合物の3次元架橋による強靭な皮膜を形成する。また、上記インキは、瞬時に硬化することから、印刷直後に後加工を行うことができる。これらの利点から、生産性向上及び意匠の保護のために強い皮膜が要求される包装用パッケージ印刷、及び商業分野におけるフォーム印刷等において、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキが好適に使用されている。
一般的に、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ(以下、単に「インキ」ともいう)には、乳化適性、地汚れ耐性、及び初期濃度安定性といった印刷適性が要求される。また、上記インキには、上記印刷適性に加えて、硬化性、光沢性、及び密着性といった印刷皮膜適性に加えて、耐摩擦性、及び耐溶剤性といった印刷皮膜強度も要求される。
代表的に、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、固形成分として、バインダー及び顔料を含み、上記バインダーは皮膜を形成する成分を意味する。バインダーは、樹脂及びアクリルエステル化合物のような活性エネルギー線硬化型化合物を含む樹脂成分(バインダー樹脂という)と、ラジカル重合開始剤と、必要に応じて各種添加剤とを含む。そして、上記要求に応えるために、これまで、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ用のバインダー樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂等が検討されてきた。
例えば、特許文献1は、飽和ポリエステルをイソシアネート基含有ウレタンアクリレートで変性したバインダー樹脂を開示している。しかしながら、開示されたバインダー樹脂は、直線性の高い構造を有するため、上記樹脂を使用してインキを構成した場合、十分なインキ粘弾性を得ることが難しい。また、耐ミスチング性、及び地汚れ耐性などの印刷適性が低下しやすい。
また、特許文献2は、ロジン誘導体多価カルボン酸を必須成分として含む水酸基過剰のポリエステル化合物と、アクリル酸又はメタクリル酸との反応によって得られるバインダー樹脂を開示している。しかし、上記ロジン誘導体多価カルボン酸の特定が十分ではなく、例えば、バインダー樹脂中の共役二重結合の残存量が多い時には、空気中の酸素による硬化阻害を受けやすい。その結果、上記樹脂を使用してインキを構成した場合、硬化性に加えて、印刷皮膜強度が不十分になるという問題が生じやすい。
さらに、特許文献3は、バインダー樹脂として、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、開示されたバインダー樹脂を使用してインキを構成した場合、流動性及び光沢性が不十分となる傾向がある。
また、特許文献4は、バインダー樹脂として、ジアリルフタレート樹脂及び多官能アクリレート系化合物を含む、平版印刷インキ用の光硬化性樹脂組成物を開示している。しかし、光硬化性樹脂組成物(インキ)において、インキの全質量を基準とするジアリルフタレート樹脂の含有量が増加すると、インキ粘度が高くなりすぎ、流動性及び光沢性が不十分になりやすい。
特開2001-348516号公報 特開平2-51516号公報 特開平2010-70743号公報 特開2016-190907号公報
上述のように、従来の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、要求される印刷適性、印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度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。なかでも、印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度を改善する観点から、インキを構成するために使用する、樹脂及び活性エネルギー線硬化型化合物といったバインダー樹脂成分の構成及び配合量を適切に調整することが重要となる。
これに対し、一般的に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能の活性エネルギー線硬化型化合物を使用した場合、インキの硬化性を容易に向上できることが知られている。しかし、その配合量を増加させると、印刷皮膜の硬化収縮が起こりやすく、柔軟性が低下し、基材への密着性が低下しやすい傾向がある。
さらに、例えば、バインダー樹脂としてジアリルフタレート樹脂を含むインキでは、優れた硬化性が得られる。しかし、多官能の活性エネルギー線硬化型化合物に対するジアリルフタレート樹脂の溶解性は低いため、ジアリルフタレート樹脂を含むインキは高粘度になりやすい。そのため、インキの流動性が低下しやすく、十分な印刷適性を得ることが難しい傾向がある。これらのことから、ジアリルフタレート樹脂及び多官能の活性エネルギー線硬化型化合物を使用したインキの場合、優れた硬化性を容易に得ることはできるが、基材への密着性及び印刷適性などの他の要求を十分に満たすことはできず、さらなる改善が望まれている。
一方、上記インキを用いた印刷工程では、印刷皮膜を硬化させるために、紫外線及び電子線といった活性エネルギー線が照射される。光源としては、代表的に、LEDランプ、水銀ランプ、及びメタルハライドランプが知られている。なかでも、ランニングコストが安く、ランプ寿命が長く、さらにメタルハライドランプよりも高光量で生産性に優れることから、近年LEDランプが広く使用されるようになっており、高速印刷にも対応できるようになってきている。しかし、活性エネルギー線照射時の光量が大きくなるに従い、印刷皮膜の硬化収縮が起こりやすく、密着性が低下しやすくなる。このような問題は、インキの硬化性の向上に伴い、より顕著になる。
上述の状況から、優れた硬化性を有する一方で、硬化収縮が少なく、基材への優れた密着性を実現でき、かつ印刷適性に優れる活性エネルギー線硬化型平版印刷インキが望まれている。
したがって、本開示は、優れた硬化性を有し、かつ基材への優れた密着性を有する印刷皮膜を形成することができ、かつ印刷適性に優れる活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを提供する。また、本開示は、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを用いて、印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度に優れる印刷物を提供する。さらに、本開示は、硬化時の活性エネルギー線の照射を高光量で実施できる、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを用いた印刷物の製造方法を提供する。
本発明者らは、鋭意検討した結果、インキ中のバインダー成分として、ロジン変性樹脂、及び特定量のジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを使用し、さらに体質顔料を配合することによって、印刷皮膜の硬化性と柔軟性とを良好に調整することができ、平版印刷に適したインキ粘度、及び基材に対する印刷皮膜の優れた密着性を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下に記載の実施形態を含む。但し、本発明は以下の実施形態に限定されず、様々な実施形態を含んでよい。
一実施形態は、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキに関する。上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、ロジン変性樹脂(A)と、活性エネルギー線硬化型化合物(B)と、光重合開始剤(C)と、体質顔料(D)とを含み、
上記活性エネルギー線硬化型化合物(B)が、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)を含み、上記ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)の含有量が、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として20~40質量%であり、
上記光重合開始剤(C)が、アシルホスフィンオキサイド系化合物(C1)、チオキサントン系化合物(C2)、及びオキシムエステル系化合物(C3)からなる群から選ばれる少なくとも2種を含み、
上記体質顔料(D)の含有量が、前記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として0.1~10質量%であり、
25℃における粘度が、10~120Pa・sである。
上記実施形態において、上記ロジン変性樹脂(A)は、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)が付加した化合物に由来する構造単位(a12)と、上記共役系ロジン酸(A1)を除く有機一塩基酸(A3)に由来する構造単位(a3)と、ポリオール(A5)に由来する構造単位(a5)とを有し、
上記構造単位(a12)と上記構造単位(a3)との質量比が、100:10~100:350の範囲であることが好ましい。
上記活性エネルギー線硬化型化合物(B)は、さらに、分子中にアクリロイル基を3個以上有する多官能アクリレート(B2)(但し、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)を除く)を含み、上記多官能アクリレート(B2)の含有量が上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として5~40質量%であることが好ましい。
上記光重合開始剤(C)は、さらに、ベンゾフェノン系化合物(C4)及びアルキルフェノン系化合物(C5)からなる群から選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。
上記実施形態の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、さらに、アミン系化合物(E)を含むことが好ましい。
上記ロジン変性樹脂(A)は、上記ロジン変性樹脂(A)と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)と、トリメチロールプロパントリアクリレートとを質量比30:35:35で混合した混合物として、25℃において10~50Pa・sの粘度を有することが好ましい。
一実施形態は、基材上に上記実施形態の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを用いて形成した印刷層を有する印刷物に関する。
本発明によれば、優れた硬化性を有し、かつ基材への優れた密着性を有する印刷皮膜を形成することができ、かつ印刷適性に優れる活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを提供することができる。また、本発明によれば、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを用いて、印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度に優れる印刷物を提供することができる。
さらに、本発明によれば、硬化時の活性エネルギー線の照射を高光量で実施できる高速印刷にも対応可能な、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを用いた印刷物の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は、以下に記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
1.活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ
一実施形態は、ロジン変性樹脂(A)と、活性エネルギー線硬化型化合物(B)と、光重合開始剤(C)と、体質顔料(D)を含み、25℃における粘度が、10~120Pa・sである、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ(以下、インキともいう)に関し、上記インキは、以下(i)~(iii)を満たす。
(i)上記活性エネルギー線硬化型化合物(B)が、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)を含み、上記ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)の含有量が、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として20~40質量%である。
(ii)上記光重合開始剤(C)が、アシルホスフィンオキサイド系化合物(C1)、チオキサントン系化合物(C2)、及びオキシムエステル系化合物(C3)からなる群から選ばれる少なくとも2種を含む。
(iii)上記体質顔料(D)の含有量が、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として0.1~10質量%である。
一般に、多官能アクリレートに分類されるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)(B1)は優れた硬化性を有する。しかし、インキにおけるその含有量が多い場合には、印刷皮膜が硬化収縮を起こし、密着性が低下する傾向にある。これに対し、上記実施形態のインキでは、DPHA(B1)に対して好適な溶解性を有するロジン変性樹脂(A)を使用し、さらに、特定の光重合開始剤(C)及び特定量の体質顔料(D)を使用することによって、優れた印刷適性を維持しながら、印刷皮膜の密着性を改善することが可能となる。上記インキにおいて、成分(A)~(D)は、バインダー成分として分類される。したがって、インキは、後述するように、顔料、及び各種添加剤をさらに含んでもよい。
理論によって拘束するものではないが、インキにおけるバインダー成分が上記(i)~(iii)を満たすことで、印刷皮膜に柔軟性が付与され、その結果、印刷皮膜の硬化収縮が抑制されることで密着性の改善が可能となると考えられる。したがって、上記実施形態によれば、優れた印刷適性を有し、優れた印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度を有する印刷皮膜を形成することができる活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを得ることができる。
上記インキの粘度は、10~120Pa・sであることが好ましく、20~110Pa・sがより好ましく、30~100Pa・sがさらに好ましい。上記粘度を上記範囲内に調整することによって、インキの流動性が好適になり、光沢性及び耐ミスチング性の向上が容易となる。上記インキの粘度は、英弘精機株式会社製の粘度計HAAKE RS600を使用して、コーン&プレートセンサーにより、フローカーブモードによる測定方法にしたがって、室温(25℃)で測定して得た値である。
以下、インキの構成成分について具体的に説明する。
1-1.ロジン変性樹脂(A)
本明細書において「ロジン変性樹脂(A)」は、ロジン酸類と少なくともポリオール(A5)を含む成分との重合体である。活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを構成するために上記ロジン変性樹脂(A)を使用する場合、ロジン酸類に含まれる共役二重結合は、空気中の酸素による硬化阻害が生じる原因となる。そのため、一実施形態において、ロジン変性樹脂(A)は、樹脂中の共役二重結合を低減又は消失させるために、ロジン酸類にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)が付加した構造を含むことが好ましく、さらにエステル化して得られる樹脂であってよい。
一実施形態において、上記ロジン変性樹脂(A)は、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)が付加した化合物に由来する構造単位(a12)と、上記共役系ロジン酸(A1)を除く有機一塩基酸(A3)に由来する構造単位(a3)と、ポリオール(A5)に由来する構造単位(a5)とを有し、上記構造単位(a12)と上記構造単位(a3)との質量比(a12):(a3)が、100:10~100:350である、ロジン変性樹脂(A)が好ましい。
一実施形態において、上記質量比(a12):(a3)は、100:10~100:350であることが好ましく、100:15~100:300であることがより好ましく、100:18~100:250であることがさらに好ましい。ロジン変性樹脂(A)において、上記質量比(a12):(a3)比が上記範囲内である場合、印刷皮膜に光沢性を発現させることが容易となる。また、好適な分子量分布を有する樹脂を得ることが容易であり、そのことによって活性エネルギー線硬化型化合物(B)に対する溶解性、及びインキの耐ミスチング性が向上しやすい。
上記質量比(a12):(a3)は、ロジン変性樹脂(A)における構造単位(a12)と構造単位(a3)との質量の比であり、ロジン変性樹脂(A)における構造単位(a12)の質量を100とした場合の、構造単位(a3)の質量の値を意味する。上記構造単位(a12)の質量、及び構造単位(a3)の質量は、上記ロジン変性樹脂(A)を製造するために使用した上記単量体(A1)、(A2)、及び(A3)の仕込み量から反応終了後の各単量体の残量を減じることで算出される。具体的な算出方法は、実施例において詳細に説明する。
一実施形態において、上記ロジン変性樹脂(A)は、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を付加させた化合物、及び上記共役系ロジン酸(A1)を除く有機一塩基酸(A3)と、ポリオール(A5)との反応によって得られるポリマー化合物であってよい。ポリマー化合物は、各々の単量体に由来する構造単位(a12)、及び(a3)と、構造単位(a5)とが、互いにエステル結合を介して結合した構造を有する、ロジン変性ポリエステル樹脂である。
一実施形態において、上記ロジン変性樹脂(A)は、さらに、多塩基酸又はその無水物(A4)に由来する構造単位(a4)を有してもよい。ここで、多塩基酸又はその無水物(A4)は、上記α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)以外の化合物を意味する。多塩基酸又はその無水物(A4)は、分子内に不飽和結合を含まないことが好ましい。ロジン変性樹脂(A)に構造単位(a4)を追加した場合、印刷皮膜の剛直性及び柔軟性の調整が容易となる傾向がある。
一実施形態において、上記ロジン変性樹脂(A)は、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を付加させた化合物、上記共役系ロジン酸(A1)を除く有機一塩基酸(A3)、及び多塩基酸又はその無水物(A4)と、ポリオール(A5)との反応によって得られるポリマー化合物であってよい。ポリマー化合物は、各々の単量体に由来する構造単位(a12)、(a3)、及び(a4)と、構造単位(a5)とが、互いにエステル結合を介して結合した構造を有する、ロジン変性ポリエステル樹脂である。
一実施形態において、上記ロジン変性ポリエステル樹脂(A)は、共役系ロジン酸(A1)に由来する構造単位(a1)、及び/又は、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)に由来する構造単位(a2)をさらに含んでもよい。
以下、上述のロジン変性ポリエステルをロジン変性樹脂(A)と称して、より具体的に説明する。
特に限定するものではないが、例えば、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)として、(無水)マレイン酸等のカルボキシル基を2つ有する化合物を用い、多塩基酸又はその無水物(A4)として、無水コハク酸等のカルボキシル基を2つ有する化合物を用いた場合、ロジン変性樹脂(A)は、代表的に下記式(I)~(VI)で表される部分構造を有してよい。中でも、下記式(IV)~(VI)で表される部分構造は、樹脂の末端構造の具体例である。但し、ロジン変性樹脂(A)の部分構造はこれらに限定されない。
また、詳細は後述するが、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を付加させる反応(後述するディールスアルダー付加反応)の後、上記成分(A2)が残留する場合、下記式(I)、(II)及び(IV)に含まれる構造単位(a4)の一部が、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)に由来する構造単位(a2)となってもよい。また、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を付加させる反応(後述するディールスアルダー付加反応)の後、上記成分(A1)が残留する場合、(IV)、(V)及び(VI)に含まれる構造単位(a3)の一部が、成分(A1)に由来する構造単位(a1)となってもよい。
(ロジン変性樹脂(A)の部分構造の例)
Figure 0007005834000001

以下、各構造単位を構成する単量体について説明する。
<(A1)共役系ロジン酸>
ロジン変性樹脂(A)を構成する構造単位(a12)を有する化合物は、共役系ロジン酸(A1)と、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)とのディールスアルダー付加反応によって形成される。
上記共役系ロジン酸(A1)は、共役二重結合を有するロジン酸類である。本明細書において「ロジン酸類」とは、環式ジテルペン骨格を有する有機一塩基酸及びその誘導体を意味する。ロジン酸類は、例えば、ロジン酸、不均化ロジン酸、水添ロジン酸、及びこれら化合物のアルカリ金属塩であってよい。また、「共役二重結合」とは、複数の二重結合が単結合を挟んで交互に連なっている結合を意味する。但し、芳香族化合物に含まれるπ電子共役系の共役二重結合は含まない。すなわち、本明細書で記載する「共役系ロジン酸(A1)」は、共役二重結合を持たない水添ロジン酸等を除いた、上記ロジン酸類を意味する。
共役系ロジン酸(A1)として、具体的には、アビエチン酸、及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、及びレボピマル酸が挙げられる。また、これらの共役系ロジン酸(A1)を含有する天然樹脂として、ガムロジン、ウッドロジン、及びトール油ロジン等が挙げられる。一般に、上記天然樹脂には、共役系ロジン酸(A1)とともに、共役二重結合を持たないロジン酸類が含まれているが、ロジン変性樹脂(A)の製造時にこれら天然樹脂を使用しても差し支えない。共役二重結合を持たないロジン酸類は、後述の有機一塩基酸(A3)として反応に関与する。また、共役系ロジン酸(A1)は、ロジン変性樹脂(A)の製造時の配合量に応じて、化合物に由来する構造単位(a1)を構成してもよい。
<α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)>
ロジン変性樹脂(A)を構成する構造単位(a12)を有する化合物を得るために使用可能なα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)の具体例として、アクリル酸、メタクリル酸、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、桂皮酸、2,4-ヘキサジエノン酸、及びこれらの酸無水物が挙げられる。
共役系ロジン酸(A1)との反応性の観点から、マレイン酸、又はその酸無水物が好ましい。なお、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)は、ロジン変性樹脂(A)の製造時の配合量に応じて、化合物に由来する構造単位(a2)を構成してもよい。
<有機一塩基酸(A3)>
ロジン変性樹脂(A)を構成する構造単位(a3)を得るために使用可能な有機一塩基酸(A3)は、共役二重結合を持たない有機一塩基酸であればよく、公知の材料を任意に用いることができる。具体例として、
酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、及びベヘン酸等の飽和脂肪酸、
クロトン酸、リンデル酸、ツズ酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、ガドレイン酸、ゴンドレン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リノエライジン酸、リノレン酸、及びアラキドン酸等の不飽和脂肪酸、
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持たない化合物が例示される。
また、天然油脂の脂肪酸、例えば、桐油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、(脱水)ヒマシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸、綿実脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、菜種油脂肪酸などが挙げられる。さらに、これら脂肪酸のダイマー酸、例えば、桐油ダイマー脂肪酸、アマニ油ダイマー脂肪酸などを使用することもできる。
更に、上記の通り、ピマル酸、イソピマル酸、サンダラコピマル酸、及びデヒドロアビエチン酸等の共役二重結合を持たないロジン酸類も、有機一塩基酸(A3)として用いることができる。本発明に使用する有機一塩基酸(A3)としては、これらの共役二重結合を持たないロジン酸類のみでも構わない。
一実施形態において、顔料との相溶性を向上させ、光沢性を容易に改善できる観点から、先に例示した化合物の中でも、有機一塩基酸(A3)として芳香族一塩基酸を含むことが特に好ましい。
<多塩基酸又はその無水物(A4)>
上記ロジン変性樹脂(A)は、必要に応じて、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を除く多塩基酸又はその無水物(A4)から誘導される構造単位(a4)を含むことができる。多塩基酸又はその無水物(A4)はポリオール(A5)との反応によってエステル結合を形成する。多塩基酸又はその無水物(A4)としては、芳香族系多塩基酸又はその無水物、脂肪族系多塩基酸又はその無水物を使用でき、脂肪族系多塩基酸又はその無水物としては、直鎖構造、又は分岐構造のいずれであってもよい。また、環状構造を有する、すなわち脂環式多塩基酸又はその無水物であってもよい。
ロジン変性樹脂(A)を構成する構造単位(a4)を得るために使用可能な多塩基酸又は無水物(A4)の具体例を以下に記載する。
脂肪族系多塩基酸又はその無水物としては、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、ドデシルコハク酸、テトラデシルコハク酸、ペンタデシルコハク酸等のアルキルコハク酸又はアルケニルコハク酸等、及びそれらの無水物が挙げられる。
脂環式多塩基酸又はその無水物としては、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、ヘキサヒドロフタル酸、3-メチルヘキサヒドロフタル酸、4-メチルヘキサヒドロフタル酸、ハイミック酸、3-メチルハイミック酸、及び4-メチルハイミック酸等、及びそれらの無水物が挙げられる。
芳香族系多塩基酸又はその無水物としては、o-フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等、及びそれらの無水物が挙げられる。
上記多塩基酸又はその無水物(A4)と同様に、ロジン変性樹脂(A)の製造時に、共役系ロジン酸(A1)に対して過剰量のα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を使用した場合には、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)とポリオール(A5)との反応によってエステル結合が形成される。このような実施形態において、ロジン変性樹脂(A)は、ポリオール(A5)と上記成分(A2)とのエステル化反応に関与する構造単位(a2)を含むことになる。例えば、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)として無水マレイン酸等の二塩基酸無水物を使用した場合、二塩基酸無水物は共役系ロジン酸(A1)とのディールスアルダー付加反応、及びポリオール(A5)とのエステル化反応に関与することになる。
一実施形態において、多塩基酸又はその無水物(A4)を使用する場合、ロジン変性樹脂(A)における構造単位(a4)の割合は、後述する構造単位(a5)を除いた全構造単位の合計モル数を基準として、65.0モル%以下が好ましく、60.0モル%以下がより好ましく、55.0モル%以下がさらに好ましく、50.0モル%以下が特に好ましい。
なお、ロジン変性樹脂(A)の製造において、多塩基酸又はその無水物(A4)を使用しない場合でも、共役系ロジン酸(A1)に対して過剰量のα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を使用した場合には上記α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)に由来して構造単位(a2)が形成されることがある。この場合、上記構造単位(a2)の割合は、8.0モル%以下がより好ましく、6.5モル%以下がさらに好ましく、5.0モル%以下が特に好ましい。
本明細書において、ロジン変性樹脂(A)における各構造単位の割合(モル%)は、先に説明した構造単位の質量比と同様に、ロジン変性樹脂(A)を製造するために使用した、各構造単位に対応する単量体の仕込み量から、反応終了後の各成分の残量を減じた量を基準にして算出した値である。
活性エネルギー線硬化型化合物(B)との相溶性を向上させ、流動性が向上し、光沢性及び印刷適性を容易に向上できる観点から、構造単位(a4)の炭素数は16以下(但し、カルボニル炭素を除く)であることが好ましい。このような観点から、多塩基酸又はその無水物(A4)として、炭素数が16以下である化合物(但し、カルボニル炭素を除く)を用いることが好ましい。一実施形態において、多塩基酸又はその無水物(A4)として、無水コハク酸、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物、テトラデシルコハク酸無水物、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、及び1,4-シクロヘキサンジカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を使用することが好ましい。
<ポリオール(A5)>
ロジン変性樹脂(A)を構成する構造単位(a5)を得るために使用可能なポリオール(A5)は、分子内に2以上の水酸基を有する化合物であればよく、特に限定されない。ポリオール(A5)は、共役系ロジン酸(A1)、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)とのディールスアルダー付加反応によって得られる化合物、有機一塩基酸(A3)、及び多塩基酸又はその無水物(A4)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。
一実施形態において、ポリオール(A5)は、2価アルコールであってよい。特に限定するものではないが、2価アルコールの具体例として、以下が挙げられる。
(直鎖状アルキレン2価アルコール)
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。
(分岐状アルキレン2価アルコール)
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、2,4-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。
(環状アルキレン2価アルコール)
1,2-シクロヘキサンジオール、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、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、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。
他の具体例として、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)等のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられる。
他の実施形態において、ポリオール(A5)は、3価以上の多価アルコールであってよい。具体例として、グリセリン、トリメチロ-ルプロパン、ペンタエリスリトール、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、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、及び環状の多価アルコールが挙げられる。
上記各種2価アルコール、及び3価以上の多価アルコールは、それぞれ1種を単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。一実施形態において、上記ポリオール(A5)は、2価アルコールと、3価以上の多価アルコールとを含むことが好ましい。この実施形態において、上記2価アルコールの割合は、上記ポリオール(A5)の全量を基準として、20~95モル%の範囲であることが好ましい。上記ポリオール(A5)における2価アルコールの割合が上記範囲内である場合、密着性を発現させ、かつ、印刷皮膜適性や印刷適性を向上させることが容易となる。
一実施形態において、上記ポリオール(A5)として、2価アルコールのみを使用してもよい。2価アルコールを単独で使用しても、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。上記ポリオール(A5)がシクロヘキサン環を有する2価アルコールを含む場合は、密着性の向上がより容易になることから、特に好ましい。
一実施形態において、上記ロジン変性樹脂(A)は、(1)共役系ロジン酸(A1)と、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)との反応、並びに(2)上記(1)の反応で得た化合物、有機一塩基酸(A3)、及び多塩基酸又はその無水物(A4)を含むカルボン酸含有化合物と、ポリオール(A5)との反応を経て製造することができる。
上記(1)の反応は、共役系ロジン酸(A1)における共役二重結合(ジエン)と、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)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)の反応で得たディールスアルダー付加反応物、有機一塩基酸(A3)、及び多塩基酸又はその無水物(A4)の各化合物におけるカルボキシル基と、ポリオール(A5)における水酸基との間のエステル化反応である。
共役系ロジン酸(A1)とα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)とのディールスアルダー付加反応物は、多価カルボン酸化合物となる。そのため、ポリオール(A5)とのエステル化反応により高分子化が可能となる。
一実施形態において、上記エステル化反応時に、ポリオール(A5)として2価アルコールと、3価以上の多価アルコールとを併用することにより、適度な柔軟性と剛直性を樹脂に付与することができる。このことにより、上記実施形態では、密着性といった印刷皮膜適性と、耐ミスチング性といった印刷適性とを発現させることが容易である。また、エステル化反応時に有機一塩基酸(A3)を併用することで、過剰な高分子化を抑制することができ、分子量分布の制御が可能となる。
さらに、ディールスアルダー付加反応によって、共役系ロジン酸(A1)中の共役二重結合を消滅させることができるとともに、ロジン酸類由来の多環構造をロジン変性樹脂(A)に導入することができる。通常、共役系ロジン酸(A1)中の共役二重結合は、インキ硬化のための活性エネルギー線照射時に硬化阻害を引き起こす。しかし、上記実施形態では、ディールスアルダー付加反応によって共役系ロジン酸(A1)中の共役二重結合を消滅させるため、インキの硬化性を向上することが容易となる。
以上のことから、上記実施形態のロジン変性樹脂(A)によれば、乳化適性、及び高速印刷適性等の印刷適性、硬化性等の印刷皮膜適性、及び印刷皮膜強度を向上させることが可能となる。また、ロジン変性樹脂(A)中に、柔軟性を有する多塩基酸又はその無水物(A4)の構造を組み込むことによって、上記印刷皮膜適性に加えて、より優れた密着性及び光沢性を発現させることも可能となる。多塩基酸又はその無水物(A4)として、シクロヘキサン環を含んだ多塩基酸又はその無水物を使用した場合には、より優れた密着性が得られる点で、特に好ましい。
ディールスアルダー付加反応の条件は、特に限定されず、常法に従って行うことができる。反応温度は、使用する化合物の沸点、及び反応性を考慮して決定することができる。一実施形態において、上記反応温度は、80~200℃の範囲が好ましく、100~200℃の範囲がより好ましく、100~180℃の範囲がさらに好ましい。
ディールスアルダー付加反応は、重合禁止剤の存在下で行なってもよい。使用可能な重合禁止剤の具体例として、ハイドロキノン、p-メトキシフェノール、メチルハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエン、t-ブチルカテコール、4-メトキシ-1-ナフトール、及びフェノチアジン等が挙げられる。
エステル化反応の条件も、特に限定されず、常法に従って行うことができる。反応温度は、使用する化合物の沸点、及び反応性を考慮して決定することができる。一実施形態において、上記反応温度は、200~300℃の範囲が好ましく、200~280℃の範囲がより好ましく、200~260℃の範囲がさらに好ましい。
また、必要に応じて、エステル化反応において、触媒を用いることが可能である。使用可能な触媒の一例として、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、p-ドデシルベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸等の有機スルホン酸類、硫酸、塩酸等の鉱酸、トリフルオロメチル硫酸、トリフルオロメチル酢酸等が挙げられる。さらに、使用可能な触媒の他の例として、テトラブチルジルコネート、テトライソブチルチタネート等の金属錯体、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酢酸マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウム、酸化亜鉛、酢酸亜鉛等の金属塩触媒なども挙げられる。これら触媒は、ロジン変性樹脂(A)の製造時に使用した全成分の総量を基準として、通常、0.01~5質量%の範囲で使用される。触媒を使用することによる樹脂の着色を抑制するために、樹脂の製造時に、次亜リン酸、トリフェニルホスファイト、トリフェニルホスフェート、及びトリフェニルホスフィン等を併用することもできる。
上記ロジン変性樹脂(A)の製造において、樹脂を構成する上記(A1)~(A5)の単量体は、同時に配合することもできるし、段階的に配合することもできる。
例えば、共役系ロジン酸(A1)と、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)と、有機一塩基酸(A3)と、ポリオール(A5)と、さらに必要に応じて使用される多塩基酸又はその無水物(A4)との混合物を用いて、2段階で反応を実施することができる。この場合、最初に、共役系ロジン酸(A1)と、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)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、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、共役系ロジン酸(A1)とα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を配合し、ディールスアルダー付加反応させた後、有機一塩基酸(A3)、及びポリオール(A5)、さらに使用する場合には多塩基酸又はその無水物(A4)を配合し、エステル化反応を実施してもよい。
一実施形態において、共役系ロジン酸(A1)に対して過剰量のα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を使用した場合、ディールスアルダー付加反応に関与しなかった(A2)成分は、続くエステル化反応で多塩基酸又はその無水物(A4)と同様に消費されることになる。多塩基酸又はその無水物(A4)として、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)と同じ化合物を用いてもよい。
一実施形態において、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)の配合量は、共役系ロジン酸(A1)に対して、80~200モル%の範囲であることが好ましく、90~200モル%の範囲であることがより好ましく、100~200モル%の範囲であることがさらに好ましい。α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)の配合量を上記範囲内に調整した場合、硬化性、及び流動性に優れるロジン変性樹脂(A)を得ることが容易である。
また、一実施形態において、有機一塩基酸(A3)の配合量は、共役系ロジン酸(A1)に対して、20~400質量%の範囲であることが好ましく、100~350質量%の範囲であることがより好ましく、150~300質量%の範囲であることがさらに好ましい。上記配合量が100質量%以上である場合、樹脂合成中のゲル化を抑制することが容易である。また、上記配合量が400質量%以下である場合、ロジン変性樹脂の重量平均分子量の制御が容易である。また、上記記配合量で調製して得たロジン変性樹脂を使用して活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを構成した場合、インキの流動性が向上し、優れた光沢性や印刷適性を得ることが容易である。
一実施形態において、ロジン変性樹脂(A)の製造方法は、
共役系ロジン酸(A1)に、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)を付加させる反応を行う第1の工程、及び
上記第1の工程で得た化合物と、上記共役系ロジン酸(A1)を除く有機一塩基酸(A3)と、ポリオール(A5)との反応を行う第2の工程を含む。第2の工程は、必要に応じて、多塩基酸又はその無水物(A4)を併用して実施してもよい。
上記製造方法において、第1の工程は、80~200℃の範囲の反応温度で実施することが好ましい。また、第2の工程は、200~300℃の範囲の反応温度で実施することが好ましい。
上記ロジン変性樹脂(A)の重量平均分子量は、2,500~50,000の範囲が好ましく、2,500~35,000の範囲がより好ましく、3,000~30,000の範囲が特に好ましい。ロジン変性樹脂(A)の重量平均分子量が上記範囲内である場合、当該樹脂を使用したインキは、好適な乳化特性を有し、また優れた印刷適性を有する。上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の値である。
上記ロジン変性樹脂(A)の酸価は、5~150の範囲が好ましく、10~140の範囲がより好ましく、15~130の範囲がさらに好ましく、20~120の範囲が特に好ましい。ロジン変性樹脂(A)の酸価が上記範囲内である場合、当該樹脂を使用したインキは、好適な乳化特性、及び優れた印刷適性を有する。
上記ロジン変性樹脂(A)において、水酸基/カルボキシル基の比率は、0.7~1.5の範囲が好ましく、0.8~1.5の範囲がより好ましく、0.8~1.3の範囲がさらに好ましい。
また、上記ロジン変性樹脂(A)の融点は50℃以上であることが好ましく、60~110℃の範囲がより好ましく、70~100℃の範囲がさらに好ましい。上記融点は、BUCHI社製のMeltingPointM-565を用い、昇温速度0.5℃/分の条件下で測定できる。
特に限定するものではないが、一実施形態において、ロジン変性樹脂(A)は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が3,000~35,000であり、酸価が15~120であり、かつ融点が60℃以上であることが好ましい。各特性が上記範囲内であるロジン変性樹脂(A)を使用して活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを構成した場合、優れた乳化特性、及びインキ転移性を得ることが容易である。
一実施形態において、ロジン変性樹脂(A)は、上記ロジン変性樹脂(A)と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)と、トリメチロールプロパントリアクリレートとを質量比30:35:35で混合した混合物として、25℃において10~50Pa・sの粘度を有することが好ましい。上記粘度は、15~45Pa・sの範囲がより好ましく、15~40Pa・sの範囲がさらに好ましい。上記粘度特性を有するロジン変性樹脂(A)は、ジアリルフタレート等の代表的なバインダー樹脂の粘度よりも低粘度である。そのため、流動性等を低下させることなく、多官能の活性エネルギー線硬化型化合物の配合量を容易に高めることができる。
活性エネルギー線硬化型平版印刷インキにおける、上記ロジン変性樹脂(A)の含有量は、インキの全質量を基準として12~40質量%であることが好ましく、12~35質量%であることがより好ましく、12~30質量%であることがさらに好ましく、12~19質量%であることが最も好ましい。
1-2.活性エネルギー線硬化型化合物(B)
本明細書において、「活性エネルギー線硬化型化合物」とは、分子内に(メタ)アクリロイル基を有する化合物を意味し、分子内にアクリロイル基を有する化合物が好ましい。上記実施形態の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、上記活性エネルギー線硬化型化合物(B)として、少なくともジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)を含み、上記ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)の含有量が、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として20~37質量%であることを特徴とする。上記ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)の含有量は、25~36質量%の範囲がより好ましく、25~35質量%の範囲がさらに好ましい。
上記活性エネルギー線硬化型化合物(B)は、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)以外の化合物を含んでもよく、使用可能な化合物の具体例として、以下が挙げられる。
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、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)、アルカン(炭素数4~12)グリコールジアクリレート、アルカン(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、アルカン(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、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ジアクリレート、水添ビスフェノール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、及び
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物(5~50モル)ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド付加物(5~50モル)ペンタアクリレート、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5又は6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(B)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。
活性エネルギー線硬化型化合物(B)は、要求される印刷皮膜の特性に応じて、適宜選択することが可能である。必要に応じて、上記化合物に加えて、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、及びエポキシアクリレート等のオリゴマーを併用することも可能である。
一実施形態において、硬化性の観点から、活性エネルギー線硬化型化合物(B)は、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)と、分子中にアクリロイル基を3個以上有する多官能アクリレート(B2)(但し、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)を除く)とを含むことが好ましい。
一実施形態において、分子中にアクリロイル基を3個以上有する多官能アクリレート(B2)として、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、ペンタエリスリトールトリアクリレート、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)トリアクリレート、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)トリアクリレート、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、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物(5~50モル)ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド付加物(5~50モル)ペンタアクリレート、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からなる群から選択される1種以上を使用することが好ましい。
一実施形態において、分子中にアクリロイル基を3個以上有する多官能アクリレート(B2)として、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、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、及び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からなる群から選択される少なくとも1種を使用することがより好ましい。
一実施形態において、分子中にアクリロイル基を3個以上有する多官能アクリレート(B2)として、トリメチロールプロパントリアクリレート、及びジトリメチロールプロパンテトラアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種を使用することができる。なかでも、トリメチロールプロパントリアクリレートと、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートとを組合せて使用することが好ましい。
他の実施形態において、分子中にアクリロイル基を3個以上有する多官能アクリレート(B2)として、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、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、及び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らなる群から選択される少なくとも1種のエチレンオキサイド付加物又はプロピレンオキサイド付加物を使用することができる。なかでも、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)トリアクリレートを使用することが好ましい。上記エチレンオキサイド化合物およびプロピレンオキサイド付加物の使用は、環境影響、労働安全、人体への健康影響といった観点において、好ましい。
上記分子中にアクリロイル基を3個以上有する多官能アクリレート(B2)の含有量は、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として5~40質量%であることが好ましい。上記多官能アクリレートの含有量は、10~35質量%であることがより好ましく、20~35質量%であることがさらに好ましい。
活性エネルギー線硬化型化合物(B)の全質量を基準とする上記(B1)の割合は、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは35質量%以上であり、さらに好ましくは40質量%以上であってよい。一実施形態において、上記(B1)の割合は100質量%とすることもできる。一方、上記(B1)の割合は、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは80質量%以下であり、さらに好ましくは70質量%以下であってよい。
一実施形態において、上記ロジン変性樹脂(A)と活性エネルギー線硬化型化合物(B)とを使用して、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ用ワニスを構成することができる。特に限定するものではないが、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ用ワニスは、ワニスの全質量を基準として、上記ロジン変性樹脂(A)を10~80質量%と、活性エネルギー線硬化型化合物(B)を20~90質量%とを含有するものであってよい。一実施形態において、上記ワニスは、ロジン変性樹脂(A)を20~60質量%と、活性エネルギー線硬化型化合物(B)を40~80質量%とを含有することが好ましい。
上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ用ワニスは、上記成分に加えて、後述する光重合禁止剤を含んでもよい。このような実施形態では、光重合禁止剤を常法により添加し、使用することができる。上記ワニスに光重合禁止剤を添加する場合、硬化性を阻害しない観点から、その配合量は、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ用ワニスの全質量を基準として、3質量%以下にすることが好ましく、0.01~1質量%の範囲で使用することがさらに好ましい。
上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ用ワニスは、例えば、常温から150℃の間の温度条件下で、上記成分を混合することで製造することができる。一実施形態において、ロジン変性樹脂(A)と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)と、ハイドロキノンと、さらに必要に応じてトリメチロールプロパントリアクリレートとを適量使用し、100℃の温度条件下で加熱溶融することによって得られるワニスを好適に使用することができる。
1-3.光重合開始剤(C)
上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、活性エネルギー線の照射によって硬化する。一実施形態において、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、紫外線で硬化可能なインキであることが好ましい。紫外線硬化型のインキを構成するために、インキに光重合開始剤(C)を添加することが好ましい。このような観点から、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、上記ロジン変性樹脂(A)、及び上記活性エネルギー線硬化型化合物(B)に加えて、さらに光重合開始剤(C)を含むことが好ましい。光重合開始剤(C)として、アシルホスフィンオキサイド系化合物(C1)、チオキサントン系化合物(C2)、及びオキシムエステル系化合物(C3)からなる群から選ばれる少なくとも2種を含むことが好ましい。2種以上の光重合開始剤を併用した場合、異なる波長でラジカル重合反応を引き起こすため、活性エネルギー線の光量又は波長が異なる様々な印刷条件下でも、容易にインキ皮膜が硬化することから、硬化性の向上が容易である。
アシルホスフィンオキサイド系化合物(C1)の具体例として、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サイド、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サイド、エチル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィネート等が挙げられる。
チオキサントン系化合物(C2)の具体例として、2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロピルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンダイマー等が挙げられる。
オキシムエステル系化合物(C3)の具体例として、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)、及びエタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等が挙げられる。
一実施形態において、上記光重合開始剤(C)としては、アシルホスフィンオキサイド系化合物(C1)、チオキサントン系化合物(C2)、及びオキシムエステル系化合物(C3)からなる群から選択される2種以上の光重合開始剤を併用することによって、優れた硬化性を得ることができる。一実施形態において、上記光重合開始剤(C)は、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サイド、2,4-ジエチルチオキサントン、及び1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)からなる群から選択される2種以上の組合せであってよい。
他の実施形態において、上記実施形態の光重合開始剤に加えて、以下に例示するベンゾフェノン系化合物(C4)及びアルキルフェノン系化合物(C5)の少なくとも一方を使用した場合、より優れた硬化性を得ることが容易である。
ベンゾフェノン系化合物(C4)の具体例として、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、(1-[4-(4-ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル]-2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルホニル)プロパン-1-オン、4-(4-メチルフェニチオ)ベンゾフェノン、メチル-o-ベンゾイルベンゾエート、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系、ミヒラーケトン、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、ベンゾフェノン誘導体ポリマー等が挙げられる。
アルキルフェノン系化合物(C5)の具体例として、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-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、ジエトキシアセトフェノン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、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、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、[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、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチルプロパン-1-オン、1,1’-(オキシビス(4,1-フェニレン))ビス(2-ヒドロキシ)-2-メチルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、オリゴ{2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパン}、4-(2-アクリロイル-オキシエトキシ)フェニル-2-ヒドロキシ-2-プロピルケトン等が挙げられる。
1-4.体質顔料(D)
体質顔料は、着色力を持たない顔料を意味し、後述する有色顔料と区別される。体質顔料(D)の具体例として、硫酸バリウム、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、珪酸マグネシウム、二酸化珪素、及び水酸化アルミニウム等が挙げられる。これらの1種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。
活性エネルギー線硬化型平版印刷インキにおける体質顔料(D)の含有量は、0.1~10質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましく、1~8質量%がさらに好ましい。体質顔料(D)の含有量を上記範囲内に調整することによって、インキの粘度調整が容易になるため、流動性及び耐ミスチング性を容易に向上することができる。また、印刷皮膜の柔軟性が向上し、その結果、硬化性を容易に向上することができると考えられる。
一実施形態において、体質顔料(D)は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪酸マグネシウム、及び二酸化珪素からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましい。他の実施形態において、体質顔料(D)は、(D1)炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、及び珪酸マグネシウムからなる群から選択される1種以上と、(D2)二酸化珪素との組合せであることが好ましい。このような実施形態において、(D1)と(D2)との配合比は、特に限定するものではないが、100:1~100:60であってよい。上記配合比は、好ましくは100:5~100:50であってよく、より好ましくは100:10~100:40であってよい。(D1)及び(D2)の含有量の合計は、先に説明した体質顔料(D)の含有量と同様である。体質顔料として、上記(D1)と上記(D2)とを組み合わせて使用した場合、インキの粘度調整が容易になるため、流動性及び耐ミスチング性を容易に向上することができる。また、印刷皮膜の柔軟性が向上し、その結果、硬化性を容易に向上することができると考えられる。
1-5.その他の成分(アミン系化合物(E))
活性エネルギー線硬化型平版印刷インキに紫外線を照射して、インキを硬化させる場合、インキに光重合開始剤(C)を添加するだけでよいが、硬化性をより向上させるために、光増感剤として、アミン系化合物(E)を併用することもできる。このような観点から、一実施形態において、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、上記成分(A)~(D)に加えて、さらにアミン系化合物(E)を含むことが好ましい。
光増感剤として使用可能なアミン系化合物(E)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、エチル-4-(ジメチルアミノ)-ベンゾエート、エチルヘキシル-4-ジメチルアミノベンゾエート、アミノベンゾエート誘導体ポリマー、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、及び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。
一実施形態において、活性エネルギー線として紫外線を使用する場合、光重合開始剤(C)の配合量は、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として、0.01~15質量%であることが好ましく、0.05~10質量%であることがより好ましい。上記配合量を0.01質量%以上とした場合、硬化反応を十分に進行させることが容易となる。また、上記配合量を15質量%以下とした場合、熱による重合反応の発生を抑制し、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの安定性を好適な状態にすることが容易である。
(光重合禁止剤)
一実施形態において、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、上記成分に加えて、さらに光重合禁止剤を含んでもよい。このような実施形態では、光重合禁止剤を常法により添加し、使用することができる。上記インキに光重合禁止剤を添加する場合、硬化性を阻害しない観点から、その配合量は、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量に基準として、3質量%以下にすることが好ましい。一実施形態において、上記光重合禁止剤は、インキの全質量を基準として、0.01~1質量%の範囲で使用することが好ましい。
使用可能な光重合禁止剤の具体例として、(アルキル)フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、t-ブチルハイドロキノン、ピロガロール、1,1-ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、p-ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、2,5-ジ-t-ブチル-p-ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ-p-ニトロフェニルメチル、N-(3-オキシアニリノ-1,3-ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、o-イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシム、及びシクロヘキサノンオキシム等が挙げられる。特に限定するものではないが、一実施形態において、ハイドロキノン、p-メトキシフェノール、t-ブチルハイドロキノン、p-ベンゾキノン、2,5-ジ-tert-ブチル-p-ベンゾキノンからなる群から選択される1種以上の化合物を使用することが好ましい。
(有色顔料)
一実施形態において、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、有色顔料を含まないオーバーコートワニス、又はクリアインキであってよい。他の実施形態において、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、有色顔料を含むカラーインキであってもよい。有色顔料は、着色力を有する公知公用の各種顔料であってよく、無機顔料及び有機顔料を使用することができる。以下、カラーインキを構成するために使用できる有色顔料を例示する。
無機顔料の具体例として、黄鉛、亜鉛黄、紺青、カドミウムレッド、酸化チタン、亜鉛華、弁柄、群青、カーボンブラック、グラファイト、及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、及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、及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、及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及び複素環式顔料等が挙げられる。
上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキがカラーインキである場合、有色顔料の含有量は、上記インキの全質量を基準として、5質量%以上であることが好ましい。一方、有色顔料の含有量は、30質量%以下であることが好ましい。一実施形態において、有色顔料の上記含有量は、5~30質量%が好ましく、5~25質量%がより好ましい。
(各種添加剤)
活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、目的に応じて、耐摩擦剤、ブロッキング防止剤、スベリ剤等の各種添加剤をさらに含んでもよい。各種添加剤は、常法によってインキに添加することができる。インキに対して各種添加剤を添加する場合、他のインキ成分の効果を阻害しない範囲で配合量を調整することが好ましい。一実施形態において、各種添加剤の配合量は、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として、15質量%以下であることが好ましい。
一実施形態において、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、上記ロジン変性樹脂(A)を10~40質量%、上記活性エネルギー線硬化型化合物(B)を40~70質量%、体質顔料(D)を0.1~10質量%、光重合開始剤(C)を1~10質量%含有するものであってよい(但し、各成分の含有量の合計が100質量%とする)。
他の実施形態において、上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、上記ロジン変性樹脂(A)を10~30質量%、上記活性エネルギー線硬化型化合物(B)を40~70質量%、体質顔料(D)を0.1~10質量%、有色顔料を5~30質量%、光重合開始剤(C)を1~10質量%含有するものであってよい(但し、各成分の含有量の合計が100質量%とする)。
上記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、常温から120℃間の温度条件下で、上記の各構成成分をフラッシング、練肉、及び混合することによって製造することができる。インキを製造するために、例えば、ニーダー、三本ロール、アトライター、サンドミル、ゲートミキサー等の各種器材を用いることが好ましい。上記インキの製造において、ロジン変性樹脂(A)は、ロジン変性樹脂(A)そのものの形態で添加してもよいし、上記ロジン変性樹脂(A)を含む活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ用ワニスの形態で添加してもよい。
2.印刷物
一実施形態は、基材と、上記実施形態の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキから形成される印刷層とを有する印刷物に関する。
上記インキが適用される基材は、特に限定されない。使用可能な基材の具体例として、上質紙等の非塗工紙、微塗工紙、アート紙、コート紙、軽量コート紙、キャストコート紙等の塗工紙、白板紙、ボールコート等の板紙、合成紙、アルミ蒸着紙、及びポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等のプラスチックシートが挙げられる。
活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの印刷層を形成する印刷方法は特に限定されない。一実施形態において、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、通常、湿し水を使用する平版オフセット印刷に好適に使用することができる。しかし、このような実施形態に限らず、上記インキは、湿し水を使用しない水無し平版印刷においても好適に使用することができる。
印刷層の形成は、各種印刷方法によって得られた塗布層に対して活性エネルギー線を照射して塗布層を硬化することによって達成される。本明細書において、「活性エネルギー線」とは、代表的に、紫外線、電子線、X線、α線、β線、γ線のような電離放射線、マイクロ波、高周波等を意味する。しかし、活性エネルギー線は、上記に限定されるものではなく、ラジカル性活性種を発生させ得るならば、いかなるエネルギー種でもよく、可視光線、赤外線、及びレーザー光線でもよい。
紫外線の発生源としては、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、及びアルゴンレーザーなどが挙げられる。
上記活性エネルギー線の照射は、窒素ガス等の不活性ガス置換雰囲気下で実施することが好ましいが、大気中で実施しても構わない。活性エネルギー線を照射する前に、赤外線ヒーター等によって活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの塗布層を加温するか、又は活性エネルギー線を照射した後に、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの硬化層を赤外線ヒーター等で加温することは、硬化を速く終了させる観点から有効である。
一実施形態において、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキは、フォーム用印刷物、各種書籍用印刷物、カルトン紙等の各種包装用印刷物、各種プラスチック印刷物、シール/ラベル用印刷物、美術印刷物、金属印刷物(美術印刷物、飲料缶印刷物、缶詰等の食品印刷物)、広告、チラシ、パンフレットなどの印刷物を製造するために使用することができる。他の実施形態として、上記印刷物のオーバーコートワニスとして使用することもできる。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、本明細書に記載の「部」は質量部を表し、「%」は質量%を示す。
1.バインダー樹脂の調製
1-1.ロジン変性樹脂(A)の調製
以下に記載するロジン変性樹脂(A)の調製において、使用したロジン酸類(ガムロジン)の成分分析、反応進行の確認方法、及び反応物の定量分析等の詳細は、以下のとおりである。
<ロジン酸類の成分分析>
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る共役系ロジン酸(A1)と有機一塩基酸(A3)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進行の確認と、生成した上記付加反応物の定量>
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、共役系ロジン酸(A1)、及びα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)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。
また、ロジン酸類中に含まれる共役系ロジン酸(A1)、及びα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)について、予め検量線を作成しておき、上記分析で得た反応終了時のピークの面積を上記検量線に当てはめることで、反応液中に残存する各成分の量を測定した。各成分の仕込み量から、上記残存する成分の量を差し引くことで、ディールスアルダー付加反応で消費された上記成分(A1)及び(A2)の量を算出した。さらに、上述したディールスアルダー付加反応で消費された各成分の量を足し合わせることで、上記付加反応によって得られた、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)が付加した構造単位(a12)を有する化合物の質量を算出した。
共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)が付加した構造単位(a12)を有する化合物のモル量は、上記で算出した、ディールスアルダー付加反応で消費された上記成分(A1)及び(A2)の質量を、各成分の分子量でそれぞれ除算することで得られる、ディールスアルダー付加反応で消費された各成分のモル量のうち、小さい方の値となる。
また、ディールスアルダー付加反応によって得られた構造単位(a12)を有する化合物の分子量は、(A1)の分子量と(A2)の分子量の和で算出できる。
<ロジン変性樹脂(A)中の各構造単位の量の確認>
上記構造単位(a12)を有する化合物(ディールスアルダー付加反応物)の定量と同様に、エステル化反応後の反応液を、ガスクロマトグラフィー質量分析計で分析し、有機一塩基酸(A3)、多塩基酸又はその無水物(A4)、及び、ポリオール(A5)のピーク面積を測定した。そして、予め作成しておいた、上記各成分の検量線に当てはめることで、反応液中に残存する各成分の量を測定した。エステル化反応で使用した各成分の仕込み量から、残存する各成分の量を差し引くことで、エステル化反応で消費された、すなわち、ロジン変性樹脂(A)中に存在する、構造単位(a3)、(a4)、及び(a5)の質量を算出した。
また上記と同様にして、ディールスアルダー付加反応に関与せず残存していた成分(A1)及び(A2)についても、エステル化反応後の反応液中に残存する各成分の量を測定した。そしてそれぞれ、ディールスアルダー付加反応後に残存していた成分(A1)及び(A2)の量から差し引くことで、エステル化反応で消費された、すなわち、ロジン変性樹脂(A)中に存在する、構造単位(a1)、及び(a2)の質量を算出した。
さらに、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)が付加した構造単位(a12)を有する化合物についても、上記と同様に、エステル化反応後の反応液中に残存する各成分の量を測定した。そして、上記で算出した、ディールスアルダー付加反応によって得られた上記構造単位(a12)を有する化合物の質量から差し引くことで、エステル化反応で消費された、すなわち、ロジン変性樹脂(A)中に存在する、構造単位(a12)の質量を算出した。
そして、上記エステル化反応における各成分の消費量を、それぞれの分子量で除算することで、エステル化反応で消費された各成分のモル量、すなわち、上記エステル化反応後に得られたロジン変性樹脂(A)における、上記構造単位(a12)のモル量、各成分(単量体)に由来する構造単位(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、及び(a5)のモル量をそれぞれ算出した。
なお、以下に記載するロジン変性樹脂(A)の調製では、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)として無水マレイン酸を使用した。そのため、ディールスアルダー付加反応後に上記成分(A2)が残存していた場合ロジン変性樹脂(A)は無水マレイン酸に由来する構造単位(a2)を含むことになる。また、過剰量の無水マレイン酸を使用し、さらに多塩基酸又はその無水物(A4)を使用した場合、ロジン変性樹脂(A)は、無水マレイン酸に由来する構造単位(a2)と、多塩基酸又はその無水物(A4)に由来する構造単位(a4)との双方を含むことになる。
以下に記載するロジン変性樹脂(A)の調製で得られる樹脂の特性に関する各種測定の詳細は、以下のとおりである。(ロジン変性樹脂(A)の重量平均分子量)
ロジン変性樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、東ソー株式会社製のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(HLC-8320)を用いて測定した。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(東ソー株式会社製)を3本用いた。測定は、流速0.6mL/分、注入量10μL、及びカラム温度40℃の条件下で行った。
(ロジン変性樹脂(A)の粘度の測定)
ロジン変性樹脂(A)と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)(BASFジャパン株式会社製、製品名LAROMERDPHA A-ap)と、トリメチロールプロパントリアクリレート(美源スペシャリティケミカル株式会社製、製品名MIRAMER M300)とを質量比30:35:35で混合した混合物を調製し、25℃において粘度を測定した。粘度の測定は、英弘精機株式会社製の粘度計HAAKE RS600を使用し、コーン&プレートセンサーでフローカーブモードによる測定方法にしたがって実施した。
(ロジン変性樹脂(A)の酸価)
ロジン変性樹脂(A)の酸価は、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(A)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(A)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。
(ロジン変性樹脂1の調製)
撹拌機、水分離器付き還流冷却器、及び温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン25部と無水マレイン酸7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、ターシャリーブチル安息香酸40部と、無水コハク酸2部と、ネオペンチルグリコールンチルグリコール26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、230℃で14時間にわたって脱水縮合反応を行い、ロジン変性樹脂1(R1)を得た。
上記樹脂1(R1)について、先に説明した方法に従い各種測定を実施した。その結果、表1に示すとおり、酸価は23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2.5×10であった。また、先に説明した方法に従い算出した、上記樹脂1(R1)における各構造単位の割合は、表1に示すとおりであった。
(ロジン変性樹脂2~6の調製)
ロジン変性樹脂1(R1)の処方を、それぞれ表1に示す処方に変更したことを除き、全てロジン変性樹脂1の調製と同様にして、ロジン変性樹脂2~6(R2~R6)を調製した。得られた各々のロジン変性樹脂について、ロジン変性樹脂1と同様にして、各種特性の測定等を実施した。これらの結果を表1に示す。
1-2.その他のバインダー樹脂の調製
(樹脂Aの調製)
撹拌機、水分離器付き還流冷却器、及び温度計を備えた4つ口フラスコに、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物40部と、水添ビスフェノールA55部と、ペンタエリスリトール5部とを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、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、200℃で17時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂A(RA)を調製した。得られた樹脂A(RA)について、ロジン変性樹脂1と同様にして、各種特性の測定等を実施した。これらの結果を表1に示す。
(樹脂B)
バインダー樹脂B(RB)として、ダイソーダップA(商品名、株式会社大阪ソーダ製のジアリルフタレート)を準備し、ロジン変性樹脂1と同様にして、酸価、GPC測定ポリスチレン換算での重量平均分子量(Mw)、及び粘度を測定した。これらの結果を表1に示す。
Figure 0007005834000002
注記:
表1において、ロジン変性樹脂(A)の調製時に使用した各単量体の配合量は全て固形分質量である。
表1に記載した構造単位の割合及び量は、ガスクロマトグラフィー質量分析計で反応液を分析し、先に説明した方法に従い、それぞれ、質量基準、モル基準で算出した値である。概略は以下のとおりである。
構造単位(a12)の量は、上記記載の方法で測定及び算出した、成分(A1)と成分(A2)とのディールスアルダー付加反応によって得られる化合物の量に対応する。
構造単位(a3)の量は、上記構造単位(a12)の質量を基準として(質量を100として)算出した値である。
構造単位(a2)及び/又は(a4)の割合は、上記構造単位(a5)以外の全構造単位の量を基準として算出した割合(モル%)である。
表1において、樹脂A及び樹脂Bは、先に記載した調製例で得た樹脂であり、樹脂C~樹脂Eは以下のとおりである。
樹脂C:三菱ケミカル製のダイヤナール「BR116-27」(アクリル樹脂)である。
樹脂D:MIWON製のMIRAMER「SC9211」である。これは、アクリルアクリレートオリゴマー40質量部とヘキサンジオールジアクリレート60質量部とから構成されるワニスである。
樹脂E:MIWON製のMIRAMER「PS2522」である。これは、ポリエステルアクリレートオリゴマー75質量部と、ジプロピレングリコールジアクリレート25質量部とから構成されるワニスである。
2.活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ用ワニスの調製
(ワニス1の調製)
撹拌機、水分離器付き還流冷却器、及び温度計を備えた4つ口フラスコに、表2に示す処方に従い、先に調製したロジン変性樹脂1(R1)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)、ハイドロキノンを入れて混合し、これらを100℃で加熱溶融することによって、ワニス1(V1)を得た。
(ワニス2~6の調製)
ワニス1において、それぞれ表2の処方に変更したことを除き、全てワニス1の調製と同様にして、ワニス2~6(V2~V6)を得た。
(ワニスA~D、Gの調製)
ワニス1において、それぞれ表2の処方に変更したことを除き、全てワニス1の調製と同様にして、ワニスA~D、G(VA~VD、VG)を得た。
ワニスE及びワニスF(VE及びVF)は、順に、先に説明した樹脂E及び樹脂Fの成分に対応する。
Figure 0007005834000003


3.活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの調製
以下に記載する各インキを調製するために使用した顔料の詳細は以下のとおりである。<顔料>
ピグメントブルー15:3:トーヨーカラー株式会社製、製品名LIONOL BLUE FG-7330
ピグメントイエロー13:トーヨーカラー株式会社製、製品名LIONOL YELLOW 1314
ピグメントレッド57:1:大同化成工業株式会社製、製品名NO.6516カーミン6B
カーボンブラック:オリオンエンジニアドカーボンズ社製、製品名SPECIAL BLACK 550
(実施例-インキ1の調製)
先に調製したワニス(V1)50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、炭酸マグネシウム3部、トリメチロールプロパントリアクリレート15部、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート8.9部、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サイド2部、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)2部、及びハイドロキノン0.1部を、40℃の三本ロールミルにて練肉し、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ1(C1)を得た。
上記インキ1(C1)について、25℃において粘度の測定を実施した。粘度の測定は、英弘精機株式会社製の粘度計HAAKE RS600を使用し、コーン&プレートセンサーを用い、フローカーブモードによる測定方法にしたがって実施した。その結果、表3に示すとおり、粘度は60Pa・sであった。
(実施例-インキ2~25の調製)
先に記載したインキ1(C1)の処方を、それぞれ表3に示した処方に変更したことを除き、全てインキ1と同様にして、インキ2~22(C2~C22)、インキ23(Y1)、インキ24(M1)、及びインキ25(K1)を得た。
得られた各々のインキについて、インキ1(C1)と同様にして、粘度の測定を実施した。これらの結果を表3に示す。
(比較例-インキA~Mの調製)
実施例のインキ1(C1)の処方を、それぞれ表3に示した処方に変更したことを除き、全てインキ1と同様にして、インキA~M(CA~CM)を得た。
得られた各々のインキについて、インキ1(C1)と同様にして、粘度の測定を実施した。これらの結果を表3に示す。
4.活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの評価
実施例及び比較例で調製したそれぞれの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。
<印刷皮膜適性の評価>
実施例及び比較例で得た活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを、RIテスター(株式会社明製作所製の簡易展色装置)を用いて、マリコート紙(北越コーポレーション株式会社製のコートボール紙)に対して、1g/mの塗布量で印刷した。次いで、120W/cmの空冷メタルハライドランプ(株式会社東芝製)1灯を用いて、印刷面に対して60m/minで紫外線を照射し、印刷物を得た。
また、後述する硬化性及び密着性を評価するサンプルとして、上記空冷メタルハライドランプに代えて、17W/cmのLEDランプ(AMS SPECTRAL UV社(米)製XP9-I)を使用し、100m/minで紫外線を照射し、印刷物を得た。
紫外線照射後の印刷物について、硬化性、耐溶剤性、耐摩擦性、耐ブロッキング性及び光沢性を以下に従って評価した。各評価の結果を表4に示す。
(硬化性)
空冷メタルハライドランプ及びLEDランプを使用して得たそれぞれの印刷物について硬化性を評価した。硬化性は、印刷物の印刷面を綿布で擦った時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」以上であるが、「4」以上がより好ましい。
5:印刷面の変化なし。
4:印刷面にキズは見られないが、綿布に色が落ちている。
3:印刷面の一部にキズが見られるが、剥離は見られない。
2:印刷面の一部(50%未満)に剥離が見られる。
1:印刷面の一部(50%以上)、又は全部に剥離が見られる。
(耐溶剤性)
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」以上であるが、「4」以上がより好ましい。
5:印刷面の変化なし。
4:印刷面にはほとんど変化は見られないが、綿棒にうっすらと色が付いている。
3:印刷面の一部で溶解が見られるが、剥離は見られない。
2:印刷面の一部(50%未満)に剥離が見られる。
1:印刷面の一部(50%以上)、又は全部に剥離が見られる。
(耐摩擦性)
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(テスター産業株式会社製)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」以上であるが、「4」以上がより好ましい。
5:摩擦面の変化なし。
4:摩擦綿にはキズは見られないが、上質紙に色が移っている。
3:摩擦面の一部にキズが見られるが、剥離は見られない。
2:摩擦面の一部(50%未満)に剥離が見られる。
1:摩擦面の一部(50%以上)又は全部に剥離が見られる。
(耐ブロッキング性)
印刷物の印刷面同士を重ねた後に、40℃、80%の温湿度の環境下で、24時間にわたって、耐荷重である1kg/cmの力を加えた。24時間後に印刷物同士を剥がして、印刷面の変化を目視にて観察し、以下の基準に従い5段階で耐ブロッキング性を評価した。使用可能なレベルは「3」以上であるが、「4」以上がより好ましい。
5:印刷物同士が貼り付くことなく変化なし。
4:印刷物同士には変化がないが、貼り付いていて、剥がす時に音がする。
3:印刷物同士が貼り付き、僅かではあるが反対面に取られて、白紙部分が見える。
2:印刷物同士が貼り付き、反対面に取られていて、印刷物全体的に白紙が見える。
1:印刷物同士が密着していて、引きはがす時に、印刷物が剥離する。
(光沢性)
プルーフバウ展色機を用いて、三菱製紙社製のパールコートにインキを同一濃度に展色し、試験サンプルを作製した。次いで、光沢計グロスメーターモデルGM-26(株式会社村上色彩技術研究所製)を用いて、試験サンプルの60°光沢値を測定した。光沢値の数値が高い程、光沢が良いことを表す。得られた光沢値から、以下の基準に従い5段階で光沢性を評価した。使用可能なレベルは「3」以上であるが、「4」以上がより好ましい。
5:光沢値が60以上である。
4:光沢値が50以上~60未満である。
3:光沢値が40以上~50未満である。
2:光沢値が30以上~40未満である。
1:光沢値が30未満である。
また、実施例及び比較例で得られた活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを、RIテスター(株式会社明製作所製の簡易展色装置)を用いて、PPフィルムに対して1g/mの塗布量で印刷した。次いで、120W/cmの空冷メタルハライドランプ(株式会社東芝製)1灯を用いて、印刷面に対して60m/minで紫外線を照射し、印刷物を得た。また、PPフィルムの代わりにPETフィルムを使用し、上記方法と同様にして、印刷物を得た。
空冷メタルハライドランプ及びLEDランプを使用して得たそれぞれの印刷物について密着性を以下に従って評価した。評価結果を表4に示す。
(密着性)
上記のようにして得たPPフィルム、又はPETフィルムを基材とする各印刷物に対し、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、以下の基準に従い5段階で密着性を評価した。使用可能なレベルは「3」以上であるが、「4」以上がより好ましい。
5:印刷面の変化なし。
4:印刷面の一部(10%未満)に剥離が見られる。
3:印刷面の一部(25%未満)に剥離が見られる。
2:印刷面の一部(25%以上、50%未満)に剥離が見られる。
1:印刷面の一部(50%以上)又は全部に剥離が見られる。
<印刷適性の評価>
実施例及び比較例で得られた活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを用いて、インキごとに2万枚の印刷試験を行った。印刷試験は、リスロン226(コモリコーポレーション社製の枚葉印刷機)を用いて、三菱特菱アート紙斤量90kg/連(三菱製紙株式会社製)に対して、10,000枚/時の速度で印刷する条件下で実施した。
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(東洋インキ株式会社製)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。
上記印刷試験で得られた各印刷物について、ベタ着肉状態を比較したが、実施例のインキ1~20、及び比較例のインキA~Iを用いた各印刷物の間で顕著な差は見られなかった。
また、上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5段階で評価した。使用可能なレベルは「3」以上であるが、「4」以上がより好ましい。評価結果を表4に示す。(初期濃度安定性の評価基準)
5:損紙枚数が100枚以下である。
4:損紙枚数が101枚以上、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。
(地汚れ耐性)
上記印刷試験において、印刷枚数が多くなってくると、湿し水を供給しているローラーに徐々にインキが付着してくる。また、湿し水の供給量が少なくなってくると、印刷物の画像形成をしている非画線部(インキが載ってはいけない箇所)にインキが載りやすくなる。これらの結果から、印刷枚数が多くなると、印刷物に汚れが生じやすくなる。このような汚れに対する耐性について、上記印刷試験と同様にして水ダイヤルを水巾の下限値よりも2%高い水ダイヤル値で印刷を行い、印刷物を目視で確認し、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」以上であるが、「4」以上がより好ましい。
5:2万枚印刷後まで、特に汚れは確認できない。
4:2万枚印刷中に、僅かに紙の端に汚れが見られるが、水ダイヤルを上げて解消した。
3:2万枚印刷中に、水ダイヤルを上げたが、僅かに紙の端に汚れが見られる。
2:2万枚印刷できずに、ローラーに付着したインキを洗浄しないと汚れが取れない。
1:2万枚印刷中に、何度もローラーに付着したインキを洗浄しないと汚れが取れない。
(耐ミスチング性)
上記印刷試験時に印刷機の安全カバーの内側に白紙を張り付け、10,000枚の印刷を行った。その後に白紙を取り出し、インキの飛散の程度を目視で確認し、以下の基準に従い5段階で耐ミスチング性を評価した。使用可能なレベルは「3」以上であるが、「4」以上がより好ましい。
5:白紙にインキミストがほとんど確認できない。
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。
Figure 0007005834000004

Figure 0007005834000005
Figure 0007005834000006

Figure 0007005834000007
表4に示すように、本発明の実施形態に対応する実施例のインキ1~25は、全ての評価において使用可能なレベルであり、優れた印刷適性を有し、かつ優れた印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度を有する皮膜を形成可能であることが分かる。これに対し、比較例のインキA~Lは、例えば、硬化性、密着性などが劣り、印刷適性、印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度のいずれかが、使用可能なレベルに至らなかった。
より具体的には、本発明の実施形態に対応する実施例のインキ1~25は、平版印刷インキ用の代表的なバインダー樹脂を使用した比較例のインキA~Fとの対比から明らかなように、ロジン変性樹脂(A)の粘度が著しく低い。そのため、実施例のインキでは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)(B1)の配合量を大幅に高めることが可能になっている。
通常、インキ中のジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)の配合量が増えると、印刷皮膜の柔軟性が低下しやすいことから、印刷皮膜に硬化収縮が起きやすく、密着性の低下等の不具合が生じやすい。しかし、実施例のインキ1~25と、例えば、比較例のインキC~Fとの比較から明らかなように、本発明では、特定量のDPHA(B1)と、特定量の体質顔料(D)との使用によって、印刷適性、印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度をバランスよく向上できることが分かる。これに対し、比較例のインキC~FはDPHA(B1)の配合量が規定する範囲よりも少なく、比較例のインキG及びMはDPHAの配合量が規定する範囲を超える。また、比較例のインキH及びMは体質顔料(D)を含まず、比較例のインキIは体質顔料(D)の配合量が規定する範囲を超える。インキMは、特許文献3(特開2016-190907号公報の実施例1)で開示された樹脂を使用した実施形態に相当し、体質顔料は含まない。インキMでは、優れた硬化性が得られる一方で、密着性、耐ミスチング性、初期濃度安定性といった印刷適性及び印刷皮膜適性は劣る結果となっている。特に、密着性が著しく低下していることから、実施例のインキでは特定量の体質顔料の使用によって密着性を向上できることが分かる。
また、実施例のインキ1、7及び8と、比較例のインキJとの対比から明らかなように、特定の2種以上の光重合開始剤(C)を併用することによって、硬化性の向上が容易になることが分かる。さらに、比較例のインキK及びLから明らかなように、インキの粘度を規定内に調整することによって、優れた印刷適性を維持しながら、印刷皮膜適性及び印刷皮膜強度を容易に向上できることが分かる。
また、一般に、インキ中のバインダー樹脂の配合量が増えると、硬化性が低下しやすい。しかし、本発明によれば、例えば、実施例のインキ1~6と、比較例のインキB及びD~Cとの比較から明らかなように、バインダー樹脂としてロジン変性樹脂(A)を使用した場合に、バインダー樹脂の配合量が多いにも関わらず、優れた硬化性を示した。さらに、原料であるロジン酸由来の多環構造を多く含有することによって、顔料分散性が向上し、印刷物において優れた光沢性が得らえることが分かる。

Claims (8)

  1. ロジン変性樹脂(A)と、活性エネルギー線硬化型化合物(B)と、光重合開始剤(C)と、体質顔料(D)とを含む活性エネルギー線硬化型平版印刷インキであって、
    前記ロジン変性樹脂(A)が、共役系ロジン酸(A1)にα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(A2)が付加した化合物に由来する構造単位(a12)と、前記共役系ロジン酸(A1)を除く有機一塩基酸(A3)に由来する構造単位(a3)と、ポリオール(A5)に由来する構造単位(a5)とを有し、前記構造単位(a12)と前記構造単位(a3)との質量比が、100:10~100:350の範囲であり、
    前記活性エネルギー線硬化型化合物(B)が、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)を含み、前記ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)の含有量が、前記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として20~37質量%であり、
    前記光重合開始剤(C)が、アシルホスフィンオキサイド系化合物(C1)、チオキサントン系化合物(C2)、及びオキシムエステル系化合物(C3)からなる群から選ばれる少なくとも2種を含み、
    前記体質顔料(D)が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪酸マグネシウム、及び二酸化珪素からなる群から選択される1種以上を含み、前記体質顔料(D)の含有量が、前記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として0.3~8質量%であり、
    25℃における粘度が、10~120Pa・sである、活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ。
  2. 前記体質顔料(D)が、(D1)炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、及び珪酸マグネシウムからなる群から選択される1種以上と、(D2)二酸化珪素との組合せである、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ。
  3. 前記活性エネルギー線硬化型化合物(B)が、さらに、分子中にアクリロイル基を3個以上有する多官能アクリレート(B2)(但し、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)を除く)を含み、前記多官能アクリレート(B2)の含有量が前記活性エネルギー線硬化型平版印刷インキの全質量を基準として5~40質量%である、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ。
  4. 前記光重合開始剤(C)が、さらに、ベンゾフェノン系化合物(C4)及びアルキルフェノン系化合物(C5)からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ。
  5. さらに、アミン系化合物(E)を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ。
  6. 前記ロジン変性樹脂(A)が、前記ロジン変性樹脂(A)と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B1)と、トリメチロールプロパントリアクリレートとを質量比30:35:35で混合した混合物として、25℃において10~50Pa・sの粘度を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ。
  7. 前記ロジン変性樹脂(A)の酸価が、10~150mgKOH/gである、請求項1~6のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキ。
  8. 基材上に請求項1~7のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型平版印刷インキを用いて形成した印刷層を有する印刷物。
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