JP6926448B2 - グラビア印刷用水性インキ、化粧シート及びその製造方法、並びに化粧板 - Google Patents

Description

本発明は、グラビア印刷用水性インキ、化粧シート及びその製造方法、及び化粧板に関し、特に、建築物の床面、壁面、天井などの内装、家具並びに各種キャビネットなどの表面装飾材料、建具の表面化粧、車両内装などに用いられる化粧シート、及びその製造方法、化粧板、並びにグラビア印刷用水性インキに関するものである。

家具や建具の表面材としてメラミン化粧板やダップ化粧板が幅広く使用されている。そして、この種の化粧板においては、酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下含み、かつメラミン樹脂やタップ樹脂の含浸性を阻害しない透気度（８秒以上４０秒以下）の低い基材（紙）にグラビア印刷を施して装飾した化粧シートが用いられている。このグラビア印刷では、基材の特性からグラビア印刷適性が悪くなることを避けるため、有機溶剤を併用したインキが使用されている（特許文献１参照）。ここで言うグラビア印刷適性とは、インキの泳ぎ、ライト領域の網点のインキ転移の良し悪しで評価される。

特開平７−１７９０１８号公報

しかしながら、有機溶剤を併用した場合、インキに引火点が発生し、消防法で定める危険物に分類されるため、特別な印刷設備や印刷排気処理設備などの防爆設備を構築する必要がある。このような防爆設備は化粧シートの製造コストに跳ね返るため、化粧シートの製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は優れた印刷適性を維持しつつ安価なグラビア印刷用水性インキ、化粧シート及びその製造方法、並びに化粧板を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るグラビア印刷用水性インキは、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上で、水に対して自由混合可能、すなわち水溶性の多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有する。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る化粧シートの製造方法は、酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下含み、かつ透気度が８秒以上４０秒以下の紙基材に、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上、かつ水溶性の多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有するグラビア印刷用水性インキを使用してグラビア印刷により絵柄印刷層を形成する工程を備える。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る化粧シートは、
酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下で含有した紙基材に、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上、かつ水溶性の多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有するグラビア印刷用水性インキを使用して絵柄印刷層が形成されている。
さらに、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る化粧板は、酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下で含有した紙基材に、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上、かつ水溶性の多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有するグラビア印刷用水性インキを使用して絵柄印刷層が形成されている化粧シートを、基板の一方の面側に層状に重ねて形成している。

本発明の一態様によれば、優れた印刷適性を維持しつつ安価なグラビア印刷用水性インキ、化粧シート及びその製造方法、並びに化粧板を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る化粧シートの断面の形状の一例を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係る化粧シートを備えた化粧板の断面形状の一例を示す模式的断面図である。

以下に、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るグラビア印刷用水性インキ（以下、印刷インキ、水性インキということがある）、化粧シート及びその製造方法、及び化粧板について説明する。ここで、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、及び構造等が下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
（化粧シート）

図１に、本発明の一実施形態に係る化粧シートの断面の形状の一例を示す。

本実施形態の化粧シート１０は、基材となる紙基材１の一面上に、絵柄印刷層２が積層された積層構造になっている。

紙基材１としては、熱硬化性樹脂の含浸が可能な吸水性の良い紙などの繊維質紙が良く、例えば薄葉紙、チタン紙、上質紙、晒又は未晒クラフト紙などが例示できる。中でも印刷適性と樹脂含浸適性の両面で優れたチタン紙が最も好適である。本実施形態では、充填剤として酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下含み、かつ透気度が８秒以上４０秒以下のチタン紙を用いている。チタン紙には、必要に応じて、例えば着色剤、他の充填剤（シリカ、タルク、硫酸バリウムなど）、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤（ステアリン酸、金属石鹸など）、難燃剤、抗菌剤、防カビ剤、減摩剤、光散乱剤、艶調剤などの各種の添加材から選ばれる１種以上が添加されていても良い。

絵柄印刷層２は、化粧シート１０に意匠性を付与する。絵柄印刷層３は、例えば紙基材１の表面に絵柄模様を印刷することで形成できる。絵柄印刷層２の厚みは、絵柄模様の種類により異なるが、一般には０．１μｍ以上１０μｍ以下程度とすることが好ましい。

絵柄模様としては、例えば、木目模様、石目模様、砂目模様、タイル貼模様、煉瓦積模様、布目模様、皮絞模様、幾何学図形、文字、記号、抽象模様などが挙げられる。絵柄模様は、目的に応じて選択できる。

絵柄模様の印刷手法としては、例えばグラビア印刷、フレキソ印刷、シルクスクリーン印刷、オフセット印刷などが挙げられる。本実施形態では、グラビア印刷を用いている。

（グラビア印刷用水性インキ）
グラビア印刷用水性インキ（印刷インキ）としては、例えば、着色剤、バインダー樹脂（結着剤樹脂）、溶剤を含む印刷インキが使用できる。そして、印刷インキとしては、樹脂含浸適性を考慮すると水性インキを使用することが好ましい。それは、水性インキの方が油性インキと比較して含浸樹脂の水溶液との馴染みが良く、後の含浸工程において迅速かつ均一に含浸可能であり、しかも含浸樹脂との一体化によって優れた強度を発現することができるからである。

また、水性インキとしては、そのバインダー樹脂として少なくともカゼイン樹脂とアクリル樹脂とを含有する水性インキを使用することが最も好ましい。これらのバインダー樹脂は、インキの印刷に乾燥工程を経ることによって難水溶化する性質を有しており、後の樹脂含浸工程において含浸樹脂の水溶液に再溶解し難いので、絵柄模様を損なうことがなく、かつ含浸樹脂の汚染のおそれもないからである。

また、水性インキとしては、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上、かつ水溶性の多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有する。

（化粧シートの製造方法）
本実施形態の化粧シート１０の製造方法としては、酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下含み、かつ透気度が８秒以上４０秒以下の紙基材１に、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上、かつ水溶性の多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有する水性インキを使用してグラビア印刷により絵柄印刷層２を形成する工程を備える。この水性インキは、酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下含み、かつ透気度が８秒以上４０秒以下の紙基材１に対して優れたグラビア印刷適性を有する。そして、この水性インキは、引火点が７０℃以上であり、沸点が１５０℃以上である水溶性の多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有することで、消防法で定める危険物に分類されない引火点が１００℃以上に調整することが可能となり、化粧シート１０の製造において、特別な印刷設備や印刷排気処理設備などの防爆設備を構築する必要がない。したがって、本実施形態の化粧シート１０の製造方法によれば、優れたグラビア印刷適性を維持しつつ安価な化粧シート１０を提供することができる。

（化粧板）
図２は、本発明の一実施形態に係る化粧シートを備えた化粧板の断面形状の一例を示す模式的断面図である。

図２に示すように、本実施形態の化粧板２０は、基板１１の一面上に、上述の化粧シート１０を積層した積層構造になっている。そして、基板１１と化粧シート１０との間には接着層１２が設けられており、この接着層１２により基板１１と化粧シート１０とが接着されている。

基板１１としては、例えば、合板、パーティクルボード、中密度繊維板（ＭＤＦ）、ハードボードなどの木質板や金属板を用いることができる。接着層１２としては、例えば熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂などを用いることができる。

そして、化粧板２０は、基板１１に化粧シート１０を接着した後、化粧シート１０にメラミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、尿素係樹脂、フェノール係樹脂、ジアリルフタレート係樹脂、ベンゾグアナミン係樹脂、ウレタン系樹脂、アミノアルキド係樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて熱硬化させることによって製造される。

以下に、本実施形態の実施例及び比較例を示す。なお、本実施形態は下記の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、紙基材１として、酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下含み、かつ透気度が８秒以上４０秒以下で白色の８０ｇ／ｍ^２のチタン紙基材を用いた。

また、印刷インキとして、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上、かつ水溶性の多価アルコール誘導体の一種であるジエチレングリコールモノブチルエーテルを、水に対して２．０質量％含有する水性インキを用いた。

また、縦８４μｍ、横３０μｍのセル寸法でヘリオ彫刻されたセルを縦横にそれぞれ１５０個ずつ配置したグラビアベタ版を用いた。

そして、この水性インキ及びグラビアベタ版を使用してグラビア印刷によりチタン紙基材上に絵柄印刷層を形成することで実施例１の化粧シートを作製した。

（実施例２）
印刷インキとして、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを水に対して１０質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例１と同様にして実施例２の化粧シートを作製した。

（実施例３）
印刷インキとして、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを水に対して２０質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例１と同様にして実施例３の化粧シートを作製した。

（実施例４）
印刷インキとして、引火点が１００℃以上、かつ水溶性の多価アルコール誘導体の一種であるトリエチレングリコールモノメチルエーテルを水に対して５．０質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例１と同様にして実施例４の化粧シートを作製した。

（比較例１）
印刷インキとして、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを水に対して０．５質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例１と同様にして比較例１の化粧シートを作製した。

（比較例２）
印刷インキとして、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを水に対して２５．０質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例１と同様にして比較例２の化粧シートを作製した。

（比較例３）
印刷インキとして、トリエチレングリコールモノメチルエーテルを水に対して２５．０質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例４と同様にして比較例３の化粧シートを作製した。

（比較例４）
印刷インキとして、引火点が４２℃、かつ水溶性の多価アルコール誘導体の一種であるエチレングリコールモノメチルエーテルを水に対して２．０質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例１と同様にして比較例４の化粧シートを作製した。
（比較例５）

印刷インキとして、引火点が１２℃、かつアルコール系溶剤の一種であるイソプロピンアルコールを水に対して２．０質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例１と同様にして比較例５の化粧シートを作製した。

（比較例６）
印刷インキとして、引火点が１３６℃、かつアルコール系溶剤の一種であるラウリルアルコールを水に対して２．０質量％含有する水性インキを使用した以外は実施例１と同様にして比較例５の化粧シートを作製した。
（インキ引火点）

実施例１〜４及び比較例１〜６において、グラビア印刷に使用する水性インキの引火点を「原油及び石油製品引火点試験方法」（JIS K2265-1980）4.2.2に規定するタグ密閉式引火点測定器により測定した。このタグ密閉式引火点測定器により水性インキを１００℃に加熱した状態で引火点に達しなければ評価を１００℃以上とし、引火点に達していれば評価を１００℃未満とした。この評価結果を表１に示す。

（印刷適性評価）
実施例１〜４及び比較例１〜６の化粧シートについて、グラビアベタ版の全てのセルからインキが転移して形成された絵柄印刷層での網点の有無をマイクロスコープにて観察した。全てのセルからインキが転移して網点が形成された場合を１００として、５０未満であればグラビア印刷適性の評価を「×」とし、５０以上であれば印刷適性の評価を「○」とした。この評価結果を表１に示す。

（総合評価）
実施例１〜４及び比較例１〜６の化粧シートについて、上記タグ密閉式引火点測定器により水性インキを１００℃に加熱した状態で引火点に達したものは評価を「×」とし、印刷適性の評価は行わなかった。

また、水性インキに添加した溶剤が水と分離して適切な印刷が行えないと判断したものは評価を「×」とし、印刷適性の評価は行わなかった。

また、グラビア印刷を行った巻取り印刷物にて、常温１日放置後、乾燥不良によるブロッキングが発生したものは評価を「×」とした。
以上の評価結果を表１に示す。

表１から分かるように、水溶性の多価アルコール誘導体としてジエチレングリコールモノブチルエーテルを水に対して２．０質量％、５．０質量％、１０．０質量％含有する水性インキを使用した実施例１〜３、及び水溶性の多価アルコール誘導体としてトリエチレングリコールモノメチルエーテルを水に対して５．０質量％含有する水性インキを使用した実施例４においては、印刷適性基準や総合評価基準を満たすことから、優れたグラビア印刷適性であることが確認できた。そして、これらの水性インキにおいては、引火点が１００℃以上であり、消防法で定める危険物に分類されないことから、特別な印刷設備や印刷排気処理設備などの防爆設備を構築する必要がないことも確認できた。これにより、実施例１〜４では、優れたグラビア印刷適性を維持しつつ安価な化粧シートを提供することができることも確認できた。

また、水溶性の多価アルコール誘導体としてジエチレングリコールモノブチルエーテルを水に対して０．５質量％含有する水性インキを使用した比較例１、及び、水溶性の多価アルコール誘導体としてトリエチレングリコールモノメチルエーテルを水に対して２５．０質量％含有する水性インキを使用した比較例３においては、水性インキの引火点が１００℃以上であるものの、印刷適性基準、総合評価基準の少なくとも何れか一方を満たさないことも確認できた。
また、水溶性の多価アルコール誘導体としてジエチレングリコールモノブチルエーテルを水に対して２５．０質量％含有する水性インキを使用した比較例２においては、水性インキの引火点が１００℃未満であり、印刷適性基準、総合評価基準の何れも満たさないことも確認できた。

また、水溶性の多価アルコール誘導体としてエチレングリコールモノメチルエーテルを水に対して２．０質量％含有する水性インキを使用した比較例４、及び、アルコール系溶剤としてイソプロピルアルコールを水に対して２．０質量％含有する水性インキを使用した比較例５においては、水性インキの引火点が１００℃未満であり、印刷適性基準、総合評価基準の何れも満たさないことも確認できた。

また、アルコール系溶剤としてラウリルアルコールを水に対して２．０質量％含有する水性インキを使用した比較例６においては、水性インキの引火点が１００℃以上であるものの、印刷適性基準、総合評価基準の何れも満たさないことも確認できた。

以上のことから、水性インキの溶剤としては多価アルコール誘導体が好ましく、更に多価アルコール誘導体の含有量としては、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下の範囲内とすることが好ましいことも確認できた。

なお、上述した実施例では、多価アルコール誘導体として、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。溶剤引火点が７０℃以上の多価アルコール誘導体として、例えばトリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどを用いることもできる。

本発明に係るグラビア印刷用水性インキ、化粧シート及びその製造方法、及び化粧板は、例えば住宅、店舗、事務所、体育館などの床材に使用される化粧シートの製造に好適であり、また、これ以外の用途に使用されるグラビア印刷用水性インキ、化粧シート及びその製造方法、並びに化粧板にも適用可能である。

１…紙基材
２…絵柄印刷層
１０…化粧シート
１１…基板
１２…接着層
２０…化粧板

Claims (11)

1. 引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上で、水に対して自由混合可能な多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有し、
   樹脂バインダーとして、少なくともカゼイン樹脂とアクリル樹脂とを含有したこと特徴とするグラビア印刷用水性インキ。
2. 前記多価アルコール誘導体は、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテルの少なくとも一つが含有されている請求項１に記載のグラビア印刷用水性インキ。
3. 酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下で含有した紙基材に、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上で、水に対して自由混合可能な多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有したグラビア印刷用水性インキを使用して絵柄印刷層が形成されていることを特徴とする化粧シート。
4. 酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下で含有した紙基材に、請求項１又は２に記載のグラビア印刷用水性インキを使用して絵柄印刷層が形成されていることを特徴とする化粧シート。
5. 前記紙基材は、透気度が８秒以上４０秒以下のものである請求項３又は４に記載の化粧シート。
6. メラミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、尿素系樹脂、フェノール系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ベンゾクアナミン系樹脂、ウレタン系樹脂、アミノアルキド系樹脂の少なくとも一つが含浸されて熱硬化されている請求項３から５の何れか１項に記載の化粧シート。
7. 酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下で含有した紙基材に、引火点が７０℃以上、沸点が１５０℃以上で、水に対して自由混合可能な多価アルコール誘導体を、水に対して２．０質量％以上２０質量％以下で含有したグラビア印刷用水性インキを使用して、グラビア印刷により絵柄印刷層を形成する工程を含むことを特徴とする化粧シートの製造方法。
8. 酸化チタンを８質量％以上４０質量％以下で含有した紙基材に、請求項１又は２に記載のグラビア印刷用水性インキを使用して、グラビア印刷により絵柄印刷層を形成する工程を含むことを特徴とする化粧シートの製造方法。
9. 前記紙基材の透気度が８秒以上４０秒以下である請求項７又は８に記載の化粧シートの製造方法。
10. さらに、メラミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、尿素系樹脂、フェノール系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ベンゾクアナミン系樹脂、ウレタン系樹脂、アミノアルキド系樹脂の少なくとも一つを含浸して熱硬化する工程とを含む請求項７から９の何れか１項に記載の化粧シートの製造方法。
11. 基板の一方の面側に、請求項３から６の何れか１項に記載の化粧シートを層状に重ねて形成したことを特徴とする化粧板。

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