TW202043386A - 印刷物的製造方法 - Google Patents

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山田智和
山本博之
三品彰義
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日商 Dic 油墨股份有限公司
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Abstract

本發明是一種印刷物的製造方法,其依次包括:步驟1,在基材上設置紫外線硬化性平板油墨層;以及步驟2,在氧濃度為5%以下的環境中藉由紫外線使所述紫外線硬化性平板油墨層硬化,其中,所述紫外線硬化性平板油墨是包含玻璃轉換溫度為30℃~140℃的非反應性樹脂、(甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物、光聚合起始劑、及顏料的紫外線硬化性平板油墨。

Description

印刷物的製造方法
本發明是有關於一種在紙或塑膠基材上設置紫外線硬化性平板油墨的印刷物的製造方法。
關於在紫外線照射條件下或電子射線照射條件下硬化的印刷油墨,由於其瞬間乾燥的特性的便利性,以紙製器物等面向食品包裝的封裝印刷為中心被廣泛使用。近年來,在食品包裝中,擔心油墨中的化學物質向內包食品轉移(遷移)的問題,例如由如下情況所致的遷移成為問題,即,為電子射線(以下有時稱為EB(Electronic Beam)硬化型油墨時,油墨成分中的未反應單體自印刷面背離而向內包食品溶出;為紫外線(以下有時稱為UV(Ultra Violet)硬化型油墨時,油墨成分中的未反應光聚合起始劑自印刷面背離而向內包食品溶出。另外,關於光聚合起始劑,亦存在光聚合起始劑的開裂反應後的殘渣產生臭氣的情況,亦指出該臭氣轉移至食品的擔心。
若列舉牛奶盒等飲料紙製器物領域的例子,則為了實現低遷移,提出了採用分子量比較大的光聚合起始劑或官能基度高的單體的特殊配比的紫外線硬化性平板油墨的使用(例如,參照專利文獻1及專利文獻2)。但是,隨著對食品安全性的要求越來越強烈,希望降低光聚合起始劑的使用量的呼聲越來越高。
另一方面,作為紫外線硬化性平板油墨的特徵的瞬間乾燥在很大程度上依賴於光聚合起始劑的使用量。一般來說,光聚合起始劑的使用量越多,油墨的瞬間乾燥性越增加,使用量越減少,乾燥性越有變差的傾向。油墨通常自其目的出發含有作為著色劑的顏料,但關於吸收可見光而發出特定顏色的顏料,即,已知紫外區域亦有吸收,因此阻礙紫外線硬化(例如參照非專利文獻1)。特別是黑色油墨中使用的炭黑由於在全紫外波長區域吸收紫外線,故有時會引起印刷物表面的硬化不良,紫外線無法到達塗膜內部,從而塗膜內部的硬化性變得不充分。另外,於塗膜表面與內部硬化性不同的結果,油墨的硬化皮膜發生體積收縮,或者皮膜的柔軟性受損,因此亦存在與基材的密著性顯著降低的情況。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-155499號公報 [專利文獻2]日本專利特開2015-172171號公報 [非專利文獻1]網狀聚合物Vol.34 No.5(2013)
[發明所欲解決之課題] 本發明的課題在於提供一種具有與先前的紫外線硬化性平板油墨同樣的印刷適應性,能夠維持硬化速度並且減少光聚合起始劑的使用量的印刷物的製造方法。 [解決課題之手段]
本發明等人藉由如下方式來解決所述課題:使用特定的紫外線硬化性平板油墨,在基材上設置紫外線硬化性平板油墨層之後,在氧濃度5%以下的環境中使用紫外線燈使所述紫外線硬化性平板油墨層硬化。
即,本發明提供一種印刷物的製造方法,其依次包括:步驟1,在基材上設置紫外線硬化性平板油墨層;以及步驟2,在氧濃度為5%以下的環境中藉由紫外線使所述紫外線硬化性平板油墨層硬化,其中所述紫外線硬化性平板油墨是包含玻璃轉換溫度為30℃~140℃的非反應性樹脂、(甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物、光聚合起始劑、及顏料的紫外線硬化性平板油墨。 [發明的效果]
藉由本發明的製造方法,可獲得具有與先前的紫外線硬化性平板油墨同樣的印刷適應性,能夠維持硬化速度並且減少光聚合起始劑的使用量的印刷物的製造方法。
本發明的印刷物的製造方法是至少在基材上設置有紫外線硬化性平板油墨層的印刷物的製造方法,所述紫外線硬化性平板油墨層包含玻璃轉換溫度為30℃~140℃的非反應性樹脂、(甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物、光聚合起始劑、及顏料。
(紫外線硬化性平板油墨) 本發明中使用的紫外線硬化性平板油墨的特徵在於,含有玻璃轉換溫度為30℃~140℃的非反應性樹脂。以下,有時將「玻璃轉換溫度為30℃~140℃的非反應性樹脂」稱為非反應性樹脂(a),有時將玻璃轉換溫度稱為「Tg」。
(非反應性樹脂(a)) 本發明中使用的非反應性樹脂(a)是在本技術領域中作為所謂紫外線硬化性平板油墨的黏合劑樹脂而被熟知的樹脂,只要玻璃轉換溫度在30℃~140℃的範圍內,都能夠利用。本發明中的「非反應性樹脂」是指即使照射紫外線亦不反應的樹脂,具體而言,是指不具有在光聚合起始劑的存在下能夠藉由紫外線進行自由基聚合的(甲基)丙烯醯基等反應性基的樹脂。
而且,本發明的特徵在於,非反應性樹脂的玻璃轉換溫度為30℃~140℃。在本發明中,玻璃轉換溫度可根據聚合中使用的單體的種類、及其添加量來調整。再者,聚合得到的平板印刷油墨用樹脂的玻璃轉換溫度只要在上述範圍內即可,聚合中使用的各單體的玻璃轉換溫度無需在上述範圍內。玻璃轉換溫度可藉由示差掃描熱量測定(示差掃描熱析法(differential scanning calorimetry,DSC))或動態黏彈性的tanδ峰值來測定。
就作為紫外線硬化性平板油墨的黏合劑樹脂而熟知的樹脂來說,若列舉特佳者,例如可列舉:醛樹脂、酮樹脂、石油樹脂、酚樹脂、有機聚矽氧烷樹脂、酯系樹脂、聚丙烯酸樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等。該些黏合劑樹脂可單獨使用,亦可將任意兩種以上組合使用。
(醛樹脂及/或酮樹脂) 所謂醛樹脂及/或酮樹脂是醛(較佳為脂肪族醛)或酮(較佳為環己酮或甲基環己酮)的縮合產物,例如亦可為尿素或甲醛的縮合產物。尿素-醛樹脂及尿素-酮樹脂屬於胺基塑膠(aminoplast)樹脂的分類,並且是尿素與醛(乙醛、乙二醛及甲醛等,特別是甲醛)或酮的硬化性縮合物。例如,可列舉:拉若帕爾(Laropal)(註冊商標)A81(巴斯夫(BASF)股份公司(Aktiengesellschaft,AG)、軟化點:80℃~95℃、Tg 57℃)、拉若帕爾(Laropal)A101(巴斯夫(BASF)股份公司(Aktiengesellschaft,AG)、軟化點:95℃~110℃、Tg 73℃)、迪高(TEGO)(註冊商標)巴里普斯(VariPlus)SK(贏創資源效率(Evonik Resource Efficiency)、熔點115℃、Tg 90℃)、巴里普斯(VariPlus)AP(贏創資源效率(Evonik Resource Efficiency)、熔點75℃、Tg 50℃)、酮樹脂(Ketone resin)K-90(荒川化學公司製造)等。 其中,尿素-醛樹脂、特別是尿素-甲醛樹脂較佳。關於用於製造尿素-甲醛樹脂的原料的相關資訊可在B.邁爾(Meyer):≪尿素-甲醛樹脂(Urea-Formaldehyde Resins)≫,艾迪生-衛斯理(Addison-Wesley),倫敦(London)1979中找到。最佳為拉若帕爾(Laropal)(註冊商標)A81(巴斯夫(BASF)股份公司(Aktiengesellschaft,AG)、軟化點:80℃~95℃)及拉若帕爾(Laropal)A101(巴斯夫(BASF)股份公司(Aktiengesellschaft,AG)、軟化點:95℃~110℃)。
(石油樹脂) 石油樹脂是將石腦油分解時碳數多的不飽和化合物聚合而成者,包括:以C5餾分為原料的脂肪族系、以C9餾分為原料的芳香族系、以環戊二烯(二環戊二烯)為原料的脂環族系、以及以C5餾分與C9餾分為原料的共聚系。作為C5餾分,可列舉異戊二烯、1,3-戊二烯(Piperylene)、環戊二烯、戊烯類、戊烷類等,作為C9餾分,可列舉乙烯基甲苯、茚、二環戊二烯等,分別在觸媒的存在下或無觸媒下進行熱聚合而獲得。作為觸媒,通常使用夫-誇(Friedel-Crafts)型路易士酸觸媒,例如三氟化硼及與其苯酚、醚、乙酸等的錯合物。既可將烯丙醇、乙酸乙烯酯等共聚而獲得,亦可在獲得的石油樹脂中加成馬來酸酐、丙烯酸等。
上述石油樹脂可適當使用市售的石油樹脂,作為脂肪族系石油樹脂,可列舉:日本瑞翁(ZEON)公司製造的坤同(Quintone)A100、坤同(Quintone)B170、坤同(Quintone)K100、坤同(Quintone)M100、坤同(Quintone)R100、坤同(Quintone)C200S、丸善石油化學公司製造的馬盧卡來茲(Marukarez)T-100AS、馬盧卡來茲(Marukarez)R-100AS;作為芳香族系石油樹脂,可列舉:JXTG能源(Energie)股份有限公司製造的新聚合物(Neopolymer)L-90、新聚合物(Neopolymer)120、新聚合物(Neopolymer)130、新聚合物(Neopolymer)E-100、新聚合物(Neopolymer)E-130、新聚合物(Neopolymer)130S、新聚合物(Neopolymer)S、東曹(Tosoh)公司製造的派特庫(Petcol)LX、派特庫(Petcol)LX-HS、派特庫(Petcol)100T、派特庫(Petcol)120、派特庫(Petcol)120HS、派特庫(Petcol)130、派特庫(Petcol)140、派特庫(Petcol) 140HM、派特庫(Petcol)140HM5、東邦化學工業公司製造的東邦海瑞森(TOHO Hiresin)#120S、東邦海瑞森(TOHO Hiresin)RS-21、東邦海瑞森(TOHO Hiresin)RS-9;作為共聚系石油樹脂,可列舉:日本瑞翁(ZEON)公司製造的坤同(Quintone)D100、坤同(Quintone)N180、坤同(Quintone)P195N、坤同(Quintone)S100、坤同(Quintone)S195、坤同(Quintone)U185、坤同(Quintone)G100B、坤同(Quintone)G115、坤同(Quintone)D200、坤同(Quintone)E200SN、坤同(Quintone)N295、東曹公司製造的派若特庫(Petrotack)60、派若特庫(Petrotack)70、派若特庫(Petrotack)90、派若特庫(Petrotack)100、派若特庫(Petrotack)100V、派若特庫(Petrotack)90HM;作為脂環族系石油樹脂,可列舉:丸善石油化學公司製造的馬盧卡來茲(Marukarez)M-890A、日本瑞翁(ZEON)公司製造的坤同(Quintone)1325等。另外,所述石油樹脂可具有羧基或羥基等官能基,在上述市售品中,可使用具有酸值、羥值的石油樹脂,或者使丙烯酸、馬來酸酐等進行加成反應而使用。 另外,所述石油樹脂亦可為反應有多元醇或多元酸的聚酯樹脂。
(酚樹脂) 印刷油墨用途中通用的酚樹脂包括松香改質酚樹脂,所述松香改質酚樹脂包含松香等樹脂酸、使用烷基酚類的可溶酚醛型樹脂成分、多元醇成分。 作為所使用的松香類,可列舉:脂松香、妥爾油(tall oil)松香、木松香(wood rosin)等天然松香、自該天然松香衍生的聚合松香、將天然松香或聚合松香歧化或氫化而得到的穩定化松香、在天然松香或聚合松香中加成不飽和羧酸類而得到的不飽和酸改質松香等。再者,所謂不飽和酸改質松香例如可列舉:馬來酸改質松香、馬來酸酐改質松香、富馬酸改質松香、衣康酸改質松香、巴豆酸改質松香、矽皮酸改質松香、丙烯酸改質松香、甲基丙烯酸改質松香等,或者與該些對應的酸改質聚合松香。該些可單獨使用一種,亦可混合使用兩種以上。另外,作為與松香反應的多元醇成分,並無特別限定,主要使用二元醇或三元醇。
可溶酚醛型酚樹脂可藉由常規方法獲得。作為合成方法的一個例子,可藉由加入酚類及醛類,添加揮發性有機溶劑,在金屬氧化物觸媒或鹼觸媒的存在下進行縮合反應而獲得。作為酚類,可使用具有酚羥基的所有芳香族化合物,可列舉:石炭酸、甲酚、戊基苯酚、雙酚A、對丁基苯酚、對辛基苯酚、對壬基苯酚、對十二烷基苯酚等,其中,較佳為經烷基取代的苯酚類。該些可單獨使用一種,亦可混合使用兩種以上。作為醛類,可列舉:甲醛、多聚甲醛等。
松香改質酚樹脂可藉由常規方法獲得。作為合成方法的一個例子,存在如下等的方法:在安裝有攪拌機的反應釜中加熱溶解松香類,添加多元醇使其反應規定時間,在低於規定酸值後添加可溶酚醛型酚樹脂使其反應而得到松香改質酚樹脂。
(有機聚矽氧烷樹脂) 作為印刷油墨用途中通用的有機聚矽氧烷,可列舉:二甲基聚矽氧烷、甲基苯基聚矽氧烷及經羧酸、羥基、胺基改質的二甲基聚矽氧烷,較佳為二甲基聚矽氧烷、甲基苯基聚矽氧烷,特佳為二甲基聚矽氧烷。有機聚矽氧烷的數量平均分子量沒有特別限定,通常使用10,000~1000,000範圍內的有機聚矽氧烷。
(酯系樹脂) 印刷油墨用途中通用的酯系樹脂是自一元酸、多元酸及多元醇獲得的聚酯樹脂。 作為一元酸,只要是能夠與多元醇反應而構成聚酯樹脂的一元酸即可,具體而言,可列舉:松香、氫化松香等脂環式一元酸;亞麻仁油脂肪酸、大豆油脂肪酸、紅花油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、桐油脂肪酸、妥爾油脂肪酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、異硬脂酸、十九烷酸、油酸、反油酸、鯨油酸等脂肪族一元酸;苯甲酸、對第三丁基苯甲酸、己酸等。該些可單獨使用一種,亦可併用。
作為多元酸,是可與多元醇聚合而製成聚酯樹脂的多元酸,作為其他的多元酸,具體而言,可列舉:馬來酸(酐)、對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸(酐)、偏苯三甲酸(酐)、均苯四甲酸(酐)、富馬酸、2,6-萘二羧酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、四氫鄰苯二甲酸酐、1,4-環己烷二羧酸或鄰苯二甲酸六氫(酐)等。該些可僅單獨使用一種,亦可併用。
作為多元醇,只要是能夠與一元酸及多元酸反應而製成聚酯樹脂的多元醇即可,具體而言,可列舉:乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,4-環己二醇、雙酚A的環氧乙烷或環氧丙烷加成物、氫化雙酚A的環氧乙烷或環氧丙烷加成物、甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、山梨糖醇等。該些可僅單獨使用一種,亦可併用。該些中,自獲得容易性、廉價、反應性的觀點出發,較佳為1,6-己二醇、新戊二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇,由於為四價且容易獲取高分支結構,故自分子量控制的觀點出發,特佳為季戊四醇。
酯系樹脂的聚合方法並無特別限定。可應用藉由塊狀聚合或溶液聚合的直接酯化、酯交換法等公知的慣用方法。
另外,亦較佳地使用使所述一元酸與環氧樹脂反應而得到的環氧酯樹脂。作為環氧樹脂,例如可列舉:雙酚A二縮水甘油醚、雙酚A二-β-甲基縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、四羥基苯基甲烷四縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚、溴化雙酚A二縮水甘油醚、氯化雙酚A二縮水甘油醚、酚醛清漆縮水甘油醚、聚伸烷基二醇二縮水甘油醚、氫化雙酚A縮水甘油醚、雙酚A環氧烷加成物的二縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚、季戊四醇二縮水甘油醚等縮水甘油醚型環氧樹脂;對氧基苯甲酸縮水甘油醚-酯等縮水甘油醚-酯型環氧樹脂;鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、二聚物酸二縮水甘油酯等縮水甘油酯型環氧樹脂;縮水甘油基苯胺、四縮水甘油基二胺基苯基甲烷、三縮水甘油基異氰脲酸酯等縮水甘油基胺型環氧樹脂;環氧化聚丁二烯、環氧化大豆油等線狀脂肪族環氧樹脂;3,4-環氧-6-甲基環己基甲基3,4環氧-6甲基環己烷羧酸酯、3,4-環氧環己基甲基(3,4-環氧環己烷)羧酸酯等脂環式環氧樹脂等。該些環氧樹脂(a1)可單獨使用或併用兩種以上使用。
藉由將所述環氧樹脂與所述一元酸混合,在氮環境中在加熱下進行反應的方法等,可製備環氧酯樹脂。
(聚丙烯酸樹脂) 作為印刷油墨用途中通用的聚丙烯酸樹脂,可列舉(甲基)丙烯酸酯或苯乙烯系單體等聚合物或共聚物。再者,(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸及丙烯酸。另外,(甲基)丙烯酸酯是指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
作為(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯等。進而,烷基可更具有苯環結構。
丙烯酸酯可具有羥基,例如可列舉:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯等(甲基)丙烯酸羥基烷基酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、1,4-環己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯等二醇單(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質(甲基)丙烯酸酯、羥乙基丙烯醯胺等。其中,(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯由於提高對水的親和性而較佳。該些可單獨使用或者併用兩種以上。
丙烯酸酯可具有羥基以外的官能基,作為官能基,可列舉:羧基、醯胺鍵基、胺基、環氧烷基等。
作為含有羧基的丙烯酸酯,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、鄰苯二甲酸單羥基乙基丙烯酸酯、丙烯酸對羧基苄酯、環氧乙烷改質(加成莫耳數:2~18)鄰苯二甲酸丙烯酸酯、鄰苯二甲酸單羥基丙基丙烯酸酯、琥珀酸單羥基乙基丙烯酸酯、丙烯酸β-羧基乙酯、丙烯酸2-(4-苯甲醯基-3-羥基苯氧基)乙酯、馬來酸、馬來酸單乙酯、衣康酸、檸康酸及富馬酸等。
作為在丙烯酸酯中含有醯胺鍵者,例如可列舉:(甲基)丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N,N-二甲基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、N-(羥基甲基)丙烯醯胺、N-(丁氧基甲基)丙烯醯胺等(甲基)丙烯醯胺系的化合物等。
在丙烯酸酯中含有胺基者例如可列舉:(甲基)丙烯酸單甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸單乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸單甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯酸單乙基胺基丙酯等(甲基)丙烯酸單烷基胺基酯。
丙烯酸酯可具有環氧烷單元,例如可列舉:丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等。
作為聚丙烯酸樹脂的合成方法,可使用有機溶劑存在下的陰離子聚合、活性陰離子聚合、陽離子聚合、活性陽離子聚合、自由基聚合及活性自由基聚合等公知的方法。
(聚胺基甲酸酯樹脂) 作為印刷油墨用途中通用的聚胺基甲酸酯樹脂,可列舉有機二異氰酸酯與多元醇的反應產物。作為有機二異氰酸酯,例如可列舉:六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸甲酯二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、二聚物酸二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯(Isophorone diisocyanate,IPDI)、4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)(H12MDI)、ω,ω'-二異氰酸酯二甲基環己烷等脂環族二異氰酸酯、伸二甲苯基二異氰酸酯、四甲基伸二甲苯基二異氰酸酯等具有芳香環的脂肪族二異氰酸酯、對伸苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯(tolylene diisocyanate,TDI)、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(4,4'-diphenylmethane diisocyanate,MDI)、萘-1,5-二異氰酸酯、聯甲苯胺二異氰酸酯(tolidine diisocyanate)等芳香族二異氰酸酯等及該些的兩種以上的混合物。
作為高分子量多元醇,可列舉:聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烴多元醇、矽多元醇、聚丙烯酸多元醇等。作為聚醚多元醇,可列舉將環狀醚開環聚合而得到者,例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等。作為聚酯多元醇,可列舉:藉由二羧酸(琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸等)或其酸酐與低分子量二醇(乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、聚四亞甲基二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、3,3-二羥甲基庚烷、1,9-壬二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、環己烷二甲醇、雙羥乙氧基苯等)的縮聚而獲得者,例如聚乙烯己二酸酯、聚丙烯己二酸酯、聚丁烯己二酸酯、聚六亞甲基己二酸酯、聚丁烯癸二酸酯等;藉由內脂向低分子量二醇的開環聚合而獲得者,例如聚己內酯、聚甲基戊內脂等。作為聚醚酯二醇,可列舉:在聚酯二醇上開環聚合環狀醚而得者、將聚醚二醇與二羧酸縮聚而得者、例如聚(聚四亞甲基醚)己二酸酯等。作為聚碳酸酯多元醇,可列舉:自低分子量二醇與碳酸亞烷基酯或碳酸二烷基酯藉由脫二醇或脫醇而得到的聚碳酸亞丁酯、聚碳酸六亞甲酯、聚(3-甲基-1,5-戊烯)碳酸酯等。作為聚烯烴多元醇,可列舉:聚丁二烯多元醇、氫化聚丁二烯多元醇、聚異戊二烯多元醇等。作為矽多元醇,可列舉:聚二甲基矽氧烷多元醇等。另外,可列舉該些的兩種以上的混合物。該些中,就耐候性的觀點而言,較佳為聚碳酸酯多元醇,就密著性的觀點而言,較佳為聚酯多元醇及該些的混合物。高分子量多元醇的分子量的下限值通常為200以上,較佳為為500以上,上限值通常為10000以下、6000以下。分子量過小則缺乏柔軟性,分子量過大則有密著性降低的傾向。
有機二異氰酸酯與高分子量多元醇反應進料量以NCO/OH莫耳比計,下限值通常為1.01以上,較佳為1.5以上,上限值通常為10以下,較佳為5以下。該比過小時,有硬鏈段量少、耐磨耗性低的傾向。另一方面,過大時溶解性不足,另外黏度亦有過高的傾向。另外,為了調整分子量,可使用低分子多元醇化合物或胺等擴鏈劑或封端劑。
相對於油墨總量,所述非反應性樹脂(a)較佳為以5質量%~50質量%的範圍含有,更佳為10質量%~40質量%的範圍。 若非反應性樹脂(a)相對於油墨總量為50質量%以內,則印刷油墨的黏度或油墨的黏性值成為適當的範圍,例如,印刷中使用的紙的表面不易被油墨的黏性破壞,油墨不能轉印到印刷物中的圖像部,不易產生脫白的部分。此外,非反應性樹脂相對於油墨總量為5質量%以上時,印刷油墨的黏度不會過低,例如不易在印刷中自印刷機的各輥產生油墨飛霧而顯著污染印刷機或污染紙面。並且,在使用水形成圖像的平板印刷中,有時油墨中過剩地混入水,油墨成為過度乳化的狀態,油墨的流動性消失,乳化後的油墨容易堆積在印刷機中的經親水化處理的輥上。因所述堆積,親水性的輥變得疏水,難以對版供給水,故在印刷物的非圖像部產生污垢,但藉由相對於油墨總量以5質量%~50質量%的範圍含有所述非反應性樹脂(a),則難以產生此種不良情況。
在本發明中,除了使用所述非反應性樹脂(a)以外,沒有特別限定,可使用該領域中公知的油墨組成物。通常,使用含有(甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物、及光聚合起始劑的平板油墨。
((甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物) 在本發明中,所述(甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物是丙烯酸與甲基丙烯酸的總稱。 作為單官能(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸異硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸3-氯-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基乙基四氫糠酯、(甲基)丙烯酸己內酯改質四氫糠酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯等。
作為2官能以上的(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等二元醇的二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯的二(甲基)丙烯酸酯、在1莫耳新戊二醇中加成4莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而得到的二醇的二(甲基)丙烯酸酯、在1莫耳雙酚A中加成2莫耳的環氧乙烷或環氧丙烷而得到的二醇的二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇的聚(甲基)丙烯酸酯等3價以上的多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯、在1莫耳甘油中加成3莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而得到的三醇的三(甲基)丙烯酸酯、在1莫耳三羥甲基丙烷中加成3莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而得到的三醇的二或三(甲基)丙烯酸酯、在1莫耳雙酚A中加成4莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而得到的二醇的二(甲基)丙烯酸酯等聚氧伸烷基多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯等。
其中,更佳為三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇的聚(甲基)丙烯酸酯等3價以上的多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯、在1莫耳甘油中加成3莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而得到的三醇的三(甲基)丙烯酸酯,在1莫耳三羥甲基丙烷中加成3莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而得到的三醇的二或三(甲基)丙烯酸酯,在1莫耳雙酚A中加成4莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而得到的二醇的二(甲基)丙烯酸酯等聚氧伸烷基多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯等3官能以上的聚合製丙烯酸酯單體,且較佳為含有單體總量的30質量%以上。
作為聚合性寡聚物,除了上述的胺改質丙烯酸酯以外,還可列舉:聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、聚烯烴(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。
與單官能、2官能的(甲基)丙烯酸酯相比,使用反應性更高的3官能以上的(甲基)丙烯酸酯、聚合性寡聚物有利於提高硬化性、皮膜的強度,特別是於在如紫外線(ultraviolet,UV)-發光二極體(light emitting diode,LED)光源般的低能量下使紫外線硬化型平板油墨適當硬化這方面有用。若更優先考慮對軟包裝用膜等印刷基材的接著性、抑制油墨硬化膜的裂紋的皮膜的柔軟性,則更佳為使用單官能~3官能的重量平均分子量1,000以下的(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物成分較佳為含有油墨總量的10質量%~80質量%,更佳為含有20質量%~70質量%。
(光聚合起始劑) 本發明中使用的光聚合起始劑沒有特別限定,可使用該領域中公知的光聚合起始劑,其中,作為在所述氧濃度為5%以下的環境下使用紫外線燈進行硬化的步驟2中賦予良好的印刷適應性的組成,較佳為相對於油墨總量含有5.0質量%以下的選自由數量平均分子量為250以上且2000以下的α-胺基烷基苯酮及數量平均分子量為300以上且1500以下的醯基氧化膦所組成的群組中的至少一種光聚合起始劑。
對於所述醯基氧化膦系光聚合起始劑,藉由超過數量平均分子量300,具有能夠進一步降低伴隨光聚合起始劑成分向內包物轉移的遷移量的傾向,在不超過數量平均分子量1500的量時,能夠良好地保持油墨自身的流動性、伴隨光聚合起始劑的結晶化的再析出的保存穩定性、印刷後的皮膜乾燥性等。 作為數量平均分子量300以上1500以下的醯基氧化膦系光聚合起始劑,可列舉:雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(數量平均分子量418.5)、(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-二苯基氧化膦(數量平均分子量348.4)、苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)次膦酸乙酯(數量平均分子量316.3)等。
另外,對於所述α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑,藉由超過數量平均分子量250,有如下可能性:特別是能減少伴隨設置膜時的光聚合起始劑成分轉移的遷移量,以不超過數量平均分子量2000的量,可良好地保持油墨自身的流動性、伴隨光聚合起始劑的結晶化的再析出的保存穩定性、印刷後的皮膜乾燥性等。
作為數量平均分子量250以上2000以下α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑,較佳為:2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮(數量平均分子量279)、1-([1,1'-聯苯基]-4-基)-2-甲基-2-嗎啉基丙烷-1-酮(數量平均分子量309)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-哌啶並苯基)-丁烷-1-酮(數量平均分子量364)、2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎啉基苯基)-2-苄基-1-丁酮(數量平均分子量:366.5)、2-(二甲基胺基)-2-(4-甲基-苄基)-1-(4-嗎啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮(數量平均分子量:380.5)、「1-(9,9-二丁基-9H-芴-2-基)-2-甲基-2-嗎啉基丙烷-1-酮」(平均分子量:434)聚乙二醇二[β-4-[4-(2-二甲基胺基-2-苄基)丁醯基苯基]哌嗪]丙酸酯(數量平均分子量:1039)等。
所述醯基氧化膦系光聚合起始劑或所述α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑可分別單獨使用,亦可併用。特別是在將產生發光峰值波長為350 nm~420 nm範圍的紫外線的UV-LED光源用作活性能量射線源的情況下,自硬化性優異的觀點出發,較佳為併用醯基氧化膦系化合物、胺基烷基苯酮系化合物。
其他例如亦可併用:二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基縮酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-(2-羥基-2-丙基)酮、1-羥基環己基-苯基酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]-苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2,2-二乙氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮等苯乙酮系化合物;1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯基肟)]、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)等肟系化合物、3,6-雙(2-甲基-2-嗎啉基丙酮基)-9-丁基咔唑等咔唑系化合物、安息香、安息香甲醚、安息香異丙醚等安息香系化合物、
二苯甲酮、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯-4-苯基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、羥基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基-二苯硫醚、丙烯酸化二苯甲酮、3,3',4,4'-四(第三丁基過氧羰基)二苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物;2-異丙基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮等噻噸酮系化合物;4,4'-雙二甲基胺基二苯甲酮、4,4'-雙二乙基胺基二苯甲酮等胺基二苯甲酮系化合物;此外,亦可併用10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、9,10-菲醌、樟腦醌等光聚合起始劑。
另外,較佳為在數量平均分子量300以上且1500以下的醯基氧化膦系光聚合起始劑及/或數量平均分子量250以上且2000以下的α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑中併用增感劑,進而佳為以油墨總量的0.1質量%~5質量%的範圍添加。
光增感劑吸收紫外線遷移為電子激發單重態狀態後,藉由系統間交叉遷移為三重態狀態。而且,在與基底狀態的光聚合起始劑碰撞時產生能量轉移,是起到使光聚合起始劑遷移到激發三重態狀態的作用的化合物。例如在使用LED等發光波長區域窄的光源的情況下,為了自光聚合起始劑高效地產生自由基、支持光聚合起始劑的作用,較佳為組合增感劑。
作為光增感劑,沒有特別限定,可列舉:噻噸酮系、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮等二苯甲酮系、蒽醌系、香豆素系等。其中,特佳為2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-異丙基噻噸酮等噻噸酮系化合物、米其勒酮、4,4'-雙-(二乙基胺基)二苯甲酮等4,4'-二烷基胺基二苯甲酮類,自性能、安全性、易於獲得等觀點出發,特佳為2,4-二乙基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4,4'-雙-(二乙基胺基)二苯甲酮。
另外,在要求高衛生性時,較佳為使用高分子量化的增感劑。作為一例,可列舉IGM公司製造的「歐米波(Omnipol) TX (數量平均分子量:660)」、RaHN公司製造的「蓋娜波(Genopol)TX-1(數量平均分子量:820)」等,該些可單獨使用,亦可組合多種使用。
為了實現本發明的課題,光聚合起始劑的量較佳為盡可能少,但在本發明的製造方法中,由於在硬化時在氧濃度5%以下的環境中進行,因此能夠將紫外線硬化性平板油墨所含有的全部光聚合起始劑的總量相對於油墨總量抑制在5質量%以下。自該觀點出發,較佳為光聚合起始劑的總量為油墨總量的0.01質量%~5質量%。若添加量為0.01質量%以上,則可獲得良好的硬化乾燥性。另一方面,超過5質量%的量亦能獲得良好的硬化乾燥性,但有時可能產生臭氣等問題。另一方面,若為10質量%以上,則可能難以將油墨流動性等保持在適當的範圍內。
(顏料) 作為顏料,可列舉公知公用的著色用有機顏料,例如可列舉《有機顏料手冊(作者:橋本勳,發行單位:彩色辦公室(COLOROFFICE),2006年初版)》中記載的印刷油墨用有機顏料等,可使用:溶性偶氮顏料、不溶性偶氮顏料、縮合偶氮顏料、金屬酞青顏料、無金屬酞青顏料、喹吖啶酮顏料、苝顏料、紫環酮顏料、異吲哚啉酮顏料、異吲哚啉顏料、二噁嗪顏料、硫靛顏料、蒽醌系顏料、喹酞酮顏料、金屬錯合物顏料、二酮吡咯並吡咯顏料、炭黑顏料、其他多環式顏料等。
另外,在本發明的紫外線硬化性平板油墨中,可使用無機微粒作為體質顏料。作為無機微粒,可列舉:氧化鈦、石墨、鋅華等無機著色顏料;石灰石粉、沈澱性碳酸鈣、石膏、黏土(中國黏土(ChinaClay))、二氧化矽粉、矽藻土、滑石、高嶺土、礬土白(Alumina White)、硫酸鋇、硬脂酸鋁、碳酸鎂、重晶石粉、磨砂粉等無機體質顏料,有機矽、玻璃珠等。藉由在油墨中以0.1重量%~60重量%的範圍使用該些無機微粒,可調整著色、油墨的流變特性。
(其他添加劑) 作為其他添加劑,例如作為賦予耐摩擦性、防黏連性、光滑性、防刮傷性的添加劑,可列示:巴西棕櫚蠟(Carnaubawax)、木蠟、羊毛脂、褐煤蠟(montan wax)、石蠟、微晶蠟(microcrystalline wax)等天然蠟、費托蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚四氟乙烯蠟、聚醯胺蠟、及矽酮化合物等合成蠟等。
另外,例如,作為賦予油墨的保存穩定性的添加劑,可例示:(烷基)苯酚、對苯二酚、兒茶酚、間苯二酚、對甲氧基苯酚、第三丁基兒茶酚、第三丁基對苯二酚、五倍子酚、1,1-苦味基肼基、啡噻嗪、對苯醌、亞硝基苯、2,5-二-第三丁基對苯醌、二硫代苯甲醯二硫化物、苦味酸、銅鐵靈(cupferron)、N-亞硝基苯基羥胺鋁、三對硝基苯基甲基、N-(3-氧化苯胺-1,3-二甲基亞丁基)苯胺氧化物、二丁基甲酚、環己酮肟甲酚、癒創木酚、鄰異丙基苯酚、丁醛肟、甲乙酮肟、環己酮肟等阻聚劑。
此外,根據要求性能,可添加紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、抗菌劑等添加劑。
本發明的紫外線硬化性平板油墨可無溶劑地使用,亦可根據需要使用適當的溶媒。作為溶媒,只要是不與上述各成分反應的溶媒,就沒有特別限定,可單獨使用或者將兩種以上組合使用。
關於本發明的印刷物的製造方法中使用的紫外線硬化性平板油墨的製造,藉由調配丙烯酸酯單體、光聚合起始劑、黏合劑樹脂、增感劑、其他添加劑等,用混合機等攪拌混合,使用三輥磨機、珠磨機等分散機進行混煉而製造。
(步驟1) 在本發明的步驟1中,作為所使用的基材沒有特別限定,使用在平板印刷領域通常使用的紙或塑膠基材、食品包裝領域使用的軟包裝基材即可。例如若為紙,則可列舉:目錄(catalogue)、海報、傳單、光碟封套(Compact Disk jacket)、直接郵件(direct mail)、小冊子、化妝品、飲料、醫藥品、玩具、設備等的封裝等的印刷中使用的道林紙、牛皮紙、純白卷紙、玻璃紙(glassine paper)、硫酸紙(parchment paper)、馬尼拉紙板、白紙板、塗料紙、銅版紙、模造紙、薄紙、厚紙等紙、各種合成紙等。
另外,作為塑膠基材或軟包裝基材,例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate,PEN)、聚乳酸(polylactide,PLA)等聚酯樹脂膜;雙軸拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene, BOOP)膜等聚烯烴樹脂膜;聚苯乙烯樹脂膜;尼龍6、聚對二甲苯己二醯胺(MXD6尼龍)等聚醯胺樹脂膜;聚碳酸酯樹脂膜;聚丙烯腈樹脂膜;聚醯亞胺樹脂膜;該些多層體(例如尼龍6/MXD6/尼龍6、尼龍6/乙烯-乙烯醇共聚物/尼龍6)或混合體等、特別是作為密封劑膜使用的低密度聚乙烯(Low density polyethylene,LDPE)、直鏈狀低密度聚乙烯(線型低密度聚乙烯(linear low density polyethylene,LLDPE))或高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)等聚乙烯、酸改質聚乙烯、聚丙烯(polypropylene,PP)、酸改質聚丙烯、共聚聚丙烯、鋁蒸鍍無拉伸聚丙烯(真空金屬化流延聚丙烯((Vacuum metallized Casted Polypropylene,VMCPP))、鋁蒸鍍低密度聚乙烯(Vacuum metallized Low density polyethylene,VMLDPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、離子聚合物等聚烯烴樹脂等樹脂膜。 另外,亦可列舉用以對所述樹脂膜賦予各種阻隔功能等功能性的設置有鋁箔等軟質金屬箔;鋁蒸鍍、二氧化矽蒸鍍、氧化鋁蒸鍍、二氧化矽氧化鋁二元蒸鍍等蒸鍍層;包含偏二氯乙烯系樹脂、改質聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、MXD尼龍等的有機阻隔層等的複合膜。
在所述基材中,塑膠基材或軟包裝基材中使用的樹脂膜一般表面能低,對紫外線硬化型平板油墨的潤濕性差,因此容易引起密著性不良。因此,較佳為藉由將由高頻電源供給的高頻-高電壓輸出施加在電暈處理裝置所具備的放電電極與接地輥之間,從而產生電暈放電,使所述膜在該電暈放電下通過,藉此提高所述基材的表面能。
另外,更佳為亦可預先在上述塑膠基材、軟包裝基材上塗佈一般被稱為底漆或錨固劑(塗佈劑)的密著性賦予劑。
在該些基材上,藉由平板印刷方式轉印印刷油墨而設置紫外線硬化性平板油墨層。 採用平板印刷方式的印刷通常使用單色或多色的彩色處理油墨或專色油墨來進行重疊印刷的方法。 平板印刷機由多家印刷機製造商製造銷售,作為一個例子,可列舉:海德堡(Heidelberg)公司、小森公司(KOMORI Corporation)、柔必MHI圖形技術(RYOBI MHI Graphic Technology)公司、曼羅蘭(Manroland)公司、KBA(Koenig&Bauer)公司等,另外,亦可在使用片形態的印刷用紙的單片平板印刷機、使用卷形態的印刷用紙的平板輪轉印刷機、任意用紙供給方式中適當地利用本發明。進而具體而言,可列舉出:海德堡(Heidelberg)公司製造的斯皮德馬斯特(Speedmaster)系列、小森公司(KOMORI Corporation)製造的李斯瑞奧(Lithrone)系列、柔必MHI圖形技術(RYOBI MHI Graphic Technology)公司製造的RMGT系列等平板印刷機。
關於所述活性能量射線硬化性平板油墨層的印刷後的基材上的膜厚,在紫外線照射前的濕狀態下,每種顏色為0.5 μm~3 μm左右,較佳為在1.0 μm~1.5 μm的範圍內。膜厚低於0.5 μm時,得不到充分的油墨濃度,另外膜厚高於3 μm時,有容易發生紫外線照射時的硬化不良的傾向。
(步驟2) 在本發明的步驟2中,自硬化性及便利性的觀點出發,較佳為使用紫外線(ultraviolet,UV),作為能夠成為紫外線燈的具體的能量源或硬化裝置,例如可列舉殺菌燈、紫外線用螢光燈、紫外線發光二極體(UV-LED)、碳弧、氙燈、複印用高壓水銀燈、中壓或高壓水銀燈、超高壓水銀燈、無電極燈、金屬鹵化物燈、以自然光等為光源的紫外線。作為所述紫外線發光二極體(UV-LED),其峰值波長較佳為350 nm~400 nm的範圍,較佳為在累計光量為5 mJ/cm2 以上、照射強度為500 mW/cm2 以上的條件下使使所述紫外線硬化性平板油墨層硬化。
本發明中,在步驟2中,必須在氧濃度5%以下的環境中使用紫外線燈使所述紫外線硬化性平板油墨層硬化。這是因為,若將紫外線燈的曝光腔室內的氧濃度降低到5%以下,自由基反應的氧阻礙被抑制,反應效率提高,因此,與在空氣中曝光相比,以更少的光聚合起始劑及增感劑的添加量,就能夠表現出優異的光硬化性。另外,隨之可以減少臭氣、轉移(遷移)、溶出、黃變等成分量。
作為降低所述曝光腔室內的氧濃度的方法,例如採用吹掃氮氣或氬氣等惰性氣體的方法、對氣壓進行減壓的方法。特別是氮吹掃成本低,裝置的製作亦簡便,故較佳地使用。
作為所述氧濃度的值,理想的是:較佳為在5%以下、更佳為在2%以下進行曝光。在此以上的氧濃度範圍內,會出現氧阻礙的影響,有可能造成硬化不足。
(設置透明清漆組成物層的步驟(3-1)) 在本發明的印刷物的製造方法中,藉由在基材上設置紫外線硬化性平板油墨層的步驟1、在氧濃度為5%以下的環境中使用紫外線燈使所述紫外線硬化性平板油墨層硬化的步驟2,可獲得印刷在基材上的印刷物。 另一方面,在商業印刷、紙製器物、紙封裝印刷或食品包裝領域中,在使用紙或塑膠的基材的情況下,為了抑制油墨表面的摩擦或賦予外觀性,還已知在上述紫外線硬化性平板油墨層上形成不含5%以上的有色顏料的透明清漆組成物層的形態。
本發明中使用的所述透明清漆組成物層可為一層以上,亦可在所述透明清漆組成物上重疊不同組成的透明清漆而形成多層結構。另外,各透明清漆組成物層可在所述步驟2之後,即,藉由所述步驟2使在所述步驟1中印刷的所述紫外線硬化性平板油墨硬化之後,利用其他公知公用的印刷機或塗佈機進行塗佈(離線塗佈),亦可在所述步驟2之前,即,藉由在印刷上述紫外線硬化性平板油墨的印刷機所附帶的透明清漆塗佈單元,在基材上設置紫外線硬化性平板油墨層的步驟1之後進行塗佈(線上塗佈),然後藉由步驟2使其硬化。
上述透明清漆組成物層硬化及乾燥時,可根據構成透明清漆組成物的材料組成適當選擇硬化及乾燥裝置。例如,在所述透明清漆組成物中至少含有(甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物時,可使用在所述步驟2中照射的紫外線使所述透明清漆組成物硬化,亦可另外使用活性能量射線源使其硬化及乾燥。 另外,例如,在透明清漆組成物中至少含有水或揮發性有機溶劑的情況下,可使用熱風乾燥機在水或有機溶劑充分揮發的溫度下進行乾燥。
所述公知公用的印刷機或塗佈機具體可適宜採用輥塗機、凹版印刷塗佈機、柔版塗佈機、空氣定厚器塗佈機、刮刀塗佈機、氣刀塗佈機、擠壓式塗佈機、浸漬塗佈機、傳墨輥塗佈機、吻合式塗佈機、簾式塗佈機、澆鑄塗佈機、模塗機、平板印刷機、網版印刷機等。
所述另外的活性能量射線具體而言可列舉:紫外線、電子射線、α射線、β射線、γ射線之類的電離放射線、微波、高頻、可見光線、紅外線、雷射光線、電漿等。
所述透明清漆組成物層的厚度較佳為0.1 μm~30 μm,特佳為1 μm~20 μm。若透明清漆層為0.1 μm以上,則透明清漆層不會因摩擦而被破壞,不會損傷或摩擦下層的紫外線硬化性平板油墨層。另外,若透明清漆層為30 μm以下,則在因印刷物的彎曲而導致透明清漆層破裂、使透明二組成物硬化或乾燥時,該組成物的硬化乾燥速度不會追隨印刷速度,不會引起硬化及乾燥不良。
(設置膜的步驟(3-2)) 另一方面,在商業印刷、紙封裝印刷及食品包裝領域中,亦已知在紙基材上印刷後,在該印刷物上黏貼膜等而形成積層體的方式。此時,例如可藉由在所述硬化後的紫外線硬化性平板油墨層上設置膜的步驟(3-2)而獲得。
作為能夠在本發明中使用的膜,可列舉適用於上述基材中所述的塑膠基材或軟包裝基材的樹脂膜等。另外,為了提高與硬化後的紫外線硬化性平板油墨層的密著性,較佳為設置接著劑層。接著劑層可藉由塗佈在設置於所述基材上的硬化後的紫外線硬化性平板油墨層上的方法來設置,亦可使用預先在膜上設置有接著劑層的預塗膜。在塗佈接著劑的情況下,可藉由上述輥塗機法或凹版印刷塗佈機法等各種塗佈機法進行。 經由接著劑層設置膜後,可藉由層壓法製成積層體。層壓法沒有特別限定,例如可列舉:乾式層壓法、熱層壓法、熱封法、擠出層壓法等。
作為上述接著劑層中使用的接著劑,沒有特別限定,可列舉:層壓包裝領域中使用的環氧樹脂系接著劑、聚胺基甲酸酯系接著劑、乙烯乙酸乙烯酯系接著劑、丙烯酸樹脂系接著劑、聚酯系接著劑、胺基甲酸酯系反應性接著劑等接著劑等。另外,根據需要,接著劑中可含有添加劑。作為添加劑,例如可列舉:調平劑、膠體狀二氧化矽、氧化鋁溶膠等無機微粒、聚甲基丙烯酸甲酯系的有機微粒、消泡劑、防黏劑、濕潤分散劑、矽烷偶合劑、黏性調節劑、紫外線吸收劑、金屬鈍化劑、過氧化物分解劑、阻燃劑、增強劑、增塑劑、潤滑劑、防鏽劑、螢光性增白劑、無機系熱射線吸收劑、防止燃燒劑、抗靜電劑、脫水劑等。另外,所述接著劑層的厚度較佳為0.5 μm~15 μm,特佳為1 μm~8 μm。
藉由本發明的印刷物的製造方法而得到的印刷物較佳為按照以下的溶出試驗法所示順序檢測的光聚合起始劑的檢測量為低水準。 1.以印刷面的總油墨量為60 mg的方式成形印刷物後,以膜為內側,以印刷面全部與液面接觸的方式製作容積為1000 cm3 且與1000 cm3 的內容液接觸的液體容器內表面的總面積為600 cm2 的液體容器,澆注密閉乙醇水溶液(乙醇50質量%與純水50質量%的混合溶液)1000 cm3 。 2.將密閉的液體容器在40℃環境下靜置10天后,自液體容器中取出乙醇水溶液,藉由液相層析儀質譜法定量光聚合起始劑。 [實施例]
以下,藉由實施例更詳細地說明本發明的內容及效果,但本發明不限定於以下的例子。再者,例中「份」表示「重量份」。
(活性能量射線硬化型平板油墨的製造方法) 根據表1的組成,將實施例1~4及比較例1~4的油墨用三輥磨機進行混煉,藉此得到各種油墨組成物。再者,表中的空欄表示未調配。 各油墨在25℃下的黏度為28 Pas~32 Pas。在所述25℃下使用L型黏度計按照日本工業標準(Japanese industrial standard,JIS)5701-1調整黏度。
(展色物的製造方法) 使用簡易展色機(RI測試儀、豐榮精工公司製造),使用油墨0.10 ml,在RI測試儀的橡膠輥及金屬輥上均勻地拉伸,在PET原料(迪愛生(DIC)公司製造、大艾塔庫(DAITAC)UV PET透明25FL)上,以在約220 cm2 的面積範圍內以墨濃度1.8(愛色麗(X-Rite)公司製造的斯貝若愛(SpectroEye)濃度計測量)均勻塗佈的方式進行展色,從而製作展色物。
(利用紫外線發光二極體光源的乾燥方法) 將用上述方法得到的紫外線硬化性平板油墨塗佈後的展色物裝入帶有石英製的透明窗、帶有氣體的封入口和排氣口的氮氣置換箱中,以箱內的氧濃度為5%的方式封入氮氣。 使用搭載了水冷式UV-LED(中心發光波長385 nm±5 nmUV-LED的輸出功率100%)以及帶式輸送機的UV照射裝置(愛古拉飛克斯(Eye Graphics)公司製造),將展色物放置在輸送機上,以輸送機速度100 m/min的速度通過LED正下方(照射距離9 cm)。對藉由上述方法得到的光硬化性油墨塗佈後的展色物進行紫外線(UV)照射,使油墨皮膜硬化乾燥。
(活性能量射線硬化型油墨的硬化性評價方法) 藉由在剛剛硬化後用指甲摩擦硬化油墨層來評價硬化皮膜的硬化性。評價標準如下。 ◎:即使強力地摩擦亦沒有劃傷,UV硬化性非常良好。 ○:強力地摩擦時,會略有劃傷。 △:強力地摩擦時,明顯劃傷。 ×:即使弱力擦傷亦明顯劃傷,UV硬化性不良。
(活性能量射線硬化型油墨的膠帶密著性評價方法) 除了不加入棋盤格的交叉切割以外,按照JIS K 5600進行了試驗。 在剛剛硬化後,在硬化油墨層上貼上米其邦(Nichiban)製造的膠帶(寬18 mm),沿90度方向剝離。在5 mm×5 mm的區域觀察印刷層的殘留面積,按照下述基準進行判斷。 ○:印刷層的殘存面積為整體的99%以上 △:印刷層的殘存面積為整體的90%以上且小於99% ×:印刷層的殘存面積小於整體的90%
[表1]
表1   實施例1   實施例2   實施例3   實施例4   比較例1   比較例2   比較例3   比較例4  
拉文1060烏特拉(Raven1060Ultra) 16 16 16 16 16 16 16 16
法斯特根藍(Fastogen Blue)TGR-1   3 3 3 3 3 3 3 3
侯斯特帕姆紫羅蘭(Hostaperm violet)RL 02   2 2 2 2 2 2 2 2
海菲樂(Hi-Filler)5000PJ   2 2 2 2 2 2 2 2
S-381-N1   0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂清漆(Tg150℃)           31 31 31 31
拉若帕爾(Laropal)A81 (Tg57℃)   31 31 31 31        
亞羅尼斯(Aronix)M-400   28 28 28 28 28 28 28 28
SR355NS   10 10 10 10        
OTA480           10 10 10 10
斯提瑞爾(Steerer)TBH   1 1 1 1 1 1 1 1
光聚合起始劑A   2       2      
光聚合起始劑B     2       2    
光聚合起始劑C       2 4.5     2 4.5
歐米瑞德(Omnirad)TPO   2.5 2.5 2.5   2.5 2.5 2.5  
歐米瑞德(Omnirad)EMK(增感劑)   2 2 2 2 2 2 2 2
合計   100 100 100 100 100 100 100 100
硬化性  
膠帶密著性   × × × ×
(參考例) 在比較例1的油墨中,增加光聚合起始劑的量直至膠帶密著性為○。其結果,光聚合起始劑總量為7份(光聚合起始劑A:3.1份、歐米瑞德(Omnirad)TPO:3.9份)時,膠帶密著性為○的評價。
使用的原料詳情如下。 (顏料) 「拉文1060烏特拉(Raven1060Ultra)」:比拉碳(BIRLA CARBON)製造的炭黑 「法斯特根藍(FASTOGEN BLUE)TGR-1」:迪愛生(DIC)製造的顏料藍(Pigment Blue)15:3 「侯斯特帕姆紫羅蘭(Hostaperm violet)RL 02」:科萊恩(Clariant)製造的顏料紫羅蘭(Pigment Violet)23
(添加劑) 「海菲樂(Hi-Filler)#5000PJ」:松村產業製造的滑石 「S-381-N1」:沙姆洛克(Shamrock)製造的烯烴系微粉末蠟
(非反應性樹脂) 「鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂清漆」:大阪曹達(OSAKA SODA)生產的戴蘇塔普(DAISODAP)35質量%/SR355NS/OTA480=35/32.5/32.5 「拉若帕爾(Laropal)A81樹脂清漆」:巴斯夫(BASF)製造的拉若帕爾(Laropal) A81 66質量%/SR355NS=66/34
((甲基)丙烯酸單體) 「亞羅尼斯(Aronix)M-400」:東亞合成製造的二季戊四醇五及六丙烯酸酯 「SR355NS」:阿科瑪(ARKEMA)製造的雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯
(聚合抑制劑) 「斯提瑞爾(Steerer)TBH」:精工化學製造的第三丁基對苯二酚
(光聚合起始劑) 「光聚合起始劑A」:由下述結構表示的化合物「2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-哌啶基苯基)丁烷-1-酮」
[化1]
Figure 02_image001
(1)
「光聚合起始劑B」:1-([1,1'-聯苯]-4-基)-2-甲基-2-嗎啉基丙烷-1-酮
[化2]
Figure 02_image003
(2)
「光聚合起始劑C」:「1-(9,9-二丁基-9H-芴-2-基)-2-甲基-2-嗎啉基丙烷-1-酮」
[化3]
Figure 02_image005
(3)
歐米瑞德(Omnirad)TPO 2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦 歐米瑞德(Omnirad)EMK 4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮
其結果顯示,實施例1~4的紫外線硬化性平板油墨即使是較以往少相當量的光聚合起始劑量,硬化性亦優異。
無。

Claims (5)

  1. 一種印刷物的製造方法,其特徵在於,依次包括:步驟1,在基材上設置紫外線硬化性平板油墨層;以及步驟2,在氧濃度為5%以下的環境中藉由紫外線使所述紫外線硬化性平板油墨層硬化,其中, 所述紫外線硬化性平板油墨是包含玻璃轉換溫度為30℃~140℃的非反應性樹脂、(甲基)丙烯酸單體及/或(甲基)丙烯酸寡聚物、光聚合起始劑、及顏料的紫外線硬化性平板油墨。
  2. 如請求項1所述的印刷物的製造方法,其中,所述非反應性樹脂為選自由醛樹脂、酮樹脂、石油樹脂、酚樹脂、有機聚矽氧烷樹脂、酯系樹脂、聚丙烯酸樹脂及聚胺基甲酸酯樹脂所組成的群組中的至少一種的非反應性樹脂。
  3. 如請求項1或請求項2所述的印刷物的製造方法,其中,所述光聚合起始劑含有相對於油墨總量為5.0質量%以下的選自由數量平均分子量為250以上且2000以下的α-胺基烷基苯酮、及數量平均分子量為300以上且1500以下的醯基氧化膦所組成的群組中的至少一種光聚合起始劑。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的印刷物的製造方法,其包含增感劑。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的印刷物的製造方法,其中,所述紫外線是是發光二極體-紫外線燈,且其峰值波長為350 nm~400 nm。
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