JPH01289876A - 紫外線硬化及び酸化重合機能を併せ持つインキ、塗料組成物、及びそれを使用した印刷物、塗工物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、凹版印刷、スクリーン印刷等の皮膜層が厚め
の各種印刷及び各種の塗工に用いることのできる、高速
表面乾燥（セット）性インキ及び塗料に関する。

〔従来の技術〕

印刷速度の高速化に伴い、紫外線照射により短時間で硬
化、乾燥するインキが一般化されつつある。しかし、イ
ンキ、塗料の必須成分である顔料が分散されているイン
キ等の場合、良好な光重合開始剤や増感剤を用いたとし
ても硬化しうるインキ皮膜の厚さは約１０μｍ程度が限
界である。これは顔料が分散されているインキ等では、
紫外線がインキ皮膜内部まで透過しないためである。し
たがって、インキ皮膜厚さが最大でも４μｍ程度である
オフセット印刷等では紫外線乾燥が普及しているが、イ
ンキ皮膜厚さが１０数μｍを越えるスクリーン印刷や数
１０μｍ以上である凹版印刷等ではこれらの高速乾燥シ
ステムは利用されていない。これらの問題を解決するべ
く、紫外線硬化性組成物に特殊な顔料を分散させたり、
特殊な重合促進剤や増感剤を添加する多（の方法、例え
ば特公昭４９−４７８８９号、同４９−４７８９９号、
同５２−３２９８９号、特開昭４８−２８０３７号、同
４８−４７５３４号、同１１５１２８号等の方法が提案
されている。しかし、これらのいずれの方法も使用でき
る顔料に制約があったり、インキ、塗料適性が劣る等の
欠点があり十分には成功していない。

一方、紫外線硬化性成分と酸化重合性成分を併用し、顔
料分散性の改善や基材（被印刷体、被塗工物）との密着
、接着性を向上させる方法も提案されている。例えば、
高級脂肪酸（酸化重合性成分）を分子内に含んだ光重合
性物質を合成することは、特開昭４９−９７７８８号、
同５１−１６１０７号、同５〇−９５００６号等数多く
提案されており、又光重合性物質にアルキド樹脂（酸化
重合成分）を混合するものは特開昭５４−２５９４１号
で提案されている。しかし、これらの提案はいずれも、
顔料分散性の改善や基材との密着、接着性の向上のみを
目的としているので、本発明のごとき、紫外線照射によ
り皮膜表層部を瞬時に硬化させ、印刷あるいは塗工直後
の積み重ねや二次加工を可能にし、その後皮膜内部は酸
化重合により自然乾燥させることを第一義的な目的とし
た方法とは異なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のインキ及び塗料の紫外線硬化（乾燥）では、印刷
あるいは塗工されたインキ等が高速に硬化、乾燥するこ
と、及び硬化皮膜の耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐
性が優れている等の長所を有する反面、硬化しうるイン
キ、塗料膜厚が薄く、顔料分散性、印刷適性、基材に対
する密着、接着性等のインキ、塗料適性が劣る等の欠点
があった。

また、酸化重合乾燥ではこれとは反対に、顔料分散性、
印刷適性、基材に対する密着、接着性等のインキ、塗料
適性が優れている反面、乾燥速度が遅く、硬化皮膜の耐
薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性が劣る等の欠点があ
る。

本発明は、これらの紫外線硬化（乾燥）及び酸化重合乾
燥両者の長所を生かし、そして互し）の欠点を補い合う
ような紫外線硬化、酸化重合併用インキ、塗料組成物を
得ることを目的としている。

即ち、紫外線照射による高速乾燥性を有し、紫外線乾燥
によって乾燥し得ない皮膜内部層の未硬化部を酸化重合
により硬化、乾燥させ、更に顔料分散性、印刷適性、基
材に対する密着、接着性等のインキ、塗料適性及び硬化
皮膜の耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性が優れたイ
ンキ、塗料組成物を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明のインキ、塗料組成
物においては、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物
の混合体を用いることにより、紫外線硬化（乾燥）と酸
化重合乾燥を併用しつるようなインキ、塗料組成物にし
たものである。即ち、この紫外線硬化、酸化重合併用イ
ンキ、塗料組成物は、紫外線照射により皮膜表層部を瞬
時に硬化させ、印刷あるいは塗工直後の積み重ねや二次
加工を可能にし、その後皮膜内部は酸化重合により自然
乾燥しうろこと、並びに顔料分散性、印刷適性、基材に
対する密着、接着性等のインキ、塗料適性及び硬化皮膜
の耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性が優れているこ
とを特徴としている。

上記紫外線硬化、酸化重合併用インキ、塗料組成物にお
いて、紫外線硬化性組成物としては光硬化性樹脂化合物
と光重合開始剤もしくは増感剤との混合物を、又酸化重
合性組成物としては酸化重合性物質と酸化重合触媒の混
合物を用いる。これらの成分、つまり光硬化性樹脂化合
物、光重合開始剤、増感剤、酸化重合性物質、酸化重合
触媒には、紫外線硬化（乾燥）及び酸化重合乾燥型イン
キ及び塗料に使用されている一般に公知の諸材料が使用
できる。例えば、光硬化性樹脂化合物としては１から６
官能の各種アクリレート及びメタクリレートのモノマー
、プレポリマーであり、光重合開始剤としては開裂型の
ベンゾイン、ベンゾインエーテル等、水素引抜き型のベ
ンジル、ベンゾフェノン等、イオン反応型のアリルジア
ゾニウム塩類等であり、増感剤としては第三アミン類等
である。又、酸化重合性物質としてはあまに油、大豆油
等の乾性油もしくは半乾性油又はアルキド樹脂ワニスの
ような乾性油変性樹脂ワニス等であり、酸化重合触媒と
してはコバルト、マンガン、鉛、鉄等の金属化合物であ
る硼酸コバルト、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コバ
ルト、−酸化鉛等である。

上記インキ、塗料組成物の貯蔵安定性や機上安定性を向
上させるには、紫外線硬化性を損なわずに酸化的重合速
度のみを制御しうる重合禁止（抑制）剤を添加すること
が効果的である。紫外線硬化性、即ち紫外線硬化成分の
紫外線照射による硬化性に悪影響を及ぼさずに、酸化重
合速度のみを抑制できる重合禁止（抑制）剤としては、
紫外線硬化において一般的に使用され、公知の重合禁止
（抑制）剤、例えば、ｐ−メトキシフェノール、ヒドロ
キノン等が使用できる。

上記紫外線硬化、酸化重合併用インキ、塗料組成物に利
用可能な顔料は、光学的な透明性、隠蔽性、反射性、発
光性等の顔料緒特性には全（制限を受けないため、どの
ような種類の顔料でも使用できる。

〔作用〕

上記のように、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物
の混合体に各種の顔料を分散させたインキ、塗料を用い
た凹版印刷物、スクリーン印刷物及び塗工物は、紫外線
照射により皮膜表層部が瞬時に硬化乾燥する。このため
、印刷あるいは塗工後直ちに印刷物、塗工物を積み重ね
ても裏移りやブロッキングを起こすことがなく、又二次
加工も可能な状態になる。そして、積み重ねられたり、
二次加工された印刷、塗工物上の皮膜内部の未硬化層は
、酸化重合により自然乾燥していく。この酸化重合では
、酸化重合成分が酸化重合するとともに、その過程で発
生するラジカル等の活性種により紫外線硬化成分である
アクリレート等の重合反応も誘発され、酸化重合成分と
紫外線硬化成分が共重合し、皮膜全体の硬化乾燥が完結
して行（。

この場合、酸化重合成分同士の酸化重合速度より、酸化
重合成分と紫外線硬化成分の共重合速度の方が速いため
、共重合体の生成確率が高くなる。このため、硬化皮膜
は、耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性が優れたもの
になる。また、基材と接触している皮膜内部層は紫外線
照射によっても瞬時に硬化しないため、基材とのなじみ
が良好になるとともに、硬化にともなう内部応力の緩和
が十分になり歪みが生じにくくなる等のことも、基材に
対する硬化皮膜の密着、接着性を向上させる要因の一つ
になっている。

上記のように、酸化重合過程で生じるラジカル等の活性
種によっても共重合しうるので、紫外線硬化速度を遅ら
せることなく、酸化重合速度を抑制させるための重合禁
止（抑制）剤を必要に応じて添加することが望ましい。

なお、上記硬化原理より明らかではあるが、使用する顔
料には前述のように何等制限がなく、何れの顔料でも利
用可能である。

〔実施例〕

表１、表２に示した配合例に基づき諸材料を配合し、３
本ロールミルを用いて通常の方法で練合して紫外線硬化
、酸化重合併用型凹版インキ及びスクリーンインキを作
製した。

紫外線硬化、酸化重合併用型凹版インキは、凹版印刷機
を用いて、通常の方法で連続印刷した。

連続して印刷される印刷物は印刷後直ちに紫外線照射装
置内を搬送させた後、排紙部にそのまま積み重ねた。こ
のときの印刷条件及び紫外線照射条件等は次の通りであ
る。印刷用紙：証券用紙、印刷版面深度：１３０μｍ、
印刷速度：　２５　ｍ／ｍｉｎ　、紫外線照射搬送速度
：　２５　ｍ／ｍｉｎ、紫外線ランプ、空冷式。

１２０’ｗ／ｃｍ、メタルハライドランプ２灯、排紙積
み重ね枚数：　５０００枚。

紫外線硬化、酸化重合併用型スクリーンインキは、スク
リーン印刷機を用いて、通常の方法で印刷した。印刷物
は、印刷後直ちに紫外線照射した後、速やかに９０°折
り曲げ加工を行った。このときの印刷条件及び紫外線照
射条件等は次の通りである。印刷用紙：特アート紙、ス
クリーン線数：１３３線、印刷速度：　２５　ｍ／ｍｉ
ｎ、紫外線照射搬送速度：　２５　ｍ／ｍｉｎ　、紫外
線ランプ：空冷式＋　１２０Ｗ／ｃｍ、　メタルハライ
ドランプ２灯。

表１．紫外線硬化、酸化重合併用型凹版インキ配合側紫
外線硬化性組成物 樹脂液ニジペンタエリスリトールへキサアクリレ　　　
　３５部−トのεカプロラクトン付加物 ：ウレタンアクリレート　　　　　　　　　　　　　　
５部光重合開始剤：１−ヒドロキシシクロへキシルフェ
　　　　　４部ニルケトン 二４４−ジエチルチオキサントン　　　　　　　１部酸
化重合性組成物 樹脂液；あまに油変性アルキド樹脂　　　　　　　　　
　　９部乾燥剤：ナフテン酸コバルト　　　　　　　　
　　　　　　　１部重合禁止剤：ｐ−メトキシフェノー
ル　　　　　　　　　０．０５部顔料 フタロンアニンブルー　　　　　　　　　　　　　　　
　　１１部カーボンブラック　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４部ジオキサノンバイオレット　　　
　　　　　　　　　　　　　７部酸化チタン　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　２９部（以下余白
） 表２　紫外線硬化、酸化重合併用型スクリーンインキ配
合側紫外線硬化性組成物 樹脂液：ウレタンアクリレート　　　　　　　　　　　
　　２０部：ポリエチレングリコールジアクリレート　
　　　２０部、ヒドロキンピバリン酸ネオペンチルグリ
　　　　　５部コールジアクリレート 二Ｎ−ビニルピロリドン　　　　　　　　　　　　　５
部光重合開始剤：ベンジルジメチルケタール　　　　　
　　　５部、２．４−ジエチルチオキサントン　　　　
　　　１部：ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル　　　
　　１部エステル 酸化重合性組成物 樹脂液二大豆油変性アルキド樹脂　　　　　　　　　　
　１５部乾燥剤：オクチル酸コバルト　　　　　　　　
　　　　　　１部重合禁止剤：メチルヒドロキノン　　
　　　　　　　　　０．２　部顔料 ハンザイエローＧ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１７部ブリリアントカーミンＦＢ　　　　　　　
　　　　　　　　　１０部グロスホワイト　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　８部（以下余白） 上記印刷実施の結果は次の通りであった。

紫外線硬化、酸化重合併用型凹版インキ及びスクリーン
インキは、従来型の凹版インキ（酸化重合型）及びスク
リーンインキ（溶剤蒸発型）と同等の印刷適性を示した
。

紫外線硬化、酸化重合併用型凹版インキの連続凹版印刷
において、排紙部での印刷物５０００枚の積み重ねにお
いても、裏移り及びブロッキングは皆無であり、又紫外
線硬化、酸化重合併用型スクリーンインキのスクリーン
印刷直後の９０’折り曲げ加工においても、硬化皮膜の
亀裂、割れ、剥離等を生じることなく何等問題はなかっ
た。

紫外線硬化、酸化重合併用型凹版インキ及びスクリーン
インキの印刷物の耐薬品性、耐摩擦性は従来型の凹版イ
ンキ（酸化重合型）及びスクリ−ンインキ（溶剤蒸発型
）の印刷物に比べ極めて優れており、又基材との接着性
は従来型インキ（酸化重合型及び溶剤蒸発型）と同等に
優れていた。

紫外線硬化、酸化重合併用型凹版インキ及びスクリーン
インキの機上安定性は良好であった。

紫外線硬化、酸化重合併用型凹版インキ及びスクリーン
インキ作製時の練合性は、従来型の凹版インキ（酸化重
合型）及びスクリーンインキ（溶剤蒸発型）と同等であ
った。

〔発明の効果〕

本発明の紫外線硬化、酸化重合併用インキ、塗料組成物
は、以上説明したような機能を有するので、以下に記載
されるような効果を奏する。

本発明の紫外線硬化、酸化重合併用インキ、塗料組成物
は、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物を適量混合
することにより、両者の長所を生かし、そして互いの欠
点を補い合うように作用する。即ち、紫外線硬化性組成
物と酸化重合性組成物の混合体に各種の顔料を分散させ
たインキ、塗料を用いた凹版印刷物、スクリーン印刷物
及び塗工物は、紫外線照射により皮膜表層部が瞬時に硬
化乾燥するため、印刷あるいは塗工後直ちに印刷物を積
み重ねても裏移りやブロッキングを防止でき、又二次加
工も可能な状態になる。そして、積み重ねられたり、二
次加工された印刷、塗工物上の皮膜内部の未硬化層は、
酸化重合により自然乾燥するため、その後の保管中に皮
膜全体の硬化乾燥が完結する。更に、インキ、塗料の顔
料分散性、印刷適性、基材に対する硬化皮膜の密着、接
着性等は、酸化重合性組成物と同等に優れ、又硬化皮膜
の耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性は紫外線硬化性
組成物と同等に優れる。

紫外線硬化、酸化重合併用インキ、塗料組成物に、必要
に応じて重合禁止（抑制）剤を添加することにより、紫
外線硬化性を損ねることなくインキ、塗料の機上安定性
、保存安定性を向上させることができる。

なお、紫外線硬化、酸化重合併用型インキ、塗料に使用
できる顔料には、何等制限がないため、どのような種類
の顔料でも利用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紫外線照射により皮膜表層部を瞬時に硬化させ、印
   刷あるいは塗工直後の積み重ねや二次加工を可能にし、
   その後皮膜内部は酸化重合により自然乾燥することを特
   徴とする、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物の混
   合体に各種顔料を練合した紫外線硬化、酸化重合併用イ
   ンキ、塗料組成物。 ２、紫外線硬化性組成物として光硬化性樹脂化合物と光
   重合開始剤もしくは増感剤との混合物、酸化重合性組成
   物として酸化重合性物質と酸化重合触媒の混合物を用い
   た請求項１記載の紫外線硬化、酸化重合併用インキ、塗
   料組成物。 ３、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物の混合体に
   、酸化的重合速度を制御するための重合禁止（抑制）剤
   を添加した請求項１記載の紫外線硬化、酸化重合併用イ
   ンキ、塗料組成物。 ４、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物の混合体に
   使用する顔料は、光学的な透明性、隠蔽性、反射性、発
   光性等の顔料諸特性には全く制限を受けないことを特徴
   とする請求項１記載の紫外線硬化、酸化重合併用インキ
   、塗料組成物。 ５、紫外線照射により皮膜表層部を瞬時に硬化させ、印
   刷あるいは塗工直後の積み重ねや二次加工を可能にし、
   その後皮膜内部は酸化重合により自然乾燥することを特
   徴とする、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物の混
   合体に各種顔料を練合した紫外線硬化、酸化重合併用イ
   ンキ組成物を使用した印刷物。 ６、紫外線照射により皮膜表層部を瞬時に硬化させ、印
   刷あるいは塗工直後の積み重ねや二次加工を可能にし、
   その後皮膜内部は酸化重合により自然乾燥することを特
   徴とする、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物の混
   合体に各種顔料を練合した紫外線硬化、酸化重合併用塗
   料組成物を使用した塗工物。