JP6255124B1 - リキッドインキ組成物、印刷物及びラミネート積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記芳香族溶剤、ケトン系溶剤を使用しないインキの場合でも、大気中への揮発性有機化学物質(VOC)の放出は免れない。また、VOC放出量の低減のために、水を有機溶剤と併用する事が有用であり、更に前記溶剤と水の併用はインキの転移性向上にも有用である。
高機能バリアーフィルムの中でも、透明バリアフィルムは、水蒸気、酸素などのガス透過を防ぐ機能を備えた透明フィルムであり、蒸着とコーティングの組み合わせにより優れたバリア性能を発揮することが知られている。透明蒸着フィルムは、ベースとなるフィルム上に透明な無機薄膜が蒸着プロセスで製膜された機能性フィルムである。
また、特許文献2(特開2016−104842)の特定の被覆処理された酸化チタンを含有する白色顔料を用いたグラビア白色インキ組成物では、耐ブロッキング対策として脂肪酸アマイドを添加してもよい旨が例示されている。
しかし、汎用フィルムから各種高機能フィルムまで、多種多様化する各種フィルムに対し、耐ブロキング性を保持しつつ、被印刷体への接着性、印刷適性、ラミネート強度が両立できているとは決して言えない。
尚、前記ポリエーテルポリオールの数平均分子量が100〜3500ものであることが好ましい。詳細は後述するが、ポリエーテルポリオールとしては、酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフランなどの重合体または共重合体のポリエーテルポリオール類が挙げられる。具体的には、ポリエチレングリコール、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など公知汎用のものでよい。ポリエーテルポリオールを上記の範囲で含有することにより、特に高機能バリアーフィルム上での密着性が大幅に向上し、結果として耐ブロッキング性、ラミネート強度が優れるようになる。
前記ポリエーテルポリオールの数平均分子量が100より小さいと、ポリウレタン樹脂(A)の皮膜が硬くなる傾向にありポリエステルフィルムへの接着性が低下する。数平均分子量が3500より大きい場合、ポリウレタン樹脂の皮膜が脆弱になる傾向にありインキ皮膜の耐ブロッキング性が低下する。ポリウレタン樹脂(A)100質量部に対してポリエーテルポリオールが1質量部未満であると、該ポリウレタン樹脂(A)のケトン、エステル、アルコール系溶剤への溶解性が低下し、高機能バリアーフィルム上での密着性が低下する傾向となる。またインキ皮膜の該溶剤への再溶解性が低下し、印刷物の調子再現性が低下する傾向となる。また50質量部を超えると、インキ皮膜が過剰に柔らかくなり、耐ブロッキングが劣る傾向と成り易い。
また、反応停止を目的とした末端封鎖剤として、一価の活性水素化合物を用いることもできる。かかる化合物としてはたとえば、ジーnーブチルアミン等のジアルキルアミン類やエタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類があげられる。更に、特にポリウレタン樹脂中にカルボキシル基を導入したいときには、グリシン、L−アラニン等のアミノ酸を反応停止剤として用いることができる。これらの末端封鎖剤は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
本発明のリキッドインキ組成物で使用するポリウレタン樹脂(A)のインキにおける含有量は、インキの被印刷体への接着性を十分にする観点からインキの総質量に対して4質量%以上、適度なインキ粘度やインキ製造時・印刷時の作業効率の観点から25質量%以下が好ましく、更には6〜15質量%の範囲が好ましい。
脂肪酸アマイドの添加量としては、インキ組成物固形分全量の0.05〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜1.0質量%である。添加量が2.0質量%を上回るとラミネート強度が低下する傾向にあり、添加量が0.05質量%を下回ると耐ブロキングの効果が低下してしまう。
セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートが好ましい。
また、各々単独で使用しても両者を組み合わせて使用してもよい。
セルロース系樹脂の添加量としては、インキ組成物固形分全量の0.1〜5.0質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜3.0質量%である。添加量が5.0質量%を上回るとラミネート強度が低下する傾向にあり、添加量が0.1質量%を下回ると耐ブロキングの効果が低下してしまう。
また、このような水(D)の添加により、使用有機溶剤成分を低減させることも可能である。水は有機溶剤に予め添加して含水の有機溶媒としてもよいし、別途特定量の水を添加してもよい。
着色剤はインキの濃度・着色力を確保するのに充分な量、すなわちインキの総質量に対して1〜50質量%の割合で含まれることが好ましい。また、着色剤は単独で、または2種以上を併用して用いることができる。
インキ中に気泡や予期せずに粗大粒子などが含まれる場合は、印刷物品質を低下させるため、濾過などにより取り除くことが好ましい。濾過器は従来公知のものを使用することができる。
インキの粘度は、使用される原材料の種類や量、例えばポリウレタン樹脂、着色剤、有機溶剤などを適宜選択することにより調整することができる。また、インキ中の顔料の粒度および粒度分布を調節することによりインキの粘度を調整することもできる。
前記高機能バリアーフィルムの中でも、透明バリアフィルムは、水蒸気、酸素などのガス透過を防ぐ機能を備えた透明フィルムであり、蒸着とコーティングの組み合わせにより優れたバリア性能を発揮することが知られており、本発明のリキッドインキ組成物を印刷してなる印刷物の原反として最も好ましい。前記透明蒸着フィルムは、ベースとなるフィルム上に透明な無機薄膜が蒸着プロセスで製膜された機能性フィルムであり、ベースとなるフィルム(PET、ナイロンなど)の上に無機蒸着バリア層を設けたものであり、無機蒸着バリア層としてはアルミナ蒸着バリア層、酸化ケイ素蒸着バリア層が好ましい。また、コーティング層が積層された構造のものでもよい。
透明蒸着フィルムの一例として、大日本印刷株式会社製「IB−PET」、三菱樹脂株式会社製「テックバリア」、尾池工業株式会社製「MOS−TEB」、凸版印刷株式会社製の「GL FILM」「PRIME BARRIER」等が挙げられる。
なお、本発明におけるGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による重量平均分子量(ポリスチレン換算)の測定は東ソー(株)社製HLC8220システムを用い以下の条件で行った。
分離カラム:東ソー(株)製TSKgelGMHHR−Nを4本使用。カラム温度:40℃。移動層:和光純薬工業(株)製テトラヒドロフラン。流速:1.0ml/分。試料濃度:1.0重量%。試料注入量:100マイクロリットル。検出器:示差屈折計。
粘度はトキメック社製B型粘度計で25℃において測定した。
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコールアジペートジオール62部(水酸基価:56.6mgKOH/g)とポリエチレングリコール38部(水酸基価:160mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート24.50部を仕込み、窒素気流下に90℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率1.68質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル67.0部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン4.71部、ジ−n−ブチルアミン0.11部、酢酸エチル129.1部およびイソプロピルアルコール105.6部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し、45℃で5時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液P1を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液P1は、樹脂固形分濃度30.3質量%、樹脂固形分のMwは54,000であった。
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコールアジペートジオール77部(水酸基価:140mgKOH/g)とプロピレングリコール23部(水酸基価:278mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート44.39部を仕込み、窒素気流下に90℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率2.73質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル77.7部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン8.78部、ジ−n−ブチルアミン0.11部、酢酸エチル154.7部およびイソプロピルアルコール125.2部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し、45℃で5時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液P2を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液P2は、樹脂固形分濃度30.4質量%、樹脂固形分のMwは54,000であった。
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコールアジペートジオール80部(水酸基価:56.6mgKOH/g)とネオペンチルグリコールアジペートジオール20部(水酸基価:109.8mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート22.49部を仕込み、窒素気流下に90℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率2.84質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル65.96部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン7.25部、ジ−n−ブチルアミン0.27部、酢酸エチル131.2部およびイソプロピルアルコール106.2部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し、45℃で5時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液P3を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液P3は、樹脂固形分濃度30.4質量%、樹脂固形分のMwは50,000であった。
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコールアジペートジオール35部(水酸基価:56.6mgKOH/g)とネオペンチルグリコールアジペートジオール65部(水酸基価:109.8mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート27.62部を仕込み、窒素気流下に90℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率2.84質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル68.7部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン7.48部、ジ−n−ブチルアミン0.4部、酢酸エチル136.8部およびイソプロピルアルコール110.7部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し、45℃で5時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液P4を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液P4は、樹脂固形分濃度30.4質量%、樹脂固形分の重量平均分子量は54,000であった。
表1に示すポリウレタン樹脂溶液P1(固形分30%)を25部、耐ブロッキング剤(B−1−1、固形分100%)エチレンビスオレイン酸アマイドを0.15部、水酸基を有する塩酢ビ樹脂溶液K(固形分15%)10部、酸化チタン顔料35部(石原産業(株)社製R780)、イソプロピルアルコール10部、酢酸エチル16.85部からなる水を除いた混合物をダイノーミル(ウィリー・エ・バッコーフェノン社製)を用いて混練し、得られた白色練肉ベースインキに更に水3部を添加し、本発明のリキッド白インキを作成した。
実施例2〜24、比較例1〜8についても表1〜4に示す配合にて、実施例1と同様の手順にてリキッドインキを製造した。
尚、各々の耐ブロキング剤について、
耐ブロッキング防止剤(B−1−1)エチレンビスオレイン酸アマイド:固形分100%
耐ブロッキング防止剤(B−1−2)ヘキサメチレンビスオレイン酸アマイド:固形分100%
耐ブロッキング防止剤(B−1−3)パルチミン酸アマイド/ステアリン酸アマイド=1/1:固形分100%
(シリカ)
耐ブロッキング防止剤(B−2)サイリシア430(富士シリア化学(株)製、平均粒子径4.1μm):固形分100%
耐ブロッキング剤(B−3)セルロースアセテートプロピオネート:固形分20%
セルロースアセテートプロピオネート樹脂は、アセチル基含有量2.5質量%、プロピオニル基含有率45質量%、水酸基含有率2.6重量%、ガラス転移温度142℃の、イーストマンケミカル社製「CAP−504−0.2」を以下の比率にて溶解したものを使用した。
セルロースアセテートプロピオネート樹脂 20質量%
酢酸エチル 40質量%
イソプロピルアルコール 40質量%
また、比較例1〜6については水を無添加とした。
得られたリキッド白インキの粘度を酢酸エチル/イソプロピルアルコール=50/50の混合有機溶剤で希釈し、25℃にてザーンカップ#3(離合社製)で16秒になるように希釈した。得られたリキッド白インキを、版深度25μmを有するレーザーグラビア版を取り付けたグラビア印刷機(DICエンジニアリング株式会社製)を用いて、片面にコロナ処理を施した二軸延伸ポリエステルフィルム(東洋紡績株式会社製 E−5100 厚さ12μm)の処理面に印刷を行った。そして、印刷物の印刷部分へのインキの転移度(カスレ度)を次の3段階で目視評価した。カスレ試験は、グラビア版の円周600mmφで300m/分の印刷速度での評価を行った。
○:カスレが発生していない。
△:少しカスレが発生している。
×:カスレが多発している。
得られたリキッド白インキの粘度を酢酸エチルでザーンカップ#3(離合社製)で16秒(25℃)に調整し、版深35μmグラビア版を備えたグラビア校正機により、表1〜4に示す各種バリアフィルム(W、X、Y、Z)で作製した印刷物を1日放置後、印刷面にセロハンテープ(ニチバン製12mm幅)を貼り付け、これを急速に剥がしたときの印刷皮膜の外観の状態を次の3段階で目視判定した。
○:印刷皮膜が全く剥がれなかった。
△:印刷皮膜の50〜80%がフィルムに残った。
×:印刷皮膜の50%以下がフィルムに残った。
2)の接着性の評価と同様に作製した二軸延伸ポリプロピレン(OPPフィルム)フィルムによる印刷物、及び2)の各種バリアフィルムによる印刷物の、印刷面と非印刷面が接触するようにフィルムを重ね合わせ、10kgf/cm2の加重をかけ、40℃の環境下に12時間経時させ、取り出し後、非印刷面へのインキの転移の状態を、次の3段階で目視評価した。
評価対象のOPPフィルムは、東洋紡(株)製 P2161(厚み:20μm)を使用した。
○:非印刷面へのインキの転移量0%で転移が見られない
△:20%未満の転移が見られる
×:転移量20%以上が転移している
2)の接着性の評価と同様に作成した二軸延伸ポリエステルフィルムの印刷物にウレタン系のドライラミネート接着剤ディックドライLX−703VL/KR−90(DIC製)にてドライラミネート機(DICエンジニアリング製)によって無延伸ポリプロピレンフィルム(以下、R−CPP:東レ合成フィルム社製 ZK−75 50μm)を積層し、40℃で5日間エージング施し、ラミネート物を得た後、15mm幅に切り出し引っ張り速度300mm/分で90度剥離試験を行った。
二軸延伸ポリエステルフィルム(PETフィルム:東洋紡績株式会社製 E−5100 厚さ12μm)
評価対象のバリアフィルム
W:大日本印刷(株)製 アルミナ蒸着透明PETフィルム IB−PET−PUB(厚み:12μm)
X:三菱樹脂(株)製 シリカ蒸着透明PETフィルム テックバリア TX−R(厚み:12μm)
Y:尾池工業(株)製 シリカ蒸着透明PETフィルム MOS−TEB(厚み:12μm)
Z:凸版印刷(株)製 酸化アルミニウム蒸着透明PETフィルム GL−ARH(厚み:12μm)
評価対象のOPPフィルム
U:東洋紡(株)製 P2161(厚み:20μm)
実施例では汎用フィルムから各種高機能フィルムまで、多種多様化する各種フィルムに対し、耐ブロキング性を保持しつつ、被印刷体への接着性、印刷適性、ラミネート強度に優れるリキッドインキ組成物が得られる。
Claims (9)
- ポリウレタン樹脂(A)、耐ブロッキング防止剤(B)、有機溶剤(C)、水(D)、及び顔料(E)を含有するリキッドインキ組成物であって、
前記耐ブロッキング防止剤(B)が、脂肪酸アマイド、シリカ化合物、セルロースアセートプロピオネート、及びセルロースアセテートブチレートからなる群から選ばれる2つ以上である事を特徴とするリキッドインキ組成物。
- 前記ポリウレタン樹脂(A)がポリエーテルポリオールを反応原料とするものであり、ポリウレタン樹脂(A)全量に対するポリエーテル樹脂が1〜50質量%である請求項1に記載のリキッドインキ組成物。
- 前記耐ブロッキング防止剤(B)がシリカ化合物、及び脂肪酸アマイド、セルロースアセートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートからなる群から選ばれる何れか1つである請求項1又は2に記載のリキッドインキ組成物。
- 前記脂肪酸アマイドが、パルチミン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド、及びヘキサメチレンビスオレイン酸アマイドからなる群から選ばれる1つ以上である請求項1〜3の何れか1つに記載のリキッドインキ組成物。
- 更に、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(F)を含有する請求項1〜4の何れか1つに記載のリキッドインキ組成物。
- 前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(F)が水酸基を含有し、その水酸基価が50〜200mgKOH/gであり、かつ前記共重合樹脂中の塩化ビニル成分の含有比率が80〜95質量%である請求項1〜5の何れか1つに記載のリキッドインキ組成物。
- 前記有機溶剤(C)が芳香族有機溶剤及び/又はケトン系溶剤を含まない請求項1〜6の何れか1つに記載のリキッドインキ組成物。
- 請求項1〜7の何れか1つに記載のリキッドインキ組成物を印刷してなる印刷物。
- 請求項1〜7の何れか1つに記載のリキッドインキ組成物を印刷してなる印刷層を有するラミネート積層体。
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