JP2008062956A - 積層軟包装材料及びこの製造方法 - Google Patents

Abstract

【技術課題】揮発性有機化合物の使用量を最大で約９３％削減して環境問題、健康問題の発生を抑制するグラビア印刷積層軟包装材及びこの製造方法を提供する。
【解決手段】基材フィルム１、水性グラビア色インキ層７、水性アンカーコート剤層９、白顔料含有押出ラミネート樹脂層１０及びヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層６が順次積層された軟包装材料又はアンカーコート剤の使用を止めて白顔料含有接着性極性付与樹脂層１１でヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層６が積層された軟包装材料とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、揮発性有機化合物（以下「ＶＯＣ」という。）の使用量を最大で約９３％削減することにより、環境問題、健康問題に配慮したグラビア印刷を施した積層軟包装材料及びこの積層軟包装材料の製造方法に関するものである。

従来のグラビア印刷が施された軟包装材料は、図１に示すように、基材フィルム１に油性グラビア色インキ層２を形成し、この表面に油性グラビア白インキ層３を形成し、この表面に油性アンカーコート層４を形成し、この表面に溶融押出ラミネート層５を形成し、この表面にヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層６を形成したものが一般的である。そして、この印刷に用いられるグラビアインキの場合、その調整には有機溶剤が用いられているため、この有機溶剤の大気中への蒸発発散に基づく環境と健康問題が指摘されている。

そこで、本件出願人は、有機溶剤を用いない水性グラビアインキを用いたグラビア印刷方法の提案を行っている（特願２０００−３７７１７７号）。
また、グラビア印刷が施されたプラスチックフィルム製の軟包装材料の製法において、ＶＯＣの含まれているアンカーコート剤の使用を止めて、極性付与樹脂をラミネート材として押し出し使用するラミネート方法の提案を行っている（特願２００１−１３１５６３号）。

また、軟包装材料の場合、内容物を隠蔽する性能を付与したのものがあり、この隠蔽方法としては、印刷インキを用いた所謂ベタ刷りの他に、アルミニュウム箔のラミネートあるいは、アルミニュウム蒸着フィルムのラミネート方法等がある。
しかし、これらの方法を用いて隠蔽性を付与すると、ＶＯＣの問題に併せて、製品コストが高くなるという欠点がある。

更に詳しくＶＯＣ問題を説明すると、軟包装材料の製造過程において油性タイプのインキによりグラビア印刷を行うことにより包装材料の意匠性を高めることが一般的である。この時、色インキだけの印刷では印刷表現に限界があるため、白押さえ印刷を全面に施すことが一般的である。そのため、通常白インキの使用量は色インキを含めた全インキ使用量の６０％以上を占めるに至っており、油性インキを使用した場合、大量のＶＯＣを発生させることになる。油性インキの使用状態における組成は、顔料及び樹脂分が２０％、溶剤（酢酸エチル、ＭＥＫ、ＩＰＡ他）８０％が通常である。つまり、使用インキの約８０％はＶＯＣであり、空気中に蒸発発散されるものである。

この放出されるＶＯＣを低減させるために、有機溶剤を使用する油性インキから水性インキに変更することにより、大幅に削減することができる。
しかし、水性インキであってもその技術上の問題により１００％水性化は現在では達成されておらず、２０％ほどのアルコール系溶剤が使用されている。

本発明は、このアルコール系溶剤をさらに低減させるために、水性インキの使用に併せて、白印刷をやめるかもしくは印刷作業中の印刷状態の確認に必要な最小限の使用（面積と塗布量濃度の削減）にとどめ、白顔料含有押出樹脂を使用して、最終印刷の仕上がりの確保とＶＯＣの削減を目的とする。さらに、その結果として高隠蔽性を保持させることも可能である。
水性インキの使用状態における組成は、顔料及び樹脂分として２７％、水５３％、アルコール２０重量％が通常である。つまり水性インキの場合、使用インキの２０％がＶＯＣであり、油性インキと比較してその割合の低いことがわかる。

また、水性インキはその特性上、油性インキと比較して版深が浅く、その塗布量は油性インキの実施例として約６０％ほどである。
水性インキは、上記のようにＶＯＣ溶剤の割合が低く、さらにその塗布量も少ないため、ＶＯＣの発生量が油性インキと比較して８５％も削減することができる。
また、本発明により、水性色インキを使用し、且つ白インキの印刷を行わないとＶＯＣの発生量が油性インキと比較して９０％も削減することができる。
さらに、軟包装材料のラミネートに際し、アンカーコート剤の塗布を必要としない接着性極性付与樹脂を用いることによりさらにＶＯＣの削減が可能である。
ラミネート用接着剤としての油性アンカーコート剤のコート量は、約３ｋｇ／５００ｍ²であり、その組成は、樹脂分としての固形分８％、溶剤として酢酸エチルが９２％の割合が通常である。この油性アンカーコート剤を水性タイプのアンカーコート剤に代えるか、接着性極性付与樹脂を使用することにより、水性インキの採用と合わせて８８％のＶＯＣの削減ができる。
また、本発明により、水性色インキを使用し、且つ白インキの印刷を行わず、さらに水性アンカーコート剤を使用するか、又は白顔料含有接着性極性付与樹脂を用いることにより、油性色インキ、油性アンカーコート剤と比較して９３％ものＶＯＣの削減が可能である。

この発明は以上のように、従来技術の問題点を解決しようとするものであり、水性色インキを使用したグラビア印刷であって、さらに白インキの使用量を制限し、加えてＶＯＣ含有のアンカーコート剤の使用をやめてＶＯＣ発生の削減と高隠蔽性を付与させることができるグラビア印刷された積層軟包装材料とこの製造方法を提供するのが目的である。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、軟包装材料において、基材、水性グラビア色インキ、アンカーコート剤、白顔料含有ラミネート樹脂層及びシーラント層が順次積層されたことを特徴とするものである。

更に、請求項２に記載の発明においては、軟包装材料において、基材、水性グラビア色インキ、アンカーコート剤、白顔料含有樹脂層が順次積層されたことを特徴とするものである。

更に、請求項３に記載の発明においては、軟包装材料において、基材、水性グラビア色インキ、白顔料含有極性付与樹脂及びシーラント層が順次積層されたことを特徴とするものである。

更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１又は２に記載の軟包装材料において、前記アンカーコート剤が水性であることを特徴とするものである。

更に、請求項５に記載の発明においては、請求項１又は２又は３又は４に記載の軟包装材料において、印刷作業中の印刷状態を確認するのに必要な面積を限定して水性グラビア白インキにて部分的な白押え印刷を行うことを特徴とするものである。

更に、請求項６に記載の発明においては、請求項１又は２又は３又は４又は５に記載の軟包装材料において、白顔料含有ラミネート樹脂層又は極性付与樹脂層の白顔料が酸化チタンであり、その白顔料含有樹脂層中の酸化チタン含有量が２％から５０重量％であることを特徴とするものである。

更に、請求項７に記載の発明においては、グラビア印刷積層軟包装材料の製造方法において、基材に水性グラビア色インキ層とアンカーコート剤層を形成し、これにヒートシール性熱可塑性樹脂フィルムとを対向させ、その間に溶融した白顔料含有ラミネート樹脂を層状に押し出して基材側とヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム側とを圧着することを特徴とするものである。

更に、請求項８に記載の発明においては、グラビア印刷積層軟包装材料の製造方法において、基材に水性グラビア色インキ層を形成し、これにヒートシール性熱可塑性樹脂フィルムとを対向させ、その間に溶融した白顔料含有極性付与樹脂を層状に押し出して基材側とヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム側とを圧着することを特徴とするものである。

１．軟包装材料において、白顔料含有ラミネート樹脂又は白顔料含有接着性極性付与樹 脂を用いてラミネートを行うことにより、白インキ押さえを行わないか又は印刷作業 中の印刷状態を確認する為に必要な面積を限定して白押さえを行うことにより、水性 色インキ使用時に白押えインキの使用が無くなるか、僅かとなるため、この分のＶＯ Ｃを削減することが可能である。このことにより、環境問題、健康問題及び省資源化 、省エネルギー化、炭酸ガス発生の削減により地球温暖化防止が可能である。
２．更に、グラビアインキとして水性色インキを併用することにより、さらにＶＯＣの 削減が可能である。
３．更に、白顔料含有極性付与樹脂をラミネート樹脂として用いることにより、アンカ ーコート剤の使用を無くすことができるため、さらなるＶＯＣ削減が可能である。
４．食品包装料の場合、水性色インキ使用であること、さらには全インキの使用量の６ ０％以上を占める白押さえをおこなわないか又は印刷作業状態を確認する為に必要な 面積を限定して白押さえを行う為、インキの使用量削減と、有機溶剤を使用しない為 、包装材料中の残留溶剤が少なく、より安全な包装材料を提供できる。
５．白押さえを行わないか又は印刷作業中の印刷状態を確認する為に必要な面積に限定 して白インキを使用するため、インキの乾燥性が大きく向上し、印刷速度を大きく上 げることが可能である。
６．白押さえを行わないか又は印刷作業中の印刷状態を確認する為に必要な面積に限定 して白インキを使用するため、インキの使用量が削減でき、経済的である。
７．白インキと比較して酸化チタン顔料を含有する押出ラミネート樹脂又は極性付与樹 脂は、樹脂中の顔料の分散性がよく、ラミネート後の白顔料が平滑で滑らかな為、印 刷表現効果が向上する。

本発明者は、油性インキの代わりに水性色インキを使用したグラビア印刷を行い、且つ白インキの使用量を減らすために、白インキを印刷しないか、又は、印刷作業中の印刷状態の確認に必要な最小限の使用（面積と塗布量濃度の削減）にとどめ、その代わりとして白顔料含有ラミネート樹脂を使用することにより、ＶＯＣ削減が達成できることを見出したものである。
更に、本発明者は、基材、水性色インキ、水性タイプのアンカーコート剤、白顔料含有ラミネート樹脂、シーラント層又はアンカーコート剤を省略して、白顔料含有接着性極性付与樹脂を用いてシーラント層を順次積層することにより、更にＶＯＣ削減が達成できることを見出したものである。

その上で、本発明者は、水性色インキと水性アンカーコート剤を使用したグラビア印刷を施した基材に、シーラント層となるヒートシール性熱可塑性樹脂フィルムとを対向させ、その間に溶融した白顔料含有ラミネート樹脂を層状に押し出しながら基材側とヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム側とを白顔料含有樹脂を挟んで圧着することにより、ＶＯＣを削減した軟包装材料の製造方法を見出すに至った。

更に、本発明者は、水性色インキを使用したグラビア印刷を施した基材側と、シーラント層となるヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム側とを対向させ、その間に水性色インキにアンカーコート剤無しで接着する白顔料含有接着性極性付与樹脂を層状に押し出しながら基材側とヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム側とを白顔料含有接着性極性付与樹脂を圧着することにより、ＶＯＣを削減した軟包装材料の製造方法を見出すに至った。

以下、本発明を図面を基に詳細に説明する。図２は本発明のＶＯＣ削減軟包装材料の断面図であり、基材フィルム１、水性グラビア色インキ層７、水性アンカーコート剤層９、白顔料含有押出樹脂層１０及びシーラント層６から構成されている。
基材フィルム１は、水性色インキを使用してグラビア印刷可能なフィルムであればどのようなものでもよく、例えば、ＯＰＰ、Ｏ−ＮＹＬＯＮ、ポリエステルフィルム等を基材として使用することができる。基材フィルム１の厚みは特に限定されず、使用目的に応じて適宜選択することができる。

水性グラビア色インキ層７は、水性ウレタン樹脂等が樹脂ベースであり、溶媒として水＋アルコール系を使用した構成が代表的なものであるが、各々の樹脂、白顔料材は特定されるものではなく、グラビア印刷ができ、水もしくは水＋アルコール系インキであれば良い。
また、この水性グラビア色インキを用いてグラビア印刷を行う時、白押さえ印刷は、印刷作業中の印刷状態を確認できれば必要ないものであり、なくすことができる。しかし、必要に応じて最小限の面積を印刷する場合は、版深を落として通常の白印刷版より浅くし、従来の１０％までを限界として行うものである。

白顔料含有樹脂層１０は、水性グラビア色インキを用いてグラビア印刷を行い、このとき白印刷を行わないか、もしくは必要最低限の面積、塗布濃度で行った印刷物に白インキの代わりに行うものであり、印刷の見栄えと包装材料に隠蔽性を与えるものである。その結果として、ＶＯＣの低減が可能である。白顔料を熱可塑性樹脂中に分散させたものであり、顔料としては、食品などの内容物に影響を与えず、隠蔽性が高く、紫外線及び可視光を十分に遮光することができる顔料を使用することが必要である。このような白顔料としては、酸化チタンを上げることができるが、これに限定されるものではない。

熱可塑性樹脂としては、このような包装材料において従来より使用されている熱可塑性樹脂を使用することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸コポリマーを良好に使用することができる。白顔料の配合割合は、使用する顔料の種類や、熱可塑性樹脂の種類により異なるが、少ないと隠蔽性が十分でなく、多すぎると脆くなる。したがって、一般には２〜５０重量％が望ましい。また、このとき、白顔料含有樹脂として水性グラビア色インキとの接着にアンカーコート剤を必要としない押出ラミネート樹脂として白顔料含有接着性極性付与樹脂１１（例えば酸コポリマー）等を使用するとさらにＶＯＣの削減が可能である。
接着性極性付与樹脂としては、前記酸コポリマー以外に、エチレン−（メタ）アクリル酸等の共重合系樹脂や低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂を不飽和カルボン酸等の極性付与剤で変性したポリオレフィン系樹脂が該当するが、これらに限定されるものではない。

ヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層６は、この発明の包装材料を袋に成形する際に、ヒートシールするための層であり、内容物に影響を与えないヒートシール性熱可塑性樹脂であればよい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が上げられる。また、シーラント層の厚みは、使用目的に応じて選択することができ、特に限定されるものではない。
また、白顔料含有樹脂層をシーラント樹脂層と兼用しても同様の効果が得られる（請求項２）。さらに、別に白顔料含有フィルムを作成し、ドライラミネート法、押出サンド樹脂法等の貼合方法により貼り合わせても同様の目的とする包装材料を得ることができる。

図３は、基材フィルム１／水性グラビア色インキ層７／水性グラビア白インキ層８／水性アンカーコート剤層９／白顔料含有押出ラミネート樹脂層１０／ヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層６から成る積層軟包装材料の例（請求項４、５）、図４は基材フィルム１／水性グラビア色インキ層７／白顔料含有接着性極性付与樹脂層１１／ヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層６から成る積層軟包装材料の説明図である（請求項３、６）。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
厚さ３０μの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（商品名東洋紡績株式会社ｐ２１６１）を基材フィルム１とし、水性グラビア色インキ（東洋インキ製造株式会社ＪＷ２５０）を用いてグラビア印刷を行う。
これとは別に厚さ３０μの未延伸ポリプロピレンフィルム（商品名東洋紡Ｐ−１１２８）をヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層６として用意した。

さらに、白顔料含有樹脂として、熱可塑性ポリエチレン樹脂Ｍ−１１Ｐ（プライムポリマー株式会社製）と酸化チタン７０％を白顔料としたマスターパッチを１０％添加して最終酸化チタン含有量として６．２５％の白顔料含有押出ラミネート用樹脂１０を作成した。
また、更なるＶＯＣ削減手段として、アンカーコート剤を必要としない熱可塑性接着性極性付与酸コポリマー樹脂（三井・デュポン株式会社製）と酸化チタン７０％を白顔料としたマスターパッチを１０％添加して最終酸化チタン含有量として６．２５％のアンカーコート剤が無くても水性色インキと接着する白顔料含有接着性極性付与樹脂１１を用いた。

得られた材料を用いて、白顔料含有樹脂１０を溶融押出して水性色インキ２をグラビア印刷で施された基材フィルム１として２軸延伸ポリプロピレンフィルムと、ヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層６として３０μ未延伸ポリプロピレンフィルムを圧着貼り合わせを行い、ＶＯＣ削減包装材料を製造した。
このとき、水性グラビア色インキ面にアンカーコート剤をコーティングして接着性を持たせる必要がある。使用するアンカーコート剤は、水性アンカーコート剤９（例えば東洋モートン株式会社製ＥＬ−６６７）を使用する。

従来の油性グラビア色インキ使用軟包装材料の積層構造を示す説明図 水性グラビア色インキ層、水性アンカーコート層、白顔料含有押出ラミネート樹脂使用包装材料の積層構造を示す説明図 水性グラビア白インキ使用包装材料の積層構造を示す説明図 白顔料含有接着性極性付与樹脂使用包装材料の積層構造を示す説明図

符号の説明

１ 基材フィルム
２ 油性グラビア色インキ層
３ 油性グラビア白インキ層
４ 油性アンカーコート層
５ 溶融押出ラミネート層
６ ヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム層
７ 水性グラビア色インキ層
８ 水性グラビア白インキ層
９ 水性アンカーコート剤層
１０ 白顔料含有押出ラミネート樹脂層
１１ 白顔料含有接着性極性付与樹脂層

Claims (8)

1. 基材、水性グラビア色インキ、アンカーコート剤、白顔料含有ラミネート樹脂層及びシーラント層が順次積層された軟包装材料。
2. 基材、水性グラビア色インキ、アンカーコート剤、白顔料含有樹脂層が順次積層された軟包装材料。
3. 基材、水性グラビア色インキ、白顔料含有極性付与樹脂及びシーラント層が順次積層された軟包装材料。
4. 前記アンカーコート剤が水性である請求項１又は２に記載の軟包装材料。
5. 印刷作業中の印刷状態を確認するのに必要な面積を限定して水性グラビア白インキにて部分的な白押え印刷を行う請求項１又は２又は３又は４に記載の軟包装材料。
6. 白顔料含有ラミネート樹脂層又は極性付与樹脂層の白顔料が酸化チタンであり、その白顔料含有樹脂層中の酸化チタン含有量が２％から５０重量％である請求項１又は２又は３又は４又は５に記載の軟包装材料。
7. 基材に水性グラビア色インキ層とアンカーコート剤層を形成し、これにヒートシール性熱可塑性樹脂フィルムとを対向させ、その間に溶融した白顔料含有ラミネート樹脂を層状に押し出して基材側とヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム側とを圧着するグラビア印刷積層軟包装材料の製造方法。
8. 基材に水性グラビア色インキ層を形成し、これにヒートシール性熱可塑性樹脂フィルムとを対向させ、その間に溶融した白顔料含有極性付与樹脂を層状に押し出して基材側とヒートシール性熱可塑性樹脂フィルム側とを圧着するグラビア印刷積層軟包装材料の製造方法。
   

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