JP7148457B2 - 積層体及びそれを用いる包装容器 - Google Patents
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Description
本発明は、フィルム、印刷層、接着剤層及び基材層を有する積層体及びそれを用いる包装容器に関し、より詳細には食品、医療品、化粧品等の包装用材料として有用な積層体及びそれを用いる包装容器に関する。
食品、菓子、生活雑貨、ペットフード等には意匠性、経済性、内容物保護性、輸送性等の観点から、各種プラスチックフィルムを使用した包装材料が使用されている。また、多くの包装材料には消費者へアピールする意匠、メッセージ等の付与を意図してグラビア印刷やフレキソ印刷が施されている。
そして包装材料を得るために、包装材料の基材フィルムの表面に印刷する表刷り印刷、あるいは包装材料の基材フィルム裏面の印刷面に必要に応じて接着剤やアンカー剤を塗布し、フィルムにラミネーション加工を施す裏刷り印刷が行われる。
裏刷り印刷では、各種汎用フィルム(ポリエステル、ナイロン)、アルミニウム箔、各種高機能フィルム(無機や有機のバリア材が塗布されたフィルム)等の各種フィルム上に色インキ、白インキを順次印刷後、該白インキの印刷層上に、接着剤を用いたドライラミネート加工や、接着剤(アンカーコート剤)を用いたエクストルージョンラミネート加工等によりヒートシールを目的にポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等が積層されている。
そして包装材料を得るために、包装材料の基材フィルムの表面に印刷する表刷り印刷、あるいは包装材料の基材フィルム裏面の印刷面に必要に応じて接着剤やアンカー剤を塗布し、フィルムにラミネーション加工を施す裏刷り印刷が行われる。
裏刷り印刷では、各種汎用フィルム(ポリエステル、ナイロン)、アルミニウム箔、各種高機能フィルム(無機や有機のバリア材が塗布されたフィルム)等の各種フィルム上に色インキ、白インキを順次印刷後、該白インキの印刷層上に、接着剤を用いたドライラミネート加工や、接着剤(アンカーコート剤)を用いたエクストルージョンラミネート加工等によりヒートシールを目的にポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等が積層されている。
裏刷り印刷で使用される軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物としては、バインダー樹脂として、ポリプロピレングリコール含有ポリウレタン樹脂、及び水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を密着性を向上させるために必須成分とし含有する軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
提案されている軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物は、透明蒸着フィルムに対して密着性が不十分な場合があった。また、環境問題から、より環境に優しく、安全性の高いインキが要求されている。
これらの問題を解決するために、バインダー樹脂として、ウレタン結合濃度が1.32mmol/g以上 2.5mmol/g以下のウレア結合を有する重量平均分子量が10,000~100,000の範囲であるポリウレタン樹脂と、ウレア結合を有しない重量平均分子量が10,000~100,000の範囲であるポリウレタン樹脂を含有するリキッドインキ組成物が提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、バインダー樹脂として、ウレア結合濃度とウレタン結合濃度との和が1.4~2mmol/gであるポリウレタン樹脂とウレア結合濃度とウレタン結合濃度の和が2.2~2.9mmol/gであるポリウレタン樹脂を含有する溶剤型ラミネート用インキが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかし、近年、密着性等に対して、より高い性能が要求されるようになってきており、改善余地を有するものであった。
提案されている軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物は、透明蒸着フィルムに対して密着性が不十分な場合があった。また、環境問題から、より環境に優しく、安全性の高いインキが要求されている。
これらの問題を解決するために、バインダー樹脂として、ウレタン結合濃度が1.32mmol/g以上 2.5mmol/g以下のウレア結合を有する重量平均分子量が10,000~100,000の範囲であるポリウレタン樹脂と、ウレア結合を有しない重量平均分子量が10,000~100,000の範囲であるポリウレタン樹脂を含有するリキッドインキ組成物が提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、バインダー樹脂として、ウレア結合濃度とウレタン結合濃度との和が1.4~2mmol/gであるポリウレタン樹脂とウレア結合濃度とウレタン結合濃度の和が2.2~2.9mmol/gであるポリウレタン樹脂を含有する溶剤型ラミネート用インキが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかし、近年、密着性等に対して、より高い性能が要求されるようになってきており、改善余地を有するものであった。
本発明は、バリア性フィルムに対する印刷層の密着性も良好である積層体及びそれを用いる包装容器、さらに、環境に優しく、安全性の高い積層体及びそれを用いる包装容器を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、フィルム、印刷層、接着剤層、及び基材をこの順に有する積層体の印刷層を形成するラミネート用印刷インキ組成物中に、特定の組み合わせのポリウレタン樹脂を特定比率で含有させることにより、更に、ポリウレタン樹脂としてバイオマスポリウレタン樹脂を使用することにより上記の課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
1.フィルム、印刷層、接着剤層、及び基材をこの順に有する積層体であって、印刷層は、着色剤、ウレタン基濃度0.3~2.4mmol/gであって末端にアミノ基を有するウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)と、ウレタン基濃度が2.0~6.0mmol/gであるウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)とを含有し、且つポリウレタン樹脂(A)とポリウレタン樹脂(B)の質量比率が95:5~50:50であるバインダー樹脂とを含有するラミネート用印刷インキ組成物で形成されている積層体。
2.前記ポリウレタン樹脂(A)のウレタン基濃度が0.5~1.3mmol/g、及び/又は、前記ポリウレタン樹脂(B)のウレタン基濃度3.5~5.5mmol/gである1に記載の積層体。
3.前記ポリウレタン樹脂(B)の質量平均分子量が1000~6000である1又は2に記載の積層体。
4.前記ポリウレタン樹脂(A)のアミン価が1.0~15.0mgKOH/gである1~3のいずれかに記載の積層体。
5.前記ポリウレタン樹脂(A)及び/又は前記ポリウレタン樹脂(B)は、バイオマスポリウレタン樹脂である1~4のいずれかに記載の積層体。
6.ラミネート用印刷インキ組成物は、更に、密着性向上剤とブロッキング防止剤から選ばれる少なくとも1種を含有する1~5のいずれかに記載の積層体。
7.ラミネート用印刷インキ組成物は、密着性向上剤及びブロッキング防止剤を含有する6に記載の積層体。
8.密着性向上剤がロジン及びその誘導体、塩素化ポリプロピレン、ダンマル樹脂から選ばれる少なくとも1種であり、ブロッキング防止剤がシリカ粒子、ポリエチレンワックス、脂肪酸アミド、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、硝化綿の中から選ばれる少なくとも1種である6又は7に記載の積層体。
9.接着剤層は、酸成分及び/又はグリコール成分がバイオマス成分であるバイオマスポリエステルポリオールを原料とするバイオマスポリウレタン樹脂を含有する接着剤で形成さる1~8のいずれかに記載の積層体。
10.接着剤は、硬化剤成分を含有する9に記載の積層体。
11.フィルムが、金属や金属酸化物蒸着層を有するバリア性フィルムやバリア性樹脂組成物層を有するバリア性フィルムから選ばれるフィルムである1~10のいずれかに記載の積層体。
12.1~11のいずれかに記載の積層体により形成された包装容器。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
1.フィルム、印刷層、接着剤層、及び基材をこの順に有する積層体であって、印刷層は、着色剤、ウレタン基濃度0.3~2.4mmol/gであって末端にアミノ基を有するウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)と、ウレタン基濃度が2.0~6.0mmol/gであるウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)とを含有し、且つポリウレタン樹脂(A)とポリウレタン樹脂(B)の質量比率が95:5~50:50であるバインダー樹脂とを含有するラミネート用印刷インキ組成物で形成されている積層体。
2.前記ポリウレタン樹脂(A)のウレタン基濃度が0.5~1.3mmol/g、及び/又は、前記ポリウレタン樹脂(B)のウレタン基濃度3.5~5.5mmol/gである1に記載の積層体。
3.前記ポリウレタン樹脂(B)の質量平均分子量が1000~6000である1又は2に記載の積層体。
4.前記ポリウレタン樹脂(A)のアミン価が1.0~15.0mgKOH/gである1~3のいずれかに記載の積層体。
5.前記ポリウレタン樹脂(A)及び/又は前記ポリウレタン樹脂(B)は、バイオマスポリウレタン樹脂である1~4のいずれかに記載の積層体。
6.ラミネート用印刷インキ組成物は、更に、密着性向上剤とブロッキング防止剤から選ばれる少なくとも1種を含有する1~5のいずれかに記載の積層体。
7.ラミネート用印刷インキ組成物は、密着性向上剤及びブロッキング防止剤を含有する6に記載の積層体。
8.密着性向上剤がロジン及びその誘導体、塩素化ポリプロピレン、ダンマル樹脂から選ばれる少なくとも1種であり、ブロッキング防止剤がシリカ粒子、ポリエチレンワックス、脂肪酸アミド、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、硝化綿の中から選ばれる少なくとも1種である6又は7に記載の積層体。
9.接着剤層は、酸成分及び/又はグリコール成分がバイオマス成分であるバイオマスポリエステルポリオールを原料とするバイオマスポリウレタン樹脂を含有する接着剤で形成さる1~8のいずれかに記載の積層体。
10.接着剤は、硬化剤成分を含有する9に記載の積層体。
11.フィルムが、金属や金属酸化物蒸着層を有するバリア性フィルムやバリア性樹脂組成物層を有するバリア性フィルムから選ばれるフィルムである1~10のいずれかに記載の積層体。
12.1~11のいずれかに記載の積層体により形成された包装容器。
本発明の積層体及びそれを用いる包装容器は、印刷層のバリア性フィルムに対する密着性も良好であり、さらに、環境に優しく、安全性の高い積層体及びそれを用いる包装容器を得ることができる。
本発明は、フィルム、印刷層、接着剤層、及び基材をこの順に有する積層体であって、印刷層は、着色剤とバインダー樹脂を含有し、バインダー樹脂は、ウレタン基濃度0.3~2.4mmol/g、好ましくは、0.5~1.3mmol/gであり、末端にアミノ基を有するウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)と、ウレタン基濃度が2.0~6.0mmol/g、好ましくは、3.5~5.5mmol/gであり、ウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)とを含有し、且つポリウレタン樹脂(A)とポリウレタン樹脂(B)の質量比率が95:5~50:50となるように含有する、ラミネート用印刷インキ組成物で形成されている積層体。
以下、本発明の積層体ついて、具体的に説明する。
以下、本発明の積層体ついて、具体的に説明する。
<フィルム>
フィルムとしては、特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン等のポリエステルフィルム、ナイロン、ビニロンといった各種印刷用プラスチックフィルムや、それら各種印刷用プラスチックフィルムに金属蒸着、バリア性樹脂をコーティングしたバリア層を積層したバリア性フィルム等を使用することができる。
バリア性フィルムとしては、水蒸気や酸素の透過率が低く、フィルムを水蒸気や酸素が透過しない性質を備えたフィルムであり、上記に記載したように金属や金属酸化物蒸着層を有するバリア性フィルムや、バリア性樹脂組成物層を有するバリア性フィルム等の公知のフィルムを例示することができる。
バリア性樹脂組成物層を有するバリア性フィルムとしては、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン-酢酸ビニル共重合体等を含有するバリア性樹脂組成物からなる層のみのフィルムや、これらのバリア性樹脂組成物層を各種樹脂フィルム基材に塗布等により積層させてなるバリア性樹脂積層フィルムが利用できる。
また、金属や金属酸化物蒸着層を有するバリア性フィルムとしては、金属やアルミナやシリカ等の金属酸化物を、各種樹脂フィルム基材に蒸着させた蒸着フィルムが使用できる。
上記の樹脂フィルム基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルムなどが挙げられる。
上記の樹脂フィルム基材は、延伸または未延伸フィルムで、必要に応じて、帯電防止剤、紫外線防止剤などの添加剤や基材の表面をコロナ処理あるいはプラズマ処理したものなども使用することができる。
バリア性樹脂積層フィルムとしては、三井化学東セロ社製のA-OP、V-OP、ダイセルバリューコーティング社製のセネシKOP、セネシXOP、セネシXOP-S、セネシKET、セネシKON、Kセルシ、KMセルシ、凸版印刷社製のベセーラ、興人フィルム&ケミカルズ社製のボニール-K等が例示できる。
また、上記金属酸化物を上記樹脂フィルム基材上に蒸着する方法としては、公知の方法が利用でき、電子線加熱方式、抵抗加熱方式、誘導加熱方式などの加熱手段を用いた真空蒸着法や、スパッタリング法、プラズマ気相成長法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
上記金属酸化物からなる層の厚みは、とくに限定されるものではないが、透明性と、酸素および水蒸気などのガス遮断性を有する範囲として、4~350nm、好ましくは8~160nmである。
このような蒸着フィルムの具体例としては、麗光社製のファインバリヤーA、三菱樹脂社製のテックバリア、尾池工業社製のMOS、凸版印刷社製のGL-AE、大日本印刷社製のIB-PET-PUB等が例示できる。
フィルムとしては、特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン等のポリエステルフィルム、ナイロン、ビニロンといった各種印刷用プラスチックフィルムや、それら各種印刷用プラスチックフィルムに金属蒸着、バリア性樹脂をコーティングしたバリア層を積層したバリア性フィルム等を使用することができる。
バリア性フィルムとしては、水蒸気や酸素の透過率が低く、フィルムを水蒸気や酸素が透過しない性質を備えたフィルムであり、上記に記載したように金属や金属酸化物蒸着層を有するバリア性フィルムや、バリア性樹脂組成物層を有するバリア性フィルム等の公知のフィルムを例示することができる。
バリア性樹脂組成物層を有するバリア性フィルムとしては、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン-酢酸ビニル共重合体等を含有するバリア性樹脂組成物からなる層のみのフィルムや、これらのバリア性樹脂組成物層を各種樹脂フィルム基材に塗布等により積層させてなるバリア性樹脂積層フィルムが利用できる。
また、金属や金属酸化物蒸着層を有するバリア性フィルムとしては、金属やアルミナやシリカ等の金属酸化物を、各種樹脂フィルム基材に蒸着させた蒸着フィルムが使用できる。
上記の樹脂フィルム基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルムなどが挙げられる。
上記の樹脂フィルム基材は、延伸または未延伸フィルムで、必要に応じて、帯電防止剤、紫外線防止剤などの添加剤や基材の表面をコロナ処理あるいはプラズマ処理したものなども使用することができる。
バリア性樹脂積層フィルムとしては、三井化学東セロ社製のA-OP、V-OP、ダイセルバリューコーティング社製のセネシKOP、セネシXOP、セネシXOP-S、セネシKET、セネシKON、Kセルシ、KMセルシ、凸版印刷社製のベセーラ、興人フィルム&ケミカルズ社製のボニール-K等が例示できる。
また、上記金属酸化物を上記樹脂フィルム基材上に蒸着する方法としては、公知の方法が利用でき、電子線加熱方式、抵抗加熱方式、誘導加熱方式などの加熱手段を用いた真空蒸着法や、スパッタリング法、プラズマ気相成長法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
上記金属酸化物からなる層の厚みは、とくに限定されるものではないが、透明性と、酸素および水蒸気などのガス遮断性を有する範囲として、4~350nm、好ましくは8~160nmである。
このような蒸着フィルムの具体例としては、麗光社製のファインバリヤーA、三菱樹脂社製のテックバリア、尾池工業社製のMOS、凸版印刷社製のGL-AE、大日本印刷社製のIB-PET-PUB等が例示できる。
<印刷層>
本発明中の印刷層について説明する。
印刷層は、顔料、バインダー樹脂、有機溶剤、水を含むラミネート用印刷インキ組成物を、印刷後に乾燥ないし硬化してなるものであり、顔料、バインダー樹脂を含有している。ラミネート用印刷インキ組成物としては、軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物とすることもできる。
本発明中の印刷層について説明する。
印刷層は、顔料、バインダー樹脂、有機溶剤、水を含むラミネート用印刷インキ組成物を、印刷後に乾燥ないし硬化してなるものであり、顔料、バインダー樹脂を含有している。ラミネート用印刷インキ組成物としては、軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物とすることもできる。
(顔料)
顔料としては、例えば、印刷インキで一般的に用いられている各種無機顔料、有機顔料あるいは体質顔料が使用できる。
上記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、ベンガラ、アンチモンレッド、カドミウムイエロー、コバルトブルー、紺青、群青、カーボンブラック、黒鉛等の有色顔料、体質顔料としては、シリカ粒子、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、タルク等を挙げることができる。なかでも白色顔料として酸化チタンを使用することが好ましい。
上記有機顔料としては、例えば、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、縮合多環顔料等を挙げることができる。
これら顔料のインキ組成物中での含有量は、通常1~50質量%程度である。
これらの顔料の中でも、下記のバインダー樹脂で分散することが難しい顔料を使用する場合は、顔料分散剤を使用することができる。
顔料分散剤としては、一般に有機溶剤を含有するグラビア印刷インキ組成物で使用できるポリエステル系顔料分散剤が使用できる。具体的には、アジスパーPB821、PB822、PB824、PB881(味の素ファインテクノ社製)、ソルスパース24000、56000(日本ルーブリゾール社製)等が挙げられ、これらの中でも塩基性基含有ポリエステル系高分子分散剤が好適に使用できる。
顔料分散剤の含有量は、全顔料100質量部に対して、通常1~200質量部であることが好ましく、より好ましくは1~60質量部である。
顔料としては、例えば、印刷インキで一般的に用いられている各種無機顔料、有機顔料あるいは体質顔料が使用できる。
上記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、ベンガラ、アンチモンレッド、カドミウムイエロー、コバルトブルー、紺青、群青、カーボンブラック、黒鉛等の有色顔料、体質顔料としては、シリカ粒子、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、タルク等を挙げることができる。なかでも白色顔料として酸化チタンを使用することが好ましい。
上記有機顔料としては、例えば、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、縮合多環顔料等を挙げることができる。
これら顔料のインキ組成物中での含有量は、通常1~50質量%程度である。
これらの顔料の中でも、下記のバインダー樹脂で分散することが難しい顔料を使用する場合は、顔料分散剤を使用することができる。
顔料分散剤としては、一般に有機溶剤を含有するグラビア印刷インキ組成物で使用できるポリエステル系顔料分散剤が使用できる。具体的には、アジスパーPB821、PB822、PB824、PB881(味の素ファインテクノ社製)、ソルスパース24000、56000(日本ルーブリゾール社製)等が挙げられ、これらの中でも塩基性基含有ポリエステル系高分子分散剤が好適に使用できる。
顔料分散剤の含有量は、全顔料100質量部に対して、通常1~200質量部であることが好ましく、より好ましくは1~60質量部である。
(バインダー樹脂)
バインダー樹脂としては、ウレタン基濃度0.3~2.4mmol/g、好ましくは、ウレタン基濃度0.5~1.3mmol/gである、末端にアミノ基を有するポリウレタン樹脂である下記のポリウレタン樹脂(A)と、ウレタン基濃度が2.0~6.0mmol/g、好ましくは、ウレタン基濃度3.5~5.5mmol/gであるウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)を含有する。
環境面からは、ポリウレタン樹脂(A)及び/又はポリレタン樹脂(B)は、バイオマスポリウレタン樹脂が好ましい。
さらに、ポリウレタン樹脂(A)とポリウレタン樹脂(B)の質量含有比率が95:5~50:50の範囲であることが好ましく、90:10~70:30がより好ましく、92:8~65:35が更に好ましい。ポリウレタン樹脂(B)の比率が範囲外であると密着性が低下する傾向となる。
また、バインダー樹脂として、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を併用することも可能である。分散が難しい中性カーボン、フタロシアニン顔料等を使用する場合には、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を併用しても良い。
ウレタン基濃度及びウレア基濃度は下記の式により算出できる。
(ウレタン基濃度)
ウレタン基濃度={(W1×OH1+W2×OH2+・・・+Wi×OHi)×1000}/(56100×S)
式において、各々以下の通りである。
複数種ポリオールを使用する場合、各々ポリオール1、ポリオール2~ポリオールiとして算出する。
W1:ポリオール1の質量
OH1:ポリオール1の水酸基価
W2:ポリオール2の質量
OH2:ポリオール2の水酸基価
Wi:ポリオールiの質量
OHi:ポリオールiの水酸基価
S:ウレタン樹脂固形分の質量
(ウレア基濃度)
ウレア基濃度={(X1/M1+X2/M2+・・・+Xi/Mi)×2-(W1×OH1+W2×OH2+・・・+Wi×OHi)/56100}×1000/S
式において、記号は各々以下の通りである。
X1:ジイソシアネート化合物1の重量
M1:ジイソシアネート化合物1の分子量
X2:ジイソシアネート化合物2の重量
M2:ジイソシアネート化合物2の分子量
Xi:ジイソシアネート化合物iの重量
Mi:ジイソシアネート化合物iの分子量
W1:ポリオール1の重量
OH1:ポリオール1の水酸基価
W2:ポリオール2の重量
OH2:ポリオール2の水酸基価
Wi:ポリオールiの重量
OHi:ポリオールiの水酸基価
S:ウレタン樹脂固形分の重量
バインダー樹脂としては、ウレタン基濃度0.3~2.4mmol/g、好ましくは、ウレタン基濃度0.5~1.3mmol/gである、末端にアミノ基を有するポリウレタン樹脂である下記のポリウレタン樹脂(A)と、ウレタン基濃度が2.0~6.0mmol/g、好ましくは、ウレタン基濃度3.5~5.5mmol/gであるウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)を含有する。
環境面からは、ポリウレタン樹脂(A)及び/又はポリレタン樹脂(B)は、バイオマスポリウレタン樹脂が好ましい。
さらに、ポリウレタン樹脂(A)とポリウレタン樹脂(B)の質量含有比率が95:5~50:50の範囲であることが好ましく、90:10~70:30がより好ましく、92:8~65:35が更に好ましい。ポリウレタン樹脂(B)の比率が範囲外であると密着性が低下する傾向となる。
また、バインダー樹脂として、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を併用することも可能である。分散が難しい中性カーボン、フタロシアニン顔料等を使用する場合には、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を併用しても良い。
ウレタン基濃度及びウレア基濃度は下記の式により算出できる。
(ウレタン基濃度)
ウレタン基濃度={(W1×OH1+W2×OH2+・・・+Wi×OHi)×1000}/(56100×S)
式において、各々以下の通りである。
複数種ポリオールを使用する場合、各々ポリオール1、ポリオール2~ポリオールiとして算出する。
W1:ポリオール1の質量
OH1:ポリオール1の水酸基価
W2:ポリオール2の質量
OH2:ポリオール2の水酸基価
Wi:ポリオールiの質量
OHi:ポリオールiの水酸基価
S:ウレタン樹脂固形分の質量
(ウレア基濃度)
ウレア基濃度={(X1/M1+X2/M2+・・・+Xi/Mi)×2-(W1×OH1+W2×OH2+・・・+Wi×OHi)/56100}×1000/S
式において、記号は各々以下の通りである。
X1:ジイソシアネート化合物1の重量
M1:ジイソシアネート化合物1の分子量
X2:ジイソシアネート化合物2の重量
M2:ジイソシアネート化合物2の分子量
Xi:ジイソシアネート化合物iの重量
Mi:ジイソシアネート化合物iの分子量
W1:ポリオール1の重量
OH1:ポリオール1の水酸基価
W2:ポリオール2の重量
OH2:ポリオール2の水酸基価
Wi:ポリオールiの重量
OHi:ポリオールiの水酸基価
S:ウレタン樹脂固形分の重量
(ポリウレタン樹脂(A))
ポリウレタン樹脂(A)としては、ウレタン基濃度0.3~2.4mmol/g、好ましくは、ウレタン基濃度0.5~1.3mmol/gである、末端にアミノ基を有するウレア結合を有するポリウレタン樹脂である。ウレタン基濃度が、0.3mmol/g未満であると合成が困難であり、2.4mmol/gを超えるとバリア性フィルムに対する密着性が低下する傾向となる。
また、好ましくはウレア基濃度が0.30~2.00mmol/gであり、より好ましくは、0.30~1.50mmol/gであり、更に好ましくは、0.30~1.20mmol/gである。
また、ポリウレタン樹脂(A)の質量平均分子量は、10,000~100,000の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは15,000~80,000、さらに好ましくは20,000~50,000の範囲である。
また、ポリウレタン樹脂(A)は、分子の末端に第1級アミノ基、第2級アミノ基及び第3級アミノ基から選ばれる1種以上、特に分子の末端に第1級アミノ基及び第2級アミノ基から選ばれる1種以上を有することが望ましく、更に水酸基を有することが好ましい。
また、上記ポリウレタン樹脂(A)のアミン価は、1.0~15.0mgKOH/gであることが好ましく、2.0~10.0mgKOH/gがより好ましく、2.5~7.0mgKOH/gが更に好ましい。上記アミン価が1.0mgKOH/g未満であると、本発明の軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物の経時安定性が低下する可能性、フィルムに対する接着性が低下する可能性、更に、ラミネート適性が低下する可能性があり、上記アミン価が15.0mgKOH/gを超えると、耐ブロッキング性が低下する可能性がある。
なお、本発明において、上記アミン価は固形分1gあたりのアミン価を意味し、0.1Nの塩酸水溶液を用い、電位差滴定法(例えば、COMTITE(AUTO TITRATOR COM-900、BURET B-900、TITSTATIONK-900)、平沼産業社製)によって測定した後、水酸化カリウムの当量に換算した値をいう。
ポリウレタン樹脂(A)としては、ウレタン基濃度0.3~2.4mmol/g、好ましくは、ウレタン基濃度0.5~1.3mmol/gである、末端にアミノ基を有するウレア結合を有するポリウレタン樹脂である。ウレタン基濃度が、0.3mmol/g未満であると合成が困難であり、2.4mmol/gを超えるとバリア性フィルムに対する密着性が低下する傾向となる。
また、好ましくはウレア基濃度が0.30~2.00mmol/gであり、より好ましくは、0.30~1.50mmol/gであり、更に好ましくは、0.30~1.20mmol/gである。
また、ポリウレタン樹脂(A)の質量平均分子量は、10,000~100,000の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは15,000~80,000、さらに好ましくは20,000~50,000の範囲である。
また、ポリウレタン樹脂(A)は、分子の末端に第1級アミノ基、第2級アミノ基及び第3級アミノ基から選ばれる1種以上、特に分子の末端に第1級アミノ基及び第2級アミノ基から選ばれる1種以上を有することが望ましく、更に水酸基を有することが好ましい。
また、上記ポリウレタン樹脂(A)のアミン価は、1.0~15.0mgKOH/gであることが好ましく、2.0~10.0mgKOH/gがより好ましく、2.5~7.0mgKOH/gが更に好ましい。上記アミン価が1.0mgKOH/g未満であると、本発明の軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物の経時安定性が低下する可能性、フィルムに対する接着性が低下する可能性、更に、ラミネート適性が低下する可能性があり、上記アミン価が15.0mgKOH/gを超えると、耐ブロッキング性が低下する可能性がある。
なお、本発明において、上記アミン価は固形分1gあたりのアミン価を意味し、0.1Nの塩酸水溶液を用い、電位差滴定法(例えば、COMTITE(AUTO TITRATOR COM-900、BURET B-900、TITSTATIONK-900)、平沼産業社製)によって測定した後、水酸化カリウムの当量に換算した値をいう。
ポリウレタン樹脂(A)としては、有機ジイソシアネート化合物と高分子ジオール化合物との反応によりウレタンプレポリマーを合成し、これに必要に応じて鎖伸長剤、反応停止剤を反応させて得られるポリウレタン樹脂を好適に使用できる。
上記有機ジイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート化合物、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物、及び、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物が挙げられる。これらの有機ジイソシアネート化合物は、1種又は2種以上を混合して使用できる。中でも脂環族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート及び芳香脂肪族ジイソシアネートがより好ましい。
上記有機ジイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート化合物、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物、及び、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物が挙げられる。これらの有機ジイソシアネート化合物は、1種又は2種以上を混合して使用できる。中でも脂環族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート及び芳香脂肪族ジイソシアネートがより好ましい。
上記高分子ジオール化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物等のポリエーテルジオール化合物、アジピン酸、セバシン酸、無水フタル酸等の二塩基酸の1種又は2種以上と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のグリコール類の1種又は2種以上を縮合反応させて得られるポリエステルジオール類、ポリカプロラクトンジオール類等のポリエステルジオール化合物等が挙げられる。これらの高分子ジオール化合物は、1種又は2種以上を混合して使用できる。
更に上記高分子ジオール化合物に加えて、1,4-ペンタンジオール、2,5-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のアルカンジオールや、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール等の低分子ジオール化合物を1種又は2種以上混合して併用することもできる。
なお、ポリウレタン樹脂の合成時において、後述する有機溶剤として、エステル系溶剤とアルコール系溶剤との混合溶剤系を用いる場合には、高分子ジオール化合物としてポリエーテルジオール化合物、好ましくはポリプロピレングリコールを使用すると、得られるポリウレタン樹脂の溶解性が高くなる傾向があり、また、階調再現性、かぶり防止性等の印刷適性が良好となる傾向があり、必要とする性能に合わせて幅広くインキの設計が可能となる点で好ましい。
また、上記有機ジイソシアネート化合物と高分子ジオール化合物とは、イソシアネート基:水酸基の当量比(イソシアネートインデックス)が、1より大きい範囲となるように反応させる。
なお、ポリウレタン樹脂の合成時において、後述する有機溶剤として、エステル系溶剤とアルコール系溶剤との混合溶剤系を用いる場合には、高分子ジオール化合物としてポリエーテルジオール化合物、好ましくはポリプロピレングリコールを使用すると、得られるポリウレタン樹脂の溶解性が高くなる傾向があり、また、階調再現性、かぶり防止性等の印刷適性が良好となる傾向があり、必要とする性能に合わせて幅広くインキの設計が可能となる点で好ましい。
また、上記有機ジイソシアネート化合物と高分子ジオール化合物とは、イソシアネート基:水酸基の当量比(イソシアネートインデックス)が、1より大きい範囲となるように反応させる。
上記鎖伸長剤としては、インキ用バインダーとしてのポリウレタン樹脂で利用される既知の鎖伸長剤を使用可能であり、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン類、イソホロンジアミン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環式ジアミン類、トルイレンジアミン等の芳香族ジアミン類、キシレンジアミン等の芳香脂肪族ジアミン類、N-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N-(2-ヒドロキシエチル)プロピレンジアミン、N,N’-ジ(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン等の水酸基を有するジアミン類、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のジオール化合物が挙げられる。
更に、ポリウレタン樹脂がゲル化しない範囲で、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類を併用することができる。
更に、ポリウレタン樹脂がゲル化しない範囲で、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類を併用することができる。
ポリウレタン樹脂の末端に第1級アミノ基、第2級アミノ基及び第3級アミノ基を有する導入する反応停止剤としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン類、イソホロンジアミン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環式ジアミン類、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラトリアミン等のポリアミン類、トルイレンジアミン等の芳香族ジアミン類、キシレンジアミン等の芳香脂肪族ジアミン類、N-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N-(2-ヒドロキシエチル)プロピレンジアミン等の水酸基を有するジアミン類等を例示できる。この中でも、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラトリアミン等の第1級アミノ基を有するポリアミンが好ましい。
ポリウレタン樹脂に水酸基を導入する反応停止剤としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類、N-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N-(2-ヒドロキシエチル)プロピレンジアミン等の水酸基を有するジアミン類が例示できる。また、既知の反応停止剤であるモノアミン化合物、モノアルコール化合物を使用可能であり、具体的には、n-プロピルアミン、n-ブチルアミン等のモノアルキルアミン類、ジ-n-ブチルアミン等のジアルキルアミン類、エタノール等のモノアルコール類を例示することができる。
以上の成分を用いて本発明の軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物に使用されるポリウレタン樹脂(A)を得るためには、ウレタン基濃度は0.3~2.4mmol/g、好ましくはウレア基濃度が0.3~2.0mmol/gとなるように、ジイソシアネート化合物とジオール化合物とを反応させ末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを得た後、鎖伸長剤及び/又は反応停止剤を反応させることにより得ることができる。
以上の成分を用いて本発明の軟包装用ラミネート用印刷インキ組成物に使用されるポリウレタン樹脂(A)を得るためには、ウレタン基濃度は0.3~2.4mmol/g、好ましくはウレア基濃度が0.3~2.0mmol/gとなるように、ジイソシアネート化合物とジオール化合物とを反応させ末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを得た後、鎖伸長剤及び/又は反応停止剤を反応させることにより得ることができる。
また、ポリウレタン樹脂(A)としては、環境面を考慮してバイオマスポリウレタン樹脂を有していてもよい。バイオマスポリウレタン樹脂について説明する。なお、バイオマスポリウレタン樹脂の説明のうち、上記したポリウレタン樹脂と共通する説明は適宜省略する。
バイオマスポリウレタン樹脂は、バイオマス由来(植物由来)の成分を含むポリウレタン樹脂である。バイオマスポリウレタン樹脂は、他の枯渇性資源を用いる場合と比較して地球温暖化防止や環境負荷低減により貢献できる。そして、バイオポリオール成分イソシアネート成分との反応によりウレタンプレポリマーを合成し、これに必要に応じて鎖伸長剤、反応停止剤を反応させて得られるバイオマスポリウレタン樹脂であることが好ましく、イソシアネート成分が植物由来のバイオイソシアネートであることがより好ましい。
バイオマスポリウレタン樹脂は、バイオマス由来(植物由来)の成分を含むポリウレタン樹脂である。バイオマスポリウレタン樹脂は、他の枯渇性資源を用いる場合と比較して地球温暖化防止や環境負荷低減により貢献できる。そして、バイオポリオール成分イソシアネート成分との反応によりウレタンプレポリマーを合成し、これに必要に応じて鎖伸長剤、反応停止剤を反応させて得られるバイオマスポリウレタン樹脂であることが好ましく、イソシアネート成分が植物由来のバイオイソシアネートであることがより好ましい。
バイオポリオール成分は、炭素数が2~4の短鎖ジオール成分と、カルボン酸成分とを反応させたバイオポリエステルポリオールであることが好ましい。バイオポリオール成分は、短鎖ジオール成分およびカルボン酸成分のうち、少なくともいずれか一方が植物由来であることがより好ましく、両方が植物由来であることがさらに好ましい。
植物由来の炭素数が2~4の短鎖ジオール成分は特に限定されない。一例を挙げると、短鎖ジオール成分は、以下の方法により植物原料から得られる、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、エチレングリコール等であってもよく、これらを併用してもよい。
1,3-プロパンジオールは、植物資源(たとえばトウモロコシ等)を分解してグルコースが得られる発酵法により、グリセロールから3-ヒドロキシプロピルアルデヒド(HPA)を経て、製造され得る。上記発酵法のようなバイオ法で製造された1,3-プロパンジオール化合物は、EO製造法の1,3-プロパンジオール化合物と比較して、安全性の面から乳酸など有用な副生成物が得られ、しかも製造コストも低く抑えることが可能である。
1,4-ブタンジオールは、植物資源からグリコールを製造し発酵することによって得られたコハク酸を水添することにより製造され得る。また、エチレングリコールは、常法によって得られるバイオエタノールからエチレンを経て製造され得る。
植物由来の炭素数が2~4の短鎖ジオール成分は特に限定されない。一例を挙げると、短鎖ジオール成分は、以下の方法により植物原料から得られる、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、エチレングリコール等であってもよく、これらを併用してもよい。
1,3-プロパンジオールは、植物資源(たとえばトウモロコシ等)を分解してグルコースが得られる発酵法により、グリセロールから3-ヒドロキシプロピルアルデヒド(HPA)を経て、製造され得る。上記発酵法のようなバイオ法で製造された1,3-プロパンジオール化合物は、EO製造法の1,3-プロパンジオール化合物と比較して、安全性の面から乳酸など有用な副生成物が得られ、しかも製造コストも低く抑えることが可能である。
1,4-ブタンジオールは、植物資源からグリコールを製造し発酵することによって得られたコハク酸を水添することにより製造され得る。また、エチレングリコールは、常法によって得られるバイオエタノールからエチレンを経て製造され得る。
植物由来のカルボン酸成分は特に限定されない。一例を挙げると、カルボン酸成分は、セバシン酸、コハク酸、乳酸、グルタル酸、ダイマー酸等である。これらは併用されてもよい。これらの中でも、カルボン酸成分は、セバシン酸、コハク酸およびダイマー酸からなる群から選択される少なくともいずれか1種を含むことが好ましい。
バイオポリオール成分は、植物由来の短鎖ジオール成分と植物由来のカルボン酸成分とを、適宜縮合反応させることにより、100%植物由来のバイオポリエステルポリオールとして生成され得る。具体的には、植物由来のセバシン酸と、植物由来の1,3-プロパンジオールとを直接脱水縮合することにより、ポリトリメチレンセバケートポリオールが得られる。また、植物由来のコハク酸と、植物由来の1,4-ブタンジオールとを直接脱水縮合することにより、ポリブチレンサクシネートポリオールが得られ、これらは併用されてもよい。
以上の成分を用いて本発明のラミネート用印刷インキ組成物に使用されるバイオマスポリウレタン樹脂を得るためには、ウレタン基濃度は0.2~1.3mmol/g、ウレア基濃度は0.3~0.7mmol/gとなるように、ジイソシアネート化合物とジオール化合物とを反応させ末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを得た後、鎖伸長剤及び/又は反応停止剤を反応させることにより得ることができる。
バイオポリオール成分は、植物由来の短鎖ジオール成分と植物由来のカルボン酸成分とを、適宜縮合反応させることにより、100%植物由来のバイオポリエステルポリオールとして生成され得る。具体的には、植物由来のセバシン酸と、植物由来の1,3-プロパンジオールとを直接脱水縮合することにより、ポリトリメチレンセバケートポリオールが得られる。また、植物由来のコハク酸と、植物由来の1,4-ブタンジオールとを直接脱水縮合することにより、ポリブチレンサクシネートポリオールが得られ、これらは併用されてもよい。
以上の成分を用いて本発明のラミネート用印刷インキ組成物に使用されるバイオマスポリウレタン樹脂を得るためには、ウレタン基濃度は0.2~1.3mmol/g、ウレア基濃度は0.3~0.7mmol/gとなるように、ジイソシアネート化合物とジオール化合物とを反応させ末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを得た後、鎖伸長剤及び/又は反応停止剤を反応させることにより得ることができる。
(ポリウレタン樹脂(B))
ポリウレタン樹脂(B)としては、ウレタン基濃度が2.0~6.0mmol/gであり、好ましくは、ウレタン基濃度3.5~5.5mmol/gである。またアミン価を有さなくてもよい。質量平均分子量は1,000~6,000が好ましく、1,500~4,000がより好ましい。また、ウレア結合を有していないポリウレタン樹脂を選択して使用でき、密着性を高めるための必須成分である。
ポリウレタン樹脂(B)のウレタン基濃度が、2.0mmol/g未満であると製造が困難となり、6.0mmol/gを超えると密着性が低下する傾向である。
ポリウレタン樹脂(B)の質量平均分子量は1000~6000の範囲であり、好ましくは2000~5000のものが使用される。この質量平均分子量の範囲が範囲外であると密着性が低下する傾向がある。
ポリウレタン樹脂(B)としては、ウレタン基濃度が2.0~6.0mmol/gであり、好ましくは、ウレタン基濃度3.5~5.5mmol/gである。またアミン価を有さなくてもよい。質量平均分子量は1,000~6,000が好ましく、1,500~4,000がより好ましい。また、ウレア結合を有していないポリウレタン樹脂を選択して使用でき、密着性を高めるための必須成分である。
ポリウレタン樹脂(B)のウレタン基濃度が、2.0mmol/g未満であると製造が困難となり、6.0mmol/gを超えると密着性が低下する傾向である。
ポリウレタン樹脂(B)の質量平均分子量は1000~6000の範囲であり、好ましくは2000~5000のものが使用される。この質量平均分子量の範囲が範囲外であると密着性が低下する傾向がある。
ポリウレタン樹脂(B)は、例えば、ジイソシアネート化合物、平均質量分子量1000以下の低分子量ポリオール化合物、及び水酸基を2個以上有する低分子量の化合物を反応させて得ることができる末端に水酸基を有するポリウレタン樹脂である。
ここで、利用可能なジイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4-シクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート化合物、キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物、トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物を挙げることができる。
ここで、利用可能なジイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4-シクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート化合物、キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物、トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物を挙げることができる。
平均質量分子量1000以下の低分子量ポリオール化合物を得るためには、 例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物等のポリエーテルジオール化合物、アジピン酸、セバシン酸、無水フタル酸等の二塩基酸の1種又は2種以上と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のグリコール類の1種又は2種以上を縮合反応させて得られるポリエステルジオール類、ポリカプロラクトンジオール類等のポリエステルジオール化合物等のジオール化合物を1種又は2種以上を混合して得ることができる。
上記水酸基を2個以上有する低分子量の化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等の脂肪族ポリオール;ビスフェノールA、4,4’-ジヒドロキシジフェニル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等の芳香族ポリオール等の1種又は2種以上を例示できる。
以上の合成成分を用いて本発明中のラミネート用印刷インキ組成物に使用されるウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)を得るためには、ウレタン基濃度が3~6mmol/g、好ましくは、ウレタン基濃度3.5~5.5mmol/gとなるように、ジイソシアネート化合物と平均質量分子量1000以下の低分子量ポリオール化合物と低分子量の水酸基を2個以上有する化合物とを末端が水酸基となるように反応させることにより得ることができる。
また、ポリウレタン樹脂(B)としては、環境面を考慮するとバイオマスポリウレタン樹脂を有していてもよい。バイオマスポリウレタン樹脂について説明する。なお、バイオマスポリウレタン樹脂の説明のうち、上記したポリウレタン樹脂と共通する説明は適宜省略する。
バイオマスポリウレタン樹脂は、バイオマス由来(植物由来)の成分を含むポリウレタン樹脂である。バイオマスポリウレタン樹脂は、他の枯渇性資源を用いる場合と比較して地球温暖化防止や環境負荷低減により貢献できる点から、例えば、ジイソシアネート化合物(バイオマス由来であるジイソシアネート化合物が環境面からより好ましい)、平均質量分子量1000以下のバイオマス低分子量ポリオール化合物を含有する低分子量ポリオール化合物、及び低分子量の水酸基を2個以上有する化合物(バイオマスである低分子量の水酸基を2個以上有する化合物が環境面からはより好ましい)を反応させて得ることができるバイオマスポリウレタン樹脂である。
バイオマスポリウレタン樹脂は、バイオマス由来(植物由来)の成分を含むポリウレタン樹脂である。バイオマスポリウレタン樹脂は、他の枯渇性資源を用いる場合と比較して地球温暖化防止や環境負荷低減により貢献できる点から、例えば、ジイソシアネート化合物(バイオマス由来であるジイソシアネート化合物が環境面からより好ましい)、平均質量分子量1000以下のバイオマス低分子量ポリオール化合物を含有する低分子量ポリオール化合物、及び低分子量の水酸基を2個以上有する化合物(バイオマスである低分子量の水酸基を2個以上有する化合物が環境面からはより好ましい)を反応させて得ることができるバイオマスポリウレタン樹脂である。
平均質量分子量1000以下のバイオマス低分子量ポリオール化合物を含有する低分子量ポリオール化合物を得るためには、バイオマスポリエステルポリオール単独、バイオマスポリエステルポリオール以外のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物等のポリエーテルジオール化合物、アジピン酸、セバシン酸、無水フタル酸等の二塩基酸の1種又は2種以上と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のグリコール類の1種又は2種以上を縮合反応させて得られるポリエステルジオール類、ポリカプロラクトンジオール類等のポリエステルジオール化合物等のジオール化合物を1種又は2種以上を併用使用しても使用できる。
バイオマスポリエステルポリオールは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物等のポリエーテルジオール化合物、アジピン酸、セバシン酸、無水フタル酸等の二塩基酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のグリコール類とを縮合反応させて得られるポリエステルジオール類、ポリカプロラクトンジオール類等のポリエステルジオール化合物等の各種高分子ジオール化合物である。そしてこれらの化合物のうちの1種以上が植物由来の化合物である。
植物由来の短鎖ジオール成分は特に限定されない。一例を挙げると、短鎖ジオール成分は、以下の方法により植物原料から得られる、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、エチレングリコール等であってもよい。これらは併用されてもよい。
バイオマスポリエステルポリオールは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物等のポリエーテルジオール化合物、アジピン酸、セバシン酸、無水フタル酸等の二塩基酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のグリコール類とを縮合反応させて得られるポリエステルジオール類、ポリカプロラクトンジオール類等のポリエステルジオール化合物等の各種高分子ジオール化合物である。そしてこれらの化合物のうちの1種以上が植物由来の化合物である。
植物由来の短鎖ジオール成分は特に限定されない。一例を挙げると、短鎖ジオール成分は、以下の方法により植物原料から得られる、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、エチレングリコール等であってもよい。これらは併用されてもよい。
1,3-プロパンジオールは、植物資源(たとえばトウモロコシ等)を分解してグルコースが得られる発酵法により、グリセロールから3-ヒドロキシプロピルアルデヒド(HPA)を経て、製造され得る。上記発酵法のようなバイオ法で製造された1,3-プロパンジオール化合物は、EO製造法の1,3-プロパンジオール化合物と比較して、安全性の面から乳酸など有用な副生成物が得られ、しかも製造コストも低く抑えることが可能である。1,4-ブタンジオールは、植物資源からグリコールを製造し発酵することによって得られたコハク酸を得て、これを水添することにより製造され得る。
また、エチレングリコールは、常法によって得られるバイオエタノールからエチレンを経て製造され得る。
また、エチレングリコールは、常法によって得られるバイオエタノールからエチレンを経て製造され得る。
植物由来のジカルボン酸成分は特に限定されない。一例を挙げると、ジカルボン酸成分は、セバシン酸、コハク酸、乳酸、グルタル酸、リンゴ酸、ダイマー酸等である。これらは併用されてもよい。これらの中でも、ジカルボン酸成分は、得られるラミネート用印刷インキ組成物をバリア性フィルムにプリント又は塗布された際に、印刷物の耐ブロッキング性、ラミネート適性がさらに向上させる観点から、セバシン酸、コハク酸、リンゴ酸およびダイマー酸からなる群から選択される少なくともいずれか1種を含むことが好ましい。
バイオポリエステルポリオールは、活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸を含んでもよい。なお、このような有機酸成分は特に限定されない。一例を挙げると、活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分は、リンゴ酸、コハク酸、酒石酸等である。これらは併用されてもよい。活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分の使用量は、ジカルボン酸に対して3000ppm以下であることが好ましく、1000~3000ppmであることがより好ましい。活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分の使用量がジカルボン酸に対して1000ppm以上であることにより、より厳しい条件下であっても、印刷層のブロッキング性、耐レトルト性をさらに良好できる。
バイオポリエステルポリオールは、活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸を含んでもよい。なお、このような有機酸成分は特に限定されない。一例を挙げると、活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分は、リンゴ酸、コハク酸、酒石酸等である。これらは併用されてもよい。活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分の使用量は、ジカルボン酸に対して3000ppm以下であることが好ましく、1000~3000ppmであることがより好ましい。活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分の使用量がジカルボン酸に対して1000ppm以上であることにより、より厳しい条件下であっても、印刷層のブロッキング性、耐レトルト性をさらに良好できる。
バイオマスポリエステルポリオール成分は、植物由来の短鎖ジオール成分と植物由来のカルボン酸成分と、必要に応じて活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分とを、従来公知の方法で適宜縮合反応させることにより得ることができる。
上記水酸基を2個以上有する低分子量の化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等の脂肪族ポリオール;ビスフェノールA、4,4’-ジヒドロキシジフェニル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等の芳香族ポリオール等の1種又は2種以上を例示できる。環境面からは、植物原料から得られる、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、エチレングリコール等が好ましい。
上記水酸基を2個以上有する低分子量の化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等の脂肪族ポリオール;ビスフェノールA、4,4’-ジヒドロキシジフェニル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等の芳香族ポリオール等の1種又は2種以上を例示できる。環境面からは、植物原料から得られる、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、エチレングリコール等が好ましい。
以上の合成成分を用いて本発明中のラミネート用印刷インキ組成物に使用されるバイオマスポリウレタン樹脂(B)を得るためには、ウレタン基濃度が3.0~6.0mmol/g、好ましくは、ウレタン基濃度3.5~5.5mmol/g、質量平均分子量が1000~6000となるように、ジイソシアネート化合物(バイオマスであるジイソシアネート化合物が環境面からより好ましい)、平均質量分子量1000以下のバイオマス低分子量ポリオール化合物を含有する低分子量ポリオール化合物、及び低分子量の水酸基を2個以上有する化合物(バイオマスである水酸基を2個以上有する低分子量の化合物が環境面からはより好ましい)を末端がイソシアネート基となるように反応させて得ることができる。
本発明中のラミネート用印刷インキ組成物には、顔料の種類、要求される性能等に応じて、バインダー樹脂として、塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体及び/又は塩化ビニル・アクリル系共重合体を配合することも可能である。
(塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体)
本発明中の塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体としては、従来、グラビア印刷インキ組成物に使用されている塩化ビニルモノマーと酢酸ビニルモノマーを必須成分とし、必要に応じて、プロピオン酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル等の脂肪酸ビニルモノマー、水酸基等の官能基を有するモノマーを共重合成分として、公知の方法で製造したものが使用できる。
中でも、塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は、環境に配慮したインキの有機溶剤系においては、50~200の水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体が好適である。このような水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は、酢酸エステル部分の一部をケン化すること、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを導入することにより得られる。
酢酸エステル部分の一部をケン化することにより得られた水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体の場合では、分子中の塩化ビニルの反応部位に基づく構成単位(下記式1)、酢酸ビニルの反応部位に基づく構成単位(下記式2)、および酢酸ビニルの反応部位のケン化に基づく構成単位(下記式3)の比率により樹脂の皮膜物性や溶解挙動が決定される。すなわち、塩化ビニルの反応部位に基づく構成単位は樹脂皮膜の強靭さや硬さを付与し、酢酸ビニルの反応部位に基づく構成単位は接着性や柔軟性を付与し、酢酸ビニルの反応部位のケン化に基づく構成単位は環境に配慮したインキの有機溶剤系への良好な溶解性を付与する。
式1 -CH2-CHCl-
式2 -CH2-CH(OCOCH3)-
式3 -CH2-CH(OH)-
このような塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は市販されたものでも良く、例えば、日信化学工業社製のソルバインA、AL、TA5R、TA2、TA3、TAO、TAOL、C、CH、CN、CNL等を挙げることができる。
なお、本発明のラミネート用印刷インキ組成物で使用する、後記の有機溶剤に対する溶解性や印刷適性の点から、上記塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は、分子内に各種官能基を有していても良い。
また、上記有機溶剤として環境に配慮した溶剤が使用されるときは、上記塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は、50~200mgKOH/gの水酸基を有していることが好ましい。このような塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体の市販品としても、例えば、ソルバインA、AL、TA5R、TA2、TA3、TAO、TAOL等を使用することが好ましい。
(塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体)
本発明中の塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体としては、従来、グラビア印刷インキ組成物に使用されている塩化ビニルモノマーと酢酸ビニルモノマーを必須成分とし、必要に応じて、プロピオン酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル等の脂肪酸ビニルモノマー、水酸基等の官能基を有するモノマーを共重合成分として、公知の方法で製造したものが使用できる。
中でも、塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は、環境に配慮したインキの有機溶剤系においては、50~200の水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体が好適である。このような水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は、酢酸エステル部分の一部をケン化すること、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを導入することにより得られる。
酢酸エステル部分の一部をケン化することにより得られた水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体の場合では、分子中の塩化ビニルの反応部位に基づく構成単位(下記式1)、酢酸ビニルの反応部位に基づく構成単位(下記式2)、および酢酸ビニルの反応部位のケン化に基づく構成単位(下記式3)の比率により樹脂の皮膜物性や溶解挙動が決定される。すなわち、塩化ビニルの反応部位に基づく構成単位は樹脂皮膜の強靭さや硬さを付与し、酢酸ビニルの反応部位に基づく構成単位は接着性や柔軟性を付与し、酢酸ビニルの反応部位のケン化に基づく構成単位は環境に配慮したインキの有機溶剤系への良好な溶解性を付与する。
式1 -CH2-CHCl-
式2 -CH2-CH(OCOCH3)-
式3 -CH2-CH(OH)-
このような塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は市販されたものでも良く、例えば、日信化学工業社製のソルバインA、AL、TA5R、TA2、TA3、TAO、TAOL、C、CH、CN、CNL等を挙げることができる。
なお、本発明のラミネート用印刷インキ組成物で使用する、後記の有機溶剤に対する溶解性や印刷適性の点から、上記塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は、分子内に各種官能基を有していても良い。
また、上記有機溶剤として環境に配慮した溶剤が使用されるときは、上記塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体は、50~200mgKOH/gの水酸基を有していることが好ましい。このような塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体の市販品としても、例えば、ソルバインA、AL、TA5R、TA2、TA3、TAO、TAOL等を使用することが好ましい。
(塩化ビニル・アクリル系共重合体)
塩化ビニル・アクリル系共重合体としては、塩化ビニルとアクリルモノマーの共重合体を主成分とするものであり、共重合体の形態は特に限定されない。例えば、アクリルモノマーはポリ塩化ビニルの主鎖にブロックないしランダムに組み込まれていても良く、ポリ塩化ビニルの側鎖にグラフト共重合されていても良い。
アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステル、水酸基を有するアクリルモノマー等を用いることができる。(メタ)アクリル酸エステルの例としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられ、アルキル基は直鎖、分岐、環状のいずれであってもよいが、直鎖アルキル基であることが好ましい。
例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシルなどが挙げられる。
塩化ビニル・アクリル系共重合体としては、塩化ビニルとアクリルモノマーの共重合体を主成分とするものであり、共重合体の形態は特に限定されない。例えば、アクリルモノマーはポリ塩化ビニルの主鎖にブロックないしランダムに組み込まれていても良く、ポリ塩化ビニルの側鎖にグラフト共重合されていても良い。
アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステル、水酸基を有するアクリルモノマー等を用いることができる。(メタ)アクリル酸エステルの例としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられ、アルキル基は直鎖、分岐、環状のいずれであってもよいが、直鎖アルキル基であることが好ましい。
例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシルなどが挙げられる。
水酸基を有するアクリルモノマーの例としては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6-ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8-ヒドロキシオクチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルや、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレートなどのグリコールモノ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミドなどが挙げられる。
また、アクリルモノマーとして、水酸基以外の官能基を有するアクリルモノマーを用いることもできる。水酸基以外の官能基の例としてはカルボキシル基、アミド結合基、アミノ基、アルキレンオキサイド基等が挙げられる。
上記塩化ビニル・アクリル系共重合体樹脂は、質量平均分子量が1万~7万であることが好ましく、2万~5万であることがさらに好ましい。
また、上記有機溶剤として環境に配慮した溶剤への溶解性、基材に対する接着性の点から、上記塩化ビニル・アクリル系共重合体は、50~200mgKOH/gの水酸基を有していることが好ましい。
上記塩化ビニル・アクリル系共重合体樹脂は、質量平均分子量が1万~7万であることが好ましく、2万~5万であることがさらに好ましい。
また、上記有機溶剤として環境に配慮した溶剤への溶解性、基材に対する接着性の点から、上記塩化ビニル・アクリル系共重合体は、50~200mgKOH/gの水酸基を有していることが好ましい。
また、本発明には、本発明の目的とする性能を低下させない範囲で、密着性向上剤及びブロッキング防止剤から選ばれる1種、好ましくは、密着性向上剤、ブロッキング防止剤を使用することが好ましい。
<密着性向上剤>
密着性向上剤としては、ロジン及びその誘導体、塩素化ポリプロピレン、ダンマル樹脂等が例示でき、ロジン及びその誘導体から選ばれる少なくとも1種以上、より好ましくは2種以上を含有させる。環境面からは、塩素化ポリプロピレンを使用しないほうが好ましい。
<密着性向上剤>
密着性向上剤としては、ロジン及びその誘導体、塩素化ポリプロピレン、ダンマル樹脂等が例示でき、ロジン及びその誘導体から選ばれる少なくとも1種以上、より好ましくは2種以上を含有させる。環境面からは、塩素化ポリプロピレンを使用しないほうが好ましい。
(ロジン及びその誘導体)
ロジンとしては、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン等が挙げられる。一般的にロジンは松から得られる琥珀色、無定形の樹脂であり、天然から得られるため混合物であるが、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、ピマール酸、イソピマール酸、サンダラコピマール酸、デヒドロアビエチン酸という構成成分ごとに単離して用いても良く、本発明ではこれらもロジンと定義する。
ロジン誘導体は、上記のロジンを変性してなる化合物であり、具体的に以下に列挙する。
(1)水素化ロジン:共役二重結合に水素を付加(水素添加)させて、耐候性を向上させたロジンである。
(2)不均化ロジン: 不均化とは、二分子のロジンが反応し、共役二重結合を持った二分子のアビエチン酸が、一方は芳香族へ、もう一方は単独二重結合の分子となる変性である。一般に水添ロジンよりは耐候性が劣るが、未処理のものよりは耐候性が向上する。
(3)ロジン変性フェノール樹脂:オフセット印刷のインキには、メインバインダーとしてロジン変性フェノール樹脂が使われることが多い。ロジン変性フェノール樹脂は公知の製造法で得ることができる。
(4)ロジンエステル:ロジンから誘導されるエステル樹脂であり、古くから粘着・接着剤の粘着付与剤(タッキファイヤー)として用いられる。
(5)ロジン変性マレイン酸樹脂:ロジンに無水マレイン酸を付加反応させたもので、必要に応じてグリセリンなどの水酸基含有化合物を、無水酸基とエステル化させグラフトさせたものも含まれる。
(6)重合ロジン:天然樹脂のロジンから誘導される二量化された樹脂酸を含む誘導体である。
その他、公知のロジン、ロジン誘導体も用いることが可能であり、これらは単独だけでなく併用するこができる。
さらに、ロジン及びそのロジン誘導体の酸価は120mgKOH/g以上であることが好ましい。酸価が120mgKOH/g以上であると、ラミネート強度が向上する。さらに好ましくは酸価が160mgKOH/g以上である。また、ロジンおよびその誘導体を配合する際の合計使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物の固形分質量%で、0.1質量%~3.0質量%が好ましい。
ロジンとしては、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン等が挙げられる。一般的にロジンは松から得られる琥珀色、無定形の樹脂であり、天然から得られるため混合物であるが、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、ピマール酸、イソピマール酸、サンダラコピマール酸、デヒドロアビエチン酸という構成成分ごとに単離して用いても良く、本発明ではこれらもロジンと定義する。
ロジン誘導体は、上記のロジンを変性してなる化合物であり、具体的に以下に列挙する。
(1)水素化ロジン:共役二重結合に水素を付加(水素添加)させて、耐候性を向上させたロジンである。
(2)不均化ロジン: 不均化とは、二分子のロジンが反応し、共役二重結合を持った二分子のアビエチン酸が、一方は芳香族へ、もう一方は単独二重結合の分子となる変性である。一般に水添ロジンよりは耐候性が劣るが、未処理のものよりは耐候性が向上する。
(3)ロジン変性フェノール樹脂:オフセット印刷のインキには、メインバインダーとしてロジン変性フェノール樹脂が使われることが多い。ロジン変性フェノール樹脂は公知の製造法で得ることができる。
(4)ロジンエステル:ロジンから誘導されるエステル樹脂であり、古くから粘着・接着剤の粘着付与剤(タッキファイヤー)として用いられる。
(5)ロジン変性マレイン酸樹脂:ロジンに無水マレイン酸を付加反応させたもので、必要に応じてグリセリンなどの水酸基含有化合物を、無水酸基とエステル化させグラフトさせたものも含まれる。
(6)重合ロジン:天然樹脂のロジンから誘導される二量化された樹脂酸を含む誘導体である。
その他、公知のロジン、ロジン誘導体も用いることが可能であり、これらは単独だけでなく併用するこができる。
さらに、ロジン及びそのロジン誘導体の酸価は120mgKOH/g以上であることが好ましい。酸価が120mgKOH/g以上であると、ラミネート強度が向上する。さらに好ましくは酸価が160mgKOH/g以上である。また、ロジンおよびその誘導体を配合する際の合計使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物の固形分質量%で、0.1質量%~3.0質量%が好ましい。
(塩素化ポリプロピレン)
塩素化ポリプロピレンとしては、塩素化度が20~50のものが使用できる。塩素化度が20未満の塩素化ポリプロピレンは、有機溶剤との相溶性が低下する傾向がある。一方、塩素化度が50を超える場合、塩素化ポリプロピレンは、フィルムに対する接着性が低下する傾向がある。なお、本発明において、塩素化度は、塩素化ポリプロピレン樹脂中の塩素原子の質量%で定義される。また、塩素化ポリプロピレンは、質量平均分子量が5000~200000の変性されたまたは未変性の塩素化ポリプロピレンであることが好ましい。質量平均分子量が5000未満の場合、塩素化ポリプロピレンは、接着性が低下する傾向がある。一方、質量平均分子量が200000を超える場合、塩素化ポリプロピレンは、有機溶剤への溶解性が低下する傾向がある。また、塩素化ポリプロピレンを配合する際の使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物の固形分質量%で、0.1質量%~3.0質量%が好ましい。
塩素化ポリプロピレンとしては、塩素化度が20~50のものが使用できる。塩素化度が20未満の塩素化ポリプロピレンは、有機溶剤との相溶性が低下する傾向がある。一方、塩素化度が50を超える場合、塩素化ポリプロピレンは、フィルムに対する接着性が低下する傾向がある。なお、本発明において、塩素化度は、塩素化ポリプロピレン樹脂中の塩素原子の質量%で定義される。また、塩素化ポリプロピレンは、質量平均分子量が5000~200000の変性されたまたは未変性の塩素化ポリプロピレンであることが好ましい。質量平均分子量が5000未満の場合、塩素化ポリプロピレンは、接着性が低下する傾向がある。一方、質量平均分子量が200000を超える場合、塩素化ポリプロピレンは、有機溶剤への溶解性が低下する傾向がある。また、塩素化ポリプロピレンを配合する際の使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物の固形分質量%で、0.1質量%~3.0質量%が好ましい。
(ダンマル樹脂)
ダンマル樹脂は、ダマール、ダンマーとも表記され、植物由来の天然樹脂の一種である。詳細には、マレーシア、インドネシアなど東南アジアに生育するフタバガキ科またはカンラン科植物から得られる天然樹脂の一種である。使用する際には適当な有機溶剤に溶解させてワニスとする。ダンマル樹脂は塩素を含有しないため、印刷インキ組成物に塩素化ポリオレフィン樹脂を使用する場合に比べ、塩素を排除・低減することができる。また、ダンマル樹脂を配合する際の使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物の固形分質量%で、3.0質量%以下が好ましい。
ダンマル樹脂は、ダマール、ダンマーとも表記され、植物由来の天然樹脂の一種である。詳細には、マレーシア、インドネシアなど東南アジアに生育するフタバガキ科またはカンラン科植物から得られる天然樹脂の一種である。使用する際には適当な有機溶剤に溶解させてワニスとする。ダンマル樹脂は塩素を含有しないため、印刷インキ組成物に塩素化ポリオレフィン樹脂を使用する場合に比べ、塩素を排除・低減することができる。また、ダンマル樹脂を配合する際の使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物の固形分質量%で、3.0質量%以下が好ましい。
<ブロッキング防止剤>
ブロッキング防止剤としては、シリカ粒子、ポリエチレンワックス、脂肪酸アミド、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、硝化綿等が例示でき、シリカ粒子、ポリエチレンワックス、脂肪酸アミドの1種以上、好ましくは2種以上を含有させることが好ましく、顔料の種類によって、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、綿化綿を更に含有させることが好ましい。
ブロッキング防止剤としては、シリカ粒子、ポリエチレンワックス、脂肪酸アミド、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、硝化綿等が例示でき、シリカ粒子、ポリエチレンワックス、脂肪酸アミドの1種以上、好ましくは2種以上を含有させることが好ましく、顔料の種類によって、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、綿化綿を更に含有させることが好ましい。
(シリカ粒子)
シリカ粒子は天然産、合成品、あるいは結晶性、非結晶性、あるいは疎水性、親水性のものなどが挙げられる。シリカ粒子は、平均粒子径が1.0~5.0μmのものが好ましい(なおシリカ粒子の平均粒子径は、粒度分布における積算値50%(D50)での粒径を意味し、コールターカウンター法によって求めることができる)。シリカ粒子は、表面に親水性官能基を有する親水性シリカでも良いし、親水性官能基をアルキルシラン等で変性して疎水化した疎水性シリカでも良いが、親水性のものが好ましく、親水性シリカ粒子を含むインキは重ね印刷時のインキの濡れ・広がりを促し、重ね印刷効果(以下「トラッピング性」と記載する場合がある)を向上させる効果も有する。シリカ粒子使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物中に0.0~3.0質量%が好ましく、さらに好ましくは0.1~1.0質量%である。
シリカ粒子は天然産、合成品、あるいは結晶性、非結晶性、あるいは疎水性、親水性のものなどが挙げられる。シリカ粒子は、平均粒子径が1.0~5.0μmのものが好ましい(なおシリカ粒子の平均粒子径は、粒度分布における積算値50%(D50)での粒径を意味し、コールターカウンター法によって求めることができる)。シリカ粒子は、表面に親水性官能基を有する親水性シリカでも良いし、親水性官能基をアルキルシラン等で変性して疎水化した疎水性シリカでも良いが、親水性のものが好ましく、親水性シリカ粒子を含むインキは重ね印刷時のインキの濡れ・広がりを促し、重ね印刷効果(以下「トラッピング性」と記載する場合がある)を向上させる効果も有する。シリカ粒子使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物中に0.0~3.0質量%が好ましく、さらに好ましくは0.1~1.0質量%である。
(ポリエチレンワックス)
ポリエチレンワックスとしては平均粒子径が1.0~20.0μmの範囲のもの(なお、平均粒子径は、#1:Honeywell社製 Microtrac UPAにて測定した粒径を意味する)を使用する。ポリエチレンワックスの粒子径が1.0μmより小さいと、すべり性、ブロッキング性が低下し、粒子径が20μmより大きいとトラッピング性が低下する。ポリエチレンワックスのラミネート用印刷インキ組成物中の含有量は、0.1~1.5質量%の範囲が好ましい。含有量が0.1質量%より少ないと目的とする効果が得られず、含有量が1.5質量%より多いと、光沢が低下する傾向にある。
ポリエチレンワックスとしては平均粒子径が1.0~20.0μmの範囲のもの(なお、平均粒子径は、#1:Honeywell社製 Microtrac UPAにて測定した粒径を意味する)を使用する。ポリエチレンワックスの粒子径が1.0μmより小さいと、すべり性、ブロッキング性が低下し、粒子径が20μmより大きいとトラッピング性が低下する。ポリエチレンワックスのラミネート用印刷インキ組成物中の含有量は、0.1~1.5質量%の範囲が好ましい。含有量が0.1質量%より少ないと目的とする効果が得られず、含有量が1.5質量%より多いと、光沢が低下する傾向にある。
(硝化綿)
硝化綿としては、従来からグラビア印刷インキ組成物に使用されている硝化綿が使用できる。硝化綿としては、天然セルロースと硝酸を反応させて、天然セルロース中の無水グルコピラノース基の6員環中の3個の水酸基を、硝酸基に置換した硝酸エステルとして得られるものである。本発明に使用される硝化綿としては、窒素量10~13%、平均重合度35~90のものが好ましく用いられる。具体例としては、SS1/2、SS1/4、SS1/8、TR1/16、NCRS-2、(KOREA CNC LTD社製)等を挙げることができる。硝化綿の使用量は、顔料の種類により、ラミネート用印刷インキ組成物中に、0.1~2.0質量%の範囲で使用することが好ましい。
硝化綿としては、従来からグラビア印刷インキ組成物に使用されている硝化綿が使用できる。硝化綿としては、天然セルロースと硝酸を反応させて、天然セルロース中の無水グルコピラノース基の6員環中の3個の水酸基を、硝酸基に置換した硝酸エステルとして得られるものである。本発明に使用される硝化綿としては、窒素量10~13%、平均重合度35~90のものが好ましく用いられる。具体例としては、SS1/2、SS1/4、SS1/8、TR1/16、NCRS-2、(KOREA CNC LTD社製)等を挙げることができる。硝化綿の使用量は、顔料の種類により、ラミネート用印刷インキ組成物中に、0.1~2.0質量%の範囲で使用することが好ましい。
(セルロースアセテートプロピオネート樹脂)
セルロースアセテートプロピオネート樹脂としては、従来からグラビア印刷インキ組成物に使用されている樹脂が使用できる。
セルロースアセテートプロピオネート樹脂は、セルロースを酢酸及びプロピオン酸でトリエステル化した後に加水分解して得られる。一般的にはアセチル化が0.6~2.5重量%、プロピオニル化が42~46重量%、水酸基が1.8~5重量%である樹脂が市販されている。セルロースアセテートプロピオネート樹脂は、顔料の種類により、ラミネート用印刷インキ組成物成中に、0.1~3.0質量%の範囲で使用することが好ましい。
セルロースアセテートプロピオネート樹脂としては、従来からグラビア印刷インキ組成物に使用されている樹脂が使用できる。
セルロースアセテートプロピオネート樹脂は、セルロースを酢酸及びプロピオン酸でトリエステル化した後に加水分解して得られる。一般的にはアセチル化が0.6~2.5重量%、プロピオニル化が42~46重量%、水酸基が1.8~5重量%である樹脂が市販されている。セルロースアセテートプロピオネート樹脂は、顔料の種類により、ラミネート用印刷インキ組成物成中に、0.1~3.0質量%の範囲で使用することが好ましい。
(セルロースアセテートブチレート樹脂)
セルロースアセテートブチレート樹脂としては、従来からグラビア印刷インキ組成物に使用されている樹脂が使用できる。
セルロースアセテートブチレート樹脂は、セルロースを酢酸および酪酸でトリエステル化した後、加水分解して得られる。一般的にはアセチル化が2~30重量%、ブチリル化が17~53重量%、水酸基が1~5%の樹脂が市販されている。セルロースアセテートブチレート樹脂の使用量は、顔料の種類により、ラミネート用印刷インキ組成物中に、0.1~3.0質量%の範囲で使用することが好ましい。
セルロースアセテートブチレート樹脂としては、従来からグラビア印刷インキ組成物に使用されている樹脂が使用できる。
セルロースアセテートブチレート樹脂は、セルロースを酢酸および酪酸でトリエステル化した後、加水分解して得られる。一般的にはアセチル化が2~30重量%、ブチリル化が17~53重量%、水酸基が1~5%の樹脂が市販されている。セルロースアセテートブチレート樹脂の使用量は、顔料の種類により、ラミネート用印刷インキ組成物中に、0.1~3.0質量%の範囲で使用することが好ましい。
(脂肪酸アミド)
脂肪酸アミドとしては、脂肪酸から酸基を除いた残基とアミド基を有するものであれば特に限定されない。脂肪酸アミドとしては、例えば、モノアミド、置換アミド、ビスアミド、メチロールアミド、およびエステルアミド等が挙げられ、耐ブロッキング性が向上するため、モノアミド、置換アミド、およびビスアミドからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。脂肪酸アミドの使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物中に、0.01~1質量%の範囲であることが好ましい。
・モノアミド:モノアミドは下記一般式(1)で表される。
一般式(1) R1-CONH2
(式中、R1は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表す。)
モノアミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等が挙げられる。
・置換アミド:置換アミドは下記一般式(2)で表される。
一般式(2) R2-CONH-R3
(式中、R2およびR3は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表し、同一でも異なっていても良い。)
置換アミドの具体例としては、N-オレイルパルミチン酸アミド、N-ステアリルステアリン酸アミド、N-ステアリルオレイン酸アミド、N-オレイルステアリン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミド等が挙げられる。
・ビスアミド:ビスアミドは下記一般式(3)あるいは一般式(4)で表される。
一般式(3) R4-CONH-R5-HNCO-R6
一般式(4) R7-NHCO-R8-CONH-R9
(式中、R4、R6、R7、およびR9は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表し、同一でも異なっていても良く、R5およびR8は炭素数1~10のアルキレン基またはアリーレン基を表す。)
ビスアミドの具体例としては、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’-ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’-ジステアリルセバシン酸アミド、N,N’-ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’-ジオレイルセバシン酸アミド等が挙げられる。
脂肪酸アミドとしては、脂肪酸から酸基を除いた残基とアミド基を有するものであれば特に限定されない。脂肪酸アミドとしては、例えば、モノアミド、置換アミド、ビスアミド、メチロールアミド、およびエステルアミド等が挙げられ、耐ブロッキング性が向上するため、モノアミド、置換アミド、およびビスアミドからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。脂肪酸アミドの使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物中に、0.01~1質量%の範囲であることが好ましい。
・モノアミド:モノアミドは下記一般式(1)で表される。
一般式(1) R1-CONH2
(式中、R1は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表す。)
モノアミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等が挙げられる。
・置換アミド:置換アミドは下記一般式(2)で表される。
一般式(2) R2-CONH-R3
(式中、R2およびR3は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表し、同一でも異なっていても良い。)
置換アミドの具体例としては、N-オレイルパルミチン酸アミド、N-ステアリルステアリン酸アミド、N-ステアリルオレイン酸アミド、N-オレイルステアリン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミド等が挙げられる。
・ビスアミド:ビスアミドは下記一般式(3)あるいは一般式(4)で表される。
一般式(3) R4-CONH-R5-HNCO-R6
一般式(4) R7-NHCO-R8-CONH-R9
(式中、R4、R6、R7、およびR9は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表し、同一でも異なっていても良く、R5およびR8は炭素数1~10のアルキレン基またはアリーレン基を表す。)
ビスアミドの具体例としては、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’-ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’-ジステアリルセバシン酸アミド、N,N’-ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’-ジオレイルセバシン酸アミド等が挙げられる。
・メチロールアミド:メチロールアミドは下記一般式(5)で表される。
一般式(5) R10-CONHCH2OH
(式中、R10は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表す。)
メチロールアミドの具体例としては、メチロールパルミチン酸アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘン酸アミド、メチロールヒドロキシステアリン酸アミド、メチロールオレイン酸アミド、メチロールエルカ酸アミド等が挙げられる。
・エステルアミド:エステルアミドは、下記一般式(6)で表される。
一般式(6) R11-CONH-R12-OCO-R13
(式中、R11およびR13は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表し、同一でも異なっていても良く、R12は炭素数1~10のアルキレン基またはアリーレン基を表す。)
エステルアミドの具体例としては、ステアリルアミドエチルステアレート、オレイルアミドエチルステアレート等が挙げられる。
脂肪酸アミドの融点は、50℃~150℃であることが好ましい。
また、脂肪酸アミドを構成する脂肪酸としては、炭素数12~22の飽和脂肪酸および/または炭素数16~25の不飽和脂肪酸が好ましく、炭素数16~18の飽和脂肪酸および/または炭素数18~22の不飽和脂肪酸がより好ましい。飽和脂肪酸として特に好ましくはラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ヒドロキシステアリン酸、不飽和脂肪酸として特に好ましくはオレイン酸、エルカ酸である。
一般式(5) R10-CONHCH2OH
(式中、R10は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表す。)
メチロールアミドの具体例としては、メチロールパルミチン酸アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘン酸アミド、メチロールヒドロキシステアリン酸アミド、メチロールオレイン酸アミド、メチロールエルカ酸アミド等が挙げられる。
・エステルアミド:エステルアミドは、下記一般式(6)で表される。
一般式(6) R11-CONH-R12-OCO-R13
(式中、R11およびR13は脂肪酸からCOOHを除いた残基を表し、同一でも異なっていても良く、R12は炭素数1~10のアルキレン基またはアリーレン基を表す。)
エステルアミドの具体例としては、ステアリルアミドエチルステアレート、オレイルアミドエチルステアレート等が挙げられる。
脂肪酸アミドの融点は、50℃~150℃であることが好ましい。
また、脂肪酸アミドを構成する脂肪酸としては、炭素数12~22の飽和脂肪酸および/または炭素数16~25の不飽和脂肪酸が好ましく、炭素数16~18の飽和脂肪酸および/または炭素数18~22の不飽和脂肪酸がより好ましい。飽和脂肪酸として特に好ましくはラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ヒドロキシステアリン酸、不飽和脂肪酸として特に好ましくはオレイン酸、エルカ酸である。
<有機溶剤>
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系有機溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチルなどのエステル系有機溶剤、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系有機溶剤、グリコールエーテル系有機溶剤、トルエン、メチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤が使用できる。
環境問題面からは、エステル系有機溶剤、アルコール系有機溶剤およびケトン系有機溶剤の混合溶剤、または、より環境問題への対応を進めたエステル系有機溶剤、およびアルコール系有機溶剤の混合溶剤を使用することが好ましい。
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系有機溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチルなどのエステル系有機溶剤、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系有機溶剤、グリコールエーテル系有機溶剤、トルエン、メチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤が使用できる。
環境問題面からは、エステル系有機溶剤、アルコール系有機溶剤およびケトン系有機溶剤の混合溶剤、または、より環境問題への対応を進めたエステル系有機溶剤、およびアルコール系有機溶剤の混合溶剤を使用することが好ましい。
(グリコールエーテル系有機溶剤)
本発明中のラミネート用印刷インキ組成物には、濡れ広がり性を向上させるために、グリコールエーテル系有機溶剤を有機溶剤100重量%中、グリコールエーテル系有機溶剤を0.1~20重量%含有させることが好ましい。グリコールエーテル系有機溶剤の具体例としては、エチ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モノメチルエーテル、エチレングリコールモノn-プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノn-プロピルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が例示できる。
本発明中のラミネート用印刷インキ組成物には、濡れ広がり性を向上させるために、グリコールエーテル系有機溶剤を有機溶剤100重量%中、グリコールエーテル系有機溶剤を0.1~20重量%含有させることが好ましい。グリコールエーテル系有機溶剤の具体例としては、エチ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モノメチルエーテル、エチレングリコールモノn-プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノn-プロピルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が例示できる。
(水)
本発明中のラミネート用印刷インキ組成物には、静電気による印刷不良の緩和、及び、版かぶりの防止やセル再現性の点より水を含有させることが好ましい。水の使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物中に10質量%以下が好ましく、さらに好ましくは、0.1~5.0質量%の範囲である。
本発明中のラミネート用印刷インキ組成物には、静電気による印刷不良の緩和、及び、版かぶりの防止やセル再現性の点より水を含有させることが好ましい。水の使用量は、ラミネート用印刷インキ組成物中に10質量%以下が好ましく、さらに好ましくは、0.1~5.0質量%の範囲である。
<その他の材料>
本発明中のラミネート用印刷インキ組成物には、更に、帯電防止剤、可塑剤等の各種添加剤を添加することができる。シランカップリング剤を含有させても良く、させなくても良い。
以上の構成材料を用いてラミネート用印刷インキ組成物を製造する方法としては、公知の方法が使用できる。具体的には、例えば、顔料、バインダー樹脂、有機溶剤及び必要に応じて顔料分散剤等の混合物を、高速ミキサー、ボールミル、サンドミル、アトライター等を用いて練肉し、さらに所定の添加剤等の材料の残りを添加、混合することにより得ることができる。
本発明中のラミネート用印刷インキ組成物には、更に、帯電防止剤、可塑剤等の各種添加剤を添加することができる。シランカップリング剤を含有させても良く、させなくても良い。
以上の構成材料を用いてラミネート用印刷インキ組成物を製造する方法としては、公知の方法が使用できる。具体的には、例えば、顔料、バインダー樹脂、有機溶剤及び必要に応じて顔料分散剤等の混合物を、高速ミキサー、ボールミル、サンドミル、アトライター等を用いて練肉し、さらに所定の添加剤等の材料の残りを添加、混合することにより得ることができる。
(接着剤層)
本発明における接着剤層は、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物を含有する接着剤をバリア性フィルムに直接、及び/又はラミネート用印刷インキ組成物による印刷層を介して、塗布、押出等の公知の手段によって積層させ、これを硬化させて得られる。このような接着剤としては2液硬化型ポリウレタン樹脂系接着剤であることが好ましい。環境面から、2液硬化型バイオマスポリウレタン樹脂系接着剤がより好ましい。
得られた接着剤層は、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物の反応物を含み、従来から、押出ラミネート加工、ドライラミネート加工で使用されている接着剤を使用することができる。
本発明における接着剤層は、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物を含有する接着剤をバリア性フィルムに直接、及び/又はラミネート用印刷インキ組成物による印刷層を介して、塗布、押出等の公知の手段によって積層させ、これを硬化させて得られる。このような接着剤としては2液硬化型ポリウレタン樹脂系接着剤であることが好ましい。環境面から、2液硬化型バイオマスポリウレタン樹脂系接着剤がより好ましい。
得られた接着剤層は、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物の反応物を含み、従来から、押出ラミネート加工、ドライラミネート加工で使用されている接着剤を使用することができる。
ポリオール化合物としては、分子内に少なくとも2個以上の水酸基を有するポリオール成分である。このようなポリオール成分としては、ポリウレタンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールなどが挙げられ、このようなポリオール成分を2種以上混合して用いても構わない。中でも、ガラス転移温度と貯蔵弾性率の制御が容易なポリウレタンポリオール、ポリエステルポリオールやポリエーテルポリオールが好ましい。環境面からは、ポリオール成分としては、バイオマスポリオール成分が好ましい。特に好ましくはバイオマスポリエステルポリオールである。
(バイオマスポリエステルポリオール)
バイオマスポリエステルポリオールは、2液型ラミネート接着剤におけるバイオマス成分が増加するため地球温暖化防止や環境負荷低減に貢献できる観点から、ジカルボン酸とジオールを反応して得られるものであり、バイオマスポリエステルポリオールは特に限定されない。
バイオマスポリエステルポリオールは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物等のポリエーテルジオール化合物、アジピン酸、セバシン酸、無水フタル酸等の二塩基酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のグリコール類とを縮合反応させて得られるポリエステルジオール類、ポリカプロラクトンジオール類等のポリエステルジオール化合物等の各種高分子ジオール化合物である。そしてこれらの化合物のうちの1種以上が植物由来の化合物及び/又は植物由来の化合物から得たものである。
バイオマスポリエステルポリオールは、2液型ラミネート接着剤におけるバイオマス成分が増加するため地球温暖化防止や環境負荷低減に貢献できる観点から、ジカルボン酸とジオールを反応して得られるものであり、バイオマスポリエステルポリオールは特に限定されない。
バイオマスポリエステルポリオールは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物等のポリエーテルジオール化合物、アジピン酸、セバシン酸、無水フタル酸等の二塩基酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のグリコール類とを縮合反応させて得られるポリエステルジオール類、ポリカプロラクトンジオール類等のポリエステルジオール化合物等の各種高分子ジオール化合物である。そしてこれらの化合物のうちの1種以上が植物由来の化合物及び/又は植物由来の化合物から得たものである。
植物由来の短鎖ジオール成分は特に限定されない。一例を挙げると、短鎖ジオール成分は、以下の方法により植物原料から得られる、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、エチレングリコール等であってもよい。これらは併用されてもよい。
1,3-プロパンジオールは、植物資源(たとえばトウモロコシ等)を分解してグルコースが得られる発酵法により、グリセロールから3-ヒドロキシプロピルアルデヒド(HPA)を経て、製造され得る。上記発酵法のようなバイオ法で製造された1,3-プロパンジオール化合物は、EO製造法の1,3-プロパンジオール化合物と比較して、安全性の面から乳酸など有用な副生成物が得られ、しかも製造コストも低く抑えることが可能である。1,4-ブタンジオールは、植物資源からグリコールを製造し発酵することによって得られたコハク酸を得て、これを水添することにより製造され得る。
また、エチレングリコールは、常法によって得られるバイオエタノールからエチレンを経て製造され得る。
1,3-プロパンジオールは、植物資源(たとえばトウモロコシ等)を分解してグルコースが得られる発酵法により、グリセロールから3-ヒドロキシプロピルアルデヒド(HPA)を経て、製造され得る。上記発酵法のようなバイオ法で製造された1,3-プロパンジオール化合物は、EO製造法の1,3-プロパンジオール化合物と比較して、安全性の面から乳酸など有用な副生成物が得られ、しかも製造コストも低く抑えることが可能である。1,4-ブタンジオールは、植物資源からグリコールを製造し発酵することによって得られたコハク酸を得て、これを水添することにより製造され得る。
また、エチレングリコールは、常法によって得られるバイオエタノールからエチレンを経て製造され得る。
植物由来のジカルボン酸成分は特に限定されない。一例を挙げると、ジカルボン酸成分は、セバシン酸、コハク酸、乳酸、グルタル酸、ダイマー酸等から選ばれる1種である。これらは併用されてもよい。これらの中でも、ジカルボン酸成分は、得られる接着剤組成物が軟包装にプリント又は塗布された際に、プリント物の耐ブロッキング性、ラミネート適性がさらに優れる観点から、セバシン酸、コハク酸、ダイマー酸からなる群から選択される少なくともいずれか1種を含むことが好ましい。
バイオポリエステルポリオールは、活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸を含んでもよい。なお、このような有機酸成分は特に限定されない。一例を挙げると、活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分は、リンゴ酸、コハク酸、酒石酸等である。これらは併用されてもよい。活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分は、コハク酸等の中に不純物として含まれているものでもよいし、新たに加えてもよい。3個以上有する有機酸成分を含有することにより、より高い耐性が要求された場合、ブロッキング性、レトルト性が良好に発現しやすい。なおリンゴ酸を含有させる際には、ジカルボン酸成分の合計質量に対して100~10000ppm含有させることが好ましく、300~2000ppm含有させることがより好ましい。
ポリカルボン酸として、セバシン酸とコハク酸を使用することが特に好ましく、加えて、セバシン酸とコハク酸の合計量に対して3000ppm以下のリンゴ酸を含有する酸成分であることがより好ましい。
バイオマスポリオール成分は、植物由来の短鎖ジオール成分と植物由来のカルボン酸成分と、必要に応じて活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分とを、適宜縮合反応させることにより、植物由来のバイオポリエステルポリオールとして生成され得ることが好ましい。
これらのポリエステルポリオールには、原料であるポリオール成分として、トリメチロールプロパン、1,4-ペンタンジオール、2,5-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のアルカンジオールや、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール等の低分子ジオール化合物が併用されてもよい。
ポリカルボン酸として、セバシン酸とコハク酸を使用することが特に好ましく、加えて、セバシン酸とコハク酸の合計量に対して3000ppm以下のリンゴ酸を含有する酸成分であることがより好ましい。
バイオマスポリオール成分は、植物由来の短鎖ジオール成分と植物由来のカルボン酸成分と、必要に応じて活性水素基を1分子中に3個以上有する分子量300以下の有機酸成分とを、適宜縮合反応させることにより、植物由来のバイオポリエステルポリオールとして生成され得ることが好ましい。
これらのポリエステルポリオールには、原料であるポリオール成分として、トリメチロールプロパン、1,4-ペンタンジオール、2,5-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のアルカンジオールや、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール等の低分子ジオール化合物が併用されてもよい。
また、分子内に少なくとも2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物としては、芳香脂肪族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等を挙げることができる。芳香脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、1,3-又は1,4-キシリレンジイソシアネート若しくはその混合物、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン若しくはその混合物、ω,ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン等を挙げることができる。脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、2-メチル-ペンタン-1,5-ジイソシアネート、3-メチル-ペンタン-1,5-ジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリオキシエチレンジイソシアネート等を挙げることができる。脂環族ジイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシレンジイソシアネート等を挙げることができる。なお、このようなイソシアネート成分を2種以上混合して用いても構わない。なかでも3官能以上のイソシアネート成分を採用することが好ましい。
接着剤の具体例としては、押出ラミネート加工で使用されている接着剤(アンカーコート剤)、A-3210/A-3070、A-3210/A3072、A-3210/A-3075(三井化学社製)、セイカダイン2710A/セイカダイン2810C(T)、セイカダイン2730A/セイカダイン2730B、セイカダイン2710A/セイカダイン2710C(大日精化工業社製)、LX-500、LX-901、LX747A等、ドライラミネート加工で使用されている接着剤としては、ディックドライLX-401A、75A、719、703VL、500、510等(DICグラフィック社製、ディックドライは、DICグラフィックスの登録商標)、タケラック/タケネート A-909/A-5、A-977/A-92、A-606/A-50、A-515/A-50、A-626/A-50、A-525/A-52、A-666/A-65等(三井化学社製)、RU-77、771、3600、3900等(ロックペイント社製)等を使用することが挙げられる。
尚、環境面、安全性の点から、上記ポリオール化合物、上記ポリイソシアネート化合物
は、バイオマスポリオール化合物、バイオマスポリイソシアネート化合物を使用することが好ましい。
接着剤の具体例としては、押出ラミネート加工で使用されている接着剤(アンカーコート剤)、A-3210/A-3070、A-3210/A3072、A-3210/A-3075(三井化学社製)、セイカダイン2710A/セイカダイン2810C(T)、セイカダイン2730A/セイカダイン2730B、セイカダイン2710A/セイカダイン2710C(大日精化工業社製)、LX-500、LX-901、LX747A等、ドライラミネート加工で使用されている接着剤としては、ディックドライLX-401A、75A、719、703VL、500、510等(DICグラフィック社製、ディックドライは、DICグラフィックスの登録商標)、タケラック/タケネート A-909/A-5、A-977/A-92、A-606/A-50、A-515/A-50、A-626/A-50、A-525/A-52、A-666/A-65等(三井化学社製)、RU-77、771、3600、3900等(ロックペイント社製)等を使用することが挙げられる。
尚、環境面、安全性の点から、上記ポリオール化合物、上記ポリイソシアネート化合物
は、バイオマスポリオール化合物、バイオマスポリイソシアネート化合物を使用することが好ましい。
接着剤層を形成する前の接着剤中の前記ポリオール化合物の水酸基とポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の当量比は、従来から使用されている範囲で使用できるが、引き裂き性を向上させるためには、1:3~1:18である。また、前記ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物は、従来から使用されている配合割合で使用できるが、質量比として、ポリオール化合物:ポリイソシアネート化合物=2:1~10:1とすることが好ましい。なお、接着剤層を形成して硬化した後には、上記水酸基とイソシアネート基が反応する等するために、上記の当量比は異なる範囲となる。
前記接着剤層の量は、易引き裂き性を良好にするためには積層体1平方メートルあたり1.5g以上であり、好ましくは1平方メートルあたり2.0g以上であり、より好ましくは1平方メートルあたり3.0g以上である。1平方メートルあたり1.5gを下回ると引き裂き性不良、ラミネート強度不良となる場合がある。
前記接着剤層の量は、易引き裂き性を良好にするためには積層体1平方メートルあたり1.5g以上であり、好ましくは1平方メートルあたり2.0g以上であり、より好ましくは1平方メートルあたり3.0g以上である。1平方メートルあたり1.5gを下回ると引き裂き性不良、ラミネート強度不良となる場合がある。
(基材層(シーラント層))
シーラント層は包装容器の最内層を形成する。対向する積層体のシーラント層同士を熱によって圧着又は溶着させることにより、例えば袋状の包装容器とするために用いる。
このようなシーラントフィルムとしては、ドライラミネート加工による積層手段を採用するときに使用する樹脂フィルムである、無延伸プラスチックフィルム(例えば、無延伸ポリエチレンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム等)等の従来から使用されるフィルムを使用できる。
また成形されたフィルムを積層させることによる押出ラミネート加工で使用する溶融樹脂としては、低密度ポリエチレン、LLDPE、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン等、従来から使用される樹脂を使用できる。
シーラント層は包装容器の最内層を形成する。対向する積層体のシーラント層同士を熱によって圧着又は溶着させることにより、例えば袋状の包装容器とするために用いる。
このようなシーラントフィルムとしては、ドライラミネート加工による積層手段を採用するときに使用する樹脂フィルムである、無延伸プラスチックフィルム(例えば、無延伸ポリエチレンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム等)等の従来から使用されるフィルムを使用できる。
また成形されたフィルムを積層させることによる押出ラミネート加工で使用する溶融樹脂としては、低密度ポリエチレン、LLDPE、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン等、従来から使用される樹脂を使用できる。
<本発明の積層体>
次に、本発明の積層体を得る方法について説明する。
透明蒸着フィルム層に、所望により一般的なグラビア印刷方式又はフレキソ印刷方式等を用いて、本発明中のラミネート用印刷インキ組成物により任意の模様や文字等を印刷し、ドライヤーにより乾燥させ印刷層を得る。
印刷層に熱融着性ポリマーからなる基材層(シーラント層)を積層するラミネート加工を行ない本発明の積層体を得る。このラミネート加工には、主として2つの方法が利用されている。
次に、本発明の積層体を得る方法について説明する。
透明蒸着フィルム層に、所望により一般的なグラビア印刷方式又はフレキソ印刷方式等を用いて、本発明中のラミネート用印刷インキ組成物により任意の模様や文字等を印刷し、ドライヤーにより乾燥させ印刷層を得る。
印刷層に熱融着性ポリマーからなる基材層(シーラント層)を積層するラミネート加工を行ない本発明の積層体を得る。このラミネート加工には、主として2つの方法が利用されている。
一つ目の方法は、透明蒸着フィルム層に、ラミネート用印刷インキ組成物により印刷し、ドライヤーにより乾燥させ印刷層を得、その印刷層の表面に必要に応じて、接着剤層を形成するチタン系、ウレタン系、イミン系、ポリブタジエン系等の接着剤(アンカーコート剤ともいう)を塗布する。
その後、接着剤(例えば、水酸基を有するポリエステル系接着剤及びイソシアネート基を含有するイソシアネート系接着剤を含有する接着剤等)を塗布する。
さらにその後、基材層(シーラント層)を形成する、従来から使用されている低密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン等の熱融着性ポリマーである溶融樹脂を積層させる押出ラミネート加工方法である。なお、接着剤としてイソシアネート系接着剤(アンカーコート剤)を使用する方が接着力に優れる点において好ましい。
その後、接着剤(例えば、水酸基を有するポリエステル系接着剤及びイソシアネート基を含有するイソシアネート系接着剤を含有する接着剤等)を塗布する。
さらにその後、基材層(シーラント層)を形成する、従来から使用されている低密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン等の熱融着性ポリマーである溶融樹脂を積層させる押出ラミネート加工方法である。なお、接着剤としてイソシアネート系接着剤(アンカーコート剤)を使用する方が接着力に優れる点において好ましい。
二つ目の方法は、透明蒸着フィルム層に、ラミネート用印刷インキ組成物により印刷し、ドライヤーにより乾燥を行い、印刷層を得、その印刷層の表面に接着剤層を形成する接着剤(例えば、水酸基を有するポリエステル系接着剤及びイソシアネート基を含有するイソシアネート系接着剤を含有する接着剤等)を塗布した後、基材層(シーラント層)を形成するポリエチレン、無延伸ポリプロピレン等のプラスチックフィルムを積層させるドライラミネート加工である。
(本発明の積層体を用いる包装容器)
本発明の積層体を用いる包装容器は、前記積層体を使用し、その基材層であるシーラントフィルムからなるヒートシール性樹脂層の面を対向して重ね合わせ、しかる後、その周辺端部をヒートシールしてシール部を形成して製造することができる。その製袋方法としては、例えば、前記易引き裂き性積層体を折り曲げるかあるいは重ね合わせて、その内層の面を対向させ、更にその周辺端部を、例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型(ピローシール型)、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、ガゼット型、その他のヒートシール形態によりヒートシールする方法が挙げられる。
前記包装容器は内容物や使用環境、使用形態に応じて種々の形態をとり得る。その他、例えば、自立性包装用袋(スタンディングパウチ)等も可能である。ヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の公知の方法で行うことができる。
前記包装容器にその開口部から内容物を充填し、しかる後、その開口部をヒートシールすることができる。充填できる内容物としては、米菓、豆菓子、ナッツ類、ビスケット・クッキー、ウェハース菓子、マシュマロ、パイ、半生ケーキ、キャンディ、スナック菓子などの菓子類、パン、スナックめん、即席めん、乾めん、パスタ、無菌包装米飯、ぞうすい、おかゆ、包装もち、シリアルフーズなどのステープル類、漬物、煮豆、納豆、味噌、凍豆腐、豆腐、なめ茸、こんにゃく、山菜加工品、ジャム類、ピーナッツクリーム、サラダ類、冷凍野菜、ポテト加工品などの農産加工品、ハム類、ベーコン、ソーセージ類、チキン加工品、コンビーフ類などの畜産加工品、魚肉ハム・ソーセージ、水産練製品、かまぼこ、のり、佃煮、かつおぶし、塩辛、スモークサーモン、辛子明太子などの水産加工品、桃、みかん、パイナップル、りんご、洋ナシ、さくらんぼなどの果肉類、コーン、アスパラガス、マッシュルーム、玉ねぎ、人参、大根、じゃがいもなどの野菜類、ハンバーグ、ミートボール、水産フライ、ギョーザ、コロッケなどを代表とする冷凍惣菜、チルド惣菜などの調理済食品、バター、マーガリン、チーズ、クリーム、インスタントクリーミーパウダー、育児用調整粉乳などの乳製品、液体調味料、レトルトカレー、ペットフードなどの食品類が挙げられる。また、タバコ、使い捨てカイロ、医薬品、化粧品などの包装材料としても使用され得る。
本発明の積層体を用いる包装容器は、前記積層体を使用し、その基材層であるシーラントフィルムからなるヒートシール性樹脂層の面を対向して重ね合わせ、しかる後、その周辺端部をヒートシールしてシール部を形成して製造することができる。その製袋方法としては、例えば、前記易引き裂き性積層体を折り曲げるかあるいは重ね合わせて、その内層の面を対向させ、更にその周辺端部を、例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型(ピローシール型)、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、ガゼット型、その他のヒートシール形態によりヒートシールする方法が挙げられる。
前記包装容器は内容物や使用環境、使用形態に応じて種々の形態をとり得る。その他、例えば、自立性包装用袋(スタンディングパウチ)等も可能である。ヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の公知の方法で行うことができる。
前記包装容器にその開口部から内容物を充填し、しかる後、その開口部をヒートシールすることができる。充填できる内容物としては、米菓、豆菓子、ナッツ類、ビスケット・クッキー、ウェハース菓子、マシュマロ、パイ、半生ケーキ、キャンディ、スナック菓子などの菓子類、パン、スナックめん、即席めん、乾めん、パスタ、無菌包装米飯、ぞうすい、おかゆ、包装もち、シリアルフーズなどのステープル類、漬物、煮豆、納豆、味噌、凍豆腐、豆腐、なめ茸、こんにゃく、山菜加工品、ジャム類、ピーナッツクリーム、サラダ類、冷凍野菜、ポテト加工品などの農産加工品、ハム類、ベーコン、ソーセージ類、チキン加工品、コンビーフ類などの畜産加工品、魚肉ハム・ソーセージ、水産練製品、かまぼこ、のり、佃煮、かつおぶし、塩辛、スモークサーモン、辛子明太子などの水産加工品、桃、みかん、パイナップル、りんご、洋ナシ、さくらんぼなどの果肉類、コーン、アスパラガス、マッシュルーム、玉ねぎ、人参、大根、じゃがいもなどの野菜類、ハンバーグ、ミートボール、水産フライ、ギョーザ、コロッケなどを代表とする冷凍惣菜、チルド惣菜などの調理済食品、バター、マーガリン、チーズ、クリーム、インスタントクリーミーパウダー、育児用調整粉乳などの乳製品、液体調味料、レトルトカレー、ペットフードなどの食品類が挙げられる。また、タバコ、使い捨てカイロ、医薬品、化粧品などの包装材料としても使用され得る。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味し、「部」は「質量部」を意味する。
(顔料)
・酸性カーボンブラック(粒子径40nm、DBP吸着量47ml/100g、比表面積60m2/g、PH2.8)
・C.I.PY14(ピグメントイエロー14)
・酸化チタン(R-960、デュポン社製)
・酸性カーボンブラック(粒子径40nm、DBP吸着量47ml/100g、比表面積60m2/g、PH2.8)
・C.I.PY14(ピグメントイエロー14)
・酸化チタン(R-960、デュポン社製)
(バインダー樹脂)
<ポリウレタン樹脂(A)>
ポリウレタン樹脂(A)の性質を表1に示す。
(ウレタン樹脂A-1)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量5000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート8.9質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル196質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール65部、イソホロンジアミン2.0部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.35部を加えたのちイソホロンジアミン0.51部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-1(固形分30%、理論質量分子量37,000、ウレタン基濃度0.36mmol/g)を得た。
<ポリウレタン樹脂(A)>
ポリウレタン樹脂(A)の性質を表1に示す。
(ウレタン樹脂A-1)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量5000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート8.9質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル196質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール65部、イソホロンジアミン2.0部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.35部を加えたのちイソホロンジアミン0.51部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-1(固形分30%、理論質量分子量37,000、ウレタン基濃度0.36mmol/g)を得た。
(ウレタン樹脂A-2)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量3000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート13質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル206質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール69部、イソホロンジアミン3.2部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.35部を加えたのちイソホロンジアミン0.5部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-2(固形分30%、理論質量分子量38,000、ウレタン基濃度0.57mmol/g)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量3000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート13質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル206質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール69部、イソホロンジアミン3.2部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.35部を加えたのちイソホロンジアミン0.5部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-2(固形分30%、理論質量分子量38,000、ウレタン基濃度0.57mmol/g)を得た。
(ポリウレタン樹脂A-3)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量1000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート42質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル274質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール91.4部、イソホロンジアミン13.3部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.5部を加えたのちイソホロンジアミン0.74部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-3(固形分30%、理論質量分子量35,000、ウレタン基濃度1.28mmol/g)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量1000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート42質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル274質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール91.4部、イソホロンジアミン13.3部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.5部を加えたのちイソホロンジアミン0.74部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-3(固形分30%、理論質量分子量35,000、ウレタン基濃度1.28mmol/g)を得た。
(ウレタン樹脂A-4)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコにセバシン酸(ひまし油由来)/コハク酸(植物由来)=70/30(質量比)と1,3-プロパンジオール(植物由来)から得られる平均分子量1000を100質量部、イソホロンジイソシアネート42質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル274質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール91.4部、イソホロンジアミン13.3部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.5部を加えたのちイソホロンジアミン0.74部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-4(固形分30%、理論質量分子量35,000、ウレタン基濃度1.28mmol/g)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコにセバシン酸(ひまし油由来)/コハク酸(植物由来)=70/30(質量比)と1,3-プロパンジオール(植物由来)から得られる平均分子量1000を100質量部、イソホロンジイソシアネート42質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル274質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール91.4部、イソホロンジアミン13.3部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.5部を加えたのちイソホロンジアミン0.74部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-4(固形分30%、理論質量分子量35,000、ウレタン基濃度1.28mmol/g)を得た。
(ポリウレタン樹脂A-5)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量500の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート80質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル360質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール120部、イソホロンジアミン24.5部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.69部を加えたのちイソホロンジアミン1.0部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-5(固形分30%、理論質量分子量34,000、ウレタン基濃度1.94mmol/g)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量500の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート80質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル360質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール120部、イソホロンジアミン24.5部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.69部を加えたのちイソホロンジアミン1.0部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-5(固形分30%、理論質量分子量34,000、ウレタン基濃度1.94mmol/g)を得た。
(ポリウレタン樹脂A-6)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量500の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート53.3質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル278質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール93部、イソホロンジアミン4.77部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.52部を加えたのちイソホロンジアミン0.76部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-6(固形分30%、理論質量分子量35,000、ウレタン基濃度2.51mmol/g)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量500の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール100質量部、イソホロンジイソシアネート53.3質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で5時間反応させる。冷却後酢酸プロピル278質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール93部、イソホロンジアミン4.77部を加えて鎖伸長を行い、さらにモノエタノールアミン0.52部を加えたのちイソホロンジアミン0.76部を加えて反応停止させ、ポリウレタン樹脂ワニスA-6(固形分30%、理論質量分子量35,000、ウレタン基濃度2.51mmol/g)を得た。
<ポリウレタン樹脂B>
ポリウレタン樹脂(B)の性質を表2に示す。
(ポリウレタン樹脂B-1)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量1000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール20質量部、平均分子量400のポリプロピレングリコール13.5質量部、モノエチレングリコール25質量部、プロピレングリコール41.5質量部、イソホロンジイソシアネート156質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で3時間反応させた。冷却後酢酸プロピル447質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール149質量部を加え、ポリウレタン樹脂ワニスB-1(固形分30%、理論質量分子量850、ウレタン基濃度7.84mmol/g)を得た。
ポリウレタン樹脂(B)の性質を表2に示す。
(ポリウレタン樹脂B-1)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量1000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール20質量部、平均分子量400のポリプロピレングリコール13.5質量部、モノエチレングリコール25質量部、プロピレングリコール41.5質量部、イソホロンジイソシアネート156質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で3時間反応させた。冷却後酢酸プロピル447質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール149質量部を加え、ポリウレタン樹脂ワニスB-1(固形分30%、理論質量分子量850、ウレタン基濃度7.84mmol/g)を得た。
(ポリウレタン樹脂B-2)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量1000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール60質量部、平均分子量400のポリプロピレングリコール13.5質量部、モノエチレングリコール20質量部、プロピレングリコール6.5質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で3時間反応させた。冷却後酢酸プロピル330質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール110質量部を加え、ポリウレタン樹脂ワニスB-2(固形分30%、理論質量分子量1,885、ウレタン基濃度5.30mmol/g)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量1000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール60質量部、平均分子量400のポリプロピレングリコール13.5質量部、モノエチレングリコール20質量部、プロピレングリコール6.5質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で3時間反応させた。冷却後酢酸プロピル330質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール110質量部を加え、ポリウレタン樹脂ワニスB-2(固形分30%、理論質量分子量1,885、ウレタン基濃度5.30mmol/g)を得た。
(ポリウレタン樹脂B-3)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコにセバシン酸(ひまし油由来)/コハク酸(植物由来)=70/30(質量比)と1,3-プロパンジオール(植物由来)から得られる平均分子量1000のポリエステル60質量部、平均分子量400のポリプロピレングリコール13.5質量部、モノエチレングリコール20質量部、プロピレングリコール6.5質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で3時間反応させた。冷却後酢酸プロピル330質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール110質量部を加え、ポリウレタン樹脂ワニスB-3(固形分30%、理論質量分子量1,885、ウレタン基濃度5.30mmol/g)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコにセバシン酸(ひまし油由来)/コハク酸(植物由来)=70/30(質量比)と1,3-プロパンジオール(植物由来)から得られる平均分子量1000のポリエステル60質量部、平均分子量400のポリプロピレングリコール13.5質量部、モノエチレングリコール20質量部、プロピレングリコール6.5質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で3時間反応させた。冷却後酢酸プロピル330質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール110質量部を加え、ポリウレタン樹脂ワニスB-3(固形分30%、理論質量分子量1,885、ウレタン基濃度5.30mmol/g)を得た。
(ポリウレタン樹脂B-4)
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量1000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール75質量部、平均分子量400のポリプロピレングリコール10質量部、モノエチレングリコール5質量部、プロピレングリコール5質量部、イソホロンジイソシアネート42質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で3時間反応させた。冷却後酢酸プロピル248質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール83質量部を加え、ポリウレタン樹脂ワニスB-4(固形分30%、理論質量分子量2,260、ウレタン基濃度3.54mmol/g)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロートおよび窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに平均分子量1000の3-メチル-1,5-ペンチレンアジペートジオール75質量部、平均分子量400のポリプロピレングリコール10質量部、モノエチレングリコール5質量部、プロピレングリコール5質量部、イソホロンジイソシアネート42質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら95~105℃で3時間反応させた。冷却後酢酸プロピル248質量部を加えて均一に溶解させ、イソプロピルアルコール83質量部を加え、ポリウレタン樹脂ワニスB-4(固形分30%、理論質量分子量2,260、ウレタン基濃度3.54mmol/g)を得た。
(塩化ビニル・酢酸ビニル系樹脂)
塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体(ソルバインTA-3,日信化学工業社製)(密着性向上剤)
<塩素化ポリプロピレン>
塩素化度40%、数平均分子量100000の塩素ポリプロピレン(固形分50%)40質量部とメチルシクロヘキサン60質量部を混合撹拌し、固形分20%の塩素化ポリプロピレンワニスを得た。
<ロジン及びその誘導体>
重合ロジン:酸価160mgKOH/g
(ブロッキング防止剤)
<シリカ粒子>
平均粒子径4.5μm
<ポリエチレンワックス>
平均粒子径:12μm
<脂肪酸アミド>
エチレンビスステアリン酸アミド
<混合液1、混合液2>
質量比で、酢酸エチル/酢酸プロピル/IPA(イソプロピルアルコール)=50/25/25
塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体(ソルバインTA-3,日信化学工業社製)(密着性向上剤)
<塩素化ポリプロピレン>
塩素化度40%、数平均分子量100000の塩素ポリプロピレン(固形分50%)40質量部とメチルシクロヘキサン60質量部を混合撹拌し、固形分20%の塩素化ポリプロピレンワニスを得た。
<ロジン及びその誘導体>
重合ロジン:酸価160mgKOH/g
(ブロッキング防止剤)
<シリカ粒子>
平均粒子径4.5μm
<ポリエチレンワックス>
平均粒子径:12μm
<脂肪酸アミド>
エチレンビスステアリン酸アミド
<混合液1、混合液2>
質量比で、酢酸エチル/酢酸プロピル/IPA(イソプロピルアルコール)=50/25/25
<軟包装用ラミネート用白色インキ組成物基材の製造例>
顔料(酸化チタンR-960、デュポン社製)、ポリウレタン樹脂ワニス(A)、必要に応じて、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を、レッドデビル社製のペイントコンディショナーを用いて混練し、さらにポリウレタン樹脂ワニス(B)、密着性向上剤、ブロッキング防止剤、混合液1、水を加えて、表3及び4に示した実施例の軟包装用ラミネート印刷白色インキ組成物基材を得た。
顔料(酸化チタンR-960、デュポン社製)、ポリウレタン樹脂ワニス(A)、必要に応じて、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を、レッドデビル社製のペイントコンディショナーを用いて混練し、さらにポリウレタン樹脂ワニス(B)、密着性向上剤、ブロッキング防止剤、混合液1、水を加えて、表3及び4に示した実施例の軟包装用ラミネート印刷白色インキ組成物基材を得た。
<軟包装用ラミネート用黄色インキ組成物基材の製造例>
顔料(C.I.PY14)、ポリウレタン樹脂ワニス(A)、必要に応じて、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を、レッドデビル社製のペイントコンディショナーを用いて混練し、さらに、ポリウレタン樹脂ワニス(B)、密着性向上剤、ブロッキング防止剤、混合液1、水を加えて、表3に示した実施例の軟包装用ラミネート印刷黄色インキ組成物基材を得た。
顔料(C.I.PY14)、ポリウレタン樹脂ワニス(A)、必要に応じて、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を、レッドデビル社製のペイントコンディショナーを用いて混練し、さらに、ポリウレタン樹脂ワニス(B)、密着性向上剤、ブロッキング防止剤、混合液1、水を加えて、表3に示した実施例の軟包装用ラミネート印刷黄色インキ組成物基材を得た。
<軟包装用ラミネート用墨色インキ組成物基材の製造例>
顔料(酸性カーボンブラック)、ポリウレタン樹脂ワニス(A)、必要に応じて、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を、レッドデビル社製のペイントコンディショナーを用いて混練し、さらに、ポリウレタン樹脂ワニス(B)、密着性向上剤、ブロッキング防止剤、混合液1、水を加えて、表3に示した実施例、比較例の軟包装ラミネート用墨色インキ組成物基材を得た。
顔料(酸性カーボンブラック)、ポリウレタン樹脂ワニス(A)、必要に応じて、水酸基を有する塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂及び/又は水酸基を有する塩化ビニル・アクリル共重合体樹脂を、レッドデビル社製のペイントコンディショナーを用いて混練し、さらに、ポリウレタン樹脂ワニス(B)、密着性向上剤、ブロッキング防止剤、混合液1、水を加えて、表3に示した実施例、比較例の軟包装ラミネート用墨色インキ組成物基材を得た。
(インキの保存安定性)
上記で得られたフィルム用グラビア印刷インキ組成物基材をガラス瓶に採取し、60℃の雰囲気温度で14日間保存した時の顔料の沈降の有無から、インキの保存安定性を評価した。
上記で得られたフィルム用グラビア印刷インキ組成物基材をガラス瓶に採取し、60℃の雰囲気温度で14日間保存した時の顔料の沈降の有無から、インキの保存安定性を評価した。
<積層体の製造>
各ラミネート用印刷インキ組成物基材100質量部に対し、表1の配合にしたがって混合液2で希釈し、粘度を離合社製ザーンカップ3号で15秒に調整した。各種フィルムの処理面にグラビア印刷機を利用して各ラミネート用印刷インキ組成物を下記条件で印刷、乾燥して、ラミネート用印刷物を得た。
(印刷方法・印刷条件)
印刷時部屋の環境:温度25℃、湿度50%
塗工機 :グラビア印刷機
塗工速度:150m/min
刷版 :ダイレクト175線 28μ ベタ版
乾燥温度:55℃
各ラミネート用印刷インキ組成物基材100質量部に対し、表1の配合にしたがって混合液2で希釈し、粘度を離合社製ザーンカップ3号で15秒に調整した。各種フィルムの処理面にグラビア印刷機を利用して各ラミネート用印刷インキ組成物を下記条件で印刷、乾燥して、ラミネート用印刷物を得た。
(印刷方法・印刷条件)
印刷時部屋の環境:温度25℃、湿度50%
塗工機 :グラビア印刷機
塗工速度:150m/min
刷版 :ダイレクト175線 28μ ベタ版
乾燥温度:55℃
<フィルムについて>
OPP:コロナ放電処理した二軸延伸ポリプロピレンフィルム、東洋紡(株)製 P-2161、厚さ25μm
PET:片面にコロナ放電処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、東洋紡(株)製、E-5101、厚さ12μm
NY:ナイロンフィルム、東洋紡(株)製、N-1102、厚さ15μm
ファインバリヤー:片面にアルミナ蒸着処理を施したPETフィルム(商品名:ファインバリヤーAT-R、麗光社製)
テックバリア:片面にシリカ蒸着処理を施したPETフィルム(商品名:テックバリアTXR、三菱樹脂社製)
IB-PET:アルミ蒸着処理されたPETフィルム、(商品名:IB-PET-PUB、大日本印刷社製)
ベセーラ:片面にアクリルポリマーを塗布したPETフィルム(商品名:ベセーラET140R、凸版印刷社製)
GL:片面にアルミナ蒸着処理を施したPETフィルム(商品名:GL-ARH、凸版印刷社製)
OPP:コロナ放電処理した二軸延伸ポリプロピレンフィルム、東洋紡(株)製 P-2161、厚さ25μm
PET:片面にコロナ放電処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、東洋紡(株)製、E-5101、厚さ12μm
NY:ナイロンフィルム、東洋紡(株)製、N-1102、厚さ15μm
ファインバリヤー:片面にアルミナ蒸着処理を施したPETフィルム(商品名:ファインバリヤーAT-R、麗光社製)
テックバリア:片面にシリカ蒸着処理を施したPETフィルム(商品名:テックバリアTXR、三菱樹脂社製)
IB-PET:アルミ蒸着処理されたPETフィルム、(商品名:IB-PET-PUB、大日本印刷社製)
ベセーラ:片面にアクリルポリマーを塗布したPETフィルム(商品名:ベセーラET140R、凸版印刷社製)
GL:片面にアルミナ蒸着処理を施したPETフィルム(商品名:GL-ARH、凸版印刷社製)
(接着剤)
接着剤1:ウレタン系接着剤(タケラックA-616/タケネートA-65、三井化学ポリウレタン社製)
接着剤2:攪拌機、冷却管および窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、セバシン酸(ひまし油由来)/コハク酸(植物由来)=70/30(質量比)とリンゴ酸(セバシン酸+コハク酸に対して1500ppm)、と1,3-プロパンジオール(植物由来)から得られる平均分子量2000のポリエステルジオール300質量部、トリメチロールプロパン5.7質量部と、酢酸エチル28.5質量部を入れ、50℃で30分加熱した。滴下ロートにトリレンジイソシアネート26.3部と酢酸エチル28.5部の混合液を入れ、これを5分間かけて四つ口フラスコに滴下し、その後70℃で1.5時間反応させた。その後、0.101部のチタンテトラブトキシドを加え、90℃に昇温し、5時間反応させた。反応溶液を酢酸エチルで希釈し、固形分70%、質量平均分子量25,000のバイオマスポリオールの主剤を得た。上記主剤の31.6質量部(固形分70%)、硬化剤タケネートA5(MDI/TMP、固形分10.5%、三井化学ポリウレタン社製)の10.5質量部、酢酸エチル57.9質量部を撹拌混合し、バイオマスラミネート接着剤2を得た。
接着剤1:ウレタン系接着剤(タケラックA-616/タケネートA-65、三井化学ポリウレタン社製)
接着剤2:攪拌機、冷却管および窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、セバシン酸(ひまし油由来)/コハク酸(植物由来)=70/30(質量比)とリンゴ酸(セバシン酸+コハク酸に対して1500ppm)、と1,3-プロパンジオール(植物由来)から得られる平均分子量2000のポリエステルジオール300質量部、トリメチロールプロパン5.7質量部と、酢酸エチル28.5質量部を入れ、50℃で30分加熱した。滴下ロートにトリレンジイソシアネート26.3部と酢酸エチル28.5部の混合液を入れ、これを5分間かけて四つ口フラスコに滴下し、その後70℃で1.5時間反応させた。その後、0.101部のチタンテトラブトキシドを加え、90℃に昇温し、5時間反応させた。反応溶液を酢酸エチルで希釈し、固形分70%、質量平均分子量25,000のバイオマスポリオールの主剤を得た。上記主剤の31.6質量部(固形分70%)、硬化剤タケネートA5(MDI/TMP、固形分10.5%、三井化学ポリウレタン社製)の10.5質量部、酢酸エチル57.9質量部を撹拌混合し、バイオマスラミネート接着剤2を得た。
積層体を下記の接着剤及び方法を用いて得た。積層体に関するドライラミネート強度及び耐レトルト性について測定した。
<ドライラミネート強度>
印刷後1日経過した各印刷物に、固形分で2.0g/m2となる量の各ラミネート接着剤を塗布した後、ドライラミネート機で無延伸ポリプロピレンフィルム(RXC-3、厚さ60μm、東セロ社製)を貼り合わせ、40℃で3日放置してドライラミネート物を得た。このドライラミネート物を、試料を15mm幅に切断し(株)安田精機製作所製剥離試験機を用いてT型剥離強度を測定した。
<ドライラミネート強度>
印刷後1日経過した各印刷物に、固形分で2.0g/m2となる量の各ラミネート接着剤を塗布した後、ドライラミネート機で無延伸ポリプロピレンフィルム(RXC-3、厚さ60μm、東セロ社製)を貼り合わせ、40℃で3日放置してドライラミネート物を得た。このドライラミネート物を、試料を15mm幅に切断し(株)安田精機製作所製剥離試験機を用いてT型剥離強度を測定した。
<耐レトルト性>
印刷後1日経過した各印刷物に、固形分で2.0g/m2となる量の各ラミネート接着剤組成物を塗布した後、ドライラミネート機で無延伸ポリプロピレンフィルム(RXC-3、厚さ60μm、東セロ社製)を貼り合わせ、40℃で3日放置してドライラミネート物を得た。このドライラミネート物を製袋し、中に水90重量%、サラダ油10重量%の混合物を詰めて溶封後、135℃の加圧熱水中に30分間浸漬した時のラミネートフィルムの浮きの有無から耐レトルト性を評価した。
A:全くラミ浮きが見られないもの。
B:ピンホール状もしくは一部に細くて短いラミ浮きがみられるもの。
C:長い筋状のラミ浮きが全面にみられるもの。
印刷後1日経過した各印刷物に、固形分で2.0g/m2となる量の各ラミネート接着剤組成物を塗布した後、ドライラミネート機で無延伸ポリプロピレンフィルム(RXC-3、厚さ60μm、東セロ社製)を貼り合わせ、40℃で3日放置してドライラミネート物を得た。このドライラミネート物を製袋し、中に水90重量%、サラダ油10重量%の混合物を詰めて溶封後、135℃の加圧熱水中に30分間浸漬した時のラミネートフィルムの浮きの有無から耐レトルト性を評価した。
A:全くラミ浮きが見られないもの。
B:ピンホール状もしくは一部に細くて短いラミ浮きがみられるもの。
C:長い筋状のラミ浮きが全面にみられるもの。
表4における参照例は、特にドライラミネート強度を向上させるために、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体をインキ組成物に配合した先行技術の例であり、実用レベルのドライラミネート強度を有する例である。
参照例はポリウレタン樹脂(B)を含有せず、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体に由来する塩素原子を含有するので、焼却等した際の環境への負荷が高いものである。
これに対して、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体は含有しないものの、ポリウレタン(A)及び(B)を含有する各実施例によれば、インキの保存安定性、ドライラミネート強度、耐レトルト性のいずれも優れていた。
しかしながら、ウレタン基濃度が本発明中の範囲よりも高いポリウレタン樹脂(A)を使用する比較例1、ウレタン基濃度が本発明中の範囲よりも高いポリウレタン樹脂(B)を使用する比較例2、ポリウレタン樹脂(A)とポリウレタン樹脂(B)の質量比率が本発明中の範囲外である比較例3によれば、ドライラミネート強度及び耐レトルト性に劣る結果になった。
参照例はポリウレタン樹脂(B)を含有せず、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体に由来する塩素原子を含有するので、焼却等した際の環境への負荷が高いものである。
これに対して、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体は含有しないものの、ポリウレタン(A)及び(B)を含有する各実施例によれば、インキの保存安定性、ドライラミネート強度、耐レトルト性のいずれも優れていた。
しかしながら、ウレタン基濃度が本発明中の範囲よりも高いポリウレタン樹脂(A)を使用する比較例1、ウレタン基濃度が本発明中の範囲よりも高いポリウレタン樹脂(B)を使用する比較例2、ポリウレタン樹脂(A)とポリウレタン樹脂(B)の質量比率が本発明中の範囲外である比較例3によれば、ドライラミネート強度及び耐レトルト性に劣る結果になった。
Claims (12)
- フィルム、印刷層、接着剤層、及び基材をこの順に有する積層体であって、印刷層は、着色剤、ウレタン基濃度0.3~2.4mmol/gであって末端にアミノ基を有するウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)と、ウレタン基濃度が2.0~6.0mmol/gであるウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)とを含有し、且つポリウレタン樹脂(A)とポリウレタン樹脂(B)の質量比率が95:5~50:50であるバインダー樹脂とを含有するラミネート用印刷インキ組成物で形成されている積層体。
- 前記ポリウレタン樹脂(A)のウレタン基濃度が0.5~1.3mmol/g、及び/又は、前記ポリウレタン樹脂(B)のウレタン基濃度3.5~5.5mmol/gである請求項1に記載の積層体。
- 前記ポリウレタン樹脂(B)の質量平均分子量が1000~6000である請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記ポリウレタン樹脂(A)のアミン価が1.0~15.0mgKOH/gである請求項1~3のいずれかに記載の積層体。
- 前記ポリウレタン樹脂(A)及び/又は前記ポリウレタン樹脂(B)は、バイオマスポリウレタン樹脂である請求項1~4のいずれかに記載の積層体。
- ラミネート用印刷インキ組成物は、更に、密着性向上剤とブロッキング防止剤から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1~5のいずれかに記載の積層体。
- ラミネート用印刷インキ組成物は、密着性向上剤及びブロッキング防止剤を含有する請求項6に記載の積層体。
- 密着性向上剤がロジン及びその誘導体、塩素化ポリプロピレン、ダンマル樹脂から選ばれる少なくとも1種であり、ブロッキング防止剤がシリカ粒子、ポリエチレンワックス、脂肪酸アミド、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、硝化綿の中から選ばれる少なくとも1種である請求項6又は7に記載の積層体。
- 接着剤層は、酸成分及び/又はグリコール成分がバイオマス成分であるバイオマスポリエステルポリオールを原料とするバイオマスポリウレタン樹脂を含有する接着剤で形成さる請求項1~8のいずれかに記載の積層体。
- 接着剤は、硬化剤成分を含有する請求項9に記載の積層体。
- フィルムが、金属や金属酸化物蒸着層を有するバリア性フィルムやバリア性樹脂組成物層を有するバリア性フィルムから選ばれるフィルムである請求項1~10のいずれかに記載の積層体。
- 請求項1~11のいずれかに記載の積層体により形成された包装容器。
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