JP2011162663A - グラビア印刷インキ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリウレタン樹脂を主バインダーとし、Nに結合している4個のアルキル基R1、R2、R3、R4がそれぞれR1が炭素数8〜22のアルキル基、R2,R3がメチル基、R4が炭素数1〜18のアルキル基またはベンジル基である4級アンモニウム塩を含有することを特徴とする溶剤型グラビア印刷インキ。
【選択図】なし
Description
ポリウレタン樹脂としては、従来公知の方法、例えば、特開昭62−153366号公報、特開昭62−153367号公報、特開平1−236289号公報、特開平2−64173号公報、特開平2−64174号公報、特開平2−64175号公報などに開示されている方法により得ることができる。ここでポリウレタン樹脂とは、ポリウレタン樹脂およびポリウレタンウレア樹脂の総称である。
具体的には、ポリオールとジイソシアネート化合物とをイソシアネート基が過剰となる割合で反応させ、末端イソシアネート基のプレポリマーを得、得られるプレポリマーを、適当な溶剤中、すなわち、ノントルエン系グラビアインキ用の溶剤で通常用いられる、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノールなどのアルコール系溶剤;メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤;あるいはこれらの混合溶剤の中で、鎖伸長剤および/または末端封鎖剤と反応させる二段法、あるいはポリオール、ジイソシアネート化合物、鎖伸長剤および/または末端封鎖剤を上記のうち適切な溶剤中で一度に反応させる一段法により製造される。これらの方法のなかでも、均一なポリウレタン樹脂を得るには、二段法によることが好ましい。ポリウレタン樹脂を二段法で製造する場合、一段目の反応でイソシアネート基と水酸基の当量比は3/1〜1.2/1が好ましく、より好ましくは2.5/1〜1.5/1である。また、鎖伸長剤および/または末端封鎖剤のアミノ基の合計(当量比)が1/0.9〜1.3の割合になるように反応させることが好ましい。イソシアネート基とアミノ基との当量比が1/1.3より小さいときは、鎖伸長剤および/または末端封鎖剤が未反応のまま残存し、ポリウレタン樹脂が黄変したり、印刷後臭気が発生したりする場合がある。ポリオールとしてはポリエステルポリオールが好ましく、ポリエーテルポリオールでは基材密着性や耐ブロッキング性、ボイル適性が劣る傾向がある。
本発明で用いられる4級アンモニウム塩としては、塩化モノアルキルトリメチルアンモニウム(塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ココアルキルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウムなど)、塩化モノアルキルベンジルジメチルアンモニウム(塩化ココベンジルジメチルアンモニウム、塩化ヤシベンジルジメチルアンモニウム、塩化テトラデシルベンジルジメチルアンモニウムなど)、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム(塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化ジココイルジメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化ジオレイルジメチルアンモニウムなど)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは塩化モノアルキルトリメチルアンモニウム、塩化モノアルキルベンジルジメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウムである。更に好ましくは塩化モノアルキルベンジルジメチルアンモニウムである。4級アンモニウム塩は有効成分としてインキ100部に対して0.05〜2.5部使用するのが好ましい。0.05部以下だと静電気による印刷不良を低減させる効果が少なく、2.5部以上だと基材への密着を低下させる恐れがある。
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体の樹脂は、塩化ビニルと酢酸ビニルのモル比、重合度、分子量により、耐薬品性、強靭性、接着性、溶解性等が変わる。なお、インキの種類、印刷方法、印刷構成等から適宜塩酢ビ樹脂を選択することができる。市販の塩酢ビ樹脂としては、例えばSOLBIN C,CL、CH,CN、C5R,A,AL,TA2,TA3,TAO,TA5R、M、ME,MFK(日信化学工業株式会社製)、VINNOL E14/45,H14/36,H40/55,E15/45M(WACKER社製)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂を添加することにより耐ブロッキング性が向上する。樹脂添加量としては有効成分でインキ100重量部に対して0.2〜24重量部が好ましい。
インキあるいは稀釈インキに添加する場合は、秤量精度の点からアルコール、メチルエチルケトンなどの有機溶剤で稀釈して、5部濃度の稀釈溶液で添加するのが望ましい。
また、グラビア印刷の場合、グラビア印刷に適した粘度及び濃度にまで希釈溶剤で希釈され、単独でまたは混合されて各印刷ユニットに供給される。
[アミン価の測定方法]
試料を0.5〜2g精秤する。(試料量:Sg)精秤した試料に中性エタノール(BDG中性)30mLを加え溶解させる。得られた溶液を0.2mol/Lエタノール性塩酸溶液(力価:f)で滴定を行なう。溶液の色が緑から黄に変化した点を終点とし、この時の滴定量A(mL)を用い次の式によりアミン価を求めた。
アミン価=(A×f×0.2×56.108)/S
粘度はトキメック社製B型粘度計で25℃において測定した。
分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)装置を用いて分子量分布を測定し、ポリスチレン換算分子量として求めた。
〔合成例1〕
アジピン酸とプロピレングリコールから得られる数平均分子量(以下Mnという)2000のポリエステルジオール(PPA2000)229.4部、イソホロンジイソシアネート51部および酢酸エチル200.0部を窒素気流下に85℃で4時間反応させ、末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液480.4部を得た。次いでイソホロンジアミン19.5部、ジ−n−ブチルアミン0.09部、酢酸エチル250.0部およびイソプロピルアルコール250.0部を混合したものに、得られた末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液483.7部を室温で徐々に添加し、次に50℃で1時間反応させ、固形分30%、重量平均分子量33000、アミン価5.0 mgKOH/樹脂1g、25℃における粘度400mPa・sのポリウレタン樹脂(ワニスA)を得た。
PPA2000 114.7部、Mn2000のポリプロピレングリコール(PPG2000)114.7部、イソホロンジイソシアネート51.1部および酢酸エチル125.0部を窒素気流下に85℃で4時間反応させ、末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液405.4部を得た。次いでイソホロンジアミン19.6部、ジ−n−ブチルアミン0.09部、酢酸エチル307部およびイソプロピルアルコール270部を混合したものに、得られた末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液405.4部を室温で徐々に添加し、次に50℃で1時間反応させ、固形分30%、重量平均分子量35000、アミン価6.0 mgKOH/樹脂1g、25℃における粘度350mPa・sのポリウレタン樹脂(ワニスB)を得た。
〔調整例1〕
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(重合度300、数平均分子量22000、Tg76℃[ソルバインAL、日信化学工業(株)製])24部を、酢酸エチル76部に混合溶解させて、ワニスCを得た。
〔 調整例2〕
軟化点が112℃〜120℃であるポリアミド樹脂(レオマイドS−2800 花王(株)製)30部をメチルシクロヘキサン50部、イソプロピルアルコール20部に混合溶解させて、ワニスDを得た。
〔調整例3〕
ニトロセルロース(NC RS−2 KCNC、KOREA CNC LTD製)20部を、酢酸エチル26部とイソプロピルアルコール20部、メチルシクロヘキサン34部に混合溶解させて、ワニスEを得た。
得られたポリウレタン樹脂(ワニスA)40部、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂(ワニスC)15部、カーボンブラック10部(Printex25、デグサ社製)、酢酸エチル10部、メチルエチルケトン15部、イソプロピルアルコール10の混合物を練肉し、練肉後、4級アンモニウム塩A(コータミン24P、有効成分27%、花王(株)製)1.1部添加しインキ1を得た。
以下表1に示した配合比で実施例2〜6、比較例1〜5を同様な方法で作成しインキ2〜11を得た。
4級アンモニウム塩B:サニゾールC、塩化アルキル(C12〜16)ベンジルジメチルア ンモニウム、有効成分50%、花王(株)製
4級アンモニウム塩C:コータミンD86P、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、有 効成分75%、花王(株)製
4級アンモニウム塩D:エソガードC/12、塩化アルキル(C8〜18)ビス(2ヒドロ キシエチル)メチルアンモニウム、有効成分75%、ライオン(株)製
4級アンモニウム塩E:アーカード 2HT-50ES、硫化ジ硬化牛脂アルキル(C16〜1 8)エチルメチルアンモニウム、有効成分50%、ライオン(株)製
フタロシアニンブルー:リオノ−ルブル−KLH 東洋インキ製造(株)製
インキ1〜11を印刷時の粘度に調整するため、トルオール50部、酢酸エチル30部、イソプロピルアルコール20部からなる混合溶剤を用いて、25℃においてザーンカップNo3で測定した粘度が16秒となるように希釈し、希釈インキ1〜11を得た。
希釈インキ1〜11を使用して、版深5μm〜45μmのグラビアグラデーション版(5μm刻みで彫刻)を備えたグラビア印刷機により、厚さ20μmの内面コロナ放電処理有り、帯電防止処理無し、ポリプロピレンフィルム「ECO-BQ」(フタムラ化学(株)製)に印刷速度120m/分、乾燥器温度40℃〜50℃で30秒間連続印刷し、印刷フィルムを得た。
得られた印刷フィルムの、45μm印刷部の静電気障害(ヒゲ、ミスチング)の発生状態を評価した。
◎:静電気障害の発生がまったくない
○:静電気障害の発生が殆どない。
△:若干静電気障害の発生がある。
×:著しく静電気障害が発生する。
実用レベルは○以上である。
インキ1〜11を40℃の恒温室で1週間静置した後に、安定性を評価した。
○:増粘、沈殿、分離が見られない。
△:僅かな増粘または僅かな沈殿または僅かな分離が見られる。
×:増粘または沈殿または分離が見られる。
実用レベルは△以上である。
希釈インキ1〜11を使用して、版深5μm〜45μmのグラビアグラデーション版(5μm刻みで彫刻)を備えたグラビア印刷機により、厚さ20μmの内面コロナ放電処理有り、ポリプロピレンフィルム「パイレンP2161」(東洋紡績(株)製)と蒸着PET「GLARH」(凸版印刷(株)製)に印刷速度40m/分、乾燥器温度50℃で30秒間連続印刷し、印刷フィルムを得た。
得られた印刷物の35μm部分にセロハンテープ(ニチバン製、幅12mm)を貼り付け親指で5回強く擦った後、セロハンテープを徐々に引き離し途中から、急激に引き離してインキ皮膜の剥離の程度を調べた。インキがセロハンテープに転移する状態を評価をした。
○:セロハンテープにインキが100%転移しない
△:急激に引き離したセロハンテープ部分にインキが10%程度転移するが、ゆっくり引き剥がした部分は100%転移しない。
×:セロハンテープを張った部分が50%以上転移する
実用レベルは△以上である。
希釈インキ1〜11を使用して、版深5μm〜45μmのグラビアグラデーション版(5μm刻みで彫刻)を備えたグラビア印刷機により、厚さ20μmの内面コロナ放電処理有り、ポリプロピレンフィルム「パイレンP2161」(東洋紡績(株)製)に印刷速度40m/分、乾燥器温度50℃で30秒間連続印刷し、印刷フィルムを得た。
印刷物と同じ大きさに切ったOPPフィルム未処理面と印刷面とを重ね合わせて、5kg/cm2の荷重をかけ、40℃80%RHの雰囲気で24時間放置後、印刷面と未処理OPPフィルムを引き剥がし、インキの剥離の程度から耐ブロッキング性を評価した。
○:インキが全く剥離しなかったもの。
△:インキがフィルムから剥離した面積が20〜50%のもの。
×:インキがフィルムから剥離した面積が50%を超えるもの。
実用レベルは○以上である。
希釈インキ1〜11を使用して、版深30μmのグラビア版を備えたグラビア印刷機により、厚さ15μmの内面コロナ放電処理有り、ナイロンフィルム「エンブレムON−RT」(ユニチカ(株)製)に印刷速度40m/分、乾燥器温度50℃で30秒間連続印刷し、印刷フィルムを得た。
得られた印刷物にポリウレタン系アンカーコート剤「EL510,CAT−RT80」(東洋モートン社製)を塗布し、塗布面上にそれぞれ低密度ポリエチレン(三菱油化社製「ユカロンLK30」およびトーセロ社製「TUX−FCD」厚さ40μm)にてエクストルージョンラミネート加工を行い、ラミネート物を得た。ナイロンフィルムのラミネート物は40℃で2日間エージングした。
得られたナイロンフィルムのラミネート物を、ポリエチレンフィルム側を内側にしてヒートシールし、得られた袋体に内容物として水を充填し、90℃で30分間煮沸した時の外観を目視にて評価した。
○:全く異常のないもの
×:デラミネーションやブリスターを生じたもの
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