JP4273391B2

JP4273391B2 - 生分解性印刷インキ用アンカー剤及び生分解性積層体

Info

Publication number: JP4273391B2
Application number: JP2003011997A
Authority: JP
Inventors: 貴志宮本; 修森元
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-01-21
Also published as: JP2004223786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性印刷インキ用アンカー剤及び生分解性積層体に関する。さらに詳しくは、生分解性アンカー剤を介して生分解性フィルムと生分解性インキが積層してなる生分解性積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の環境問題に対する意識の高まりから、天然素材または生分解性素材を利用した商品の開発が盛んに行われている。
【０００３】
このような世の中の流れから、生分解性インキに関する研究開発が盛んに行われており、生分解性インキ組成物に関する特許も数多く出願されている（例えば特許文献１参照）。
また実際に生分解性インキとしては、ポリカプロラクトンを使用した生分解性インキ（「バイオテックカラーＨＧＰシリーズ」大日精化社製）やエステル化澱粉を使用した生分解性インキ（「バイオテックカラーＨＧＣシリーズ」大日精化社製）が販売されている。
最近、環境問題に対応するために各種包装材料や工業用建材フィルムとしてポリＬ−乳酸フィルムをはじめとする生分解性フィルムが検討されている。あくまで環境問題に対応するための究極の形態は、全ての素材を生分解性の材料とすることであるが、生分解性フィルムに上述の生分解性樹脂をバインダーとする印刷インキを用いて図柄や文字を印刷しようとしても、密着性が十分でなく、例えばフィルムの折り曲げやこすり試験で容易にインキ層が脱落してしまって、実用的なものは存在しなかった。印刷インキ層と基材フィルムの密着性を向上させる手法として、アンカーコートを介する方法が良く知られているが、従来生分解性印刷インキに用いるための生分解性を有するアンカーコート剤は知られておらず、オール生分解性素材の印刷フィルムを得ることは出来なかった。また、仮に従来知られた非生分解性アンカー剤を用いたとしても、特にポリカプロラクトンやエステル化澱粉をバインダーとする生分解性インキへの密着性が不十分であるという問題もあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３１９４４５号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、生分解性フィルムと生分解性インキ、特にポリ乳酸フィルムと、ポリカプロラクトンおよび／またはエステル化澱粉をバインダーとするインキの密着性に優れたアンカー剤とそれらを用いた積層体を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ね、本発明の印刷インキ用アンカー剤をコーティングすることにより、密着性が飛躍的に向上することを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は以下の生分解性印刷インキ用アンカー剤及び生分解性積層体である。
【０００７】
（１）乳酸残基を９０重量％以上含有し、Ｌ乳酸とＤ乳酸のモル比（Ｌ／Ｄ）が０．０５〜１９であり、還元粘度が０．３〜１．０ｄｌ／ｇの範囲にある脂肪族ポリエステルを含むことを特徴とする生分解性印刷インキ用アンカー剤。
【０００８】
（２）（１）記載のアンカー剤を生分解性フィルムにコーティングし、さらにその上に生分解性インキを印刷したことを特徴とする生分解性積層体。
【０００９】
（３）生分解性フィルムがポリＬ乳酸フィルムであることを特徴とする（２）記載の生分解性積層体。
【００１０】
（４）生分解性インキ用の樹脂バインダーがポリカプロラクトンおよび／またはエステル化澱粉であることを特徴とする（２）または（３）記載の生分解性積層体。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の脂肪族ポリエステルは、乳酸残基を９０重量％以上含むことが望ましい。９０重量％未満であると良好な耐ブロッキング性と溶剤溶解性の両立が難しくなることがある。また、フィルムがポリ乳酸フィルムの場合、密着性が不足することがある。脂肪族ポリエステルの組成は¹Ｈ−ＮＭＲ測定のプロトン積分比より決定する。
【００１２】
本発明の脂肪族ポリエステルは、Ｌ乳酸とＤ乳酸のモル比（Ｌ／Ｄ）が０．０５〜１９の範囲にあることが望ましい。好ましい下限は０．１１、より好ましい下限は０．３０であり、好ましい上限は１２、より好ましい上限は９である。Ｌ乳酸とＤ乳酸のモル比（Ｌ／Ｄ）がこれらの範囲よりも小さな値、即ち、Ｄ乳酸が過剰すぎると酢酸エチル、メチルエチルケトン等の汎用溶剤に対する溶解性が不足気味となり、コーティング剤として適さないことがある。また、同様にＬ／Ｄが１９よりも大きくなる、即ち、Ｌ乳酸が過剰になっても汎用溶剤溶解性が不足し、コーティング剤として適さない場合がある。ここでＬ／Ｄ比は脂肪族ポリエステルのメタノリシス分解後、乳酸モノマーの旋光度を測定することで決定するものである。
【００１３】
本発明の脂肪族ポリエステルの樹脂還元粘度は、０．３〜１．０ｄｌ／ｇの範囲にあることが望ましい。還元粘度が０．３ｄｌ／ｇ未満の場合、アンカー剤としての付着強度が低下することがある。また、１．０ｄｌ／ｇよりも大きいと、溶液粘度が高くなりコーティング適性が悪くなる場合がある。
【００１４】
尚、上記樹脂還元粘度は、サンプル０．１２５ｇをクロロホルム２５ｍｌに溶解させ、ウベローデ粘度管を用い、測定温度２５℃において測定した値である。
【００１５】
本発明の脂肪族ポリエステルに共重合可能なオキシ酸モノマーとしては、グリコール酸、２−ヒドロキシイソ酪酸、３−ヒドロキシ酪酸、１６−ヒドロキシヘキサデカン酸、２−ヒドロキシ−２−メチル酪酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、４−ヒドロキシ酪酸、１０−ヒドロキシステアリン酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸等が挙げられる。またカプロラクトンのようなヒドロキシ酸の分子内エステルも用いることが出来る。
【００１６】
本発明の脂肪族ポリエステルに共重合可能なジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸などが挙げられ、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、プロピレングリコール、ブタンジオール等が挙げられる。
【００１７】
本発明の脂肪族ポリエステルを使用したアンカー剤において使用出来る溶剤は、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸エチル等のエステル系溶剤やトルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素溶剤、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤が挙げられるが、これらに限定されるものでは無い。
【００１８】
本発明のアンカー剤においては、多官能イソシアネート等の硬化剤、シリカゲル、ワックス等のブロッキング防止剤、粘度調整剤、レオロジー調整剤、消泡剤等も添加することが出来る。
【００１９】
本発明のアンカー剤は、生分解性フィルム、好ましくはポリ乳酸フィルムに塗布される。塗布方法としては、スプレーコート、ダイコート、ナイフコート、グラビアコート、等公知の方法が用いられ、特に限定されるものでは無い。
【００２０】
また、フィルムにアンカーコート剤を塗工する際には、フィルムの延伸前にアンカー剤をコートしてその後延伸するインラインコートであってもかまわないし、延伸後、別途工程で塗工するオフラインコートであってもよい。
【００２１】
ポリ乳酸フィルムとしては、特にＬ乳酸含有率が９７モル％以上の光学純度のものが耐熱性や密着性の観点より好ましく、９９％以上のものがさらに好ましい。
【００２２】
本発明に用いる生分解性インキ用の樹脂バインダーとしてはポリカプロラクトン、エステル澱粉、ポリエステル、ポリ乳酸等特に限定されないが、ポリカプロラクトンおよび／またはエステル化澱粉を用いたときに、その密着性の効果が最大限に発揮される。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例中単に部とあるのは重量部を示す。
合成例１
ＤＬラクチド９９０部、重合度が１０であるポリグリセリン（ダイセル化学ＰＧＬ１０：水酸基濃度８５０ＫＯＨｍｇ／ｇ）１０部、開環重合触媒として、オクチル酸スズ０．５部を４つ口フラスコ中に仕込み、窒素雰囲気下、１８０℃で３時間加熱溶融させることにより、開環重合させ、その後、残留ラクチドを減圧留去させることにより脂肪族ポリエステル（Ｉ）を得た。組成および還元粘度を表１に示す。
合成例２
ＤＬラクチド９５０部、カプロラクトン４０部、重合度が１０であるポリグリセリン１０部、開環重合触媒として、オクチル酸スズ０．５部を４つ口フラスコ中に仕込み、窒素雰囲気下、１８０℃で３時間加熱溶融させることにより、開環重合させ、その後、残留ラクチド、カプロラクトンを減圧留去させることにより脂肪族ポリエステル（II）を得た。組成および還元粘度を表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
実施例１
脂肪族ポリエステル（Ｉ）１０部をトルエン２００部、メチルエチルケトン２００部の混合溶剤に溶解し、この溶液を厚さ５０μｍのポリＬ乳酸フィルム上に、乾燥膜厚０．１μｍとなるようにコーティングして、４０℃で１時間熱風乾燥した。得られたアンカー剤塗布フィルムに生分解性インキである「バイオテックカラーＨＧＣ墨」（大日精化社製）を乾燥膜厚５μｍになるように塗布し、４０℃で１時間熱風乾燥させ、印刷フィルム（Ｉ）を得た。
【００２６】
実施例２
脂肪族ポリエステル（II）１０部をトルエン２００部、メチルエチルケトン２００部の混合溶剤に溶解し、この溶液を厚さ５０μｍのポリＬ乳酸フィルム上に、乾燥膜厚０．１μｍとなるようにコーティングした後、４０℃で１時間熱風乾燥した。得られたアンカー剤塗布フィルムに生分解性インキである「バイオテックカラーＨＧＰ墨」を乾燥膜厚５μｍになるように塗布し、４０℃で１時間熱風乾燥させ、印刷フィルム（II）を得た。
【００２７】
比較例１
厚さ５０μｍのポリＬ乳酸フィルム上に、「バイオテックカラーＨＧＣ墨」を乾燥膜厚５μｍになるように塗布し、４０℃で１時間熱風乾燥させ、印刷フィルム（III）を得た。
【００２８】
比較例２
厚さ５０μｍのポリＬ乳酸フィルム上に、「バイオテックカラーＨＧＰ墨」を乾燥膜厚５μｍになるように塗布し、４０℃で１時間熱風乾燥させ、印刷フィルム（IV）を得た。
【００２９】
比較例３
芳香族ポリエステルバイロン１０３（東洋紡績社製）１０部をトルエン２００部、メチルエチルケトン２００部の混合溶剤に溶解し、この溶液を厚さ５０μｍのポリＬ乳酸フィルム上に、乾燥膜厚０．１μｍとなるようにコーティングした後、４０℃で１時間熱風乾燥した。得られたアンカー剤塗布フィルムに生分解性インキである「バイオテックカラーＨＧＰ墨」を乾燥膜厚５μｍになるように塗布し、４０℃で１時間熱風乾燥させ、印刷フィルム（Ｖ）を得た。
【００３０】
上記実施例、比較例で得た印刷フィルム（Ｉ）〜（Ｖ）を評価した。結果を表２に示す。
【００３１】
▲１▼接着性：印刷した面に１０×１０の碁盤目（間隔１ｍｍ）を切り、セロファン製粘着テープ剥離により密着性を評価した。剥離せず残った個数を示した。
【００３２】
▲２▼生分解性：フィルム１０ｃｍ×１０ｃｍをコンポスター（生ゴミ処理機、三井ホーム社製〔ＭＡＭ〕）中に入れ、１４日後にサンプルの形態を目視で評価した。
◎：痕跡なく分解した
○：若干のフィルム痕跡が認められた
△：一部分解が認められた
×：全く分解していない
【００３３】
【表２】

【００３４】
表２より明らかなように実施例１、２は比較例に比べて密着性、生分解性に優れることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明により、印刷インキとの密着性を飛躍的に向上させることが出来るアンカー剤が得られる。これにより、オール生分解性素材の印刷フィルムが容易に得られ、環境に対する負荷を低減できるものである。

Claims

乳酸残基を９０重量％以上含有し、Ｌ乳酸とＤ乳酸のモル比（Ｌ／Ｄ）が０．０５〜１９であり、還元粘度が０．３〜１．０ｄｌ／ｇの範囲にある脂肪族ポリエステルを含むことを特徴とする生分解性印刷インキ用アンカー剤。
請求項１記載のアンカー剤を生分解性フィルムにコーティングし、さらにその上に生分解性インキを印刷したことを特徴とする生分解性積層体。
生分解性フィルムがポリＬ乳酸フィルムであることを特徴とする請求項２記載の生分解性積層体。
生分解性インキ用の樹脂バインダーがポリカプロラクトンおよび／またはエステル化澱粉であることを特徴とする請求項２または３記載の生分解性積層体。