JP2018024798A - インキ組成物及び包装材料 - Google Patents
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すなわち、本発明は、下記[1]〜[10]に関する。
[2]前記(A)成分の含有量が2〜50質量%、前記(B)成分の1〜50含有量が質量%及び前記(C)成分の含有量が1〜50質量%である、上記[1]に記載のインキ組成物。
[3]前記(B)成分と前記(C)成分との合計量に対する前記(A)成分の質量比が96/4〜10/90である、上記[1]又は[2]に記載のインキ組成物。
[4]前記(C)成分が、粘土鉱物、セラミックス、金属、金属酸化物及び金属の塩から選ばれる少なくとも1種である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載のインキ組成物。
[5]前記(C)成分が、板状フィラーが、マイカ又は板状硫酸バリウムである、上記[1]〜[4]のいずれかに記載のインキ組成物。
[6]さらに、有機溶媒を含む、上記[1]〜[5]のいずれかに記載のインキ組成物。
[7]前記有機溶媒が、ケトン類、エーテル類、エステル類、アミド類、芳香族炭化水素類及び脂肪族炭化水類から選ばれる少なくとも1種である、上記[6]に記載のインキ組成物。
[8]前記有機溶媒が、テトラヒドロフラン又はメチルエチルケトンである、上記[6]に記載のインキ組成物。
[9]第1の基材層とインキの乾燥皮膜層を有する包装材料であって、前記インキの乾燥皮膜層が、上記[1]〜[8]のいずれかに記載のインキ組成物から得られる包装材料。
[10]前記インキの乾燥皮膜層上にさらに第2の基材層を有してなる、上記[9]に記載の包装材料。
以下、本発明の包装材料用インキ組成物について詳細に説明する。なお、本明細書において、好ましいとされている規定は任意に採用することができ、好ましいもの同士の組み合わせはより好ましいと言える。
<(A)塩化ビニリデン系共重合体樹脂>
本発明の包装材料用インキ組成物は、(A)成分として塩化ビニリデン系共重合体樹脂を含有する。本発明の包装材料用インキ組成物において、(A)成分の塩化ビニリデン系共重合体樹脂は、バインダー樹脂としての役割を有するものである。
(A)成分の塩化ビニリデン系共重合体樹脂は、塩化ビニリデンと他のモノマー成分を共重合させた樹脂である。
塩化ビニリデン系共重合体樹脂としては、塩化ビニリデンの含有割合が50質量%以上99質量%以下であり、塩化ビニリデンと共重合可能なモノマーの含有割合が1質量%以上50質量%以下であることがガスバリア性を向上させる観点から好ましい。
塩化ビニリデンと共重合可能なモノマー成分としては、例えば、塩化ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数1〜18)、メタクリル酸、メタクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数1〜18)、無水マレイン酸、イタコン酸、イタコン酸アルキルエステル、酢酸ビニル、エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブタジエン等から選択される一種または二種以上を挙げることができるが、これらに特に限定されない。なお、共重合可能なモノマーとして一種を単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
塩化ビニリデン系共重合体樹脂の重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定した。測定は、SHODEX社製カラムKF−LG、KF−2002、KF−2004を3本直列に接続し、移動相としてTHF(テトラヒドロフラン)を用い、40℃、流速0.3mL/分にて測定した。溶出成分の検出には示差屈折率検出器(昭和電工製SE−62)を用いた。標準試料には純正のポリスチレンを使用し、これを用いて検量線を作成し、重量平均分子量(Mw)を算出した。
本発明の包装材料用インキ組成物は、(B)成分として二酸化チタンを含有する。包装材料を構成するフィルム、シート等の基材層は、一般的に透明性を有するので、絵柄模様等を印刷する際に、白地等の目立たない色にて十分に隠蔽しておく必要がある。本発明の包装材料用インキ組成物において、(B)成分の二酸化チタンは、包装材料を構成するフィルム、シート等の基材層に当該インキ組成物を印刷し、インキの乾燥皮膜層を形成させた際に、隠蔽性を向上させる目的で用いられるものである。
(B)成分の二酸化チタンとしては、ルチル型(正方晶高温型)、アナターゼ型(正方晶低温型)、ブルッカイト型(斜方晶)のいずれを用いてもよい。例えば、石原産業(株)製酸化チタン粒子「タイペーク」、テイカ(株)製酸化チタン「JRシリーズ」等が入手可能である。また、酸化チタン粒子の平均粒径(凝集体を形成している場合には、凝集体の粒径、いわゆる2次粒径)は、例えば0.01〜1μm、好ましくは0.1〜0.5μm、より好ましくは0.2〜0.5μmである。平均粒径が0.01μm以上であれば、白濃度が低下し隠蔽性が良好なものとなる。また、1μm以下であれば、グラビア印刷の際にいわゆる「版かぶり」(版の画線部以外の部分のインキ掻き取り不良による印刷不良)を生じる恐れが少なくなり好ましい。また、酸化チタンの含有量は、隠蔽性とバリア性の観点から、樹脂組成物の不揮発分(固形分)総質量に対して、10〜60質量%が好ましく、より好ましくは20〜55質量%である。
本発明の包装材料用インキ組成物は、(C)成分として板状フィラーを含有する。本発明の包装材料用インキ組成物において、(C)成分の板状フィラーは、包装材料のガスバリア性をより向上させる目的で使用される。
(C)成分の板状フィラーとしては、粘土鉱物、セラミックス、金属、金属酸化物(但し、チタン酸化物を除く)、金属の塩等を挙げることができる。
粘土鉱物としては、マイカ、タルク、モンモリロナイト、クレー、グラファイト等が例示される。セラミックスとしては、ガラスフレーク、窒化珪素、炭化珪素等が例示される。また、金属としては、アルミニウム、錫、鉛、鉄、金、銀、銅、亜鉛等の金属箔や板状形状の金属が例示される。金属酸化物としては、板状のアルミナを、金属の塩として板状の硫酸バリウムが例示される。上記板状フィラーは、1種のみを用いてもよいし、複数のものを併用して用いることができる。
上記板状フィラーとして、マイカ又は板状の硫酸バリウムを用いることが特に好ましい。
板状フィラーの平均粒子径は、1〜200μm、好ましくは、3〜100μmであり、厚みとしては、0.1〜10μm、好ましくは、0.5〜5μmである。
本発明の包装材料用インキ組成物中に含まれる(A)成分の塩化ビニリデン系共重合体樹脂、(B)成分の二酸化チタン及び(C)成分の板状フィラーの含有率は、(A)成分が2〜50質量%、(B)成分が1〜50質量%、(C)成分が1〜50質量%であることが、隠蔽性とガスバリア性に優れる包装材料を得るために好ましい。より好ましくは、(A)成分が2〜40質量%、(B)成分が5〜45質量%、(C)成分が5〜45質量%である。
本発明の包装材料用インキ組成物は溶液状として用いられる。前記(A)成分を溶解させ、かつ、(B)及び(C)成分を均一な溶液状とするために、有機溶媒を用いることが望ましい。有機溶媒としては、前記(A)成分を溶解させることができれば、特に限定されるものではないが、ケトン類、エーテル類、エステル類、アミド類、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水類、塩素化有機溶媒等を用いることができる。ケトン類としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン等の化合物を例示することができる。エーテル類としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジメチルエーテル等の化合物を例示することができる。エステル類としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル等の化合物を例示することができる。アミド類としては、ジメチルホルムアミドを例示することができる。芳香族炭化水素類としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の化合物を例示することができる。脂肪族炭化水類としては、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン等の化合物を例示することができる。また、塩素化有機溶媒として、塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチル、二塩化エチレン、クロロアセトン、クロロトルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の化合物を例示することができる。これらの有機溶媒の中でも、極性の有機溶媒が好ましく、特に、テトラヒドロフラン又はメチルエチルケトンを用いることが好ましい。また、これらと相溶する非極性の有機溶媒を併用して用いることも好ましい。
上記有機溶媒の含有率は、本発明の包装材料用インキ組成物中に、印刷性を考慮して、好ましくは20〜80質量%、より好ましくは、30〜70質量%とすることができる。
本発明の包装材料用インキ組成物には、必要に応じて、顔料及び染料等の他の着色剤を(B)成分の二酸化チタンと併用してもよい。着色剤としてもちいられる顔料としては、例えば紺青、群青、ベンガラ、鉄黒、及び黄色酸化鉄等の有色無機顔料、モノアゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アンスラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、及びピロロピロール系顔料等の有色有機顔料、酸化亜鉛及び硫酸バリウム等の白色顔料、アルミペースト等の銀色顔料、並びにカーボンブラック、アゾメチンアゾ系、及びペリレン系顔料等の黒色顔料等を使用することができる。
本発明の包装材料用インキ組成物には、さらに必要に応じて、その他の添加剤を含有させることができる。その他の添加剤として、ブロッキング防止剤、顔料分散剤、レベリング剤、可塑剤、艶消し剤、沈降防止剤、消泡剤、シランカップリング剤等を挙げることができる。
本発明の包装材料用インキ組成物の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下のようにして製造することができる。インキ組成物として必須成分である前述の(A)成分の塩化ビニリデン系共重合体樹脂、(B)成分の二酸化チタン及び(C)成分の板状フィラーを含有し、かつ、必要に応じて、その他の樹脂成分、その他の顔料、添加剤、及び有機溶媒等を含有する混合物を調製することで、インキ組成物を製造することができる。
本実施形態のインキ組成物の製造方法では、前述の(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含有する混合物を調製する工程(調製工程)を含むことが好ましい。
本発明の包装材料は、本発明のインキ組成物を基材層に印刷することによりインキの乾燥皮膜を有するものである。以下、本発明の包装材料について説明する。
<基材層を構成する基材>
基材層の材質として、様々な基材を用いることができるが、プラスチックを基材として用いることが好ましい。その形態としては、特に限定されず、例えばフィルム状、シート状、及び成形体を挙げることができる。これらの形態のうち、包装材料とする点から、フィルム状又はシート状が好適であり、フィルム状がより好適である。
本発明の包装材料は、基材層にインキの乾燥皮膜層を有するものであるが、インキの乾燥皮膜層の一方の面(片面)に設けられていてもよく、両面に設けられていてもよい。基材層としてフィルムシートを用いる場合、フィルムシートが包装材料の基材層として好適に用いることができるとの観点から、インキの乾燥皮膜層は、基材層の片面(裏面)に設けられていることが好ましい。
旭化成ケミカルズ株式会社製の塩化ビニリデン樹脂である商品名「サラン(登録商標)レジンR204、Mw:51,000」20部に対して、テトラヒドロフラン80部を加え、加温溶解釜にて40℃で2時間攪拌し、固形分20%の塩化ビニリデン樹脂溶液Aを得た。
旭化成ケミカルズ株式会社製の塩化ビニリデン樹脂である商品名「サラン(登録商標)レジンF310、Mw:115,000」20部に対して、メチルエチルケトン80部を加え、加温溶解釜にて40℃で2時間攪拌し、固形分20%の塩化ビニリデン樹脂溶液Bを得た。
表1に示す配合組成で、製造例1又は製造例2で得られた塩化ビニリデン樹脂溶液、有機溶媒、板状硫酸バリウム(堺化学株式会社製、商品名「板状硫酸バリウムA」)、二酸化チタン(テイカ社製、商品名「チタニックスJR−809」)をビーズミルで分散し、白インキA−1〜A−8及び白インキB−1〜B−4を得た。
表2に示す配合組成で、ポリウレタン樹脂溶液(三洋化成工業製 サンプレンIB−465 固形分30%)、メチルエチルケトン、板状硫酸バリウム(堺化学株式会社製、商品名「板状硫酸バリウムA」)、二酸化チタン(テイカ社製、商品名「チタニックスJR−809」)を表2に示す様に配合して、ビーズミルで分散し、白インキC−1〜C−3を得た。
(i)二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)[フタムラ化学(株)製、「FOR」片面コロナ処理品、厚み25μm]
(ii)二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)[東洋紡(株)製、「E5102」、片面コロナ処理品、厚み25μm]
(iii)二軸延伸ナイロンフィルム(ONY)[東洋紡(株)製、「ハーデンN1102」、片面コロナ処理品、厚み15μm]
上記に記載の基材としてPETを用いてインキの乾燥皮膜層を形成したPET塗布物について、下記の試験方法にて、(1)光学濃度(OD値)、(2)水蒸気透過度、(3)酸素透過度を測定した。その結果を表1〜3に示す。
また、上記で得られた包装材料について、3種類の基材(OPP、PET、ONY)を用いた場合のラミネート強度を測定した。その結果を表1〜3に示す。
参考例1は製造例1で得られた塩化ビニリデン樹脂溶液Aを用い、参考例2は製造例2で得られた塩化ビニリデン樹脂溶液Bを用い、それぞれ基材として二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)[東洋紡(株)製、「E5102」、片面コロナ処理品、厚み25μm]のコロナ処理面に、塗布量が4μm(dry)になるようにグラビア印刷法で印刷を行い、その後60℃オーブンにて20秒間乾燥させて、PET基材上にインキの乾燥皮膜層を形成させてPET塗布物を得た。得られたPET塗布物について、水蒸気透過度、酸素透過度を測定した。その結果を表2に示す。また、参考例3は、基材として使用した二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)[東洋紡(株)製、「E5102」、片面コロナ処理品、厚み25μm]の水蒸気透過度、酸素透過度を表2に示す。
エックスライト社製の卓上式透過濃度計361Tを使用し、遮光フィルム1〜10の光学濃度(OD値)を測定した。測定は3回行い平均値をとった。この数値が大きいほど、隠蔽性が高いことを示す。
(2)水蒸気透過度(カップ法)
JIS7129:2008に基づいて、インキの乾燥皮膜層を形成したPET塗布物の水蒸気透過度を求めた。なお、条件は、40℃×90%RH×48時間、で塩化カルシウムを封入して測定した。
この数値が小さいほど、水蒸気が透過しにくく、バリア性に優れていることを示す。
(3)酸素透過度
酸素透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/21ML)を用い、インキの乾燥皮膜層を形成したPET塗布物の温度23℃、湿度65%RHにおける酸素透過度を測定した。この数値が小さいほど、酸素が透過しにくく、バリア性に優れていることを示す。
(4)ラミネート強度
包装材料(ラミネート物)を15mm幅に裁断して、引張試験機にて、引張速度300mm/分でT型剥離をする際の強度(単位:g/15mm幅)を測定した。測定は3回行い平均値をとった。この数値が高いほどラミネート強度が高いことを示す。
Claims (10)
- 包装材料用インキ組成物であって、(A)塩化ビニリデン系共重合体樹脂、(B)二酸化チタン及び(C)板状フィラーを含有するインキ組成物。
- 前記(A)成分の含有量が2〜50質量%、前記(B)成分の含有量が1〜50質量%及び前記(C)成分の含有量が1〜50質量%である、請求項1に記載のインキ組成物。
- 前記(B)成分と前記(C)成分との合計量に対する前記(A)成分の質量比が96/4〜10/90である、請求項1又は2に記載のインキ組成物。
- 前記(C)成分が、粘土鉱物、セラミックス、金属、金属酸化物及び金属の塩から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれかに記載のインキ組成物。
- 前記(C)成分が、板状フィラーが、マイカ又は板状硫酸バリウムである、請求項1〜4のいずれかに記載のインキ組成物。
- さらに、有機溶媒を含む、請求項1〜5のいずれかに記載のインキ組成物。
- 前記有機溶媒が、ケトン類、エーテル類、エステル類、アミド類、芳香族炭化水素類及び脂肪族炭化水類から選ばれる少なくとも1種である、請求項6に記載のインキ組成物。
- 前記有機溶媒が、テトラヒドロフラン又はメチルエチルケトンである請求項6に記載のインキ組成物。
- 第1の基材層とインキの乾燥皮膜層を有する包装材料であって、前記インキの乾燥皮膜層が、請求項1〜8のいずれかに記載のインキ組成物から得られる包装材料。
- 前記インキの乾燥皮膜層上にさらに第2の基材層を有してなる、請求項9に記載の包装材料。
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