JPH08892B2 - 紫外線硬化及び酸化重合機能を併せ持つインキ、及びそれを使用した印刷物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、凹版印刷、スクリーン印刷等の皮膜層が厚
めの各種印刷に用いることのできる、高速表面乾燥（セ
ット）性インキに関する。

〔従来の技術〕

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

一方、紫外線硬化性成分と酸化重合性成分を併用し、
顔料分散性の改善や基材（被印刷体）との密着、接着性
を向上させる方法も提案されている。例えば、高級脂肪
酸（酸化重合性成分）を分子内に含んだ光重合性物質を
合成することは、特開昭49−97788号、同51−16107号、
同50−95006号等数多く提案されており、又光重合物質
にアルキド樹脂（酸化重合成分）を混合するものは特開
昭54−25941号で提案されている。しかし、これらの提
案はいずれも、顔料分散性の改善や基材との密着、接着
性の向上のみを目的としているので、本発明のごとき、
紫外線照射により皮膜表層部を瞬時に硬化させ、印刷あ
るいは塗工直後の積み重ねや二次加工を可能にし、その
後皮膜内部は酸化重合により自然乾燥させることを第一
義的な目的とした方法とは異なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のインキの紫外線硬化（乾燥）では、印刷された
インキ等が高速に硬化、乾燥すること、及び硬化皮膜の
耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性が優れている等の
長所を有する半面、硬化しうるインキ膜厚が薄く、顔料
分散性、印刷適性、基材に対する密着、接着性等のイン
キ適性が劣る等の欠点があった。また、酸化重合乾燥で
はこれとは反対に、顔料分散性、印刷適性、基材に対す
る密着、接着性等のインキ、塗料適性が優れている反
面、乾燥速度が遅く、硬化皮膜の耐薬品性、耐摩擦性、
堅牢性等の耐性が劣る等の欠点がある。

本発明は、これらの紫外線硬化（乾燥）及び酸化重合
乾燥両者の長所を生かし、そして互いの欠点を補い合う
ような紫外線硬化、酸化重合併用インキを得ることを目
的としている。即ち、紫外線照射による高速乾燥性を有
し、紫外線乾燥によって乾燥し得ない皮膜内部層の未硬
化部を酸化重合により硬化、乾燥させ、更に顔料分散
性、印刷適性、基材に対する密着、接着性等のインキ適
性及び硬化皮膜の耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性
が優れたインキを得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明のインキにおいて
は、紫外線硬化性組成物と酸化重合性組成物の混合体を
用いることにより、紫外線硬化（乾燥）と酸化重合乾燥
を併用しうるようなインキにしたものである。即ち、こ
の紫外線硬化、酸化重合併用インキは、紫外線照射によ
り皮膜表層部を瞬時に硬化させ、印刷あるいは塗工直後
の積み重ねや二次加工を可能にし、その後皮膜内部は酸
化重合により自然乾燥しうること、並びに顔料分散性、
印刷適性、基材に対する密着、接着性等のインキ適性及
び硬化皮膜の耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性が優
れていることを特徴としている。普通、酸素は重合禁止
剤としてアクリレートのような紫外線硬化成分のゲル化
を防止するために用いられているが、本発明ではアルキ
ド樹脂等の酸化重合成分と酸素を組み合わせて重合開始
剤として用いている。

上記紫外線硬化、酸化重合併用インキにおいて、紫外
線硬化性組成物としては光硬化性樹脂化合物と光重合開
始剤もしくは増感剤との混合物を、又酸化重合性組成物
としては酸化重合性物質と酸化重合触媒の混合物を用い
る。これらの成分、つまり光硬化性樹脂化合物、光重合
開始剤、増感剤、酸化重合性物質、酸化重合触媒には、
紫外線硬化（乾燥）及び酸化重合乾燥型インキに使用さ
れている一般に公知の諸材料が使用できる。例えば、光
硬化性樹脂化合物としては１から６官能の各種アクリレ
ート及びメタクリレートのモノマー、プレポリマーであ
り、光重合開始剤としては開裂型のベンゾイン、ベンゾ
インエーテル等、水素引抜き型のベンジル、ベンゾフェ
ノン等、イオン反応型のアリルジアゾニウム塩類等であ
り、増感剤としては第三アミン類等である。又、酸化重
合性物質としてはあまに油、大豆油等の乾性油もしくは
半乾性油又はアルキド樹脂ワニスのような乾性油変性樹
脂ワニス等であり、酸化重合触媒としてはコバルト、マ
ンガン、鉛、鉄等の金属化合物である硼酸コバルト、オ
クチル酸コバルト、ナフテン酸コバルト、一酸化鉛等で
ある。

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

上記紫外線硬化、酸化重合併用インキに利用可能な顔
料は、光学的な透明性、隠蔽性、反射性、発光性等の顔
料諸特性には全く制限を受けないため、どのような種類
の顔料でも使用できる。

〔作用〕

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

つまり、酸化重合成分自体が重合開始剤として作用
し、未反応の紫外線硬化性組成物が酸化的な重合を促進
することになる。また、そのためには、酸化重合成分は
限定される必要があり、半乾性油または乾性油変性アル
キド樹脂のような、常温で徐々にラジカルを生成する物
質でなくてはならない。

この場合、酸化重合成分同士の酸化重合速度より紫外
線硬化成分の酸化的反応速度の方が速いことを確認して
おり、したがって樹脂成分中の紫外線硬化成分の割合を
高めることができる。そうすることによって、硬化皮膜
は、耐薬品性、耐摩擦性、堅牢性等の耐性が優れたもの
になる。また、基材と接触している皮膜内部層は紫外線
照射によっても瞬時に硬化しないため、基材とのなじみ
が良好になるとともに、硬化にともなう内部応力の緩和
が十分になり歪みが生じにくくなる等のことも、基材に
対する硬化皮膜の密着、接着性を向上させる要因の一つ
になっている。

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

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

〔実施例〕

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

紫外線硬化、酸化重合併用型凹版インキは、凹版印刷
機を用いて、通常の方法で連続印刷した。連続して印刷
される印刷物は印刷後直ちに紫外線照射装置内を搬送さ
せた後、排紙部にそのまま積み重ねた。このときの印刷
条件及び紫外線照射条件等は次の通りである。印刷用
紙：証券用紙、印刷版面深度:130μｍ、印刷速度:25m/m
in、紫外線照射搬送速度:25m/min、紫外線ランプ：空冷
式,120w/cm,メタルハライドランプ２灯、排紙積み重ね
枚数:5000枚。

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

上記印刷実施の結果は次の通りであった。

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

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

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

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

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

〔発明の効果〕

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

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

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

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

Claims (5)

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