JP2022185246A - プラスチック基材用グラビアインキ組成物及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】トーンジャンプが起こりにくく、インキ安定性に優れるプラスチック基材用グラビアインキ組成物及びその製造方法の提供。【解決手段】バインダー樹脂(A)と、無機フィラー(B)と、顔料(C)と、有機溶剤(D)とを含有するプラスチック基材用グラビアインキ組成物であって、前記バインダー樹脂(A)は、ウレタン樹脂、セルロース樹脂(ただし、セルロースアセテートを除く。)、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩素化エチレン-酢酸ビニル共重合体及び塩素化ポリオレフィン樹脂からなる群より選ばれる1種以上(A1)を含み、前記無機フィラー(B)は、疎水性シリカ(B1)を含み、前記疎水性シリカ(B1)の含有量が、前記プラスチック基材用グラビアインキ組成物の総質量に対して0.05~0.5質量%である、プラスチック基材用グラビアインキ組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、プラスチック基材用グラビアインキ組成物及びその製造方法に関する。
食品や日用品等の包装に用いられるプラスチック基材等の包装材料には、例えばグラビアインキ組成物を用いてグラビア印刷により意匠性や機能性が表示されている。
グラビアインキ組成物として、例えば特許文献1には、水溶性ウレタン樹脂と、ポリエチレングリコール変性ウレタン樹脂とを特定の比率で含有する水性グラビアインキが開示されている。
特開2006-8929号公報
ところで、印刷時に濃色から淡色へのトーン(階調)の連続的な変化がなくなり、部分的に境界ができて縞模様や帯が見えてしまう現象、いわゆるトーンジャンプが発生することがある。トーンジャンプは画質劣化の大きな要因となる。
特許文献1に記載の水性グラビアインキでは、必ずしもトーンジャンプの抑制性能が充分とはいえない。
そのため、トーンジャンプが起こりにくいグラビアインキ組成物が求められている。また、グラビアインキ組成物には、インキ安定性に優れることも求められる。
本発明の目的は、トーンジャンプが起こりにくく、インキ安定性に優れるプラスチック基材用グラビアインキ組成物及びその製造方法を提供することにある。
本発明は、以下の態様を有する。
[1] バインダー樹脂(A)と、無機フィラー(B)と、顔料(C)と、有機溶剤(D)とを含有するプラスチック基材用グラビアインキ組成物であって、
前記バインダー樹脂(A)は、ウレタン樹脂、セルロース樹脂(ただし、セルロースアセテートを除く。)、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩素化エチレン-酢酸ビニル共重合体及び塩素化ポリオレフィン樹脂からなる群より選ばれる1種以上(A1)を含み、
前記無機フィラー(B)は、疎水性シリカ(B1)を含み、
前記疎水性シリカ(B1)の含有量が、前記プラスチック基材用グラビアインキ組成物の総質量に対して0.05~0.5質量%である、プラスチック基材用グラビアインキ組成物。
[2] 前記バインダー樹脂(A)は、少なくとも前記ウレタン樹脂を含む、前記[1]のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
[3] 前記疎水性シリカ(B1)の平均粒子径が5~50nmである、前記[1]又は[2]のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
[4] 前記疎水性シリカ(B1)のBET比表面積が50~380m/gである、前記[1]~[3]のいずれかのプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
[5] 前記バインダー樹脂(A)は、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体及びセルロースアセテートからなる群より選ばれる1種以上(A2)をさらに含む、前記[1]~[4]のいずれかのプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
[6] 前記バインダー樹脂(A)は、ポリエステル樹脂(A3)をさらに含む、前記[1]~[5]のいずれかのプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
[7] 前記ポリエステル樹脂(A3)が、数平均分子量が10000以下の飽和ポリエステル樹脂である、前記[6]のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
[8] 前記[1]~[7]のいずれかのプラスチック基材用グラビアインキ組成物の製造方法であって、
前記バインダー樹脂(A)、前記無機フィラー(B)及び前記顔料(C)の混練物を前記有機溶剤(D)に分散させる、プラスチック基材用グラビアインキ組成物の製造方法。
本発明によれば、トーンジャンプが起こりにくく、インキ安定性に優れるプラスチック基材用グラビアインキ組成物及びその製造方法を提供できる。
以下、本発明を詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明を説明するための単なる例示であって、本発明をこの実施の形態にのみ限定することは意図されない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、様々な態様で実施することが可能である。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の総称である。「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の総称である。
[プラスチック基材用グラビアインキ組成物]
本発明の一実施形態に係るプラスチック基材用グラビアインキ組成物(以下、単に「インキ組成物」ともいう。)は、以下に示すバインダー樹脂(A)と、無機フィラー(B)と、顔料(C)と、有機溶剤(D)とを含有する。
インキ組成物は、必要に応じてバインダー樹脂(A)と、無機フィラー(B)と、顔料(C)と、有機溶剤(D)以外の成分(任意成分)をさらに含有してもよい。
<バインダー樹脂(A)>
バインダー樹脂(A)は、ウレタン樹脂、セルロース樹脂(ただし、セルロースアセテートを除く。)、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩素化エチレン-酢酸ビニル共重合体及び塩素化ポリオレフィン樹脂からなる群より選ばれる1種以上(A1)(以下、「(A1)成分」ともいう。)を含む。
バインダー樹脂(A)は、顔料(C)の分散性が高まる観点から、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体及びセルロースアセテートからなる群より選ばれる1種以上(A2)(以下、「(A2)成分」ともいう。)をさらに含むことが好ましい。
バインダー樹脂(A)は、トーンジャンプの抑制効果がより高まる観点から、ポリエステル樹脂(A3)(以下、「(A3)成分」ともいう。)をさらに含むことが好ましい。
バインダー樹脂(A)は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて、(A1)成分、(A2)成分及び(A3)成分以外の樹脂(以下、「他の樹脂」ともいう。)をさらに含んでいてもよい。
バインダー樹脂(A)の含有量は、インキ組成物の総質量に対して5~15質量%が好ましく、6~12質量%がより好ましい。バインダー樹脂(A)の含有量が上記範囲内であれば、インキ組成物中での顔料(C)の分散安定性が向上する。
((A1)成分)
(A1)成分は、ウレタン樹脂、セルロース樹脂(ただし、セルロースアセテートを除く。)、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩素化エチレン-酢酸ビニル共重合体及び塩素化ポリオレフィン樹脂からなる群より選ばれる1種以上である。
バインダー樹脂(A)は、トーンジャンプの改善とインキ安定性の向上が容易に両立しやすくなる観点から、(A1)成分として少なくともウレタン樹脂を含むことが好ましい。
ウレタン樹脂は、多価イソシアネート化合物とポリオール化合物との反応生成物である。
多価イソシアネート化合物は、1分子中に少なくとも2つのイソシアネート基を有する有機化合物であり、例えば脂肪族、脂環式、芳香族等の多価イソシアネート化合物が挙げられる。
多価イソシアネート化合物としては、例えばトリメチレンジイソシアネート、テトラ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、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアネートメチルカプロエート等の脂肪族ジイソシアネート;水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等の脂環式ジイソシアネート;m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタ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、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;上記ジイソシアネートを用いて、アロファネート構造、ヌレート構造、ビウレット構造等を有する多量体化した多価イソシアネート系化合物;1,3,5-トリイソシアネートベンゼン、2,4,6-トリイソシアネートトルエン、1,3,5-トリイソシアネートヘキサン等のトリイソシアネート;4,4’-ジフェニルジメチルメタン-2,2’-5,5’-テトライソシアネート等のポリイソシアネートなどが挙げられる。これらの多価イソシアネート化合物は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
ポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量ポリオールを開始剤として用いて、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を重合して得られるポリエーテルポリオール;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、ジプロピレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,8-ノナンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA等の飽和又は不飽和のグリコール類と、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、しゅう酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の二塩基酸又はこれらに対応する酸無水物やダイマー酸等とを脱水縮合して得られるポリエステルポリオール;ポリエチレンポリオール、ポリプロピレンポリオール等のポリオレフィンポリオール;前記二塩基酸又はそれらのジアルキルエステルと、前記ポリエーテルポリオールとを反応させて得られるポリエーテルエステルポリオール;前記グリコール類と、メチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、ホスゲン等とを反応させて得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらのポリオール化合物は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
ウレタン樹脂は、多価イソシアネート化合物とポリオール化合物とを公知の方法により反応させることで得られる。また、多価イソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させてウレタンプレポリマーを合成し、得られたウレタンプレポリマーに必要に応じて鎖伸長剤、反応停止剤を反応させてもよい。
鎖伸長剤としては、例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン類;イソホロンジアミン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環式ジアミン類;トルイレンジアミン等の芳香族ジアミン類;キシレンジアミン等の芳香脂肪族ジアミン類;N-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N-(2-ヒドロキシエチル)プロピレンジアミン、N,N’-ジ(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン等のヒドロキシ基を有するジアミン類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のジオール化合物;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類などが挙げられる。これらの鎖伸長剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
反応停止剤としては、例えばn-プロピルアミン、n-ブチルアミン等のモノアルキルアミン類;ジ-n-ブチルアミン等のジアルキルアミン類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類;エタノール等のモノアルコール類などが挙げられる。これらの反応停止剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
インキ組成物に含まれるウレタン樹脂は、1種類でもよいし、2種類以上であってもよい。
セルロース樹脂(ただし、セルロースアセテートを除く。)としては、例えばニトロセルロース(硝化綿);ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のアルキルセルロースなどが挙げられる。これらのセルロース樹脂は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
ポリアミド樹脂としては、多塩基酸と多価アミンとを重縮合して得られる熱可塑性ポリアミドが挙げられる。
多塩基酸としては、例えばアジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、スベリン酸、グルタル酸、フマル酸、ピメリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、テレフタル酸、1,4- シクロヘキシルジカルボン酸、トリメリット酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などが挙げられる。また、これら多塩基酸に加えて、酢酸、プロピオン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、安息香酸、シクロヘキサンカルボン酸等のモノカルボン酸を併用することもできる。
多価アミンとしては、例えばポリアミン、一級又は二級モノアミンなどが挙げられる。ポリアミンとしては、例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、メチルアミノプロピルアミン等の脂肪族ジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の脂肪族ポリアミン;シクロヘキシレンジアミン、イソホロンジアミン等の脂環族ポリアミン;キシリレンジアミン、芳香族ポリアミンとしてはフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等の芳香脂肪族ポリアミンなどが挙げられる。一級又は二級モノアミンとしては、例えばn-ブチルアミン、オクチルアミン、ジエルアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミンなどが挙げられる。
これらのポリアミド樹脂は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
アクリル樹脂は、(メタ)アクリレート単位を含む樹脂である。
アクリル樹脂としては、(メタ)アクリレートの単独重合体、2種以上の(メタ)アクリレートの共重合体、(メタ)アクリレートと(メタ)アクリレート以外の単量体との共重合体などが挙げられる。これらのアクリル樹脂は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリレートとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート等のアリール(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等のアラルキル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの(メタ)アクリレートは1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリレート以外の単量体としては、例えば1,3-ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン化合物;スチレン、α-メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸;マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジブチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル等の不飽和カルボン酸エステルなどが挙げられる。これらの単量体は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
塩素化エチレン-酢酸ビニル共重合体(以下、「塩素化EVA」ともいう。)は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(以下、「EVA」ともいう。)を公知の方法で塩素化することで得られる樹脂である。
塩素化EVAの塩素量は、塩素化EVAの総質量に対して10~40質量%が好ましく、15~30質量%がより好ましい。
インキ組成物に含まれる塩素化EVAは、1種類でもよいし、2種類以上であってもよい。
EVAは、エチレンと酢酸ビニルとを公知の方法で共重合することで得られる。すなわち、EVAは、エチレン単位と酢酸ビニル単位とを含む。また、EVAは必要に応じて、エチレン単位及び酢酸ビニル単位以外の単量体(他の単量体)単位を含んでいてもよい。他の単量体としては、エチレン及び酢酸ビニルと共重合可能であれば特に限定されない。
塩素化ポリオレフィン樹脂(ただし、塩素化EVAを除く。)は、ポリオレフィンを公知の方法で塩素化することで得られる樹脂である。
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、ポリブテン等のポリオレフィン類;これらポリオレフィン類にカルボキシル基、ヒドロキシ基、酸無水物基などを導入した変性ポリオレフィン類などが挙げられる。
塩素化ポリオレフィン樹脂としては、溶解性に優れる観点から、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレンが好ましく、塩素化ポリプロピレンがより好ましい。
塩素化ポリオレフィン樹脂の塩素量は、塩素化ポリオレフィン樹脂の総質量に対して20~36質量%が好ましい。
インキ組成物に含まれる塩素化ポリオレフィン樹脂は、1種類でもよいし、2種類以上であってもよい。
(A1)成分の含有量は、インキ組成物の総質量に対して6~14質量%が好ましく、6~12質量%がより好ましく、7~11質量%がさらに好ましい。
((A2)成分)
(A2)成分は、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体及びセルロースアセテートからなる群より選ばれる1種以上である。
バインダー樹脂(A)は、ラミネート適性が向上する観点から、(A2)成分として少なくとも塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体を含むことが好ましい。
塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体は、塩化ビニルと酢酸ビニルとを公知の方法で共重合することで得られる。すなわち、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体は、塩化ビニル単位と酢酸ビニル単位とを含む。また、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体は必要に応じて、塩化ビニル単位及び酢酸ビニル単位以外の単量体(他の単量体)単位を含んでいてもよい。他の単量体としては、塩化ビニル及び酢酸ビニルと共重合可能であれば特に限定されない。
セルロースアセテートとしては、例えばセルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、セルロースアセテートフタレートなどが挙げられる。これらのセルロースアセテートは1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、溶剤への溶解性に優れ、臭気が少ない観点からCAPが好ましい。
(A2)成分の含有量は、インキ組成物の総質量に対して0.2~5質量%が好ましく、0.5~4質量%がより好ましい。(A2)成分の含有量が上記下限値以上であれば、耐ブロッキング性に優れる。(A2)成分の含有量が上記上限値以下であれば、インキ安定性がより向上する。
((A3)成分)
(A3)成分は、ポリエステル樹脂である。
ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸及び多価カルボン酸無水物の少なくとも一方と、ポリオール化合物とを公知の方法により反応させることで得られる。
多価カルボン酸としては、例えば無水フタル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、コハク酸、シトラコン酸、アジピン酸、セバシン酸等のエチレン性飽和多価カルボン酸;無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、フマル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸等のエチレン性不飽和多価カルボン酸などが挙げられる。これらの多価カルボン酸は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
ポリオール化合物としては、例えばジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、グリセリン、グリセリンモノアリルエーテル、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。これらのポリオール化合物は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
(A3)成分の数平均分子量(Mn)は、10000以下が好ましく、9000以下がより好ましく、8000以下がさらに好ましい。(A3)成分のMnが上記上限値以下であれば、インキ組成物のインキ安定性がより向上する。加えて、トーンジャンプがより起こりにくくなる。
(A3)成分のMnの下限値については特に限定されないが、固体状を維持し、取扱い性に優れる観点から、1000が好ましい。すなわち、(A3)成分のMnは1000~10000が好ましく、1000~9000がより好ましく、1000~8000がさらに好ましい。
(A3)成分のMnは、蒸気圧浸透法(VPO法)、又はゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いた標準ポリスチレン分子量換算により測定することができる値である。
(A3)成分のガラス転移温度は、40~90℃が好ましく、40~70℃がより好ましく、40~60℃がさらに好ましく、45~55℃が特に好ましい。(A3)成分のガラス転移温度が上記下限値以上であれば、耐熱性に優れる。(A3)成分のガラス転移温度が上記上限値以下であれば、本発明のインキ組成物を用いて印刷した印刷物の柔軟性が高まる。
(A3)成分のガラス転移温度は、JIS K 7121に準拠して測定される。
インキ組成物に含まれる(A3)成分は、1種類でもよいし、2種類以上であってもよい。
(A3)成分としては、エチレン性飽和多価カルボン酸とポリオール化合物との反応生成物である飽和ポリエステル樹脂(熱可塑性飽和共重合ポリエステル樹脂)であってもよいし、エチレン性不飽和多価カルボン酸とポリオール化合物との反応生成物である不飽和ポリエステル樹脂(熱硬化性不飽和共重合ポリエステル樹脂)であってもよい。取り扱いやすさと、(A1)成分及び(A2)成分との相溶性に優れる観点から、(A3)成分としては、飽和ポリエステル樹脂が好ましい。特に、トーンジャンプがより起こりにくくなり、また、インキ組成物のインキ安定性がより向上する観点から、Mnが10000以下の飽和ポリエステル樹脂が好ましい。
Mnが10000以下の飽和ポリエステル樹脂としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えばユニチカ株式会社製のエリーテル(登録商標)シリーズ;東洋紡株式会社製のバイロン(登録商標)シリーズなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。これら市販品のうち、ユニチカ株式会社製のエリーテル(登録商標)シリーズのMnは、VPO法で測定することができる。東洋紡株式会社製のバイロン(登録商標)シリーズのMnは、移動相(溶媒)としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いたGPCによって測定することができる。
(A3)成分の含有量は、インキ組成物の総質量に対して0.2~2.5質量%が好ましく、0.5~2.0質量%がより好ましい。(A3)成分の含有量が上記下限値以上であれば、トーンジャンプがより起こりにくくなる。(A3)成分の含有量が上記上限値以下であれば、インキ組成物のインキ安定性がより向上する。加えて、トーンジャンプがより起こりにくくなる。
(他の樹脂)
他の樹脂としては、例えばエチレン-酢酸ビニル共重合体、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が挙げられる。これらの他の樹脂は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
<無機フィラー(B)>
無機フィラー(B)(ただし、無機顔料を除く。)は、疎水性シリカ(B1)(以下、「(B1)成分」ともいう。)を含む。
無機フィラー(B)は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて(B1)成分以外の無機フィラー(以下、「他の無機フィラー」ともいう。)をさらに含んでいてもよい。
無機フィラー(B)の含有量は、インキ組成物の総質量に対して0.05~0.5質量%が好ましく、0.1~0.3質量%がより好ましい。無機フィラー(B)の含有量が上記下限値以上であれば、トーンジャンプがより起こりにくくなる。無機フィラー(B)の含有量が上記上限値以下であれば、インキ組成物のインキ安定性がより向上する。
((B1)成分)
(B1)成分は、疎水性シリカである。
通常、プラスチック基材の表面は疎水性であるが、インキ組成物が(B1)成分を含むことで、印刷版からプラスチック基材へインキ組成物が転移しやすくなり、トーンジャンプが起こりにくくなる。
疎水性シリカは、表面未処理のシリカ粒子の表面を疎水性処理したものである。
シリカ粒子の表面の疎水化処理は、表面処理剤を用い、公知の方法により行うことができる。表面処理剤としては、例えばジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、オクチルシラン、シリコーンオイルなどが挙げられる。これらの表面処理剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
(B1)成分の平均粒子径は、5nm~2μmが好ましく、5~50nmがより好ましく、7~40nmがさらに好ましく、7~16nmが特に好ましい。(B1)成分の平均粒子径が上記下限値以上であれば、容易に製造できる。(B1)成分の平均粒子径は小さいほど、トーンジャンプがより起きにくくなる。
(B1)成分の平均粒子径が100nm以上の場合、(B1)成分の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって湿式(溶媒:水)により(B1)成分の体積基準の粒子径分布を測定し、得られた粒子径分布より算出される値(メジアン径:D50)である。
(B1)成分の平均粒子径が100nm未満の場合、(B1)成分の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて(B1)成分の個数基準の粒子径分布を測定し、得られた粒子径分布より算出される値(メジアン径:D50)である。
(B1)成分のBET比表面積は、50~500m/gが好ましく、50~380m/gがより好ましく、50~300m/gがさらに好ましく、50~200m/gが特に好ましく、80~200m/gが最も好ましい。
(B1)成分のBET比表面積は、BET(Brunauer-Emmet-Teller)法により測定することができる。具体的には、(B1)成分の表面に吸着ガスとして窒素ガスを吸着させ、その際の圧力と吸着量との関係からBET式によって吸着量を測定することにより求められる比表面積を(B1)成分のBET比表面積とする。
(B1)成分は、湿式シリカであってもよく、乾式シリカであってもよい。分散安定性に優れる観点から、乾式シリカが好ましい。
インキ組成物に含まれる(B1)成分は、1種類でもよいし、2種類以上であってもよい。
(B1)成分としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば日本アエロジル株式会社製のアエロジル(登録商標)シリーズ;東ソー・シリカ株式会社製のニップシール(登録商標)シリーズなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
(B1)成分の含有量は、インキ組成物の総質量に対して0.05~0.5質量%であり、0.1~0.5質量%が好ましく、0.1~0.3質量%がより好ましい。(B1)成分の含有量が上記下限値以上であれば、トーンジャンプが起こりにくくなる。(B1)成分の含有量が上記上限値以下であれば、インキ組成物のインキ安定性が向上する。
(他の無機フィラー)
他の無機フィラーとしては、例えば親水性シリカなどが挙げられる。これらの他の無機フィラーは1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
トーンジャンプをより効果的に抑制できる観点から、親水性シリカの含有量は、インキ組成物の総質量に対して5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下がさらに好ましく、インキ組成物は親水性シリカを実質的に含まないことが特に好ましい。ここで「実施的に溶剤を含まない」とは、意図せずして含有するものを除き、親水性シリカを積極的に配合しないことを意味する。
<顔料(C)>
顔料(C)としては、有機顔料、無機顔料などが挙げられる。
有機顔料としては、例えばモノアゾ、縮合アゾ等のアゾ系顔料;アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、チオインジゴ系等のスレン系顔料;銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、コバルトフタロシアニンブルー等のフタロシアニン系顔料;キナクリドン系顔料;ジオキサジン系顔料;イソインドリノン系顔料;ピロロピロール系顔料;アニリンブラック;有機蛍光顔料などが挙げられる。これらの有機顔料は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
無機顔料としては、例えばクレー、バライト、雲母、タルク等の天然物;紺青等のフェロシアン化物、硫化亜鉛等の硫化物;硫酸バリウム等の硫酸塩;酸化クロム、亜鉛華、酸化チタン、酸化鉄等の酸化物;水酸化アルミニウム等の水酸化物;珪酸カルシウム、群青等のケイ酸塩;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩;カーボンブラック、グラファイト等の炭素;アルミニウム粉、ブロンズ粉、亜鉛粉、銀粉等の金属粉;焼成顔料などが挙げられる。これらの無機顔料は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
インキ組成物には、顔料(C)として遮光性粒子が含まれていてもよい。ここで「遮光性粒子」とは、インキ組成物から形成されるインキ層(塗膜)に遮光性を付与する粒子状物をいう。
遮光性粒子としては、インキ組成物から形成されるインキ層に遮光性を付与できるものであれば特に限定されないが、例えば上述した無機顔料のうち、金属粉、酸化物、炭素などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラック、アルミニウム粉、銀粉が好ましい。
顔料(C)の含有量は、インキ組成物の総質量に対して3~50質量%が好ましく、5~40質量%がより好ましい。顔料(C)の含有量が上記下限値以上であれば、充分な印刷濃度が得られる。顔料(C)の含有量が上記上限値以下であれば、インキ組成物の流動性を良好に維持できる。
<有機溶剤(D)>
有機溶剤(D)としては、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、メチルシクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン系溶剤;トルエン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、エチルシクロペンタン等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸n-プロピル、及び酢酸ブチル等のエステル系溶剤;タノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール等のアルコール系溶剤;プ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、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、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、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のグリコールエーテル系溶剤;などが挙げられる。これらの有機溶剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
有機溶剤(D)の含有量は、インキ組成物の総質量に対して25~85質量%が好ましく、40~75質量%がより好ましい。有機溶剤(D)の含有量が上記下限値以上であれば、インキ組成物が流動性を持つことで取り扱いやすくなる。有機溶剤(D)の含有量が上記上限値以下であれば、顔料(C)の沈降が起こりにくく、分散安定性に優れる。
<任意成分>
任意成分としては、例えば可塑剤、艶消し剤、沈降防止剤、レベリング剤、消泡剤、顔料分散剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、増粘剤、滑剤、安定剤、ブロッキング防止剤などが挙げられる。これらの任意成分は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
<製造方法>
本実施形態のインキ組成物は、例えばバインダー樹脂(A)、無機フィラー(B)及び顔料(C)の混練物を有機溶剤(D)に分散させることで得られる。
混練物には、必要に応じて任意成分が含まれていてもよい。
バインダー樹脂(A)、無機フィラー(B)及び顔料(C)と、必要に応じて任意成分の混練方法としては特に制限されず、公知の混練撹拌機を用いて行うことができる。混練撹拌機としては、例えば自公転式撹拌機、プラネタリーミキサー、ディゾルバーなどが挙げられる。
混練物を有機溶剤(D)に分散させる方法としては特に制限されず、公知の分散機を用いて行うことができる。分散機としては、例えばペイントシェーカー、ボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル、ダイノミル、ロールミル、超音波ミル、高圧衝突分散機などが挙げられる。
混練物の有機溶剤(D)への分散は、1種の分散機を使用して1回又は複数回分散処理してもよいし、2種以上の分散機を併用して複数回分散処理してもよい。
<作用効果>
以上説明した本実施形態のインキ組成物は、上述した(A1)成分を含むバインダー樹脂(A)と、特定量の(B1)成分を含む無機フィラー(B)とを含有するので、印刷版からプラスチック基材へインキ組成物が転移しやすくなり、トーンジャンプが起こりにくくなる。加えて、インキ組成物のインキ安定性にも優れる。
<用途>
本発明のインキ組成物は、プラスチック基材用であり、グラビア印刷によりプラスチック基材に印刷する際のインキとして好適である。
上述したように、通常、プラスチック基材の表面は疎水性である。すなわち、本発明のインキ組成物は、疎水性表面の基材用として好適である。
プラスチック基材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、成形体などが挙げられる。これらの形態のうち、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。
プラスチック基材の材質としては特に限定されず、例えばポリオレフィン(例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等)、ポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレート(PET)等)、ポリスチレン(PS)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、セロファンなどが挙げられる。これらの材質からなるプラスチック基材は1種を単独で用いてもよく、2種以上を貼り合わせて使用してもよい。
プラスチック基材には、易接着処理がなされていてもよいし、易接着処理がなされていなくてもよい。上述したプラスチック基材の中でも、易接着処理がなされていなくても、インキ組成物がより良好に密着しやすいことから、PETフィルムがより好ましい。
上述したプラスチック基材に本発明のインキ組成物を用い、グラビア印刷により印刷を施す。印刷が施されたプラスチック基材の印刷層の表面には、必要に応じてラミネート加工がさらに施され、食品包包装用や日用品包装用等に向けたパッケージとなる。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
[使用原料]
バインダー樹脂(A)として、以下に示す化合物を用いた。
・A1-1:ウレタン樹脂(三洋化成工業株式会社製、商品名「サンプレンIB-972」、固形分30質量%ワニス)。
・A1-2:硝化綿(ノーベルエヌシー社製、商品名「ショウカメンDHX3-5」を酢酸エチルで溶解させた固形分30質量%ワニス)。
・A1-3:ポリアミド樹脂(花王株式会社製、商品名「レオマイドS―7100」をトルエンで溶解させた固形分40質量%ワニス)。
・A1-4:アクリル樹脂(大成ファインケミカル株式会社製、商品名「アクリット1LO-846」、固形分40質量%)。
・A1-5:塩素化EVA(日本製紙株式会社製、商品名「スーパークロンBX」、固形分20質量%)。
・A1-6:塩素化ポリプロピレン(東洋紡株式会社製、商品名「ハードレン15-LPB」、固形分30質量%)。
・A2-1:塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体(日信化学工業株式会社製、商品名「ソルバインTA5R」を酢酸エチルに溶解させた固形分20質量%ワニス)。
・A2-2:CAP(イーストマン・ケミカル社製、商品名「CAP 482-0.5」を酢酸エチルに溶解させた固形分20質量%ワニス)。
・A3-1:飽和ポリエステル樹脂(ユニチカ株式会社製、商品名「エリーテルUE-9820」、Mn:2000、ガラス転移温度:52℃)。
・A3-2:飽和ポリエステル樹脂(ユニチカ株式会社製、商品名「エリーテルUE-3300」、Mn:8000、ガラス転移温度:45℃)。
・A3-3:飽和ポリエステル樹脂(ユニチカ株式会社製、商品名「エリーテルUE-9800」、Mn:13000、ガラス転移温度:85℃)。
無機フィラー(B)として、以下に示す化合物を用いた。
・B1-1:乾式の疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、商品名「アエロジル R972」、平均粒子径:16nm、BET比表面積:110±20m/g)。
・B1-2:乾式の疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、商品名「アエロジル R974」、平均粒子径:12nm、BET比表面積:170±20m/g)。
・B1-3:乾式の疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、商品名「アエロジル R976S」、平均粒子径:7nm、BET比表面積:240±25m/g)。
・B1-4:湿式の疎水性シリカ(東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシール SS-50B」、平均粒子径:2μm、BET比表面積:80m/g)。
・B2-1:乾式の親水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、商品名「アエロジル 130」、平均粒子径:16nm、BET比表面積:130±25m/g)。
・B2-2:乾式の親水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、商品名「アエロジル 200」、平均粒子径:12nm、BET比表面積:200±25m/g)。
顔料(C)として、以下に示す化合物を用いた。
・C-1:酸化チタン(テイカ株式会社製、商品名「チタニックスJR-806」)。
・C-2:銅フタロシアニンブルー(大日精化工業株式会社製、C.I.Name「PB-15:3」)
有機溶剤(D)として、以下に示す化合物を用いた。
・D-1:酢酸エチル(EA):酢酸n-プロピル(NPAc):i-プロパノール(IPA)=4:4:2(質量比)の混合溶剤。
・D-2:トルエン(Tol):メチルエチルケトン(MEK):i-プロパノール(IPA)=4:4:2(質量比)の混合溶剤。
・D-3:酢酸エチル(EA):i-プロパノール(IPA)=4:6(質量比)の混合溶剤。
[評価方法]
<トーンジャンプの評価>
グラデーション版を用いて、インキ組成物を100m/分の速度で厚さ25μmのPETフィルム(東洋紡株式会社製)に印刷した。印刷物を目視にて観察し、トーンジャンプの有無、ハイライトの入りを確認し、以下の評価基準にてトーンジャンプを評価した。◎◎と◎と〇をトーンジャンプが抑制されており、使用可能なレベル(合格)とした。
◎◎:印刷物にトーンジャンプが認められない。
◎:印刷物にトーンジャンプが20%セルから見られる。
〇:印刷物にトーンジャンプが30%セルから見られる。
△:印刷物にトーンジャンプが40%セルから見られる。
×:印刷物にトーンジャンプが60%セルから見られる。
<インキ安定性の評価>
調製した直後のインキ組成物の粘度(V)と、40℃で1週間保存した直後のインキ組成物の粘度(V)を、株式会社離合社製のザーンカップ#4で計測し、粘度増加(粘度(V)-粘度(V))を算出した。粘度の測定温度は20℃とした。以下の評価基準にてインキ安定性を評価した。◎◎と◎と〇を使用可能なレベル(合格)とした。インキ安定性はインキ組成物の流動性の指標であり、粘度増加が短いほど、すなわちインキ安定性に優れるほど、流動性に優れることを意味する。
◎◎:粘度増加が2秒未満である。
◎:粘度増加が2秒以上、4秒未満である。
〇:粘度増加が4秒以上、8秒未満である。
△:粘度増加が8秒以上、12秒未満である。
×:粘度増加が12秒以上である。
[実施例1~20、比較例1~11]
表1~3に示す配合に従って、バインダー樹脂(A)と、無機フィラー(B)と、顔料(C)とをディゾルバー(プライミクス株式会社製、製品名「ホモディスパー2.5型」)を用いて混練し、混練物を得た。ペイントシェーカー(淺田鉄工株式会社製、製品名「PS-1925」)を用い、得られた混練物を有機溶剤(D)に分散させ、インキ組成物を得た。
得られたインキ組成物を用いて、トーンジャンプ及びインキ安定性を評価した。結果を表1~3に示す。
なお、表中の空欄は、その成分が配合されていないこと(配合量0質量部)を意味する。
Figure 2022185246000001
Figure 2022185246000002
Figure 2022185246000003
表1、2の結果から明らかなように、実施例1~20で得られたインキ組成物はトーンジャンプを抑制できた。しかも、インキ安定性に優れており、40℃で1週間保管しても流動性を良好に維持できた。
一方、表3の結果から明らかなように、疎水性シリカを含まない比較例1~4、6~11で得られたインキ組成物は、トーンジャンプが起こりやすかった。
疎水性シリカの含有量が1質量%である比較例5で得られたインキ組成物は、インキ安定性に劣っていた。
本発明のインキ組成物は、トーンジャンプが起こりにくく、インキ安定性に優れ、グラビア印刷用のインキとして有用である。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例9は参考例である。

Claims (8)

  1. バインダー樹脂(A)と、無機フィラー(B)と、顔料(C)と、有機溶剤(D)とを含有するプラスチック基材用グラビアインキ組成物であって、
    前記バインダー樹脂(A)は、ウレタン樹脂、セルロース樹脂(ただし、セルロースアセテートを除く。)、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩素化エチレン-酢酸ビニル共重合体及び塩素化ポリオレフィン樹脂からなる群より選ばれる1種以上(A1)を含み、
    前記無機フィラー(B)は、疎水性シリカ(B1)を含み、
    前記疎水性シリカ(B1)の含有量が、前記プラスチック基材用グラビアインキ組成物の総質量に対して0.05~0.5質量%である、プラスチック基材用グラビアインキ組成物。
  2. 前記バインダー樹脂(A)は、少なくとも前記ウレタン樹脂を含む、請求項1に記載のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
  3. 前記疎水性シリカ(B1)の平均粒子径が5~50nmである、請求項1又は2に記載のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
  4. 前記疎水性シリカ(B1)のBET比表面積が50~380m/gである、請求項1~3のいずれか一項に記載のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
  5. 前記バインダー樹脂(A)は、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体及びセルロースアセテートからなる群より選ばれる1種以上(A2)をさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
  6. 前記バインダー樹脂(A)は、ポリエステル樹脂(A3)をさらに含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
  7. 前記ポリエステル樹脂(A3)が、数平均分子量が10000以下の飽和ポリエステル樹脂である、請求項6に記載のプラスチック基材用グラビアインキ組成物。
  8. 請求項1~7のいずれか一項に記載のプラスチック基材用グラビアインキ組成物の製造方法であって、
    前記バインダー樹脂(A)、前記無機フィラー(B)及び前記顔料(C)の混練物を前記有機溶剤(D)に分散させる、プラスチック基材用グラビアインキ組成物の製造方法。
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