JP7707660B2 - Method for manufacturing active energy ray curable screen printing ink, printed matter, and molded printed matter - Google Patents
Method for manufacturing active energy ray curable screen printing ink, printed matter, and molded printed matterInfo
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Description
本発明は、活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ、並びに、これを用いた印刷体に関する。特に、プラスチック基材に対して良好な密着性を有し、耐薬品性、後加工性、硬化塗膜の柔軟性に優れ、かつ、インキ中のバイオマス由来成分を有する比率が10質量%以上である活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ、並びに、これを用いた印刷体に関するものである。 The present invention relates to an active energy beam-curable screen printing ink and a printed article using the same. In particular, the present invention relates to an active energy beam-curable screen printing ink that has good adhesion to plastic substrates, is excellent in chemical resistance, post-processing properties, and flexibility of the cured coating film, and contains 10% by mass or more of biomass-derived components, and to a printed article using the same.
従来、活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキは、紫外線、可視光線、電子線等の活性エネルギー線をごく短時間照射することで硬化が可能であり、生産性が高く、また、高い塗膜耐性を得ることが可能なことから耐久性が必要な分野で広く使用されている。 Conventionally, active energy ray-curable screen printing inks can be cured by short-term exposure to active energy rays such as ultraviolet rays, visible light, and electron beams, and are widely used in fields where durability is required because they are highly productive and can provide high coating resistance.
この活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキは、印刷対象基材がプラスチック基材の場合、プラスチックの種類、特に、極性の低いポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系基材や、ポリエチレン基材は良好な密着性が得られないという課題や、塗膜性能として耐薬品性、柔軟性、後加工適性、などの要求物性があり、種々の検討がされている。 When the substrate to be printed is a plastic substrate, this active energy ray curable screen printing ink faces the problem that good adhesion cannot be obtained depending on the type of plastic, particularly with olefin-based substrates such as polyethylene and polypropylene, which have low polarity, and with polyethylene substrates, and there are also required physical properties such as chemical resistance, flexibility, and suitability for post-processing as coating performance, and various studies are being conducted.
一方で、近年、環境負荷低減のための取り組みとして、一般社団法人日本有機資源協会によって、新たにバイオマスマーク制度が制定されたことにより、インキに含まれる原料をバイオマス由来原料に代替し、その比率を高めることが求められている。しかしながら、活性エネルギー線硬化性インキにおいて、バイオマス由来原料の比率を高めると、基材への十分な密着性や塗膜耐性などの諸物性が得られないという課題があった。 On the other hand, in recent years, as part of efforts to reduce the environmental impact, the Japan Organics Resources Association has established a new biomass mark system, which calls for replacing raw materials in inks with biomass-derived raw materials and increasing their ratio. However, when the ratio of biomass-derived raw materials is increased in active energy ray-curable inks, there is an issue that physical properties such as sufficient adhesion to the substrate and coating resistance cannot be obtained.
例えば、特許文献1には、ロジンエポキシアクリレートを5~95重量%、炭素-炭素不飽和結合基を有する数平均分子量1,000~50,000のポリウレタン樹脂を5~95重量%、反応性希釈剤を0~70重量%を含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が開示されている。しかしながら、ロジンエポキシアクリレートを使用することでバイオマス比率は高くなるが、プラスチック基材への密着性は十分ではなかった。更に、ロジンエポキシアクリレート、ポリウレタン樹脂のいずれも単官能のため塗膜耐性に課題があった。 For example, Patent Document 1 discloses an active energy ray-curable resin composition that contains 5 to 95% by weight of rosin epoxy acrylate, 5 to 95% by weight of a polyurethane resin having a number average molecular weight of 1,000 to 50,000 and a carbon-carbon unsaturated bond group, and 0 to 70% by weight of a reactive diluent. However, although the biomass ratio is increased by using rosin epoxy acrylate, the adhesion to plastic substrates is insufficient. Furthermore, since both the rosin epoxy acrylate and the polyurethane resin are monofunctional, there are problems with the coating resistance.
また、例えば、特許文献2には、単官能のポリエーテル系重合性オリゴマーを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が開示されている。しかしながら、柔軟なポリエーテル構造を有する単官能オリゴマーを使用することで、ポリエチレンテレフタレート基材への密着性は向上するが、ポリスチレン基材の密着性には課題があった。また、バイオマス由来原料を使用しておらず、環境対応が十分ではないといえる。 For example, Patent Document 2 discloses an active energy ray-curable resin composition containing a monofunctional polyether-based polymerizable oligomer. However, although the use of a monofunctional oligomer having a flexible polyether structure improves adhesion to a polyethylene terephthalate substrate, there are problems with adhesion to a polystyrene substrate. In addition, biomass-derived raw materials are not used, and it can be said that the environmental friendliness is insufficient.
本発明は、プラスチック基材に対して良好な密着性を有し、耐薬品性、後加工性、硬化塗膜の柔軟性に優れ、かつ、インキ中のバイオマス由来成分を有する比率が10質量%以上である活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ及び印刷体を提供することである。 The present invention provides an active energy ray-curable screen printing ink and printed matter that have good adhesion to plastic substrates, excellent chemical resistance, post-processing properties, and flexibility of the cured coating film, and that contain biomass-derived components in an amount of 10% by mass or more.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキおよび印刷体により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into solving the above problems, the inventors discovered that the above problems could be solved by the active energy ray-curable screen printing ink and printed matter described below, and thus completed the present invention.
すなわち、本発明は、着色剤、植物成分変性アクリレートを含有するバインダー樹脂、および、樹脂粒子を含む活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキに関する。 That is, the present invention relates to an active energy ray-curable screen printing ink that contains a colorant, a binder resin containing a plant-based modified acrylate, and resin particles.
また、本発明は、植物成分変性アクリレートが、ロジン変性ポリエステルアクリレートおよび/または植物油変性ポリエポキシアクリレートを含む、上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキに関する。 The present invention also relates to the above-mentioned active energy ray-curable screen printing ink, in which the plant component-modified acrylate includes a rosin-modified polyester acrylate and/or a vegetable oil-modified polyepoxy acrylate.
また、本発明は、植物成分変性アクリレートの含有量が、活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ全質量に対して5~30質量%である、上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキに関する。 The present invention also relates to the above-mentioned active energy ray-curable screen printing ink, in which the content of the plant component-modified acrylate is 5 to 30 mass % based on the total mass of the active energy ray-curable screen printing ink.
また、本発明は、バインダー樹脂が、更にウレタンアクリレートを含む、上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキに関する。 The present invention also relates to the above-mentioned active energy ray-curable screen printing ink, in which the binder resin further contains a urethane acrylate.
また、本発明は、ウレタンアクリレートの単独硬化物のガラス転移温度が、-50~50℃である、上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキに関する。 The present invention also relates to the above-mentioned active energy ray-curable screen printing ink, in which the glass transition temperature of the urethane acrylate alone cured product is -50 to 50°C.
また、本発明は、樹脂粒子が、バイオマス樹脂粒子である、上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキに関する。 The present invention also relates to the above-mentioned active energy ray-curable screen printing ink, in which the resin particles are biomass resin particles.
また、本発明は、更に、非シリコーン系化合物である消泡剤を、インキ全量中に0.1~5質量%含む、上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキに関する。 The present invention also relates to the above-mentioned active energy ray-curable screen printing ink, which further contains a non-silicone compound defoamer in an amount of 0.1 to 5 mass % based on the total amount of the ink.
また、本発明は、基材上に、上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキからなる硬化印刷層を有する印刷体に関する。 The present invention also relates to a printed material having a cured printing layer made of the above-mentioned active energy ray-curable screen printing ink on a substrate.
また、本発明は、基材が、成型加工されたプラスチックである、上記印刷体に関する。 The present invention also relates to the above printed material, in which the substrate is a molded plastic.
また、本発明は、成型加工されたプラスチックに、上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキを印刷する工程を含む、成型加工印刷体の製造方法に関する。 The present invention also relates to a method for producing a molded printed product, which includes a step of printing the above-mentioned active energy ray-curable screen printing ink on molded plastic.
本発明によって、プラスチック基材に対して良好な密着性を有し、耐薬品性、後加工性、硬化塗膜の柔軟性に優れ、かつ、インキ中のバイオマス由来成分を有する比率が10質量%以上である活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ及び印刷体を提供することが可能となった。 The present invention makes it possible to provide an active energy beam-curable screen printing ink and printed matter that have good adhesion to plastic substrates, excellent chemical resistance, post-processing properties, and flexibility of the cured coating film, and that contain 10% or more by mass of biomass-derived components in the ink.
以下、本発明の構成要件等を詳細に説明するが、以下の説明は本発明の実施形態の一部であり、これらに限定されない。また、特段の説明がない限り、「部」とは「質量部」、「%」とは「質量%」を表す。 The constituent elements of the present invention are described in detail below, but the following description is only a part of the embodiment of the present invention and is not limited to these. In addition, unless otherwise specified, "parts" means "parts by mass" and "%" means "% by mass."
以下の説明において、「(メタ)アクリル」は、「アクリルおよび/またはメタクリル」を表し、「(メタ)アクリレート」は、「メタクリレートおよび/またはアクリレート」を表す。「(メタ)アクロイル」は、「メタクリロイルおよび/またはアクリロイル」を表す。
また、以下の説明において、重合性オリゴマーとは重合性基を持つ分子量1,000以上の化合物をいい、重合性モノマーとは、重合性基を持つ分子量1,000未満の化合物をいう。重合性基とは、アクリレート基、メタクリレート基その他の重合性不飽和二重結合基をいう。
In the following description, "(meth)acrylic" refers to "acrylic and/or methacrylic", "(meth)acrylate" refers to "methacrylate and/or acrylate", and "(meth)acroyl" refers to "methacryloyl and/or acryloyl".
In the following description, a polymerizable oligomer refers to a compound having a polymerizable group and a molecular weight of 1,000 or more, and a polymerizable monomer refers to a compound having a polymerizable group and a molecular weight of less than 1,000. A polymerizable group refers to an acrylate group, a methacrylate group, or another polymerizable unsaturated double bond group.
[活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ]
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキは、着色剤、植物成分変性アクリレートを含有するバインダー樹脂、および、樹脂粒子を含むことを特徴とする。
バインダー樹脂に植物成分変性アクリレートを含むことで顔料分散性、塗膜柔軟性、およびバイオマス度が向上し、樹脂粒子を含むことで、印刷適性、塗膜柔軟性が向上し、好ましくは、バイオマス樹脂粒子を含むことで、およびバイオマス度が向上する。
[Active energy ray curable screen printing ink]
The active energy ray-curable screen printing ink of the present invention is characterized by comprising a colorant, a binder resin containing a plant-component modified acrylate, and resin particles.
By including a plant-component modified acrylate in the binder resin, pigment dispersibility, coating film flexibility, and biomass degree are improved, and by including resin particles, printability and coating film flexibility are improved, and preferably, by including biomass resin particles, the biomass degree is improved.
以下、本実施形態の活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ(以下、単に「スクリーンインキ」あるいは「インキ」とも称する場合がある)に含まれるか、含まれ得る成分等を説明する。 The following describes the components that are or can be included in the active energy ray-curable screen printing ink of this embodiment (hereinafter, sometimes simply referred to as "screen ink" or "ink").
[着色剤]
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキは、着色剤を含有する。着色剤としては、顔料および染料のうち少なくとも一方を用いることができる。耐光性の観点から、顔料が好ましい。
本発明に用いることができる顔料としては、特に制限はなく、公知の顔料を用いることができる。顔料は、無機顔料および有機顔料のいずれも用いることができる。
[Coloring agent]
The active energy ray-curable screen printing ink of the present invention contains a colorant. As the colorant, at least one of a pigment and a dye can be used. From the viewpoint of light resistance, a pigment is preferred.
The pigment that can be used in the present invention is not particularly limited, and any known pigment can be used. Both inorganic and organic pigments can be used.
上記無機顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラックなどのカーボンブラック類、酸化鉄、酸化チタンなどが挙げられる The above inorganic pigments include carbon blacks such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black, iron oxide, and titanium oxide.
上記有機顔料としては、β-ナフトール系、β-オキシナフトエ酸系、β-オキシナフトエ酸系アニリド系、アセト酢酸アニリド系、ピラゾロン系等の溶性アゾ顔料; β-ナフトール系、β-オキシナフトエ酸系アニリド系、アセト酢酸アニリド系モノアゾ、アセト酢酸アニリド系ジスアゾ、ピラゾロン系などの不溶性アゾ顔料;銅フタロシアニンブルー、ハロゲン化(例えば、塩素化または臭素化)銅フタロシアニンブルー、スルホン化銅フタロシアニンブルー、金属フリーフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料;キナクリドン系、ジオキサジン系、スレン系(ピラントロン、アントアントロン、インダントロン、アントラピリミジン、フラバントロン、チオインジゴ系、アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系など)、イソインドリノン系、金属錯体系、キノフタロン系、ジケトピロロピロール系等の多環式顔料および複素環式顔料などが挙げられる。 The above organic pigments include soluble azo pigments such as β-naphthol, β-oxynaphthoic acid, β-oxynaphthoic acid anilide, acetoacetate anilide, and pyrazolone; Insoluble azo pigments such as β-naphthol, β-oxynaphthoic acid anilide, acetoacetate anilide monoazo, acetoacetate anilide disazo, and pyrazolone; phthalocyanine pigments such as copper phthalocyanine blue, halogenated (e.g., chlorinated or brominated) copper phthalocyanine blue, sulfonated copper phthalocyanine blue, and metal-free phthalocyanine; polycyclic pigments and heterocyclic pigments such as quinacridone, dioxazine, threne (pyranthrone, anthanthrone, indanthrone, anthrapyrimidine, flavanthrone, thioindigo, anthraquinone, perinone, perylene, etc.), isoindolinone, metal complex, quinophthalone, and diketopyrrolopyrrole.
更に詳しくは、C.I.カラーインデックスで示すと、黒顔料としては、C.I.Pigment Black 1、6、7、9、10、11、28、26、31などが挙げられる。 More specifically, in terms of the C.I. Color Index, black pigments include C.I. Pigment Black 1, 6, 7, 9, 10, 11, 28, 26, 31, etc.
白顔料としては、C.I.Pigment White 5、6、7、12、28などが挙げられる。 White pigments include C.I. Pigment White 5, 6, 7, 12, 28, etc.
黄顔料としては、C.I.Pigment Yellow 1、2、3、12、13、14、16、17、18、24、73、74、75、83、93、95、97、98、100、108、109、110、114、120、128、129、138、139、174、150、151、154、155、167、180、185、213などが挙げられる。 Examples of yellow pigments include C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 24, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 100, 108, 109, 110, 114, 120, 128, 129, 138, 139, 174, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, and 213.
青またはシアン顔料としては、C.I.Pigment Blue 1、2、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62などが挙げられる。 Blue or cyan pigments include C.I. Pigment Blue 1, 2, 14, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, etc.
赤または紅顔料としては、C.I.Pigment RED 1、3、5、19、21、22、31、38、42、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、50、52、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、90、104、108、112、114、122、144、146、148、149、150、166、168、169、170、172、173、176、177、178、184、185、187、193、202、209、214、242、254、255、264、266、269、C.I.Pigment Violet 19などが挙げられる。 Red or crimson pigments include C.I. Pigment RED 1, 3, 5, 19, 21, 22, 31, 38, 42, 43, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 48:5, 49:1, 50, 52, 53:1, 57:1, 57:2, 58:4, 63:1, 81, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 83, 90, 104, 10 8, 112, 114, 122, 144, 146, 148, 149, 150, 166, 168, 169, 170, 172, 173, 176, 177, 178, 184, 185, 187, 193, 202, 209, 214, 242, 254, 255, 264, 266, 269, C.I. Pigment Violet 19, etc.
緑顔料としては、C.I.Pigment Green 1、2、3、4、7、8、10、15、17、26、36、45、50などが挙げられる。 Green pigments include C.I. Pigment Green 1, 2, 3, 4, 7, 8, 10, 15, 17, 26, 36, 45, 50, etc.
紫顔料としては、C.I.Pigment Violet 1、2、3、4、5:1、12、13、15、16、17、19、23、25、29、31、32、36、37、39、42などが挙げられる。
オレンジ顔料としては、C.I.Pigment Orange 13、16、20、34、36、38、39、43、51、61、63、64、74などが挙げられる。
Examples of purple pigments include C.I. Pigment Violet 1, 2, 3, 4, 5:1, 12, 13, 15, 16, 17, 19, 23, 25, 29, 31, 32, 36, 37, 39, and 42.
Orange pigments include C.I. Pigment Orange 13, 16, 20, 34, 36, 38, 39, 43, 51, 61, 63, 64, 74, and the like.
本発明において、上記顔料は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。 In the present invention, the above pigments may be used alone or in combination of two or more.
本発明において、上記顔料は、印刷面上に目的の濃度が再現可能であれば任意の含有量で使用することが可能であり、インキの全質量に対して1~40質量%であることが好ましく、より好ましくは5~30質量%である。 In the present invention, the pigment can be used in any content as long as the desired concentration can be reproduced on the printed surface, and it is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, based on the total mass of the ink.
[バインダー樹脂]
本発明において、バインダー樹脂とはスクリーン印刷用インキ中で結着剤として機能し得る樹脂を指し、植物成分変性アクリレートを含むものである。なお、多くの植物成分変性アクリレートは重合性オリゴマーに該当するバインダー樹脂である。
[Binder resin]
In the present invention, the binder resin refers to a resin that can function as a binding agent in the screen printing ink, and includes plant-based modified acrylates. Note that many plant-based modified acrylates are binder resins that fall under the category of polymerizable oligomers.
[植物成分変性アクリレート]
本発明における活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキが含有する植物成分変性アクリレートとしては(メタ)アクリレート基を有し、植物成分により変性されたものであれば制限なく用いることができる。植物成分変性アクリレートにより、顔料分散性、塗膜柔軟性が向上し、更にバイオマス度を高くすることができる。植物成分変性アクリレートとしては、ロジン変性ポリエステルアクリレートおよび/または植物油変性ポリエポキシアクリレート、植物油変性ウレタンアクリレートを好適に挙げることができる。
[Plant-modified acrylate]
The plant-modified acrylate contained in the active energy ray-curable screen printing ink of the present invention can be any plant-modified acrylate having a (meth)acrylate group. The plant-modified acrylate can improve pigment dispersibility and coating film flexibility, and can also increase the biomass ratio. Suitable examples of the plant-modified acrylate include rosin-modified polyester acrylate and/or vegetable oil-modified polyepoxy acrylate, and vegetable oil-modified urethane acrylate.
[ロジン変性ポリエステルアクリレート]
ロジン変性ポリエステルアクリレートは、ロジン変性ポリエステルアクリレート全質量中の、ロジン由来の構成単位の割合(以下、「ロジン含有量」ともいう)が、40~80質量%であることが好ましく、耐薬品性の観点から40~60質量%であることがなお好ましい。上記ロジン変性ポリエステルアクリレートの重量平均分子量は、1,000~10,000であることが好ましく、1,000~8,000であることがなお好ましい。また、ロジン変性ポリエステルアクリレートは、(メタ)アクロイル基を2~6個有することが好ましく、3~6個の(メタ)アクロイル基を有することがなお好ましい。
[Rosin modified polyester acrylate]
The rosin-modified polyester acrylate preferably has a ratio of rosin-derived structural units (hereinafter also referred to as "rosin content") of 40 to 80% by mass, and more preferably 40 to 60% by mass from the viewpoint of chemical resistance, of the total mass of the rosin-modified polyester acrylate. The weight-average molecular weight of the rosin-modified polyester acrylate is preferably 1,000 to 10,000, and more preferably 1,000 to 8,000. The rosin-modified polyester acrylate preferably has 2 to 6 (meth)acroyl groups, and more preferably has 3 to 6 (meth)acroyl groups.
なお、ロジン変性ポリエステルアクリレートは、例えば、共役系ロジン酸と、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和二重結合含有化合物とをディールスアルダー付加反応させ、さらに、反応化合物のカルボキシ基と、ポリオールの水酸基とをエステル化反応させたロジン変性ポリエステル化合物に、水酸基を持つ(メタ)アクリレート化合物の反応により得られるものが挙げられるがこれらに限定されない。当該ロジン変性ポリエステルアクリレートは、例えば、長興材料工業社製「ETERCURE」シリーズ、ダイセル・オルネクス社製「EBECRYL」シリーズ、などが挙げられる。 Examples of rosin-modified polyester acrylate include, but are not limited to, those obtained by reacting a rosin-modified polyester compound obtained by subjecting a conjugated rosin acid to a Diels-Alder addition reaction with an ethylenically unsaturated double bond-containing compound having a carboxy group, and then esterifying the carboxy group of the reacting compound with a hydroxyl group of a polyol, with a (meth)acrylate compound having a hydroxyl group. Examples of the rosin-modified polyester acrylate include the "ETERCURE" series manufactured by Choko Materials Co., Ltd. and the "EBECRYL" series manufactured by Daicel-Allnex Corporation.
[植物油変性ポリエポキシアクリレート]
植物油変性ポリエポキシアクリレートは、不飽和植物油の二重結合を過酢酸、過安息香酸でエポキシ化したエポキシ化植物油のエポキシ基に、(メタ)アクリル酸を付加反応させた化合物など、公知のものを用いることができる。変性される植物油は大豆油、ナタネ油、ひまわり油、トウモロコシ油などが好ましい。植物油変性ポリエポキシアクリレートは、植物油由来構造の含有量が40~80質量%であることが好ましく、60~80質量%であることがなお好ましい。また、植物油変性ポリエポキシアクリレートの重量平均分子量は、1,000~10,000であることが好ましく、1,000~8,000であることがなお好ましい。また、植物油変性ポリエポキシアクリレートは、(メタ)アクロイル基を2~5個有することが好ましく、塗膜柔軟性の観点から2~4個の(メタ)アクロイル基を有することがなお好ましい。
植物油変性ポリエポキシアクリレートは、例えば、IGM Resins社製「PHOTOMER」シリーズ、ダイセル・オルネクス社製「EBECRYL」シリーズ、などが挙げられる。
[Vegetable oil modified polyepoxy acrylate]
The vegetable oil-modified polyepoxy acrylate may be a known compound obtained by adding (meth)acrylic acid to the epoxy group of an epoxidized vegetable oil in which the double bonds of the unsaturated vegetable oil are epoxidized with peracetic acid or perbenzoic acid. The vegetable oil to be modified is preferably soybean oil, rapeseed oil, sunflower oil, corn oil, or the like. The vegetable oil-modified polyepoxy acrylate preferably has a vegetable oil-derived structure content of 40 to 80% by mass, more preferably 60 to 80% by mass. The weight-average molecular weight of the vegetable oil-modified polyepoxy acrylate is preferably 1,000 to 10,000, more preferably 1,000 to 8,000. The vegetable oil-modified polyepoxy acrylate preferably has 2 to 5 (meth)acryloyl groups, more preferably 2 to 4 (meth)acryloyl groups from the viewpoint of coating film flexibility.
Examples of the vegetable oil-modified polyepoxy acrylate include the "PHOTOMER" series manufactured by IGM Resins and the "EBECRYL" series manufactured by Daicel Allnex Corporation.
[ウレタンアクリレート]
本発明のスクリーンインキにおいて、バインダー樹脂は、更にウレタンアクリレートを含むことが好ましい。なお、多くのウレタンアクリレートは重合性オリゴマーに該当する。ウレタンアクリレートは(メタ)アクリレート基を有し、例えば、ジイソシアネートと水酸基を有する(メタ)アクリレート類とを反応させて得られるもの、ポリオールとポリイソシアネートとをイソシアネート基過剰の条件下に反応させてなるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを、水酸基を有する(メタ)アクリレート類と反応させて得られるもの等がある。あるいは、ポリオールとポリイソシアネートとを水酸基過剰の条件下に反応させてなる水酸基含有ウレタンプレポリマーを、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレート類と反応させて得ることもできる。
なお、植物油変性ジオールなど植物成分を変性した化合物を原料とするウレタンアクリレートは、「植物成分変性アクリレート」として扱う。
ウレタンアクリレートの重量平均分子量は、1,000~50,000であることが好ましく、1,000~30,000であることがなお好ましい。また、ウレタンアクリレートは、(メタ)アクロイル基を2~5個有することが好ましく、2~4個有することがなお好ましい。また、当該ウレタンアクリレートの単独硬化物のガラス転移温度が-50~50℃であることが好ましく、柔軟性と耐薬品性とのバランスの取れた塗膜性能の観点からガラス転移温度が-40~40℃であることがなお好ましい。なお、ガラス転移温度の測定方法については後述する。
上記ウレタンアクリレートは、例えば、三菱ケミカル社製「紫光」シリーズ、根上工業社製「AER RESIN」シリーズ、などが挙げられる。
[Urethane acrylate]
In the screen ink of the present invention, the binder resin preferably further contains a urethane acrylate. Note that many urethane acrylates are polymerizable oligomers. The urethane acrylate has a (meth)acrylate group, and can be obtained, for example, by reacting a diisocyanate with a (meth)acrylate having a hydroxyl group, or by reacting a polyol with a polyisocyanate under conditions of excess isocyanate groups to obtain an isocyanate group-containing urethane prepolymer, with a (meth)acrylate having a hydroxyl group. Alternatively, it can be obtained by reacting a polyol with a polyisocyanate under conditions of excess hydroxyl groups to obtain a hydroxyl group-containing urethane prepolymer, with a (meth)acrylate having an isocyanate group.
In addition, urethane acrylates made from compounds modified from plant components, such as vegetable oil-modified diols, are treated as "plant component-modified acrylates."
The weight average molecular weight of the urethane acrylate is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 1,000 to 30,000. The urethane acrylate preferably has 2 to 5 (meth)acroyl groups, more preferably 2 to 4. The glass transition temperature of the urethane acrylate alone cured product is preferably -50 to 50°C, more preferably -40 to 40°C from the viewpoint of a coating film performance with a good balance between flexibility and chemical resistance. The method for measuring the glass transition temperature will be described later.
Examples of the urethane acrylate include the "Shiko" series manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation and the "AER RESIN" series manufactured by Negami Chemical Industries, Ltd.
本発明において、上記ウレタンアクリレートの含有量が、スクリーンインキの全質量に対して、1~50質量%であることが好ましく、より好ましくは10~30質量%であることがなお好ましい。 In the present invention, the content of the urethane acrylate is preferably 1 to 50% by mass, and more preferably 10 to 30% by mass, based on the total mass of the screen ink.
なお、上記植物成分変性アクリレートと上記ウレタンアクリレートとの質量比率は10:90~80:20であることが好ましく、30:70~80:20であることがなお好ましい。また、スクリーンインキ総質量中に植物成分変性アクリレートとウレタンアクリレートを合計で20~80質量%含むことが好ましく、20~60質量%含むことがなお好ましい。 The mass ratio of the plant-based modified acrylate to the urethane acrylate is preferably 10:90 to 80:20, and more preferably 30:70 to 80:20. The total mass of the screen ink preferably contains 20 to 80 mass% of the plant-based modified acrylate and urethane acrylate, and more preferably 20 to 60 mass%.
[樹脂粒子]
本発明のスクリーンインキにおいて用いられる樹脂粒子は、インキ層の表面保護や耐薬品性などの塗膜性能に効果を発揮し、樹脂からなる粒子(微粒子であってよい)であれば制限ない。当該樹脂粒子はバイオマス樹脂粒子であることが好ましく、例えば、天然物系(植物系を含む)である化合物を含むことが好ましい。当該バイオマス樹脂粒子の有する構造としては、デンプン、セルロース、ポリ乳酸(PLA)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリヒドロキシ酪酸(PHB)などのポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を含む樹脂粒子などが好適に挙げられる。ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を含む樹脂粒子であることがより好ましい。また、上記天然物系(植物系を含む)である化合物を原料としバイオマス度が0%を超え(好ましくは10%以上、あるいは20%以上)、100%未満のバイオマス樹脂粒子も好適に使用できる。
当該バイオマス樹脂粒子の平均粒子径は1~20μmであることが好ましく、1~15μmであることがなお好ましく、2~12μmであることが更に好ましい。平均粒子径は、レーザ回折・散乱法におけるD50の測定値をいう。
また、塗膜性能の観点から融点温度は100℃以上250℃以下あるいは120℃以上220℃以下であることが好ましい。
このような樹脂粒子は、例えば、RETTENMAIER社製「ARBOCEL」シリーズ、などが挙げられる。
[Resin particles]
The resin particles used in the screen ink of the present invention are not limited as long as they are effective in the coating film performance such as the surface protection and chemical resistance of the ink layer and are particles (may be fine particles) made of resin. The resin particles are preferably biomass resin particles, and preferably contain, for example, a compound that is a natural product (including a plant-based compound). Suitable examples of the structure of the biomass resin particles include resin particles containing starch, cellulose, polylactic acid (PLA), polyglycolic acid (PGA), polyhydroxybutyric acid (PHB), and other polyhydroxyalkanoic acid (PHA). Resin particles containing polyhydroxyalkanoic acid (PHA) are more preferable. In addition, biomass resin particles using the above-mentioned natural product (including a plant-based compound) as a raw material and having a biomass degree of more than 0% (preferably 10% or more, or 20% or more) and less than 100% can also be suitably used.
The average particle size of the biomass resin particles is preferably 1 to 20 μm, more preferably 1 to 15 μm, and even more preferably 2 to 12 μm. The average particle size refers to the measured value of D50 in a laser diffraction/scattering method.
From the viewpoint of coating film performance, the melting point is preferably 100°C or higher and 250°C or lower, or 120°C or higher and 220°C or lower.
Examples of such resin particles include the "ARBOCEL" series manufactured by RETTENMAIER.
本発明において、上記樹脂粒子は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the present invention, the above resin particles may be used alone or in combination of two or more types.
本発明において、上記樹脂粒子の含有量は、インキの全質量に対して、1~20質量%であることが好ましく、より好ましくは1~10質量%である。 In the present invention, the content of the resin particles is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, based on the total mass of the ink.
[重合開始剤]
本発明における活性エネルギー線硬化性インキは、重合開始剤を含有することが好ましい。上記重合開始剤としては、ラジカル重合の重合性開始剤を含有することが好ましく、また、光重合開始剤を含有することがより好ましい。本発明における重合開始剤は、光の作用、または増感色素の電子励起状態との相互作用を経て、化学変化を生じ、例えばラジカルを生成する化合物であり、中でも、露光という手段で重合開始させることができるという観点から光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。ただし、活性エネルギー線が電子線などである場合、重合開始剤を必要としない場合がある。
[Polymerization initiator]
The active energy ray curable ink of the present invention preferably contains a polymerization initiator. The polymerization initiator preferably contains a radical polymerization initiator, and more preferably contains a photopolymerization initiator. The polymerization initiator of the present invention is a compound that undergoes a chemical change through the action of light or through interaction with the electronically excited state of the sensitizing dye, generating, for example, radicals, and among these, a photoradical polymerization initiator is preferable from the viewpoint of being able to initiate polymerization by exposure to light. However, when the active energy ray is an electron beam or the like, a polymerization initiator may not be required.
本発明において、上記光ラジカル重合開始剤は、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。具体例としては、ベンゾフェノン系化合物、ジアルコキシアセトフェノン系化合物、α-ヒドロキシアルキルフェノン系化合物、α-アミノアルキルフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド化合物、チオキサントン化合物などが挙げられる。 In the present invention, the photoradical polymerization initiator is not particularly limited, and any known initiator can be used. Specific examples include benzophenone compounds, dialkoxyacetophenone compounds, α-hydroxyalkylphenone compounds, α-aminoalkylphenone compounds, acylphosphine oxide compounds, and thioxanthone compounds.
上記ベンゾフェノン系化合物としては、ベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、[4-(メチルフェニルチオ)フェニル]-フェニルメタノンなどが挙げられる。 The above-mentioned benzophenone compounds include benzophenone, 4-methylbenzophenone, 4-phenylbenzophenone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone, and [4-(methylphenylthio)phenyl]-phenylmethanone.
上記ジアルコキシアセトフェノン系化合物としては、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、ジメトキシアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノンなどが挙げられる。 Examples of the dialkoxyacetophenone compounds include 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, dimethoxyacetophenone, and diethoxyacetophenone.
上記α-ヒドロキシアルキルフェノン系化合物としては、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシメトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オンなどが挙げられる。 Examples of the α-hydroxyalkylphenone compounds include 1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 1-[4-(2-hydroxymethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, and 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]phenyl}-2-methyl-propan-1-one.
上記α-アミノアルキルフェノン系化合物としては、2-メチル-1-[4-(メトキシチオ)-フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、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、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル-1-ブタノンなどが挙げられる。 Examples of the α-aminoalkylphenone compounds include 2-methyl-1-[4-(methoxythio)-phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, and 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl-1-butanone.
上記のアシルフォスフィンオキサイド系化合物としては、ジフェニルアシルフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。 Examples of the acylphosphine oxide compounds include diphenylacylphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide, and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide.
上記チオキサントン系化合物としては、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などが挙げられる。 Examples of the thioxanthone compounds include 2-isopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, and 2,4-diethylthioxanthone.
本発明において、上記重合開始剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the present invention, the above polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
本発明において、上記重合開始剤の含有量は、インキの全質量に対して、0.5~20質量%であることが好ましく、より好ましくは1~10質量%である。 In the present invention, the content of the polymerization initiator is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, based on the total mass of the ink.
[重合性モノマー]
本発明のスクリーンインキは、上記以外に重合性モノマーを含むことが好ましい。本発明において、「重合性モノマー」とは、分子量1000未満の重合可能な単量体をいう(ただし、植物成分変性アクリレート、ウレタンアクリレートである場合を除く)。なお以下、単に「モノマー」とも表記する。モノマーは、分子内に(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、ビニルエーテル基から選ばれる重合性基を有する化合物が好ましい。中でも、重合性基として、(メタ)アクリロイル基を有する化合物であるアクリレートモノマーがより好ましい。
上記モノマーは、具体的には、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキノール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、アルコキシ化テトラヒドロフルフリルアクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(オキシエチル)(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンフォルマル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、EO変性(2)ノニルフェノールアクリレート、2-メチル-2-エチル-1、3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレート、アクリロイルモルフォリンなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を1つ有する単官能(メタ)アクリレートモノマーや、
N-ビニルカルバゾール、1-ビニルイミダゾール、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルホルムアミドなどの分子内にビニル基を1つ有する単官能ビニルモノマー、など単官能モノマーが好適である。
1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2-ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(200)ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(300)ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(400)ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(600)ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性(2)1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、PO変性(2)ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、(ネオペンチルグリコール変性)トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、EO変性(4)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、PO変性(4)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を2つ有する2官能(メタ)アクリレートモノマー、など2官能モノマーが好適である。
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性(3)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性(3)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を3つ有する3官能(メタ)アクリレートモノマー、
ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートなどの分子内にアクリロイル基を4つ有する4官能(メタ)アクリレートモノマー、
ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を5つ有する5官能(メタ)アクリレートモノマー、
ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を6つ有する6官能(メタ)アクリレートモノマー、などが挙げられる。
[Polymerizable monomer]
The screen ink of the present invention preferably contains a polymerizable monomer in addition to the above. In the present invention, the term "polymerizable monomer" refers to a polymerizable monomer having a molecular weight of less than 1000 (excluding the case of plant component modified acrylate and urethane acrylate). Hereinafter, the term may also be simply referred to as "monomer". The monomer is preferably a compound having a polymerizable group selected from a (meth)acryloyl group, an allyl group, a vinyl group, and a vinyl ether group in the molecule. Among them, an acrylate monomer, which is a compound having a (meth)acryloyl group as the polymerizable group, is more preferable.
Specific examples of the monomer include 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, β-carboxyethyl (meth)acrylate, 4-tert-butylcyclohexyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, alkoxylated tetrahydrofurfuryl acrylate, caprolactone (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, isoamyl (meth)acrylate, 2-phenoxyethyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexanol (meth)acrylate, and the like. ) acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, norbornyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (oxyethyl) (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol (meth)acrylate, cyclic trimethylolpropane formal (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, EO-modified (2) nonylphenol acrylate, 2-methyl-2-ethyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl acrylate, acryloyl morpholine, and other monofunctional (meth)acrylate monomers having one (meth)acryloyl group in the molecule;
Preferred are monofunctional monomers, such as monofunctional vinyl monomers having one vinyl group in the molecule, such as N-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylcaprolactam, and N-vinylformamide.
1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 1,10-decanediol di(meth)acrylate, 1,2-dodecanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol (200) di(meth)acrylate, polyethylene glycol (300) di(meth)acrylate, polyethylene glycol (400) di(meth)acrylate, polyethylene glycol (600) di(meth)acrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di(meth)acrylate, dipropylene glycol Preferred are bifunctional monomers such as bifunctional (meth)acrylate monomers having two (meth)acryloyl groups in the molecule, such as ricol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, EO-modified (2) 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, PO-modified (2) neopentyl glycol di(meth)acrylate, (neopentyl glycol-modified) trimethylolpropane di(meth)acrylate, dimethyloltricyclodecane di(meth)acrylate, EO-modified (4) bisphenol A di(meth)acrylate, PO-modified (4) bisphenol A di(meth)acrylate, cyclohexanedimethanol di(meth)acrylate, dimethylol-tricyclodecane di(meth)acrylate, and dicyclopentanyl di(meth)acrylate.
trifunctional (meth)acrylate monomers having three (meth)acryloyl groups in the molecule, such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate, EO-modified (3) trimethylolpropane tri(meth)acrylate, PO-modified (3) trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ε-caprolactone-modified tris-(2-acryloxyethyl)isocyanurate, ethoxylated isocyanuric acid tri(meth)acrylate, tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate tri(meth)acrylate, and pentaerythritol tri(meth)acrylate;
tetrafunctional (meth)acrylate monomers having four acryloyl groups in the molecule, such as pentaerythritol tetra(meth)acrylate and ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate;
Pentafunctional (meth)acrylate monomers having five (meth)acryloyl groups in the molecule, such as dipentaerythritol penta(meth)acrylate;
and hexafunctional (meth)acrylate monomers having six (meth)acryloyl groups in the molecule, such as dipentaerythritol hexa(meth)acrylate.
これらモノマーの中でも、柔軟性、密着性の観点から、2官能モノマー、及び/又は単官能モノマーを含むことが好ましく、2官能モノマー、及び単官能モノマーを含むことがより好ましい。2官能モノマー、及び単官能モノマーを質量比10:90~80:20、好ましくは10:90~70:30で含む形態であればよい。 Among these monomers, from the viewpoint of flexibility and adhesion, it is preferable to contain a bifunctional monomer and/or a monofunctional monomer, and it is more preferable to contain a bifunctional monomer and a monofunctional monomer. It is sufficient that the bifunctional monomer and the monofunctional monomer are contained in a mass ratio of 10:90 to 80:20, preferably 10:90 to 70:30.
単官能モノマーを含む場合は、耐薬品性の観点から、活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキの全質量に対して、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。
また、3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーを含む場合は、柔軟性の観点から、活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキの全質量に対して、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。
When a monofunctional monomer is contained, its content is preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less, based on the total mass of the active energy ray-curable screen printing ink, from the viewpoint of chemical resistance.
When a tri- or higher functional (meth)acrylate monomer is contained, its content is preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less, based on the total mass of the active energy ray-curable screen printing ink, from the viewpoint of flexibility.
なお、スクリーンインキにおいて、耐薬品性、柔軟性、密着性向上のため、重合性オリゴマーと重合性モノマーの質量比率は5:95~95:5であることが好ましい。30:70~95:5であることがなお好ましい。 In addition, in order to improve chemical resistance, flexibility, and adhesion in screen inks, the mass ratio of polymerizable oligomer to polymerizable monomer is preferably 5:95 to 95:5. It is even more preferable that the mass ratio is 30:70 to 95:5.
[植物成分変性アクリレート、ウレタンアクリレート以外の重合性オリゴマー(その他重合性オリゴマー)]
本発明は、植物成分変性アクリレート、ウレタンアクリレート以外の重合性オリゴマーを含むことも好ましい。重合性オリゴマーはアクリレート基のみならず、分子内にアリル基、ビニル基、ビニルエーテル基、内部二重結合性基(マレイン酸など)などの重合性基を有する化合物であってもよい。
その他重合性オリゴマーとしては、例えば、石油由来のアクリルアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエポキシアクリレートなどが挙げられる。耐摩擦性の観点から、ポリエポキシアクリレート好ましく、ビスフェノールA構造を有するポリエポキシアクリレートがより好ましい。また、重合性オリゴマーは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
[Plant-based modified acrylates, polymerizable oligomers other than urethane acrylates (other polymerizable oligomers)]
The present invention also preferably includes a polymerizable oligomer other than the plant component modified acrylate and urethane acrylate. The polymerizable oligomer may be a compound having not only an acrylate group but also a polymerizable group such as an allyl group, a vinyl group, a vinyl ether group, or an internal double bond group (e.g., maleic acid) in the molecule.
Other polymerizable oligomers include, for example, petroleum-derived acrylic acrylate, polyester acrylate, polyepoxy acrylate, etc. From the viewpoint of abrasion resistance, polyepoxy acrylate is preferable, and polyepoxy acrylate having a bisphenol A structure is more preferable. The polymerizable oligomer may be used alone or in combination of two or more kinds.
その他重合性オリゴマーは、1分子内に重合性基として、(メタ)アクリロイル基を有することが好ましく、その場合の(メタ)アクリロイル基の数は、柔軟性の観点から、1分子あたり1~6であることが好ましく、2~4であることがより好ましい。その他重合性オリゴマーの重量平均分子量は、1,000~50,000が好ましく、1,000~30,000がより好ましい。 The other polymerizable oligomer preferably has a (meth)acryloyl group as a polymerizable group in one molecule, and in this case, the number of (meth)acryloyl groups per molecule is preferably 1 to 6, and more preferably 2 to 4, from the viewpoint of flexibility. The weight average molecular weight of the other polymerizable oligomer is preferably 1,000 to 50,000, and more preferably 1,000 to 30,000.
本発明において、「重量平均分子量」は、一般的なゲルパーミッションクロマトグラフィー(以下、GPC)によりスチレン換算分子量として求めることができる。
GPCの測定方法は、以下の通りである。東ソー(株)製HLC-8020を用い、検量線は標準ポリスチレンサンプルにより作成した。溶離液はテトラヒドロフランを、カラムにはTSKgel SuperHM-M(東ソー(株)製)3本を用いた。測定は、流速0.6ml/分、注入量10μl、カラム温度40℃などが採用できる。
In the present invention, the "weight average molecular weight" can be determined as a styrene-equivalent molecular weight by general gel permeation chromatography (hereinafter, referred to as GPC).
The GPC measurement method is as follows. HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation was used, and a calibration curve was created using a standard polystyrene sample. Tetrahydrofuran was used as the eluent, and three TSKgel Super HM-M columns (manufactured by Tosoh Corporation) were used. The measurement can be performed at a flow rate of 0.6 ml/min, an injection volume of 10 μl, and a column temperature of 40° C.
[消泡剤]
本発明のスクリーン印刷インキは、消泡剤を含有することが好ましい。含有量としてはスクリーンインキ総質量中、0.1~5質量%含まれることが好ましい。消泡剤を構成する化合物としてはアクリル樹脂、ビニルエーテル樹脂、ブタジエン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂およびそれらの変性樹脂から選ばれる少なくとも一種の消泡剤が好適に挙げられる(ただし上記バインダー樹脂は含まない)。消泡剤は、非シリコーン系樹脂であることが好ましく、アクリル樹脂、ビニルエーテル樹脂、ブタジエン樹脂、から選ばれる少なくとも一種の樹脂を含有することが好ましい。
例えば、市販されているこのような消泡剤としては、BYKシリーズ(ビックケミー・ジャパン社製)フローレンシリーズ(共栄社化学社製)などが挙げられる。
[Antifoaming agent]
The screen printing ink of the present invention preferably contains a defoaming agent. The content is preferably 0.1 to 5 mass % of the total mass of the screen ink. Suitable compounds constituting the defoaming agent include at least one defoaming agent selected from acrylic resins, vinyl ether resins, butadiene resins, silicone resins, fluorine-based resins, and modified resins thereof (excluding the above-mentioned binder resins). The defoaming agent is preferably a non-silicone resin, and preferably contains at least one resin selected from acrylic resins, vinyl ether resins, and butadiene resins.
For example, commercially available defoaming agents include the BYK series (manufactured by BYK Japan KK) and the FLORAN series (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.).
[レベリング剤]
本発明のスクリーン印刷インキは更にレベリング剤を含有することが好ましい。含有量としてはスクリーン印刷インキ総質量中、0.1~1質量%含まれることが好ましい。レベリング剤を構成する化合物としてはアクリル樹脂および/またはシリコーン樹脂であることが好ましい(ただし上記バインダー樹脂は含まない)。例えば、市販されているこのようなレベリング剤としては、ポリフローシリーズ(共栄社化学社製)などが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用してもよい。
[Leveling agent]
The screen printing ink of the present invention preferably further contains a leveling agent. The content is preferably 0.1 to 1% by mass of the total mass of the screen printing ink. The compound constituting the leveling agent is preferably an acrylic resin and/or a silicone resin (but does not include the above-mentioned binder resin). For example, commercially available leveling agents include the Polyflow series (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). These may be used alone or in combination of two or more types.
[その他の成分]
本発明の活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキは、必要に応じて本発明の効果が低下しない範囲で、上記成分以外に、体質顔料、顔料分散剤、その他の重合性化合物、増感剤、ワックス、重合禁止剤、表面張力調整剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを含有することができる。
[Other ingredients]
The active energy ray-curable screen printing ink of the present invention may contain, in addition to the above-mentioned components, extender pigments, pigment dispersants, other polymerizable compounds, sensitizers, waxes, polymerization inhibitors, surface tension adjusters, defoamers, ultraviolet absorbers, antioxidants, and the like, as necessary, within the range in which the effects of the present invention are not impaired.
[顔料分散剤]
本発明において、インキは、顔料分散性をより良好なものにするために、顔料分散剤を含有することが好ましい。顔料分散剤としては、特に制限はなく、公知の顔料分散剤を用いることができる。中でも、塩基性官能基を有する樹脂型顔料分散剤が好ましく、前記塩基性官能基としては一級、二級、または三級アミノ基、ピリジン、ピリミジン、ピラジン等の含窒素複素環などを挙げることができる。
また、前記樹脂型顔料分散剤を構成する骨格としては、脂肪酸アミン骨格、および/または、ウレタン骨格が、良好な顔料分散性が容易に得られることからさらに好ましい。
[Pigment dispersant]
In the present invention, the ink preferably contains a pigment dispersant in order to improve the pigment dispersibility. There is no particular limitation on the pigment dispersant, and any known pigment dispersant can be used. Among them, a resin-type pigment dispersant having a basic functional group is preferable, and examples of the basic functional group include a primary, secondary, or tertiary amino group, and nitrogen-containing heterocycles such as pyridine, pyrimidine, and pyrazine.
Further, as the skeleton constituting the resin-type pigment dispersant, a fatty acid amine skeleton and/or a urethane skeleton are more preferable since good pigment dispersibility can be easily obtained.
前記顔料分散剤としては、味の素ファインテクノ株式会社製のアジスパーシリーズ(アジスパーPB821、PB822、PB824など)、ルーブリゾール社製のソルスパーズシリーズ(Solsperse24000、Solsperse32000、Solsperse38500など)、ビックケミー社製のディスパービックシリーズ(BYK-162、BYK-168、BYK-183など)などから入手できる。 The pigment dispersants can be obtained from the Ajisper series (Ajisper PB821, PB822, PB824, etc.) manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd., the Solsperse series (Solsperse 24000, Solsperse 32000, Solsperse 38500, etc.) manufactured by Lubrizol Corporation, and the Disperbyk series (BYK-162, BYK-168, BYK-183, etc.) manufactured by BYK-Chemie.
前記顔料分散剤の含有量は、インキの全質量に対して、0.1~10質量%であることが好ましく、0.5~5質量%であることがより好ましい。 The content of the pigment dispersant is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the total mass of the ink.
[増感剤]
本発明において、インキは、硬化性をより良好なものにするために増感剤を含有することもできる。増感剤としては、特に制限はなく、公知の増感剤を用いることができる。具体的には、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、脂肪族アミン、2-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エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジブチルエタノールアミン、4,4-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノンなどが挙げられる。
[Sensitizer]
In the present invention, the ink may contain a sensitizer to improve the curing property. There are no particular limitations on the sensitizer, and any known sensitizer may be used. Specific examples include triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, aliphatic amines, ethyl 2-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, dibutylethanolamine, and 4,4-bis(dimethylamino)benzophenone.
前記重合開始助剤の含有量は、インキの総質量に対して、0.1~5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.5~3質量%である。 The content of the polymerization initiator aid is preferably 0.1 to 5 mass% of the total mass of the ink, and more preferably 0.5 to 3 mass%.
[ワックス]
本発明において、インキは、耐摩擦性、ブロッキング防止性、スベリ性、スリキズ防止性をより良好なものにするために、ワックスを含有することが好ましい。ワックスとしては、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。例えば、天然ワックスおよび合成ワックスがある。
天然ワックスは、例えば、カルナバワックス、木ろう、ラノリン、モンタンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどが挙げられる。
合成ワックスは、例えば、フィッシャートロプスワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックス、ポリアミドワックスシリコーン化合物などが挙げられる。
[wax]
In the present invention, the ink preferably contains a wax in order to improve the abrasion resistance, blocking prevention, smoothness, and scratch prevention. There are no particular limitations on the wax, and any known wax can be used. For example, natural wax and synthetic wax are available.
Examples of natural waxes include carnauba wax, Japan wax, lanolin, montan wax, paraffin wax, and microcrystalline wax.
Examples of synthetic waxes include Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, polypropylene wax, polytetrafluoroethylene wax, polyamide wax, and silicone compounds.
前記ワックスの含有量は、インキの全質量に対して、0.1~5質量%であることが好ましい。 The wax content is preferably 0.1 to 5% by mass based on the total mass of the ink.
[重合禁止剤]
本発明において、インキは、保存安定性を高めるため、重合禁止剤を使用することができる。重合禁止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、フェノチアジン系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物が特に好適に使用される。
具体的には、4-メトキシフェノール、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノン、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、フェノチアジン、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩などが挙げられる。
中でも、ヒンダードフェノール系化合物および/またはフェノチアジン系化合物を含むことが好ましく、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、フェノチアジンを含むことがより好ましい。
[Polymerization inhibitor]
In the present invention, the ink may contain a polymerization inhibitor in order to enhance storage stability. As the polymerization inhibitor, a hindered phenol compound, a phenothiazine compound, a hindered amine compound, or a phosphorus compound is particularly preferably used.
Specific examples include 4-methoxyphenol, hydroquinone, methylhydroquinone, t-butylhydroquinone, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, phenothiazine, and aluminum salts of N-nitrosophenylhydroxylamine.
Among these, it is preferable that the composition contains a hindered phenol compound and/or a phenothiazine compound, and it is more preferable that the composition contains 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and phenothiazine.
前記重合禁止剤の含有量は、硬化性を維持しつつ保存安定性を高める観点から、インキの全質量に対して、0.01~2質量%であることが好ましい。 The content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 2% by mass relative to the total mass of the ink, from the viewpoint of maintaining curability while improving storage stability.
なお、本発明において、インキは、環境負荷低減の観点から、実質的に有機溶剤を含有しないことが好ましい。「実質的に含有しない」とは、意図せず混入した少量の有機溶剤の場合は「実質的に含有しない」に該当する、という意味であり、少量の有機溶剤を含む場合、スクリーンインキの全質量に対して、3質量%未満であり、より好ましくは1質量%未満である。 In the present invention, it is preferable that the ink contains substantially no organic solvents from the viewpoint of reducing the environmental impact. "Substantially no organic solvents" means that a small amount of organic solvent unintentionally mixed in corresponds to "substantially no organic solvents", and if a small amount of organic solvent is contained, it is less than 3% by mass, more preferably less than 1% by mass, of the total mass of the screen ink.
[バイオマス度]
バイオマス度は以下の式で計算することができる。
バイオマス度 (%)=(「使用した植物成分変性アクリレートのバイオマス成分質量」+「使用したバイオマス樹脂粒子のバイオマス成分質量」)×100/「活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ全質量」
バイオマス度は10%以上が好ましい。なお、本発明において、バイオマス度10質量%以上を達成する手段は、上記所定化合物の使用以外、特に限定されるわけでなく、公知のバイオマス化合物の添加などの方法を適宜用いることができる。
[Biomass ratio]
The biomass degree can be calculated using the following formula.
Biomass ratio (%) = ("mass of biomass component of plant-component modified acrylate used" + "mass of biomass component of biomass resin particles used") x 100 / "total mass of active energy ray-curable screen printing ink"
The biomass degree is preferably 10% or more. In the present invention, the means for achieving a biomass degree of 10% by mass or more is not particularly limited other than the use of the above-mentioned specific compounds, and a method such as the addition of a known biomass compound can be appropriately used.
[スクリーン印刷インキの製造]
本発明のスクリーン印刷インキは、適宜公知の分散方法で作製することができる。例えば、バインダー樹脂、顔料、有機溶剤および添加剤を必要量混合し、攪拌機などで良く撹拌してから、3本ロール、ペイントシェーカーやアトライター、サンドミル等の分散機により製造することが可能である。中でも好ましくは、3本ロール分散機による製造である。
[Production of screen printing ink]
The screen printing ink of the present invention can be prepared by any known dispersion method. For example, the ink can be prepared by mixing the required amounts of binder resin, pigment, organic solvent and additives, thoroughly stirring the mixture with a stirrer or the like, and then using a dispersing machine such as a three-roller, paint shaker, attritor, sand mill, etc. Among these, the ink is preferably prepared using a three-roller dispersing machine.
[基材]
本発明における印刷体を形成するために用いられる基材は特に限定されるものではなく、ガラス等の無機基材、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル基材、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニルその他のポリオレフィン基材、ポリアミド等のナイロン基材、アクリル基材、ポリ塩化ビニル基材、ポリカーボネート基材、ポリウレタン基材、エポキシ基材等の樹脂基材が挙げられる。また、シリカ、アルミナ、アルミニウムなどの無機化合物を当該基材に蒸着した蒸着基材も用いることができ、更に蒸着処理面がポリビニルアルコールなどによるコート処理を施されていても良い。また、コロナ処理やフレーム処理、延伸処理が施されていてもよい。中でも、成型加工されたプラスチックに対して、良好な密着性を得ることができる。
[Base material]
The substrate used to form the printed matter in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include inorganic substrates such as glass, polyester substrates such as polyethylene terephthalate, polyolefin substrates such as polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate, and other substrates, nylon substrates such as polyamide, acrylic substrates, polyvinyl chloride substrates, polycarbonate substrates, polyurethane substrates, and resin substrates such as epoxy substrates. Vapor deposition substrates in which inorganic compounds such as silica, alumina, and aluminum are vapor-deposited on the substrate can also be used, and the vapor deposition surface may be further coated with polyvinyl alcohol or the like. Corona treatment, frame treatment, and stretching treatment may also be performed. In particular, good adhesion can be obtained to molded plastics.
[成型加工されたプラスチック基材]
本発明における成型加工されたプラスチック基材における成型加工は特に限定されるものではなく、公知の成型加工方法を用いることができる。インジェクション成型加工、ダイレクトブロー成型加工、インジェクションブロー成型加工、インサート成型加工等が挙げられる。
[Molded plastic substrate]
The molding method for the molded plastic substrate of the present invention is not particularly limited, and any known molding method can be used, including injection molding, direct blow molding, injection blow molding, and insert molding.
[印刷体]
本発明の印刷体とは、上記スクリーンインキを用いてスクリーン印刷方法により、上記基材上に印刷層が形成され、活性エネルギー線により硬化印刷層となった印刷体をいう。印刷方法としてはスクリーン印刷方法であり、印刷機としてシリンダープレス印刷機や半自動印刷機、刷版としてナイロンやポリエステル等の樹脂素材、ステンレスなどの樹脂素材を使用した印刷条件であることが好ましい。
[Printed material]
The printed article of the present invention refers to a printed article in which a printed layer is formed on the substrate by a screen printing method using the screen ink, and the printed layer is cured by exposure to active energy rays. The printing method is preferably a screen printing method, and printing conditions are preferably such that a cylinder press printing machine or a semi-automatic printing machine is used as the printing machine, and a resin material such as nylon or polyester, or a resin material such as stainless steel is used as the printing plate.
本発明において、スクリーンインキを硬化する方法は、活性エネルギー線によるものであれば特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。具体的には、α線、γ線、電子線、X線、紫外線、可視光または赤外光などを照射することで硬化することができる。中でも、紫外線、電子線が好ましく、より好ましくは紫外線である。紫外線のピーク波長は、200~600nmであることが好ましく、より好ましくは350~420nmである。 In the present invention, the method for curing the screen ink is not particularly limited as long as it uses active energy rays, and any known method can be used. Specifically, the ink can be cured by irradiating it with α rays, γ rays, electron beams, X-rays, ultraviolet rays, visible light, infrared light, or the like. Of these, ultraviolet rays and electron beams are preferred, and ultraviolet rays are more preferred. The peak wavelength of the ultraviolet rays is preferably 200 to 600 nm, and more preferably 350 to 420 nm.
活性エネルギー線源としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。具体的には、水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、紫外線発光ダイオード(UV-LED)、紫外線レーザーダイオード(UV-LD)等のLED(発光ダイオード)やガス・固体レーザーなどが挙げられる。 There are no particular limitations on the source of active energy rays, and any known source can be used. Specific examples include mercury lamps, xenon lamps, metal halide lamps, LEDs (light-emitting diodes) such as ultraviolet light-emitting diodes (UV-LEDs) and ultraviolet laser diodes (UV-LDs), as well as gas and solid-state lasers.
[ガラス転移温度]
ガラス転移温度(Tg)は、DSC(示差走査熱量測定測定)により求めた値をいう。なお、測定機は株式会社リガク製 DSC8231を使用し、測定温度範囲-70~250℃、昇温速度10℃/分、DSC曲線におけるガラス転移に基づく吸熱開始温度と終了温度との中点をガラス転移温度とした。
植物成分変性アクリレートである、ロジン変性ポリエステルアクリレートおよび/または植物油変性ポリエポキシアクリレートの単独硬化物のガラス転移温度は0~100℃であることが好ましく、0~70℃であることがなお好ましい。またウレタンアクリレートの単独硬化物のガラス転移温度は-50℃~50℃であることが好ましく、-40℃~40℃であることがなお好ましい。
ここで、単独硬化物とは、原料の重合性オリゴマーを単独重合させたものを意味する。
上記範囲であれば、柔軟性と耐薬品性とのバランスの取れた塗膜性能を得ることができるためである。
[Glass transition temperature]
The glass transition temperature (Tg) is a value determined by DSC (differential scanning calorimetry). The measurement was performed using a Rigaku Corporation DSC8231 instrument, with a measurement temperature range of -70 to 250°C, a heating rate of 10°C/min, and the midpoint between the endothermic start and end temperatures due to the glass transition in the DSC curve was taken as the glass transition temperature.
The glass transition temperature of a single cured product of the plant component modified acrylate, rosin modified polyester acrylate and/or vegetable oil modified polyepoxy acrylate, is preferably 0 to 100° C., more preferably 0 to 70° C. The glass transition temperature of a single cured product of the urethane acrylate is preferably −50 to 50° C., more preferably −40 to 40° C.
Here, the term "homo-cured product" refers to a product obtained by homopolymerizing the raw material polymerizable oligomer.
This is because within the above range, a coating film performance that is well balanced between flexibility and chemical resistance can be obtained.
以下、実施例として本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により何等限定されるものではない。本発明において、特に断らない限り、「部」は「質量部」、「%」は、「質量%」をそれぞれ表す。
なお、実施例3は参考例である。
The present invention will be specifically described below using examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the present invention, unless otherwise specified, "parts" and "%" represent "mass parts" and "mass %", respectively.
It should be noted that Example 3 is a reference example.
<実施例1>[活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキS1の作製]
ロジン変性ポリエステルアクリレート(バイオマス度30質量%、長興材料工業社製「ETERCURE」、重量平均分子量2,000~3,000 3官能)15部、ウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光UV-3200B、単独硬化物ガラス転移温度-8℃、重量平均分子量10,000 2官能)25部、バイオマス樹脂粒子としてバイオマス樹脂粒子A(天然物系、ポリヒドロキシアルカン酸を含む樹脂粒子 バイオマス度の割合100質量%、平均粒子径5μm 融点170℃)6部、モノマーとしてN-ビニルカプロラクタム10部、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート10部、重合開始剤として2,4-ジエチルチオキサントン3部、増感剤として2-ジメチルアミノ安息香酸エチル3部、非シリコーン系消泡剤としてBYK-057(ブタジエン共重合物、ビックケミー・ジャッパン社製)2部、着色剤(C.I.ピグメントブルー15:4)6部、体質顔料(硫酸バリウム)20部を、ミキサー回転式攪拌機を用いて均一に混合した後、3本ロール分散機を2パスしてスクリーン印刷インキ(S1)を調製した。
Example 1 Preparation of active energy ray curable screen printing ink S1
Rosin-modified polyester acrylate (biomass ratio 30% by mass, "ETERCURE" manufactured by Choko Materials Industry Co., Ltd., weight average molecular weight 2,000 to 3,000, trifunctional) 15 parts, urethane acrylate (Shikoh UV-3200B manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, glass transition temperature of single cured product -8°C, weight average molecular weight 10,000, bifunctional) 25 parts, biomass resin particles A (natural product-based, resin particles containing polyhydroxyalkanoic acid, biomass ratio 100% by mass, average particle diameter 5 μm) as biomass resin particles A screen printing ink (S1) was prepared by uniformly mixing 6 parts of methyl 2,4-diethylthioxanthone (melting point 170° C.) as a monomer, 10 parts of N-vinylcaprolactam, 10 parts of 1,6-hexanediol diacrylate, 3 parts of 2,4-diethylthioxanthone as a polymerization initiator, 3 parts of ethyl 2-dimethylaminobenzoate as a sensitizer, 2 parts of BYK-057 (butadiene copolymer, manufactured by BYK-Chemie Japan) as a non-silicone antifoaming agent, 6 parts of a colorant (C.I. Pigment Blue 15:4), and 20 parts of an extender pigment (barium sulfate) using a mixer rotary stirrer.
<実施例2~17、比較例1~6>[スクリーン印刷インキS2~S17、T1~T6の作製]
実施例1と同様の方法によって、表1及び表2に示す、スクリーン印刷インキをそれぞれ作製した。尚、表中の略称を以下に示す。また、表中の数値は、特に断りのない限り「部」を表し、空欄は使用していないことを表す。
大豆油変性ポリエポキシアクリレート(ダイセル・オルネクス社製 官能基数4、重量平均分子量1200、単独硬化物のガラス転移温度13℃ バイオマス度の割合64質量%)
紫光UV-3000B(三菱ケミカル社製 2官能、ウレタンアクリレート、単独硬化物ガラス転移温度-39℃、重量平均分子量18,000)
紫光UV-7000B(三菱ケミカル社製 2~3官能、ウレタンアクリレート、単独硬化物ガラス転移温度52℃、重量平均分子量3,500)
ART RESIN UN-6200(根上工業社製 2官能、ウレタンアクリレート、単独硬化物ガラス転移温度-52℃、重量平均分子量6,500)
EBECRYL 1830(ダイセル・オルネクス社製 6官能、ポリエステルアクリレート、単独硬化物ガラス転移温度77℃、重量平均分子量1,000)
バイオマス樹脂粒子B(植物系、ポリ乳酸を含むバイオマス度の割合100質量%、平均粒子径3μm)
シンエツシリコンKF-96-1000CS:シリコーン系消泡剤(信越化学工業社製)
<Examples 2 to 17, Comparative Examples 1 to 6> [Preparation of screen printing inks S2 to S17, T1 to T6]
The screen printing inks shown in Tables 1 and 2 were prepared in the same manner as in Example 1. The abbreviations in the tables are as follows. The numerical values in the tables represent "parts" unless otherwise specified, and blanks represent unused values.
Soybean oil modified polyepoxy acrylate (manufactured by Daicel Allnex Corporation, functional group number 4, weight average molecular weight 1200, glass transition temperature of single cured product 13°C, biomass ratio 64% by mass)
Shikou UV-3000B (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, bifunctional, urethane acrylate, glass transition temperature of single cured product -39°C, weight average molecular weight 18,000)
Shiko UV-7000B (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, 2-3 functional, urethane acrylate, glass transition temperature of single cured product 52°C, weight average molecular weight 3,500)
ART RESIN UN-6200 (manufactured by Negami Chemical Industries, bifunctional, urethane acrylate, glass transition temperature of single cured product -52°C, weight average molecular weight 6,500)
EBECRYL 1830 (manufactured by Daicel Allnex Corporation, 6-functional polyester acrylate, glass transition temperature of single cured product 77°C, weight average molecular weight 1,000)
Biomass resin particles B (plant-based, biomass content including polylactic acid: 100% by mass, average particle size: 3 μm)
Shin-Etsu Silicon KF-96-1000CS: Silicone-based defoamer (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
<スクリーン印刷インキS1による印刷>
基材としてフレーム処理を施した成型加工されたプラスチックを使用して、この基材上に上記活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキS1をスクリーン刷版(NBCメッシュテック社製、L-SCREEN、140-030/355PW)を用いてパターンをスクリーン印刷した。その後、コンベア速度10m/分、120W/cm、照射距離15mmとなるようにUV光(光源はメタルハライドランプ)でスクリーン印刷インキを硬化させ、試験サンプルを作成した。スクリーン印刷体を作製した。
尚、フレーム処理は、従来公知の方法で行うことができるが、火力が35~40μAのバーナーを用い、バーナー先端と成型加工されたプラスチック表面との間隔を25~75mm程度とし、0.5~2.0秒間かけて成型加工されたプラスチック表面を均一に加熱処理する。尚、フレーム処理後の成型加工されたプラスチック表面は、表面張力が40~60mN/mの範囲になるように、印刷処理に適した濡れ性を確保した。
<Printing with screen printing ink S1>
A molded plastic that had been subjected to a frame treatment was used as the substrate, and the above-mentioned active energy ray curable screen printing ink S1 was screen-printed onto the substrate using a screen printing plate (NBC Meshtec, L-SCREEN, 140-030/355PW) to form a pattern. The screen printing ink was then cured with UV light (light source: metal halide lamp) at a conveyor speed of 10 m/min, 120 W/cm, and an irradiation distance of 15 mm to prepare a test sample. A screen print was produced.
The flame treatment can be carried out by a conventional method, but the flame treatment is carried out by using a burner with a flame power of 35 to 40 μA, setting the distance between the tip of the burner and the molded plastic surface at about 25 to 75 mm, and uniformly heat-treating the molded plastic surface for 0.5 to 2.0 seconds. The molded plastic surface after the flame treatment has a surface tension in the range of 40 to 60 mN/m to ensure wettability suitable for printing.
<実施例1~17、比較例1~6>[スクリーン印刷インキS1~S15、T1~T6による印刷]
実施例1で使用したスクリーン印刷インキS1の替わりに、表1及び表2に記載したスクリーン印刷インキに変更した以外は、実施例1と同様の方法によって印刷体をそれぞれ作製した。
<Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 6> [Printing with screen printing inks S1 to S15, T1 to T6]
Printed bodies were prepared in the same manner as in Example 1, except that the screen printing ink S1 used in Example 1 was changed to the screen printing inks shown in Tables 1 and 2.
<スクリーン印刷インキおよびその印刷体の評価>
上記実施例および比較例で得られたスクリーン印刷インキおよび印刷体について以下の評価を行った。評価結果は表1及び表2に示した。
<Evaluation of screen printing ink and its prints>
The screen printing inks and printed matter obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
[耐薬品性]
実施例1~17及び比較例1~6で得られた印刷体を用いて評価を行った。印刷面に99.5%のエタノールを含ませた綿棒で100往復擦り、基材が露出する回数を評価した。
A(優):100回以上
B(良):50回以上100回未満
C(不良):50回未満
なお産業上利用可能なレベルはAおよびBである。
[Chemical resistance]
Evaluations were carried out using the prints obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 6. The print surface was rubbed back and forth 100 times with a cotton swab soaked in 99.5% ethanol, and the number of times the substrate was exposed was evaluated.
A (excellent): 100 times or more B (good): 50 times or more but less than 100 times C (poor): less than 50 times Furthermore, the industrially applicable levels are A and B.
[柔軟性]
実施例1~17及び比較例1~6で得られた印刷体を用いて評価を行った。印刷面を180°山折りにし、元に戻した時の印刷面のひび割れの状態を目視判定した。評価結果の判定基準は以下のとおりとした。
A(優):折り曲げ線部に塗膜の割れが10%未満、塗膜の白化無し
B(良):折り曲げ線部に塗膜の割れが10%以上20%未満、僅かに塗膜が白化している
C(不良):折り曲げ線部に塗膜の割れが20%以上割れて、欠片が落ちる
なお産業上利用可能なレベルはAおよびBである。
[Flexibility]
Evaluations were carried out using the prints obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 6. The printed surface was folded 180° and then returned to its original state, and the state of cracks on the printed surface was visually judged. The judging criteria for the evaluation results were as follows:
A (Excellent): Less than 10% of the coating film cracks at the fold line, no whitening of the coating film. B (Good): 10% to 20% of the coating film cracks at the fold line, slight whitening of the coating film. C (Poor): 20% or more of the coating film cracks at the fold line, with pieces falling off. Furthermore, A and B are at the industrially usable levels.
[密着性]
実施例1~17及び比較例1~6で得られた印刷体を用いて評価を行った。印刷面に幅12mmの粘着テープ(ニチバン社製 セロハンテープ)を貼り付け、これを急速に剥がした時の印刷面の外観の状態を目視判定した。評価結果の判定基準は以下のとおりとした。
A(優):印刷面のインキ皮膜の剥離が5%未満であること。
B(良):インキ皮膜の剥離面積が5%以上20%未満であること。
C(不良):インキ皮膜の剥離面積が20%以上であること。
なお産業上利用可能なレベルはAおよびBである。
[Adhesion]
Evaluations were carried out using the prints obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 6. A 12 mm wide adhesive tape (cellophane tape manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was applied to the printed surface, and the appearance of the printed surface was judged visually when the tape was quickly peeled off. The evaluation results were judged based on the following criteria.
A (Excellent): Peeling of the ink film on the printed surface is less than 5%.
B (Good): The peeled area of the ink film is 5% or more and less than 20%.
C (bad): The peeled area of the ink film is 20% or more.
The industrially applicable levels are A and B.
[後加工性]
実施例1~17及び比較例1~6で得られた印刷体を用いて評価を行った。以下の評価で後加工性とは箔(村田金箔社製 蒸着箔)転写による単位面積当たりに転写される箔の転写面積比率をいう。尚、評価結果の基準は以下のとおりとした。
A(優):転写される箔の転移率が90質量%以上であること。
B(良):転写される箔の転移率が80質量%以上90質量%未満あること。
C(不良):転写される箔の転移率が80質量%未満であること。
なお産業上利用可能なレベルはAおよびBである。
[Post-processability]
Evaluations were carried out using the prints obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 6. In the following evaluations, the post-processability refers to the ratio of the area of the foil (evaporated foil manufactured by Murata Gold Foil Co., Ltd.) transferred per unit area. The criteria for the evaluation results were as follows:
A (Excellent): The transfer rate of the transferred foil is 90% by mass or more.
B (good): The transfer rate of the transferred foil is 80% by mass or more and less than 90% by mass.
C (poor): The transfer rate of the transferred foil is less than 80% by mass.
The industrially applicable levels are A and B.
本発明により、上記問題点を解決すべくなされたものであって、着色剤、植物成分変性アクリレートを含有するバインダー樹脂、および、樹脂粒子を含む実施例S1~S17は、耐薬品性、柔軟性、密着性、後加工性に優れる活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキと印刷体を提供することが可能となった。
植物成分変性アクリレートを除く比較例T1やT4およびT5では、柔軟性や密着性が不良であり、バイオマス樹脂粒子を除く比較例T2やT3およびT6では、耐薬品性や密着性が不良であった。
The present invention has been made to solve the above problems, and Examples S1 to S17, which include a colorant, a binder resin containing a plant-component modified acrylate, and resin particles, make it possible to provide an active energy ray-curable screen printing ink and a printed material that are excellent in chemical resistance, flexibility, adhesion, and post-processability.
Comparative Examples T1, T4, and T5, which do not contain plant-component modified acrylate, were poor in flexibility and adhesion, while Comparative Examples T2, T3, and T6, which do not contain biomass resin particles, were poor in chemical resistance and adhesion.
Claims (9)
前記樹脂粒子が、バイオマス樹脂粒子を含み、
前記バイオマス樹脂粒子が、デンプン、セルロース、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸及びポリヒドロキシアルカン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、
更に、非シリコーン系化合物である消泡剤を含む、活性エネルギー線硬化型スクリーン印刷インキ。 An active energy ray-curable screen printing ink comprising a colorant, a binder resin containing a plant-based modified acrylate, and resin particles,
The resin particles include biomass resin particles,
The biomass resin particles contain at least one selected from the group consisting of starch, cellulose, polylactic acid, polyglycolic acid, polyhydroxybutyric acid, and polyhydroxyalkanoic acid,
The present invention further provides an active energy ray-curable screen printing ink, which contains a defoaming agent that is a non-silicone compound.
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