JP2004123802A

JP2004123802A - Printing ink, printed matter, and production method for printed matter

Info

Publication number: JP2004123802A
Application number: JP2002286118A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hirose; 広瀬　健; Kei Oizumi; 大泉　圭; Sanji Harada; 原田　三次; Keiichi Sato; 佐藤　馨一; Masataka Nanba; 難波　正敬
Original assignee: MATSUI KAGAKU KK; Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: MATSUI KAGAKU KK; Artience Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printing ink which can produce a high-density printed matter with a thin film at a low cost in a high productivity, can carry out limited production of a wide variety of products, can be dried and cured in a short time with a small amount of energy, is low in environmental cost, and forms a printed ink film with high physical properties. <P>SOLUTION: This printing ink is used in letterpress printing or lithographic printing, is cured by an electron beam, and contains 20-70 mass% coloring component. When the ink thickness after printing is 1 μm, the transmission density of yellow ink is 0.3 or higher; that of red ink, 0.5 or higher; that of indigo ink, 0.7 or higher; and that of india ink, 0.6 or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高濃度印刷物に適した印刷インキ、それを用いた印刷物およびそのような印刷物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代社会において、印刷技術は文字情報や画像情報を大量に複製する技術としてなくてはならないものとなっている。そして、印刷技術は、用途や印刷物等に応じて様々な方式が存在し、それらに対応して種々の印刷インキが用いられている。各種印刷方式とそれに用いられる各種インキについては例えば非特許文献１に記載されている。
【０００３】
このうち、比較的濃度感の高い印刷画像が求められる印刷物、すなわち高濃度印刷物は、通常、スクリーン印刷またはグラビア印刷が使用されている。
【０００４】
スクリーン印刷は、画像のパターン状にインキ透過部を設けたスクリーン版を通してインキを基材に転移させ印刷を行う。このスクリーン印刷の特長としては、（１）スクリーン線の密度（通常はインチ当たりの線数で管理）調整により、１０〜１００μｍという比較的厚いインキ皮膜を形成することができること、（２）比較的粘度の高いインキを使用することが可能であるため、インキ樹脂中に顔料を始めとする充填剤を多めに加えても印刷適性には支障はないことが挙げられる。このような特長を活かし、スクリーン印刷は高い印刷濃度や隠蔽性が求められる用途を中心に使用されている。例えば、看板、ゲーム機、自動販売機の見本缶（ダミー体）が挙げられる。
【０００５】
一方、グラビア印刷は、金属シリンダー表面にエッチングなどによりパターン状に設けたセル内にインキを保持し、これを基材に転移させる。グラビア印刷は、樹脂分の少ない、溶剤もしくは水を媒体とした低粘度のインキにより、毎分３００ｍという高速生産も可能な点が大きな特長で、かつ、印刷画質もセルの深さを変えることにより連続的に階調効果を出すことができ高い濃度感の印刷物が得られる印刷方式として知られている。また、基材フィルムに対する密着要求に合わせてインキ樹脂選択の幅が比較的広いため、各種フィルムに印刷可能である。グラビア印刷におけるインキ皮膜の厚さは、通常、３〜１０μｍ程度である。
【０００６】
【非特許文献１】
片山賢二　「上手に使いこなす印刷インキ」　日本印刷新聞社　１９９３年５月２０日
【０００７】
しかしながら、スクリーン印刷は主に厚膜印刷がゆえの問題点として、（１）印刷速度を高くできないため生産性が悪いこと、（２）皮膜が厚いためインキの使用量が多く、かつインキ自体の価格も高いためトータルのインキコストが高くなること、（３）皮膜が厚いためインキの乾燥・硬化に時間がかかること、（４）インキ皮膜が厚いため、フィルム等への用途では、インキ皮膜がフィルム等に追従できず、フィルムから剥離したりひび割れたりすることがある。
【０００８】
また、グラビア印刷も以下のようないくつかの問題点を抱えている。すなわち、（１）従来のグラビア印刷機は大型で広幅・高速・大量印刷向けであり、近年の「多品種・小ロット生産」指向には不向きである。（２）金属シリンダーの印刷版の製造コストが高く、納期もかかる。（３）インキ媒体に大量の溶剤や水を含むため、印刷時のインキ乾燥に多大のエネルギーやスペースを必要とし、後処理などにおいて環境上のコストがかかる。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、高濃度印刷物を薄い皮膜で生産性良くしかも安価に得ることができ、多品種・小ロット生産にも対応することができ、乾燥・硬化の時間およびエネルギーが少なくてすみ、環境上のコストが小さく、しかも印刷したインキ皮膜の物性が高い高濃度印刷用の印刷インキを提供することを目的とする。また、このような印刷インキを用いた印刷物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、一般的に印刷されたインキ皮膜の厚さが５μｍ以下と薄い凸版印刷または平版印刷を用いることを前提とし、インキの着色成分濃度を極力高濃度とし、かつ電子線で硬化されるものとすることにより、上記課題が解決可能であることを見出した。
【００１１】
凸版印刷および平版印刷は、製版代が安く納期も短く、印刷物の狭幅から広幅までロットに関係なく柔軟に対応可能であるから、インキ皮膜を生産性良くしかも安価に得ることができ、多品種・小ロット生産にも対応することができ、また、きれいなフルカラーのプロセス印刷が可能であるといったメリットを有するが、これらは原理的にインキ皮膜の厚さが１〜３μｍ程度と薄く、したがって、従来は凸版印刷や平版印刷は高濃度印刷物を得ることが困難であるという固定観念が存在し、高濃度印刷物に凸版印刷や平版印刷を適用することは実質的に試みられていないのが現状であり、わずかにできるだけ高濃度感を出すために同じ図柄を２〜３回以上印刷することが行われているに過ぎない。もちろん、この場合には、生産性が低くなってしまう。
【００１２】
これに対し、本発明者らは、凸版印刷および平版印刷であってもインキの着色成分を高濃度にすれば、薄いインキ皮膜でありながら、濃度感を高くして高濃度印刷に対応することができ、インキを電子線を照射して硬化されるものとすることにより、このように着色剤が高濃度で含有されていても短時間で硬化することができ、かつ高いインキ物性が維持されること、そして、これにより、インキ皮膜を生産性良くしかも安価に得ることができ、多品種・小ロット生産にも対応することができるといった凸版印刷および平版印刷の本質的なメリットを生かしつつ、さらに乾燥・硬化の時間およびエネルギーが少なくてすみ、環境上のコストが小さい高濃度印刷用の印刷インキを得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、凸版印刷または平版印刷用の電子線で硬化される印刷インキであって、その中の着色成分の含有量が２０〜７０質量％の範囲であることを特徴とする印刷インキを提供する。
【００１４】
着色成分が白色顔料および金属顔料以外の場合には、その中の着色成分の含有量が２０〜５０質量％の範囲であることが好ましく、着色成分が白色顔料および金属顔料の場合には、その中の着色成分の含有量を４０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、凸版印刷または平版印刷用の電子線で硬化される印刷インキであって、印刷されたインキの厚さが１μｍのときの透過率濃度が、黄インキでは０．３以上、紅インキでは０．５以上、藍インキでは０．７以上、墨インキでは０．６以上であることを特徴とする印刷インキを提供する。
【００１６】
上記いずれの発明においても、前記凸版印刷にはフレキソ印刷が含まれ、前記平版印刷にはオフセット印刷が含まれる。
【００１７】
さらに、本発明は上記いずれかの印刷インキを用いて、被印刷体に凸版印刷または平版印刷し、電子線を照射して前記印刷されたインキ皮膜を硬化させてなることを特徴とする印刷物を提供する。
【００１８】
この場合に、前記印刷インキを透明基材に裏刷りしてなることや、前記インキ皮膜の上に透明平滑膜を被覆してなることが好ましい。
【００１９】
さらにまた、本発明は上記いずれかの印刷インキを用いて、被印刷体に凸版印刷または平版印刷する工程と、印刷されたインキ皮膜に電子線を照射して該インキ皮膜を硬化させる工程とを有することを特徴とする印刷物の製造方法を提供する。
【００２０】
多色刷りする際には、全ての印刷インキ皮膜を形成した後に電子線を照射して前記インキ皮膜を硬化させることが好ましい。
【００２１】
上記印刷物および印刷物の製造方法において、電子線の加速電圧が１５０ｋＶ以下であることが好ましい。
【００２２】
なお、本発明において、「硬化」は架橋をも含む概念である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
本発明の印刷インキは、凸版印刷または平版印刷用の電子線で硬化され、その中の着色成分の含有量が２０〜７０質量％の範囲であることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の印刷インキは、電子線で硬化されるものであり、典型的には電子線硬化型インキが用いられる。インキのタイプとしては、フルカラー印刷を行うための黄、紅、藍、墨のプロセスインキ、各種効果的配色を可能にする特色インキ、光沢感を出す金インキおよび銀インキ、蛍光インキ等がある。
【００２５】
また、本発明の印刷インキは、凸版印刷および平板印刷を前提としたものである。これらのうち凸版印刷は、凸状の版面から直接にインキが紙面に押圧されて転移するものである。この凸版印刷には、通常の凸版印刷の他、フレキソ印刷も含む。フレキソ印刷とは、ゴム凸版または感光性樹脂凸版のような弾性のある版を使用し、液状で速乾性のインキで印刷する方式である。また、平版印刷は、親油性の画線部と親水性の非画線部を持つ印刷版面に、親油性のインキと湿し水とが交互に供給されて印刷が行われる。この平版印刷には、版面のインキを一旦ゴムブランケット面に映してから、被印刷素材面に転移させるオフセット印刷が含まれる。さらに、湿し水を使用しない水なし平板印刷であってもよい。これらの印刷方式は原理的に薄いインキ皮膜を形成するものであり、通常の凸版印刷、オフセット印刷等の平版印刷は１〜３μｍ程度である。フレキソ印刷ではインキを印刷版に供給するアニロックスロールの選択により、通常の凸版印刷等より厚いインキ皮膜を形成することができ、通常５μｍ程度の皮膜が印刷されている。
【００２６】
本発明は、薄いインキ皮膜でありながら濃度感の高い高濃度印刷を行うものであり、そのためにインキ皮膜の薄い凸版印刷または平板印刷を用い、かつ濃度感を高めるために着色剤の濃度を上げる必要があることから、着色成分含有量を通常よりも高い２０〜７０質量％としている。このように着色成分を高濃度にすることにより濃度感が高まるのは透過光に対して高い隠蔽性が得られるためである。着色成分の好ましい範囲は２５〜７０質量％であり、さらに好ましくは３０〜６０質量％である。なお、インキ皮膜の厚さは、単色の場合も、多色の場合も５μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
このように凸版印刷または平版印刷により薄いインキ皮膜を形成すればよいことから、従来のグラビア印刷、スクリーン印刷の場合よりもインキ使用量を著しく少なくすることができ、印刷に関わるインキコストを大幅に低減することができるのみならず、厚いインキ皮膜に比べて形状追随性に優れるため、インキの剥離やひび割れが生じ難い。
【００２８】
着色成分の濃度の指標としては、上記質量基準の濃度の他、透過率濃度があり、本発明の実施形態では着色成分の濃度をこの透過率濃度で規定する。ここで「透過率濃度」とは、インキをＲＩテスター（簡易印刷機）で、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムに、厚さ１μｍにて印刷し、硬化させた印刷物に光を照射し、その際の入射光強度をΨ_ρ、透過光強度をΨ_ρｏとした場合に、以下に示す（１）式のＤ_ρで表される値をいう。
Ｄ_ρ＝ｌｏｇ（Ψ_ρ／Ψ_ρｏ）　　　　‥‥‥‥（１）
この場合に、入射光強度Ψ_ρ、透過光強度Ψ_ρｏとしては、Ｍａｃｂｅｔｈ社製の透過反射兼用濃度測定器「Ｍａｃｂｅｔｈ　ＴＲ９２７」で測定した値を用いることが好ましい。
【００２９】
そして、このような印刷されたインキの厚さが１μｍのときの透過率濃度を、黄インキでは０．３以上、紅インキでは０．５以上、藍インキでは０．７以上、墨インキでは０．６以上に規定する。このように規定することにより、５μｍ以下と薄いインキ皮膜でありながら、高い濃度感ないしは隠蔽性を得ることができる。好ましくは黄インキでは０．３５以上、紅インキでは０．６以上、藍インキでは０．８以上、墨インキでは０．７以上である。
【００３０】
なお、上記印刷方式の中では、フレキソ印刷は、通常の凸版印刷やオフセット印刷等の平版印刷よりも厚いインキ皮膜を形成可能であることから、このように着色成分を高濃度化することにより、より高い濃度感、隠蔽性をもたらす。
【００３１】
このように着色成分が高濃度で含まれている場合には、紫外線硬化型インキでは硬化が困難であり実用的インキ皮膜になりにくいが、本発明のように電子線で硬化させるインキを用いれば、問題を生じずに短時間で硬化することができ、かつ高いインキ皮膜物性が維持される。
【００３２】
すなわち、電子線の皮膜内透過性は、紫外線と異なりインキ皮膜の色相や濃度に影響されない。したがって、紫外線硬化型インキでは硬化が困難なインキ中の顔料等の着色成分を高濃度にした場合でも電子線硬化型インキでは問題なく硬化することができる。
【００３３】
また、電子線は熱を発生しないので、基材の変形や劣化を引き起こさない。これは、ペットボトル用シュリンクラベル等に使用される熱収縮性ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステルフィルム等への印刷において特に有効である。
【００３４】
さらに、電子線は透過性が高いため、インキ皮膜を短時間で硬化することができることはもちろんのこと、電子線硬化型インキを用いて多色のプロセス印刷を行う場合に、各色インキをその都度硬化させずに重ねて印刷（ウエット・オン・ウエット方式という）した後、最後に電子線を照射することにより、一度の照射で硬化させることが可能である。これにより、生産性向上に大きく寄与する。この「ウエット・オン・ウェット」印刷に適した印刷機として、センタードラムの回りに各色のインキを印刷する凸版または平版を設置したＣｅｎｔｅｒ　Ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ＣＩ）型輪転印刷機が知られている。紫外線硬化の場合には、紫外線の透過性が低いため、各色を印刷する毎に硬化する必要があり、生産性が低くならざるを得ない。
【００３５】
本発明で用いられる電子線硬化型インキの主成分としては、電子線を照射することによりラジカル重合もしくはカチオン重合するモノマー、オリゴマー、プレポリマーの１種または２種以上の電子線硬化性化合物が用いられる。
【００３６】
電子線硬化性化合物の例としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマー等を用いることができる。具体的には、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリシリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。これらの電子線硬化性化合物は、１種または必要に応じて２種以上用いてもよい。
【００３７】
さらに、必要に応じて、電子線硬化性化合物との相溶性に優れた熱硬化性または熱可塑性樹脂を添加することができる。熱硬化性または熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース誘導体（例えば、エチルセルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース）、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体。ポリアマイド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ブタジエン−アクリルニトリル共重合体のような合成ゴム等が挙げられる。これらの樹脂は、その中の１種または２種以上を用いることができる。
【００３８】
印刷インキの成分としては、このような主成分の他に着色成分を含有する。この着色成分としては、染料および顔料のいずれも使用することができる。顔料の例としては、酸化チタン、亜鉛華、酸化鉄、カーボンブラック、紺青、群青等の無機顔料、およびキナクリドン系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、イソインドリノン系有機顔料、アゾ系有機顔料等の有機顔料を使用することができる。
【００３９】
また、着色成分の具体例を色別に挙げると、黄色着色剤としては、ジスアゾイエロー系、ハンザイエロー系、バルカンファストイエロー系、ベンジンイエロー系、クロモフタルイエロー系等が挙げられ、紅着色剤としては、ハンザレッド系、パーマネントレッド系、ウォッチャレッド系、レーキレッド系、ブリリアントカーミン系、ローダミン系等が挙げられ、藍着色剤としては、フタロシアニン系等が挙げられ、墨インキとしてはカーボンブラックが挙げられる。さらに、緑着色剤としてはフタロシアニングリーン系、橙着色剤としてはパーマネントレッド系、紫着色剤としてはジオキサジンバイオレット系が挙げられる。また、下地の隠蔽層等として用いられる白色顔料としては、酸化チタン等が挙げられる。
【００４０】
着色成分が上記白色顔料、およびアルミニウム粉等の金属顔料の場合には、インキ中の着色成分の含有量は４０〜７０質量％であることが好ましく、それ以外の場合には２０〜５０質量％の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、それぞれ４５〜６０質量％、および３０〜４５質量％である。着色成分としては、体質顔料を含まないが、インキに体質顔料を併用することはできる。
【００４１】
なお、インキ中の着色成分の含有量は、印刷物のデザインや必要とされる隠蔽性、濃度感により、上記の範囲内で適宜決定される。
【００４２】
以上のような電子線で硬化する印刷インキ、典型的には電子線硬化型インキを用いて印刷物を製造する場合には、凸版印刷または平版印刷で基材上にインキ皮膜を形成した後、電子線を照射する。この場合のインキ皮膜の厚さは通常５μｍ以下である。
【００４３】
電子線硬化型インキを硬化する電子線は１５０ｋＶ以下の低エネルギー線であることが好ましく、基材の電子線による劣化の影響を考慮すると３０〜１００ｋＶが特に好ましい。図１は加速電圧５０〜８０ｋＶにおける電子線到達深度と吸収線量（任意スケール）との関係を示す図である。この図から、電子線の加速電圧によりその到達深度が異なることがわかる。したがって、電子線を作用させるインキ皮膜の厚さに応じて上記範囲内で適切な加速電圧を設定することが好ましい。電子線の照射量は、硬化に必要なインキの成分と処理速度に応じて適宜選択されるが、通常、５〜５０ｋＧｙが好ましく、特に１０〜３０ｋＧｙが好ましい。
【００４４】
電子線照射装置としては、カーテンビーム型、エリアビーム型、ブロードビーム型、スキャニングビーム型、真空管型等の装置が挙げられる。これらの中では真空管型電子線照射装置を用いることが好ましい。このような真空管型電子線照射装置は、電子線発生部としての照射管１０が図２のように構成されている。すなわち、図２の（ａ）に示すように、円筒状をなすガラスまたはセラミック製の真空管（チューブ）１と、その真空管（チューブ）１内に設けられ、陰極から放出された電子を電子線として取り出してこれを加速する電子線発生部２と、真空管１の端部に設けられ、電子線を射出する電子線射出部３と、図示しない給電部より給電するためのピン部４とを有する。電子線射出部３には薄膜状の照射窓５が設けられている。電子線射出部３の照射窓５は、ガスは透過せずに電子線を透過する機能を有しており、図２の（ｂ）に示すようにスリット状をなしている。そして、照射室内に配置された被照射物に照射窓５から射出された電子線が照射される。
【００４５】
このような真空管型電子線照射装置は、従来から用いられてきたドラム型の電子線照射装置とは根本的に異なっている。従来のドラム型電子線照射装置は、ドラム内を常に真空引きしながら電子線を照射するタイプのものであるが、真空管型の場合には、このような真空引きが不要である。
【００４６】
このような構成の照射管を有する装置は、米国特許第５，４１４，２６７号に開示されている。この装置は、上述したように低加速電圧でも有効に電子線を取り出すことができるから、基材への悪影響が小さい。また、電子線のエネルギーが小さいためＸ線等の放射線の発生量が小さく、放射線を遮蔽するためのシールド装置を小型化または低減することができるようになる。
【００４７】
通常、電子線照射は、窒素ガスなどの不活性ガスでイナーティングした状態で実施されるが、このような真空管型電子線照射装置は従来の電子線照射装置よりもイナーティングの必要性が小さく、条件によっては、空気または空気に近い雰囲気になるような不活性ガス含有量の雰囲気下で照射することも可能である。
【００４８】
このように、真空管型の電子線照射装置を用いて低加速電圧で電子線を照射することにより、シールドの小型化・低減化、およびイナーティングの簡略化が可能となり、また低加速電圧であるため電子線発生部分の小型化が可能となり、電子線照射装置の飛躍的な小型化が可能となる。また、立ち上げが簡便であり、メンテナンスも容易である。
【００４９】
印刷物の基材としては、特に制限はなく、紙、プラスチック、金属等あらゆる材料に対応することができる。特に、上述したように、電子線は熱を発生しないので、基材が、ペットボトル用シュリンクラベル等に使用される熱収縮性ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステルフィルム等の熱に弱いものであっても、適用可能である。また、透明フィルムに印刷する場合には、裏刷りすることが好ましい。これにより、濃度感を一層高めることができる。また、印刷によりインキ皮膜を形成した後、オーバープリントワニスのような透明平滑膜を被覆することが好ましい。これによっても濃度感を一層高めることができる。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施例により何等限定されるものではない。なお、以下の説明において「部」、「％］はそれぞれ重量部、重量％を表す。
【００５１】
（実施例１）
ここでは、印刷インキ業界で一般的に使用されている簡易印刷機である展色機（ＲＩテスター。上記非特許文献１１９ページ参照）を用いて、市販の厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（予め印刷面にコロナ処理を施したもの）からなる基材に、下記インキ１を、厚さ１μｍとなるように印刷した。印刷後、真空管型電子線照射装置（Ｍｉｎ−ＥＢ機；東洋インキ製造株式会社製）を用いて電子線を照射して硬化皮膜を形成した。電子線の照射条件は、加速電圧：５０ｋＶ、照射線量：３０ｋＧｙ、照射雰囲気：窒素ガス雰囲気（酸素濃度２００ｐｐｍ）とした。
【００５２】
インキ１
トリメチロールプロパントリアクリレート：５０部、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート：９．９部、ハイドロキノン：０．１部およびジアリルフタレート樹脂（東都化成株式会社製「ＤＴ１５０」）：４０部を１００℃で溶解しワニスを作製した。得られたワニス５５部と、ＰＶファーストイエローＨＧ（クラリアント社製の黄顔料）：３５部、モノマーのペンタエリスリトールテトラアクリレート：１０部を３本ロールにて分散させて電子線硬化型平版印刷インキ１とした。
【００５３】
得られた硬化皮膜の透過率濃度を以下のように測定するとともに、硬化性および基材密着性を以下の通りに評価した。この際、硬化性、基材密着性の評価は、照射後１日後に行った。透過率濃度の値、および硬化性、基材密着性の評価結果を表１に示す。なお、印刷物をフィルム側から見た場合、インキ側から見た場合に比べ、目視で明らかに濃度感が高くなっていた。
【００５４】
［透過率濃度の測定］
Ｍａｃｂｅｔｈ社製の透過反射兼用濃度測定器「Ｍａｃｂｅｔｈ　ＴＲ９２７」を使用し、得られた硬化皮膜の透過光により透過率濃度を測定した。測定原理は、得られた硬化皮膜面に垂直に光を当てて、その透過光強度を測定し、上記（１）式に基づいて透過率濃度を算出した。
【００５５】
［硬化性の評価］
１．触指による乾燥性テスト（完全硬化５〜未硬化１の５段階で評価する）。
２．爪による印刷面の耐擦り傷性テスト（以下スクラッチテストという）
（良好５〜不良１の５段階で評価する）。
３．ＭＥＫラビングテスト（綿棒にメチルエチルケトンを含有させて、印刷面を軽くこすり、下地が見えるまでの回数を測定する）。
【００５６】
［基材密着性の評価］
セロハンテープ剥離による基材密着性テスト（以下、セロハンテープ密着テストという）（完全密着５〜密着不良１の５段階で評価する）。
【００５７】
（実施例２〜４）
実施例１の電子線硬化型インキに代えて、実施例２では下記インキ２、実施例３では下記インキ３、実施例４では下記インキ４を実施例１と同様に印刷し、実施例１と同様の条件で電子線を照射して硬化皮膜を形成した。得られた硬化皮膜の透過率濃度を実施例１と同様に測定し、皮膜の硬化性および基材密着性を実施例１と同様に評価した。透過率濃度の値、および硬化性、基材密着性の評価結果を表１に示す。
【００５８】
インキ２
インキ１の着色成分の代わりに、ノバパームカーミンＨＦ４ＣＮ（クラリアント社製の紅顔料）を用いて顔料濃度を３０％とした電子線硬化型平版印刷インキ２を得た。
【００５９】
インキ３
トリメチロールプロパントリアクリレート：３０部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート：２０部、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート：９．９部、ハイドロキノン：０．１部およびジアリルフタレート樹脂（東都化成株式会社製「ＤＴ１５０」）：４０部を１００℃で溶解しワニスを作製した。得られたワニス６０部と、リオノールブルーＦＧ７３３０（東洋インキ製造株式会社製の藍顔料）：３０部、モノマーのペンタエリスリトールテトラアクリレート：１０部を３本ロールにて分散させて電子線硬化型平版印刷インキ３とした。
【００６０】
インキ４
インキ１の着色成分の代わりに、三菱カーボン＃２５（三菱カーボン株式会社製の墨顔料）を用いて、顔料濃度３５％とした電子線硬化型平版印刷インキ４を得た。
【００６１】
（比較例１〜４）
実施例１〜４に示した電子線硬化型インキ（光開始剤は含有されていない。）をそれぞれ実施例１と同様に印刷後、紫外線を照射し、印刷物を得た。紫外線の照射条件は、１６０Ｗ／ｃｍのメタルハライドランプで３０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量とした。得られた皮膜の透過率濃度を実施例１と同様に測定し、皮膜の硬化性および基材密着性を実施例１と同様に評価した。透過率濃度の値、および硬化性、基材密着性の評価結果を表１に示す。
【００６２】
（比較例５〜８）
実施例１〜４に示した電子線硬化型インキ１００部に対して、光反応開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製「イルガキュア９０７」）５部を加え分散させ、紫外線硬化型インキを作成した。この紫外線硬化型インキをそれぞれ実施例１と同様に印刷後、比較例１〜４と同様の条件で紫外線を照射し、印刷物を得た。得られた皮膜の透過率濃度を実施例１と同様に測定し、皮膜の硬化性および基材密着性を実施例１と同様に評価した。透過率濃度の値、および硬化性、基材密着性の評価結果を表１に示す。
【００６３】
（比較例９〜１２）
厚さが０．５μｍとなるようにした以外は比較例５〜８と同様に印刷後、比較例１〜４と同様の条件で紫外線を照射し、印刷物を得た。得られた皮膜の透過率濃度を実施例１と同様に測定し、皮膜の硬化性および基材密着性を実施例１と同様に評価した。透過率濃度の値、および硬化性、基材密着性の評価結果を表１に示す。
【００６４】
（比較例１３〜１６）
市販の紫外線硬化インキであるＦＤＯニュー超耐光黄Ｒ２ロ、ＦＤＯニュー超耐光紅Ｒ２ロ、ＦＤＯニュー藍Ｒ２ロ、ＦＤＯニュー墨Ｒ２ロ（いずれも東洋インキ製造株式会社製）をそれぞれ実施例１と同様に印刷後、比較例１〜４と同様の条件で紫外線を照射し、印刷物を得た。得られた皮膜の透過率濃度を実施例１と同様に測定し、皮膜の硬化性および基材密着性を実施例１と同様に評価した。透過率濃度の値、および硬化性、基材密着性の評価結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】

【００６６】
表１に示すように、電子線で硬化した実施例１〜４では、着色成分の含有量が多く、かつ透過率濃度も高かったが、良好な硬化特性を示し、基材密着性も良好であった。これに対して、紫外線を照射した比較例１〜８は、皮膜が十分に硬化しておらず、基材密着性も低かった。また、比較例９〜１２は、皮膜厚さを０．５μｍにして紫外線を照射したものであり、皮膜が薄いため、皮膜の硬化性はほぼ良好なものとなったが、基材密着性が低かった。また、透過性濃度が低く、高い濃度感が得られなかった。市販の紫外線硬化型インキを用いた比較例１３〜１６は、いずれも皮膜の硬化性および密着性は良好であったが、配合した着色成分の量が少ないため、高い濃度感が得られなかった。
【００６７】
（実施例５）
実施例１〜４のインキ１〜４を用いて、ＯＫトップコート（王子製紙株式会社製アート紙）に、Ｃｅｎｔｅｒ　Ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ＣＩ）型輪転印刷機により、ウェット・オン・ウェット方式で平版印刷し、最後に、実施例１と同様の加速電圧で電子線照射（照射線量５０ｋＧｙ）し、多色印刷物を得た。この印刷物に対し、乾燥性テスト、スクラッチテスト、ＭＥＫラビングテスト、セロハンテープ密着テストを行った結果、いずれも良好であった。
【００６８】
（実施例６）
実施例５で得られた印刷物のインキ面に、ＦＤカルトン　ＡＣＥ　ＯＰニスロ型（東洋インキ製造株式会社製オーバーコートニス）を用いて、ＲＩテスターで厚さ１μｍのオーバーコート層を設け、比較例に示した条件で紫外線照射した。その結果、実施例５の印刷物に比べ、目視でより濃度感が高くなっていた。
【００６９】
（実施例７）
実施例１のワニス：３１部、タイペークＲ６３０（石原産業株式会社製）、タルク：３部、炭酸カルシウム：１部、モノマー：１０部を用いて、実施例１と同様にして電子線硬化型平版印刷インキを得た。得られたインキを用いて、実施例１と同様にして印刷し、実施例１と同様の加速電圧で電子線照射（照射線量５０ｋＧｙ）した。この印刷物に対し、乾燥性テスト、スクラッチテスト、ＭＥＫラビングテスト、セロハンテープ密着テストを行った結果、いずれも良好であった。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、凸版印刷または平版印刷用の電子線で硬化される印刷インキであって、インキの着色成分を高濃度にしたので、薄いインキ皮膜でありながら、濃度感を高くして高濃度印刷に対応することができ、このように着色剤が高濃度で含有されていても短時間で硬化することができ、かつ高いインキ物性が維持される。そして、凸版印刷および平版印刷により薄いインキ皮膜を形成するので、インキ皮膜を生産性良くしかも安価に得ることができ、多品種・小ロット生産にも対応することができるといった凸版印刷および平版印刷の本質的なメリットを生かしつつ、さらに乾燥・硬化の時間およびエネルギーが少なくてすみ、しかも環境上のコストが小さい高濃度印刷用の印刷インキを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加速電圧５０〜８０ｋＶにおける電子線到達深度と照射線量との関係を示す図。
【図２】層を形成するための電子線照射装置の照射管の構造を示す図。
【符号の説明】
１……真空管
２……電子線発生部
３……電子線射出部
４……ピン部
５……照射窓
１０……照射管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a printing ink suitable for high-density printed matter, a printed matter using the same, and a method for producing such a printed matter.
[0002]
[Prior art]
In modern society, printing technology has become indispensable as a technology for copying a large amount of character information and image information. There are various types of printing techniques depending on the application, printed matter, and the like, and various printing inks are used correspondingly. Various printing methods and various inks used therein are described in Non-Patent Document 1, for example.
[0003]
Among them, screen printing or gravure printing is usually used for printed matter requiring a printed image having a relatively high density feeling, that is, high-density printed matter.
[0004]
In screen printing, ink is transferred to a substrate through a screen plate provided with an ink transmitting portion in an image pattern, and printing is performed. The features of this screen printing are that (1) a relatively thick ink film of 10 to 100 μm can be formed by adjusting the screen line density (normally controlled by the number of lines per inch); Since it is possible to use an ink having a high viscosity, even if a large amount of a filler such as a pigment is added to the ink resin, it does not affect printability. Taking advantage of these features, screen printing is used mainly for applications requiring high print density and concealment. For example, a signboard, a game machine, and a sample can (dummy body) of a vending machine can be given.
[0005]
On the other hand, in gravure printing, ink is held in cells provided in a pattern on the surface of a metal cylinder by etching or the like, and the ink is transferred to a substrate. Gravure printing is characterized by the fact that high-speed production of 300 m / min is possible with low-viscosity ink using a solvent or water as a medium, which has a low resin content, and print quality is also changed by changing the cell depth. It is known as a printing method capable of continuously providing a gradation effect and obtaining a printed matter having a high density feeling. Further, since the range of selection of the ink resin is relatively wide in accordance with the requirement for adhesion to the base film, it can be printed on various films. The thickness of the ink film in gravure printing is usually about 3 to 10 μm.
[0006]
[Non-patent document 1]
Kenji Katayama "Printing ink that can be used well" Nippon Printing Newspaper May 20, 1993
[0007]
However, screen printing has the following problems mainly due to thick film printing: (1) productivity is poor because printing speed cannot be increased; (2) the amount of ink used is large because the film is thick, and The cost is high and the total ink cost is high. (3) It takes a long time for the ink to dry and cure because the film is thick. (4) The ink film is thick when used for films etc. The film cannot follow the film or the like, and may peel or crack from the film.
[0008]
Also, gravure printing has some problems as follows. That is, (1) the conventional gravure printing machine is for large-sized, wide, high-speed, and large-volume printing, and is not suitable for recent “multi-product / small-lot production”. (2) The production cost of the printing plate of the metal cylinder is high, and the delivery time is long. (3) Since a large amount of solvent and water are contained in the ink medium, a large amount of energy and space are required for drying the ink during printing, and environmental costs are required in post-processing and the like.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to obtain high-density printed matter with a thin film with good productivity and at low cost, and it can cope with production of many kinds and small lots, and drying and curing. An object of the present invention is to provide a printing ink for high-density printing which requires less time and energy, has a low environmental cost, and has high physical properties of a printed ink film. Another object of the present invention is to provide a printed material using such a printing ink and a method for producing the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventors have presumed that letterpress printing or lithographic printing, in which the thickness of the printed ink film is generally as thin as 5 μm or less, is used, and the coloring component of the ink is used. It has been found that the above problem can be solved by setting the concentration as high as possible and curing it with an electron beam.
[0011]
Toppan printing and lithographic printing have low plate-making costs, short delivery times, and can respond flexibly from narrow to wide prints regardless of the lot, so that ink films can be obtained with good productivity and at low cost.・ It has the advantage of being able to cope with small-lot production and to be able to perform clean full-color process printing. However, these are in principle thin with an ink film thickness of about 1 to 3 μm. There is a stereotype that it is difficult to obtain high-density printed matter in letterpress printing and lithographic printing, and at present, practically no attempt has been made to apply letterpress printing or lithographic printing to high-density printed matter. The same pattern is printed only two or three times or more in order to give a feeling of density as high as possible. Of course, in this case, the productivity is reduced.
[0012]
On the other hand, the present inventors, even in letterpress printing and planographic printing, if the coloring component of the ink is made high density, it is possible to respond to high density printing by increasing the density feeling even though it is a thin ink film. By curing the ink by irradiating it with an electron beam, the ink can be cured in a short time even if the colorant is contained at a high concentration, and high ink properties are maintained. This makes it possible to obtain an ink film with good productivity and at low cost, and to take advantage of the essential advantages of letterpress printing and lithographic printing, such as being able to respond to high-mix, small-lot production. Further, they have found that it is possible to obtain a printing ink for high-density printing which requires less time and energy for drying and curing and has a low environmental cost, and has completed the present invention.
[0013]
That is, the present invention relates to a printing ink cured by an electron beam for letterpress printing or planographic printing, wherein the content of a coloring component in the printing ink is in the range of 20 to 70% by mass. I will provide a.
[0014]
When the coloring component is other than a white pigment and a metal pigment, the content of the coloring component therein is preferably in the range of 20 to 50% by mass. It is preferable that the content of the coloring component therein is in the range of 40 to 70% by mass.
[0015]
Further, the present invention is a printing ink which is cured by an electron beam for letterpress printing or planographic printing, wherein the transmittance density when the thickness of the printed ink is 1 μm is 0.3 or more for yellow ink, A printing ink characterized by being 0.5 or more for red ink, 0.7 or more for indigo ink, and 0.6 or more for black ink.
[0016]
In any of the above inventions, the relief printing includes flexographic printing, and the lithographic printing includes offset printing.
[0017]
Further, the present invention provides a printed material obtained by performing letterpress printing or lithographic printing on a printing medium using any one of the printing inks described above, and irradiating an electron beam to cure the printed ink film. provide.
[0018]
In this case, it is preferable that the printing ink is backprinted on a transparent substrate, or that a transparent smooth film is coated on the ink film.
[0019]
Furthermore, the present invention comprises the steps of letterpress printing or lithographic printing on a printing medium using any of the above printing inks, and curing the ink film by irradiating the printed ink film with an electron beam. Provided is a method for producing a printed material, characterized in that the method comprises:
[0020]
When performing multicolor printing, it is preferable to cure the ink film by irradiating an electron beam after forming all the printing ink films.
[0021]
In the printed matter and the method for manufacturing a printed matter, the acceleration voltage of the electron beam is preferably 150 kV or less.
[0022]
In the present invention, “curing” is a concept including cross-linking.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
The printing ink of the present invention is characterized by being cured by an electron beam for letterpress printing or planographic printing, and having a coloring component content in the range of 20 to 70% by mass.
[0024]
The printing ink of the present invention is cured by an electron beam, and typically, an electron beam-curable ink is used. Ink types include yellow, red, indigo, and black process inks for performing full-color printing, special color inks that enable various effective color schemes, gold and silver inks that provide gloss, fluorescent inks, and the like.
[0025]
The printing ink of the present invention is based on letterpress printing and flat printing. Among them, letterpress printing is a method in which ink is directly pressed from a convex plate surface onto a paper surface and transferred. The relief printing includes flexo printing in addition to ordinary relief printing. Flexographic printing is a method in which an elastic plate such as a rubber relief printing plate or a photosensitive resin relief printing plate is used, and printing is performed using a liquid and quick-drying ink. In lithographic printing, lipophilic ink and fountain solution are alternately supplied to a printing plate surface having a lipophilic image portion and a hydrophilic non-image portion, and printing is performed. This lithographic printing includes offset printing in which the ink on the printing plate is first projected onto a rubber blanket surface and then transferred to the printing material surface. Further, flat printing without water using no dampening solution may be used. These printing methods form a thin ink film in principle, and lithographic printing such as ordinary letterpress printing and offset printing is about 1 to 3 μm. In flexographic printing, a thicker ink film than in normal letterpress printing or the like can be formed by selecting an anilox roll that supplies ink to a printing plate, and a film of about 5 μm is usually printed.
[0026]
The present invention is to perform high density printing with a high density feeling even though it is a thin ink film, and therefore, uses letterpress printing or flat printing with a thin ink film, and increases the concentration of the colorant to increase the density feeling. Since it is necessary, the content of the coloring component is set to 20 to 70% by mass, which is higher than usual. The reason why the concentration of the coloring component is increased by increasing the concentration of the coloring component is that a high concealing property with respect to transmitted light is obtained. The preferred range of the coloring component is 25 to 70% by mass, and more preferably 30 to 60% by mass. In addition, the thickness of the ink film is preferably 5 μm or less in both cases of a single color and a multicolor.
[0027]
Since it is only necessary to form a thin ink film by letterpress printing or planographic printing in this way, the amount of ink used can be significantly reduced compared to conventional gravure printing and screen printing, and the ink cost associated with printing is greatly reduced. Not only can it be reduced, but it also has excellent shape following properties compared to thick ink films, so that ink peeling and cracking hardly occur.
[0028]
As an index of the concentration of the coloring component, there is a transmittance concentration in addition to the above-mentioned concentration based on mass, and in the embodiment of the present invention, the concentration of the coloring component is defined by this transmittance concentration. Here, the “transmittance density” means that the ink is printed on a polyester film having a thickness of 50 μm at a thickness of 1 μm using an RI tester (simple printing machine), and the cured printed matter is irradiated with light. Incident light intensity _ρ , The transmitted light intensity _ρo , And D of the following equation (1) _ρ Means the value represented by
D _ρ = Log (Ψ _ρ / Ψ _ρo ) ‥‥‥‥ (1)
In this case, the incident light intensity Ψ _ρ , Transmitted light intensityΨ _ρo It is preferable to use a value measured by a transmission / reflection / density measuring device “Macbeth TR927” manufactured by Macbeth.
[0029]
The transmittance density when the thickness of the printed ink is 1 μm is 0.3 or more for yellow ink, 0.5 or more for red ink, 0.7 or more for indigo ink, and 0 or more for black ink. .6 or more. With such a definition, a high density feeling or concealing property can be obtained even though the ink film is as thin as 5 μm or less. Preferably, it is 0.35 or more for yellow ink, 0.6 or more for red ink, 0.8 or more for indigo ink, and 0.7 or more for black ink.
[0030]
In the above printing method, flexographic printing can form a thicker ink film than lithographic printing such as ordinary letterpress printing or offset printing, so by increasing the concentration of the coloring component in this way, Produces higher density feeling and hiding power.
[0031]
When the coloring component is contained at a high concentration as described above, it is difficult to cure with an ultraviolet curable ink and it is difficult to form a practical ink film, but if an ink cured with an electron beam as in the present invention is used, It can be cured in a short time without causing any problem, and high ink film properties are maintained.
[0032]
That is, the transmittance of the electron beam in the film is not affected by the hue or concentration of the ink film, unlike ultraviolet light. Therefore, even when a coloring component such as a pigment in an ink which is difficult to cure with an ultraviolet curable ink is set at a high concentration, it can be cured without any problem with an electron beam curable ink.
[0033]
Further, since the electron beam does not generate heat, it does not cause deformation or deterioration of the substrate. This is particularly effective in printing on heat-shrinkable polystyrene, polypropylene, polyester films and the like used for shrink labels for PET bottles and the like.
[0034]
Furthermore, since the electron beam has high transparency, not only can the ink film be cured in a short time, but when performing multi-color process printing using an electron beam-curable ink, each color ink must be used each time. It is possible to cure with a single irradiation by irradiating an electron beam at the end after performing printing (wet-on-wet method) without curing. This greatly contributes to improving productivity. As a printing machine suitable for the "wet-on-wet" printing, a Center Impression (CI) rotary printing press having a relief or lithographic plate for printing ink of each color around a center drum is known. In the case of ultraviolet curing, since the transmittance of ultraviolet rays is low, it is necessary to cure each time each color is printed, so that productivity must be reduced.
[0035]
As a main component of the electron beam-curable ink used in the present invention, one or more electron beam-curable compounds of monomers, oligomers, and prepolymers that undergo radical polymerization or cationic polymerization upon irradiation with an electron beam are used. Can be
[0036]
Examples of the electron beam-curable compound include monomers, oligomers, and prepolymers having an ethylenically unsaturated double bond. Specifically, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, dipentaerythryli Tall hexaacrylate and the like. These electron beam curable compounds may be used alone or, if necessary, in two or more kinds.
[0037]
Further, if necessary, a thermosetting or thermoplastic resin having excellent compatibility with the electron beam curable compound can be added. Examples of the thermosetting or thermoplastic resin include polyvinyl chloride, poly (meth) acrylate, epoxy resin, polyurethane resin, cellulose derivatives (eg, ethyl cellulose, cellulose acetate, nitrocellulose), and vinyl chloride-vinyl acetate. Polymer. Examples include a polyamide resin, a polyvinyl acetal resin, a diallyl phthalate resin, and a synthetic rubber such as a butadiene-acrylonitrile copolymer. One or more of these resins can be used.
[0038]
As a component of the printing ink, a coloring component is contained in addition to such a main component. As the coloring component, any of dyes and pigments can be used. Examples of pigments include inorganic pigments such as titanium oxide, zinc white, iron oxide, carbon black, navy blue and ultramarine blue; quinacridone organic pigments, phthalocyanine organic pigments, benzimidazolone organic pigments, and isoindolinone organic pigments. And organic pigments such as azo organic pigments.
[0039]
Further, when specific examples of the coloring component are given by color, as a yellow colorant, disazo yellow type, Hansa yellow type, Vulcan fast yellow type, benzine yellow type, chromophthal yellow type and the like can be mentioned, and as a red colorant, , Hansa Red, Permanent Red, Watcher Red, Lake Red, Brilliant Carmine, Rhodamine, etc., indigo colorants include phthalocyanine, etc., and black inks include carbon black. . Furthermore, a phthalocyanine green-based colorant may be used as the green colorant, a permanent red-based colorant may be used as the orange colorant, and a dioxazine violet-based colorant may be used as the purple colorant. Further, as a white pigment used as a base concealing layer or the like, titanium oxide or the like can be given.
[0040]
When the coloring component is the above-mentioned white pigment or metal pigment such as aluminum powder, the content of the coloring component in the ink is preferably 40 to 70% by mass, and in other cases, 20 to 50% by mass. Is preferably within the range. More preferably, they are respectively 45 to 60% by mass and 30 to 45% by mass. The coloring component does not contain an extender pigment, but an extender can be used in combination with the ink.
[0041]
The content of the coloring component in the ink is appropriately determined within the above range depending on the design of the printed matter, the required concealing property, and the sense of density.
[0042]
When a printed material is manufactured using a printing ink that is cured by an electron beam as described above, typically an electron beam-curable ink, an ink film is formed on a substrate by letterpress printing or lithographic printing, and then an electronic film is formed. Irradiate the line. In this case, the thickness of the ink film is usually 5 μm or less.
[0043]
The electron beam for curing the electron beam-curable ink is preferably a low energy beam of 150 kV or less, and particularly preferably 30 to 100 kV in consideration of the influence of deterioration of the substrate due to the electron beam. FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an electron beam reaching depth and an absorbed dose (arbitrary scale) at an acceleration voltage of 50 to 80 kV. From this figure, it can be seen that the reaching depth varies depending on the acceleration voltage of the electron beam. Therefore, it is preferable to set an appropriate acceleration voltage within the above range according to the thickness of the ink film on which the electron beam acts. The irradiation amount of the electron beam is appropriately selected depending on the components of the ink necessary for curing and the processing speed, but is usually preferably 5 to 50 kGy, particularly preferably 10 to 30 kGy.
[0044]
Examples of the electron beam irradiation device include a curtain beam type, an area beam type, a broad beam type, a scanning beam type, and a vacuum tube type. Among them, it is preferable to use a vacuum tube type electron beam irradiation device. In such a vacuum tube type electron beam irradiation apparatus, an irradiation tube 10 as an electron beam generator is configured as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 2A, a cylindrical vacuum tube (tube) 1 made of glass or ceramic and electrons provided in the vacuum tube (tube) 1 and emitted from the cathode as an electron beam. It has an electron beam generating unit 2 for taking out and accelerating the electron beam, an electron beam emitting unit 3 provided at an end of the vacuum tube 1 for emitting an electron beam, and a pin unit 4 for supplying power from a power supply unit (not shown). The electron beam emitting section 3 is provided with a thin-film irradiation window 5. The irradiation window 5 of the electron beam emitting unit 3 has a function of transmitting an electron beam without transmitting a gas, and has a slit shape as shown in FIG. Then, an electron beam emitted from the irradiation window 5 is irradiated on the irradiation object arranged in the irradiation room.
[0045]
Such a vacuum tube type electron beam irradiation apparatus is fundamentally different from a conventionally used drum type electron beam irradiation apparatus. A conventional drum-type electron beam irradiation apparatus is of a type that irradiates an electron beam while constantly evacuating the inside of a drum. In the case of a vacuum tube type, such evacuation is unnecessary.
[0046]
An apparatus having an irradiation tube having such a configuration is disclosed in U.S. Pat. No. 5,414,267. As described above, this device can effectively extract an electron beam even at a low acceleration voltage, and thus has a small adverse effect on the base material. In addition, since the energy of the electron beam is small, the amount of radiation such as X-rays is small, so that the size of the shielding device for shielding radiation can be reduced or reduced.
[0047]
Normally, electron beam irradiation is performed in a state where inert gas such as nitrogen gas is used. However, such a vacuum tube type electron beam irradiation device requires less inerting than a conventional electron beam irradiation device. Depending on conditions, it is also possible to perform irradiation under an atmosphere having an inert gas content such that the atmosphere becomes air or an atmosphere close to air.
[0048]
Thus, by irradiating an electron beam with a low acceleration voltage using a vacuum tube type electron beam irradiation device, it is possible to reduce the size and reduce the size of the shield and to simplify the inerting, and to achieve a low acceleration voltage. Therefore, the size of the electron beam generating portion can be reduced, and the size of the electron beam irradiation device can be significantly reduced. In addition, startup is easy and maintenance is easy.
[0049]
The substrate of the printed matter is not particularly limited, and can correspond to any material such as paper, plastic, and metal. In particular, as described above, since the electron beam does not generate heat, the base material is a heat-shrinkable polystyrene used for a shrink label for PET bottles, polypropylene, even a heat-sensitive material such as a polyester film, Applicable. When printing on a transparent film, back printing is preferable. Thereby, the sense of density can be further enhanced. After forming the ink film by printing, it is preferable to coat a transparent smooth film such as an overprint varnish. This can further enhance the sense of density.
[0050]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described. However, the scope of the present invention is not limited at all by the following examples. In the following description, “parts” and “%” represent parts by weight and% by weight, respectively.
[0051]
(Example 1)
Here, a commercially available polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 50 μm is used using a color developing machine (RI tester; see the above-mentioned Non-Patent Document, page 119) which is a simple printing machine generally used in the printing ink industry. The following ink 1 was printed on a base material (having a corona-treated print surface in advance) so as to have a thickness of 1 μm. After printing, an electron beam was irradiated using a vacuum tube type electron beam irradiation device (Min-EB machine; manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) to form a cured film. The irradiation conditions of the electron beam were as follows: acceleration voltage: 50 kV, irradiation dose: 30 kGy, irradiation atmosphere: nitrogen gas atmosphere (oxygen concentration: 200 ppm).
[0052]
Ink 1
Trimethylolpropane triacrylate: 50 parts, ditrimethylolpropane tetraacrylate: 9.9 parts, hydroquinone: 0.1 part, and diallyl phthalate resin (“DT150” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.): 40 parts are dissolved at 100 ° C. and varnished. Was prepared. 55 parts of the obtained varnish, 35 parts of PV Fast Yellow HG (a yellow pigment manufactured by Clariant), and 10 parts of a monomer, pentaerythritol tetraacrylate, were dispersed with 3 rolls to prepare an electron beam-curable lithographic printing ink 1. And
[0053]
The transmittance | permeability density of the obtained cured film was measured as follows, and the curability and base-material adhesiveness were evaluated as follows. At this time, evaluation of curability and substrate adhesion was performed one day after irradiation. Table 1 shows the values of the transmittance concentration and the evaluation results of the curability and the substrate adhesion. When the printed matter was viewed from the film side, the sense of density was clearly higher visually than when viewed from the ink side.
[0054]
[Measurement of transmittance concentration]
Using a transmission / reflection / density measuring device “Macbeth TR927” manufactured by Macbeth, the transmittance density of the obtained cured film was measured by the transmitted light. The measurement principle was such that light was applied perpendicularly to the obtained cured film surface, the transmitted light intensity was measured, and the transmittance concentration was calculated based on the above equation (1).
[0055]
[Evaluation of curability]
1. Drying test with a touch finger (evaluated in 5 stages from 5 to 1).
2. Scratch resistance test of printed surface with nails (hereinafter referred to as scratch test)
(Evaluated in five stages of good 5 to poor 1).
3. MEK rubbing test (measure the number of times that the printed surface is rubbed lightly with a cotton swab containing methyl ethyl ketone until the base is visible).
[0056]
[Evaluation of substrate adhesion]
Substrate adhesion test by cellophane tape peeling (hereinafter referred to as cellophane tape adhesion test) (evaluated in 5 stages of complete adhesion 5 to adhesion failure 1).
[0057]
(Examples 2 to 4)
Instead of the electron beam-curable ink of Example 1, the following ink 2 in Example 2, the following ink 3 in Example 3, and the following ink 4 in Example 4 were printed in the same manner as in Example 1. The cured film was formed by irradiating an electron beam under the same conditions. The transmittance concentration of the obtained cured film was measured in the same manner as in Example 1, and the curability of the film and the substrate adhesion were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the values of the transmittance concentration and the evaluation results of the curability and the substrate adhesion.
[0058]
Ink 2
An electron beam-curable lithographic printing ink 2 having a pigment concentration of 30% was obtained using Nova Palm Carmine HF4CN (Red Pigment manufactured by Clariant) instead of the coloring component of Ink 1.
[0059]
Ink 3
Trimethylolpropane triacrylate: 30 parts, dipentaerythritol hexaacrylate: 20 parts, ditrimethylolpropane tetraacrylate: 9.9 parts, hydroquinone: 0.1 part, and diallyl phthalate resin ("DT150" manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.): 40 parts were melted at 100 ° C. to prepare a varnish. 60 parts of the obtained varnish, 30 parts of Lionol Blue FG7330 (Indigo pigment manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) and 10 parts of pentaerythritol tetraacrylate as a monomer were dispersed with a three-roll mill to prepare an electron beam-curable lithographic plate. Printing ink 3 was obtained.
[0060]
Ink 4
An electron beam-curable lithographic printing ink 4 having a pigment concentration of 35% was obtained using Mitsubishi Carbon # 25 (black pigment manufactured by Mitsubishi Carbon Corporation) instead of the coloring component of Ink 1.
[0061]
(Comparative Examples 1-4)
Each of the electron beam-curable inks (containing no photoinitiator) shown in Examples 1 to 4 was printed in the same manner as in Example 1, and then irradiated with ultraviolet rays to obtain printed matters. The irradiation condition of the ultraviolet rays is 30 mJ / cm with a 160 W / cm metal halide lamp. ² Exposure amount. The transmittance concentration of the obtained film was measured in the same manner as in Example 1, and the curability of the film and the substrate adhesion were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the values of the transmittance concentration and the evaluation results of the curability and the substrate adhesion.
[0062]
(Comparative Examples 5 to 8)
To 100 parts of the electron beam-curable ink shown in Examples 1 to 4, 5 parts of a photoreaction initiator (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) was added and dispersed to prepare an ultraviolet-curable ink. did. After printing each of the ultraviolet-curable inks in the same manner as in Example 1, ultraviolet rays were irradiated under the same conditions as in Comparative Examples 1 to 4, to obtain printed products. The transmittance concentration of the obtained film was measured in the same manner as in Example 1, and the curability of the film and the substrate adhesion were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the values of the transmittance concentration, and the evaluation results of curability and substrate adhesion.
[0063]
(Comparative Examples 9 to 12)
After printing was performed in the same manner as in Comparative Examples 5 to 8 except that the thickness was set to 0.5 μm, ultraviolet light was irradiated under the same conditions as in Comparative Examples 1 to 4, to obtain a printed material. The transmittance concentration of the obtained film was measured in the same manner as in Example 1, and the curability of the film and the substrate adhesion were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the values of the transmittance concentration and the evaluation results of the curability and the substrate adhesion.
[0064]
(Comparative Examples 13 to 16)
Commercially available UV curable inks, FDO New Super Light Fast Yellow R2B, FDO New Super Light Fast R2B, FDO New Indigo R2B, and FDO New Ink R2B (all manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.) Similarly, after printing, ultraviolet light was irradiated under the same conditions as in Comparative Examples 1 to 4, to obtain a printed material. The transmittance concentration of the obtained film was measured in the same manner as in Example 1, and the curability of the film and the substrate adhesion were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the values of the transmittance concentration and the evaluation results of the curability and the substrate adhesion.
[0065]
[Table 1]

[0066]
As shown in Table 1, in Examples 1 to 4 cured with an electron beam, the content of the coloring component was large and the transmittance concentration was high, but it showed good curing characteristics and good substrate adhesion. there were. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 8 irradiated with ultraviolet light, the coating was not sufficiently cured, and the substrate adhesion was low. Comparative Examples 9 to 12 were obtained by irradiating ultraviolet rays with a coating thickness of 0.5 μm. Since the coating was thin, the curability of the coating was almost good, but the adhesion of the base material was poor. It was low. Further, the transmittance density was low, and a high density feeling could not be obtained. In Comparative Examples 13 to 16 using commercially available ultraviolet curable inks, the curability and adhesion of the film were all good, but a high density feeling was not obtained due to the small amount of the coloring component blended. .
[0067]
(Example 5)
Using the inks 1 to 4 of Examples 1 to 4, lithographic printing was performed on an OK top coat (art paper manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) in a wet-on-wet manner using a Center Impression (CI) rotary press. Finally, electron beam irradiation (irradiation dose of 50 kGy) was performed at the same accelerating voltage as in Example 1 to obtain a multicolor print. A dryness test, a scratch test, a MEK rubbing test, and a cellophane tape adhesion test were performed on the printed matter, and all were good.
[0068]
(Example 6)
On the ink surface of the printed matter obtained in Example 5, an overcoat layer having a thickness of 1 μm was provided with an RI tester using an FD Carton ACE OP varnish type (overcoat varnish manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.). UV irradiation was performed under the conditions shown. As a result, the density was visually higher than that of the printed matter of Example 5.
[0069]
(Example 7)
Using the varnish of Example 1: 31 parts, Taipaque R630 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), talc: 3 parts, calcium carbonate: 1 part, and monomer: 10 parts, in the same manner as in Example 1, using an electron beam-curable lithographic plate. A printing ink was obtained. Using the obtained ink, printing was performed in the same manner as in Example 1, and electron beam irradiation (irradiation dose: 50 kGy) was performed at the same acceleration voltage as in Example 1. A dryness test, a scratch test, an MEK rubbing test, and a cellophane tape adhesion test were performed on the printed matter, and all were good.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a printing ink that is cured by an electron beam for letterpress printing or lithographic printing, and the coloring component of the ink is made to have a high concentration. This makes it possible to respond to high-density printing by increasing the feeling, so that even if the colorant is contained at a high concentration, it can be cured in a short time, and high ink properties are maintained. Then, since a thin ink film is formed by letterpress printing and planographic printing, the ink film can be obtained with good productivity and at low cost, and can be used in multi-product, small-lot production. It is possible to obtain a printing ink for high-density printing that requires less time and energy for drying and hardening while taking advantage of the essential merits, and has a low environmental cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an electron beam reaching depth and an irradiation dose at an acceleration voltage of 50 to 80 kV.
FIG. 2 is a view showing a structure of an irradiation tube of an electron beam irradiation apparatus for forming a layer.
[Explanation of symbols]
1 ... Vacuum tube
2 ... Electron beam generator
3. Electron beam emission unit
4 ... Pin section
5. Irradiation window
10. Irradiation tube

Claims

A printing ink cured by an electron beam for letterpress printing or planographic printing, wherein the content of the coloring component in the printing ink is in the range of 20 to 70% by mass.

The printing ink according to claim 1, wherein when the coloring component is a white pigment or a metal pigment, the content of the coloring component therein is in the range of 40 to 70% by mass.

The printing ink according to claim 1, wherein when the coloring component is other than the white pigment and the metal pigment, the content of the coloring component therein is in the range of 20 to 50% by mass.

A printing ink cured by an electron beam for letterpress printing or planographic printing, wherein the transmittance density when the thickness of the printed ink is 1 μm is 0.3 or more for yellow ink and 0.5 for red ink. As described above, the printing ink is 0.7 or more for indigo ink and 0.6 or more for black ink.

5. The printing ink according to claim 1, wherein the relief printing includes flexographic printing, and the lithographic printing includes offset printing. 6.

The printing ink according to any one of claims 1 to 5, is subjected to letterpress printing or planographic printing on a printing medium, and is irradiated with an electron beam to cure the printed ink film. Printed matter.

The printed matter according to claim 6, wherein the acceleration voltage of the electron beam is 150 kV or less.

The printed matter according to claim 6 or 7, wherein the printing ink is back-printed on a transparent substrate.

The printed matter according to claim 6 or 7, wherein a transparent smooth film is coated on the ink film.

A step of performing letterpress printing or lithographic printing on a printing medium using the printing ink according to any one of claims 1 to 5, and a step of irradiating the printed ink film with an electron beam to cure the ink film. A method for producing a printed matter, comprising:

9. The method according to claim 8, wherein an acceleration voltage of the electron beam is 150 kV or less.

The method for producing a printed matter according to claim 10, wherein when performing multicolor printing, after forming all of the printing ink films, the printing material is irradiated with an electron beam to cure the ink films.