JP7229745B2 - 水性フレキソ印刷インキ組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、水性フレキソ印刷インキ組成物及びそれを用いたフレキソ印刷方法に関する。
生活用品や産業資材等の段ボールを中心とした包装容器の印刷分野においては、水性フレキソ凸版印刷が行われている。近年、環境に対する取り組みが活発化しており、包装業界においても、植物性由来及び動物性由来の原材料等、化石燃料に由来しない原材料を使用した、二酸化炭素の排出量を削減（カーボンニュートラル）可能なインキが要求されるようになってきている。本出願人は、この要求より前に、バインダー樹脂として、ポリ（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーの存在下で、ポリ乳酸樹脂を水性媒体中に分散させてなるポリ乳酸樹脂水性分散液を使用することを提案している(例えば、特許文献１参照)が、食品パッケージの薄紙用途では、印刷適性、耐水耐摩擦性、耐熱性、耐油耐摩擦性等の塗膜物性が不十分であるという問題を有していた。また、カーボンニュートラル可能な原材料を多く使用すると、従来のインキ塗膜物性、印刷適性が低下するという問題を有していた。
本発明の課題は、カーボンニュートラル可能な原材料を多く使用した水性フレキソ印刷インキ組成物であっても、耐水耐摩性、耐熱性、耐油耐摩擦性等の塗膜物性、再溶解性等の物性に優れる食品パッケージの薄紙用途に使用されるフレキソ印刷インキ組成物を提供することである。
本発明者らは、下記の水性フレキソ印刷インキ組成物を使用することにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を解決するに至った。
１．顔料、顔料分散用樹脂、酸価が０ｍｇＫＯＨ／ｇ及び／又は０～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのロジン系樹脂、ガラス転移温度が－３０～６０℃で酸価が３０～８０ｍｇＫＯＨ／ｇのスチレン－アクリル系樹脂エマルジョン、水を含有する溶剤を含有する水性フレキソ印刷インキ組成物。
２．顔料分散用樹脂がアルカリ可溶型水溶性樹脂を含有する１記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
３．顔料分散用樹脂が（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーを含有する１又は２に記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
４．ロジン系樹脂が酸価０～２００ｍｇＫＯＨ／ｇのロジン系樹脂である１～３のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
５．カーボンニュートラル可能な原材料成分が水性フレキソ印刷インキ組成物中１０質量％以上であり、かつロジン系樹脂とスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンとの固形分比率が、１：０．８～１：３．５の範囲である１～４のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
６．平均粒子径が１～１０μｍのワックス樹脂微粒子分散体を含有する１～５のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
７．１～６のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物を使用して、食品パッケージの薄紙にフレキソ印刷する印刷方法。
１．顔料、顔料分散用樹脂、酸価が０ｍｇＫＯＨ／ｇ及び／又は０～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのロジン系樹脂、ガラス転移温度が－３０～６０℃で酸価が３０～８０ｍｇＫＯＨ／ｇのスチレン－アクリル系樹脂エマルジョン、水を含有する溶剤を含有する水性フレキソ印刷インキ組成物。
２．顔料分散用樹脂がアルカリ可溶型水溶性樹脂を含有する１記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
３．顔料分散用樹脂が（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーを含有する１又は２に記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
４．ロジン系樹脂が酸価０～２００ｍｇＫＯＨ／ｇのロジン系樹脂である１～３のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
５．カーボンニュートラル可能な原材料成分が水性フレキソ印刷インキ組成物中１０質量％以上であり、かつロジン系樹脂とスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンとの固形分比率が、１：０．８～１：３．５の範囲である１～４のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
６．平均粒子径が１～１０μｍのワックス樹脂微粒子分散体を含有する１～５のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
７．１～６のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物を使用して、食品パッケージの薄紙にフレキソ印刷する印刷方法。
以下、本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物について詳細に説明する。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物は、カーボンニュートラル可能な原材料成分を含むものであり、好ましくは、カーボンニュートラル可能な原材料成分を水性フレキソ印刷インキ組成物の固形分中に１０質量％以上含有させることが好ましい。本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物は、食品パッケージの薄紙用途に印刷される。
（顔料）
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物に使用される顔料としては、従来から水性フレキソ印刷インキで使用されているものを使用できる。具体的には、無機顔料として、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、黒鉛等の有色顔料を挙げることができる。また、有機顔料として、溶解性アゾ顔料、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。上記顔料の中から、１種でも２種以上でも用いることができる。
上記顔料の水性フレキソ印刷インキ組成物中での濃度は５～６０質量％であり、通常有機顔料の場合は、６～３５質量％、無機顔料の場合は、３０～６０質量％である。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物は、カーボンニュートラル可能な原材料成分を含むものであり、好ましくは、カーボンニュートラル可能な原材料成分を水性フレキソ印刷インキ組成物の固形分中に１０質量％以上含有させることが好ましい。本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物は、食品パッケージの薄紙用途に印刷される。
（顔料）
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物に使用される顔料としては、従来から水性フレキソ印刷インキで使用されているものを使用できる。具体的には、無機顔料として、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、黒鉛等の有色顔料を挙げることができる。また、有機顔料として、溶解性アゾ顔料、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。上記顔料の中から、１種でも２種以上でも用いることができる。
上記顔料の水性フレキソ印刷インキ組成物中での濃度は５～６０質量％であり、通常有機顔料の場合は、６～３５質量％、無機顔料の場合は、３０～６０質量％である。
（顔料分散用樹脂）
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物で使用する顔料分散用樹脂としては、アルカリ可溶型水溶性樹脂であり、さらに、（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーを併用することが好ましい。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物で使用する顔料分散用樹脂としては、アルカリ可溶型水溶性樹脂であり、さらに、（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーを併用することが好ましい。
（アルカリ可溶型水溶性樹脂）
顔料分散用樹脂であるアルカリ可溶型水溶性樹脂としては、通常の水性フレキソ印刷インキ組成物で使用される不飽和二重結合を有するモノマーを重合させて得られる樹脂や、官能基同士の反応によって得られる樹脂などであれば、特に制限なく使用できる。
具体的には、アクリル酸あるいはメタクリル酸とそのアルキルエステル、あるいはスチレン等を主なモノマー成分として共重合した水溶性アクリル系樹脂、水溶性スチレン－アクリル系樹脂、水溶性スチレン－マレイン酸系樹脂、水溶性スチレン－アクリル－マレイン酸系樹脂、水溶性ポリウレタン系樹脂、水溶性ポリエステル系樹脂などの各種バインダー樹脂が好適な例として例示できる。
顔料分散用樹脂であるアルカリ可溶型水溶性樹脂としては、通常の水性フレキソ印刷インキ組成物で使用される不飽和二重結合を有するモノマーを重合させて得られる樹脂や、官能基同士の反応によって得られる樹脂などであれば、特に制限なく使用できる。
具体的には、アクリル酸あるいはメタクリル酸とそのアルキルエステル、あるいはスチレン等を主なモノマー成分として共重合した水溶性アクリル系樹脂、水溶性スチレン－アクリル系樹脂、水溶性スチレン－マレイン酸系樹脂、水溶性スチレン－アクリル－マレイン酸系樹脂、水溶性ポリウレタン系樹脂、水溶性ポリエステル系樹脂などの各種バインダー樹脂が好適な例として例示できる。
これらのアルカリ可溶型水溶性樹脂は、通常、塩基性化合物の存在下で水中に溶解させて水溶性樹脂ワニスとして使用される。上記アルカリ可溶型水溶性樹脂を水中に溶解するために使用する塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、有機アミン、アルカリ金属水酸化物等を挙げられる。具体的には、上記有機アミンとしては、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン等のアルキルアミン、モノエタノールアミン、エチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等を挙げることができる。上記アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。その中でも塗膜物性及び再溶解性の点からは、揮発性及び不揮発性の塩基性化合物を併用使用することが望ましい。
（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマー
顔料分散用樹脂として（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーは、２以上のブロックを含み、それぞれのブロックは、ポリエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドで構成される。
（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーとしては、公知の方法で合成することができる。例えば、ポリエチレンオキサイドポリマーがプロピレンオキサイドと反応し、ポリ（プロピレンオキサイド／エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーを形成でき、別の方法として、ポリプロピレンオキサイドポリマーがエチレンオキサイドと反応し、ポリ（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／エチレンオキサイド）ブロックポリマーを形成することができる。
なお、本発明で使用できる（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーは、重量平均分子量が５，０００～１００，０００の範囲のものであり、市販品として、ＡＤＥＫＡ製のアデカプルロニックシリーズ等が挙げられる。
また、水を含有する溶剤の安定性の面から、（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーのＨＬＢ値は８～２０であることが好ましい。
顔料分散用樹脂として（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーは、２以上のブロックを含み、それぞれのブロックは、ポリエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドで構成される。
（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーとしては、公知の方法で合成することができる。例えば、ポリエチレンオキサイドポリマーがプロピレンオキサイドと反応し、ポリ（プロピレンオキサイド／エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーを形成でき、別の方法として、ポリプロピレンオキサイドポリマーがエチレンオキサイドと反応し、ポリ（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／エチレンオキサイド）ブロックポリマーを形成することができる。
なお、本発明で使用できる（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーは、重量平均分子量が５，０００～１００，０００の範囲のものであり、市販品として、ＡＤＥＫＡ製のアデカプルロニックシリーズ等が挙げられる。
また、水を含有する溶剤の安定性の面から、（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーのＨＬＢ値は８～２０であることが好ましい。
ここで、ＨＬＢ値とは、界面活性剤の分野で利用されている、分子の親水性部分と親油性部分とのバランス（hydrophile-lipophile balance）を表すものであり、上記ＨＬＢ値は、下記に示すグリフィン式（一定の油に対する乳化効率の測定から求めた実験値と親水部の重量分率に基づく式）を適用して求めることができる。
〔グリフィン式〕ＨＬＢ＝（１００／５）×親水基重量／（親水基重量＋疎水性重量）
顔料に対する（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーの使用量は、顔料１００質量部に対して０.５～１０質量部、好ましくは０．５～８．０質量部である。
顔料に対してのアルカリ可溶型水溶性樹脂＋（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーの合計使用量は、顔料１００質量部に対して１０～３０質量部であることが好ましい。
〔グリフィン式〕ＨＬＢ＝（１００／５）×親水基重量／（親水基重量＋疎水性重量）
顔料に対する（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーの使用量は、顔料１００質量部に対して０.５～１０質量部、好ましくは０．５～８．０質量部である。
顔料に対してのアルカリ可溶型水溶性樹脂＋（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーの合計使用量は、顔料１００質量部に対して１０～３０質量部であることが好ましい。
（ロジン系樹脂）
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物に配合される酸価が０ｍｇＫＯＨ／ｇ及び／又は０～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのロジン系樹脂としては、エマルジョン及び水溶性の何れでもよい。
ロジン系樹脂エマルジョンの酸価は、０ｍｇＫＯＨ／ｇ及び／又は０～１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、水溶性ロジン系樹脂の酸価は、１００～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
ロジン系樹脂エマルジョンとしては、植物から抽出する等して得られた材料からなる、ロジンエステル等のロジン誘導体やロジンを、低分子乳化剤の存在下で、微細な粒子として水に分散させてなるものが利用できる。具体的には、ハリマ化成社製 ハリエスターＳＫ２１８ＮＳ、ＳＫ３７０Ｎ、ＳＫ３８５ＮＳ、ＳＫ５０１ＮＳ、ＬＡＷＴＥＲ社製 Ｓｎｏｗｐａｃｋ ＸＷ－２４４２、ＸＷ－２５５１、ＸＷ－２５６１、ＸＷ－２５８２、ＳＥ７８０Ｇ、１００Ｇ、荒川化学社製 スーパーエステル ＮＳ－１２１、ＮＳ－１００Ｈ、Ｅ－８６５ＮＴ等が例示できる。
水溶性ロジン系樹脂としては、１００～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有するロジン系樹脂の酸価の一部又は全部を塩基性化合物で中和して水中に溶解させたものを使用する。具体的には、日立化成社製 テスポール １５０、１５４、１５８、ハリマ化成社製 ハリマックＴ－８０、ハリエスター ＭＳＲ－４、ＡＳ－５、荒川化学社製のマルキード３１、３２、３３等が例示できる。
塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、有機アミン、アルカリ金属水酸化物等を挙げられる。具体的には、上記有機アミンとしては、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン等のアルキルアミン、モノエタノールアミン、エチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等を挙げることができる。上記アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。その中でも塗膜物性及び再溶解性の点からは、揮発性及び不揮発性の塩基性化合物を併用使用することが望ましい。
ロジン系樹脂の酸価の中でも好ましくは酸価が０～２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるロジン系樹脂であり、耐水耐摩性が要求される場合は好ましくは酸価が０～１００ｍｇＫＯＨ／ｇであるロジン系樹脂エマルジョンである。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物中のロジン系樹脂の含有量は、カーボンニュートラル可能な原材料成分を水性フレキソ印刷インキ組成物の固形分中に１０質量％以上となるように含有させることが好ましい。なお、カーボンニュートラル可能な原材料成分とは、植物性の材料に由来して得た原材料成分を示す。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物に配合される酸価が０ｍｇＫＯＨ／ｇ及び／又は０～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのロジン系樹脂としては、エマルジョン及び水溶性の何れでもよい。
ロジン系樹脂エマルジョンの酸価は、０ｍｇＫＯＨ／ｇ及び／又は０～１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、水溶性ロジン系樹脂の酸価は、１００～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
ロジン系樹脂エマルジョンとしては、植物から抽出する等して得られた材料からなる、ロジンエステル等のロジン誘導体やロジンを、低分子乳化剤の存在下で、微細な粒子として水に分散させてなるものが利用できる。具体的には、ハリマ化成社製 ハリエスターＳＫ２１８ＮＳ、ＳＫ３７０Ｎ、ＳＫ３８５ＮＳ、ＳＫ５０１ＮＳ、ＬＡＷＴＥＲ社製 Ｓｎｏｗｐａｃｋ ＸＷ－２４４２、ＸＷ－２５５１、ＸＷ－２５６１、ＸＷ－２５８２、ＳＥ７８０Ｇ、１００Ｇ、荒川化学社製 スーパーエステル ＮＳ－１２１、ＮＳ－１００Ｈ、Ｅ－８６５ＮＴ等が例示できる。
水溶性ロジン系樹脂としては、１００～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有するロジン系樹脂の酸価の一部又は全部を塩基性化合物で中和して水中に溶解させたものを使用する。具体的には、日立化成社製 テスポール １５０、１５４、１５８、ハリマ化成社製 ハリマックＴ－８０、ハリエスター ＭＳＲ－４、ＡＳ－５、荒川化学社製のマルキード３１、３２、３３等が例示できる。
塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、有機アミン、アルカリ金属水酸化物等を挙げられる。具体的には、上記有機アミンとしては、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン等のアルキルアミン、モノエタノールアミン、エチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等を挙げることができる。上記アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。その中でも塗膜物性及び再溶解性の点からは、揮発性及び不揮発性の塩基性化合物を併用使用することが望ましい。
ロジン系樹脂の酸価の中でも好ましくは酸価が０～２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるロジン系樹脂であり、耐水耐摩性が要求される場合は好ましくは酸価が０～１００ｍｇＫＯＨ／ｇであるロジン系樹脂エマルジョンである。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物中のロジン系樹脂の含有量は、カーボンニュートラル可能な原材料成分を水性フレキソ印刷インキ組成物の固形分中に１０質量％以上となるように含有させることが好ましい。なお、カーボンニュートラル可能な原材料成分とは、植物性の材料に由来して得た原材料成分を示す。
（スチレン－アクリル系樹脂エマルジョン）
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物には、スチレン－アクリル系樹脂エマルジョンを配合することができる。そのようなスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンとしては、公知の方法で製造される酸価３０～８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度－３０～６０℃のスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンが使用できる。ガラス転移温度の温度範囲の下限としては、好ましくは－２０℃、さらに好ましくは－１０℃であり、上限としては４０℃さらに好ましくは２０℃である。
このようなスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンのうち、ロジン系樹脂による印刷適性を向上させるために、酸価１５０～２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル系樹脂を塩基性化合物で中和した水溶性アクリル系樹脂を高分子乳化剤として用いて、スチレン系モノマー、必要に応じて（メタ）アクリル酸のアルキルエステルを共重合して得られる常温で造膜するものが好適に使用できる。
スチレン－アクリル系樹脂エマルジョンを配合する際の使用量は、カーボンニュートラル可能な原材料成分を水性フレキソ印刷インキ組成物の固形分中に１０質量％以上含有させる場合は、ロジン系樹脂とスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンとの固形分比率が、１：０．８～１：３．５の範囲であることが好ましい。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物には、スチレン－アクリル系樹脂エマルジョンを配合することができる。そのようなスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンとしては、公知の方法で製造される酸価３０～８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度－３０～６０℃のスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンが使用できる。ガラス転移温度の温度範囲の下限としては、好ましくは－２０℃、さらに好ましくは－１０℃であり、上限としては４０℃さらに好ましくは２０℃である。
このようなスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンのうち、ロジン系樹脂による印刷適性を向上させるために、酸価１５０～２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル系樹脂を塩基性化合物で中和した水溶性アクリル系樹脂を高分子乳化剤として用いて、スチレン系モノマー、必要に応じて（メタ）アクリル酸のアルキルエステルを共重合して得られる常温で造膜するものが好適に使用できる。
スチレン－アクリル系樹脂エマルジョンを配合する際の使用量は、カーボンニュートラル可能な原材料成分を水性フレキソ印刷インキ組成物の固形分中に１０質量％以上含有させる場合は、ロジン系樹脂とスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンとの固形分比率が、１：０．８～１：３．５の範囲であることが好ましい。
（ワックス樹脂微粒子分散体）
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物には、塗膜の耐摩擦性を向上させる目的でコールターカウンター法による平均粒子径１～１０μｍ、好ましくは２～５μｍのワックス微粒子分散体を使用する事ができる。ワックス樹脂微粒子分散体としては、好ましくは、ポリエチレン系ワックスで、具体的には、例えば、三井化学社製、ケミパールＷ１００、Ｗ２００、Ｗ３００、Ｗ３１０、Ｗ３０６、Ｗ４００、Ｗ４１０、Ｗ５００、Ｗ８００等が挙げられる。ワックス樹脂微粒子分散体の添加量は、塗膜物性における耐摩擦性向上と色相への悪影響のバランスを考慮して、水性フレキソ印刷インキ組成物１００重量％中、固形分換算で１～７質量％程度とするのが好ましい。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物には、塗膜の耐摩擦性を向上させる目的でコールターカウンター法による平均粒子径１～１０μｍ、好ましくは２～５μｍのワックス微粒子分散体を使用する事ができる。ワックス樹脂微粒子分散体としては、好ましくは、ポリエチレン系ワックスで、具体的には、例えば、三井化学社製、ケミパールＷ１００、Ｗ２００、Ｗ３００、Ｗ３１０、Ｗ３０６、Ｗ４００、Ｗ４１０、Ｗ５００、Ｗ８００等が挙げられる。ワックス樹脂微粒子分散体の添加量は、塗膜物性における耐摩擦性向上と色相への悪影響のバランスを考慮して、水性フレキソ印刷インキ組成物１００重量％中、固形分換算で１～７質量％程度とするのが好ましい。
（水を含有する溶剤）
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物で使用する溶剤としては、水に加えて、本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物の性能低下をきたさない範囲で、水溶性有機溶剤を使用する。
水溶性有機溶剤としては、アルコールおよび多価アルコール系溶剤で、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、エチレングリコール、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エチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、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、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エチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジピ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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピ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、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジブチルグリコール、グリセリン等を添加することができる。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物で使用する溶剤としては、水に加えて、本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物の性能低下をきたさない範囲で、水溶性有機溶剤を使用する。
水溶性有機溶剤としては、アルコールおよび多価アルコール系溶剤で、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、エチレングリコール、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エチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、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、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エチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジピ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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピ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、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジブチルグリコール、グリセリン等を添加することができる。
（添加剤）
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物には、必要に応じて各種添加剤を使用することができる。
具体的には、乾燥性を向上させるために、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、クレー、タルク等の体質顔料、防滑性を付与するために無機系微粒子及び粘着性樹脂（アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂）、レベリング性を向上させるためにレベリング剤、消泡性を付与するために消泡剤、再溶解性を付与するために苛性ソーダ等の塩基性化合物、造膜エマルジョン等の各種添加剤を挙げることができる。
次に、本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物及び印刷物の製造方法について説明する。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物を従来法で製造する方法としては、顔料と、顔料分散用樹脂と、水を含有する溶剤とを混合した後、各種練肉機、例えば、ビーズミル、パールミル、サンドミル、ボールミル、アトライター、ロールミル等を利用して練肉し、さらに、ロジン系樹脂、スチレン－アクリル系樹脂エマルジョン等の所定の材料及び必要に応じて添加剤を混合する。
次いで、印刷時に希釈が必要な場合は、さらに水を含有する溶剤を加え水性フレキソ印刷インキ組成物を得る。この水性フレキソ印刷インキ組成物を用いた印刷物の製造方法としては、紙や樹脂の表面への印刷、特に、食品パッケージの薄紙に、上記水性フレキソ印刷インキ組成物を用いてフレキソ印刷機で印刷する方法が例示できる。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物には、必要に応じて各種添加剤を使用することができる。
具体的には、乾燥性を向上させるために、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、クレー、タルク等の体質顔料、防滑性を付与するために無機系微粒子及び粘着性樹脂（アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂）、レベリング性を向上させるためにレベリング剤、消泡性を付与するために消泡剤、再溶解性を付与するために苛性ソーダ等の塩基性化合物、造膜エマルジョン等の各種添加剤を挙げることができる。
次に、本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物及び印刷物の製造方法について説明する。
本発明の水性フレキソ印刷インキ組成物を従来法で製造する方法としては、顔料と、顔料分散用樹脂と、水を含有する溶剤とを混合した後、各種練肉機、例えば、ビーズミル、パールミル、サンドミル、ボールミル、アトライター、ロールミル等を利用して練肉し、さらに、ロジン系樹脂、スチレン－アクリル系樹脂エマルジョン等の所定の材料及び必要に応じて添加剤を混合する。
次いで、印刷時に希釈が必要な場合は、さらに水を含有する溶剤を加え水性フレキソ印刷インキ組成物を得る。この水性フレキソ印刷インキ組成物を用いた印刷物の製造方法としては、紙や樹脂の表面への印刷、特に、食品パッケージの薄紙に、上記水性フレキソ印刷インキ組成物を用いてフレキソ印刷機で印刷する方法が例示できる。
以下に、実施例を挙げて本発明を更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」を意味するものである。また、表中の各材料の分量の数字についても「質量部」である。酸価の単位はｍｇＫＯＨ／ｇである。
（水性フレキソ印刷インキ組成物）
顔料（フタロシアニンブルー、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）、アルカリ可溶型水溶性樹脂（ジョンクリルＨＰＤ－６７１、ＢＡＳＦ社製、固形分２５％）、（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマー（（ＥＯ／ＰＯ）ブロックポリマー、ＨＬＢ値１４、Ｍｗ１６０００）、ジブチルグリコール、水の混合物をビーズミルで混練分散後、ロジン系樹脂、スチレン－アクリル系樹脂エマルジョン、ポリエチレンワックス、消泡剤を表１の割合となるように加え混合して、水性フレキソ印刷インキ組成物を得た。
顔料（フタロシアニンブルー、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）、アルカリ可溶型水溶性樹脂（ジョンクリルＨＰＤ－６７１、ＢＡＳＦ社製、固形分２５％）、（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマー（（ＥＯ／ＰＯ）ブロックポリマー、ＨＬＢ値１４、Ｍｗ１６０００）、ジブチルグリコール、水の混合物をビーズミルで混練分散後、ロジン系樹脂、スチレン－アクリル系樹脂エマルジョン、ポリエチレンワックス、消泡剤を表１の割合となるように加え混合して、水性フレキソ印刷インキ組成物を得た。
（再溶解性）
フレキソ印刷インキ組成物を０．１０ｍｍメヤバーを用いて基材上に展色し、乾燥後、塗膜に同一のインキ組成物を滴下して拭取り、乾燥塗膜の同一のインキ組成物への溶解性を評価した。
◎ ：拭き取り後、版材及び基材に塗膜が全く残らない。
○ ：拭き取り後、版材及び基材に塗膜がわずかに残る。
○△：拭き取り後、版材及び基材に塗膜が半分ほど残る。
△ ：版材及び基材から、塗膜がわずかに拭き取れる。
× ：版材及び基材から、塗膜が全く拭き取れない。
フレキソ印刷インキ組成物を０．１０ｍｍメヤバーを用いて基材上に展色し、乾燥後、塗膜に同一のインキ組成物を滴下して拭取り、乾燥塗膜の同一のインキ組成物への溶解性を評価した。
◎ ：拭き取り後、版材及び基材に塗膜が全く残らない。
○ ：拭き取り後、版材及び基材に塗膜がわずかに残る。
○△：拭き取り後、版材及び基材に塗膜が半分ほど残る。
△ ：版材及び基材から、塗膜がわずかに拭き取れる。
× ：版材及び基材から、塗膜が全く拭き取れない。
（耐水耐摩性）
原紙（Ｋライナー）に２００線ハンドプルーファーにて展色し、その展色物を、学振型摩擦堅牢度試験機を用いて評価した。
評価条件：２００ｇ×２回、当紙：カナキン布に水５滴を滴下したもの
◎ ：塗膜取られなし。
○ ：当紙にわずかにインキが付着。展色物のインキがわずかに取れているもの。
○△：当紙全面にインキが薄く付着。展色物のインキがわずかに取れているもの。
△ ：当紙全面にインキが薄く付着。展色物のインキが取れ、一部原紙が見える。
× ：当紙全面にインキが濃く付着。展色物についてもインキが取れ、原紙の大部分が見える。
原紙（Ｋライナー）に２００線ハンドプルーファーにて展色し、その展色物を、学振型摩擦堅牢度試験機を用いて評価した。
評価条件：２００ｇ×２回、当紙：カナキン布に水５滴を滴下したもの
◎ ：塗膜取られなし。
○ ：当紙にわずかにインキが付着。展色物のインキがわずかに取れているもの。
○△：当紙全面にインキが薄く付着。展色物のインキがわずかに取れているもの。
△ ：当紙全面にインキが薄く付着。展色物のインキが取れ、一部原紙が見える。
× ：当紙全面にインキが濃く付着。展色物についてもインキが取れ、原紙の大部分が見える。
（耐摩性）
原紙（Ｋライナー）に２００線ハンドプルーファーにて展色し、その展色物を、学振型摩擦堅牢度試験機を用いて評価した。
評価条件：２００ｇ×１００回、当紙：カナキン布
◎ ：塗膜取られなし。
◎○：当紙に極わずかにインキが付着。展色物のインキが極わずかに取れている。
〇 ：当紙にわずかにインキが付着。展色物のインキがわずかに取れている。
〇△：当紙全面にインキが薄く付着。展色物のインキがわずかに取れている。
△ ：当紙全面にインキが付着。展色物のインキが取れ、一部原紙が見える。
× ：当紙全面にインキが濃く付着。展色物についてもインキが取られ、原紙の大部分が見える。
原紙（Ｋライナー）に２００線ハンドプルーファーにて展色し、その展色物を、学振型摩擦堅牢度試験機を用いて評価した。
評価条件：２００ｇ×１００回、当紙：カナキン布
◎ ：塗膜取られなし。
◎○：当紙に極わずかにインキが付着。展色物のインキが極わずかに取れている。
〇 ：当紙にわずかにインキが付着。展色物のインキがわずかに取れている。
〇△：当紙全面にインキが薄く付着。展色物のインキがわずかに取れている。
△ ：当紙全面にインキが付着。展色物のインキが取れ、一部原紙が見える。
× ：当紙全面にインキが濃く付着。展色物についてもインキが取られ、原紙の大部分が見える。
（耐油耐摩性）
原紙（Ｋライナー）に２００線ハンドプルーファーにて展色し、その展色物を、学振型摩擦堅牢度試験機を用いて評価した。
評価条件：２００ｇ×２回、当紙：カナキン布にサラダ油を５滴滴下したもの
◎ ：塗膜取られなし。
◎○：当紙に極わずかにインキが付着。展色物のインキが極わずかに取れている。
〇 ：当紙にわずかにインキが付着。展色物のインキがわずかに取れている。
〇△：当紙全面にインキが薄く付着。展色物のインキがわずかに取れている。
△ ：当紙全面にインキが付着。展色物のインキが取れ、一部原紙が見える。
× ：当紙全面にインキが濃く付着。展色物についてもインキが取られ、原紙の大部分が見える。
なお、上記原紙（Ｋライナー）に印刷したものは、その試験を行う限りにおいて、薄紙に印刷した場合と結果が共通する。
原紙（Ｋライナー）に２００線ハンドプルーファーにて展色し、その展色物を、学振型摩擦堅牢度試験機を用いて評価した。
評価条件：２００ｇ×２回、当紙：カナキン布にサラダ油を５滴滴下したもの
◎ ：塗膜取られなし。
◎○：当紙に極わずかにインキが付着。展色物のインキが極わずかに取れている。
〇 ：当紙にわずかにインキが付着。展色物のインキがわずかに取れている。
〇△：当紙全面にインキが薄く付着。展色物のインキがわずかに取れている。
△ ：当紙全面にインキが付着。展色物のインキが取れ、一部原紙が見える。
× ：当紙全面にインキが濃く付着。展色物についてもインキが取られ、原紙の大部分が見える。
なお、上記原紙（Ｋライナー）に印刷したものは、その試験を行う限りにおいて、薄紙に印刷した場合と結果が共通する。
アルカリ可溶型水性アクリル樹脂（固形分２５質量％）ジョンクリルＨＰＤ－６７１、ＢＡＳＦ社
ポリ(エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド)ブロックポリマー：ＨＬＢ値１４、Ｍｗ１６０００
ポリエチレン系ワックス（固形分３５質量％）ケミパールＷ－１００、三井化学
消泡剤ＳＮデフォーマー７７７♯Ｃ サンノプコ社
ポリ(エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド)ブロックポリマー：ＨＬＢ値１４、Ｍｗ１６０００
ポリエチレン系ワックス（固形分３５質量％）ケミパールＷ－１００、三井化学
消泡剤ＳＮデフォーマー７７７♯Ｃ サンノプコ社
本発明に沿った例である実施例１～１４によれば、再溶解性、耐水耐摩擦性、耐摩性及び耐油耐摩性に優れたインキ組成物を得ることができた。これに対してガラス転移温度が本発明中の範囲のものではないスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンを使用した比較例１及び２によれば、特に耐水耐摩擦性に劣り、耐摩性もそれほど良好ではなかった。
また実施例７及び８によれば、耐摩性及び耐油耐摩性にも優れた印刷を行うことができた。
また実施例７及び８によれば、耐摩性及び耐油耐摩性にも優れた印刷を行うことができた。
Claims (7)
- 顔料、顔料分散用樹脂、酸価が０ｍｇＫＯＨ／ｇ 及び／又は０～３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのロジン系樹脂、ガラス転移温度が－３０～６０℃ で酸価が３０～８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのスチレン-アクリル系樹脂エマルジョン、水を含有する溶剤を含有する水性フレキソ印刷インキ組成物であって、
ロジン系樹脂とスチレン－アクリル系樹脂エマルジョンとの固形分比率が、１：０．８～１：３．５の範囲である水性フレキソ印刷インキ組成物。 - 顔料分散用樹脂がアルカリ可溶型水溶性樹脂を含有する請求項１記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
- 顔料分散用樹脂が（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド）ブロックポリマーを含有する請求項１又は２に記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
- ロジン系樹脂が酸価０～２００ｍｇＫＯＨ／ｇのロジン系樹脂である請求項１～３のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
- カーボンニュートラル可能な原材料成分が水性フレキソ印刷インキ組成物中１０質量％以上である、請求項１～４のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
- 平均粒子径が１～１０μｍのワックス樹脂微粒子分散体を含有する請求項１～５のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物。
- 請求項１～６のいずれかに記載の水性フレキソ印刷インキ組成物を使用して、食品パッケージの薄紙にフレキソ印刷する印刷方法。
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