WO2023210311A1 - 活性エネルギー線硬化型インキ組成物および印刷物 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/68—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
- C09D11/102—Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
Definitions
- the present invention relates to an active energy ray-curable ink composition and a printed matter printed with the active energy ray-curable ink composition. More specifically, the present invention relates to an active energy ray-curable ink composition that has excellent adhesion to difficult-to-adhere substrates such as ceramics, and has excellent curability and solvent resistance regardless of humidity, and printed matter thereof.
- General-purpose ceramic coating compositions such as ceramic inks are printed or coated on the substrate and then baked at a high temperature of about 150°C to 600°C to make the ink pattern, display, or coating adhere to the substrate. .
- this method requires a large amount of energy for the baking process, has low production efficiency due to the work environment, and is expensive due to the costs involved in securing a place to install a drying oven and installing volatile component processing equipment.
- ceramic coating compositions contain heavy metals such as lead, cadmium, chromium, and manganese as fusing agents for glass components, and require organic volatile components (VOCs) as solvents. Therefore, it is undesirable from an environmental point of view.
- VOCs organic volatile components
- active energy ray-curable ink compositions are cured in a short time by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays, so it is possible to omit the baking step at high temperatures.
- active energy ray-curable ink compositions can be prepared with little or no inclusion of VOCs or other non-aqueous solvents, which is desirable from the viewpoint of the environment, work efficiency, and capital investment. It can be said to be a thing.
- an active energy ray-curable ink composition is applied to coat or decorate ceramic products, it is difficult to obtain adhesion that is equivalent to that of ceramic coating compositions that require baking or within an acceptable range for the product. Met.
- a UV-curable composition is prepared by blending an organofunctional silane, a cationic photopolymerization initiator, and a fluorinated surfactant into a paint whose main component is bisphenol A epoxy resin.
- Patent Document 1 proposes a method for improving adhesion to ceramic substrates.
- Patent Document 2 discloses a photocrosslinking composition containing an acrylic resin having an alicyclic epoxy group and a photocationic polymerization initiator as essential components.
- Patent Document 3 discloses a photocrosslinking composition containing as essential components an acrylic resin having a cationically polymerizable functional group at the terminal and/or side chain, a coupling agent, and a cationic photopolymerization initiator.
- Patent Document 1 since the composition described in Patent Document 1 has an extremely slow UV curing speed, it is necessary to heat the base material as a pretreatment or to heat and post-cure after irradiation with light. It has been difficult to speed up coating (especially when using a multicolor printing machine), which is the biggest advantage of UV curing.
- composition described in Patent Document 2 has weak interaction (adhesion) with the ceramic base material, so it is inferior in properties required in the environment where ceramic products are used, such as moisture resistance and boiling resistance. However, in some cases, there were problems such as the coating peeling off from the base material.
- composition described in Patent Document 3 has the problem that not only sufficient curability cannot be obtained, but also the curability further decreases in a high humidity environment.
- the present invention has been made in view of these problems, and it is an object of the present invention to provide an active energy ray-curable ink composition and a printed matter printed with the active energy ray-curable ink composition. More specifically, the object of the present invention is to provide an active energy ray-curable ink composition that has excellent adhesion to difficult-to-adhere substrates such as ceramics, and has excellent curability and solvent resistance regardless of humidity, and its printed matter.
- active energy ray-curable inks containing pigments, resins, epoxy compounds, oxetane compounds, and photocationic polymerization initiators contain specific resins and have a specific ratio.
- An active energy ray-curable ink composition containing a combination of an epoxy compound and an oxetane compound in different amounts has excellent adhesion to difficult-to-adhere substrates such as ceramics, and has excellent curability and solvent resistance regardless of humidity. They discovered this and completed the present invention.
- an active energy ray-curable ink composition of one embodiment of the present invention that solves the above problems comprises (A) a pigment, (B) an allyl resin, (C) an epoxy compound, (D) an oxetane compound, and (E) light.
- This is an active energy ray-curable ink composition containing a cationic polymerization initiator and characterized by the following (1) to (3).
- (1) Contains 3 to 25% by mass of (B) allyl resin in the total amount of the ink composition.
- the total amount of (C) the epoxy compound and (D) the oxetane compound is 30 to 65% by mass in the total amount of the ink composition.
- the weight ratio expressed by (C) epoxy compound/(D) oxetane compound is in the range of 1 to 5.
- a printed matter according to one embodiment of the present invention that solves the above problems is a printed matter obtained by printing the above active energy ray-curable ink composition on a base material.
- the active energy ray-curable ink composition of one embodiment of the present invention is an ink composition that is cured by causing a cationic polymerization reaction by irradiation with active energy rays, and includes (A) a pigment, Contains (B) an allyl resin, (C) an epoxy compound, (D) an oxetane compound, and (E) a photocationic polymerization initiator. Furthermore, the active energy ray-curable ink composition of the present embodiment is characterized by the following (1) to (3). (1) Contains 3 to 25% by mass of (B) allyl resin in the total amount of the ink composition.
- the total amount of (C) the epoxy compound and (D) the oxetane compound is 30 to 65% by mass in the total amount of the ink composition.
- the weight ratio expressed by (C) epoxy compound/(D) oxetane compound is in the range of 1 to 5.
- coloring pigments include inorganic pigments and organic pigments.
- Inorganic pigments include titanium oxide and carbon black
- organic pigments include phthalocyanine pigments, azo pigments, quinacridone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, and quinophthalone pigments
- extender pigments include silicon oxide, calcium carbonate, and sulfuric acid.
- Various publicly known pigments such as calcium and barium sulfate can be used, and they may be used in combination.
- the content of the pigment (A) is adjusted appropriately depending on the type and purpose, but is preferably 3% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 45% by mass or less in the ink composition.
- the allyl resin (B) in this embodiment refers to a resin containing at least one allyl monomer as a polymerization component.
- Allyl monomers include diallyl phthalate, diallyl cyclohexanedicarboxylate, allyl glycidyl ether, trimethylolpropane diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, triallyl trimellitate, tetraallyl pyromellitate, allyl sorbate, diallyl maleate, diallyl fumarate. , diallyl citrate, and the like.
- diallyl phthalate and diallyl cyclohexanedicarboxylate are preferred.
- two or more types of allyl resins may be included.
- the weight average molecular weight (Mw) of the allyl resin is preferably 5,000 or more and 100,000 or less, more preferably 15,000 or more and 70,000 or less.
- Mw means a value measured by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard substance, and is measured by a method based on JIS K 7252-1:2016.
- allyl resin commercially available products may be used.
- Daiso Dapp A, Daiso Dapp K, Daiso Isodap, RADPAR AD-032, etc. manufactured by Osaka Soda Co., Ltd. can be used.
- the allyl resin (B) in an amount of 3 to 25% by mass (preferably 5 to 20% by mass, more preferably 8 to 16% by mass) in the total amount of the above ink composition. If the allyl resin is not contained within this range, the effectiveness of the allyl resin will not be fully demonstrated; if the allyl resin is less than this range, the adhesion to difficult-to-adhesive substrates will decrease, and if it is more than this range, it will harden. Sexuality decreases.
- the epoxy compound (C) of this embodiment is an epoxy compound having one or more epoxy groups in one molecule, and has an epoxy equivalent of 70 to 5,000, preferably 80 to 3,000. be able to.
- the epoxy group of this epoxy compound (C) may be either an alicyclic epoxy group having a cyclohexene oxide or cyclopentene oxide structure, or an aliphatic epoxy group such as a glycidyl group, and both epoxy groups may be present in one molecule. may be mixed. In this embodiment, alicyclic epoxy compounds are preferred from the viewpoint of curability.
- alicyclic epoxy compounds containing an alicyclic epoxy group include dicyclopentadiene dioxide, (3,4-epoxycyclohexyl)methyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, and bis(2,3-epoxycyclohexyl).
- aliphatic epoxy compounds containing an aliphatic epoxy group include ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, neo Pentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, diglycerin tetraglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, spiroglycol diglycidyl ether, 2,6-diglycidylphenyl ether, sorbitol Polyglycidyl ether, triglycidyl isocyanurate, bisphenol A diglycidyl ether, butadiene dioxide, phthalic acid diglycidyl ester, bisphenol type
- the oxetane compound (D) in this embodiment is a compound containing at least one oxetane ring in the molecule, such as compounds represented by the following formulas (D4-1) to (D4-4). I can do it.
- Formula (D4-1) (In the formula, R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group, or a carbon number 2 which may be substituted with a hydroxyl group) ⁇ 10 alkoxyalkyl groups, aryl groups with 7 to 12 carbon atoms optionally substituted with hydroxyl groups, aralkyl groups with 7 to 12 carbon atoms optionally substituted with hydroxyl groups, or optionally substituted with hydroxyl groups (represents an aryloxyalkyl group having 7 to 12 carbon atoms)
- Representative examples of the oxetane compound represented by the formula (D4-1) include 3-ethyl-3-methoxymethyloxetane, 3-ethyl-3-ethoxymethyloxetane, 3-ethyl-3-butoxymethyloxetane, and 3-ethyl-3-methoxymethyloxetane.
- a typical example of the oxetane compound represented by the formula (D4-2) is a compound in which both R 3 are methyl or ethyl in the formula (D4-2).
- Representative examples of the oxetane compound represented by the formula (D4-3) include, in the formula (D4-3), both R 3 are ethyl and R 5 is methylene, ethylene, propylene, butylene, cyclohexylene. , phenylene, xylylene, poly(ethyleneoxy), poly(propyleneoxy), and the like.
- Representative examples of the oxetane compound represented by the formula (D4-4) include 3-methyl-3-oxetanylmethyl acrylate, 3-methyl-3-oxetanylmethyl methacrylate, 3-ethyl-3-oxetanylmethyl acrylate, -ethyl-3-oxetanylmethyl methacrylate and the like.
- the oxetane compound (D) in this embodiment is preferably a compound containing two oxetane rings in the molecule, that is, a compound represented by formula (D-2) or formula (D-3).
- the combined ratio of (C) epoxy compound and (D) oxetane compound is 1 to 5 in the weight ratio expressed by (C) epoxy compound/(D) oxetane compound, and is 1.5 to 4.5. is preferred. If it is outside this range, the desired effect will not be obtained, if it exceeds 5, the curability will decrease, and if it is below 1, the curability in a high humidity environment will decrease.
- the total amount of (C) the epoxy compound and (D) the oxetane compound in the total amount of the ink composition must be 30 to 65% by mass. If it is outside this range, the desired effect will not be obtained, if it is below this range, the curability will decrease, and if it exceeds this range, the adhesiveness to difficult-to-bond substrates will decrease.
- the (E) photocationic polymerization initiator in this embodiment is a cationically polymerizable functional group (e.g., epoxy group or oxetanyl group) of a cationically polymerizable component contained in the coating composition that generates an acid upon irradiation with active energy rays. It is a compound that initiates cationic polymerization by acting on cationic polymers, etc.).
- the photocationic polymerization initiator can be used alone or in combination of two or more. Examples of active energy rays include ultraviolet rays, electron beams, and radiation ( ⁇ rays, ⁇ rays).
- photocationic polymerization initiator As the photocationic polymerization initiator, sulfonium salts, iodonium salts, metallocene compounds, benzointosylate, etc. are generally known, and many compounds are commercially available. In this embodiment, a commercially available photocationic polymerization initiator can be used.
- Representative examples of commercially available products include Irgacure 250 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) and CPI-100P (manufactured by Sun-Apro Co., Ltd.).
- the content of the photocationic polymerization initiator is preferably 0.1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and 25% by mass or less, preferably 20% by mass or less, based on the total amount of the ink composition. If the amount of the photocationic polymerization initiator is too small, polymerization will tend not to start or the polymerization rate will be slow, and if it is too large, it will tend to precipitate (separate) from the composition.
- the sensitizer (F) in this embodiment is preferably an anthracene compound, such as 9,10-bis-(2-ethylhexyloxy)anthracene, 9,10-bis-(n-dodecyloxy)anthracene, 2-ethyl-9 , 10-diethoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 9,10-dibutoxyanthracene and the like.
- anthracene compound such as 9,10-bis-(2-ethylhexyloxy)anthracene, 9,10-bis-(n-dodecyloxy)anthracene, 2-ethyl-9 , 10-diethoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 9,10-dibutoxyanthracene and the like.
- the blending amount of the sensitizer (F) is preferably 10% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, based on the total amount of the ink composition.
- the ink composition of the present embodiment may optionally contain additives that are normally added to ink compositions.
- additives that are normally added to ink compositions.
- a pigment dispersant, an antifoaming agent, a leveling agent, a light stabilizer, an antioxidant, a polymerization inhibitor, a lubricant, a wax, etc. may be blended.
- the ink composition of this embodiment may contain a hydroxyl group-containing compound that can serve as a chain transfer agent.
- a hydroxyl group-containing compound examples include methanol, ethanol, n- and i-propanol, n-, i-, sec and t-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and the like.
- the ink composition of this embodiment basically does not require a solvent, an appropriate amount may be used in order to adjust the viscosity of the composition and improve the coating properties.
- conventionally used ink resins may be used in combination with the ink composition of the present embodiment.
- examples include alkyd resins, oil-free polyester resins, petroleum resins, epoxy resins, ketone resins, and rosin-modified phenolic resins.
- the method for preparing the ink composition of this embodiment is not particularly limited.
- the ink composition can be prepared using a three-roll mill, a ball mill, a bead mill, or the like.
- Examples of difficult-to-adhesive substrates on which the ink composition of this embodiment is printed include, but are not limited to, ceramics, metal plates, olefin resin films, and the like.
- ceramic substrates include glass, pottery, porcelain, cement, etc., and are not particularly limited in form, and include containers, ornaments, decorative figurines, vases, windows, tiles, etc.
- the metal base material is a tin plate or an aluminum plate, and these base materials may be subjected to chemical conversion treatment, plating treatment, size painting, white coating, silver coating, etc.
- examples of the olefin resin film include polyethylene film and polypropylene film.
- the printing method of the ink composition of this embodiment can be appropriately selected from methods such as silk screen printing, gravure printing, flexo printing, letterpress printing, and dry offset printing using a resin letterpress. be able to.
- the printed matter can be cured by irradiating it with active energy rays at 0 to 100°C, for example at room temperature.
- the active energy rays to be used are not particularly limited, and include, for example, ultraviolet rays, electron beams, radiation ( ⁇ rays, ⁇ rays), and the like.
- the energy source of active energy rays is not particularly limited, and examples include ultraviolet lamps such as low-pressure mercury lamps, medium-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, gallium lamps, electrodeless lamps, xenon lamps, excimer lamps, and LED lamps, scanning type, non-scanning type electron beam irradiation equipment, etc.
- the amount of active energy ray irradiation required to cure the printed matter is preferably 10 mJ/cm 2 as a lower limit and 10,000 mJ/cm 2 as an upper limit.
- preliminary heating may be performed before irradiation with active energy rays, or follow-up heating may be performed after irradiating active energy rays.
- follow-up heating By performing follow-up heating after irradiation, it is possible to reduce the amount of unreacted substances in the cured film and to alleviate the distortion of the coating film caused by the curing of the coating film by active energy ray irradiation. In addition, post-heating may improve the hardness and adhesion of the coating film.
- the follow-up heating is usually preferably carried out at an ambient temperature of 50 to 250° C. for 1 to 30 minutes.
- the cured film obtained by curing the ink composition of this embodiment has excellent curability and solvent resistance regardless of humidity, and has particularly improved adhesion to difficult-to-adhere substrates such as ceramics. It is.
- An active energy ray containing (A) a pigment, (B) an allyl resin, (C) an epoxy compound, (D) an oxetane compound, and (E) a photocationic polymerization initiator, and characterized by the following (1) to (3): Curable ink composition.
- (1) Contains 3 to 25% by mass of (B) allyl resin in the total amount of the ink composition.
- the total amount of (C) the epoxy compound and (D) the oxetane compound is 30 to 65% by mass in the total amount of the ink composition.
- the weight ratio expressed by (C) epoxy compound/(D) oxetane compound is in the range of 1 to 5.
- An active energy ray-curable ink composition was prepared using the formulation shown below.
- varnishes were prepared prior to producing the ink compositions.
- the varnish was prepared by mixing various resins and epoxy compounds at 100° C. and dissolving the resin at a ratio of 60% by mass.
- varnishes were prepared by dissolving the resin with an oxetane compound instead of the epoxy compound.
- ⁇ Organic pigment Phthalocyanine pigment (“LIONOL BLUE” manufactured by Toyo Color Co., Ltd.) FG-7351”)
- ⁇ Extender pigment Amorphous silica (“AEROSIL R976S” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.)
- Allyl resin (“Daiso Dapp K (diallyl phthalate resin)”, “Daiso Dapp A (diallyl phthalate resin)”, “RADPAR AD-032” manufactured by Osaka Soda Co., Ltd.)
- Polyyester resin (“Byron GK-680” manufactured by Toyobo Co., Ltd.)
- ⁇ Petroleum resin (“Petrotac 90”, “Petcol 130” manufactured by Tosoh Corporation)
- ⁇ Acrylic resin (“Hypal GM-3011” manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.)
- Epoxy compound Alicyclic epoxy compound (“CER4221” manufactured by Dalian Trico Chemical
- Test panels were prepared for the ink compositions of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 17 by the following method, and the test panels were used to evaluate adhesion, curability, and solvent resistance.
- Example 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 17 were printed on a glass plate (a commercially available hard glass plate cleaned with acetone) or an aluminum plate using a bar coater to a film thickness of 10 ⁇ m.
- a concentrating metal halide lamp manufactured by Eye Graphics Co., Ltd., 120 W/cm
- the printed matter was irradiated with ultraviolet rays at a distance of 11 cm from the printed matter and at a conveyor speed of 10 m/min to cure it, and the test panel was I got it.
- Test panels printed on glass plates or aluminum plates were evaluated using a cellophane tape peeling test (checkerboard tape method) based on the following criteria. The test was conducted using a test panel 1 hour after UV irradiation. From a practical standpoint, a score of " ⁇ " or better is desired. ⁇ : Not peeled off at all. ⁇ : Slight peeling. (Peeling area is less than 10% of the test area) ⁇ : Peeling off. (Peeling area is 10% or more of the test area)
- ⁇ Curability> For a test panel printed on a glass plate, the time (number of seconds) from immediately after UV irradiation until it no longer felt tack (adhesiveness) when touched with a finger was measured.
- the ultraviolet rays were irradiated under two conditions: 40% humidity and 80% humidity. From a practical standpoint, a score of " ⁇ " or better is desired. ⁇ : Less than 1 second. ⁇ : 1 second or more, less than 5 seconds. ⁇ : 5 seconds or more, less than 10 seconds. ⁇ : 10 seconds or more.
- Table 1 (Examples 1 to 15) Contains (A) pigment, (B) allyl resin, (C) epoxy compound, (D) oxetane compound, and (E) photocationic polymerization initiator. - Contains 3 to 25% by mass of (B) allyl resin in the total amount of the ink composition. - The total amount of (C) the epoxy compound and (D) the oxetane compound is 30 to 65% by mass in the total amount of the ink composition. - The weight ratio expressed by (C) epoxy compound/(D) oxetane compound is in the range of 1 to 5.
- Table 2 (Comparative Examples 1 to 5) - The difference from the composition of the example is that (B) it does not contain allyl resin. (Comparative Examples 1 to 4 contain other resins.) (3) Table 2 (Comparative Example 6) - As a difference from the composition of the example, it does not contain (B) allyl resin and (D) oxetane compound. (4) Table 2 (Comparative Example 7) - The difference from the composition of the example is that it does not contain (B) allyl resin and (C) epoxy compound. (5) Table 2 (Comparative Examples 8 and 9) - The difference from the compositions of Examples is that the content of (B) allyl resin is not in the range of 3 to 25% by mass.
- Table 2 (Comparative Example 10) As a difference from the composition of the example, it does not contain (D) an oxetane compound.
- Table 2 (Comparative Examples 11 to 14) As a difference from the compositions of Examples, the weight ratio expressed by (C) epoxy compound/(D) oxetane compound is not in the range of 1 to 5.
- Table 2 (Comparative Example 15) As a difference from the composition of the example, it does not contain (C) an epoxy compound.
- Table 2 (Comparative Examples 16 and 17) The difference from the compositions of Examples is that the total content of (C) the epoxy compound and (D) the oxetane compound is not in the range of 30 to 65% by mass.
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Abstract
顔料、アリル樹脂、エポキシ化合物、オキセタン化合物、光カチオン重合開始剤を含有し、アリル樹脂を3~25質量%含有し、インキ組成物全量中のエポキシ化合物とオキセタン化合物の合計が30~65質量%であり、且つ、エポキシ化合物/オキセタン化合物で表される重量比率が1~5の範囲である、活性エネルギー線硬化型インキ組成物、および、活性エネルギー線硬化型インキ組成物により印刷された印刷物。
Description
本発明は、活性エネルギー線硬化型インキ組成物および該活性エネルギー線硬化型インキ組成物を印刷してなる印刷物に関する。さらに詳しくは、セラミックスなどの難接着基材に対する密着性に優れ、且つ湿度によらず硬化性、耐溶剤性に優れる活性エネルギー線硬化型インキ組成物およびその印刷物に関する。
ガラスなどのセラミックス製品の被覆、すなわちコーティングや印刷などに用いるインキ組成物としては、基材であるセラミックスとの強固な密着性が要求されるため、専用の被覆用組成物が用いられている。セラミックス用インキなどの汎用のセラミックス被覆用組成物は、基材に印刷または被覆後に150℃~600℃程度の高温で焼付け処理を行い、インキの模様や表示または被膜を基材に密着させている。しかしながら、この方法では、焼付け工程に多量のエネルギーを必要とすること、作業環境の点から生産効率が低いこと、乾燥炉の設置場所の確保や揮発成分の処理設備の設置にコストが掛かり高コスト化に繋がるなどの欠点を有する。また、ある種のセラミックス被覆用組成物は、ガラス成分の融着剤として鉛、カドミウム、クロム、マンガンなどの重金属が含まれていたり、溶剤などとして有機揮発性成分(VOC)を必要としたりすることから、環境の観点からも望ましくない。
一般に活性エネルギー線硬化型インキ組成物は、紫外線等の活性エネルギー線を照射することで短時間にて硬化するため、高温での焼付け工程を省くことが可能である。さらに、活性エネルギー線硬化型インキ組成物は、VOCやその他の非水系溶剤をほとんどまたは全く含ませることなく調製することが可能なため、環境面、作業効率面および設備投資面などの観点から望ましいものといえる。しかしながら、活性エネルギー線硬化型インキ組成物をセラミックス製品の被覆または装飾に適用した場合、焼付けを必要とするセラミックス被覆用組成物と同等または製品として許容可能な範囲内の密着性を得ることが困難であった。
セラミックス基材との密着性を改善する方法として、ビスフェノールAエポキシ樹脂を主成分とする塗料に、有機官能性シラン、陽イオン光重合開始剤およびフッ素化表面活性剤を配合したUV硬化型組成物が提案されている(特許文献1)。
また特許文献2には、脂環式エポキシ基を有するアクリル樹脂と光カチオン重合開始剤とを必須成分とする光架橋組成物が開示されている。
また特許文献3には、末端および/または側鎖にカチオン重合性官能基を有するアクリル樹脂とカップリング剤と光カチオン重合開始剤とを必須成分とする光架橋組成物が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の組成物はUV硬化速度が極端に遅いために、前処理として基材を加温したり、光照射後に加温し後硬化したりすることが必要であるなど、UV硬化で最大のメリットである被覆の高速化(特に、多色印刷機使用時)が困難であった。
また、特許文献2に記載の組成物は、セラミックス基材との相互作用(密着力)が弱いために、耐湿性、耐煮沸性など、セラミックス製品が使用される環境において要求される特性に劣り、場合によっては基材から被膜が剥離するなどの課題があった。
さらに、特許文献3に記載の組成物は、充分な硬化性が得られない上に、高湿度環境下では更に硬化性が低下するなどの課題があった。
本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、活性エネルギー線硬化型インキ組成物および該活性エネルギー線硬化型インキ組成物を印刷してなる印刷物を提供することにある。さらに詳しくは、セラミックスなどの難接着基材に対する密着性に優れ、湿度によらず硬化性、耐溶剤性に優れる活性エネルギー線硬化型インキ組成物およびその印刷物を提供することにある。
上記課題を解決するために鋭意研究した結果、顔料、樹脂、エポキシ化合物、オキセタン化合物、光カチオン重合開始剤を含有してなる活性エネルギー線硬化型インキにおいて、特定の樹脂を含有し、特定の比率・量でエポキシ化合物とオキセタン化合物とを併用した活性エネルギー線硬化型インキ組成物が、セラミックスなどの難接着基材に対する密着性に優れ、且つ、湿度によらず硬化性、耐溶剤性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記課題を解決する本発明の一態様の活性エネルギー線硬化型インキ組成物は、(A)顔料、(B)アリル樹脂、(C)エポキシ化合物、(D)オキセタン化合物、(E)光カチオン重合開始剤を含有し、下記(1)~(3)を特徴とする活性エネルギー線硬化型インキ組成物である。
(1)インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有する。
(2)インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%である。
(3)(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。
(1)インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有する。
(2)インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%である。
(3)(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。
また、上記課題を解決する本発明の一態様の印刷物は、上記の活性エネルギー線硬化型インキ組成物を、基材に印刷してなる印刷物である。
本発明の一実施形態(以下、本実施形態ともいう)の活性エネルギー線硬化型インキ組成物は、活性エネルギー線照射によってカチオン重合反応を起こして硬化するインキ組成物であり、(A)顔料、(B)アリル樹脂、(C)エポキシ化合物、(D)オキセタン化合物、(E)光カチオン重合開始剤を含有する。また、本実施形態の活性エネルギー線硬化型インキ組成物は、下記(1)~(3)を特徴とする。
(1)インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有する。
(2)インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%である。
(3)(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。
(1)インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有する。
(2)インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%である。
(3)(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。
以下、各成分について具体的に説明する。
本実施形態の(A)顔料としては、各種の着色顔料または体質顔料が使用可能であり、耐熱性、耐光性、耐レトルト処理性を有するものであることが好ましい。着色顔料としては無機顔料、有機顔料が挙げられる。無機顔料は、酸化チタン、カーボンブラック等、有機顔料は、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、キノフタロン系顔料等、体質顔料は、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの公知公用の各種顔料が使用可能であり、それらは併用されてもよい。
(A)顔料の含有量は、種類や目的によって適宜調整されるが、インキ組成物中、3質量%以上60質量%以下が好ましく、5質量%以上45質量%以下がより好ましい。
本実施形態の(B)アリル樹脂としては、重合成分として少なくとも1種のアリルモノマーを含む樹脂をいう。アリルモノマーとしては、ジアリルフタレート、シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、アリルグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、トリメリット酸トリアリル、ピロメリット酸テトラアリル、ソルビン酸アリル、マレイン酸ジアリル、フマル酸ジアリル、クエン酸ジアリル等が挙げられる。これらの中でも、ジアリルフタレート、シクロヘキサンジカルボン酸ジアリルが好ましい。また、2種以上のアリル樹脂を含んでいてもよい。
また、アリル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上100000以下が好ましく、15000以上70000以下がより好ましい。Mwは、ポリスチレンを標準物質としてゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した値を意味し、JIS K 7252-1:2016に準拠した方法により測定する。
(B)アリル樹脂としては、市販品を使用してもよい。例えば、(株)大阪ソーダ製のダイソーダップA、ダイソーダップK、ダイソーイソダップ、RADPAR AD-032などを使用できる。
さらに、上記インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂は3~25質量%(好ましくは5~20質量%、より好ましくは8~16質量%)含有する事が必要である。この範囲でアリル樹脂を含有しない場合には、アリル樹脂の有効性が充分に発揮されず、アリル樹脂がこの範囲より少ないと難接着基材への密着性が低下し、この範囲より多いと硬化性が低下する。
本実施形態の(C)エポキシ化合物としては、1分子中にエポキシ基を1個以上有するエポキシ化合物であり、エポキシ当量70~5,000、好ましくは80~3,000のものを好適に使用することができる。
この(C)エポキシ化合物のエポキシ基は、シクロヘキセンオキサイドまたはシクロペンテンオキサイド構造などを有する脂環式エポキシ基;グリシジル基などの脂肪族エポキシ基のいずれであってもよく、1分子中に両者のエポキシ基が混在していてもよい。本実施形態においては、硬化性の観点から脂環式エポキシ化合物が好ましい。
脂環式エポキシ基を含有する脂環式エポキシ化合物としては、たとえばジシクロペンタジエンジオキサイド、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(2,3-エポキシシクロペンチル)エーテル、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、(3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシル)メチル-3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アセタール、エチレングリコールのビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)エーテル、エチレングリコールの3,4-エポキシシクロヘキサンカルボン酸ジエステルなどが挙げられる。
脂肪族エポキシ基を含有する脂肪族エポキシ化合物としては、たとえばエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ジグリセリンテトラグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、スピログリコールジグリシジルエーテル、2,6-ジグリシジルフェニルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ブタジエンジオキサイド、フタル酸ジグリシジルエステル、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ε-カプロラクトン変性ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。
本実施形態における(D)オキセタン化合物としては、オキセタン環を分子中に少なくとも1個含有する化合物であり、たとえば下記の式(D4-1)~(D4-4)で示される化合物などを挙げることができる。
式(D4-1):
(式中、R3は炭素数1~6のアルキル基;R4は水素原子、水酸基で置換されていてもよい炭素数1~6のアルキル基、水酸基で置換されていてもよい炭素数2~10のアルコキシアルキル基、水酸基で置換されていてもよい炭素数7~12のアリール基、水酸基で置換されていてもよい炭素数7~12のアラルキル基、または水酸基で置換されていてもよい炭素数7~12のアリールオキシアルキル基を示す)
式(D4-2):
(式中、R3は式(D4-1)と同じである)
式(D4-3):
(式中、R3は式(D4-1)と同じ;R5は炭素数1~6のアルキレン基、シクロアルキレン基、フェニレン基、キシリレン基、または炭素数4~30のポリアルキレンオキシ基を示す)
式(D4-4):
(式中、R3は式(D4-1)と同じ;R6は水素原子またはメチル基を示す)
式(D4-1):
式(D4-2):
式(D4-3):
式(D4-4):
前記式(D4-1)で表されるオキセタン化合物の代表例としては、3-エチル-3-メトキシメチルオキセタン、3-エチル-3-エトキシメチルオキセタン、3-エチル-3-ブトキシメチルオキセタン、3-エチル-3-ヘキシルオキシメチルオキセタン、3-メチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、3-エチル-3-アリルオキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(2’-ヒドロキシエチル)オキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(2’-ヒドロキシ-3’-フェノキシプロピル)オキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(2’-ヒドロキシ-3’-ブトキシプロピル)オキシメチルオキセタン、3-エチル-3-[2’-(2”-エトキシエチル)オキシメチル]オキセタン、3-エチル-3-(2’-ブトキシエチル)オキシメチルオキセタン、3-エチル-3-ベンジルオキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(4-tert-ブチルベンジルオキシメチル)オキセタンなどを挙げることができる。
前記式(D4-2)で表されるオキセタン化合物の代表例としては、式(D4-2)において、両方のR3がいずれもメチルまたはエチルである化合物を挙げることができる。
前記式(D4-3)で表されるオキセタン化合物の代表例としては、式(D4-3)において、両方のR3がいずれもエチルで、R5がメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、シクロヘキシレン、フェニレン、キシリレン、ポリ(エチレンオキシ)、ポリ(プロピレンオキシ)である化合物などを挙げることができる。
前記式(D4-4)で表されるオキセタン化合物の代表例としては、3-メチル-3-オキセタニルメチルアクリレート、3-メチル-3-オキセタニルメチルメタクリレート、3-エチル-3-オキセタニルメチルアクリレート、3-エチル-3-オキセタニルメチルメタクリレートなどを挙げることができる。
本実施形態における(D)オキセタン化合物としては、分子中にオキセタン環を2個含有する化合物、すなわち式(D-2)、式(D-3)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物との併用割合は、(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率において1~5であり、1.5~4.5が好ましい。この範囲外であると目的とする効果が得られず、5を上回ると硬化性が低下し、1を下回ると高湿度環境下での硬化性が低下する。
また、インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計量は、30~65質量%含有する事が必要である。この範囲外であると目的とする効果が得られず、この範囲を下回ると硬化性が低下し、この範囲を超えると難接着基材への密着性が低下する。
本実施形態における(E)光カチオン重合開始剤としては、活性エネルギー線照射によって酸を発生し、被覆用組成物中に含まれるカチオン重合性の成分のカチオン重合性官能基(たとえばエポキシ基やオキセタニル基など)に作用してカチオン重合を開始させる化合物である。(E)光カチオン重合開始剤は1種または2種以上を併用可能である。活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、放射線(β線、γ線)などが例示できる。
(E)光カチオン重合開始剤としては、一般的には、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、メタロセン化合物、ベンゾイントシレートなどが知られており、多くの化合物が市販されている。本実施形態では市販の光カチオン重合開始剤を使用することができる。
市販品としては、たとえばイルガキュア250(BASFジャパン(株)製)、CPI-100P(サンアプロ(株)製)などを代表例として挙げることができる。
(E)光カチオン重合開始剤の含有量は、インキ組成物全量中、0.1質量%以上、好ましくは5質量%以上、また25質量%以下、好ましくは20質量%以下が好適である。光カチオン重合開始剤が少なすぎると重合が開始されないか重合速度が遅くなる傾向にあり、また多すぎると組成物中から析出(分離)する傾向にある。
本実施形態における(F)増感剤は、アントラセン化合物が好ましく、9,10-ビス-(2-エチルヘキシルオキシ)アントラセン、9,10-ビス-(n-ドデシルオキシ)アントラセン、2-エチル-9,10-ジエトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン、9,10-ジブトキシアントラセンなどを挙げることができる。
(F)増感剤の配合量は、インキ組成物全量中、10質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。
本実施形態のインキ組成物は、上記成分のほか、インキ組成物に通常配合される添加剤が任意成分として配合されてもよい。任意成分としては、顔料分散剤、消泡剤、レベリング剤、光安定剤、酸化防止剤、重合禁止剤、滑剤、ワックスなどを配合してもよい。
本実施形態のインキ組成物には連鎖移動剤となりえる水酸基含有化合物を配合してもよい。水酸基含有化合物としては、メタノール、エタノール、n-およびi-プロパノール、n-、i-、secおよびt-ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリーコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール モノメチルエーテルなどが挙げられる。
また、本実施形態のインキ組成物には基本的に溶剤は不要であるが、組成物の粘度調整や塗工性を向上させるために、場合によっては適量使用してもよい。
また、本実施形態のインキ組成物には上記記載の(B)アリル樹脂に加え、従来、用いられるインキ用樹脂が併用されてもよい。たとえば、アルキッド樹脂、オイルフリーポリエステル樹脂、石油樹脂、エポキシ樹脂、ケトン樹脂、ロジン変性フェノール樹脂等である。
本実施形態のインキ組成物の調製方法は特に限定されない。一例を挙げると、インキ組成物は、3本ロールミル、ボールミル、ビーズミル等を用いる事によって調製され得る。
本実施形態のインキ組成物が印刷される難接着基材としてはセラミックスや金属板、オレフィン系樹脂フィルムなどが挙げられるが、それらに限定されない。一例を挙げると、セラミックス基材としては、ガラス、陶器、磁器、セメントなどが挙げられ、形態としては特に限定されず、容器、装飾物、装飾用小立像、花瓶、窓、タイルなどが含まれる。また、金属基材としては、ブリキ板、アルミニウム板であり、これらの基材は、化成処理、メッキ処理、サイズ塗装やホワイトコーティング、シルバーコーティング等が施されてもよい。また、オレフィン系樹脂フィルムとしては、ポリエチレンフィルム、プリプロピレンフィルムなどが挙げられる。
本実施形態のインキ組成物の印刷方法については特に制限はなく、たとえばシルクスクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、凸版印刷、樹脂凸版を使用したドライオフセット印刷などの方法の中から適宜選択して用いることができる。
印刷物の硬化は、印刷後、0~100℃、たとえば室温において活性エネルギー線を照射すればよい。使用する活性エネルギー線としては特に限定されず、たとえば紫外線、電子線、放射線(β線、γ線)などを挙げることができる。また、活性エネルギー線のエネルギー源としても特に限定されず、たとえば低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、ガリウムランプ、無電極ランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、LEDランプなどの紫外線ランプ、走査型、非走査型の電子線照射装置などが挙げられる。
印刷物を硬化させるために必要な活性エネルギー線の照射量としては、紫外線の場合は下限10mJ/cm2、上限10000mJ/cm2が好ましい。
また、必要に応じて活性エネルギー線を照射する前に予備加熱を行ったり、活性エネルギー線を照射したのちに後追い加熱を行ったりしてもよい。
照射後に後追い加熱することによって硬化皮膜中の未反応物量の低減、および活性エネルギー線照射による塗膜の硬化によって生じた塗膜の歪みの緩和を行うことができる。そのほか、後追い加熱によって塗膜の硬度や密着性が向上する場合もある。後追い加熱は、通常、50~250℃の雰囲気温度で1~30分間行うことが好ましい。
本実施形態のインキ組成物を用い硬化させて得られる硬化皮膜は、湿度によらず硬化性、耐溶剤性に優れており、しかもセラミックスなどの難接着基材との密着性が特に向上したものである。
以上、本発明の一実施形態について説明した。本発明は、上記実施形態に特に限定されない。なお、上記した実施形態は、以下の構成を有する発明を主に説明するものである。
(A)顔料、(B)アリル樹脂、(C)エポキシ化合物、(D)オキセタン化合物、(E)光カチオン重合開始剤を含有し、下記(1)~(3)を特徴とする活性エネルギー線硬化型インキ組成物。
(1)インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有する。
(2)インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%である。
(3)(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。
(1)インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有する。
(2)インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%である。
(3)(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。
(F)増感剤としてアントラセン化合物を含有していることを特徴とする上記の活性エネルギー線硬化型インキ組成物。
(D)オキセタン化合物が分子中にオキセタン環を2個含有する化合物であることを特徴とする上記の活性エネルギー線硬化型インキ組成物。
上記の活性エネルギー線硬化型インキ組成物を、基材に印刷してなる印刷物。
以下に実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでない。以下、表中の数字は、質量%を示す。
以下に示す処方により活性エネルギー線硬化型インキ組成物を作製した。
<インキ用ワニスの作製>
各種樹脂を含有したインキ組成物については、インキ組成物を作製するに先立ち、ワニスを作製した。ワニスは、各種樹脂とエポキシ化合物とを100℃で混合し、樹脂比率を60質量%比率で溶解させて作製した。尚、樹脂を含有し、且つエポキシ化合物を含有していない比較例7および15に関しては、エポキシ化合物の代わりにオキセタン化合物で樹脂を溶解させてワニスを作製した。
各種樹脂を含有したインキ組成物については、インキ組成物を作製するに先立ち、ワニスを作製した。ワニスは、各種樹脂とエポキシ化合物とを100℃で混合し、樹脂比率を60質量%比率で溶解させて作製した。尚、樹脂を含有し、且つエポキシ化合物を含有していない比較例7および15に関しては、エポキシ化合物の代わりにオキセタン化合物で樹脂を溶解させてワニスを作製した。
<インキ組成物の作成>
表1、2に記載される配合にて、3本ロールミルを用いて最大粒径が7.5μm以下になるように分散して、実施例1~15、比較例1~17のインキ組成物を作製した。
表中の材料を下記に示す。
・有機顔料:フタロシアニン系顔料(トーヨーカラー(株)製「LIONOL BLUE
FG-7351」)
・体質顔料:非晶質シリカ(日本アエロジル(株)製「AEROSIL R976S」)
・アリル樹脂:((株)大阪ソーダ製「ダイソーダップK(ジアリルフタレート系樹脂)」、「ダイソーダップA(ジアリルフタレート系樹脂)」、「RADPAR AD-032」)
・ポリエステル樹脂:(東洋紡(株)製「バイロンGK-680」)
・石油樹脂:(東ソー(株)製「ペトロタック90」、「ペトコール130」)
・アクリル樹脂:(根上工業(株)製「ハイパールGM-3011」)
・エポキシ化合物:脂環式エポキシ化合物(Dalian Trico Chemical Co.,Ltd製「CER4221」)、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
・オキセタン化合物:2官能オキセタン化合物(東亞合成(株)製「アロンオキセタンOXT-221」)、式(D4-2)においてR3がエチル基である化合物
・光カチオン重合開始剤:オニウム塩系開始剤(サンアプロ(株)製「CPI-100P」)
・増感剤:アントラセン系増感剤(川崎化成工業(株)製「アントラキュアーUVS-1101」)
表1、2に記載される配合にて、3本ロールミルを用いて最大粒径が7.5μm以下になるように分散して、実施例1~15、比較例1~17のインキ組成物を作製した。
表中の材料を下記に示す。
・有機顔料:フタロシアニン系顔料(トーヨーカラー(株)製「LIONOL BLUE
FG-7351」)
・体質顔料:非晶質シリカ(日本アエロジル(株)製「AEROSIL R976S」)
・アリル樹脂:((株)大阪ソーダ製「ダイソーダップK(ジアリルフタレート系樹脂)」、「ダイソーダップA(ジアリルフタレート系樹脂)」、「RADPAR AD-032」)
・ポリエステル樹脂:(東洋紡(株)製「バイロンGK-680」)
・石油樹脂:(東ソー(株)製「ペトロタック90」、「ペトコール130」)
・アクリル樹脂:(根上工業(株)製「ハイパールGM-3011」)
・エポキシ化合物:脂環式エポキシ化合物(Dalian Trico Chemical Co.,Ltd製「CER4221」)、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
・オキセタン化合物:2官能オキセタン化合物(東亞合成(株)製「アロンオキセタンOXT-221」)、式(D4-2)においてR3がエチル基である化合物
・光カチオン重合開始剤:オニウム塩系開始剤(サンアプロ(株)製「CPI-100P」)
・増感剤:アントラセン系増感剤(川崎化成工業(株)製「アントラキュアーUVS-1101」)
実施例1~15および比較例1~17のインキ組成物について、以下の方法でテストパネルを作製し、そのテストパネルを用いて、密着性、硬化性、耐溶剤性を評価した。
<テストパネルの作製>
実施例1~15、および比較例1~17のインキ組成物について、バーコーターにて膜厚10μmとなるように、ガラス板(アセトンで洗浄した市販の硬質ガラス板)もしくはアルミ板に印刷した。次いで、集光型メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製、120W/cm)照射装置を用いて、印刷物との距離11cm、コンベア速度10m/分で紫外線を印刷物に照射して硬化させ、テストパネルを得た。
実施例1~15、および比較例1~17のインキ組成物について、バーコーターにて膜厚10μmとなるように、ガラス板(アセトンで洗浄した市販の硬質ガラス板)もしくはアルミ板に印刷した。次いで、集光型メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製、120W/cm)照射装置を用いて、印刷物との距離11cm、コンベア速度10m/分で紫外線を印刷物に照射して硬化させ、テストパネルを得た。
<密着性の評価>
ガラス板もしくはアルミ板上に印刷したテストパネルについて、セロハンテープ剥離試験(碁盤目テープ法)にて以下基準で評価を実施した。試験は紫外線照射1時間後のテストパネルを使用して実施した。実用面から「△」以上が望まれる。
○:全く剥離していない。
△:僅かに剥離している。(剥離面積が試験面積の10%未満)
×:剥離している。(剥離面積が試験面積の10%以上)
ガラス板もしくはアルミ板上に印刷したテストパネルについて、セロハンテープ剥離試験(碁盤目テープ法)にて以下基準で評価を実施した。試験は紫外線照射1時間後のテストパネルを使用して実施した。実用面から「△」以上が望まれる。
○:全く剥離していない。
△:僅かに剥離している。(剥離面積が試験面積の10%未満)
×:剥離している。(剥離面積が試験面積の10%以上)
<硬化性>
ガラス板上に印刷したテストパネルについて、紫外線照射直後から指で触ってタック(粘着性)を感じなくなるまでの時間(秒数)を測定した。尚、湿度40%と80%の2種の条件下で紫外線を照射した。実用面から「△」以上が望まれる。
○ :1秒未満。
○△:1秒以上、5秒未満。
△ :5秒以上、10秒未満。
× :10秒以上。
ガラス板上に印刷したテストパネルについて、紫外線照射直後から指で触ってタック(粘着性)を感じなくなるまでの時間(秒数)を測定した。尚、湿度40%と80%の2種の条件下で紫外線を照射した。実用面から「△」以上が望まれる。
○ :1秒未満。
○△:1秒以上、5秒未満。
△ :5秒以上、10秒未満。
× :10秒以上。
<耐溶剤性>
ガラス板上に印刷したテストパネルについて、表面をエタノールを含浸させた綿棒で軽く100回こすり(100往復させる)、皮膜表面の劣化及び綿棒への色移りについて以下基準で評価を実施した。試験は紫外線照射1時間後のテストパネルを使用して実施した。尚、湿度40%と80%の2種の条件下で紫外線を照射した。実用面から「△」以上が望まれる。
○ :皮膜表面の劣化なし、綿棒への色移りなし。
○△:皮膜表面の劣化なし、綿棒へ僅かに色移りあり。
△ :皮膜表面の劣化なし、綿棒へ色移りあり。
× :皮膜表面の劣化あり、綿棒へ色移りあり。
ガラス板上に印刷したテストパネルについて、表面をエタノールを含浸させた綿棒で軽く100回こすり(100往復させる)、皮膜表面の劣化及び綿棒への色移りについて以下基準で評価を実施した。試験は紫外線照射1時間後のテストパネルを使用して実施した。尚、湿度40%と80%の2種の条件下で紫外線を照射した。実用面から「△」以上が望まれる。
○ :皮膜表面の劣化なし、綿棒への色移りなし。
○△:皮膜表面の劣化なし、綿棒へ僅かに色移りあり。
△ :皮膜表面の劣化なし、綿棒へ色移りあり。
× :皮膜表面の劣化あり、綿棒へ色移りあり。
実施例、比較例の処方設計は下記の通りである。
(1)表1(実施例1~15)
・(A)顔料、(B)アリル樹脂、(C)エポキシ化合物、(D)オキセタン化合物、(E)光カチオン重合開始剤を含有している。
・インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有している。
・インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%である。
・(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。
(2)表2(比較例1~5)
・実施例の組成物との相違点として、(B)アリル樹脂を含有していない。(比較例1~4はその他の樹脂を含有している。)
(3)表2(比較例6)
・実施例の組成物との相違点として、(B)アリル樹脂、(D)オキセタン化合物を含有していない。
(4)表2(比較例7)
・実施例の組成物との相違点として、(B)アリル樹脂、(C)エポキシ化合物を含有していない。
(5)表2(比較例8、9)
・実施例の組成物との相違点として、(B)アリル樹脂の含有量が3~25質量%の範囲でない。
(6)表2(比較例10)
・実施例の組成物との相違点として、(D)オキセタン化合物を含有していない。
(7)表2(比較例11~14)
・実施例の組成物との相違点として、(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲でない。
(8)表2(比較例15)
・実施例の組成物との相違点として、(C)エポキシ化合物を含有していない。
(9)表2(比較例16、17)
・実施例の組成物との相違点として、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%の範囲でない。
(1)表1(実施例1~15)
・(A)顔料、(B)アリル樹脂、(C)エポキシ化合物、(D)オキセタン化合物、(E)光カチオン重合開始剤を含有している。
・インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有している。
・インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%である。
・(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。
(2)表2(比較例1~5)
・実施例の組成物との相違点として、(B)アリル樹脂を含有していない。(比較例1~4はその他の樹脂を含有している。)
(3)表2(比較例6)
・実施例の組成物との相違点として、(B)アリル樹脂、(D)オキセタン化合物を含有していない。
(4)表2(比較例7)
・実施例の組成物との相違点として、(B)アリル樹脂、(C)エポキシ化合物を含有していない。
(5)表2(比較例8、9)
・実施例の組成物との相違点として、(B)アリル樹脂の含有量が3~25質量%の範囲でない。
(6)表2(比較例10)
・実施例の組成物との相違点として、(D)オキセタン化合物を含有していない。
(7)表2(比較例11~14)
・実施例の組成物との相違点として、(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲でない。
(8)表2(比較例15)
・実施例の組成物との相違点として、(C)エポキシ化合物を含有していない。
(9)表2(比較例16、17)
・実施例の組成物との相違点として、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物の合計が30~65質量%の範囲でない。
表1~2に示されるように、本発明の実施例に記載の印刷インキ組成物を用いた場合、比較例の印刷インキ組成物を用いた場合と比べて、セラミックス等の難接着基材に対する密着性に優れ、且つ、湿度によらず硬化性、耐溶剤性に優れる活性エネルギー線硬化型インキを得ることができることが分った。
Claims (4)
- (A)顔料
(B)アリル樹脂
(C)エポキシ化合物
(D)オキセタン化合物
(E)光カチオン重合開始剤
を含有し、下記(1)~(3)を特徴とする活性エネルギー線硬化型インキ組成物。
(1)インキ組成物全量中、(B)アリル樹脂を3~25質量%含有する。
(2)インキ組成物全量中、(C)エポキシ化合物と(D)オキセタン化合物とを合計で30~65質量%含有する。
(3)(C)エポキシ化合物/(D)オキセタン化合物で表される重量比率が、1~5の範囲である。 - 活性エネルギー線硬化型インキ組成物が、増感剤(F)を含有し、増感剤(F)がアントラセン化合物である請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型インキ組成物。
- 前記オキセタン化合物(D)が、分子中にオキセタン環を2個含有する化合物である請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化型インキ組成物。
- 請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化型インキ組成物を、基材に印刷してなる印刷物。
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---|---|
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---|---|---|---|
PCT/JP2023/014450 WO2023210311A1 (ja) | 2022-04-25 | 2023-04-07 | 活性エネルギー線硬化型インキ組成物および印刷物 |
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2022
- 2022-04-25 JP JP2022071460A patent/JP7198403B1/ja active Active
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2023
- 2023-04-07 WO PCT/JP2023/014450 patent/WO2023210311A1/ja unknown
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