JP2594741B2 - プラスチックフィルム用水性インキ組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックフィルム
用水性インキ組成物に関し、より詳しくは再溶解性、印
刷適性などのインキの基本性能を備え、プラスチックフ
ィルムに印刷された際に優れた耐水性、耐ブロッキング
性を有するプラスチックフィルム用水性インキ組成物に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】包装印刷インキの分野においては、省資
源、安全性及び環境問題から有機溶剤の使用を極力抑え
た水性タイプの印刷インキの要望が強くなっている。し
かし、水と有機溶剤との蒸発速度や表面張力などの物理
的特性の差から、水性インキは溶剤性インキと比較し
て、乾燥性が低くなり、また、濡れ張力の低い被着体に
対しては平滑で美粧印刷物を得るのが困難となる等の問
題がある。さらに、インキの基本性能を決定するバイン
ダー樹脂が水性タイプのものに制限されるために、有機
顔料の分散性の低下、インキの再溶解性と耐水性が相反
する性能となり両立が困難、プラスチックフィルムに対
する接着性の低下等の問題が発生する。

【０００３】この印刷インキの水性化をいち早く実現し
たのが、紙を被着体とする分野であるが、それは被着体
が紙の場合には、インキの媒質が紙中へ浸透するために
乾燥が促進され、また、インキが紙の繊維中で保持され
るために接着性、耐水性も比較的良好となるためであ
る。しかし、本願発明が目的とする、プラスチックフィ
ルム用印刷インキの場合には、基本的にフィルム表面は
濡れ張力が低く、非浸透性であるため、乾燥は媒質の蒸
発のみに限られ、また、強い接着性、耐水性が要求され
る。従って、プラスチックフィルム用水性印刷インキ
は、紙用のものと比較して、優れた乾燥性、被着体に対
する接着性、耐水性を有していなければならない。

【０００４】そこで、従来のプラスチックフィルム用水
性印刷インキは、顔料分散性、再溶解性、印刷適性等の
基本性能を付与するために、水溶性樹脂をメインバイン
ダーとして使用し、更に耐水性、乾燥性、耐久性等付与
するために、水分散性樹脂を併用していたが、単に水溶
性樹脂と水分散性樹脂との併用だけでは、再溶解性、耐
水性共に優れる水性印刷インキを製造する事は困難であ
った。この問題を解決するために、本発明者らは、イン
キのバインダー樹脂として水分散性エチレン−アクリル
酸系樹脂を使用する事により、良好な再溶解性を維持し
た上で、耐水性等に優れた効果を有する水性印刷インキ
組成物を特願平３−２９２６９８号で提案している。

【０００５】しかし、インキのバインダー樹脂として適
する分子量あるいは分子構造を有するエチレン−アクリ
ル酸系樹脂は、耐ブロッキング性が十分ではないため、
この樹脂の含有量が高くなると、インキ自体の耐ブロッ
キング性も低下する。従来より、インキの耐ブロッキン
グ性を向上させるために、ブロッキング防止剤として、
各種アマイドの様な離型剤、ポリエチレン等のワックス
が添加されていたが、エチレン−アクリル酸系樹脂をバ
インダー樹脂としたインキで有効なものは見いだされて
いなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明が解決し
ようとする課題は、再溶解性、印刷適性などのインキの
基本性能を備え、更に良好な耐水性、耐ブロッキング性
を有するプラスチックフイルム用水性インキ組成物を開
発する事にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、顔
料、水性バインダー樹脂、水、及び水混和性溶剤から主
として構成されるプラスチックフィルム用水性インキ組
成物において、前記水性バインダー樹脂として、 ａ）酸価５０〜１５０のアクリル系樹脂、スチレン−ア
クリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、あるいは
スチレン−アクリル−マレイン酸系樹脂から選ばれた少
なくとも１種以上の水溶性樹脂、と ｂ）酸価７０〜２１０のエチレン−アクリル酸系水分散
性樹脂、を含有し、且つ、 ｃ）次の一般式（１）で表されるＮ−アシルタウリン塩 Ｒ₁−ＣＯ−Ｎ（Ｒ₂）−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＳＯ₃Ｍｅ ・・・ （１） （ここで、Ｒ₁は炭素数１１から１７の飽和または不飽
和炭化水素基、Ｒ₂は水素またはメチル基、Ｍｅはアル
カリ金属類を示す）を前記組成物１００ｇ中に２×１０
^-4〜５×１０^-2ｍｏｌ含有する事を特徴とするプラスチ
ックフィルム用水性インキ組成物に関するものである。

【０００８】

【作用】本発明で特定するエチレン−アクリル酸系樹脂
のメルトインデックスは、１００〜２０００ｇ／１０ｍ
ｉｎであり、インキの流動性、再溶解性、印刷適性等に
は優れるが、耐ブロッキング性が十分にある範囲とはい
い難い。このインキのブロッキングを防止する方法とし
て、インキの表層に離型剤層を形成させる方法が考えら
れる。しかし、ほとんどの離型剤はエチレン−アクリル
酸系樹脂との相溶性の関係から、インキの表層に離型剤
層を形成する事が困難となり、良好な耐ブロッキング性
を得る事ができなかった。本発明は、唯一、Ｎ−アシル
タウリン塩が表層に離型剤相を形成可能で、耐ブロッキ
ング性に効果を有する事を見いだしたものである。以下
に本発明を更に詳しく説明する。

【０００９】まず、本発明で使用する顔料としては、通
常の印刷インキや塗料で使用する無機有色顔料、有機有
色顔料、及び体質顔料を挙げる事ができる。その使用量
は、顔料の種類やインキの色相によって異なるが、全印
刷インキ組成物中、１〜５０重量％の範囲である。次
に、本発明で使用する水性バインダー樹脂は、顔料分散
に使用する水溶性バインダー樹脂と、乾燥性、耐水性、
及び接着性に寄与する水分散性バインダー樹脂の二種を
併用するものである。その中で、水溶性バインダー樹脂
としては、酸価５０〜１５０のアクリル系樹脂、スチレ
ン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ま
たはスチレン−アクリル−マレイン酸系樹脂から選ばれ
る１種以上の水溶性樹脂が使用できる。なお、各々の水
溶性樹脂は、以下の様に定義する。

【００１０】アクリル系樹脂とは、アクリル系単量体を
共重合して得られる共重合体、スチレン−アクリル系樹
脂とは、スチレン系単量体とアクリル系単量体を共重合
して得られる共重合体、スチレン−マレイン酸系樹脂と
は、スチレン系単量体とマレイン酸系単量体を共重合し
て得られる共重合体、スチレン−アクリル−マレイン酸
系樹脂とは、スチレン系単量体とアクリル系単量体とマ
レイン酸系単量体を共重合して得られる共重合体で、ア
ルカリによって水中に可溶となる樹脂である。ここで、
アクリル系単量体としては、アクリル酸またはメタクリ
ル酸と、そのアルキルエステル、ヒドロキシアルキルエ
ステル、アルキルアミドを使用する事ができる。

【００１１】スチレン系単量体としては、スチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエン等の炭素数が８ない
し９個の不飽和芳香族化合物の中から１種以上を選択し
て使用する事ができる。マレイン酸系単量体としては、
無水マレイン酸またはマレイン酸と、そのアルキルエス
テル、ヒドロキシアルキルエステル、アルキルアミドを
使用する事ができる。以上の水溶性バインダー樹脂にお
いて、水溶化のために必要なカルボキシル基の含有量
は、当該水溶性バインダー樹脂の酸価を５０〜１５０の
範囲とする量である。ここで水溶性バインダー樹脂の酸
価が５０より小さくなると、樹脂の水に対する溶解性が
低下し、分離や沈降を起こし、一方、酸価が１５０より
大きくなると印刷物の耐水性が低下し、好ましい結果が
得られなくなる。また、前記水溶性樹脂を水溶化するた
めに中和するアルカリ化合物としては、有機アミン、ア
ンモニア水、アルカリ金属水酸化物を使用することがで
きる。具体的には、有機アミンとしてジエチルアミン、
トリエチルアミン、エチレンジアミン等のアルキルアミ
ン、モノエタノールアミン、エチルエタノールアミンジ
エチルエタノールアミン等のアルカノールアミンが挙げ
られ、アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等が挙げられる。なお塩基の揮発性
と水中での樹脂の溶解安定性の面から、アルカノールア
ミンまたはアンモニア水が好適である。

【００１２】これらの水溶性バインダー樹脂の使用量と
しては、水性印刷インキ組成物中、０．２〜５重量％で
ある。なお、本水溶性バインダー樹脂は、顔料分散用の
樹脂として使用するために、顔料１００重量部に対し
て、３重量部以上、より好ましくは６重量部以上の割合
で使用するにより、良好な顔料分散性を有するインキ組
成物を得ることができる。従って、前記の使用量より少
ない場合は、良好な顔料分散性が得ることが困難とな
る。一方、前記の使用量より多い場合は印刷物の耐水性
が低下して好ましくない。次に、水分散性バインダー樹
脂としては、エチレン６０ないし９０重量％、アクリル
酸またはメタクリル酸１０ないし３０重量％、その他の
共重合可能なビニル基含有化合物０ないし３０重量％を
共重合させてなるエチレン−アクリル酸系水分散性樹脂
を必須成分として含有するものである。

【００１３】ここで、当該エチレン−アクリル酸系水分
散性樹脂において、その他の共重合可能なビニル基含有
化合物としては、アクリル酸またはメタクリル酸のアル
キルエステル類、アルキルアミド類、スチレン、ビニル
トルエン等のスチレン類、ビニルクロライド、ビニルア
セテート等が使用できるが、その含有量が３０重量％を
超えると、本発明で特定するインキ性能が得られなくな
る。また、本発明に係るエチレン−アクリル酸系水分散
性樹脂の酸価は、７０〜２１０の範囲である。当該水分
散性樹脂の酸価が前記の範囲より低くなると、樹脂の水
に対する乳化能が低くなり、析出・沈降して使用できな
くなる。一方、前記の範囲より高くなると、得られる印
刷物の耐水性が低下して好ましくない。

【００１４】更に、本発明で使用するエチレン−アクリ
ル酸系樹脂のメルトインデックスは１００〜２０００ｇ
／１０分、より好ましくは３００〜１０００ｇ／１０分
の範囲である。樹脂のメルトインデックスが１００ｇ／
１０分より小さくなると、樹脂の水中での分散安定性が
低くなり、析出・沈降して使用できなくなり、また２０
００ｇ／１０分を超えると、樹脂が柔軟になり過ぎて、
得られる水性インキ印刷面とフィルムとの間でブロッキ
ングを起こし、好ましくない。当該エチレン−アクリル
酸系樹脂は、エチレン、アクリル酸及びその他の共重合
可能なビニル基含有化合物の所定量を高温、高圧下、触
媒を使用して直接共重合させるか、あるいはエチレン−
アルキルアクリレート系共重合体を加水分解して得ら
れ、ペレット状の固体樹脂として、例えば三菱油化か
ら、エチレン−アクリル酸樹脂Ａ−２００Ｗ等が市販さ
れている。このエチレン−アクリル酸系樹脂はアルカリ
化合物で、水中に分散した状態で水分散性樹脂ワニスと
して使用される。

【００１５】なお、水性化のために中和するアルカリ化
合物としては、前記の有機アミン、アンモニア水、アル
カリ金属水酸化物が使用できる。本発明において、エチ
レン−アクリル酸系樹脂の使用量は、全水分散性バイン
ダー樹脂中、２０〜１００重量％である。エチレン−ア
クリル酸系樹脂の使用量が、この範囲より少なくなる
と、良好な再溶解性と耐水性を有するインキが得られ
ず、好ましくない。他の併用可能な水分散性バインダー
樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリウレン樹脂、ポリ
エステル樹脂などの各種水分散性樹脂を使用する事がで
きる。

【００１６】次に、本発明でブロッキング防止剤として
使用するＮ−アシルタウリン塩は、下記の一般式（１）
で示される化合物である。

【００１７】 Ｒ₁−ＣＯ−ＮＲ₂−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＳＯ₃Ｍｅ ・・・ （１） （ここで、Ｒ₁は炭素数１１から１７の飽和または不飽
和炭化水素基、Ｒ₂は水素またはメチル基、Ｍｅはアル
カリ金属類を示す）当該Ｎ−アシルタウリン塩の使用量
としては、水性インキ組成物１００ｇ中、２×１０^-4〜
５×１０^-2ｍｏｌの範囲であり、この範囲より少なくな
ると十分な耐ブロッキング性が得られず、また多くなる
と印刷物の耐水性が低下し、好ましくない。

【００１８】次に、本発明で使用する水混和性溶剤とし
ては、例えば低級アルコール系溶剤、グリコール系溶剤
を挙げる事ができる。更に、本発明の効果を低下させな
い範囲で、他の性能向上を目的として、水溶性セルロー
ス誘導体、水溶性ポリウレタン樹脂、水溶性ポリエステ
ル樹脂を添加する事もできる。また、消泡剤、可塑剤、
成膜助剤、レベリング剤等の各種添加剤を含有させる事
もできる。以上の材料から水性印刷インキを製造する方
法としては、まず顔料と水溶性バインダー樹脂を撹拌混
合させた後、通常の分散装置で顔料を分散し、更にイン
キ材料の所定量を添加混合して製造することができる。

【００１９】次に、プラスチックフィルムに、水性イン
キ組成物を印刷する方法について説明する。本発明の水
性インキ組成物は、既知のフレキソ印刷機、グラビア印
刷機を使用して、フレキソまたはグラビア印刷方式で印
刷できる。被着体としては、低密度ポリエチレン、無延
伸及び延伸ポリプロピレン、セロファン、ポリエステ
ル、ナイロン及び各種Ｋコートフィルム等のプラスチッ
クフィルムが使用できる。以下、実施例をもって、本発
明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
限定されるものではない。

【００２０】＜水溶性バインダー樹脂ワニス製造例＞撹
拌機、冷却管、窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコ
に、酢酸エチル６００部を仕込み、７５〜７８℃に加熱
した後、窒素ガスを導入しながら、メタクリル酸５０
部、メタクリル酸メチル１２０部、スチレン１３０部、
アクリル酸−２−エチルヘキシル１００部、及び反応開
始剤として、ジターシャリーブチルパーオキサイド４部
を混合して、２時間かけて滴下した。更に同温度に保ち
ながら２時間ランダム共重合させた後、溶剤を減圧下、
蒸発させて、理論酸価８１、理論Ｔｇ３０℃の水性バイ
ンダー樹脂を得た。この水性バインダー樹脂４００部を
破砕した後、当量のアンモニアを溶解させた水６００部
中に撹拌混合し、８０℃で加熱溶解させて、固形分４０
％、粘度２５poise（２０℃）の水溶性バインダー樹脂
ワニスを得た。

【００２１】実施例１〜７、比較例１〜７ 表１の印刷インキ配合に従い、まず、顔料１５部とそれ
ぞれ水性バインダー樹脂ワニスの２０部を混合して、レ
ッドデビル型分散機で３０分間顔料分散を行った後、更
に所定の材料を添加して、それぞれ実施例１〜７、比較
例１〜７の水性印刷インキを製造した。なお、顔料とし
て、ファストゲンブルーＴＧＲ（大日本インキ化学工業
製）、水分散性エチレン−アクリル酸系樹脂として、ザ
イクセンＡＣ（住友精化製、アクリル酸の含有量２０重
量％、メルトインデックス３００ｇ／１０分、アンモニ
ア中和、固形分３０重量％）、シリコン系離型剤とし
て、ＫＦ９６（信越化学工業製）を使用した。

【００２２】実施例１〜７、比較例１〜７の評価 実施例１〜７および比較例１〜７の耐水性、再溶解性、
接着性、及び光沢を評価し、その結果を表１に示した。
なお、評価方法および評価基準は以下に示す通りであ
る。 試験方法および評価基準

【００２３】貯蔵安定性 試験方法 試験インキを４０℃で７日経時させた
後、離型剤成分の浮きの有無により、貯蔵安定性を評価
した。 評価表示 Ａ ： 離型剤の浮きが認められないも
の Ｂ ： 離型剤の浮きが認められるもの

【００２４】耐水性 試験方法 ＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）フィルム
に試験インキをグラビア校正機で印刷して得られた印刷
物を学振型耐摩堅牢度試験機にセットし、試験機のアー
ムの部分に晒布を取り付けて、 水を
十分に含ませた状態で印刷面に当て、荷重２００ｇで２
００回摩擦する。 評価基準 Ａ ： 当て布にインキが全く付着しな
い。

【００２５】Ｂ ： 当て布にインキが付着するが、印
刷面に傷がない Ｃ ： 印刷面に筋状の傷がみられる Ｄ ： 印刷面全面にわたって傷がみられる

【００２６】再溶解性 試験方法 グラビア校正機で試験インキを１０秒間
運転後、運転を止めてそのまま６０秒間間放置する。続
いて、ＯＰＰフィルムに印刷し、正常な印刷物になるま
でのピッチ数からインキの再溶解性を判定する。 評価基準 Ａ ： ５ピッチ以内で正常に戻る Ｂ ： ６〜２０ピッチで正常に戻る Ｃ ： ２１〜４０ピッチで正常に戻る Ｄ ： ４０ピッチでも正常に戻らない

【００２７】耐ブロッキング性 試験方法 印刷面とフィルム裏面とを合せて、バイ
スではさんで押圧したとき、フィルム面にインキが転写
するときの温度から、耐ブロッキング性を評価した。 評価基準 Ａ ： ６０℃で全く転写しない Ｂ ： ５０℃以上６０℃未満で転写するもの Ｃ ： ５０℃未満で転写するもの

【００２８】光沢 試験方法 ６０゜反射光測定により、印刷物の光沢
を評価した。 評価基準 Ａ ： 測定値が７０以上のもの Ｂ ： 測定値が６０以上７０未満のもの Ｃ ： 測定値が５０以上６０未満のもの Ｄ ： 測定値が５０未満のもの

【００２９】

【００３０】

【発明の効果】以上、実施例を用いて具体的に説明した
ように、本発明で特定する水性インキ組成物は再溶解性
が優れ、プラスチックフィルムに印刷された際に、強固
な接着性と優れた耐水性、耐ブロッキング性、光沢を有
するプラスチックフィルム用水性インキ組成物である。

フロントページの続き (72)発明者 玉田 光 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目23番37号 サカタインクス株式会社内 (72)発明者 藤原 国勝 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目23番37号 サカタインクス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−223075（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−27479（ＪＰ，Ａ) 実公 平６−104797（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料、水性バインダー樹脂、水、及び水
   混和性溶剤から主として構成されるプラスチックフィル
   ム用水性インキ組成物において、前記水性バインダー樹
   脂として、 ａ）酸価５０〜１５０のアクリル系樹脂、スチレン−ア
   クリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、あるいは
   スチレン−アクリル−マレイン酸系樹脂から選ばれた少
   なくとも１種以上の水溶性樹脂、と ｂ）酸価７０〜２１０のエチレン−アクリル酸系水分散
   性樹脂、を含有し、且つ、 ｃ）次の一般式（１）で表されるＮ−アシルタウリン塩 Ｒ₁−ＣＯ−Ｎ（Ｒ₂）−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＳＯ₃Ｍｅ ・・・ （１） （ここで、Ｒ₁は炭素数１１から１７の飽和または不飽
   和炭化水素基、Ｒ₂は水素またはメチル基、Ｍｅはアル
   カリ金属類を示す）を前記組成物１００ｇ中に２×１０
   ^-4〜５×１０^-2ｍｏｌ含有する事を特徴とするプラスチ
   ックフィルム用水性インキ組成物。