JP2024092421A - 印刷物 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線硬化型インキを用いてインキ層を形成させる印刷物でありながら、表面の艶感が十分に高い印刷物を提供する。【解決手段】印刷が施される表面１ａを有する被印刷物１と、上記表面１ａ上に設けられたインキ層３と、上記インキ層３を覆うように設けられたニス層５と、を備え、上記ニス層５が、エマルジョン型水性ニスの乾燥物を含み、上記インキ層３が、紫外線硬化型バイオマスインキの硬化物を含む、印刷物。上記紫外線硬化型バイオマスインキのバイオマス度が５％以上２０％以下であってもよい。【選択図】図１

Description

本開示は、印刷物に関する。

印刷物の表面には、表面の艶感を高めるために、表面保護層が設けられることが多い。表面の艶感が高い印刷物として、近年の環境意識への高まりから、水性ニスを用いて表面保護層を形成する技術の開発が進められている（例えば特許文献１）。

国際公開第２０２２－１６３７６２号

上記文献で開示される技術では、油性オフセットインキ層の乾燥に長時間を要するため、製造過程において印刷物同士の摩擦等によって絵柄が擦れる不良が生じるリスクを拭い切ることができない。

一方、油性オフセットインキに代えて紫外線硬化型インキを用い、紫外線の照射によりインキ層を形成する方法もあるが、この方法ではインキ層が硬化するのが早過ぎるためにインキ層の表面が粗くなり、その表面にニス層が追従して形成された結果、ニス層表面も粗くなり艶感が思うように高くならない懸念がある。

そこで本開示の一側面は、印刷物同士の摩擦等によって絵柄が擦れる不良の発生リスクを低減しつつ、表面の艶感が十分に高い印刷物を提供することを目的とする。

本開示は、少なくとも以下の［１］～［５］を提供する。

［１］
印刷が施される表面を有する被印刷物と、
前記表面上に設けられたインキ層と、
前記インキ層を覆うように設けられたニス層と、を備え、
前記ニス層が、エマルジョン型水性ニスの乾燥物を含み、
前記インキ層が、紫外線硬化型バイオマスインキの硬化物を含む、印刷物。

［２］
前記紫外線硬化型バイオマスインキのバイオマス度が５％以上２０％以下である、［１］に記載の印刷物。

［３］
前記エマルジョン型水性ニスが、アクリル系樹脂を含む、［１］に記載の印刷物。

［４］
前記エマルジョン型水性ニスが、シリコーン系樹脂とアクリル系樹脂と、または、スチレン系樹脂とアクリル系樹脂とを組み合わせたエマルジョン型水性ニスである、［１］に記載の印刷物。

［５］
印刷が施される表面を有する被印刷物の表面上に紫外線硬化型バイオマスインキを含むインキを塗布し、前記インキの塗膜を形成する工程と、
塗布された前記インキの塗膜に紫外線を照射し硬化させ、インキ層を形成する工程と、
エマルジョン型水性ニスを塗布し、前記エマルジョン型水性ニスの塗膜を形成する工程と、
前記エマルジョン型水性ニスの塗膜を乾燥させ、ニス層を形成する工程と、を含む、
印刷物の製造方法。

本開示の一側面によれば、印刷物同士の摩擦等によって絵柄が擦れる不良の発生リスクを低減しつつ、表面の艶感が十分に高い印刷物を提供することができる。

図１は、本開示に係る印刷物の一実施形態を模式的に示す断面図である。

本明細書中、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。また、明記しない限り、「～」の前後に記載される数値の単位は同じである。

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態の印刷物は、印刷が施される表面を有する被印刷物と、上記表面上に設けられたインキ層と、上記インキ層を覆うように設けられたニス層と、を備え、上記ニス層が、エマルジョン型水性ニスの乾燥物を含み、上記インキ層が、紫外線硬化型バイオマスインキの硬化物を含む。

以下、図１を参照して、実施形態の印刷物について詳細に説明する。

図１に示す印刷物１０は、印刷が施される表面（非印刷面）１ａを有する被印刷物１と、表面１ａ上に設けられたインキ層３と、インキ層３を覆うように設けられたニス層５とを備える。印刷物１０は、被印刷物１とニス層５との間にインキ層３が存在する絵柄領域７と、被印刷物１とニス層５との間にインキ層３が存在しない非絵柄領域８とを有する。ただし、本開示の印刷物は、非絵柄領域８を有しなくてもよい。印刷物１０は、例えば、食品等の包装用容器である。包装用容器は、食品等を直接包装する一次容器であってもよく、他の包装容器等に包装された食品をさらに包装する二次容器であってもよい。

被印刷物１は、例えば、紙である。紙の具体例として、上質紙、特殊上質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、模造紙及びクラフト紙が挙げられる。紙の単位面積あたりの質量は、例えば、２０～５００ｇ／ｍ^２であり、２５～４００ｇ／ｍ^２であってもよい。被印刷物１は、例えば、紙と樹脂材料とを含む複合材料で構成されていてもよい。

インキ層３は、紫外線硬化型バイオマスインキを含むインキで形成された層であり、インキの硬化物を含む。インキ層３は、オフセット印刷法によってインキが塗布された層が紫外線を照射されることで硬化して形成された層であってもよい。

インキは、紫外線硬化型バイオマスインキのみを含んでもよいし、紫外線硬化型バイオマスインキの他にバイオマス由来成分を含まない紫外線硬化型石油由来インキを含んでもよく、油性オフセットインキを含んでもよい。インキが紫外線硬化型バイオマスインキのみを含むことによって、印刷物同士の摩擦等によって絵柄が擦れる不良の発生リスクを低減しつつ、表面の艶感が十分に高い印刷物とすることができる。インキが紫外線硬化型バイオマスインキのみを含む場合、インキ層３は、紫外線硬化型バイオマスインキの硬化物からなる。

インキ層３を形成するために用いられるインキは、例えば、顔料と光重合開始剤、（メタ）モノマー、（メタ）オリゴマーとを含む。インキ中の顔料の含有量は、例えば、インキの全量に対し１０～３０質量％であってよい。インキ中の光重合開始剤の含有量は、例えば、インキの全量に対し５～４０質量％、もしくは、５～２０質量％であってよい。インキ中の（メタ）モノマーと（メタ）オリゴマーの含有量の合計は、例えば、インキの全量に対し２０～６０質量％であってよい。また、インキは、その他の添加剤を含有してもよい。添加剤は、例えば、耐摩擦性、ブロッキング防止性、滑り性、擦り傷防止性を付与するための添加剤であってよい。

紫外線硬化型バイオマスインキは、バイオマス由来成分を含有し、（メタ）モノマー、もしくは、（メタ）オリゴマーがバイオマス由来成分である。インキのバイオマス度は５～２０％、もしくは、５～１５％、７～１３％であってよい。バイオマス度は、インキの固形分中のバイオマス由来成分の質量割合として表され、例えば、加速器質量分光計を用いて測定することができる。したがって、インキ中に含有されるバイオマス由来成分の含有量は、例えば、インキの全量に対し５～２０質量％、もしくは、５～１５質量％、７～１３質量％であってよい。バイオマス度が５％以上であることにより、インキの硬化速度が遅くなり、後述するように、印刷物の艶感が十分に大きいものとなる。また、バイオマス度が過度に大きい場合にはインキ層の凝集力や溶解性のバランスからインキ層が綺麗に形成されず、印刷物としての美観が損なわれる虞があるが、バイオマス度が２０％以下であることによりインキ層が綺麗に形成され、印刷物の美観が十分に良いものとなる。

紫外線硬化型バイオマスインキとしては、例えば、ＦＬＥＳＨ ＤＲＹ（登録商標） カルトンＢＩＯ（東洋インキ株式会社製，バイオマス度 １０％）、及び、ダイキュア ＢＩＯＭＡＸ（ＤＩＣグラフィックス株式会社製，バイオマス度 １０％）を用いることができる。

通常、紫外線硬化型インキは紫外線照射によって瞬時に（数秒程度）硬化するため、インキ層の表面が粗くなりやすい。インキ層の表面が粗くなると、インキ層を覆うように設けられるニス層もインキ層の表面凹凸に追従して形成されるため、同様にニス層の表面も粗くなり、結果として、印刷物の表面の艶感が損なわれやすい。一方、バイオマス由来成分を含有する紫外線硬化型バイオマスインキの場合は、（メタ）モノマーおよび（メタ）オリゴマーの炭素数が、石油由来の（メタ）モノマーおよび（メタ）オリゴマーのものとは異なるため、石油由来成分のみからなる紫外線硬化型インキと比べ、紫外線を照射してから完全に硬化するまでの時間が若干長くなる。その結果、紫外線硬化型バイオマスインキを含むインキを被印刷物１の表面１ａに塗布し、紫外線を照射させてから硬化するまでの間にインキがよく流動して塗布されたインキの表面の凹凸が小さくなる。そのため、ニス層を、インキ層を覆うように設けるとニス層５の表面５ａの凹凸も小さくなりやすいため、印刷物１０の表面が滑らかになり、艶感が向上する。すなわち、本実施形態において紫外線硬化型バイオマスインキを用いることにより、油性オフセットインキを用いた場合と比べて大幅にインキ層３の形成に要する時間を短縮することができるため、製造過程における印刷物同士の擦れ等に起因する外観不良の発生の心配を低減することができる。さらに、石油由来成分のみからなる紫外線硬化型インキを用いた場合と比べてインキ層３の形成に要する時間を伸ばすことができるため、印刷物１０の艶感が向上し、外観が良くなる。

インキ層３の厚さは、特に限定されないが、０．１～１．８μｍであってよく、０．２～１．５μｍ、０．４～１．３μｍ、または、０．６～１．２μｍであってよい。なお、上記インキ層３の厚さは、被印刷物１の表面１ａからインキ層３の表面３ａまでの距離を意味する。上記インキ層３の厚さは、光学顕微鏡を使用し、光の干渉現象を利用した干渉分光法によって求めることができる。

ニス層５は、エマルジョン型水性ニスの乾燥物を含む。ニス層５は、エマルジョン型水性ニスを用いて塗膜を形成した後、該塗膜を乾燥させることで形成することができる。ニス層５は、オフセット印刷法により形成された層であってよい。ここで、「エマルジョン型水性ニス」とは、水と、該水中に乳化分散した樹脂とを含む水性ニスを意味する。

エマルジョン型水性ニスが含む樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。エマルジョン型水性ニスは、より優れた光沢が得らやすくなる観点、及び、より良好な滑り性が得られやすくなる観点では、２種以上の樹脂を含んでいてよい。すなわち、エマルジョン型水性ニスは、異なる樹脂を組み合わせたエマルジョン型水性ニスであってよい。樹脂の組み合わせとしては、例えば、アクリル系樹脂とウレタン系樹脂との組み合わせ、アクリル系樹脂とシリコーン系樹脂との組み合わせ、アクリル系樹脂とスチレン系樹脂との組み合わせ、及び、ウレタン系樹脂とシリコーン系樹脂との組み合わせが挙げられる。これらの中でも、シリコーン系樹脂を含む組み合わせであるとニス層のヤング率をより低減しやすくなり、アクリル系樹脂を含む組み合わせであるとさらに優れた光沢が得らやすくなる。なお、アクリル系樹脂は、アクリルモノマーをモノマー単位として含む樹脂のみでなく、メタクリルモノマーをモノマー単位として含む樹脂も含む。エマルジョン型水性ニスは界面活性剤等を更に含んでいてもよい。

ニス層５の厚さは、特に限定されないが、１．９～５．０μｍであってよく、２．０～４．０μｍ又は２．５～３．０μｍであってもよい。なお、上記ニス層５の厚さは、インキ層３の表面３ａからニス層５の表面５ａまでの距離を意味する。ニス層５の厚さは光学顕微鏡を使用し、光の干渉現象を利用した干渉分光法によって求めることができる。

インキ層３の厚さとニス層５の厚さの合計は、特に限定されないが、２．０～６．８μｍであってよく、２．１～４．５μｍ又は２．２～４．０μｍであってもよい。

印刷物の総厚は、特に限定されないが、１０～１５０μｍであってよく、２０～１３０μｍ又は２５～１００μｍであってもよい。

以上説明した印刷物１０は、ニス層５がエマルジョン型水性ニスの乾燥物を含むことから、十分な光沢（表面光沢）を有する。ニス層５の表面５ａの光沢度は例えば５０以上であり、好ましくは６０以上であり、より好ましくは６５以上であり、更に好ましくは７０以上である。光沢度の上限は、例えば、８５である。したがって、光沢度は、５０～８５、６０～８５、６５～８５又は７０～８５であってよい。ここでいう光沢度は、ＪＩＳ Ｚ８７４１－１９９７に記載の方法に準拠し、６０度入射角で測定される値を意味する。光沢度は絵柄領域と非絵柄領域とで異なる場合があるが、この場合、光沢度が上記値以上であるとは、白地部分及び色地部分の両方の光沢度が上記値以上であることを意味する。

ニス層５の表面５ａの光沢度は、例えば、株式会社堀場製作所製の光沢計（商品名：ハンディ光沢計）を使用して測定することができる。絵柄領域及び非絵柄領域における光沢度を６０度入射角で測定すればよく、測定は１０回繰り返し行い、その平均値を算出して光沢度としてもよい。

印刷物１０は、例えば、以下の工程（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、及び、（Ｄ）を少なくとも含む製造方法によって得ることができる。
（Ａ）被印刷物１の表面１ａ上に紫外線硬化型バイオマスインキを含むインキを塗布し、前記インキの塗膜を形成する工程
（Ｂ）塗布されたインキの塗膜に紫外線を照射し硬化させ、インキ層３を形成する工程
（Ｃ）エマルジョン型水性ニスを塗布し、エマルジョン型水性ニスの塗膜を形成する工程
（Ｄ）エマルジョン型水性ニスの塗膜を乾燥させ、ニス層５を形成する工程

工程（Ｃ）におけるエマルジョン型水性ニスの塗布は、工程（Ｂ）によってインキ層３が形成された後で行われてもよいし、工程（Ｂ）の前に行われてもよい。工程（Ｃ）が工程（Ｂ）の前に行われる場合、工程（Ａ）で形成されたインキの塗膜上にエマルジョン型水性ニスが塗布される。工程（Ｂ）において紫外線を照射するためには、ＵＶランプ等を用いることができる。工程（Ｄ）においてエマルジョン型水性ニスの塗膜を乾燥させるためには、ドライヤーやＵＶランプ等を用いて加熱を行ってもよいし、自然乾燥を行ってもよい。

上記の製造方法において、ロール方式によりインキの塗膜、及び、エマルジョン型水性ニスの塗膜を形成してよく、チャンバー方式でインキの塗膜、及び、エマルジョン型水性ニスの塗膜を形成してもよい。

１・・・被印刷物、１ａ・・・被印刷物の表面、３・・・インキ層、３ａ・・・インキ層の表面、５・・・ニス層、５ａ・・・ニス層の表面、１０・・・印刷物。

Claims (5)

1. 印刷が施される表面を有する被印刷物と、
   前記表面上に設けられたインキ層と、
   前記インキ層を覆うように設けられたニス層と、を備え、
   前記ニス層が、エマルジョン型水性ニスの乾燥物を含み、
   前記インキ層が、紫外線硬化型バイオマスインキの硬化物を含む、印刷物。
2. 前記紫外線硬化型バイオマスインキのバイオマス度が５％以上２０％以下である、請求項１に記載の印刷物。
3. 前記エマルジョン型水性ニスが、アクリル系樹脂を含む、請求項１に記載の印刷物。
4. 前記エマルジョン型水性ニスが、シリコーン系樹脂とアクリル系樹脂と、または、スチレン系樹脂とアクリル系樹脂とを組み合わせたエマルジョン型水性ニスである、請求項３に記載の印刷物。
5. 印刷が施される表面を有する被印刷物の表面上に紫外線硬化型バイオマスインキを含むインキを塗布し、前記インキの塗膜を形成する工程と、
   塗布された前記インキの塗膜に紫外線を照射し硬化させ、インキ層を形成する工程と、
   エマルジョン型水性ニスを塗布し、前記エマルジョン型水性ニスの塗膜を形成する工程と、
   前記エマルジョン型水性ニスの塗膜を乾燥させ、ニス層を形成する工程と、を含む、
   印刷物の製造方法。