JP4710100B2

JP4710100B2 - Printing ink composition and coating method using the same

Info

Publication number: JP4710100B2
Application number: JP2000091112A
Authority: JP
Inventors: 弘之武衛; 澄雄大槻
Original assignee: DIC Corp
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001279148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷インキの分野、特に金属印刷インキに関して優れた印刷適性、及び塗膜物性を有する印刷インキ組成物及びそれを用いた被覆方法を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属缶は、果汁飲料・清涼飲料・炭酸飲料・ビール等のアルコール飲料・食品等の包装容器として広く使用されている。金属缶の外面は、腐食防止、美装等の目的で印刷・塗装が施されている。この印刷・塗装方法としてはアルミ、鉄、またはこれらに熱可塑性樹脂を被覆された金属素材上に、あるいはベースコートを施した上に印刷し、この上に表面保護や外観向上のためにオーバープリント用ワニスを塗装し焼付乾燥させる方法が一般的に行われる。しかし、近年、有機溶剤による大気汚染、作業環境での安全衛生面から金属印刷の分野においても水性型オーバープリント用ワニスが使用されつつある。
【０００３】
従来の印刷インキが水性型オーバープリント用ワニスと共に使用されると、塗膜にハジキやインキの凝集等の現象が発生し、光沢や密着不良等の塗膜性能の低下を生じるものであった。
【０００４】
水性型オーバープリント用ワニスに対して適性を有する金属印刷インキとしてインキの溶剤に関わる物が種々提案されている。例えば、アルキレングリコールのプロピレンオキサイド付加物（特開昭６２−２９５９７５）、アルキレングリコールのアルキルエーテル化合物（特開昭６２−２９５９７６）、（ポリ）グリセリンのアルキレンオキサイド変性物（特開平４−１０６１６６）等が挙げられる。しかし、これらのインキは溶剤の極性が高いために印刷時にミスチングが発生して作業環境を著しく悪化させるという問題を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題を解決しようとするものであり、すなわち水性型オーバープリント用ワニスに対して適性を有し、かつ印刷時のミスチングを減少させる印刷インキ組成物とそれを用いた被覆方法を提供することにある。
【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べく鋭意検討の結果、以下の発明に至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、顔料、樹脂、及び溶剤より主として構成される印刷インキ組成物において、該溶剤成分として、炭素数３以上のオキシアルキレン基からなるポリアルキレングリコール、すなわち、炭素数２以下のオキシアルキレン基を含まないポリアルキレングリコールから選ばれる化合物のエチレンオキサイドの２〜５０モル付加体の１種もしくは２種以上を含有することを特徴とする印刷インキ組成物に関する。
【０００８】
さらに、本発明は、溶剤成分が、炭素数３もしくは４のオキシアルキレン基からなるポリアルキレングリコールのエチレンオキサイドの２〜５０モル付加体であることを特徴とする印刷インキ組成物に関する。
【０００９】
また、本発明は、溶剤成分が、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチレングリコールから選ばれる化合物のエチレンオキサイドの２〜３０モル付加体であることを特徴とする印刷インキ組成物であり、印刷された本発明の印刷インキ組成物上に熱硬化性を有するオーバープリント用ワニスを塗布し、加熱硬化させることを特徴とする被覆方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の印刷インキ組成物について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の溶剤成分を構成するポリアルキレングリコールは、炭素数３以上のアルキレン基、好ましくは炭素数３もしくは４のオキシアルキレン基からなるポリアルキレングリコールである。具体的には、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチレングリコールなどがあげられる。
【００１２】
これらのポリアルキレングリコールの分子量は、通常３００〜４０００の範囲で、好ましくは５００〜３０００である。この範囲より小さくなるとミスチングが増え、大きくなるとインキの流動性が低下する。
【００１３】
前記したポリアルキレングリコールに対するエチレンオキサイドの付加モル数は、２〜５０、好ましくは２〜３０である。この範囲より小さくなるとインキの流動性が低下し、大きくなるとミスチングが増える。
【００１４】
本発明における前記の特定の溶剤成分の使用量は、インキ組成物中において０．５〜３０重量％、好ましくは１〜２０重量％である。使用量がこの範囲より少ないと所定の効果が得られず、また、この範囲を超えるとミスチングが増加する。
【００１５】
本発明のインキ組成物は、本発明の溶剤成分と顔料、樹脂を主成分として構成される。顔料としては、なんら制限が無く通常の無機顔料、有機顔料、染料が使用できる。
【００１６】
本発明のインキ組成物の樹脂としては、従来より用いられている樹脂が使用できる。すなわち、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ケトン樹脂、あるいはこれらの変性樹脂等が単独、または必要に応じて２種以上使用できる。
【００１７】
さらに、必要に応じて硬化剤として、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、あるいはこれらの共縮合物、ブロックイソシアネート等が使用できる。
【００１８】
本発明のインキ組成物において、本発明の前記溶剤成分と共に、従来のインキ溶剤が使用できる。たとえば、飽和炭化水素、芳香族炭化水素、（ポリ）アルキレングリコール、（ポリ）アルキレングリコールのアルキルエーテル、（ポリ）アルキレングリコールのアルキルエステル、高級アルコール等が例示できる。これらの使用量は、通常印刷が行われるインキのＴ．Ｖが２〜２０の範囲に調整できれば良く特に制限はないが、通常５〜６０重量％の範囲である。
【００１９】
本発明のその他の成分としては、必要に応じて公知の顔料分散剤、ワックス、ドライヤー、安定剤、酸触媒等を添加することが可能である。
【００２０】
本発明のインキ組成物は、上述した各種原料を使用して従来の方法にて製造でき、たとえば、３本ロールミル、ボールミル等を使用した常法にて製造できる。
【００２１】
本発明の印刷インキ組成物は、オフセット方式、ドライオフセット方式など通常の印刷方式によって容易に印刷する事が出来る。インキ膜厚は任意であるが、例えば０．１〜６ミクロンの範囲で行えばよい。
【００２２】
本発明の印刷インキ組成物と組み合わせるオーバープリント用ワニスは、加熱によって硬化する通常の金属印刷塗装に使われる任意の水性型又は溶剤型のオーバープリント用ワニスが使用でき特に制限はない。
【００２３】
本発明の印刷インキ組成物と組み合わされるオーバープリント用ワニスは、基本的に金属板上に印刷された未乾燥のインキ上にロールコーター塗装された後、１５０〜２５０℃で５秒〜１５分間加熱乾燥されることにより、外観、硬度、加工性、耐レトルト性に優れる塗膜を形成することができる。
【００２４】
本発明の印刷インキ組成物と組み合わせるオーバープリント用ワニスの塗装方法は、通常のコーター方式で行うことができる。オーバープリント用ワニスの膜厚は任意であるが、例えば３〜１０ミクロンの範囲で行えばよい。
【００２５】
以下本発明の理解を容易にするため、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。なお、各例中の部及び％は重量基準によるものである。
【００２６】
【実施例】
（合成例１：アルキッド樹脂の製造）攪拌機、精留塔、水分離器、コンデンサー、窒素導入管、温度計を具備した反応装置に、脱水ひまし油脂肪酸４２０部、ネオペンチルグリコール１４６部、トリメチロールプロパン９４部、ペンタエリスリトール９５部、無水フタル酸３４１部を仕込み、常法にてエステル化反応し、酸価１３の淡黄色透明樹脂を得た。これを樹脂１とする。
【００２７】
（合成例２：ポリエステル樹脂の製造）合成例１と同様の反応装置に、ジエチレングリコール２０８部、トリメチロールエタン７２部、イソフタル酸２２６部、アジピン酸１４６部を仕込み、常法にてエステル化反応し、酸価１５の淡黄色透明樹脂を得た。これを樹脂２とする。
【００２８】
（実施例１〜７比較例１〜６）
エチレンオキサイド付加した溶剤である、表１に示す溶剤、及び、付加しない溶剤である、表２に示した各溶剤成分を使用して、表３、表４に各々示した組成にて３本ロールミルを用いてインキ組成物を調製した。
【００２９】
試験方法
（１）ミスチング試験
実施例１〜７、比較例１〜６で得られたインキ組成物を各々２．６４ＣＣ採取し、予めローラー温度を４０℃に設定したインコメーターのローラー上に均一に塗布した後、１６００ｒｐｍで５分間回転させた。ローラー下部に置いた白紙上へのインキの飛散の程度を目視判定した。良好なものを○、不良なものを×として評価した。
【００３０】
（２）流動性
実施例１〜７、比較例１〜６で得られたインキ組成物について、スプレッドメーターにてフロー値を測定し、フロー傾斜（スロープ）値にて評価した。フロー傾斜値が３以上のものを○、３未満のものを×として評価した。
【００３１】
（３）塗装性（水性型オーバープリント用ワニス適性；ハジキ・光沢）
実施例１〜７、比較例１〜６で得られたインキ組成物を、各々インキ皮膜厚が１．５μmとなるようにアルミ板にＲＩテスターで印刷した。印刷にき続きインキをウェット状態のままで、水性オーバープリント用ワニスである２Ｗ−１３１（大日本インキ化学工業製）を４５ｍｇ／１００ｃｍ２（焼き付け後固形分）の塗膜量となるように塗装した。上記の条件で印刷塗装した印刷塗装板を２００℃ ４５秒＋２００℃ ９０秒（ピーク温度）の条件で焼き付け乾燥する。塗膜を目視して、良好なものを○、不良なものを×として評価した。
【００３２】
以上の評価結果を表５、表６にまとめた。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１に於ける略号は以下を示す。
＊１ＰＰＧ：ポリプロピレングリコール
＊２ＰＴＭＧ：ポリテトラメチレングリコール
＊３ＰＢＧ：ポリブチレングリコール
【００３５】
【表２】

【００３６】
表２に於ける略号は以下を示す。
＊１ＰＰＧ：ポリプロピレングリコール
＊２ＰＥＧ：ポリエチレングリコール
＊３アルケン５６Ｎ（日本石油洗剤（株）製）
【００３７】
【表３】

【００３８】
表３の「顔料＊」は、ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ（大日本インキ化学工業製）である。
【００３９】
【表４】

【００４０】
表４の「顔料＊」は、ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ（大日本インキ化学工業製）である。
【００４１】
【表５】

【００４２】
【表６】

【００４３】
【発明の効果】
以上、実施例等で示した通り、本発明で特定する溶剤成分を含有する印刷インキ組成物は、印刷時のミスチングが防止でき、インキを印刷後ウェットの状態で水性タイプのオーバープリント用ワニスを塗装・加熱乾燥する印刷塗装方式において優れた適性を有している。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention intends to provide a printing ink composition having excellent printability and coating film properties in the field of printing inks, particularly metal printing inks, and a coating method using the same.
[0002]
[Prior art]
Metal cans are widely used as packaging containers for fruit drinks, soft drinks, carbonated drinks, alcoholic drinks such as beer, and foods. The outer surface of the metal can is printed and painted for the purpose of preventing corrosion and aesthetics. For this printing / coating method, printing is performed on aluminum, iron, or a metal material coated with a thermoplastic resin, or on a base coat, and overprinted for surface protection and appearance improvement. A method of painting and baking and drying a varnish is generally performed. However, in recent years, water-based overprint varnishes are being used also in the field of metal printing from the viewpoint of air pollution by organic solvents and safety and health in the work environment.
[0003]
When a conventional printing ink is used together with a varnish for water-based overprinting, phenomena such as repellency and ink aggregation occur in the coating film, resulting in deterioration of coating film performance such as gloss and poor adhesion.
[0004]
Various metal printing inks that are suitable for water-based overprint varnishes have been proposed in connection with ink solvents. For example, propylene oxide adducts of alkylene glycol (Japanese Patent Laid-Open No. 62-295975), alkyl ether compounds of alkylene glycol (Japanese Patent Laid-Open No. 62-295976), modified alkylene oxide of (poly) glycerin (Japanese Patent Laid-Open No. 4-106166), etc. Is mentioned. However, these inks have a problem that misting occurs during printing due to the high polarity of the solvent, and the working environment is remarkably deteriorated.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above problems, that is, to provide a printing ink composition that is suitable for a water-based overprint varnish and that reduces misting during printing, and a coating method using the same. There is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reached the following invention.
[0007]
That is, the present invention relates to a printing ink composition mainly composed of a pigment, a resin, and a solvent, and as the solvent component, a polyalkylene glycol composed of an oxyalkylene group having 3 or more carbon atoms, that is, an oxy having 2 or less carbon atoms. The present invention relates to a printing ink composition comprising one or more of 2 to 50 mol adduct of ethylene oxide of a compound selected from polyalkylene glycols not containing an alkylene group.
[0008]
Furthermore, the present invention relates to a printing ink composition, wherein the solvent component is a 2 to 50 mol adduct of polyalkylene glycol ethylene oxide composed of an oxyalkylene group having 3 or 4 carbon atoms.
[0009]
Further, the present invention is a printing ink composition characterized in that the solvent component is a 2 to 30 mol adduct of ethylene oxide of a compound selected from polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and polybutylene glycol. It is related with the coating method characterized by apply | coating the overprint varnish which has thermosetting on the printed ink composition of this invention, and making it heat-harden.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the printing ink composition of the present invention will be described in detail.
[0011]
The polyalkylene glycol constituting the solvent component of the present invention is a polyalkylene glycol comprising an alkylene group having 3 or more carbon atoms, preferably an oxyalkylene group having 3 or 4 carbon atoms. Specific examples include polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polybutylene glycol and the like.
[0012]
The molecular weight of these polyalkylene glycols is usually in the range of 300 to 4000, preferably 500 to 3000. If it is smaller than this range, misting increases, and if it is larger, the fluidity of the ink decreases.
[0013]
The number of moles of ethylene oxide added to the polyalkylene glycol is 2 to 50, preferably 2 to 30. When it is smaller than this range, the fluidity of the ink is lowered, and when it is larger, misting is increased.
[0014]
The amount of the specific solvent component used in the present invention is 0.5 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight in the ink composition. If the amount used is less than this range, the predetermined effect cannot be obtained, and if it exceeds this range, misting increases.
[0015]
The ink composition of the present invention is composed mainly of the solvent component of the present invention, a pigment, and a resin. As the pigment, there are no restrictions and ordinary inorganic pigments, organic pigments and dyes can be used.
[0016]
Conventionally used resins can be used as the resin for the ink composition of the present invention. That is, an alkyd resin, a polyester resin, an epoxy ester resin, an acrylic resin, a phenol resin, a petroleum resin, a ketone resin, or a modified resin thereof can be used singly or as required.
[0017]
Furthermore, a melamine resin, a benzoguanamine resin, a urea resin, or a co-condensate thereof, a blocked isocyanate, or the like can be used as a curing agent as necessary.
[0018]
In the ink composition of the present invention, a conventional ink solvent can be used together with the solvent component of the present invention. Examples include saturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, (poly) alkylene glycols, alkyl ethers of (poly) alkylene glycols, alkyl esters of (poly) alkylene glycols, higher alcohols, and the like. The amount of these used is the T.I. There is no particular limitation as long as V can be adjusted in the range of 2 to 20, but it is usually in the range of 5 to 60 wt%.
[0019]
As other components of the present invention, known pigment dispersants, waxes, driers, stabilizers, acid catalysts, and the like can be added as necessary.
[0020]
The ink composition of the present invention can be produced by a conventional method using the various raw materials described above, and can be produced by a conventional method using, for example, a three-roll mill, a ball mill or the like.
[0021]
The printing ink composition of the present invention can be easily printed by a normal printing method such as an offset method or a dry offset method. Although the ink film thickness is arbitrary, it may be performed in the range of 0.1 to 6 microns, for example.
[0022]
The overprint varnish used in combination with the printing ink composition of the present invention is not particularly limited, and any water-based or solvent-type overprint varnish used for ordinary metal print coating that is cured by heating can be used.
[0023]
The overprint varnish combined with the printing ink composition of the present invention is basically coated on a wet ink printed on a metal plate with a roll coater and then heated at 150 to 250 ° C. for 5 seconds to 15 minutes. By drying, a coating film having excellent appearance, hardness, workability, and retort resistance can be formed.
[0024]
The coating method of the varnish for overprinting combined with the printing ink composition of the present invention can be performed by an ordinary coater method. Although the film thickness of the overprint varnish is arbitrary, it may be performed, for example, in the range of 3 to 10 microns.
[0025]
Hereinafter, in order to facilitate understanding of the present invention, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to the examples. In addition, the part and% in each example are based on a weight standard.
[0026]
【Example】
(Synthesis Example 1: Production of alkyd resin) In a reaction apparatus equipped with a stirrer, a rectifying column, a water separator, a condenser, a nitrogen introduction tube, and a thermometer, 420 parts of dehydrated castor oil fatty acid, 146 parts of neopentyl glycol, trimethylolpropane 94 parts, 95 parts of pentaerythritol and 341 parts of phthalic anhydride were charged and subjected to esterification by a conventional method to obtain a pale yellow transparent resin having an acid value of 13. This is Resin 1.
[0027]
(Synthesis Example 2: Production of Polyester Resin) In the same reactor as in Synthesis Example 1, 208 parts of diethylene glycol, 72 parts of trimethylolethane, 226 parts of isophthalic acid, and 146 parts of adipic acid were charged and subjected to an esterification reaction in a conventional manner. A light yellow transparent resin having an acid value of 15 was obtained. This is Resin 2.
[0028]
(Examples 1-7 Comparative Examples 1-6)
Three roll mills having the compositions shown in Tables 3 and 4 using the solvents shown in Table 1 that are added with ethylene oxide and the solvent components shown in Table 2 that are not added. Was used to prepare an ink composition.
[0029]
Test method (1) Misting test 2.64 CC of the ink compositions obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 were sampled, and uniformly on the roller of the incometer in which the roller temperature was set to 40 ° C. in advance. After coating, it was rotated at 1600 rpm for 5 minutes. The degree of ink scattering on the white paper placed under the roller was visually judged. The good ones were evaluated as ◯ and the poor ones as x.
[0030]
(2) Fluidity For the ink compositions obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6, the flow value was measured with a spread meter, and the flow gradient (slope) value was evaluated. Those having a flow slope value of 3 or more were evaluated as ○, and those having a flow inclination value of less than 3 were evaluated as ×.
[0031]
(3) Paintability (suitability for water-based overprint varnish; repellent / glossy)
The ink compositions obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 were printed on an aluminum plate with an RI tester so that the ink film thickness was 1.5 μm. Following printing, 2W-131 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), a varnish for aqueous overprinting, was applied in a wet state so that the coating amount was 45 mg / 100 cm 2 (solid content after baking). . The printed coated plate printed and coated under the above conditions is baked and dried under the conditions of 200 ° C. 45 seconds + 200 ° C. 90 seconds (peak temperature). By visually observing the coating film, a good one was evaluated as ◯, and a poor one was evaluated as x.
[0032]
The above evaluation results are summarized in Tables 5 and 6.
[0033]
[Table 1]

[0034]
The abbreviations in Table 1 indicate the following.
* 1 PPG: Polypropylene glycol * 2 PTMG: Polytetramethylene glycol * 3 PBG: Polybutylene glycol
[Table 2]

[0036]
The abbreviations in Table 2 indicate the following.
* 1 PPG: Polypropylene glycol * 2 PEG: Polyethylene glycol * 3 Alkene 56N (manufactured by Japan Petroleum Detergent Co., Ltd.)
[0037]
[Table 3]

[0038]
“Pigment *” in Table 3 is Fast Gen Blue TGR-L (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.).
[0039]
[Table 4]

[0040]
“Pigment *” in Table 4 is Fast Gen Blue TGR-L (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.).
[0041]
[Table 5]

[0042]
[Table 6]

[0043]
【The invention's effect】
As described above, as shown in the examples, the printing ink composition containing the solvent component specified in the present invention can prevent misting at the time of printing, and can form an aqueous overprint varnish in a wet state after printing the ink. It has excellent suitability for printing and painting methods for painting and heat drying.

Claims

In an offset printing ink composition mainly composed of a pigment, a resin, and a solvent, the solvent component contains an adduct of 2 to 30 mol of ethylene oxide of a compound selected from polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and polybutylene glycol. An offset printing ink composition for metal printing .