JP2018009110A - ラミネート用グラビアインキ組成物、印刷物、および積層体 - Google Patents

ラミネート用グラビアインキ組成物、印刷物、および積層体 Download PDF

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Abstract

【課題】グラビア印刷において基材への転移性および重ね刷りでの印刷効果が良好であり、さらにラミネート後の外観が良好であるラミネート用グラビアインキ組成物を提供すること。
【解決手段】有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、シリカ粒子(C)および有機溶剤(D)を含むラミネート用グラビアインキ組成物であって、下記(1)、(2)であることを特徴とする。
(1)インキ組成物100重量%中、シリカ粒子(C)を0.1〜3重量%含有する。
(2)有機溶剤(D)100重量%中、グリコールエーテル系有機溶剤(d1)を0.1〜20重量%含有する。
【選択図】なし

Description

本発明は、ラミネート用グラビアインキ組成物およびその印刷物と積層体に関する。
OPPフィルム、PETフィルム、NYフィルムなどのフィルム基材を包装材料に使用する場合、通常基材の装飾または表面保護のために印刷インキを用いた印刷が施される。印刷を施した基材は、その後スリット工程を経て、ラミネート工程に送られ、最終的には食品包装用、化粧品包装、その他あらゆる用途に向けたパッケージとなる。
前記フィルム基材、紙基材に印刷される多くの場合、グラビア印刷方式が採用されている。グラビア印刷方式に用いられる版は文字や模様などの部分が凹版であり、このセルにインキが入る程度に版にインキを浸し、版を回転させながら、表面をドクターブレードにより余分なインキを掻き落とし、グラビアインキを前記基材へ転移、着肉させる。この印刷方式は微細な濃淡が表現できるので、写真などの豊かな階調の再現には最適であり、なおかつ高速印刷が可能であるため大量生産に向いている。
このグラビア印刷方式が抱える印刷適性の問題として(I)印刷転移性、および(II)トラッピング性、がある。(I)印刷転移性とは、インキの基材への転移不良のことであり、印刷面はカスレのような形で現れる。版つまり現象とも呼ばれ、特に版深の浅い、すなわちセルの深さの浅い部分(ハイライト部)において発生しやすい。(II)トラッピング性とは、重ね刷りでの印刷不良であり、重ねインキの濡れ・広がり不足が原因となる。こういった印刷不良は、印刷コンバーターでは不良ロットとして扱われ、生産ロスを引き起こす。
上記印刷適性を改善するために様々な試みが行われており、例えば、版つまり性を改善するためにグリコールエーテルあるいは水を含有する溶剤系グラビアインキが提案されている(特許文献1)。またトラッピング性を改善するために有機溶剤を単一としたグラビアインキも提案されている(特許文献2)。しかしながら、有機溶剤の種類の変更だけではグラビア印刷における印刷適性を全て満足することは非常に困難であり、また使用バインダー樹脂の設計変更による印刷適性の向上させる方法もあるが、その原理が未だ確立されていない。また、印刷物に不良個所があると後工程のラミネートにおいても不良を起こす可能性が高くなる。
ラミネート用途では、基材にインキが印刷された後その上に更に接着剤で基材が貼り合わせられる。その方法としては大きく分けてエクストルジョンラミネート方式、ドライラミネート方式、ノンソルベントラミネート方式の3種類に大別される。これらのラミネート工程で懸念されるのは外観不良、ラミネート強度不足、耐ボイル・レトルト性であり、これらを向上させるために様々な工夫がなされている(特許文献3、特許文献4、特許文献5)。しかしながら、印刷適性とラミネート特性を満足するものは今までに無い。
特開平9−328646号公報 特開2013−144732号公報 特開2010−270216号公報 特開2005−298618号公報 特開2013−213109号公報
本発明はグラビア印刷において基材への転移性およびトラッピング性が良好であり、さらにラミネート後の外観が良好であるラミネート用グラビアインキ組成物を提供することを目的とする。
本発明者は前記課題に対して鋭意研究を重ねた結果、以下に記載のラミネート用印刷インキ組成物を用いることで解決することを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、シリカ粒子(C)および有機溶剤(D)を含むラミネート用グラビアインキ組成物に関し、下記(1)、(2)であることを特徴とするラミネート用グラビアインキ組成物。
(1)インキ組成物100重量%中、シリカ粒子(C)を0.1〜3重量%含有する。
(2)有機溶剤(D)100重量%中、グリコールエーテル系有機溶剤(d1)を0.1〜20重量%含有する。
本発明は、前記シリカ粒子(C)の平均粒子径が、1〜5μmであることを特徴とする前記ラミネート用グラビアインキ組成物に関する。
本発明は、グリコールエーテル系有機溶剤(d1)の表面張力が、22.0〜30.0mN/mであることを特徴とする前記ラミネート用グラビアインキ組成物に関する。
本発明は、バインダー樹脂(B)が、ポリウレタン樹脂(b1)と、
塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合樹脂(b2)、塩化ビニル‐アクリル共重合樹脂(b3)およびセルロース系樹脂(b4)からなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含み、
バインダー樹脂100重量%中、前記(b1)〜(b4)を合計で80〜100重量%含むことを特徴とする前記ラミネート用グラビアインキ組成物に関する。
本発明は、バインダー樹脂(B)が、バインダー樹脂(B)100重量%中、ポリウレタン樹脂(b1)および塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合樹脂(b2)を合計で80〜100重量%含み、固形分重量比で、(b1)/(b2)=95/5〜40/60であることを特徴とする前記ラミネート用グラビアインキ組成物に関する。
本発明は、基材上に、前記ラミネート用グラビアインキ組成物から形成された印刷層を有する印刷物に関する。
本発明は、前記印刷物の印刷層に、接着剤層、フィルム層が順に貼り合わされた積層体に関する。
本発明のラミネート用グラビアインキ組成物を用いることで、グラビア印刷において基材への転移性およびトラッピング性が良好であり、さらにラミネート後の外観が良好であるラミネート用グラビアインキ組成物を提供することができた。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限りこれらの内容に限定されない。
本発明は、有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、シリカ粒子(C)および有機溶剤(D)を含むラミネート用グラビアインキ組成物であって、下記(1)、(2)であることを特徴とする。
(1)インキ組成物100重量%中、シリカ粒子(C)を0.1〜3重量%含有する。
(2)有機溶剤(D)100重量%中、グリコールエーテル系有機溶剤(d1)を0.1〜20重量%含有する。
<有機顔料(A)>
本発明では有機顔料(A)を使用する。有機顔料から構成されるインキはグラビア印刷での重ね刷り(トラッピング性)が難しく、異なる色相を重ねあわせる場合が特に難しい。しかしながら、本発明のラミネート用グラビアインキ組成物におけるシリカ粒子(C)とグリコールエーテル系有機溶剤(d1)の併用によりトラッピング性は大幅に向上する。かかる有機顔料(A)は、以下の例には限定されないが、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、アゾ系、フタロシアニン系、ハロゲン化フタロシアニン系、アントラキノン系、アンサンスロン系、ジアンスラキノニル系、アンスラピリミジン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、アゾメチンアゾ系、フラバンスロン系、ジケトピロロピロール系、イソインドリン系、インダンスロン系、カーボンブラック系などの顔料が挙げられる。また、例えば、カーミン6B、レーキレッドC、パーマネントレッド2B、ジスアゾイエロー、ピラゾロンオレンジ、カーミンFB、クロモフタルイエロー、クロモフタルレッド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジオキサジンバイオレット、キナクリドンマゼンタ、キナクリドンレッド、インダンスロンブルー、ピリミジンイエロー、チオインジゴボルドー、チオインジゴマゼンタ、ペリレンレッド、ペリノンオレンジ、イソインドリノンイエロー、アニリンブラック、ジケトピロロピロールレッド、昼光蛍光顔料等が挙げられる。
以下に有機顔料(A)として好ましいものの具体的な例をカラーインデックスのジェネリックネームで示す。以下に示す黒色顔料、藍色顔料、緑色顔料、赤色顔料、紫色顔料、黄色顔料、橙色顔料、茶色顔料からなる群より選ばれる少なくとも一種または二種以上が好ましい。また更には、黒色顔料、藍色顔料、赤色顔料、黄色顔料、からなる群より選ばれる少なくとも一種または二種以上が好ましい。特に藍色顔料、赤色顔料の使用で重ね刷りの印刷効果(トラッピング性)が向上し、これらの使用が特に好ましい。
<黒色顔料>
具体的にはC.I.ピグメントブラック1〜34の黒色顔料のうち、有機化合物または有機金属錯体である黒色顔料が好ましく、例えば
C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7、C.I.ピグメントブラック9、C.I.ピグメントブラック20などが挙げられる。
<藍色顔料>
具体的にはC.I.ピグメントブルー1〜80の藍色顔料のうち、有機化合物または有機金属錯体である藍色顔料が好ましく、例えば
C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:5、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー17:1、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー24:1、C.I.ピグメントブルー25、C.I.ピグメントブルー26、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー61、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー63、C.I.ピグメントブルー64、C.I.ピグメントブルー75、C.I.ピグメントブルー79、C.I.ピグメントブルー80などが挙げられる。
<緑色顔料>
具体的にはC.I.ピグメントグリーン1〜50の緑色顔料のうち、有機化合物または有機金属錯体である緑色顔料が好ましく、例えば
C.I.ピグメントグリーン1、C.I.ピグメントグリーン4、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン8、C.I.ピグメントグリーン10、C.I.ピグメントグリーン36などが挙げられる。
<赤色顔料>
具体的にはC.I.ピグメントレッド1〜279の赤色顔料のうち、有機化合物または有機金属錯体である赤色顔料が好ましく、例えば
C.I.ピグメントレッド1〜C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメントレッド18、C.I.ピグメントレッド19、C.I.ピグメントレッド20、C.I.ピグメントレッド21、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド31、C.I.ピグメントレッド32、C.I.ピグメントレッド38、C.I.ピグメントレッド41、C.I.ピグメントレッド43、C.I.ピグメントレッド46、C.I.ピグメントレッド48、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド48:5、C.I.ピグメントレッド48:6、C.I.ピグメントレッド49、C.I.ピグメントレッド49:1、C.I.ピグメントレッド49:2、C.I.ピグメントレッド49:3、C.I.ピグメントレッド52、C.I.ピグメントレッド52:1、C.I.ピグメントレッド52:2、C.I.ピグメントレッド53、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド53:2、C.I.ピグメントレッド53:3、C.I.ピグメントレッド54、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド58、C.I.ピグメントレッド58:1、C.I.ピグメントレッド58:2、C.I.ピグメントレッド58:3、C.I.ピグメントレッド58:4、C.I.ピグメントレッド60:1、C.I.ピグメントレッド63、C.I.ピグメントレッド63:1、C.I.ピグメントレッド63:2、C.I.ピグメントレッド63:3、C.I.ピグメントレッド64:1、C.I.ピグメントレッド68、C.I.ピグメントレッド68、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド88、C.I.ピグメントレッド89、C.I.ピグメントレッド95、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド114、C.I.ピグメントレッド119、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド136、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド147、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド164、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド171、C.I.ピグメントレッド172、C.I.ピグメントレッド175、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド181、C.I.ピグメントレッド182、C.I.ピグメントレッド183、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド187、C.I.ピグメントレッド188、C.I.ピグメントレッド190、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド193、C.I.ピグメントレッド194、C.I.ピグメントレッド200、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド208、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド210、C.I.ピグメントレッド211、C.I.ピグメントレッド213、C.I.ピグメントレッド214、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド223、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド237、C.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド239、C.I.ピグメントレッド240、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド245、C.I.ピグメントレッド247、C.I.ピグメントレッド248、C.I.ピグメントレッド251、C.I.ピグメントレッド253、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド256、C.I.ピグメントレッド257、C.I.ピグメントレッド258、C.I.ピグメントレッド260、C.I.ピグメントレッド262、C.I.ピグメントレッド263、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントレッド266、C.I.ピグメントレッド268、C.I.ピグメントレッド269、C.I.ピグメントレッド270、C.I.ピグメントレッド271、C.I.ピグメントレッド272、C.I.ピグメントレッド279、などが挙げられる。
<紫色顔料>
具体的にはC.I.ピグメントバイオレット1〜50の紫色顔料のうち、有機化合物または有機金属錯体である紫色顔料が好ましく、例えば
C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグメントバイオレット2、C.I.ピグメントバイオレット3、C.I.ピグメントバイオレット3:1、C.I.ピグメントバイオレット3:3、C.I.ピグメントバイオレット5:1、C.I.ピグメントバイオレット13、C.I.ピグメントバイオレット19(γ型、β型)、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット25、C.I.ピグメントバイオレット27、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメントバイオレット31、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット36、C.I.ピグメントバイオレット37、C.I.ピグメントバイオレット38、C.I.ピグメントバイオレット42、C.I.ピグメントバイオレット50、などが挙げられる。
<黄色顔料>
具体的にはC.I.ピグメントイエロー1〜219の黄色顔料のうち、有機化合物または有機金属錯体である黄色顔料が好ましく、例えば
C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー42、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー62、C.I.ピグメントイエロー65、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー86、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー120、ピグメントイエロー125、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー137、C.I.ピグメント、イエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー148、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185およびC.I.ピグメントイエロー213等が挙げられる。
<橙色顔料>
具体的にはC.I.ピグメントオレンジ1〜81の橙色顔料のうち、有機化合物または有機金属錯体である橙色顔料が好ましく、例えば
C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ37、C.I.ピグメントオオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントレンジ55、C.I.ピグメントオレンジ59、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ71、又はC.I.ピグメントオレンジ74などが挙げられる。
<茶色顔料>
C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25、又はC.I.ピグメントブラウン26などが挙げられる。
以上のうち、好ましくは、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメント レッド185、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメント レッド166、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット37、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも一種または二種以上を使用することが好ましい。
前記顔料はラミネート用インキ組成物の濃度・着色力を確保するのに充分な量、すなわちインキ組成物の総重量に対して1〜50重量%、インキ組成物中の固形分重量比では10〜90重量%の割合で含まれることが好ましい。また、これらの顔料は単独で、または2種以上を併用して用いることができる。
本発明のグラビアインキ組成物における色相は、必要に応じて他の色相のインキ組成物(基本色として、黄、紅、藍、墨の合計5色、プロセスガマット外色として赤(橙)、草(緑)、紫の3色、更に透明黄、牡丹、朱、茶、パール)と混合して使用しても良い。
<バインダー樹脂(B)>
本発明において使用するバインダー樹脂(B)は特に限定されるものではなく、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、スチレン‐マレイン酸樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂(b1)、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂(b2)、塩化ビニル−アクリル共重合樹脂(b3)、セルロース系樹脂(b4)、等が挙げられ、好ましくはポリウレタン樹脂(b1)、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂(b2)、塩化ビニル−アクリル共重合樹脂(b3)、セルロース系樹脂(b4)から選ばれる少なくとも1種以上あるいは2種以上である。
バインダー樹脂(B)は、ポリウレタン樹脂(b1)と、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合樹脂(b2)、塩化ビニル‐アクリル共重合樹脂(b3)およびセルロース系樹脂(b4)からなる群より選ばれる少なくとも1種とを含むことが好ましく、バインダー樹脂100重量%中、前記(b1)〜(b4)を合計で80〜100重量%含むことが好ましい。更に好ましくは90〜100重量%である。
<ポリウレタン樹脂(b1)>
ポリウレタン樹脂(b1)は、重量平均分子量として10,000〜100,000のものが好ましく、ガラス転移温度が−60℃〜40℃であることが好ましく、更には動的粘弾性測定において40℃における貯蔵弾性率が1〜100MPaであるものが好ましい。なお、本発明においてガラス転移温度は示差走査熱量計(DSC)により測定し、ガラス転移が起こる温度範囲の中点を表す。
また、ポリウレタン樹脂(b1)は、アミン価や水酸基価を有するものが好ましく、アミン価は1.0〜20.0mgKOH/gであることが好ましい。また水酸基価は1.0〜20.0mgKOH/gであることが好ましい。
前記ポリウレタン樹脂(b1)は、ポリエーテルポリオール由来の構造単位を含むものが好ましく、その含有量はポリウレタン樹脂(b1)固形分100重量%中、5〜80重量%であることが好ましく、更に好ましくは10〜50重量%である。
前記ポリウレタン樹脂(b1)は、ポリエステルポリオール由来の構造単位を含むものが好ましく、その含有量はポリウレタン樹脂(b1)固形分100重量%中、5〜80重量%であることが好ましく、より好ましくは10〜70重量%、更に好ましくは30〜70重量%である。
ポリウレタン樹脂(b1)は特に制限はなく、公知の方法により適宜製造される。例えばポリオールとポリイソシアネートからなるポリウレタン樹脂や、ポリオールとポリイソシアネートからなる末端イソシアネートのウレタンプレポリマーと、更にアミン系鎖延長剤を反応させることにより得られるポリウレタン樹脂などが好ましい。
ポリオールとしては、例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、ひまし油ポリオール、水素添加ひまし油ポリオール、ダイマージオール、水添ダイマージオールなどが挙げられる。中でもポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールが好ましい。
前記ポリエーテルポリオールは例えば酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフランなどの重合体または共重合体のポリエーテルポリオール類が挙げられる。中でもポリテトラメチレングリコールやポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールが好ましく、数平均分子量は500〜10,000であることが好ましい。数平均分子量は、末端を水酸基として水酸基価から計算するものであり、(式1)により求められる。
(式1)ポリオールの数平均分子量=1000×56.1× 水酸基の価数/水酸基価
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、二塩基酸とジオールとのエステル化反応により得られる縮合物等が挙げられる。二塩基酸としては、アジピン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、グルタル酸、1、4−シクロヘキシルジカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸等が挙げられる。ジオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3,5−トリメチルペンタンジオール、2、4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,12−オクタデカンジオール、1,2−アルカンジオール、1,3−アルカンジオール、1−モノグリセライド、2−モノグリセライド、1−モノグリセリンエーテル、2−モノグリセリンエーテル、ダイマージオール、水添ダイマージオール等が挙げられる。
なかでも、分岐構造を有するジオールが好ましい。分岐構造とは、ジオールに含まれるアルキレン基の水素原子の少なくとも1つがアルキル基によって置換された、アルキル側鎖を有するジオールを意味し、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−1,4−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、および2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。これらは、印刷適性、印刷効果、ラミネート強度を向上させるため特に好ましい。
これらのポリエステルポリオールは単独で、または2種以上を混合して用いることができる。なお、前記二塩基酸としてはセバシン酸、アジピン酸が特に好ましい。また、ヒドロキシル基を3個以上有するポリオール、カルボキシル基を3個以上有する多価カルボン酸を併用することもできる。
前記ポリエステルポリオールの数平均分子量は、好ましくは500〜10,000である。数平均分子量は、前記(式1)により求められる。本発明に用いるポリエステルポリオールの酸価は1.0mgKOH/g以下であることが好ましく、0.5mgKOH/g以下であることがより好ましい。
前記ポリイソシアネートとしては、ポリウレタン樹脂の製造に一般的に用いられる各種公知の芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートなどが挙げられる。例えば、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジメリールジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、ビス−クロロメチル−ジフェニルメタン−ジイソシアネート、2,6−ジイソシアネート−ベンジルクロライドやダイマー酸のカルボキシル基をイソシアネート基に転化したダイマージイソシアネート等が挙げられる。これらは3量体となってイソシアヌレート環構造となっていても良い。これらのポリイソシアネートは単独で、または2種以上を混合して用いることができる。中でも好ましくはトリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体である。
前記アミン系鎖延長剤としては、以下に限定されるものではないが、分子量500以下が好ましく、ジアミン系、多官能アミン系等のものが挙げられ、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミン、p−フェニレンジアミンなどのジアミン系鎖延長剤の他、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピルジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシピロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシピロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミンなど水酸基を有するジアミン系鎖延長剤も用いることが出来る。これらの鎖伸長剤は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。また必要に応じて3官能以上の多官能のアミン系鎖延長剤も使用出来、具体的には、ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン:(IBPA、3,3’−ジアミノジプロピルアミン)、トリエチレンテトラミン、N−(3−アミノプロピル)ブタン−1,4−ジアミン:(スペルミジン)、6,6−イミノジヘキシルアミン、3,7−ジアザノナン−1,9−ジアミン、N,N’−ビス(3‐アミノプロピル)エチレンジアミンが挙げられる。中でも好ましくはイソホロンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イミノビスプロピルアミンである。
また、過剰反応停止を目的とした重合停止剤として、一価の活性水素化合物を用いることもできる。かかる化合物としては例えば、1級、2級のアミノ基を有するモノアミン化合物であれば特に限定されないが、ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類や2−エタノールアミンなどのアミノアルコール類等があげられる。更に、特にポリウレタン樹脂中にカルボキシル基を導入したいときには、グリシン、L−アラニン等のアミノ酸を反応停止剤として用いることができる。重合停止剤を用いるときには、末端停止剤と鎖延長剤とを一緒に使用して鎖延長反応を行ってもよく、また鎖延長剤によりある程度鎖延長反応を行った後に末端停止剤を単独に添加して末端停止反応を行ってもよい。一方、末端停止剤を用いなくても分子量のコントロールは可能であるが、この場合には鎖延長剤を含む溶液中にプレポリマーを添加する方法が反応制御という点で好ましい。
ポリウレタン樹脂(b1)の合成法は、ポリオールをポリイソシアネートと反応させたのちアミン系鎖延長剤および必要に応じて重合停止剤と反応させてポリウレタン樹脂にすることが好ましい。例えば、ポリオールとポリイソシアネートを必要に応じイソシアネート基に不活性な溶媒を用い、また、更に必要であればウレタン化触媒を用いて50℃〜150℃の温度で反応させ(ウレタン化反応)、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを製造し、次いで、このプレポリマーにアミン系鎖延長剤を反応させてポリウレタン樹脂を得るプレポリマー法、あるいは、高分子ポリオールとポリイソシアネートとアミン系鎖延長剤および(および重合停止剤)を一段で反応させてポリウレタン樹脂(b1)を得るワンショット法など公知の方法により製造することが出来る。また、アミン系鎖延長剤は、高分子ポリオールとともにポリイソシアネートとウレタン化反応で使用することもできる。
前記プレポリマーを製造するに当たり、ポリオールとポリイソシアネートとの量は、ポリイソシアネートのイソシアネート基のモル数と高分子ポリオールの合計の水酸基のモル数の比であるNCO/OH比=1.1〜3.0の範囲となるようにすることが好ましい。更に好ましくはNCO/OH比=1.3〜2.5である。
また、前記プレポリマーの合成には有機溶剤を用いることが反応制御の面で好ましい。使用できる有機溶剤としてはイソシアネート基と反応不活性な有機溶剤が好ましく、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類;クロルベンゼン、パークレンなどのハロゲン系炭化水素などが挙げられる。これらは単独で、または2種以上混合し混合溶媒として用いることもできる。
さらに、このプレポリマーの合成反応には触媒を用いることもできる。使用できる触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルアニリンなどの3級アミン系の触媒;スズ、亜鉛などの金属系の触媒などが挙げられる。これらの触媒は通常ポリオール化合物に対して0.001〜1モル%の範囲で使用される。
上記で得られた末端にイソシアネート基を有するプレポリマーとアミン系鎖延長剤であるジアミン、トリアミンなどとを10〜60℃で反応させ、末端に活性水素基を含有する高分子量のポリウレタン樹脂(b1)が得られる。
また、プレポリマー中のイソシアネート基のモル数に対するアミン系鎖延長剤のアミノ基の合計モル数の比は1.01〜2.00、好ましくは1.03〜1.06の範囲となるようにして反応させることが好ましい。
<塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂(b2)>
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂(b2)としては、塩化ビニルと酢酸ビニルが共重合したものであり、分子量としては重量平均分子量で5,000〜100,000のものが好ましく、20,000〜70,000が更に好ましい。塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂(b2)の固形分100重量%中の酢酸ビニルモノマー由来の構造は、1〜30重量%が好ましく、塩化ビニルモノマー由来の構造は、70〜95重量%であることが好ましい。この場合有機溶剤への溶解性が向上、更に基材への密着性、皮膜物性、ラミネート強度等が良好となる。
また、有機溶剤への溶解性が向上するため、ケン化反応あるいは共重合でビニルアルコール由来の水酸基を含むものが更に好ましく、水酸基価として20〜200mgKOH/gであることが好ましい。また、ガラス転移温度は50℃〜90℃であることが好ましい。
<塩化ビニル−アクリル共重合樹脂(b3)>
塩化ビニル−アクリル共重合樹脂(b3)は塩化ビニルモノマーとアクリルモノマーの共重合体を主成分とするものであり、アクリルモノマーとしては、基材に対する接着性と有機溶剤に対する溶解性が向上するため(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルを含むことが好ましい。アクリルモノマーはポリ塩化ビニルの主鎖にブロックないしランダムに組み込まれていても良いし、ポリ塩化ビニルの側鎖にグラフトされていても良い。塩化ビニル−アクリル共重合樹脂(b3)は、重量平均分子量が10,000から100,000であることが好ましく、30,000から70,000であることが更に好ましい。
また、塩化ビニル−アクリル共重合樹脂(b3)中の塩化ビニルモノマー由来の構造は塩化ビニル−アクリル共重合樹脂(b3)固形分100重量%中、70〜95重量%であることが好ましい。この場合有機溶剤への溶解性が向上、更に基材への密着性、皮膜物性、ラミネート強度等が良好となる。
以下の説明において、(メタ)アクリルないし(メタ)アクリレートはそれぞれメタクリルおよびアクリル、メタクリレートおよびアクリレートを意味する。
前記アクリルモノマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数は1〜20が好ましい。例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシルなどが挙げられる。更にアルキル基は更にベンゼン環構造を有しても良い。これらは単独または2種以上を併用できる。
またアクリルモノマーは水酸基を有して良く、例としては(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルや、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレートなどのグリコールモノ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミドなどが挙げられる。これらの中でも(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピルが溶剤に対する溶解性を向上させるため、より好ましい。これらは単独または2種以上を併用できる。
またアクリル酸エステルは水酸基以外の官能基を有しても良く、官能基の例としてはカルボキシル基、アミド結合基、アミノ基、アルキレンオキサイド基等が挙げられる。
<セルロース系樹脂(b4)>
セルロース系樹脂(b4)としては、例えばニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロース等が挙げられ、前記アルキル基は例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、更にアルキル基が置換基を有していても良い。中でも、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ニトロセルロースが好ましい。分子量としては重量平均分子量で5,000〜1,000,000のものが好ましく、10,000〜200,000が更に好ましい。また、ガラス転移温度が120℃〜180℃であるものが好ましい。
本発明のラミネート用グラビアインキ組成物におけるバインダー樹脂(B)はポリウレタン樹脂(b1)と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂(b2)を合計で80〜100重量%含むことが好ましく、更に(b1)/(b2)による重量比率は95/5〜40/60が好ましく、更に好ましくは90/10〜50/50である。この範囲で印刷適性、基材密着性、塗膜物性およびラミネート強度が良好となる。
本発明のグラビアインキ組成物100重量部におけるバインダー樹脂(B)は固形分にて3.0〜25.0重量%で含まれることが好ましい。
<シリカ粒子(C)>
シリカ(C)は天然産、合成品、あるいは結晶性、非結晶性、あるいは疎水性、親水性のものなどが挙げられる。シリカの合成法では、乾式、湿式法があり、乾式法では燃焼法、アーク法、湿式法では沈降法、ゲル法が知られており、いずれの方法で合成されたものでも良い。また、シリカ(C)は、表面に親水性官能基を有する親水性シリカでも良いし、親水性官能基をアルキルシラン等で変性して疎水化した疎水性シリカでも良いが、親水性のものが好ましく、親水性シリカ粒子を含むインキは重ね印刷時のインキの濡れ・広がりを促し、重ね印刷効果(以下「トラッピング性」と記載する場合がある)を向上させる効果をもつ。シリカ粒子(C)の添加量としては本発明のラミネート用グラビアインキ組成物100重量%中、0.1〜3.0重量%含有する。含有量として好ましくは0.2〜2.5重量%である。更に好ましくは0.2〜1.5重量%である。
本発明で使用するシリカ粒子(C)はインキ層の表面に凹凸を作るため、平均粒子径は1〜5μmであることが好ましい。なおシリカ粒子の平均粒子径は、粒度分布における積算値50%(D50)での粒径を意味し、コールターカウンター法によって求めることができる。
またシリカ粒子(C)は比表面積がBET法で50〜600m/gであることが好ましい。より好ましくは100m〜450m/gである。本発明のラミネート用グラビアインキ組成物で使用するシリカ粒子(C)は平均粒子径あるいはBET法比表面積の異なるものを組み合わせて使用出来る。
<有機溶剤(D)>
本発明のラミネート用グラビアインキ組成物は、液状媒体として有機溶剤(D)を含む。使用される有機溶剤(D)としては、トルエン、キシレンといった芳香族系有機溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンといったケトン系有機溶剤、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、エステル系有機溶剤、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、などのアルコール系有機溶剤など公知の有機溶剤を使用でき、混合して使用しても良い。中でも、トルエン、キシレンといった芳香族系有機溶剤を含まない有機溶剤(ノントルエン系有機溶剤)がより好ましい。更に好ましくは芳香族系有機溶剤および/またはメチルエチルケトン(以下「MEK」と表記する)などのケトン系有機溶剤を含まない有機溶剤が更に好ましい。
本発明のラミネート用グラビアインキ組成物は、液状媒体として水を含んでいても良いが、その含有量は液状媒体100重量%中0.1〜10重量%である。
<グリコールエーテル系有機溶剤(d1)>
本発明のラミネート用グラビアインキ組成物は、有機溶剤(D)100重量%中、グリコールエーテル系有機溶剤(d1)を0.1〜20重量%含有する。グリコールエーテル系有機溶剤(d1)を該当範囲で含有し、シリカ粒子(C)と組み合わせて使用することで相乗効果を発揮し、重ね印刷での印刷効果(トラッピング性)が飛躍的に向上する。メカニズムにより限定されるものではないが、印刷面の表面にシリカ粒子(C)が適度な凹凸を作り、上に印刷されるインキ組成物の濡れ広がりを向上させる。さらにグリコールエーテル系有機溶剤(d1)の濡れ広がりの効果も加わり、相乗効果として現れるものと推察される。なお、グリコールエーテル系有機溶剤(d1)の含有量として好ましくは0.5〜17量%であり、更に好ましくは0.5〜15%である。
グリコールエーテル系有機溶剤(d1)としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノn‐プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、メトキシエトキシエタノール、エチレングリコールモノアリルエーテル等のエチレングリコールエーテル類;
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル等のジエチレングリコールエーテル類;
トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のトリエチレングリコールエーテル類;
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ブトキシプロパノール等のプロピレングリコールエーテル類;
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のジプロピレングリコールエーテル類;
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のトリプロピレングリコールエーテル類が挙げられる。
グリコールエーテル系有機溶剤(d1)は、エステル化されていてもよく、上記グリコールモノエーテルをアセテート化したものが主に使用できるが、代表的なものとしては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等が挙げられる。なお、上記グリコールエーテル系有機溶剤(d1)は二種以上混合して使用しても良い。
グリコールエーテル系有機溶剤(d1)は、エチレングリコールエーテル類、ジエチレングリコールエーテル類、プロピレングリコールエーテル類、ジプロピレングリコールエーテル類からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
更にグリコールエーテル系有機溶剤(d1)は、親水性シリカ粒子との相乗効果でのトラッピング性向上を促すため、表面張力が22.0〜30.0mN/mであるものが好ましい。更に水溶性のものが好ましく、沸点が115〜245℃であるものが好ましい。かかるグリコールエーテル系有機溶剤(d1)としては、例えば、下記のものが挙げられる。
エチレングリコールモノメチルエーテル(表面張力26.6mN/m、沸点124.5℃)
ジエチレングリコールモノメチルエーテル(表面張力29.8mN/m、沸点194.0℃)
エチレングリコールモノn‐プロピルエーテル(表面張力23.3mN/m、沸点151.0℃)
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(表面張力22.9mN/m、沸点141.8℃)
ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル(表面張力29.9mN/m、沸点207.0℃)
エチレングリコールモノブチルエーテル(表面張力24.0mN/m、沸点171.2℃)
ジエチレングリコールモノブチルエーテル(表面張力26.2mN/m、沸点230.6℃)
エチレングリコールモノイソブチルエーテル(表面張力22.5mN/m、沸点160.5℃)
プロピレングリコールモノメチルエーテル(表面張力23.5mN/m、沸点121.0℃)
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(表面張力25.1mN/m、沸点187.2℃)
プロピレングリコールモノn‐プロピルエーテル(表面張力22.8mN/m、沸点149.8℃)
ジエチレングリコールジメチルエーテル(表面張力25.2mN/m、沸点162℃)
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(表面張力24.0mN/m、沸点176.0℃)
ジエチレングリコールジエチルエーテル(表面張力23.3mN/m、沸点188.9℃)
グリコールエーテル系有機溶剤(d1)の表面張力の測定方法としては、Wilhelmy法(プレート法、垂直板法)、du Nouy法(リング法、輪環法)、懸滴法(ペンダント・ドロップ法)、最大泡圧法、接触角を測定してヤングの式から算出する方法などが挙げられ、いずれの方法でも良いが、du Nouy法(リング法、輪環法)のJIS K 2241による測定法が好ましい。
<その他併用樹脂>
本発明におけるラミネート用グラビアインキ組成物は他の高分子材料を含有しても良く、例えば塩素化ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、アルキッド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ロジン系樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、テルペン樹脂、フェノール変性テルペン樹脂、ケトン樹脂、環化ゴム、塩化ゴム、ブチラール、石油樹脂、およびこれらの変性樹脂などを挙げることができる。これらの樹脂は、単独で、または2種以上を混合して用いることができ、その含有量は、バインダー樹脂(B)の固形分100重量%中、1〜20重量%が好ましい。
<添加剤>
本発明のグラビアインキ組成物は添加剤として公知のものを適宜含むことができ、インキ組成物の製造においては必要に応じて公知の添加剤、例えば顔料誘導体、分散剤、湿潤剤、接着補助剤、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、トラッピング剤、ブロッキング防止剤、ワックス成分、イソシアネート系硬化剤、シランカップリング剤などを使用することができる。
前記顔料を安定に分散させるため前記分散剤を併用することもできる。分散剤としては、アニオン性、ノニオン性、カチオン性、両イオン性などの界面活性剤を使用することができる。分散剤は、インキの保存安定性の観点からインキの総重量100重量%に対して0.1〜10.0重量%でインキ中に含まれることが好ましい。さらに、0.1〜3.0重量%の範囲で含まれることがより好ましい。
<インキ組成物の製造>
本発明のラミネート用グラビアインキ組成物は、有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、シリカ粒子(C)を有機溶剤(D)中に溶解および/または分散することにより製造することができる。具体的には、例えば有機顔料、シリカ粒子(C)をポリウレタン樹脂(b1)、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂(b2)、および必要に応じて前記分散剤を混合し、有機溶剤(D)に分散させた顔料分散体を製造し、得られた顔料分散体に、更にポリウレタン樹脂(b1)、グリコールエーテル系溶剤(d1)、あるいは必要に応じて他の樹脂や添加剤などを配合することによりラミネート用グラビアインキ組成物を製造することができる。また、顔料分散体の粒度分布は、分散機の粉砕メディアのサイズ、粉砕メディアの充填率、分散処理時間、顔料分散体の吐出速度、顔料分散体の粘度などを適宜調節することにより、調整することができる。分散機としては一般に使用される、例えばローラーミル、ボールミル、ペブルミル、アトライター、サンドミルなどを用いることができる。
インキ中に気泡や予期せずに粗大粒子などが含まれる場合は、印刷物品質を低下させるため、濾過などにより取り除くことが好ましい。濾過器は従来公知のものを使用することができる。
前記方法で製造されたラミネート用グラビアインキ組成物の粘度は、グラビア印刷法での高速印刷(50〜300m/分)に対応させるため、B型粘度計での25℃における粘度が40〜400cpsの粘度範囲であることが好ましい。より好ましくは50〜350cpsである。この粘度範囲は、ザーンカップ#4での粘度が9秒〜40秒程度に相当する。なお、グラビアインキ組成物の粘度は、使用される原材料の種類や量、例えば有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、有機溶剤(D)などの量を適宜選択することにより調整することができる。また、インキ中の有機顔料の粒度および粒度分布を調節することによりインキの粘度を調整することもできる。
<印刷物>
本発明のグラビアインキ組成物は、グラビア印刷方式で印刷が可能である。例えば、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。基材上に、本発明のグラビアインキ組成物を用いて印刷した後、揮発成分を除去することによって印刷層を形成し、印刷物を得ることができる。
<基材>
本発明の印刷物に使用できる基材は例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ乳酸などのポリエステル、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂などのポリスチレン系樹脂、ナイロン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セロハン、紙、アルミなど、もしくはこれらの複合材料からなるフィルム状の基材が挙げられ、またシリカ、アルミナ、アルミニウムなどの無機化合物をポリエチレンテレフタレート、ナイロンフィルムに蒸着した蒸着基材も用いることができ、更に無機化合物などの蒸着処理面にポリビニルアルコールなどがコート処理を施されていても良く、さらにコロナ処理などの表面処理が施されていても良い。
<積層体>
本発明の積層体は、前記印刷物の印刷層に、接着剤層、フィルム層が順に貼り合わされたものである。例えば、印刷層上に、イミン系、イソシアネート系、ポリブタジエン系、チタン系等の各種アンカーコート剤を介して、溶融ポリエチレン樹脂を積層する通常のエクストルージョンラミネート(押し出しラミネート)法、印刷面にウレタン系等の接着剤を塗工し、その上にプラスチックフィルムを積層するドライラミネート法やノンソルベントラミネート法、また印刷面に直接溶融ポリプロピレンを圧着して積層するダイレクトラミネート法等、公知のラミネート工程により得られる。
以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、本発明における部および%は、特に注釈の無い場合、重量部および重量%を表わす。
(水酸基価)
水酸基価は、樹脂中の水酸基を過剰の無水酸でエステル化またはアセチル化し、残存する酸をアルカリで逆滴定して算出した樹脂1g中の水酸基量を、水酸化カリウムのmg数に換算した値で、JISK0070に従って行った値である。
(アミン価)
アミン価は、樹脂1g中に含有するアミノ基を中和するのに必要とする塩酸の当量と同量の水酸化カリウムのmg数である。酸価は、樹脂1g中に含有する酸基は中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数で、測定方法は既知の方法でよく、一般的にはJISK0070(1996年)に準じて行われる。アミン価の測定方法については、例えば以下の方法により行った。
・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(AmL)を用い次の(式2)によりアミン価を求めた。
(式2)アミン価=(A×f×0.2×56.108)/S
(重量平均分子量)
重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)装置(昭和電工社製「ShodexGPCSystem−21」)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)[ポリウレタン樹脂PU1]
数平均分子量2000のアジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールから得られるポリエステルポリオール(以下「PMPA」)160部、数平均分子量2000のポリプロピレングリコール(以下「PPG」)20部、平均分子量1000のポリプロピレングリコールを20部、イソホロンジイソシアネート(以下「IPDI」)53.8部、および酢酸エチル63.4部を窒素気流下に80℃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を得た。次いでイソホロンジアミン(以下「IPDA」)23.1部、イミノビスプロピルアミン(以下「IBPA」)2.0部、2−エタノールアミン(以下「2EtAm」)1.0部、酢酸エチル/イソプロパノール(以下「IPA」)=50/50の混合溶剤589.7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溶液を40℃で徐々に添加し、次に80℃で1時間反応させ、固形分30%、アミン価11.1mgKOH/g、水酸基価3.3mgKOH/g、重量平均分子量35000のポリウレタン樹脂溶液PU1を得た。
(合成例2)[ポリウレタン樹脂PU2]
表1に示す原料を用い、合成例1と同様の方法により、ポリウレタン樹脂溶液PU2を得た。なお、表1中において、PPA、PEG、TDIはそれぞれ、
PPA:アジピン酸とプロピレングリコール(1,2‐プロパンジオール)の縮合物であるポリエステルポリオール
PEG:ポリエチレングリコール
TDI:トリレンジイソシアネート(メチル−1,3−フェニレンジイソシアネート)
を表わす。
Figure 2018009110
(合成例3)[塩化ビニル−アクリル共重合樹脂]
1.0Lオートクレーブにて、ペルオキソ二硫酸カリウム(K)1.0gをイオン交換水500gに溶解させ、脱気した。60℃に昇温後、塩化ビニルが357g、アクリル酸2−ヒドロキシプロピルが63g、ジ−2−エチルヘキシルスルホこはく酸ナトリウム(製品名:エーロゾルOT)が5.0gからなる混合物425gをオートクレーブに内に60℃、6.5気圧で添加、反応させた。重合反応はオートクレーブが2.5気圧になるまで行った。できたエマルジョンを塩化ナトリウムで析出させ、ろ過後、洗浄、乾燥を行い、塩化ビニル−アクリル共重合樹脂を得た。更に塩化ビニル−アクリル共重合樹脂を酢酸エチルに溶解させ、固形分30%のワニス(PVAc1)を得た。なお、得られた樹脂中のアクリル酸2−ヒドロキシプロピルの含有率は14.0%、重量平均分子量50000、ガラス転移温度70℃であった。
(合成例4)[ポリウレタン樹脂PU3]
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコールアジペートジオール80部(水酸基価:56.6mgKOH/g)とポリエチレングリコール20部(水酸基価:278mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート29.68部を仕込み、窒素気流下に90℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率2.84重量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル69.8部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン7.97部、ジ−n−ブチルアミン0.11部、酢酸エチル139.1部およびイソプロピルアルコール112.5部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し、45℃で5時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液PU3を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液PU3は、固形分30.4重量%、アミン価9.5mgKOH/g、重量平均分子量は44,000であった。
(実施例1)[ラミネート用グラビアインキ組成物S1の作成]
ポリウレタン樹脂溶液PU1(固形分30%)を40部、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合体(ソルバインTAO:日信化学工業社製 塩化ビニル:酢酸ビニル:ビニルアルコール=91:2:7(固形分30%酢酸エチル溶液))5.0部、表2のシリカシリカ粒子1を0.5部、藍顔料であるC.I.ピグメントブルー15:3を10部、Nプロピルアセテート/IPA=50/50の溶液39.5部を混合し、アイガーミルで30分間分散し、ラミネート用グラビアインキ組成物S1を得た。
(実施例2〜23)[ラミネート用グラビアインキ組成物S2〜S23の作成]
表2に示すシリカ粒子、表3に示すグリコールエーテル系溶剤、表4に示す原料を用い、実施例1と同様の方法により混合し、ラミネート用グラビアインキ組成物S2〜S23を得た。なお、表4中の略称は以下を表す。
ソルバインTAO:日信化学工業社製 水酸基含有塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体 塩化ビニル:酢酸ビニル:ビニルアルコール=91:2:7(固形分30%酢酸エチル溶液)
CAB38120BP:イーストマンケミカル社製 セルロースアセテートブチレート(固形分30%IPA溶液)
表2のシリカ粒子1〜4の平均粒子径は、コールターカウンター法によるD50の平均粒子径であり、比表面積はBET法による値である。また、表3における表面張力はdu Nouy法(リング法、輪環法)の測定による表面張力(静的)を表し、水溶性/非水溶性は、グリコールエーテル系溶剤/水=50:50(重量比)で混和するものを水溶性、層分離するものを非水溶性とした。
(比較例1〜13)[グラビアインキ組成物T1〜T13の作成]
表5に示す原料を使用する以外は上記実施例1〜23と同様の方法にてグラビアインキ組成物T1〜T13を得た。
Figure 2018009110
Figure 2018009110
Figure 2018009110
Figure 2018009110
(実施例24)
<ラミネート用グラビアインキ組成物の印刷>
上記で得られた、ラミネート用グラビアインキ組成物S1(藍インキ)およびS18(紅インキ)を、混合溶剤(メチルエチルケトン「MEK」:Nプロピルアセテート「NPAC」:イソプロパノール「IPA」=40:40:20)により、粘度が16秒(25℃、ザーンカップNo.3)となるように希釈し、S1はヘリオ175線グラデーション版(版式コンプレスト、75%ベタ柄と100%〜3%のグラデーション柄)により、S17はヘリオ175線グラデーション版(版式エロンゲート、75%ベタ柄と100%〜3%のグラデーション柄)により、厚さ12μmのコロナ放電処理ポリエステル(PET)フィルム(東洋紡社製 E−5100)のコロナ放電処理面に印刷速度100m/分で藍、紅の順で重ね印刷し、印刷物G1を得た。なお印刷条件は、温度25℃、湿度60%にて印刷距離4000m印刷し、印刷終了後60分間空転して版かぶり性を確認した。
得られた印刷物G1について、さらにポリエーテルウレタン系ラミネート接着剤(東洋モートン社製 TM320/CAT13B)を固形分25重量%および10重量%の酢酸エチル溶液として1.5g/mおよび1.0g/mとなるように塗工・乾燥し、アルミ蒸着未延伸ポリプロピレン(VMCP2203、膜厚25μm、東レフィルム加工社製)と貼り合わせてドライラミネート加工を行った。
(実施例24〜45)
表4に記載のインキを表6−1記載の組み合わせで用いる以外、実施例24と同様の方法にて印刷物G2〜G22を得た。更にそれぞれの印刷物について上記と同様の方法でドライラミネート加工を行った。なお評価はラミネート物を50℃、48時間保持後に行った。
(比較例14〜29)
表5に記載のインキを表6−2記載の組み合わせ用いる以外、実施例24と同様の方法にて印刷物H1〜H16を得た。更にそれぞれの印刷物について上記と同様の方法でドライラミネート加工を行った。なお評価はラミネート物を50℃、48時間保持後に行った。
得られたラミネート用グラビアインキ組成物および印刷物について下記評価を行い、表6−1および表6−2に結果を示した。
<基材転移性>
得られた印刷物G1〜G22(実施例)およびH1〜H16(比較例)について階調5%部分のインキの転移した面積%で基材転移性評価を行った。なお、転移性は藍インキで評価を行った。
○・・・・インキ転移が100%である。
○△・・・インキ転移が80%以上〜100%未満である。
△・・・・インキ転移が60%以上〜80%未満である。
△×・・・インキ転移が30%以上〜60%未満である。
×・・・・インキ転移が30%未満である。
なお、○、○△は実用上問題がない範囲である。
<版かぶり性>
ラミネート用グラビアインキ組成物S1〜S23(実施例)、T1〜T13(比較例)について版かぶり性評価を行った。なお、空転60分後の版上の着色面積で評価を行った。
○・・・・版かぶり面積が0%以上〜5%未満である。
○△・・・版かぶり面積が5%以上〜10%未満である。
△・・・・版かぶり面積が10%以上〜30%未満である。
△×・・・版かぶり面積が30%以上〜50%未満である。
×・・・・版かぶり面積が50%以上である。
なお、○、○△は実用上問題がない範囲である。
<トラッピング性>
得られた印刷物G1〜G22(実施例)およびH1〜H16(比較例)についてベタ柄重ね印刷部分およびグラデーション重ね印刷部分について、キーエンス社製マイクロスコープ(VHX−5000)を用いてトラッピング性評価を行った。
[ベタ柄部分評価]
○・・・・印刷部にムラが無い。
○△・・・印刷部の端部分で僅かにムラがある。
△・・・・印刷部の中央部に渡り僅かにムラがある。
△×・・・印刷部の全体に渡り大きなムラがある。
×・・・・印刷部の全体で大きなムラがあり、縞模様がはっきり見える。
なお、○、○△は実用上問題がない範囲である。
[グラデーション柄部分評価]
○・・・・印刷ムラが版深70%未満で発生する
○△・・・印刷ムラが版深70%以上〜80%未満で発生する
△・・・・印刷ムラが版深80%以上〜90%未満で発生する
△×・・・印刷ムラが版深90%以上〜100%未満で発生する
×・・・・重ねの紅インキがすべて網点となり、全く濡れ広がっていない。
なお、○、○△は実用上問題がない範囲である。
<ラミネート外観>
得られた印刷物G1〜G22(実施例)およびH1〜H16(比較例)のドライラミネート物についてフィルム面より観察し、外観を確認評価した。
○・・・・ラミネート物の印刷部にデラミネーションおよびムラが無い(1%未満)。
○△・・・ラミネート物の印刷部に1%以上〜3%未満の面積でデラミネーションおよびムラが僅かにある。
△・・・・ラミネート物の印刷部に3%以上〜20%未満の面積でデラミネーションおよびムラがある。
△×・・・ラミネート物の印刷部に20%以上〜50%未満の面積でデラミネーションおよびムラがある。
×・・・・ラミネート物の印刷部に50%以上の面積で全体的にデラミネーションおよびムラがある。
なお、○、○△は実用上問題がない範囲である。
Figure 2018009110
Figure 2018009110
評価結果から、本発明のラミネート用グラビアインキ組成物は印刷転移性、版かぶり性、重ね刷りでのトラッピング性に優れ、更にラミネート後の外観に優れたインキ組成物であることが分かった。

Claims (7)

  1. 有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、シリカ粒子(C)および有機溶剤(D)を含むラミネート用グラビアインキ組成物であって、下記(1)、(2)であることを特徴とするラミネート用グラビアインキ組成物。
    (1)インキ組成物100重量%中、シリカ粒子(C)を0.1〜3重量%含有する。
    (2)有機溶剤(D)100重量%中、グリコールエーテル系有機溶剤(d1)を0.1〜20重量%含有する。
  2. 前記シリカ粒子(C)の平均粒子径が、1〜5μmであることを特徴とする請求項1に記載のラミネート用グラビアインキ組成物。
  3. グリコールエーテル系有機溶剤(d1)の表面張力が、22.0〜30.0mN/mであることを特徴とする請求項1または2に記載のラミネート用グラビアインキ組成物。
  4. バインダー樹脂(B)が、ポリウレタン樹脂(b1)と、
    塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合樹脂(b2)、塩化ビニル‐アクリル共重合樹脂(b3)およびセルロース系樹脂(b4)からなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含み、
    バインダー樹脂100重量%中、前記(b1)〜(b4)を合計で80〜100重量%含むことを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のラミネート用グラビアインキ組成物。
  5. バインダー樹脂(B)が、バインダー樹脂(B)100重量%中、ポリウレタン樹脂(b1)および塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合樹脂(b2)を合計で80〜100重量%含み、固形分重量比で、(b1)/(b2)=95/5〜40/60であることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のラミネート用グラビアインキ組成物。
  6. 基材上に、請求項1〜5いずれかに記載のラミネート用グラビアインキ組成物から形成された印刷層を有する印刷物。
  7. 請求項6に記載の印刷物の印刷層に、接着剤層、フィルム層が順に貼り合わされた積層体。


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