WO2023021718A1 - 活性エネルギー線硬化型コーティングニス、および積層体 - Google Patents

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WO2023021718A1
WO2023021718A1 PCT/JP2021/046335 JP2021046335W WO2023021718A1 WO 2023021718 A1 WO2023021718 A1 WO 2023021718A1 JP 2021046335 W JP2021046335 W JP 2021046335W WO 2023021718 A1 WO2023021718 A1 WO 2023021718A1
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active energy
energy ray
acid
rosin
curable coating
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智也 宮▲崎▼
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東洋インキScホールディングス株式会社
東洋インキ株式会社
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    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
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    • C09D193/00Coating compositions based on natural resins; Coating compositions based on derivatives thereof
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    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/63Additives non-macromolecular organic

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to an active energy ray-curable coating varnish using a rosin-modified resin and a laminate.
  • coating varnish has been applied to the surface of various substrates such as paper, plastic films, sheets, and plates, or to the decorative processed surfaces such as patterns, patterns, and letters applied to the various substrates by printing.
  • a technique for protecting the surface of the base material itself or a decorated surface with the coating varnish, or a technique for glossing is widely applied.
  • the coating varnish instantly hardens to form a highly glossy film when irradiated with ultraviolet rays after the coating varnish is applied. For this reason, active energy ray-curable coating varnishes are characterized by higher productivity than conventional vinyl coating processes or solvent-based coating varnishes that require drying.
  • the active energy ray-curable coating varnish does not release VOCs such as organic solvents into the atmosphere, it is a preferable material from the viewpoint of environmental protection.
  • Active energy ray-curable coating varnishes are widely used in applications such as printed materials such as magazine covers, picture books, posters, and calendars, and paper containers such as cosmetic cases. From this point of view, the active energy ray-curable coating varnish is required to have high coating film resistance for protecting the substrate or the printed layer, glossiness for imparting cosmetic properties, and the like.
  • Patent Document 1 discloses an active energy ray containing a dimethyl silicon compound having an epoxy acrylate, a difunctional to tetrafunctional (meth)acrylate monomer, an initiator, and a polyoxyalkylene group. A curable coating varnish is disclosed.
  • a dimethyl silicon compound is used as in Patent Document 1, high abrasion resistance and slip resistance can be obtained, but it is difficult to obtain sufficient glossiness.
  • Patent Document 2 discloses an activated energy ray-curable varnish containing animal and plant-derived components such as rosin-modified resin.
  • animal and plant-derived components such as rosin-modified resins can express excellent glossiness, the evaluation results of storage stability in printing machines and storage stability in product storage are insufficient.
  • the present invention provides an active energy ray-curable coating varnish that can achieve both coating film resistance such as abrasion resistance and adhesion while having high glossiness, stability in a printing press, and storage stability in product storage. and a laminate using the same.
  • One embodiment of the present invention relates to an active energy ray-curable coating varnish containing a rosin-modified resin, a polymerization inhibitor, and an active energy ray-curable compound.
  • the above rosin-modified resin is preferably a reaction product of an addition reaction product of rosin acids (A) and ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B) and a polyol (C).
  • the rosin-modified resin is a reaction product of an addition reaction product of rosin acids (A) and an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B), a polyol (C), and a fatty acid (D). is preferred.
  • the blending amount of the fatty acid (D) is preferably 5 to 25% by mass based on the total blending amount of the raw materials for the rosin-modified resin.
  • the weight average molecular weight of the rosin-modified resin is preferably 3,000 to 30,000.
  • the polymerization inhibitor preferably contains a compound having a piperidine structure in its molecule.
  • Another embodiment of the present invention relates to a laminate having, on a substrate, a layer in which the active energy ray-curable coating varnish is cured with an active energy ray.
  • another embodiment of the present invention relates to a laminate having a layer obtained by curing the active energy ray-curable coating varnish of the above embodiment with an active energy ray on the printed surface of a printed matter obtained by printing ink on a base material.
  • the disclosure of the present application relates to the subject matter described in Japanese Patent Application No. 2021-133876 filed on August 19, 2021, all of which are incorporated herein by reference.
  • an active energy ray-curable coating that achieves both coating film resistance such as abrasion resistance and adhesion, stability in a printing machine, and storage stability in product storage while having high glossiness. It becomes possible to provide a varnish and a laminate using it.
  • conjugated double bond refers to a bond in which a plurality of double bonds are alternately connected with a single bond interposed therebetween.
  • the ⁇ -electron conjugated system contained in the aromatic compound is excluded from the conjugated double bond.
  • An active energy ray-curable coating varnish that is an embodiment of the present invention includes at least a rosin-modified resin, a polymerization inhibitor, and an active energy ray-curable compound.
  • an active energy ray-curable coating varnish that is an embodiment of the present invention includes at least a rosin-modified resin, a polymerization inhibitor, and an active energy ray-curable compound.
  • the active energy ray-curable coating varnish contains a polymerization inhibitor.
  • a polymerization inhibitor can be added and used by a conventional method.
  • the amount of the polymerization inhibitor in the active energy ray-curable coating varnish is preferably 3% by mass or less based on the total mass of the active energy ray-curable coating varnish. More preferably, the blending amount is in the range of 0.01 to 1% by mass.
  • usable polymerization inhibitors include (alkyl)phenol, hydroquinone, catechol, resorcinol, p-methoxyphenol, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, pyrogallol, 1,1-picrylhydrazyl, phenothiazine, p-benzoquinone, nitrosobenzene, 2,5-di-tert-butyl-p-benzoquinone, dithiobenzoyl disulfide, picric acid, cupferron, aluminum N-nitrosophenylhydroxylamine, tri-p-nitrophenylmethyl, N-(3 -oxyanilino-1,3-dimethylbutylidene)aniline oxide, dibutyl cresol, cyclohexanone oxime cresol, guaiacol, o-isopropylphenol, butyraldoxime, methylethylketoxime, and cyclohe
  • the polymerization inhibitor preferably contains a compound having a piperidine structure in its molecule.
  • Particularly preferred are compounds having two hydrocarbon groups each at the 2- and 6-positions on the piperidine ring (4 in total).
  • Specific examples of such compounds include 2,2,6,6-tetraalkylpiperidine derivatives, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine derivatives, 1-alkyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine derivatives, and hindered amine compounds such as 1-hydro-2,2,6,6-tetramethylpiperidine derivatives.
  • the polymerization inhibitor it is preferable to use one or more compounds selected from hindered amine compounds. When such a compound is used, the curing reaction in the printing machine can be inhibited and excellent storage stability can be readily provided.
  • the rosin-modified resin in the present invention means a resin containing a rosin-derived skeleton in the resin skeleton.
  • the resin contains a rosin-derived skeleton, curing shrinkage due to UV irradiation during high-speed printing can be suppressed, and the smoothness of the dry film can be maintained, thereby improving glossiness and base. It is possible to improve the adhesion to the material.
  • the rosin-modified resin is obtained by a Diels-Alder reaction between an organic acid having a conjugated double bond contained in rosin acids (A) and an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B). Formed by the reaction of the carboxylic acid group in each of the compound (addition reaction product), the organic acid that does not have a conjugated double bond among the rosin acids (A), and other organic acids, and the hydroxyl group in the polyol (C) It preferably contains a rosin-modified resin having an ester bond that is
  • the rosin-modified resin is obtained by a Diels-Alder reaction between an organic acid having a conjugated double bond contained in rosin acids (A) and an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B).
  • the rosin acids (A) used for obtaining the rosin-modified resin refer to monobasic acids having a cyclic diterpene skeleton, such as rosin acid, disproportionated rosin acid, hydrogenated rosin acid, or Alkali metal salts and the like of the above compounds may be used.
  • specific examples include abietic acid having a conjugated double bond and its conjugated compounds, neoabietic acid, parastric acid, and levopimaric acid.
  • natural resins containing these rosin acids (A) include gum rosin, wood rosin, tall oil rosin, and the like.
  • the amount of the rosin acids (A) used to obtain the rosin-modified resin is preferably 20 to 70% by mass, based on the total amount (total mass) of the resin raw materials. More preferably, it is up to 60% by mass.
  • the blending amount of the rosin acids (A) is 20% by mass or more, the glossiness of the active energy ray-curable coating varnish containing the resin is improved.
  • the content of the rosin acids (A) is 70% by mass or less, the abrasion resistance of the active energy ray-curable coating varnish is improved.
  • ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or acid anhydride thereof (B))
  • specific examples of the ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B) used to obtain the rosin-modified resin include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, and crotonic acid. , isocrotonic acid, etc., and acid anhydrides thereof. From the viewpoint of reactivity with rosin acids (A), maleic acid or its acid anhydride is preferred.
  • the amount of the ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B) is preferably in the range of 60 to 200 mol%, preferably 70 to 180 mol%, relative to the rosin acids (A). A range of 80 to 155 mol % is particularly preferred.
  • a rosin-modified resin excellent in abrasion resistance and adhesion can be easily obtained.
  • Carboxylic acids other than (A), (B), and (D) (hereinafter also referred to as “other organic acids”))
  • other organic One kind of acids can be used alone or two or more kinds can be used in combination.
  • the blending amount of other organic acids is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, based on the total blending amount of raw materials for the rosin-modified resin. That is, based on the total blended amount of the resin raw material, the blended amount of the other organic acids may be preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less. In one embodiment, the content of the other organic acids may be 0% by mass.
  • organic acids include the following. However, other organic acids that can be used are not limited to the following.
  • organic monobasic acid aromatic monobasic acids such as benzoic acid, methylbenzoic acid, tert-butylbenzoic acid, naphthoic acid, and orthobenzoylbenzoic acid; compounds having a bond but not having a cyclic diterpene skeleton;
  • alcyclic polybasic acid or acid anhydride thereof 1,2,3,6-tetrahydrophthalic acid, 3-methyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalic acid, 4-methyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid acids, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, acid anhydrides thereof, and the like.
  • Alkenyl succinic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecenyl succinic acid, pentadecenyl succinic acid, o-phthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid acids, acid anhydrides thereof, and the like.
  • Polyol (C) is a compound obtained by a Diels-Alder reaction between an organic acid having a conjugated double bond contained in rosin acids (A) and ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B), rosin An ester bond is formed by reaction with an organic acid having no conjugated double bond among acids (A), fatty acid (D), and other organic acids.
  • one of the polyols exemplified below can be used alone or in combination of two or more. Specific examples of polyols include, but are not limited to, the following.
  • Linear alkylene dihydric polyol 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1 ,6-hexanediol, 1,2-hexanediol, 1,5-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,2-octanediol, 1, 9-nonanediol, 1,2-decanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol, 1,2-dodecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,2-tetradecanediol,
  • Branched alkylene dihydric polyol 2-methyl-2,4-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propane diol, 2,4-dimethyl-2,4-pentanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, dimethyloloctane, 2 -ethyl-1,3-hexanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, and 2,4-diethyl-1,5-pentanediol and the like.
  • Trivalent polyol glycerin, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, 3-methylpentane-1,3,5-triol, hydroxymethylhexanediol, trimethyloloctane and the like.
  • (Tetravalent or higher polyol) Linear, branched and cyclic tetravalent or higher polyols such as pentaerythritol, diglycerin, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, sorbitol, inositol and tripentaerythritol.
  • the fatty acid (D) is obtained by a Diels-Alder reaction between an organic acid having a conjugated double bond contained in the rosin acids (A) and an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B). With hydroxyl groups in products having an ester bond formed by the reaction of the resulting compound, an organic acid having no conjugated double bond among the rosin acids (A), and other organic acids with the polyol (C) react to form additional ester bonds.
  • fatty acid (D) examples include linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, castor oil fatty acid, soybean oil fatty acid, tall oil fatty acid, bran oil fatty acid, palm oil fatty acid, coconut oil fatty acid, dehydrated castor oil fatty acid, capric acid, undecanoic acid, and laurin. acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and the like.
  • usable fatty acids (D) are not limited to these.
  • the blending amount of the fatty acid (D) is preferably 5-25% by mass based on the total blending amount of the resin raw material.
  • the adhesion of the active energy ray-curable coating varnish containing the rosin-modified resin obtained by such blending is good.
  • the blending amount is adjusted to 25% by mass or less, deterioration of the abrasion resistance of the active energy ray-curable coating varnish can be easily suppressed.
  • the blending amount of the fatty acid (D) is more preferably 5 to 20% by mass based on the total blending amount of the resin raw material.
  • the rosin-modified resin preferably has a weight average molecular weight of 3,000 to 30,000, more preferably 3,000 to 15,000.
  • weight-average molecular weight of the rosin-modified resin is 3,000 to 30,000, good friction resistance and adhesion are obtained.
  • the rosin-modified resin preferably has an acid value of 20-80 mgKOH/g.
  • the acid value is more preferably 30 to 80 mgKOH/g, still more preferably 40 to 80 mgKOH/g, and particularly preferably 50 to 80 mgKOH/g.
  • the active energy ray-curable coating varnish using such a rosin-modified resin has excellent adhesion.
  • the melting point of the rosin-modified resin is preferably 50°C or higher, more preferably in the range of 60-100°C.
  • the melting point can be measured using a MeltingPoint M-565 manufactured by BUCHI under the condition of a heating rate of 0.5°C/min.
  • the active energy ray-curable coating varnish preferably contains 5 to 40% by mass of the rosin-modified resin and 20 to 70% by mass of the active energy ray-curable compound (however, the content of each component is total is 100% by mass).
  • the rosin-modified resin and the active energy ray-curable compound may be prepared and used in the form of a varnish, which will be described later.
  • the active energy ray-curable compound means a compound having a (meth)acryloyl group in the molecule.
  • the active energy ray-curable compound can be appropriately selected according to the required properties of the cured film. If necessary, oligomers such as polyester acrylates, polyurethane acrylates, and epoxy acrylates can be used in combination with the above compounds.
  • Active energy ray-curable coating varnishes are cured by irradiation with active energy rays.
  • a photopolymerization initiator can be broadly classified into two types: a type in which bonds are cleaved within a molecule by light to generate active species, and a type in which a hydrogen abstraction reaction occurs between molecules to generate active species.
  • Benzoins such as benzoin, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, acylphosphine oxides such as a mixture of 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone and benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, benzyl, methylphenylglyoxyester, and 3,3',4,4'-tetra(t-butylperoxycarbonyl)benzophenone, and the like.
  • acylphosphine oxides such as a mixture of 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone and benzophenone
  • 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide
  • the latter include, for example, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, hydroxybenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyl-diphenylsulfide, acrylated benzophenone, 3,3' , 4,4′-tetra(t-butylperoxycarbonyl)benzophenone, benzophenones such as 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, thioxanthones such as 2-isopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, and 2,4-dichlorothioxanthone; aminobenzophenones such as Michler's ketone, 4,4'-bisdiethylaminobenzophenone, 10-butyl-2-chloroacridone, 2-ethylanthraquino
  • a photopolymerization initiator and a photosensitizer can be used in combination to further improve curability.
  • photosensitizers include triethanolamine, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, and benzoic acid.
  • amines such as (2-dimethylamino)ethyl, (n-butoxy)ethyl 4-dimethylaminobenzoate, and 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate;
  • the amount of the photopolymerization initiator is preferably 0.01 to 20% by mass, preferably 0.05 to 0.05, based on the total mass of the active energy ray-curable coating varnish. It is more preferably 15% by mass.
  • the above compounding amount is 0.01% by mass or more, the curing reaction proceeds sufficiently. Further, when the amount is 20% by mass or less, it is easy to suppress the occurrence of a thermal polymerization reaction and make the stability of the active energy ray-curable coating varnish in a suitable state.
  • the photopolymerization initiator may not be blended.
  • the active energy ray-curable coating varnish may further contain various additives such as anti-friction agents, anti-blocking agents, and slip agents.
  • various additives can be added to the coating varnish by conventional methods. When adding various additives to the coating varnish, it is preferable to adjust the blending amount within a range that does not impair the effects of other coating varnish materials.
  • the blending amount of various additives is preferably 15% by mass or less based on the total mass of the active energy ray-curable coating varnish.
  • the active energy ray-curable coating varnish which is one embodiment of the present invention, can also be produced from a varnish for active energy ray-curable coating varnish containing a rosin-modified resin.
  • the varnish for active energy ray-curable coating varnish contains at least a rosin-modified resin and an active energy ray-curable compound.
  • the varnish preferably contains 30 to 80% by mass of the rosin-modified resin and 20 to 70% by mass of the active energy ray-curable compound based on the total mass of the varnish.
  • the blending ratio ((a):(b)) of the rosin-modified resin (a) and the active energy ray-curable compound (b) in the varnish for active energy ray-curable coating varnish is 30:70 to 75: by mass. A range of 25 is preferred, and a range of 35:65 to 70:30 is more preferred.
  • the varnish for active energy ray-curable coating varnish may further contain a polymerization inhibitor in addition to the above components.
  • polymerization inhibitors can be added and used in a conventional manner.
  • the content thereof is preferably 3% by mass or less based on the total mass of the varnish for active energy ray-curable coating varnish. More preferably, the blending amount is in the range of 0.01 to 1% by mass.
  • usable polymerization inhibitors include (alkyl)phenol, hydroquinone, catechol, resorcinol, p-methoxyphenol, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, pyrogallol, 1,1-picrylhydrazyl, phenothiazine, p-benzoquinone, nitrosobenzene, 2,5-di-tert-butyl-p-benzoquinone, dithiobenzoyl disulfide, picric acid, cupferron, aluminum N-nitrosophenylhydroxylamine, tri-p-nitrophenylmethyl, N-(3 -oxyanilino-1,3-dimethylbutylidene)aniline oxide, dibutyl cresol, cyclohexanone oxime cresol, guaiacol, o-isopropylphenol, butyraldoxime, methylethylketoxime, and cyclohe
  • the polymerization inhibitor contained in the varnish for active energy ray-curable coating varnish also corresponds to the polymerization inhibitor in the active energy ray-curable coating varnish.
  • the content of the polymerization inhibitor in the varnish for active energy ray-curable coating varnish is 0 to 80% by mass based on the total mass of the polymerization inhibitor contained in the active energy ray-curable coating varnish. preferably 0 to 60% by mass. That is, the content of the polymerization inhibitor in the varnish is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, based on the total mass of the polymerization inhibitor contained in the coating varnish. . In one embodiment, the content of the polymerization inhibitor in the varnish may be 0% by mass.
  • the varnish for active energy ray-curable coating varnish can be produced, for example, by mixing the above components under temperature conditions between normal temperature and 160°C. Specifically, a varnish or the like obtained by heating and melting a rosin-modified resin, trimethylolpropane ethylene oxide adduct triacrylate, and hydroquinone at a temperature of 100° C. can be suitably used.
  • Irradiation with active energy rays is preferably carried out in an atmosphere replaced with an inert gas such as nitrogen gas, but irradiation in the atmosphere is also acceptable.
  • an inert gas such as nitrogen gas
  • active energy rays typically mean ionizing radiation such as ultraviolet rays, electron beams, X-rays, ⁇ -rays, ⁇ -rays, and ⁇ -rays, microwaves, high frequencies, and the like.
  • the active energy ray is not limited to the above, and may be any energy species as long as it can generate radical active species.
  • visible light, infrared light, and laser light examples include LEDs, ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, medium pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, carbon arc lamps, helium/cadmium lasers, YAG lasers, excimer lasers, and argon lasers.
  • the active energy ray-curable coating varnish which is one embodiment of the present invention, can be applied to various substrates, printed materials for forms, various printed materials for books, various printed materials for packaging such as carton paper, various printed materials for plastics, and printed materials for seals/labels. , art prints, and metal prints (art prints, beverage can prints, food prints such as canned food).
  • a laminate that is one embodiment of the present invention has a substrate and a cured layer formed on the substrate using the active energy ray-curable coating varnish of the above embodiment.
  • the laminate has a printed material obtained by printing ink on a substrate, and a cured layer formed on the printed surface of the printed material using the active energy ray-curable coating varnish of the embodiment.
  • These laminates are obtained by printing or applying the active energy ray-curable coating varnish of the above-described embodiment onto a substrate or onto a printed surface of a printed matter obtained by printing ink on a substrate, followed by curing. Curing of the coating varnish can be performed by irradiating with active energy rays.
  • ultraviolet rays can be used as active energy rays.
  • the substrate is not particularly limited, and known substrates can be used. Specific examples include coated paper such as art paper, coated paper and cast paper; non-coated paper such as fine paper, medium quality paper and newsprint; synthetic paper such as Yupo paper; Plastic films such as PP (polypropylene) and OPP (biaxially oriented polypropylene) are included.
  • the ink that is printed on the base material to obtain the printed matter is not particularly limited.
  • any ink suitable for known printing methods such as offset printing, gravure printing, flexographic printing, and inkjet printing can be used.
  • Examples of methods for printing or applying an active energy ray-curable coating varnish on a substrate or on a printed surface of a substrate printed with ink include a roll coater, a gravure coater, a flexo coater, and an air doctor coater. , blade coater, air knife coater, squeeze coater, impregnation coater, transfer roll coater, kiss coater, curtain coater, cast coater, spray coater, die coater, offset printing waterless lithography), flexographic printing, gravure printing, screen printing, inkjet printing, and the like.
  • part as described in this specification represents a mass part
  • % represents mass %
  • the weight average molecular weight was measured by gel permeation chromatography (HLC-8320) manufactured by Tosoh Corporation. A calibration curve was prepared with standard polystyrene samples. Tetrahydrofuran was used as an eluent, and three columns of TSKgel SuperHM-M (manufactured by Tosoh Corporation) were used. The measurement was performed under conditions of a flow rate of 0.6 mL/min, an injection volume of 10 ⁇ L, and a column temperature of 40°C.
  • rosin acids used as raw materials were analyzed with a gas chromatography-mass spectrometer, and the ratio (%) of each peak area to the total rosin acid peak area of 100% was determined. More specifically, a conjugated rosin acid that is contained in rosin acids and undergoes a Diels-Alder addition reaction with an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B), and components other than the conjugated rosin acid was obtained from the ratio of the corresponding peak areas.
  • B ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride
  • a rosin-modified resin, varnish, and active energy ray-curable coating varnish composition A rosin-modified resin, varnish, and active energy ray-curable coating varnish composition were prepared according to the formulations of Examples and Comparative Examples shown below.
  • the gum rosin used in the formulation shown below has a content of 80% by mass of a conjugated rosin acid that undergoes a Diels-Alder addition reaction with an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B).
  • the content other than conjugated rosin acid was 20% by mass.
  • Resin 1 had an acid value of 70 and a weight average molecular weight (Mw) of 24,000 in terms of polystyrene measured by GPC.
  • Resin B for Comparative Example
  • a stirrer for stirring, a reflux condenser with a water separator, and a thermometer
  • 48 parts maleic anhydride 48 parts
  • 31 parts neopentyl glycol 21 parts trimethylolpropane
  • p-toluenesulfone 0.1 part of an acid monohydrate was added thereto, and a dehydration condensation reaction was carried out at 240° C. for 9 hours while blowing in nitrogen gas to obtain Resin B.
  • Resin B had an acid value of 21 and a weight average molecular weight (Mw) of 25,000 in terms of polystyrene measured by GPC.
  • Mw weight average molecular weight
  • Resin C had an acid value of 23 and a weight average molecular weight (Mw) of 22,000 in terms of polystyrene measured by GPC.
  • SYLFAT FA1 As the tall oil fatty acid, SYLFAT FA1 manufactured by Clayton Corporation was used.
  • the active energy ray-curable coating varnishes of Examples 1 to 11 and Comparative Examples A to D were applied onto the cured ink layer using a bar coater #2 to form a coating layer.
  • the coating layer is irradiated with ultraviolet rays at 60 m/min using one 120 W/cm air-cooled metal halide lamp (manufactured by Toshiba Corporation) to cure the coating layer (to form a cured layer). , to obtain a laminate.
  • glossiness For the laminate obtained as described above, the 60° gloss value of the test sample was measured using a gloss meter model GM-26 (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). Based on the obtained gloss value, glossiness was evaluated in 5 stages according to the following criteria. The higher the gloss value, the better the gloss. The evaluation standard is "3" or higher, which is a level that poses no problem in practical use. (Evaluation criteria) 5: The gloss value is 80 or more. 4: The gloss value is 60 or more and less than 80. 3: The gloss value is 40 or more and less than 60. 2: The gloss value is 20 or more and less than 40. 1: The gloss value is less than 20.
  • the abrasion resistance was evaluated by testing the printed surface (coating film) of the laminate obtained as described above according to JIS-K5701-1. Using a tester (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.), fine paper as friction paper was reciprocated 500 times with a load of 500 g on the surface of the coating film. Next, changes in the friction surface (coating film surface) were visually observed and evaluated on a scale of 5 according to the following criteria. The evaluation standard is "3" or higher, which is a level that poses no problem in practical use. (Evaluation criteria) 5: No change in printing surface. 4: Scratches are observed on part of the printed surface, but peeling is not observed.
  • black ink of FD Carton X active energy ray curable ink manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.
  • black ink of FD Carton X active energy ray curable ink manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.
  • RI tester simple color development device manufactured by Mei Seisakusho
  • Printed with coat weight Then, the surface (ink layer) of the printed matter was irradiated with ultraviolet rays at 60 m/min using one 120 W/cm air-cooled metal halide lamp (manufactured by Toshiba Corporation) to cure the ink layer.
  • the active energy ray-curable coating varnishes of Examples 1 to 11 and Comparative Examples A to D were applied onto the cured ink layer using a bar coater #2 to form a coating layer.
  • the coating layer is irradiated with ultraviolet rays at 60 m/min using one 120 W/cm air-cooled metal halide lamp (manufactured by Toshiba Corporation) to cure the coating layer (to form a cured layer), A laminate was obtained.
  • a PP film was used in place of the PET film, and a laminate was obtained in the same manner as described above.
  • the active energy ray-curable coating varnishes of Examples 1 to 11 and the laminates using the varnishes have good storage stability, stability on a printing machine, glossiness, abrasion resistance, and adhesion. In all the evaluations of the properties, it is at a level that can be used, and it can be seen that both excellent stability and print film suitability can be achieved.
  • the active energy ray-curable coating varnishes and laminates using the varnishes of Comparative Examples A to D it was difficult to achieve both stability and print film suitability. More specifically, as seen in the active energy ray-curable coating varnish of Comparative Example D, when the polymerization inhibitor is not contained, the radicals generated in the varnish cannot be trapped and the polymerization reaction proceeds.
  • the active energy ray-curable coating varnishes of Comparative Examples A to C did not contain rosin acids (A). Therefore, curing shrinkage due to UV irradiation cannot be suppressed, and smoothness of the dry film cannot be maintained, which is considered to reduce the glossiness.
  • the active energy ray-curable coating varnish of Comparative Example B which is thought to cause curling of the dry film due to cure shrinkage and reduced adhesion, resulted in reduced friction resistance. This is because the acid component is composed only of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride (B), and the lack of rigidity of the resin is said to have affected the strength reduction of the cured film. Conceivable.

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Abstract

ロジン変性樹脂、重合禁止剤、および活性エネルギー線硬化型化合物を含む、活性エネルギー線硬化型コーティングニス、および該ニスを用いた積層体。活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、高い光沢性を有しながら、耐摩擦性、および、密着性といった塗膜耐性と、印刷機及び製品保管における保存安定性とを両立できる。

Description

活性エネルギー線硬化型コーティングニス、および積層体
 本発明の実施形態は、ロジン変性樹脂を用いた活性エネルギー線硬化型コーティングニス、および積層体に関する。
 近年、紙、プラスチックフィルム、シート、および板等の各種基材の表面、又はその各種基材に印刷等によって施された絵柄、模様、および文字等の装飾加工面の上に、コーティングニスを塗工し、そのコーティングニスによって、基材自体の表面、或いは装飾加工面を保護する技術、又は光沢処理する技術が広く適用されている。コーティングニスとして、活性エネルギー線硬化型コーティングニスを使用する場合、コーティングニスの塗工後に紫外線を照射すると、コーティングニスは瞬時に硬化して高い光沢の皮膜を形成する。そのため、活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、従来のビニール張り加工、又は乾燥が必要な溶剤型コーティングニス等に比べて、高い生産性が得られるという特徴がある。また、活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、有機溶剤等のVOCを大気中に放出しないので、環境保護の観点からも好ましい材料である。活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、雑誌の表紙、絵本、ポスター、およびカレンダー等の印刷物、並びに美粧ケース等の紙器容器等の用途で広く使用されている。このような観点から、活性エネルギー線硬化型コーティングニスには、基材又は印刷層を保護するための高い塗膜耐性、および美粧性を付与するための光沢性などが要求される。
 一方、印刷の高速化、および省人化の観点から、活性エネルギー線硬化型コーティングニスの高速乾燥性が求められている。しかし、コーティングニスの高速印刷対応化に伴い、蛍光灯由来の紫外線による、印刷機のインキツボ内での表面硬化(皮張り)といった印刷トラブル、および製品保管中の容器内での反応によるゲル化トラブルが発生している。そのため、活性エネルギー線硬化型コーティングニスには、印刷層の保護のための塗膜耐性と、印刷時以外では反応が進行しない保存安定性とを両立することが求められている。
 高い塗膜耐性を得る方法として、例えば、特許文献1は、エポキシアクリレート、2~4官能の(メタ)アクリレートモノマー、開始剤、およびポリオキシアルキレン基を有するジメチルシリコン化合物を含有する、活性エネルギー線硬化型コーティングワニスを開示している。しかし、特許文献1のようにジメチルシリコン化合物を使用した場合、高い耐摩擦性およびスリップ性は得られるが、十分な光沢性を得ることは困難である。
 また、特許文献2は、ロジン変性樹脂などの動植物由来成分を含有する、活性化エネルギー線硬化型ニスを開示している。しかし、ロジン変性樹脂などの動植物由来成分によって優れた光沢性を発現できる一方で、印刷機での保存安定性、および製品保管における保存安定性の評価結果は不十分である。
 このように、活性エネルギー線硬化型コーティングニスについて、種々の検討が行われているが、活性エネルギー線硬化型コーティングニスに要求される塗膜耐性および保存安定性の両方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。
特開2015-196765号公報 特開2020-169256号公報
 本発明は、高い光沢性を有しながら、耐摩擦性、および密着性といった塗膜耐性と、印刷機での安定性および製品保管における保存安定性とを両立できる活性エネルギー線硬化型コーティングニス、およびそれを用いた積層体を提供する。
 本発明者らは、鋭意検討した結果、ロジン変性樹脂と重合禁止剤とを使用することにより、優れた塗膜耐性と保存安定性とを両立し得る活性エネルギー線硬化型コーティングニスを実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明の実施形態は以下に関する。但し、本発明の以下に記載する実施形態に限定されるものではない。
 本発明の一実施形態は、ロジン変性樹脂、重合禁止剤、および活性エネルギー線硬化型化合物を含む、活性エネルギー線硬化型コーティングニスに関する。
 上記ロジン変性樹脂は、ロジン酸類(A)およびα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の付加反応物と、ポリオール(C)との反応物であることが好ましい。
 上記ロジン変性樹脂は、ロジン酸類(A)およびα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の付加反応物と、ポリオール(C)と、脂肪酸(D)との反応物であることが好ましい。
 上記脂肪酸(D)の配合量は、上記ロジン変性樹脂の原料の全配合量を基準として、5~25質量%であることが好ましい。
 上記ロジン変性樹脂の重量平均分子量は、3,000~30,000であることが好ましい。
 上記重合禁止剤は、分子中にピペリジン構造を有する化合物を含むことが好ましい。
 本発明の他の実施形態は、基材に、上記活性エネルギー線硬化型コーティングニスを、活性エネルギー線で硬化した層を有する積層体に関する。
 また、本発明の他の実施形態は、基材にインキを印刷した印刷物の印刷面上に、上記実施形態の活性エネルギー線硬化型コーティングニスを、活性エネルギー線で硬化した層を有する積層体に関する。
 本願の開示は、2021年8月19日に出願された特願2021-133876号に記載の主題と関連しており、これら全ての開示内容は引用によりここに援用される。
 本発明によれば、高い光沢性を有しながら、耐摩擦性、および密着性といった塗膜耐性と、印刷機での安定性および製品保管における保存安定性とを両立できる活性エネルギー線硬化型コーティングニス、およびそれを用いた積層体を提供することが可能となる。
 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。
 なお、本明細書に記載される「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指す。ただし、芳香族化合物に含まれるπ電子共役系は、共役二重結合からは除かれる。
<活性エネルギー線硬化型コーティングニス>
 本発明の一実施形態である活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、少なくともロジン変性樹脂と、重合禁止剤と、活性エネルギー線硬化型化合物とを含む。以下、上記コーティングワニスの構成成分について、より具体的に説明する。
<重合禁止剤>
 活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、重合禁止剤を含む。重合禁止剤は、常法によって添加し、使用することができる。活性化エネルギー線硬化型コーティングニスにおける重合禁止剤の配合量は、硬化性を阻害しない観点から、活性エネルギー線硬化型コーティングニスの全質量を基準として、3質量%以下であることが好ましい。上記配合量は、0.01~1質量%の範囲であることがさらに好ましい。
 使用可能な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-tert-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、およびシクロヘキサノンオキシム等が挙げられる。
 一実施形態において、重合禁止剤は、分子中にピペリジン構造を有する化合物を含むことが好ましい。特に、ピペリジン環上の2位および6位に、各々2個ずつ(計4個)の炭化水素基を有する化合物が好ましい。このような化合物の具体例として、2,2,6,6-テトラアルキルピペリジン誘導体、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン誘導体、1-アルキル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン誘導体、および1-ヒドロ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン誘導体等のヒンダートアミン系化合物が挙げられる。重合禁止剤として、ヒンダートアミン系化合物から選択される1種以上の化合物を使用することが好ましい。このような化合物を使用した場合、印刷機械での硬化反応を阻害でき、優れた保存安定性を容易に提供できる。
<ロジン変性樹脂>
 本発明におけるロジン変性樹脂とは、樹脂骨格中に、ロジン由来の骨格を含有する樹脂を意味する。樹脂がロジン由来の骨格を含有することで、高速印刷時でのUV照射による硬化収縮を抑えることができ、また乾燥被膜の平滑性を維持することができ、そのことによって、光沢性、および基材に対する密着性の向上が可能となる。
 一実施形態において、ロジン変性樹脂は、ロジン酸類(A)に含まれる共役二重結合を有する有機酸とα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とのディールスアルダー反応によって得られる化合物(付加反応物)、ロジン酸類(A)のうち共役二重結合を有さない有機酸、およびその他の有機酸のそれぞれにおけるカルボン酸基と、ポリオール(C)における水酸基との反応によって形成されるエステル結合を有するロジン変性樹脂を含むことが好ましい。
 一実施形態において、ロジン変性樹脂は、ロジン酸類(A)に含まれる共役二重結合を有する有機酸とα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とのディールスアルダー反応によって得られる化合物(付加反応物)、ロジン酸類(A)のうち共役二重結合を有さない有機酸、およびその他の有機酸のそれぞれにおけるカルボン酸基と、ポリオール(C)における水酸基と、脂肪酸(D)におけるカルボン酸基との反応によって形成されるエステル結合を有するロジン変性樹脂を含むことが特に好ましい。
(ロジン酸類(A))
 本発明の実施形態において、ロジン変性樹脂を得るために用いるロジン酸類(A)とは、環式ジテルペン骨格を有する一塩基酸を指し、ロジン酸、不均化ロジン酸、水添ロジン酸、又は上記化合物のアルカリ金属塩等であってよい。具体的には、共役二重結合を有するアビエチン酸およ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、およびレボピマル酸が挙げられる。また、共役二重結合を有さない、ピマル酸、イソピマル酸、サンダラコピマル酸、およびデヒドロアビエチン酸等が挙げられる。さらに、これらのロジン酸類(A)を含有する天然樹脂として、ガムロジン、ウッドロジン、およびトール油ロジン等が挙げられる。
 一実施形態において、ロジン変性樹脂を得るために使用するロジン酸類(A)の配合量は、樹脂原料の全配合量(全質量)を基準として、20~70質量%であることが好ましく、30~60質量%であることがより好ましい。上記ロジン酸類(A)の配合量が20質量%以上である場合、その樹脂を含む活性エネルギー線硬化型コーティングニスの光沢性が良好になる。また、上記ロジン酸類(A)の配合量が70質量%以下である場合、活性エネルギー線硬化型コーティングニスの耐摩擦性が良好となる。
(α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B))
 一実施形態において、ロジン変性樹脂を得るために使用するα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の具体例としては、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、イソクロトン酸等、およびこれらの酸無水物が挙げられる。ロジン酸類(A)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。
 上記α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の配合量は、ロジン酸類(A)に対して、60~200モル%の範囲であることが好ましく、70~180モル%の範囲であることがより好ましく、80~155モル%の範囲であることが特に好ましい。α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の配合量を上記範囲内に調整した場合、耐摩擦性、および密着性に優れるロジン変性樹脂を容易に得ることができる。
((A)、(B)、および(D)以外のカルボン酸(以下「その他の有機酸類」ともいう))
 本発明の実施形態において、ロジン変性樹脂を得るために、ロジン酸類(A)、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)、および脂肪酸(D)に加えて、その他の有機酸類の1種を単独で又は2種類以上を組合せて使用することもできる。
 その他の有機酸類の配合量は、ロジン変性樹脂の原料の全配合量を基準として、0~30質量%であることが好ましく、0~20質量%であることがさらに好ましい。すなわち、樹脂原料の全配合量を基準として、上記その他の有機酸類の配合量は、好ましくは30質量%以下であってよく、より好ましくは20質量%以下であってよい。一実施形態において、上記その他の有機酸類の配合量は0質量%であってもよい。
 その他の有機酸類の具体例として、以下が挙げられる。しかし、使用できるその他の有機酸類は以下に限定されるものではない。
(有機一塩基酸)
 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、およびオルトベンゾイル安息香酸等の芳香族一塩基酸、並びに
 共役リノール酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸、および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有さない化合物等。
(脂環式多塩基酸又はその酸無水物)
 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、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、およびこれらの酸無水物等。
(その他の有機多塩基酸又はその酸無水物)
 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、ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸などのアルケニルコハク酸、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、およびこれらの酸無水物等。
<ポリオール(C)>
 ポリオール(C)は、ロジン酸類(A)に含まれる共役二重結合を有する有機酸とα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とのディールスアルダー反応によって得られる化合物、ロジン酸類(A)のうち共役二重結合を有さない有機酸、脂肪酸(D)、およびその他の有機酸のそれぞれとの反応によって、エステル結合を形成する。本発明の実施形態において、ロジン変性樹脂を得るために、以下に例示するポリオールの1種を単独で又は2種類以上を組合せて使用することができる。ポリオールの具体例として以下が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(直鎖状アルキレン2価ポリオール)
 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、および1,2-ヘキサデカンジオール等。
(分岐状アルキレン2価ポリオール)
 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-ブチル-2-エチル-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、および2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール等。
(環状2価ポリオール)
 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、1,2-シクロヘキサンジオール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、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、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、および水添ハイドロキノン等の環状アルキレン2価ポリオール、並びに
 ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、カテコール、レゾルシン、およびハイドロキノン等の芳香族2価ポリオール。
(その他の2価のポリオール)
 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)、およびポリテトラメチレングリコール(n=2~20)等の2価のポリエーテルポリオール、並びにポリエステルポリオール等。
(3価のポリオール)
 グリセリン、トリメチロ-ルプロパン、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、およびトリメチロールオクタン等。
(4価以上のポリオール)
 ペンタエリスリトール、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、および環状の4価以上のポリオール。
 <脂肪酸(D)>
 一実施形態において、脂肪酸(D)は、ロジン酸類(A)に含まれる共役二重結合を有する有機酸とα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とのディールスアルダー反応によって得られる化合物、ロジン酸類(A)のうち共役二重結合を有さない有機酸、およびその他の有機酸のそれぞれとポリオール(C)との反応によって形成されるエステル結合を有する生成物における水酸基と反応して、追加のエステル結合を形成する。
 脂肪酸(D)の具体例として、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ひまし油脂肪酸、大豆油脂肪酸、トール油脂肪酸、ヌカ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、脱水ひまし油脂肪酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。但し、使用できる脂肪酸(D)はこれらに限定されない。
 一実施形態において、脂肪酸(D)の配合量は、樹脂原料の全配合量を基準として、5~25質量%であることが好ましい。脂肪酸(D)の配合量が上記範囲内である場合、そのような配合で得られるロジン変性樹脂を含む活性エネルギー線硬化型コーティングニスの密着性は良好である。また、上記配合量を25質量%以下に調整した場合、活性エネルギー線硬化型コーティングニスの耐摩擦性の劣化を容易に抑制できる。脂肪酸(D)の配合量は、樹脂原料の全配合量を基準として、5~20質量%であることがより好ましい。
 一実施形態において、ロジン変性樹脂は、重量平均分子量が3,000~30,000であることが好ましく、3,000~15、000であることがより好ましい。ロジン変性樹脂の重量平均分子量が3,000~30,000である場合、耐摩擦性と密着性とが良好となる。
 一実施形態において、ロジン変性樹脂は、酸価が20~80mgKOH/gであることが好ましい。上記酸価は、30~80mgKOH/gであることがより好ましく、40~80mgKOH/gであることがさらに好ましく、50~80mgKOH/gであることが特に好ましい。ロジン変性樹脂の酸価が上記範囲内である場合、そのようなロジン変性樹脂を使用した活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、優れた密着性を有する。
 一実施形態において、ロジン変性樹脂の融点は50℃以上であることが好ましく、60~100℃の範囲がより好ましい。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。
 一実施形態において、活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、ロジン変性樹脂を5~40質量%、活性エネルギー線硬化型化合物を20~70質量%含有することが好ましい(但し、各成分の含有量の合計が100質量%とする)。
 ここで、ロジン変性樹脂、および上記活性エネルギー線硬化型化合物は、後述するワニスの形態で調製して使用してもよい。
<活性エネルギー線硬化型化合物>
 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する。
 本発明の実施形態である活性エネルギー線硬化型コーティングニスを構成するために使用可能な活性エネルギー線硬化型化合物の具体例として、
 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、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、テトラエチレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、アクリロイルモルホリン等の単官能の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)、アルキレン(炭素数4~12)グリコールジアクリレート、アルキレン(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、アルキレン(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、水添ビスフェノールA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プロピ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、および
 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、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多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として、例示した化合物の1種を単独で使用しても、又は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は、要求される硬化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、およ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。
 活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、活性エネルギー線の照射によって硬化する。紫外線でコーティングニスを硬化させる場合は、コーティングニスに光重合開始剤を添加することが好ましい。一般に、光重合開始剤は、光によって分子内で結合が開裂して活性種を生成するタイプと、分子間で水素引き抜き反応を起こして活性種を生成するタイプとの2種類に大別できる。
 前者として、例えば、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、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、[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、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-プロピルケトン等のアセトフェノン系、
 ベンゾイン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン系、
 1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトンとベンゾフェノンとの混合物、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等のアシルホスフィンオキサイド系、
 ベンジル、メチルフェニルグリオキシエステル、および3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等が挙げられる。
 後者として、例えば、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’-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等のベンゾフェノン系、
 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等のアミノベンゾフェノン系、
 10-ブチル-2-クロロアクリドン、2-エチルアンスラキノン、9,10-フェナンスレンキノン、およびカンファーキノン等が挙げられる。
 光重合開始剤は、1種を単独で使用しても、必要に応じて2種以上を組合せて使用してもよい。
 上記実施形態の活性エネルギー線硬化型コーティングニスに紫外線を照射して、コーティングニスを硬化させる場合、コーティングニスに光重合開始剤を添加するだけでよい。しかし、一実施形態において、硬化性をより向上させるために、光重合開始剤と光増感剤とを併用することもできる。
 光増感剤としては、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、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、および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。
 活性エネルギー線として紫外線を使用する場合、光重合開始剤の配合量は、活性エネルギー線硬化型コーティングニスの全質量を基準として、0.01~20質量%であることが好ましく、0.05~15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、硬化反応が十分に進行する。また、上記配合量を20質量%以下とした場合、熱重合反応の発生を抑制し、活性エネルギー線硬化型コーティングニスの安定性を好適な状態にすることが容易である。活性エネルギー線として、紫外線以外の電離放射線を使用する場合には、光重合開始剤を配合しなくてもよい。
 活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、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、常法によってコーティングニスに添加することができる。コーティングニスに対して各種添加剤を添加する場合、他のコーティングニス材料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。各種添加剤の配合量は、活性エネルギー線硬化型コーティングニス全質量を基準として、15質量%以下であることが好ましい
<活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニス>
 本発明の一実施形態である活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、ロジン変性樹脂を含む活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスから製造することもできる。
 活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスは、少なくともロジン変性樹脂と、活性エネルギー線硬化型化合物とを含む。上記ワニスは、ワニスの全質量を基準として、ロジン変性樹脂を30~80質量%と、活性エネルギー線硬化型化合物を20~70質量%とを含有することが好ましい。
 活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスにおけるロジン変性樹脂(a)と活性エネルギー線硬化型化合物(b)との配合比((a):(b))は、質量比で30:70~75:25の範囲が好ましく、35:65~70:30の範囲がさらに好ましい。
 一実施形態において、活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスは、上記成分に加えて、さらに重合禁止剤を含んでもよい。このような実施形態では、重合禁止剤を常法によって添加して使用することができる。上記ワニスに重合禁止剤を添加する場合、その配合量は、活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスの全質量を基準として、3質量%以下であることが好ましい。上記配合量は、0.01~1質量%の範囲であることがさらに好ましい。
 使用可能な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-tert-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、およ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、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。
 活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスが含有する重合禁止剤は、活性エネルギー線硬化型コーティングニス中の重合禁止剤にも該当する。
 一実施形態において、活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニス中の重合禁止剤の含有量は、活性エネルギー線硬化型コーティングニスが含有する重合禁止剤の全質量を基準として、0~80質量%であることが好ましく、0~60質量%であることがより好ましい。すなわち、上記ワニス中の重合禁止剤の含有量は、上記コーティングニスが含有する重合禁止剤の全質量を基準として、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましい。一実施形態において、上記ワニス中の重合禁止剤の含有量は0質量%であってもよい。
 活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスは、例えば、常温から160℃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。
 具体的には、ロジン変性樹脂と、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物トリアクリレートと、ハイドロキノンとを、100℃の温度条件で、加熱溶融して得たワニス等を好適に使用することができる。
 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、大気中で照射しても差し支えない。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コーティングニス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コーティングニス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ために有効である。
 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い。例えば、可視光線、赤外線、およびレーザー光線であってよい。
 紫外線を発生源としては、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、およびアルゴンレーザーなどが挙げられる。
 本発明の一実施形態である活性エネルギー線硬化型コーティングニスは、各種基材、又は、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、及び金属印刷物(美術印刷物、飲料缶印刷物、缶詰等の食品印刷物)などの印刷物に適用される。
<積層体>
 本発明の一実施形態である積層体は、基材と、この基材上に上記実施形態の活性エネルギー線硬化型コーティングニスを用いて形成される硬化層とを有する。他の実施形態において、上記積層体は、基材にインキを印刷した印刷物と、この印刷物の印刷面上に上記実施形態の活性エネルギー線硬化型コーティングニスを用いて形成される硬化層とを有する。これらの積層体は、基材上、又は基材にインキを印刷した印刷物の印刷面上に、上記実施形態の活性エネルギー線硬化型コーティングニスを印刷又は塗工し、硬化させることによって得られる。上記コーティングニスの硬化は、活性エネルギー線を照射することによって実施できる。活性エネルギー線として、例えば、紫外線を使用することができる。
 基材としては、特に制限はなく、公知の基材を使用することができる。具体例として、アート紙、コート紙、およびキャスト紙などの塗工紙、上質紙、中質紙、および新聞用紙などの非塗工紙、ユポ紙などの合成紙、並びにPET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、およびOPP(2軸延伸ポリプロピレン)のようなプラスチックフィルムなどが挙げられる。
 また、印刷物を得るために基材に印刷するインキは特に限定されない。インキとして、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷等の公知の印刷方法に適した任意のインキを使用することができる。
 基材上、又は基材にインキを印刷した印刷物の印刷面上に、活性エネルギー線硬化型コーティングニスを印刷又は塗工する方法としては、例えば、ロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター、エアドクターコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、トランスファーロールコーター、キスコーター、カーテンコーター、キャストコーター、スプレーコーター、ダイコーター、オフセット印刷(湿し水を使用する通常の平版、および湿し水を使用しない水無し平版)、フレキソ印刷、グラビア印刷、及びスクリーン印刷、インクジェット印刷等が挙げられる。
 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。
 以下の実施例で実施した各種測定の詳細は以下のとおりである。
(重量平均分子量)
 重量平均分子量は、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(HLC-8320)で測定した。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、およびカラム温度40℃の条件下で行った。
(酸価)
 酸価は、中和滴定法によって測定した。具体的には、先ず、キシレン:エタノール=2:1の質量比で混合した溶媒20mLに、ロジン変性樹脂1gを溶解させ、ロジン変性樹脂の溶液を得た。次いで、先に調製したロジン変性樹脂の溶液に、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、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とディールスアルダー付加反応を起こす共役系ロジン酸と、上記共役系ロジン酸以外の成分との含有比を、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、ロジン酸類(A)、およびα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)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。
(ロジン変性樹脂、ワニス、および活性エネルギー線硬化型コーティングニス組成物の調製)
 以下に示す実施例および比較例の処方に従い、ロジン変性樹脂、ワニス、および活性エネルギー線硬化型コーティングニスをそれぞれ調製した。
 なお、以下に示す処方で使用したガムロジンは、α,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)とディールスアルダー付加反応を起こす共役系ロジン酸の含有量が80質量%であり、上記共役系ロジン酸以外の含有量が20質量%であった。
<1>ロジン変性樹脂の調製
(合成例1)
 攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン37部と無水マレイン酸19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、テトラヒドロ無水フタル酸10部と、ネオペンチルグリコール25部と、トリメチロールプロパン9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、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂1を得た。
 樹脂1の酸価は70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24,000であった。
(合成例2)
 攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、ガムロジン46部と無水マレイン酸13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。次に、上記反応混合物に、1,4-シクロヘキサンジメタノール4部と、ネオペンチルグリコール19部と、トリメチロールプロパン6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、240℃で8時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸12部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂2を得た。樹脂2の酸価は52であり、Mwは7,500であった。
(合成例3)
 合成例2と同様の操作にて、表1に示す配合組成で樹脂3を得た。樹脂3の酸価は55であり、Mwは8,600であった。
(合成例4)
 合成例2と同様の操作にて、表1に示す配合組成で樹脂4を得た。樹脂4の酸価は44であり、Mwは33,700であった。
(合成例5)
 合成例2と同様の操作にて、表1に示す配合組成で樹脂5を得た。樹脂5の酸価は35であり、Mwは32,100であった。
(合成例6)
 合成例2と同様の操作にて、表1に示す配合組成で樹脂6を得た。樹脂6の酸価は56であり、Mwは4,100であった。
(合成例7)
 合成例2と同様の操作にて、表1に示す配合組成で樹脂7を得た。樹脂7の酸価は78であり、Mwは15,400であった。
(合成例8)
 合成例2と同様の操作にて、表1に示す配合組成で樹脂8を得た。樹脂8の酸価は59であり、Mwは28,300であった。
(比較例用樹脂A)
 株式会社大阪ソーダ製のジアリルフタレート樹脂「DAP A」を使用した。
(比較例用樹脂B)
 攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、無水マレイン酸48部と、ネオペンチルグリコール31部と、トリメチロールプロパン21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、窒素ガスを吹き込みながら、240℃で9時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂Bを得た。
 樹脂Bの酸価は21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25,000であった。
(比較例用樹脂C)
 攪拌機、水分離器付き還流冷却器、および温度計を備えた4つ口フラスコに、無水マレイン酸10部と、テトラヒドロ無水フタル酸37部と、1,4-シクロヘキサンジメタノール11部と、ネオペンチルグリコール21部と、トリメチロールプロパン11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、窒素ガスを吹き込みながら、240℃で7時間にわたって脱水縮合反応を行った後、トール油脂肪酸10部を添加し、3時間にわたって脱水縮合反応を行い、樹脂Cを得た。
 樹脂Cの酸価は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22,000であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 なお、トール油脂肪酸としては、クレイトンコーポレーション製 SYLFAT FA1を使用した。
<2>活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスの調製
 上述の方法で得た樹脂1~8、樹脂B、樹脂C、および、樹脂Aについて、それぞれ、樹脂を55部、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物トリアクリレート44.9部、およびハイドロキノン0.1部を入れて混合し、これらを100℃で加熱溶融することで、ワニス1~8、A、B、Cを得た。なお、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物トリアクリレートとしては、東亞合成社製アロニックスM-350を使用した。
<3>活性エネルギー線硬化型コーティングニスの調製
(実施例1~11、および比較例A~D)
 表2に記載の材料を混合し、50℃で30分撹拌することで実施例1~11、比較例A~Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスを得た。
 なお、ワニスとしては、上記方法で得られた活性エネルギー線硬化型コーティングニス用ワニスを用いた。トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物トリアクリレートとしては、東亞合成社製アロニックスM-350を用いた。また、ポリストップ7300Pは、伯東株式会社製の分子中にピペリジン構造を有する化合物からなる重合禁止剤である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
<4>活性エネルギー線硬化型コーティングニスの評価
 先に調製した実施例1~11、比較例A~Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスについて、下記の方法に従い、製品の安定性と印刷皮膜適性を評価した。
<安定性の評価>
(保存安定性の評価)
 実施例1~11、比較例A~Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスを、密閉した容器中で60℃にて1週間静置した。撹拌後、80メッシュの金属メッシュにて濾過し、メッシュ上の凝集物の量を目視で評価した。評価基準「3」以上で、実用上問題ないレベルである。
 (評価基準)
 5:凝集物が全くない。
 4:僅かに小さな凝集物が存在する。
 3:小さな凝集物が存在する。
 2:小さな凝集物と、僅かに大きな凝集物が存在する。
 1:大きな凝集物が多数存在する。
(印刷機での安定性の評価)
 実施例1~11、比較例A~Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスを、100mlの褐色ポリ瓶に60g入れ、蓋をせず、大気中、蛍光灯下で24時間放置した。その後、活性エネルギー線硬化型コーティングニスの表面硬化状態を目視で評価した。評価基準「3」以上で、実用上問題ないレベルである。
 (評価基準)
 5:表面硬化が全く発生していない。
 4:表面の一部(面積の1%未満)に、表面硬化が発生している。
 3:表面の一部(面積の1%以上10%未満)に、表面硬化が発生している。
 2:表面の一部(面積の面積の10%以上50%未満)に、表面硬化が発生している。
 1:表面の一部(面積の50%以上)、又は全部に、表面硬化が発生している。
<印刷皮膜適性の評価1>
 FDカルトンX(東洋インキ(株)製の活性エネルギー線硬化型インキ)の墨インキを、RIテスター(明製作所製簡易展色装置)を用いて、マリコート紙(北越製紙社製コートボール紙)へ1g/mの塗布量で印刷した。次いで、印刷物の表面(インキ層)に対して、120W/cmの空冷メタルハライドランプ(東芝社製)1灯を用いて60m/minで紫外線を照射し、インキ層を硬化させた。
 次に、硬化させたインキ層上に、実施例1~11、比較例A~Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスをバーコーター♯2にて塗工し、塗工層を形成した。次に、塗工層に対して、120W/cmの空冷メタルハライドランプ(東芝社製)1灯を用いて60m/minで紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させ(硬化層を形成し)、積層体を得た。
 得られた積層体の光沢性、および耐摩擦性について、以下に従って評価した。各評価の結果を表3に示す。
(光沢性)
 上記のようにして得た積層体に対し、光沢計グロスメーターモデルGM-26((株)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。得られた光沢値から光沢性を以下の基準に従い、5段階で評価した。光沢値の数値が高い程、光沢が良いことを表す。評価基準「3」以上で、実用上問題ないレベルである。
 (評価基準)
 5:光沢値が80以上である。
 4:光沢値が60以上80未満である。
 3:光沢値が40以上60未満である。
 2:光沢値が20以上40未満である。
 1:光沢値が20未満である。
(耐摩擦性)
 耐摩擦性は、上記のようにして得た積層体の印刷面(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。評価基準「3」以上で、実用上問題ないレベルである。
 (評価基準)
 5:印刷面の変化なし。
 4:印刷面の一部でキズが見られるが、剥離は見られない。
 3:印刷面の一部(面積の10%未満)に剥離が見られる。
 2:印刷面の一部(面積の10%以上50%未満)に剥離が見られる。
 1:印刷面の一部(面積の50%以上)、又は全部に剥離が見られる。
 また、FDカルトンX(東洋インキ(株)製の活性エネルギー線硬化型インキ)の墨インキを、RIテスター(明製作所製簡易展色装置)を用いて、PETフィルムに対して1g/mの塗布量で印刷した。次いで、印刷物の表面(インキ層)に対して、120W/cmの空冷メタルハライドランプ(東芝社製)1灯を用いて60m/minで紫外線を照射し、インキ層を硬化させた。
 次に、硬化させたインキ層上に、実施例1~11、比較例A~Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスを、バーコーター♯2を用いて塗工し、塗工層を形成した、次いで、塗工層に対して、120W/cmの空冷メタルハライドランプ(東芝社製)1灯を用いて60m/minで紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させ(硬化層を形成し)、積層体を得た。またPETフィルムの代わりにPPフィルムを使用し、上記方法と同様にして積層体を得た。
 各積層体の密着性を以下に従って評価した。評価結果を表3に示す。
(密着性)
 上記のようにして得たPETフィルムおよびPPフィルムへの各積層体に対し、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、密着性を以下の基準に従い、5段階で評価した。評価基準「3」で、実用上問題ないレベルである。
 (評価基準)
 5:印刷面の変化なし。
 4:印刷面の一部でキズが見られるが、剥離は見られない。
 3:印刷面の一部(面積の10%未満)に剥離が見られる。
 2:印刷面の一部(面積の10~50%未満)に剥離が見られる。
 1:印刷面の一部(面積の50%以上)、又は全部に剥離が見られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示すように、実施例1~11の活性エネルギー線硬化型コーティングニスおよび該ニスを用いた積層体は、保存安定性、印刷機での安定性、光沢性、耐摩擦性、及び密着性の全ての評価において、使用可能なレベルであり、優れた安定性と印刷皮膜適性とを両立できることが分かる。一方、比較例A~Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスおよび該ニスを用いた積層体では、安定性と印刷皮膜適性との両立は困難であった。
 より詳細には、比較例Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスに見られるように、重合禁止剤が含まれていない時、ニス中で発生するラジカルをトラップできず、重合反応が進行するため、保存安定性、印刷機での安定性が低下した。
 一方、比較例A~Cの活性エネルギー線硬化型コーティングニスでは、ロジン酸類(A)が含まれていない。そのため、UV照射による硬化収縮を抑えられず、乾燥被膜の平滑性を維持することができないため、光沢性が低下していると考えられる。同様に、硬化収縮により乾燥被膜のカールが発生し、密着性が低下していると考えられる
 比較例Bの活性エネルギー線硬化型コーティングニスでは、耐摩擦性が低下する結果となった。これは、酸成分がα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)のみで構成されており、樹脂の剛直性が不十分となることが、硬化膜の強度低下に影響したと考えられる。
<印刷皮膜適性の評価2>
 マリコート紙、PETフィルム、およびPPフィルムに、実施例1~11、比較例A~Dの活性エネルギー線硬化型コーティングニスを、バーコーター♯2を用いて塗工し、塗工層を形成した。次いで、塗工層に対して、120W/cmの空冷メタルハライドランプ(東芝社製)1灯を用いて60m/minで紫外線を照射して、上記塗工層を硬化させ(硬化層を形成し)、積層体を得た。
 得られた積層体に対し、光沢性、耐摩擦性、および密着性について、上記に従って同様の評価を行ったところ、いずれも実用上問題ないレベルを満たしていた。

Claims (8)

  1.  ロジン変性樹脂、重合禁止剤、および活性エネルギー線硬化型化合物を含む、活性エネルギー線硬化型コーティングニス。
  2.  前記ロジン変性樹脂が、ロジン酸類(A)およびα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の付加反応物と、ポリオール(C)との反応物である、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型コーティングニス。
  3.  前記ロジン変性樹脂が、ロジン酸類(A)およびα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物(B)の付加反応物と、ポリオール(C)と、脂肪酸(D)との反応物である、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型コーティングニス。
  4.  前記脂肪酸(D)の配合量が、前記ロジン変性樹脂の原料の全配合量を基準として、5~25質量%である、請求項3に記載の活性エネルギー線硬化型コーティングニス。
  5.  前記ロジン変性樹脂の重量平均分子量が、3,000~30,000である、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コーティングニス。
  6.  前記重合禁止剤が、分子中にピペリジン構造を有する化合物を含む、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コーティングニス。
  7.  基材と、前記基材上に請求項1~6のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型コーティングニスを用いて形成される硬化層とを有する、積層体。
  8.  基材にインキを印刷した印刷物と、前記印刷物の印刷面上に、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コーティングニスを用いて形成した硬化層とを有する、積層体。
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