JP2002226756A - 印刷インキ組成物及びそれを用いた被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷時のミスト発生が少なく、未乾燥インキ
被膜上の水性オーバープリント用ワニスの受理性が良好
で、レトルト性に優れる印刷インキ組成物及びそれを用
いた被覆方法を提供する。 【解決手段】 第一の構成は、油長が２５〜５０％であ
り、水酸基価が７０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるアル
キッド樹脂（ａ）と、単核体量が３０〜５０重量％、ア
ルコキシ基のうちメトキシ基がトリアジン核当たり１．
５〜５．０モルであるメラミン樹脂（ｂ）とを含有し、
（ａ）と（ｂ）の重量比（ａ）：（ｂ）が９７：３〜６
５：３５であることを特徴とする印刷インキ組成物であ
り、第二の構成は、該印刷インキ組成物で印刷し、未乾
燥印刷面上に、熱硬化性を有する水性オーバープリント
用ワニスを塗布し、加熱硬化させることを特徴とする被
覆方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷インキの分
野、特に金属印刷インキに関し優れた印刷適性、及び塗
膜物性を有する印刷インキ組成物及びそれを用いた金属
板の被覆方法を提供しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷面の保護を目的として、印刷インキ
層の上にオーバープリント用ワニスを用いることが行わ
れている。オーバープリント用ワニスとしては従来か
ら、溶剤系のワニスが用いられてきているが、近年、作
業環境等の保護を目的として、水性のオーバープリント
用ワニスが用いられている。しかしながら一般に、水性
のオーバープリント用ワニスの使用は、印刷インキ層に
ハジキやインキの凝集等の現象が発生していた。

【０００３】果汁飲料・清涼飲料・炭酸飲料・ビール等
のアルコール飲料・食品等の包装容器として広く使用さ
れている金属缶の分野に於いても、金属缶の外面は、腐
食防止、美装等の目的で印刷・塗装が施されている。こ
の印刷・塗装方法としては、アルミ、鉄等の金属素材上
或いは熱可塑性樹脂被覆金属板上に、場合によってはベ
ースコートを施した上に、インキを印刷し、この上に表
面保護や外観向上のために溶剤型のオーバープリント用
ワニスを塗装し焼付乾燥させる方法が従来採用されてき
た。近年、有機溶剤による大気汚染防止、作業環境改善
の見地から金属印刷の分野においても水性型オーバープ
リント用ワニスが使用されつつある。

【０００４】従来の印刷インキは水性型オーバープリン
ト用ワニスと共に使用されると、塗膜にハジキやインキ
の凝集等の現象が発生し、光沢や密着性等の塗膜性能の
低下を生じることが問題であった。

【０００５】水性型オーバープリント用ワニスに対して
適性を有する金属印刷インキとして、その樹脂成分を特
定化したものが種々提案されている。例えば、特定の一
価アルコールを必須成分とした樹脂を使用したインキ組
成物（特開平２−１２７４８４）、特定の一価カルボン
酸を必須成分とした樹脂を使用したインキ組成物（特開
平２−１２７４８５）、アルキレンオキサイド変性物を
グリコール成分としてなるポリエステルを使用したイン
キ組成物（特開平６−２５５８３）等が挙げられる。し
かし、これらの樹脂を用いたインキは印刷時にミストの
発生が多く、さらに、塗膜の耐水性、とりわけ内容物の
レトルト殺菌処理に対する耐性が十分でないという問題
を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、印刷
時のミストの発生が少なく、未乾燥インキ皮膜上の水性
オーバープリント用ワニスの受理性が良好で、且つ耐レ
トルト性に優れる皮膜を形成しうる印刷インキ組成物と
それを用いた金属板の被覆方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討の結果、以下の発明に至った。すな
わち、本発明は、油長が２５〜５０％であり、水酸基価
が７０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるアルキッド樹脂
（ａ）と、単核体量が３０〜５０重量％、アルコキシ基
のうちメトキシ基がトリアジン核当たり１．５〜５．０
モルであるメラミン樹脂（ｂ）とを含有し、（ａ）と
（ｂ）の重量比（ａ）：（ｂ）が９７：３〜６５：３５
であることを特徴とする印刷インキ組成物を提供する。

【０００８】又本発明は、基材上に、前記した印刷イン
キ組成物で印刷し、未乾燥印刷面上に、熱硬化性を有す
る水性オーバープリント用ワニスを塗布し、加熱硬化さ
せることを特徴とする被覆方法、特に基材が金属板であ
る金属板の被覆方法を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の印刷インキ組成物
について詳細に説明する。本発明で使用するアルキッド
樹脂（ａ）の製造方法は、特に制限はなく、油を原料と
するエステル交換法、脂肪酸を原料とする脂肪酸法など
公知の方法が利用できる。

【００１０】本発明で使用するアルキッド樹脂（ａ）の
油成分としては、あまに油、桐油、大豆油、サフラワー
油、ひまわり油、米ぬか油、（脱水）ひまし油、トール
油、椰子油、パーム核油等がある。これらの油は単独ま
たは、２種以上併用して使用される。

【００１１】また、本発明で使用するアルキッド樹脂
（ａ）の脂肪酸成分としては、上述の油成分の脂肪酸、
カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リシノール
酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸等が
ある。これらの脂肪酸は単独または、２種以上併用して
使用される。さらに、これらの脂肪酸のメチルエステル
化物も使用できる。

【００１２】他の一塩基酸としては、安息香酸、ｐ−ｔ
−ブチル安息香酸、アビエチン酸、水素添加アビエチン
酸等も使用可能である。

【００１３】多塩基酸としては、（無水）フタル酸、イ
ソフタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカル
ボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族
二塩基酸、テトラヒドロ（無水）フタル酸、ヘキサヒド
ロ（無水）フタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボ
ン酸等の脂環族二塩基酸、（無水）コハク酸、アルケニ
ル（無水）コハク酸、フマル酸、（無水）マレイン酸、
イタコン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、
（無水）ハイミック酸等の脂肪族二塩基酸、（無水）ト
リメリット酸、（無水）ピロメリット酸、（無水）メチ
ルシクロヘキセントリカルボン酸、ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸等が挙げられる。これらの多塩基酸は単独
または、２種以上併用して使用される。

【００１４】本発明のアルキッド樹脂（ａ）で使用する
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブ
タンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘ
キサンジオール、１，９−ノナンジオール、２−メチル
−１，８−オクタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、
（ポリ）テトラメチレングリコール、１，４−シクロヘ
キサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノー
ル、水素添加ビスフェノールＡ、スピログリコール、ト
リシクロデカンジメタノール等の二価アルコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ
ン等の三価アルコール、ペンタエリスリトール、ジグリ
セリン、ジトリメチロールプロパン、ジトリメチロール
エタン、ジペンタエリスリトール等の四価以上のアルコ
ールがある。これらは単独、または２種以上併用して使
用される。

【００１５】アルキッド樹脂（ａ）の油長は２５〜５０
％の範囲であると、インキ流動性、塗膜硬度の低下がな
く良好に用いられる。より好ましくは３０〜４５％であ
る。

【００１６】本発明のアルキッド樹脂（ａ）の水酸基価
は７０〜２００の範囲に於いて、水性型オーバープリン
ト用ワニスに対する適性が十分であり、インキの流動性
も低下せず良好に用いられる。より好ましくは９０〜１
８０である。

【００１７】本発明におけるメラミン樹脂（ｂ）として
は、メラミンとホルマリンの反応により得られるメチロ
ール化メラミンのメチロール基がアルキルエーテル化さ
れたものであって、アルキル基としてはメチル、エチ
ル、（イソ）プロピル、（イソ）ブチル等が例示でき
る。また、イミノ基、メチロール基が残存してもよい。

【００１８】本発明に用いられるメラミン樹脂は、単核
体が３０〜５０重量％の範囲に於いて、インキ転移性、
ミスチング性に良好な性能を示す。より好ましくは３５
〜４５重量％である。

【００１９】また、アルコキシ基のうちメトキシ基がト
リアジン核当たり１．５〜５．０モルの範囲に於いて良
好な耐レトルト性を発揮する。より好ましくは２．０〜
４．０モルである。

【００２０】本発明における前記アルキッド樹脂（ａ）
とメラミン樹脂（ｂ）の重量比が９７：３〜６５：３５
の範囲で所定の効果が得られる。より好ましくは９０：
１０〜７０：３０である。

【００２１】本発明のアルキッド樹脂（ａ）の重量平均
分子量は、通常１，０００〜４０，０００の範囲で、良
好なミスチング性、インキの流動性が得られる。より好
ましくは２，０００〜３０，０００である。

【００２２】本発明のアルキッド樹脂（ａ）の酸価は、
通常６０以下、好ましくは４０以下である。６０を超え
るとインキの流動性が低下し好ましくなく、また、イン
キの保存安定性が劣化する。

【００２３】本発明の印刷インキ組成物は、本発明の樹
脂成分と顔料、溶剤を主成分として構成される。顔料と
しては、なんら制限が無く通常の無機顔料、有機顔料、
染料が使用できる。

【００２４】本発明のインキ組成物の溶剤としては、従
来のインキ溶剤が使用できる。たとえば、飽和炭化水
素、芳香族炭化水素、（ポリ）オキシアルキレングリコ
ール、（ポリ）オキシアルキレングリコールのアルキル
エーテル、（ポリ）オキシアルキレングリコールのアル
キルエステル、高級アルコール等が例示できる。これら
の使用量は、通常印刷が行われるインキのＴ．Ｖが例え
ば２〜３０の範囲に調整できれば良く特に制限はない
が、通常５〜６０重量％の範囲である。

【００２５】また、従来より用いられている樹脂を本発
明の樹脂と混合して使用できる。すなわち、本発明のア
ルキッド樹脂（ａ）以外のアルキッド樹脂、ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、アクリ
ル樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、フェノール
樹脂、石油樹脂、ケトン樹脂、あるいはこれらの変性樹
脂等が必要に応じて使用できる。

【００２６】本発明のその他の成分としては、必要に応
じて公知の顔料分散剤、ワックス、ドライヤー、安定
剤、酸触媒等を添加することが可能である。

【００２７】本発明のインキ組成物は、上述した各種原
料を使用して従来の方法にて製造でき、たとえば、３本
ロールミル、ボールミル等を使用した常法にて製造でき
る。

【００２８】本発明の印刷インキ組成物は、オフセット
方式、ドライオフセット方式など通常の印刷方式によっ
て容易に印刷する事が出来る。インキ膜厚は任意である
が、例えば０．１〜６ミクロンの範囲で行えばよい。

【００２９】基材としては、紙、フィルム、木製品、金
属板等が挙げられるが、特に、加熱硬化のし易い金属板
の場合に顕著な効果を示す。

【００３０】本発明の印刷インキ組成物と組み合わせる
オーバープリント用ワニスは、加熱によって硬化する通
常に使われる水性型のオーバープリント用ワニスが好適
に使用でき、さらには従来から使用されている溶剤型オ
ーバープリント用ワニスも使用できる。特に金属板用の
オーバープリント用ワニスが好ましい。

【００３１】本発明の印刷インキ組成物と組み合わされ
るオーバープリント用ワニスは、基本的に金属板上に印
刷された未乾燥のインキ上にロールコーター塗装された
後、１５０〜３００℃で５秒〜１５分間加熱乾燥される
ことにより、外観、硬度、加工性、耐レトルト性に優れ
る塗膜を形成することができる。

【００３２】本発明の印刷インキ組成物と組み合わせる
オーバープリント用ワニスは表面保護のため、塗布され
るが、通常、ウェット状態で塗布される。水性オーバー
プリント用ワニスは、バインダー樹脂、硬化剤、溶剤よ
り主として構成される。バインダー樹脂としては、例え
ば、水溶性アクリル樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、水
溶性アルキッド樹脂等が用いられる。硬化剤としては、
尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が用
いられ、溶剤としては、水、セロソルブ系溶剤、水混和
性溶剤等を用いる。水性オーバープリント用ワニスの塗
装方法は、通常のコーター方式で行うことができる。オ
ーバープリント用ワニスの膜厚は任意であるが、例えば
３〜２０ミクロンの範囲で行えばよい。

【００３３】以下本発明の理解を容易にするため、実施
例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は実施
例のみに限定されるものではない。なお、各例中の部及
び％は重量基準によるものである。

【００３４】

【実施例】（合成例１）攪拌機、精留塔、水分離器、コ
ンデンサー、窒素導入管、温度計を具備した反応装置
に、脱水ひまし油脂肪酸３０３部、トリメチロールプロ
パン７６部、ペンタエリスリトール１２１部、ジエチレ
ングリコール１４３部、イソフタル酸３５７部を仕込
み、常法によりエステル化を行い、酸価１２のアルキッ
ド樹脂（ａ−１とする）を得た。

【００３５】（合成例２）合成例１と同様の反応装置
に、大豆脂肪酸４０９部、トリメチロールプロパン２０
１部、ペンタエリスリトール１０７部、無水フタル酸２
８２部を仕込み、常法によりエステル化を行い、酸価８
のアルキッド樹脂（ａ−２とする）を得た。

【００３６】（合成例３）合成例１と同様の反応装置
に、椰子油脂肪酸３５５部、トリメチロールプロパン１
１０部、ペンタエリスリトール１５５部、ネオペンチル
グリコール５２部、無水フタル酸３２８部を仕込み、常
法によりエステル化を行い、酸価１０のアルキッド樹脂
（ａ−３とする）を得た。

【００３７】（比較合成例１）合成例１と同様の反応装
置に、椰子油脂肪酸２２０部、トリメチロールプロパン
２９０部、ペンタエリスリトール１０３部、イソフタル
酸３８６部を仕込み、常法によりエステル化を行い、酸
価１３のアルキッド樹脂（ｃ−１とする）を得た。

【００３８】（比較合成例２）合成例１と同様の反応装
置に、脱水ひまし油脂肪酸５５１部、トリメチロールプ
ロパン１７９部、ネオペンチルグリコール８０部、無水
フタル酸１９１部を仕込み、常法によりエステル化を行
い、酸価６のアルキッド樹脂（ｃ−２とする）を得た。

【００３９】（比較合成例３）合成例１と同様の反応装
置に、大豆脂肪酸３５６部、ペンタエリスリトール２３
５部、１，６−ヘキサンジオール９３部、イソフタル酸
３１６部を仕込み、常法によりエステル化を行い、酸価
１１のアルキッド樹脂（ｃ−３とする）を得た。

【００４０】（合成例１〜３）及び（比較合成例１〜
３）で得たアルキッド樹脂の油長、水酸基価及び重量平
均分子量は、表１のとおりである。

【００４１】

【表１】

【００４２】以下の実施例で用いたメラミン樹脂（ｂ−
１）〜（ｂ−４）、（ｄ−１）〜（ｄ−２）は表２のと
おりである。

【００４３】

【表２】

【００４４】（実施例１）カーボンブラック（商品名：
ラーベン１１００、コロンビヤン・カーボン日本（株）
製）３０部、アルキッド樹脂（ａ−１）３４部、メラミ
ン樹脂（ｂ−１）６部、アルキルベンゼン（商品名：ア
ルケン５６Ｎ 日本石油洗剤（株）製）２５部を３本ロ
ールミルにて混練した後、アルキルベンゼン５部を加え
てよく混合しインキ組成物を得た。

【００４５】（実施例２〜９、比較例１〜７）表３、表
４に各々示した組成にて、実施例１と同様にして３本ロ
ールミルを用いてインキ組成物を調製した。

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

【００４８】上記＊１〜３は以下を示す。 ＊１ カーボンブラック（商品名：ラーベン１１００／
コロンビヤン・カーボン日本（株）製） ＊２ アルキルベンゼン（商品名：アルケン５６Ｎ／日
本石油洗剤（株）製） ＊３ アルキッド樹脂／メラミン樹脂の比率

【００４９】（試験方法） （１）ミスチング試験 実施例１〜９、比較例１〜７で得られたインキ組成物を
各々２．６４ＣＣ採取し、予めローラー温度を４０℃に
設定したインコメーターのローラー上に均一に塗布した
後、１６００ｒｐｍで５分間回転させた。ローラー下部
に置いた白紙上へのインキの飛散の程度を目視判定し
た。良好なものを○、中程度のものを△、不良なものを
×として評価した。

【００５０】（２）流動性 実施例１〜９、比較例１〜７で得られたインキ組成物に
ついて、スプレッドメーターにてフロー値を測定し、フ
ロー傾斜（スロープ）値にて評価した。フロー傾斜値が
５以上のものを○、５未満のものを×として評価した。

【００５１】（３）塗装性（水性型オーバープリント用
ワニス適性；ハジキ・光沢） 実施例１〜９、比較例１〜７で得られたインキ組成物
を、各々インキ皮膜厚が１．０μmとなるようにアルミ
板にＲＩテスターで印刷した。印刷に引き続きインキを
ウェット状態のままで、アクリルアミノの水性樹脂を主
成分とする水性オーバープリント用ワニスを４０ｍｇ／
１００ｃｍ２（焼き付け後固形分）の塗膜量となるよう
に塗装した。上記の条件で印刷塗装した印刷塗装板を２
００℃で１２０秒（ピーク温度）の条件で焼き付け乾燥
する。塗膜を目視して、良好なものを○、不良なものを
×として評価した。

【００５２】（４）耐レトルト性 上記塗装性にて作成した試験片を未処理、及び加圧容器
中で加湿下にて、１２５℃３０分間処理した後、（４−
１）外観、（４−２）塗膜密着性、および（４−３）塗
膜硬度の試験を行った。

【００５３】（４−１）外観 処理後の試験片を未処理のものの塗膜状態を視覚にて比
較し、差の無いものを○、やや劣るものを△、劣るもの
を×として評価した。

【００５４】（４−２）塗膜密着性 ＪＩＳ−Ｋ−５４００に準じて、塗膜面にカッターナイ
フで１ｍｍ間隔で１００個の碁盤目を作り、セロハンテ
ープによる剥離状態を調べ、剥離していないマス目の個
数で示した。

【００５５】（４−３）塗膜硬度 塗膜面の硬度を、室温および８５℃の温浴中で鉛筆引っ
掻き試験（ＪＩＳ Ｋ ５４００）を行い鉛筆硬度で示し
た。

【００５６】以上の結果を表５、及び表６にまとめた。

【００５７】

【表５】

【００５８】

【表６】

【００５９】

【発明の効果】以上、実施例等で示した通り、本発明で
特定する樹脂成分を含有する印刷インキ組成物は、印刷
時のミスチングが防止でき、インキを印刷後ウェットの
状態で水性タイプのオーバープリント用ワニスを塗装・
加熱乾燥する印刷塗装方式において優れた適性を有し、
さらには優れたレトルト耐性を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 201/00 Ｃ０９Ｄ 201/00 Ｆターム(参考） 2H113 AA03 AA04 BA05 BA47 BB10 BB22 BC02 CA25 DA21 DA28 DA41 EA10 EA19 FA32 FA48 4J038 CG001 DA142 DA161 DA162 DA172 DD001 DD121 DD122 GA02 GA03 GA08 KA03 MA14 NA01 NA11 NA14 NA24 PA07 PA19 PB04 PC02 PC08 PC10 4J039 AE03 AE06 BE01 BE02 EA03 EA37 FA01 FA03 FA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油長が２５〜５０％であり、水酸基価が
   ７０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるアルキッド樹脂
   （ａ）と、単核体量が３０〜５０重量％、アルコキシ基
   のうちメトキシ基がトリアジン核当たり１．５〜５．０
   モルであるメラミン樹脂（ｂ）とを含有し、（ａ）と
   （ｂ）の重量比（ａ）：（ｂ）が９７：３〜６５：３５
   であることを特徴とする印刷インキ組成物。
2. 【請求項２】 基材上に、油長が２５〜５０％であり、
   水酸基価が７０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるアルキッ
   ド樹脂（ａ）と、単核体量が３０〜５０重量％、アルコ
   キシ基のうちメトキシ基がトリアジン核当たり１．５〜
   ５．０モルであるメラミン樹脂（ｂ）とを含有し、
   （ａ）と（ｂ）の重量比（ａ）：（ｂ）が９７：３〜６
   ５：３５である印刷インキ組成物で印刷し、未乾燥印刷
   面上に、熱硬化性を有する水性オーバープリント用ワニ
   スを塗布し、加熱硬化させることを特徴とする被覆方
   法。
3. 【請求項３】 被印刷基材が金属板である請求項２に記
   載の被覆方法。