JPH10130559A - 紫外線または電子線硬化型水なし平版印刷用インキ - Google Patents

紫外線または電子線硬化型水なし平版印刷用インキ

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JPH10130559A
JPH10130559A JP28814996A JP28814996A JPH10130559A JP H10130559 A JPH10130559 A JP H10130559A JP 28814996 A JP28814996 A JP 28814996A JP 28814996 A JP28814996 A JP 28814996A JP H10130559 A JPH10130559 A JP H10130559A
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正紀 笠井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 版非画線部・シリコーンゴム層から充分に反
発すると同時に、印刷適性が良好である紫外線又は電子
線硬化型水なし平版印刷用インキを得る。 【解決手段】 粘度200mPa・s以下、密度1.0
3g/ml以下、かつ、プロポキシレーテッドネオペン
チルグリコールジアクリレートに溶解し、且つその溶解
性が5重量%未満である有機シリコーン化合物を0.1
〜5.0重量%含有する紫外線又は電子線硬化型水なし
平版印刷用インキ。更に、30モル%以上の一塩基酸ま
たは多塩基酸と多価アルコールから構成されるた飽和ポ
リエステルを10〜40重量%、粘度が1〜30mPa
・sで二官能以上の(メタ)アクリレートモノマー類の
3〜20重量%をも含有する紫外線又は電子線硬化型水
なし平版印刷用インキ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は紫外線または電子線
の照射により反応硬化し、水なし平版印刷において耐地
汚れ性が良好で、かつ印刷適性に優れた水なし平版印刷
用インキに関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラスチックシート、表面処理紙等の非
吸収性素材にオフセット印刷を行う場合、インキの硬化
が瞬間的に行われる紫外線または電子線硬化型インキを
用いる場合が多いが、そのオフセット印刷では一般的な
紙を使用した場合に比べ湿し水の調節が難しいことが知
られる。また食品パッケージ等にも紫外線または電子線
硬化型インキが応用されることは多いが、オフセット印
刷では湿し水を使用することから、湿し水の成分の一部
が印刷後重ねた印刷物表面から食品に直接接触する裏面
に裏移りする可能性がある。かかる理由から最近数年
間、紫外線または電子線硬化型インキを水なし平版印刷
へ応用しようとする検討が進みつつある。
【0003】現在実用化されている水なし平版印刷法
は、版材非画線部分にシリコーンゴム層を有する版を用
いるものであり、従来の紫外線または電子線硬化型イン
キでは充分に非画線部分と反発することが難しく、地汚
れが発生し易かった。この地汚れの発生を止めるために
は温度を下げる、またはインキのタック・内部凝集力を
高い設定とすることが必要で、このような措置をとった
場合、表面強度の弱い被印刷体の場合はピッキングが発
生してしまい、表面強度が強い場合でも着肉不良などの
トラブルが発生する場合が多い。
【0004】この点を改良するために、従来の紫外線ま
たは電子線硬化型インキに有機シリコーン化合物{以下
の先行技術では有機シリコーン化合物とは低極性、液状
のシリコーンオイル、シリコーン(メタ)アクリレー
ト、シリコーン界面活性剤、シリコーン変性樹脂等を指
している}を添加する方法が知られている。(特開昭5
7−49073、57−60394、64−3187
9、64−38486)
【0005】更に詳しくは、平均分子量3000以上の
ウレタンアクリレート樹脂と、酸価100以上、軟化点
60〜140℃の高酸価樹脂および(メタ)アクリレー
トモノマーを含有することを特徴とする紫外線または電
子線硬化型水なし平版印刷用インキに、ポリエーテル系
親水基を側鎖又は末端に有するHLB8〜12のノニオ
ン型シリコーン界面活性剤を添加することが望ましいこ
とが記載されている。(特開平3−252472)
【0006】又、高沸点溶剤、石油系溶剤、油性インキ
用ワニス成分を添加する方法(特開昭63−28078
2、特開平1−115974、特開平2−2827
3)、HLB10〜16の非イオン界面活性剤を添加す
る方法(特開平2−238066)、ワックスを添加す
る方法(特開平2−255777)、炭素数12以上の
酸で変性されたアクリレートエステルを添加する方法
(特開平3−39373)、シリコーンゴム膨潤度が1
0%以上のアクリレートモノマーを添加する方法(特開
平3−207770)、特定の架橋剤を添加する方法
(特開平4−293980)、特定の架橋構造を有する
樹脂成分を用いる方法(特開昭61−239982、6
4−40581)がある。
【0007】しかしこれらの方法においては、紫外線ま
たは電子線硬化型インキに必須のラジカル重合成分との
相溶性が悪く、貯蔵安定性もしくは印刷中の経時安定性
に問題があったり、そうでなくとも紫外線または電子線
での硬化速度あるいは硬化皮膜の表面強度を低下させ
る、接着性を低下させる、異臭があるなどのいずれかが
問題となる場合が多く、より高性能のインキの開発が望
まれてきている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来イ
ンキの問題点を解決するためになされたものであり、そ
の目的は通常の平版印刷に用いられている紫外線または
電子線硬化型インキと同等以上の印刷適性、硬化性及び
硬化皮膜品質を維持しながら、特に耐地汚れ性に優れ且
つ印刷中の経時安定性、貯蔵安定性等にも優れた紫外線
又は電子線硬化型水なし平版印刷用インキを提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決しようとするものであり、特定の有機シリコーン化
合物を添加した紫外線または電子線硬化型水なし平版印
刷用インキに関する。本発明者らは、鋭意検討を続けて
いく中で、より高い耐地汚れ性を示す特定の有機シリコ
ーン化合物を見い出し、それがシリコーンゴム層への拡
散性に関わる他の物理特性に特徴づけられることを解明
した。更には、特定の飽和ポリエステル及びアクリレー
トモノマーとの組み合わせがインキとして特に相応しい
ことを見出した。
【0010】有機シリコーン化合物に求められるその物
理特性上の特徴とは粘度、密度及び溶解性である。即
ち、本発明の第一の構成は、粘度が200mPa・s以
下(25℃)、且つ、密度が1.03g/ml以下であ
り、プロポキシレーテッドネオペンチルグリコールジア
クリレート(化学式1)に溶解し、且つその溶解性が5
重量%未満である有機シリコーン化合物(A)を0.1
〜5.0重量%含有することを特徴とする紫外線または
電子線硬化型水なし平版用インキである。
【0011】(化学式1)
【0012】更に、本発明の第二の構成は、前記した有
機シリコーン化合物(A)とともに、更に、一塩基酸3
0モル%以上と多価アルコールを必須とし、必要により
多塩基酸を用いて得られる飽和ポリエステル(B)を1
0〜40重量%、2官能以上であって、且つ、粘度が1
〜30mPa・s(25℃)の範囲にある(メタ)アク
リレートモノマー類(C)を3〜20重量%含有するこ
とを特徴とする紫外線または電子線硬化型水なし平版用
インキである。
【0013】
【発明の実施の形態】地汚れ防止を目的として本発明で
使用する有機シリコーン化合物としては、ジメチル又は
一部置換されたアルキルポリシロキサン骨格を有し、主
鎖の一部又は側鎖にポリエーテル、ポリエステル、水酸
基、カルボキシル基、アクリル酸エステル基を有する変
性シリコーンオイル、変性シリコーンアクリレート等が
好ましく用いられる。
【0014】有機シリコーン化合物の粘度は200mP
a・s以下(25℃)の範囲にあることが必要であり、
150mPa・s以下であることがより望ましい。密度
は1.03g/ml以下の範囲にあることが必要であ
り、1.00g/ml以下であることがより望ましい。
これら二つの物理特性のどちら一方の条件が欠けても耐
地汚れ性は悪くなり、両方を満足することが必要であ
る。
【0015】粘度、密度に加えて、地汚れ防止を目的と
した有機シリコーン化合物は、水なし平版非画線部上に
WFBLを瞬時に形成するために、紫外線または電子線
硬化型水なし平版印刷用インキ中に不安定に溶存するこ
とが必要である。これを簡易に確認するには、例えば、
WFBL形成を容易にするためにインキに添加される低
粘度モノマー成分への有機シリコーン化合物の溶解性を
確認すれば良い。即ち、粘度及び密度が前述の好適な範
囲にある任意の有機シリコーン化合物について、その1
重量部及び5重量部をプロポキシレーテッドネオペンチ
ルグリコールジアクリレート(以後PONPGDAと略
す)99重量部及び95重量部にそれぞれ溶解せしめた
ときに1重量部の場合には透明・均一であり、5重量部
の場合には分離もしくは白濁することを確認すれば良
い。多量に加えても溶解可能な場合、もしくはごく少量
でも分離もしくは白濁するような場合には、当該有機シ
リコーン化合物を加えたインキの耐地汚れ性はそれ程向
上しない。
【0016】このように、粘度及び密度が好適な範囲に
あり、かつPONPGDAに適度に溶解する当該有機シ
リコーン化合物は、インキ全体を100重量%とした場
合に、0.1〜5重量%なる範囲で使用するが、0.1
〜3重量%の範囲での使用がより望ましい。0.1重量
%未満となる場合には、実際上、地汚れ防止の効果を確
認できない。他方、5重量%を超える場合には、インキ
の流動性の阻害、印刷時の着肉不良の発生原因、又は、
紫外線又は電子線で硬化させた印刷面の後加工(即ち、
ビニル貼り、PP貼り等のフィルムラミネーション、紫
外線又は電子線で硬化される被覆剤加工等)での接着不
良等の弊害が顕著となる。
【0017】これまで述べてきたように、効果の高い有
機シリコーン化合物を使用することで紫外線または電子
線硬化型水なし平版印刷用インキの耐地汚れ性は格段に
向上するが、前述の通り、多量に使用するほど弊害が発
生することは言うまでもない。換言すれば、地汚れの防
止を考慮した有機シリコーン化合物の使用はできるだけ
少量にとどめるべきであり、そのためにビヒクル、とり
わけ使用されるプレポリマー・樹脂などの成分の選択が
重要となる。
【0018】本発明で用いられる当該飽和ポリエステル
(B)が充分な性能を得るためには、2,000〜5
0,000、より好ましくは5,000〜45,000
の重量平均分子量が必要となる。重量平均分子量が2,
000未満の場合には、耐地汚れ性が劣ることとなり、
一方50,000を越える場合には、モノマーとの相溶
性や他の樹脂成分との相溶性が著しく不足し、必要なレ
オロジー性能が得られなくなる。
【0019】また、当該飽和ポリエステル(B)は該一
塩基酸を30モル%以上、好ましくは35〜70モル%
なる範囲内で使用して得られる形のものである。一塩基
酸の使用割合が30モル%未満となる場合には、バルキ
ーな構造を取りにくくなり、耐地汚れ性が劣ることとな
る。他方、一塩基酸が80モル%を超えて余りに多量に
用いられる場合にはインキの流動性が低くなり好ましく
ない。
【0020】更に当該飽和ポリエステル(B)の酸価と
して0.1〜80、より好ましくは2〜50なる範囲が
適切である。80を超えるようになると耐地汚れ性に強
く影響するし、0.1未満での酸価の制御は極めて困難
である。
【0021】本発明において当該飽和ポリエステルを構
成する、前記した一塩基酸として使用出来る、特に代表
的なもののみを例示するにとどめれば、アビエチン酸、
安息香酸、パラターシャリーブチル安息香酸、またはカ
プロン酸等であり、使用する多塩基酸として特に代表的
なもののみを例示するにとどめれば、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、(無水)フタル酸、(無水)トリメリット
酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウム
スルホイソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、1,4−シクロ
ヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロ(無水)フタル酸
等であるが、これらの酸類は単独使用でも2種以上の併
用でも良い。
【0022】他方、本発明において当該飽和ポリエステ
ルを構成する、前記した多価アルコールとして用いられ
る特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタ
ンジオール,1,4−ブタンジオール、1,5−ブタン
ジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2,4−ト
リメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコ
ール又はトリプロピレングリコール等をはじめ、更に
は、平均分子量が200〜4,000なる範囲のテトラ
メチレングリコール、或いは1,4−シクロヘキサンジ
オール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド乃至は
プロピレンオキサイド付加物、水添ビスフェノールAの
エチレンオキサイド乃至はプロピレンオイサイド付加
物、1,4−シクロヘキサンジメタノール、グリセリ
ン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールまたは
ソルビトール等である。これらの多価アルコール類は単
独使用でも2種以上の併用でも良い。
【0023】本発明の紫外線又は電子線硬化型水なし平
版印刷用インキを製造する場合は、以上のようにして得
られる飽和ポリエステル(B)を、2官能以上の多官能
(メタ)アクリレート類に溶解せしめた形で用いても良
い。このとき2官能以上の多官能(メタ)アクリレート
類の添加量は20〜80重量%であることが望ましい。
また、その溶解温度は80〜160℃なる範囲内にある
ことが望ましいが、当該(メタ)アクリレート類の分解
または熱重合温度以下で行うことは、勿論である。
【0024】飽和ポリエステル(B)を溶解せしめる前
記した(メタ)アクリレート類として特に代表的なもの
のみを例示するにとどめれば、エトキシレーテッドトリ
メチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポ
キシレーテッドトリメチロールプロパントリ(メタ)ア
クリレート、エトキシレーテッドグリセリントリ(メ
タ)アクリレート、プロポキシレーテッドグリセリント
リ(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、ペンタエリスリトールテトラ
(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、ジペンタエリスリトールペンタ
(メタ)アクリレート等を挙げられる。これらの(メ
タ)アクリレート類は単独使用でも2種以上の併用でも
良い。
【0025】本発明で用いられる低粘度の(メタ)アク
リレートモノマー(C)は、粘度範囲1〜30mPa・
s(25℃)の(メタ)アクリレートモノマーであり、
インキ全体を100重量%とした場合に、インキ中に3
〜20重量%の範囲で含まれることが望ましく、より望
ましくは5〜15重量%である。当該(メタ)アクリレ
ートモノマー(C)が3%未満で使用される時は、水な
し平版の非画線部シリコーンゴム層に拡散、浸透はする
もののWFBLを形成するに充分な量が供給されないた
め、その効果が薄く、逆に20重量%を超える範囲で使
用した場合には、インキ系全体の有する(メタ)アクリ
ロイル基数が少なくなるため、必要とする硬化性速度を
保持することが難しくなる。
【0026】この目的として用いられる(メタ)アクリ
レートモノマー(C)としては2官能以上の(メタ)ア
クリロイル基を有するモノマーが適当である。単官能の
ものを用いても充分な耐地汚れ性は得られるが、硬化性
を損なう結果となり相応しくない。当該低粘度モノマー
として特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、
ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エト
キシレーテッドネオペンチルグリコールジ(メタ)アク
リレート、プロポキシレーテッド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、エチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリ
レート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレ
ート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,6
−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げら
れる。
【0027】本発明におけるその他のインキ構成成分と
しては、従来の紫外線または電子線硬化型インキに用い
られる材料を適宜用いることが可能である。その一例を
以下に示す。 ・有機顔料、無機顔料、無機体質顔料等の着色剤、粘度
調製剤、増量剤 ・ハイドロキノン等、インキの経時変化を防止するため
の熱重合禁止剤 ・硬化したインキ皮膜の強度、滑り性等を向上させるた
めの各種ワックス、 シリコーンオイル類 ・紫外線硬化性型インキの場合、紫外線硬化性を付与す
るための光重合開始剤、増感剤 ・インキの硬化速度を調節するための重合性モノマー、
重合性オリゴマー等 ・インキの基材に対する接着性を調節するための重合性
モノマー、重合性オリゴマー、重合性プレポリマー、及
び樹脂等である。
【0028】但し、これらの成分を用いる際、本発明に
おけるインキのレオロジー特性が損なわれないよう充分
に配慮することは勿論である。
【0029】本発明のインキは例えば、東レ(株)製水
なし平版を用いた平版印刷により、板紙、コート紙、ア
ルミフォイル紙、塩ビフィルム、処理PETフィルム等
の印刷素材上に良好な画像を形成することができる。こ
の時、地汚れのない画像を得るためには、その印刷速度
に応じて版温度を一定値以下に調節することが重要であ
る。形成された画像を、インキが紫外線硬化型であれば
紫外線を、インキが電子線硬化型であれば電子線を、照
射することで瞬間的に硬化乾燥して、耐摩擦性、耐傷つ
き性、耐溶剤性等に優れた印刷物を得ることができる。
【0030】標準的な紫外線硬化条件は、出力80〜1
60W/cmの高圧水銀又はメタルハライド灯を有する
紫外線照射装置により、1灯あたり5〜40m/分のラ
イン速度である。電子線硬化の場合は、例えば岩崎電気
(株)製エレクトロカーテン電子線照射装置であれば5
00ppm以下の酸素濃度雰囲気で1〜6メガラッドの
照射が望ましい。
【0031】
【実施例】次に、本発明を参考例、実施例および比較例
により、具体的に説明するが、これらの例は、本発明の
一実施様態であり、従って本発明がこれらの実施例にの
み限定されるものではない。
【0032】粘度、密度、PONPGDA溶解性の異な
る有機シリコーン化合物(SI−1、SI−2、SI−
3、SI−4)を選択し、表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】表1に於ける略号(*1)〜(*4)は以
下を示す。 (*1) SI−1:テ・ゴールドシュミット(株)製シリコーン
アクリレート;RAD2500 SI−2:日本ユニカー(株)製シリコーン界面活性
剤;L−7602 SI−3:ダイセルユーシービー(株)製シリコーンジ
アクリレート;エベクリル350 SI−4:信越化学工業(株)製シリコーンオイル;K
S−66 (*2)各メーカ−公表値。 (*3)京都電子工業(株)製DA−300にて測定。 (*4)PONPGDA99重量部(及び95重量部)
/各有機シリコーン化合物1重量部(及び5重量部)を
混合して溶液状態を一日後に確認。
【0035】(ワニスVA−1の調製)ネオペンチルグ
リコールの20部、トリメチロールプロパンの300
部、アジピン酸の20部、イソフタル酸の360部およ
び安息香酸の300部を、不活性ガス雰囲気下、220
℃で5時間の間加熱して、固形分酸価が18で、かつ、
重量平均分子量が30,000なる、ポリエステルを得
た。ついで、このポリエステルの55部をGPTAの4
5部に溶解して、140℃で2時間加熱攪拌することに
よって、目的とする樹脂組成物(VA−1)を得た。
【0036】(ワニスVA−2の調製)ネオペンチルグ
リコールの20部、ペンタエリスリトールの240部、
アジピン酸の25部、イソフタル酸の225部および安
息香酸の490部を、不活性ガス雰囲気下、220℃で
6時間の間加熱して、固形分酸価が13で、かつ、重量
平均分子量が25,500なる、ポリエステルを得た。
ついで、このポリエステルの55部をGPTAの45部
に溶解して、140℃で2時間加熱攪拌することによっ
て、目的とする樹脂組成物(VA−2)を得た。
【0037】(ワニスVA−3の調製)ネオペンチルグ
リコールの25部、トリメチロールプロパンの330
部、アジピン酸の25部、イソフタル酸の470部およ
び安息香酸の155部を、不活性ガス雰囲気下、220
℃で5時間の間加熱して、固形分酸価が20で、かつ、
重量平均分子量が20,000なる、ポリエステルを得
た。ついで、このポリエステルの55部をGPTAの4
5部に溶解して、140℃で2時間加熱攪拌することに
よって、樹脂組成物(VA−3)を得た。
【0038】(ワニスVA−4の調製)「ダップK」
(ダイソー(株)製のジアリルフタレート樹脂の45部
をGPTAの55部に溶解して、130℃で加熱して溶
解することによって、樹脂組成物(VA−4)を得た。
【0039】下記の表2に示される組成を有する混合物
を、三本ロールミルにて混練して、各種紫外線または電
子線硬化型水なし平版印刷用インキを得た。
【0040】
【表2】
【0041】 表2に於ける略号(*5)〜(*8)は以下を表す。 (*5)顔料:大日本インキ化学工業(株)製SYMULER CARMINE 6B233 (*6)開始剤 :光重合開始剤、チバガイギー製IRUGACURE 651 4部 :大東化学製パラジメチルアミノアセトフェノン 2部 (*7)モノマー1:ダイセル・ユーシービー(株)製OTA480(プロポキ シレーテッドグリセリントリアクリレート、粘度:90cps、25℃) (*8)モノマー2:サンノプコ(株)製フォトマー4127SN(ネオペンチ ルグリコールジアクリレート、粘度:14〜20cps、25℃)
【0042】得られたインキの各種特性を下記の表3に
示す。
【0043】
【表3】
【0044】表中のインコメーター値、スプレッドメー
ター値、光沢度はJIS−K−5701平版インキおよ
び凸版インキに準じて測定した。なおすべてのインキの
インコメーター値は12±0.5の範囲以内に調整され
たものである。表中のC.T.I.とはCritica
lToningIndexの略で、水なし平版刷版の開
発者である東レが提唱する耐地汚れ性の指標であり、一
定条件下での水なし印刷時に、版非画線部に地汚れが発
生する最低温度を示すものである。従って、このC.
T.I.が高い値を示すほど、地汚れを発生しにくいイ
ンキとなる。実施例1〜4は比較例1〜4に比較して
C.T.I.が高く、明らかに耐地汚れ性に優れている
ことが分かる。
【0045】(実機試験)実施例1のインキと東レ水な
し平版を用い、マン・ローランド社製枚葉印刷機R−7
00(UVランプ:120W/cmメタルハライド灯2
灯、水銀灯1灯)によりコートボール紙上に水なし平版
印刷を行った。版温度29℃、印刷速度8000枚/時
にて印刷。耐地汚れ性に優れ、安定な水なし平版印刷が
可能であった。
【0046】
【発明の効果】本発明に係わる紫外線又は電子線硬化型
水なし平版印刷用インキは通常の平版印刷に用いられて
いる紫外線または電子線硬化型インキと同等以上の印刷
適性、硬化性及び硬化皮膜品質を維持しながら、特に耐
地汚れ性に優れ且つ印刷中の経時安定性、貯蔵安定性等
にも優れている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粘度が200mPa・s以下(25
    ℃)、且つ、密度が1.03g/ml以下であり、プロ
    ポキシレーテッドネオペンチルグリコールジアクリレー
    ト(化学式1)に溶解し、且つその溶解性が5重量%未
    満である有機シリコーン化合物(A)を0.1〜5.0
    重量%含有することを特徴とする紫外線または電子線硬
    化型水なし平版用インキ。(化学式1)
  2. 【請求項2】 一塩基酸30モル%以上と多価アルコー
    ルを必須とし、更に、必要により多塩基酸を用いて得ら
    れる飽和ポリエステル(B)を10〜40重量%、2官
    能以上であって、且つ、粘度が1〜30mPa・s(2
    5℃)の範囲にある(メタ)アクリレートモノマー類
    (C)を3〜20重量%含有する請求項1に記載の紫外
    線または電子線硬化型水なし平版用インキ。
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