JP4366864B2

JP4366864B2 - 光輝性を有する塗料、或いはインキの塗布、或いは印刷方法

Info

Publication number: JP4366864B2
Application number: JP2000396861A
Authority: JP
Inventors: 恵喜村上; 弘明後藤; 真司山田; 禅金山
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002192061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光輝性を有する塗料、或いはインキの汲み上げ方法に関し、特に、光輝性を有する塗料、或いはインキの転移性、光輝感等を低下させない汲み上げ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属缶、金属蓋の表面には、防錆、或いはその上に施される印刷の印刷特性を向上させる目的で各種コーティング層が施されており、また、金属缶、缶蓋、金属キャップ等の金属性包装体の外観適性をより向上させるため、コーティング層に光輝性を付与する目的で、アルミフレークや微粒子被覆パール顔料等の光輝性顔料を含有する塗料も使用されている。
この断面構造は、例えば図４に示すように、金属基体４０の外表面に光輝性コーティング層４１、仕上げワニス層４２、及び必要に応じて印刷インキ層４３を設けた構造となっている。
【０００３】
一方、金属缶、缶蓋、金属キャップ等の金属蓋、合成樹脂から成るボトル、カップ、キャップ等の表面には、内容物やそのイメージ、或いはその出所をデザインで表示し、また、商品価値を高める目的で各種印刷が施され、光輝性を付与するためアルミフレークや微粒子被覆パール顔料等の光輝性顔料を含有するインキも使用されている。
この断面構造は、前述した図４を引用すると、光輝性コーティング層４１を通常のベースコートとし、その外表面の印刷インキ層４３に光輝性を付与して仕上げワニス層４２が設けられた構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前者の光輝性顔料を含有する塗料は、例えば缶体Ｃの塗装機１０は、図５に示すように、前記塗料をポンプＰによって塗料パン１１から彫刻ロール１２に供給すると共に余分な塗料をドクターブレード１３で掻き落としてピックアップし、アプリケーターロール１４を介して缶体Ｃの表面に塗装される。
一方、後者の光輝性顔料を含有するインキは、例えば缶体Ｃの印刷機２０は、図６に示すように、前記インキをポンプＰによってインキチャンバー２１から彫刻ロール２２に供給すると共に余分なインキをドクターブレード２３で掻き落としてピックアップし、版胴２４を介してブランケット２５に転写し、缶体Ｃの表面に印刷される。
【０００５】
そこで、本発明者らは、光輝感の向上のため、特開平１１−９１０３１号において、光輝性顔料による被覆面積率を５乃至５０％にすること、及びコーティング層中の光輝性顔料の平均粒径が５乃至２０μｍであることが重要であることを提案した。
また、本発明者らは、特願平１１−２１２２２３号において、光輝性インキの転移性、印刷の光輝感及び画線再現性の向上のため、平均粒径を５乃至２５μｍとした光輝性顔料を含む光輝性インキを彫刻ロールによりピックアップして刷版に供給し、前記刷版上のインキを、ブランケットホイールを介して缶胴上に施すことを提案した。
【０００６】
その際、前記彫刻ロールを、互いに交差する２種類の等間隔な平行線群より形成される格子部分に断面形状が台形の微小孔を設け、平行線のピッチを８０乃至２２０線／ｉｎｃｈの範囲とし、前記平行線を軸線に対して２５乃至７５度の範囲とするのが良く、この平行線と軸対称に他方の平行線を設け、前記微小孔の径を８０乃至３００μｍ、深さを６乃至５０μｍとすることも提案した。
しかしながら、アルミフレークや微粒子被覆パール顔料等の光輝性顔料を含有する塗料、或いはインキを、彫刻ロールで汲み上げてアプリケーターロールや版胴に供給すると、時間の経過と共に前記塗料、インキに配合した光輝性顔料が変形、微細化し、塗装、或いは印刷した際の光輝性顔料の本来の光輝性能が低下するといった問題があり、特に、前記光輝性顔料の平均粒子径が大きい程、その傾向が顕著となる。
【０００７】
そこで、本発明者らは、光輝性顔料を含有する塗料、或いはインキを彫刻ロールで汲み上げてアプリケーターロールや版胴に供給した場合でも、時間の経過と共に前記塗料、インキに配合した光輝性顔料が変形、微細化せず、塗装、或いは印刷した際の光輝性顔料の本来の光輝性能が得られる要因について鋭意検討を重ねた結果、一定の平均粒子径を有する光輝性顔料を用い、彫刻ロール表面に一定の傾斜角度を有する線状凹溝を設けること、及び前記線状凹溝を単位長さ当たり一定の線数設けることが前記問題点の解決に有効であることを見出した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、平均粒径が５乃至２５μｍの金属フレーク及び微粒子被覆パール顔料から成る群より選択された光輝性顔料を含有するインキ、或いは塗料を塗布、或いは印刷する方法において、光輝性を付与する部分に対応するロール表面のみに、傾斜角度が７０度乃至９０度未満の線状凹溝を設け、且つ、前記線状凹溝を８０乃至２００線／ｉｎｃｈ未満設けた彫刻ロールを用いてピックアップする光輝性を有する塗料、或いはインキの塗布、或いは印刷方法が提供される。本発明では、特に、前記線状凹溝の傾斜角度を７０度乃至８５度とするのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の光輝性を有する塗料、或いはインキの塗布、或いは印刷方法では、金属フレーク及び微粒子被覆パール顔料から成る群より選択された少なくとも１種の光輝性顔料を含有するインキ、或いは塗料を用いて、塗装、或いは印刷を行うが、この光輝性顔料として平均粒径５乃至２５μｍものを選択すること、及び少なくとも光輝性を付与する部分に対応するロール表面に、傾斜角度が７０度乃至９０度未満の線状凹溝を設け、且つ、前記線状凹溝を８０乃至２００線／ｉｎｃｈ未満設けた彫刻ロールを用いて光輝性塗料、或いは光輝性インキをピックアップすることが特徴である。
【００１０】
塗装塗膜層、或いは印刷インキ層に存在する金属フレーク顔料は、入射光に対して金属的反射光、即ち正面反射光を与えるものであり、また、微粒子被覆パール顔料は、入射光に対して多重反射による特異な干渉色光を与えるものである。
これらの顔料は、何れも塗装塗膜層、或いは印刷インキ層に光輝性の外観を与える点で共通している。
【００１１】
しかしながら、これらの光輝性顔料を含む塗料、インキにおける光輝感は、光輝性顔料の平均粒径と密接な関係にあり、平均粒径が５乃至２５μｍのものを用いるのが光輝感の点で重要であることが判った。即ち、この平均粒径が前記範囲を下回ると、塗装塗膜層、或いは印刷インキ層が全体的に暗くなる傾向があり、光輝性が不十分になることが確認されている。
一方、平均粒径が前記範囲を上回ると、光輝性顔料のある部分とない部分の反射の差が大きくなり、バランスの良い光輝性が得られないことが確認されている。
これに対して、前記範囲の平均粒径を有するものでは、明るく、しかもバランスの良い光輝感が発現される。
【００１２】
ところが、前記のような粒径の光輝性顔料を含む塗料、インキを、彫刻ロールを用いてピックアップして塗装、或いは印刷を行うと、時間の経過と共に前記塗料、インキに配合した光輝性顔料が彫刻ロールによって変形、微細化し、塗装、或いは印刷した際の光輝性顔料の本来の光輝性能が低下するといった問題があることが判った。
【００１３】
本発明によれば、前記した問題点は、少なくとも光輝性を付与する部分に対応するロール表面に傾斜角度が７０度乃至９０度未満の線状凹溝を設け、且つ、前記線状凹溝を８０乃至２００線／ｉｎｃｈ未満設けた彫刻ロールを用いて光輝性顔料を含む塗料、インキをピックアップすることより解消することができる。
【００１４】
彫刻ロール１は、図１に示すように、ロール表面に傾斜角度が７０度乃至９０度未満の彫刻、エッチング処理或いはレーザーによる線状凹溝２が設けられたロールである。
前記線状凹溝２の傾斜角度は、７０度以下であるとその角度が小さくなる程、光輝性顔料の時間の経過による光輝性顔料の変形、微細化が進み、また、９０度になると前記線状凹溝が常にドクターブレードの同一部分と接触し、前記線状凹溝の土手部（ロール表面と線状凹溝の稜線部）がドクターブレードを局所的に摩耗させ、掻き取り不良が発生するため前記範囲の７０度乃至９０度未満とし、特に、７０度乃至８５度とするのが好ましい
【００１５】
そして、前記線状凹溝２は、ロール表面に環状或いはスパイラル状に８０乃至２００線／ｉｎｃｈ未満設ける。
前記線状凹溝２の線数は、８０線／ｉｎｃｈ未満であると、画線の再現性や線目、或いは彫刻模様が生じて意匠性が低下し、また、２００線／ｉｎｃｈを越えると、彫刻ロールとドクターブレードとの間で光輝性顔料の変形、微細化が顕著になるため、前記範囲の８０乃至２００線／ｉｎｃｈとする。
尚、前記線状凹溝の断面形状は、図２に示す倒立三角形状、或いは図３に示す倒立台形形状といった種々の形状とすることができ、その目的等に応じて適宜選択すれば良い。
【００１６】
本発明の彫刻ロール１における前記線状凹溝２は、ロール表面の全体に亘って設けても良いし、或いは光輝性を付与する部分に対応するロール表面のみ設けても良い。
しかしながら、光輝性塗料、或いは光輝性インキのピックアップや転移時における光輝性顔料の線状凹溝２による変形、微細化等のダメージの点から、光輝性を付与する部分に対応するロール表面のみに前記線状凹溝２を設けるのが好ましい。
【００１７】
本発明を塗装に適用する場合は、その塗料としては熱硬化性塗料、或いは紫外線硬化性塗料のいずれであっても良く、前記塗料に光輝性顔料を分散させたもので、一方、本発明を印刷に適用する場合は、そのインキとしては光輝性顔料をビヒクル及び添加剤に、必要に応じて他の着色剤と共に分散させたものである。
そして、前記光輝性塗料、或いは光輝性インキは、温度３５℃及び剪断速度１００ｓｅｃ^−１で２Ｐａ・ｓｅｃ以下の粘度を有するものであることが、彫刻ロールの線上凹溝内に滞留させない点で好ましい。
【００１８】
本発明において用いる光輝性顔料は、金属フレーク及び微粒子被覆パール顔料から成る群より選択された少なくとも１種から成り、前述した範囲の平均粒径を有するものである。
これらの光輝性顔料粒子は、何れも偏平であって、塗装、或いは印刷の際に面方向に平行に配向する傾向を有するものであり、特異な金属光沢、或いは真珠光沢を有する。
【００１９】
金属フレークとしては、少なくとも表面が金属で形成されおり、フレーク状のものが使用され、例えば、ステンレススチール、鋼、鉄、黄銅、銅、真鍮、アルミニウム、ニッケル、銀、金等から成るフレークが使用される。
また、前記金属を蒸着した樹脂も使用される。
そして、これらの内でも、アルミニウムフレークが効果及び経済性の点で優れており、リーフィング型のものとノンリーフィング型のものが知られている。
【００２０】
前記リーフィング型のものは、ステアリン酸により処理されており、塗膜層、或いはインキ層の表面に浮く傾向があり、ややキラキラ感に欠ける傾向があるが、金属的な光沢を強く発現するものである。
一方、前記ノンリーフィング型のものは、オレイン酸で処理されており、塗膜層、或いはインキ層の表面に浮く傾向が無く、見る角度によってキラキラ感が強くなる傾向がある。
本発明においては、これらのいずれのアルミニウムフレークも使用可能であり、また、所望によってノンリーフィング型にリーフィング型を混ぜて使用することもできる。また、アルミニウムフレークに、微粒子や着色物質を付着させて、特異な色調のメタリック感を有する着色アルミニウムフレークも使用可能である。
【００２１】
微粒子被覆パール顔料としては、フレーク状基体の表面を微粒子で被覆したそれ自体公知で任意の微粒子被覆顔料のいずれも使用できるが、特に好適なものとして雲母チタン顔料が挙げられる。
【００２２】
本発明の光輝性を有する塗料の塗布、或いは印刷方法は、シームレス缶やスリーピース缶等の金属缶、缶蓋、金属キャップ等のそれ自体公知の任意の金属性包装体に適用することができる。一方、本発明の光輝性を有するインキの汲み上げ方法は、シームレス缶やスリーピース缶等の金属缶、缶蓋、金属キャップ等の金属性包装体、或いはボトル、カップ、キャップ等のそれ自体公知の合成樹脂性包装体に適用することができる。そして、前記シームレス缶の例としては、絞り成形、絞り−深絞り成形、絞り−薄肉化絞り成形、絞り−しごき成形、絞り−薄肉化絞り−しごき成形等で形成されたシームレス缶が挙げられ、一方、スリーピース缶の例としては、サイドシームを電気抵抗溶接した溶接缶が挙げられる。
【００２３】
また、これらの金属缶の内、内外面の有機被膜としてポリエステル樹脂等の結晶性熱可塑性樹脂を用いた場合は、本発明によって得られる光輝性を有する塗膜層、或いは印刷層は、外面の前記有機被膜上に施される。
この場合、前記熱可塑性樹脂は、溶融樹脂押し出しラミネート、或いはキャストフィルム、二軸延伸フィルムの形で金属板にラミネートされ、必要に応じて外面の熱可塑性樹脂には、金属板の色調を隠蔽する目的で無機フィラー（顔料）を含有させることができる。
尚、金属性包装体用の金属板上への塗装、印刷にも適用することが可能である。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
［インキ］
アルミニウムフレーク、微粒子被覆パールを表１に記載の配合でビヒクルに分散させて光輝性インキを調整した。
【００２５】
［塗料］
アルミニウムフレークを表１に記載の配合で分散させて光輝性塗料を調整した。
【００２６】
［粘度測定］
コーン／プレート型回転粘度計ＡＲＥＳ−１００ＦＲＴ−ＢＡＴＨ−ＳＴＤ（レオメトリックスサイエンティフィック・エフイー（株））を用いて、３５℃で剪断速度１００ｓｅｃ^−１における塗料、インキの見掛け粘度を測定した。
結果は表１に記載した。
【００２７】
表１

【００２８】
【試験条件】
［試験機］
図７に概略図を示した試験機を使用した。試験機３０は、インキ（塗料）パン３１、ドクターブレード３２及び彫刻ロール３３から構成され、パン３１に供給されたインキ（塗料）は、彫刻ロール３３で汲み上げられた後、余分なインキ（塗料）がドクターブレード３２で掻き落とされる。
ドクターブレード３２にはスウェーデン鋼を用い、彫刻ロール３３にはクロムめっき被覆ロールを使用し、彫刻ロール３３の表面の凹溝は、単位面積当たり８ｃｃ/ｍ２のインキ（塗料）を供給できる深さとした。
【００２９】
［実施条件］
インキパン３１に、表1に記載した光輝性インキ（塗料）を約２００ｇ供給した後、彫刻ロール３３を３０ｍ／分の速度で９０分間連続運転した。
運転前と９０分運転後のインキ（塗料）をそれぞれ２ｇ採取し、バーコーター＃４を用いて白色顔料含有のポリエステルフィルムを被覆した鋼板上に塗装し、前記インキ（塗料）を硬化させた。
尚、バーコーターを用いた試験では、全て「塗装」に分類されるため、ポリエステルフィルムを被覆した鋼板上にインキを塗布した金属板も、以下「塗装板」という。
【００３０】
［評価］
実施後にインキ（塗料）パン内に残ったインキ（塗料）中の光輝性顔料の平均粒子径を、レーザー回折式粒度分布計で測定すると共に、塗装板の光輝感を視感にて評価した。
また、各ロールを使用した場合の印刷（塗装）適性を評価した。
【００３１】
［実施例１］
彫刻ロール３３に、ロール軸線に対して７０度傾斜した線状凹溝を１９０線／ｉｎｃｈのピッチで螺旋状に設け、表１に記載の光輝性インキＡを印刷し、硬化させた。
この時の運転前と９０分運転後におけるインキの顔料粒径の変化率は−１．３％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感を視感にて評価した結果、光輝感も良好で、未使用インキを用いた塗装板とほぼ同等であった。
【００３２】
[実施例２]
彫刻ロール３３の線状凹溝を、ロール軸線に対して７５度傾斜させ、１４０線／ｉｎｃｈで設けた以外は実施例１と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−１．１％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感も良好で、未使用のインキを用いた塗装板と同等であった。
【００３３】[実施例３]
彫刻ロール３３の線状凹溝を、ロール軸線に対して８５度傾斜させ、８０線／ｉｎｃｈで設けた以外は実施例１と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−１．０％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感も良好で、未使用のインキを用いた塗装板と同等であった。
【００３４】
［実施例４］
表１に記載の光輝性インキＢを使用し、彫刻ロール３３の線状凹溝を、ロール軸線に対して７０度傾斜させ、８０線／ｉｎｃｈで設けた。
この時の運転前と９０分運転後におけるインキの顔料粒径の変化率は−１．３％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感も良好で、未使用のインキを用いた塗装板と同等であった。
【００３５】
[実施例５]
彫刻ロール３３の線状凹溝を、ロール軸線に対して８０度傾斜させ、１３０線／ｉｎｃｈで設けた以外は実施例２と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−１．３％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感も良好で、未使用のインキを用いた塗装板と同等であった。
【００３６】
［実施例６］
ロール軸線に対して８５度傾斜した線状凹溝を１９０線／ｉｎｃｈのピッチで設けた以外は、実施例２と同様の試験と評価を行った。顔料粒径の変化率は−１．３％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感も良好で、未使用のインキを用いた塗装板と同等であった。
【００３７】
［実施例７］
表１に記載の光輝性塗料Ｃを使用し、彫刻ロール３３の線状凹溝を、ロール軸線に対して７０度傾斜させ、８０線／ｉｎｃｈで設けた。
この時の運転前と９０分運転後における塗料の顔料粒径の変化率は−０．９％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感も良好で、未使用の塗料を用いた塗装板と同等であった。
【００３８】
［実施例８］
ロール軸線に対して８０度傾斜した線状凹溝を１５０線／ｉｎｃｈのピッチで設けた以外は、実施例７と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−０．８％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感も良好で、未使用の塗料を用いた塗装板と同等であった。
【００３９】
［実施例９］
ロール軸線に対して８５度傾斜した線状凹溝を１９０線／ｉｎｃｈのピッチで設けた以外は、実施例７と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−０．８％で、変形、微細化は殆ど発生せず、また、塗装板の光輝感も良好で、未使用の塗料を用いた塗装板と同等であった。
【００４０】
【比較例】
[比較例１]
ロール軸線に対して６０度傾斜した線状凹溝を１５０線／ｉｎｃｈのピッチで設けた彫刻ロールを使用した以外は、実施例１と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−１．９％で、塗装板の光輝感も未使用インキを用いた塗装板に劣っていた。
【００４１】
[比較例２]
ロールの軸線に対して９０度の線状凹溝を１５０線／ｉｎｃｈのピッチで設けた彫刻ロールを使用した以外は、実施例１と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−０．８％で、塗装板の光輝感も良好であった。
しかしながら、線状凹溝の土手部（ロール表面と線状凹溝の稜線部）が、ドクターブレードを局所的に摩耗させ、早期に掻き取り不良が発生した。
【００４２】
［比較例３］ロールの軸線に対して８０度傾斜した線状凹溝を２００線／ｉｎｃｈのピッチで設けた彫刻ロールを使用した以外は、実施例４と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−１．７％で、塗装板の光輝感も未使用インキを用いた塗装板に劣っていた。
【００４３】
［比較例４］
ロールの軸線に対して８５度傾斜した線状凹溝を７０線／ｉｎｃｈのピッチで設けた彫刻ロールを使用した以外は、実施例４と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−１．０％で、塗装板の光輝感も良好であった。
しかしながら、図６に例示した印刷機を使用して印刷した結果、画線ベタ部分に斜線模様が発生したり、細線の内、再現できない部分が多くなり、意匠性が低下した。
【００４４】
［比較例５］
ロールの軸線に対して６０度傾斜した線状凹溝を２００線／ｉｎｃｈのピッチで設けた彫刻ロールを使用した以外は、実施例４と同様の試験と評価を行った。顔料粒径の変化率は−３．３％で、塗装板の光輝感も未使用インキを用いた塗装板に大きく劣っていた。
【００４５】
［比較例６］
ロールの軸線に対して９０度の線状凹溝を８０線／ｉｎｃｈのピッチで設けた彫刻ロールを使用した以外は、実施例７と同様の試験と評価を行った。
顔料粒径の変化率は−０．７％で、塗装板の光輝感も良好であった。
しかしながら、線状凹溝の土手部（ロール表面と線状凹溝の稜線部）が、ドクターブレードを局所的に摩耗させ、早期に掻き取り不良が発生した。
以上，実施例及び比較例の評価の結果を表２にまとめた。
【００４６】
表２

【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、光輝性顔料を含む塗料、インキを、彫刻ロールを用いてピックアップして塗装、或いは印刷を行う際に、時間の経過と共に前記光輝性顔料が彫刻ロールによって変形、微細化することがなく、塗装、或いは印刷した際の光輝性顔料の本来の光輝性能が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用される彫刻ロールの参考図
【図２】本発明に使用される彫刻ロールの線状凹溝の断面参考図
【図３】本発明に使用される彫刻ロールの線状凹溝の断面参考図
【図４】金属性包装体の参考断面図
【図５】缶体の塗装機の参考図
【図６】缶体の印刷機の参考図
【図７】試験機の参考図
【符号の説明】
１彫刻ロール
２線状凹溝
１０塗装機
１１塗料パン
１２彫刻ロール
１３ドクターブレード
１４アプリケーターロール
２０印刷機
２１インキチャンバー
２２彫刻ロール
２３ドクターブレード
２４版胴
２５ブランケット胴
３０試験機
３１インキ（塗料）パン
３２彫刻ロール
３３ドクターブレード

Claims

平均粒径が５乃至２５μｍの金属フレーク及び微粒子被覆パール顔料から成る群より選択された光輝性顔料を含有するインキ、或いは塗料を塗布、或いは印刷する方法において、光輝性を付与する部分に対応するロール表面のみに、傾斜角度が７０度乃至９０度未満の線状凹溝を設け、且つ、前記線状凹溝を８０乃至２００線／ｉｎｃｈ未満設けた彫刻ロールを用いてピックアップすることを特徴とする光輝性を有する塗料、或いはインキの塗布、或いは印刷方法。
線状凹溝の傾斜角度を７０度乃至８５度とした請求項１に記載の光輝性を有する塗料、或いはインキの塗布、或いは印刷方法。