JP2005298566A

JP2005298566A - 水性コーティング剤およびそれを用いた印刷物

Info

Publication number: JP2005298566A
Application number: JP2004113154A
Authority: JP
Inventors: Taiichi Maeda; 泰一前田
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】
本願発明は、滑り性の繰り返し安定性に優れ、輸送時の耐摩擦性が良好な水性コーティング剤を提供するとともに、運搬時の荷崩れや輸送時の傷つきがなく、美粧性に優れた印刷物を提供することを目的とする。
【解決手段】
重量平均分子量（Mw）と数平均分子量(Mn)の比で定義される分散度（Mw/Mn）が、１．５０以下であるポリエチレンワックス微粒子を含有することを特徴とする水性コーティング剤、およびそれを用いて塗工した印刷物。

Description

本発明は、印刷用水性コーティング剤に関し、詳しくは良好な美粧性を維持し荷崩れを起こさない印刷物を提供する水性コーティング剤に関する。

印刷物、とりわけ表紙やパッケージのような外装用印刷物は画像や文字によって内容物に関する様々な情報が表示されており、摩擦傷などにより画像の視認性がなくなると印刷物の価値が失われるのみならず、内容物の価値を実質的に損ねることになる。このため表面保護として最上層にクリヤーな層を設けられている。また、コーティング剤の光沢あるいは艶消し効果によって美粧性が高まる側面もある。
水性コーティング剤による印刷面の保護はPP貼り、ビニル引き、プレスコート等と比べ低コストであり、溶剤を排出しないため環境負荷の低い点が長所である。更にオフセット印刷機に取り付けられたインラインコーターで塗工する場合には１工程で表面保護まで終了し、省人化、短納期化、自動化、高速化等の要求に応えることができる。

近年、本の表紙や重量物のパッケージなど水性コーティング剤の使用範囲が拡がるに従い印刷物に要求される表面強度が高まっており、水性コーティング剤にワックスを添加して耐摩擦性を付与するのが一般的である。
ワックスとしては、天然ワックス、合成ワックスなど様々なものが使用されている。これらは印刷面が擦られるとワックスが溶け、自己延伸性と滑り特性の性質により摩擦抵抗を低下させ、傷つきを防止している。したがって、繰り返し摩擦を受けることにより滑りやすくなり、後加工工程や印刷物の運搬時に荷崩れするなどの問題があった。

微粒子の変形を抑えるためにポリエチレンワックス、ポリテトラフルオロエチレン等の硬質樹脂微粒子を用いる手段がとられている。硬質樹脂微粒子は塗膜から微粒子の一部が突出してその滑らかな表面に被接触物が接触することで、印刷面が被接触物と直接接触することが回避され、印刷面の傷つきを防止する。
しかしながら、ポリテトラフルオロエチレンは摩擦が繰り返された場合に塗膜から離脱しやすく、離脱した粉末によって塗膜を傷つけてしまう。ポリエチレンワックスは離脱しにくいものの依然として摩擦を繰り返すと滑り易くなる傾向がある。

上記の問題を解決するために、特開２００３−２０１４３６においては密度と結晶化度の関係を規定したポリエチレンワックスを使用し、粒度分布の狭い微粒子を製造することで耐摩擦性を向上させる手段が提案されている。また、特開２００４−０５９８６９においては耐摩擦性に優れた微粒子として小粒径で粒度分布の狭いポリエチレンワックスを製造する方法が示されている。しかし、これらを用いても摩擦が繰り返された場合には徐々に滑りやすくなり、運搬時の荷崩れや重量物輸送時の傷つきの発生を抑えることはできなかった。
特開２００３−２０１４３６特開２００４−０５９８６９

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、運搬時の荷崩れや輸送時の傷つきを防ぐ水性コーティング剤を提供することにある。

本発明者は、上記課題を達成するため種々検討を行なった結果、分子量分布が狭く、分岐の少ないポリエチレンワックスが繰り返しの摩擦に対する変形が少なく、滑り性の繰り返し安定性、輸送時の耐摩擦性において極めて高い効果を示すことを見出した。

すなわち、本発明は、印刷用水性コーティング剤に関し、（式１）で表される分散度が１．５０以下であるポリエチレンワックス微粒子を含有することを特徴とする水性コーティング剤に関するものである。
（式１）分散度＝Mw / Mn (Mw：重量平均分子量、Mn：数平均分子量)
また、本発明は、オフセット印刷された面に塗工される、上記水性コーティング剤に関するものである。
更に本発明は、上記の水性コーティング剤がオフセット印刷後インラインで塗工された印刷物に関するものである。

本発明が提供する水性コーティング剤は、滑り性の繰り返し安定性に優れ、輸送時の耐摩擦性が良好であり、これを用いた印刷物は荷崩れや美粧性の保護の点において良好である。

本発明に用いられるポリエチレンワックスは、分子量分布が狭く、分岐が少ない事を特徴とする。GPCにより分子量分布を測定し、重量平均分子量（Mw）と数平均分子量(Mn)の比（Mw/Mn）として求めた分岐度が小さいほど分子量分布が狭く、分岐が少ないということができ、分散度が１．５０以下、好ましくは１．１５以下であることが望ましい。

本発明に用いられるポリエチレンワックスは、粉砕して水性コーティング剤に添加することも可能であるが、エマルジョン化して水分散体としたほうが粒径制御、貯蔵安定性の面から好ましい。

ポリエチレンワックス水分散体の粒子径は0.1~10μm、好ましくは0.5〜4μmが望ましい。粒子径が0.1μm未満では印刷面表面に粒子が飛び出す効果が少なく、10μmを超えると塗膜から固定される部分が少ないため塗膜から離脱しやすく、ともに効果を発揮できない。

ポリエチレンワックスの添加量は、コーティング剤の不揮発分換算で0.5〜10重量％、好ましくは1〜5重量％が望ましい。

本発明のポリエチレンワックスは従来の天然ワックスや合成ワックスと併用することができる。この場合は分散度が１．５０以下、好ましくは１．１５以下であるワックスの含有量が上記の範囲となることが好ましい。

本発明で用いられる水性コーティング剤は、水溶性型、エマルジョン型の樹脂を単独あるいは併用した水性樹脂成分と、各種添加剤から構成される。

水性樹脂は価格と性能の面から主としてスチレン・アクリル酸樹脂が用いられるがこれに限定されるものではなく、シェラックのような天然樹脂や、合成樹脂としてはロジン変性マレイン酸樹脂、スチレン・マレイン酸樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂等、公知の樹脂を用いることができる。

この水性コーティング剤には上記成分の他必要に応じてアルコール、グリコール系溶剤、乾燥抑制剤、濡れ剤、離型剤等の添加剤を加えることができる。

水性コーティング剤は通常クリヤーであるが、着色剤を添加してもよく、この場合、必要に応じて分散剤も併用が可能である。

着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、縮合多環系顔料、酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ等の顔料、アルミニウム、真鍮などの金属粉、マイカ、蛍光顔料等が挙げられる。

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、以下の記述において「部」は重量部を示す。

（製造例１〜３）表1に示されるポリエチレンワックス１００部に水１５０部を加え、プレ混合を行い、オートクレーブ中で１５０℃に加熱後、ノニオン系界面活性剤ＮＰ−７．５（日光ケミカルズ株式会社製）１０部を加え、予備乳化を行なった。続いて高圧乳化機を用いて微粒子化後４０℃以下に急冷し、ポリエチレンワックス水分散体を得、固形分４０％に調整した。それぞれの平均粒子径は表1のとおりであった。

（実施例１、２）
表２に示される処方中の原料を用いて水性コーティング剤を調整した。原料として、ジョンソンポリマー株式会社製のスチレン・アクリル酸樹脂ジョンクリル３５４、ジョンクリル７７５、およびジョンクリル７８０、ダウコーニングアジア株式会社製の消泡剤FSアンチフォーム０１３Ｂ、イソプロピルアルコールおよび精製水を使用し、製造例１、２のポリエチレンワックス水分散体を添加した。

（実施例３、４）
表２に示されるとおり、実施例１、２と同様に水性コーティング剤を調整した。ポリエチレンワックス微粒子としては製造例１〜２と三井化学株式会社製ケミパールＷ−４００（市販品Ａ）（分散度２．７、融点132℃密度０．９７）を併用した。

（比較例１〜３）
表２に示されるとおり、実施例１〜４と同様に水性コーティング剤を調整した。ワックス水分散体としては製造例３および三井化学株式会社製ケミパールＷ−４００（市販品Ａ）を単独、あるいは併用して使用した。

これら水性コーティング剤を精製水にて塗工粘度に調整し、下記の要領で試験片を作成した。塗工粘度はザーンカップ＃４にて２０秒（液温２５℃）とした。
明製作所性RIテスター全面ロールにてオフセットインキ（東洋インキ製造株式会社製CKウインエコーＳＯＹ藍３Ｍ）をインキ盛量０．３ｃｃの条件でコートボール紙に展色を行い、ついでバーコーター＃３で水性コーティング剤を塗布し、６０秒オーブンで３０秒加熱した後、１２時間室温にて自然乾燥させ、ニス引きサンプル片を作成した。
これらニス引きサンプルに、エンドレスプレス試験機にてプレス温度110℃、プレス圧20Mpa、搬送速度20m／minの条件でプレス加工を施し、プレス加工サンプル片を得た。

滑り角はサンプル片の塗工面どうしを新東科学製静摩擦係数測定機HEIDON-10にて測定した。同一箇所にて５回測定を行い、１回目と５回目の測定値の差が小さいほど繰り返し安定性が優れる。
耐摩擦性試験は重量物の輸送時を想定し、サンプル片の塗工面どうしを東洋精機製学振型摩擦堅牢度試験機AB-301にて、荷重1000g、1000往復の条件で行なった。インキ層が削り取られ白紙面が露出した傷の多少によって５段階で評価し、傷のないものを５、摩擦面全体に白紙面が露出したものを１とした。実用上問題のないのは評価値４以上である。
以上の物性試験結果を表３に示した。

Claims

（式１）で表される分散度が１．５０以下であるポリエチレンワックス微粒子を含有することを特徴とする水性コーティング剤。
（式１）分散度＝Mw / Mn (Mw：重量平均分子量、Mn：数平均分子量)
オフセット印刷された面に塗工される、請求項１記載の水性コーティング剤。
請求項２記載の水性コーティング剤がオフセット印刷後インラインで塗工された印刷物。