JP7238715B2 - water-based gravure or flexographic inks, prints and laminates - Google Patents
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Description
本発明は、水性グラビアまたはフレキソインキ、印刷物および積層体に関する。 The present invention relates to aqueous gravure or flexographic inks, prints and laminates.
近年、印刷インキ、特にグラビアまたはフレキソインキ(以下、インキと略記する)においてインキの媒体である有機溶剤に起因する作業時の安全衛生性、作業環境適性、更には当該インキを使用した際の包装材の残留溶剤の低減等の見地から、インキの水性化の要望が従来よりも強まっている。水性インキにおいては、主たるバインダー樹脂として水性ポリウレタン樹脂が用いられており、それは特にプラスチック基材での印刷において、基材密着性が良好であるためである。このような印刷物は更にラミネート工程を経て積層体とし、食品、医薬品その他に用いられる包装袋となることが多い。例えば特許文献1~3ではインキ用の水性ポリウレタン樹脂に関する技術開発が開示されている。 In recent years, in printing inks, especially gravure or flexographic inks (hereinafter abbreviated as inks), there have been concerns about safety and health during work due to the organic solvent that is the medium of the ink, suitability for the work environment, and packaging when using the ink. From the standpoint of reducing residual solvents in materials, the demand for water-based inks is stronger than before. In water-based inks, water-based polyurethane resins are used as the main binder resin because of their good adhesion to substrates, particularly in printing on plastic substrates. Such printed matter is further subjected to a lamination process to form a laminate, which is often used as a packaging bag for foods, medicines, and the like. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose technical developments related to water-based polyurethane resins for inks.
近年では上記包装袋の多様化、包装技術の高度化が為されており高い機能(防湿性、酸素遮断性、耐熱性、耐レトルト性など)は溶剤系のみらならず、水性インキを用いた場合でも求められている。従来の水性インキでは、基材となるプラスチック基材に対して、接着性、ラミネート適性、および印刷適性を満たしたとしても、耐ボイル適性、耐レトルト適性までも満足するに至らない場合が多くあった。例えば、特許文献4では、ポリエステル構造を主骨格としたポリウレタン樹脂を用いているが、エステル結合の加水分解のために耐レトルト適性が劣る場合が考えられる。なお、耐ボイル適性、耐レトルト適性は、積層体の層構成または包装袋の適用範囲および種類によっては必須とされる重要な物性である。 In recent years, the above-mentioned packaging bags have been diversified and packaging technology has been advanced, and high functionality (moisture resistance, oxygen barrier, heat resistance, retort resistance, etc.) has been achieved not only with solvent-based inks, but also with water-based inks. is sought in any case. Even if conventional water-based inks satisfy adhesiveness, laminating suitability, and printability to plastic substrates, they often fail to satisfy boiling resistance and retorting resistance. rice field. For example, in Patent Document 4, a polyurethane resin having a polyester structure as a main skeleton is used. Boiling resistance suitability and retort resistance suitability are important physical properties that are essential depending on the layer structure of the laminate or the applicable range and type of the packaging bag.
また、近年では上記積層体や包装袋は、長期保存性を必要とする食品(従来の缶または瓶の内容物)にも使用される場合が多くなっている。ゴミ削減やVOC削減を目的とする為である。長期保存する製品は、店頭や家等で長期にわたり室内光や日光の暴露を受け続けるため、積層体および包装袋には耐光性が求められ、同じく上記インキにおいても耐光性が求められている。例えば、特許文献5では、水性ポリウレタン樹脂の原料としてエーテル構造を有するポリオールを多く用いているため、ポリウレタン樹脂中のエーテル骨格が紫外線により開裂してしまい耐光性が劣る可能性が高い。紫外線により包装袋のインキ層が劣化した場合にはインキ層の色調が損なわれ、包装袋のラミネート状態にも悪影響が出る。引用文献6は、液状の脂肪族ポリカーボネートポリオールを用いていないため紫外線照射12時間後の耐光性が充分でない。 Moreover, in recent years, the above laminates and packaging bags are often used for foods that require long-term storage (the contents of conventional cans or bottles). This is for the purpose of reducing waste and reducing VOCs. Products to be stored for a long period of time are exposed to indoor light and sunlight for a long period of time, such as in stores and at home. For example, in Patent Document 5, since polyol having an ether structure is used in large amounts as a raw material for the water-based polyurethane resin, there is a high possibility that the ether skeleton in the polyurethane resin will be cleaved by ultraviolet rays, resulting in poor light resistance. When the ink layer of the packaging bag is deteriorated by ultraviolet rays, the color tone of the ink layer is lost, and the laminated state of the packaging bag is adversely affected. Cited Document 6 does not use a liquid aliphatic polycarbonate polyol, so the light resistance after 12 hours of UV irradiation is not sufficient.
一般的に従来の水性インキは溶剤系インキよりもボイル性、耐レトルト性および耐光性が劣る傾向がある。そのため、使用できるプラスチック基材の種類や、ラミネート積層体の積層構成が限定され、水性インキを用いた場合における包装袋の高度化の妨げとなる場合が多い。
更に、従来の水性インキでは、耐水性や耐レトルト性を向上させると耐光性が劣る、もしくは耐光性を向上させると耐水性や耐レトルト性が劣る傾向があり、これら物性は両立させることが難しい。したがって、上記耐ボイル性、耐レトルト性および耐光性を満足する、水性グラビアインキまたはフレキソインキは未だ開発されていない。
Conventional water-based inks generally tend to be inferior to solvent-based inks in boilability, retort resistance, and lightfastness. Therefore, the types of plastic substrates that can be used and the laminate structure of the laminated laminate are limited, and this often hinders the sophistication of packaging bags in the case of using water-based ink.
Furthermore, with conventional water-based inks, if the water resistance and retort resistance are improved, the light resistance tends to be inferior, or if the light resistance is improved, the water resistance and retort resistance tend to be inferior, and it is difficult to achieve both physical properties. . Therefore, no water-based gravure ink or flexographic ink has been developed which satisfies the above boiling resistance, retorting resistance and light resistance.
本発明は、耐光性、耐レトルト適性、及びラミネート強度並びに印刷適性に優れた水性グラビアまたはフレキソインキと、これを用いた印刷物、及び積層体を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a water-based gravure or flexo ink excellent in light resistance, retort resistance, laminate strength, and printability, as well as printed materials and laminates using the same.
発明者らは鋭意検討を行い、以下の手段を用いることで当該課題を解決できることを見出し、本発明を成すに至った。 The inventors conducted intensive studies, found that the problem can be solved by using the following means, and completed the present invention.
すなわち本発明は、水性ポリウレタン樹脂を含有するラミネート用の水性グラビアまたはフレキソインキであって、
前記水性ポリウレタン樹脂の、ガラス転移温度は、-40~0℃、水酸基価は、0.1~15mgKOH/g、酸価は、15~60mgKOH/gであり、
かつ、前記水性ポリウレタン樹脂は、脂肪族ポリカーボネートポリオール由来の構成単位を含有し、前記脂肪族ポリカーボネートポリオールは、25℃で液状である、水性グラビアまたはフレキソインキに関する。
That is, the present invention provides a water-based gravure or flexographic ink for lamination containing a water-based polyurethane resin,
The aqueous polyurethane resin has a glass transition temperature of −40 to 0° C., a hydroxyl value of 0.1 to 15 mgKOH/g, and an acid value of 15 to 60 mgKOH/g.
Further, the water-based polyurethane resin contains structural units derived from an aliphatic polycarbonate polyol, and the aliphatic polycarbonate polyol is liquid at 25°C.
また、本発明は、前記脂肪族ポリカーボネートポリオールは、3級炭素および/または4級炭素を有する分岐ジオールに由来する構成単位を含有する、上記水性グラビアまたはフレキソインキに関する。 The present invention also relates to the water-based gravure or flexo ink, wherein the aliphatic polycarbonate polyol contains a structural unit derived from a branched diol having tertiary carbon and/or quaternary carbon.
また、本発明は、脂肪族ポリカーボネートポリオールは、3級炭素および/または4級炭素を有する分岐ジオールと、直鎖構造を有する脂肪族ジオールとを構成単位として有する、上記水性グラビアまたはフレキソインキに関する。 The present invention also relates to the water-based gravure or flexo ink, wherein the aliphatic polycarbonate polyol has a branched diol having tertiary carbon and/or quaternary carbon and an aliphatic diol having a linear structure as structural units.
また、本発明は、3級炭素および/または4級炭素を有する分岐ジオールと、直鎖構造を有する脂肪族ジオールとの質量比(前者:後者)は、95:5~30:70である、上記水性グラビアまたはフレキソインキに関する。 Further, in the present invention, the mass ratio of the branched diol having a tertiary carbon and/or a quaternary carbon and the aliphatic diol having a linear structure (the former: the latter) is 95:5 to 30:70. It relates to the water-based gravure or flexo ink.
また、本発明は、前記水性ポリウレタン樹脂は、水性ポリウレタン樹脂総質量中にポリエチレングリコール由来の構成単位を2~30質量%含有する、上記水性グラビアまたはフレキソインキに関する。 The present invention also relates to the water-based gravure or flexo ink, wherein the water-based polyurethane resin contains 2 to 30% by mass of polyethylene glycol-derived structural units in the total weight of the water-based polyurethane resin.
また、本発明は、基材1上に、上記水性グラビアまたはフレキソインキからなる印刷層を有する印刷物に関する。 The present invention also relates to a printed material having a print layer made of the water-based gravure or flexographic ink on the substrate 1 .
また、本発明は、上記印刷物の印刷層上に、接着剤層および基材2をこの順に有する積層体に関する。 The present invention also relates to a laminate having an adhesive layer and a substrate 2 in this order on the printed layer of the printed matter.
本発明により、耐光性、耐レトルト適性、及びラミネート強度並びに印刷適性に優れた水性グラビアまたはフレキソインキと、これを用いた印刷物、及び積層体を提供することができた。 ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, the water-based gravure or flexographic ink which was excellent in light resistance, retort-resistant suitability, laminate strength, and printability, the printed matter using the same, and the laminated body were able to be provided.
以下に、本発明の好ましい実施形態について説明するが、以下は本発明における実施形態の一例であり、これらの実施形態に限定されることはない。 Preferred embodiments of the present invention are described below, but the following are examples of the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments.
本明細書において「水性グラビアまたはフレキソインキ」を単に「インキ」または「印刷インキ」と記述する場合があるが同義である。また、水性グラビアまたはフレキソインキからなる印刷層は「インキ層」、「インキ被膜」または「印刷層」と記述する場合があるが同義である。 In this specification, "aqueous gravure or flexographic ink" may be simply referred to as "ink" or "printing ink", but they have the same meaning. A printed layer made of water-based gravure or flexographic ink may be described as "ink layer", "ink film" or "printed layer", but they have the same meaning.
<水性ポリウレタン樹脂>
本発明において、水性ポリウレタン樹脂はバインダー樹脂として機能するものであり、脂肪族ポリカーボネートポリオール由来の構成単位を含有し、ガラス転移温度が-40~0℃であり、水酸基価が0.1~15mgKOH/gであり、酸価が15~60mgKOH/gであるポリウレタン樹脂を含有する。脂肪族ポリカーボネートポリオール構造により耐光性、耐レトルト適性を両立させる効果を奏し、ガラス転移温度が当該範囲であることでラミネート強度に優れる効果を奏する。更に水酸基価が当該範囲であることにより、ポリウレタン樹脂の水への分散性・溶解性と耐レトルト適性の両立の効果を奏するので、それぞれの構成が相乗効果として耐光性、耐レトルト適性、ラミネート強度の特性が良化・両立するものと推察される。ただし本発明はこれら推察により何ら限定されるものではない。
<Aqueous polyurethane resin>
In the present invention, the aqueous polyurethane resin functions as a binder resin, contains a structural unit derived from an aliphatic polycarbonate polyol, has a glass transition temperature of −40 to 0° C., and a hydroxyl value of 0.1 to 15 mgKOH/ and contains a polyurethane resin having an acid value of 15 to 60 mgKOH/g. The aliphatic polycarbonate polyol structure has the effect of achieving both light resistance and retort resistance, and the glass transition temperature within this range provides the effect of excellent lamination strength. Furthermore, since the hydroxyl value is within the above range, the effect of balancing the dispersibility and solubility in water of the polyurethane resin and the suitability for retort resistance is achieved. It is inferred that the characteristics of are improved and compatible. However, the present invention is not limited by these conjectures.
上記水性ポリウレタン樹脂は、ガラス転移温度は-40~0℃であり、-25~0℃であることが好ましく、-20~-5℃であることが更に好ましい。なお、本明細書においてガラス転移温度とは、動的粘弾性測定においてtanδの極大値における温度をいう。例えば、水性ポリウレタン樹脂を乾燥させ乾燥塗膜にしたのち、アイティー計測制御株式会社製動的粘弾性測定装置DVA-200にて測定することができる。ガラス転移温度を該当範囲にすることで、耐ブロッキング性とラミネート適性を両立することができる。 The water-based polyurethane resin has a glass transition temperature of -40 to 0°C, preferably -25 to 0°C, more preferably -20 to -5°C. In this specification, the glass transition temperature means the temperature at the maximum value of tan δ in dynamic viscoelasticity measurement. For example, after drying the water-based polyurethane resin to form a dry coating film, it can be measured with a dynamic viscoelasticity measuring device DVA-200 manufactured by IT Keisoku Co., Ltd. By setting the glass transition temperature within the relevant range, both blocking resistance and lamination suitability can be achieved.
本実施形態における水性ポリウレタン樹脂の水酸基価は、0.1~15mgKOH/gであればよく、0.1~10mgKOH/gであることが好ましく、0.5~8mgKOH/gであることがなお好ましい。2~7mgKOH/gであることが更に好ましい。水性ポリウレタン樹脂の水への分散性、また、顔料分散性や基材密着性が良好となるためである。なお、水酸基価は樹脂中の水酸基をエステル化またはアセチル化し、残存する酸をアルカリで逆滴定して算出した樹脂1g中の水酸基量を、水酸化カリウムのmg数に換算した値で、JISK0070に従って行った値である。 The hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin in the present embodiment may be 0.1 to 15 mgKOH/g, preferably 0.1 to 10 mgKOH/g, and more preferably 0.5 to 8 mgKOH/g. . More preferably 2 to 7 mg KOH/g. This is because the dispersibility of the water-based polyurethane resin in water, the dispersibility of the pigment, and the adhesion to the substrate are improved. The hydroxyl value is a value obtained by converting the amount of hydroxyl groups in 1 g of resin, which is calculated by esterifying or acetylating the hydroxyl groups in the resin and back-titrating the remaining acid with an alkali, into mg of potassium hydroxide, according to JIS K0070. It is the value that went.
上記水性ポリウレタン樹脂の酸価は、15~60mgKOH/gであればよく、15~55mgKOH/gであることが好ましく、15~45mgKOH/gであることがなお好ましい。15~40mgKOH/gであることが更に好ましい。水性ポリウレタン樹脂は、その酸価が15mgKOH/g以上であり、酸性官能基が塩基性化合物で中和されることで、水への分散性及び溶解性が充分となりインキの顔料分散性及び再溶解性更に印刷適性の良化を促す。また、水性ポリウレタン樹脂の酸価が65mgKOH/g以下であれば、バインダーとして用いた場合のインキ被膜の耐水性が損なわれることはない。酸性官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基等が好適に挙げられる。 The acid value of the water-based polyurethane resin may be from 15 to 60 mgKOH/g, preferably from 15 to 55 mgKOH/g, and more preferably from 15 to 45 mgKOH/g. More preferably 15 to 40 mgKOH/g. The water-based polyurethane resin has an acid value of 15 mgKOH/g or more, and the acidic functional groups are neutralized with a basic compound, so that the dispersibility and solubility in water are sufficient, and the pigment dispersibility and re-dissolution of the ink are obtained. It promotes the improvement of printability and printability. Further, if the acid value of the water-based polyurethane resin is 65 mgKOH/g or less, the water resistance of the ink film when used as a binder is not impaired. As the acidic functional group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and the like are preferably mentioned.
(塩基性化合物)
上記ポリウレタン樹脂は、有する酸性官能基が塩基性化合物により中和されて水性化される。当該塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、2-ジメチルアミノ-2-メチル-1-プロパノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、及びモルホリン等が挙げられ、これらは1種、又は2種以上の組み合わせで用いられる。塩基性化合物の種類によっては、ポリウレタン樹脂溶液へのなじみ易さ、又は水性化後の安定性が異なる場合があるので適宜選択する必要がある。これらのうち、印刷物の耐水性、及び残留臭気等の点からアンモニア、アルキル置換アミンなどが好ましく、アンモニアであることがなお好ましい。
(basic compound)
The polyurethane resin is made water-based by neutralizing the acidic functional groups it has with a basic compound. Examples of the basic compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, ethanolamine, propanolamine, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, dimethylamine, and diethylamine. , triethylamine, N,N-dimethylethanolamine, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, and morpholine. Used in combinations of more than one species. Depending on the type of the basic compound, the compatibility with the polyurethane resin solution or the stability after making it water-based may differ, so it is necessary to select an appropriate one. Of these, ammonia and alkyl-substituted amines are preferred, and ammonia is more preferred, from the viewpoint of water resistance of printed matter, residual odor, and the like.
(水性ポリウレタン樹脂の構成)
なお上記水性ポリウレタン樹脂は、以下に限定されるものではないが、例えば、少なくとも脂肪族ポリカーボネートポリオールを含有するポリオール、分子内にカルボキシル基と少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物およびポリイソシアネートの反応物である水性ポリウレタン樹脂が好適である。
(Structure of water-based polyurethane resin)
The water-based polyurethane resin is not limited to the following, but includes, for example, a polyol containing at least an aliphatic polycarbonate polyol, a compound having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule, and a polyisocyanate. Reactant aqueous polyurethane resins are preferred.
(ポリオール)
水性ポリウレタン樹脂で用いるポリオールとしては、脂肪族ポリカーボネートポリオールを含むものであるが、更にポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等を含有してよい。これらは1種または2種以上を併用して用いることができる。
(polyol)
Polyols used in aqueous polyurethane resins include aliphatic polycarbonate polyols, and may further include polyether polyols, polyester polyols, polycaprolactone polyols, and the like. These can be used singly or in combination of two or more.
(脂肪族ポリカーボネートポリオール)
本実施形態における脂肪族ポリカーボネートポリオールは、2つ以上の水酸基を有し、分子内に2つ以上のカーボネート結合を有するものである。脂肪族ポリカーボネートポリオールの有する水酸基数の平均個数は1.5~2.5であってもよい。また、2つ以上の水酸基を有し、分子内に1つのカーボネート結合を有するものが含まれていてもよい。
当該脂肪族ポリカーボネートポリオールは製造方法により限定されるものではないが、例えば脂肪族ジオールとカーボネート化合物との、エステル交換反応による重縮合物であることが好ましい。
本発明において、「脂肪族ジオール」は脂環式を含まない。脂肪族ジオールは、置換もしくは未置換のアルキレングリコールである形態が好ましい。また、脂肪族ジオールとして、複数のアルキレングリコールが、エーテル結合やエステル結合などを介して縮合したものも挙げられる。なお、前記脂肪族ジオールのうちアルキレングリコールのアルキレン基の少なくとも一つの水素原子が水素原子以外で置換された脂肪族ジオールを、分岐ジオールと称呼する。そのため、当該脂肪族ポリカーボネートポリオールは、シクロアルキレン基その他の脂環構造を有するものとは区別される。分岐ジオールは置換基を有する炭素として3級炭素および/または4級炭素を含むことが好ましく、3級炭素を含むことがなお好ましい。
当該脂肪族ジオールは炭素数4~10であるもので構成されることが好ましく、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、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、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブチンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどが好適であり、これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。なお、アルキレングリコールの有する置換基は炭素数10以下のアルキル基であることが好ましい。
前記脂肪族ポリカーボネートポリオールは、数平均分子量が500~5000であることが好ましく、800~4000であることがなお好ましい。1000~3000であることが更に好ましい。なお、脂肪族ポリカーボネートジオールであることが好ましい。
(aliphatic polycarbonate polyol)
The aliphatic polycarbonate polyol in this embodiment has two or more hydroxyl groups and two or more carbonate bonds in the molecule. The average number of hydroxyl groups possessed by the aliphatic polycarbonate polyol may be 1.5 to 2.5. In addition, those having two or more hydroxyl groups and one carbonate bond in the molecule may also be included.
Although the aliphatic polycarbonate polyol is not limited by the production method, it is preferably a polycondensate obtained by transesterification of an aliphatic diol and a carbonate compound, for example.
In the present invention, "aliphatic diol" does not include cycloaliphatic. Aliphatic diols are preferably in the form of substituted or unsubstituted alkylene glycol. Moreover, as an aliphatic diol, those obtained by condensing a plurality of alkylene glycols via an ether bond or an ester bond can also be mentioned. Among the aliphatic diols, an aliphatic diol in which at least one hydrogen atom of the alkylene group of the alkylene glycol is replaced with a non-hydrogen atom is called a branched diol. Therefore, the aliphatic polycarbonate polyol is distinguished from those having a cycloalkylene group or other alicyclic structures. The branched diol preferably contains tertiary carbon and/or quaternary carbon as the carbon having a substituent, and more preferably contains tertiary carbon.
The aliphatic diol preferably has 4 to 10 carbon atoms, such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5 -pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol , 2-methyl-1,8-octanediol, 1,10-decanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-butynediol, 2,2,4-trimethyl-1 ,3-pentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, polypropylene glycol, dipropylene glycol and the like are suitable, and these can be used alone or in combination of two or more. In addition, it is preferable that the substituent which the alkylene glycol has is an alkyl group having 10 or less carbon atoms.
The aliphatic polycarbonate polyol preferably has a number average molecular weight of 500 to 5,000, more preferably 800 to 4,000. It is more preferably 1000-3000. In addition, it is preferable that it is an aliphatic polycarbonate diol.
上記したカーボネート化合物は、特に限定されないが、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、またはアルキレンカーボネートが挙げられる。カーボネート化合物の具体例としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネートなどのジアルキルカーボネート、ジフェニルカーボネートなどのジアリールカーボネート、エチレンカーボネートなどのアルキレンカーボネートが挙げられる。置換もしくは未置換のアルキレングリコールとのエステル交換反応での重縮合物となり置換されるため、カーボネート化合物の構造は限定されなく、反応性において良好なものを適宜選択すればよい。
なお、ジアリールカーボネートまたはアルキルアリールカーボネートを原料とする場合、未反応の原料が残ったり、末端にアリール基を有するカーボネートモノオールが副生する可能性がある。本発明の技術思想範囲内で、脂肪族以外のカーボネートが、インキ中に存在することを排除するものではない。
The carbonate compound mentioned above includes, but is not limited to, dialkyl carbonate, diaryl carbonate, or alkylene carbonate. Specific examples of carbonate compounds include dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and dibutyl carbonate, diaryl carbonates such as diphenyl carbonate, and alkylene carbonates such as ethylene carbonate. The structure of the carbonate compound is not limited, and a compound having good reactivity may be appropriately selected because it becomes a polycondensate in a transesterification reaction with a substituted or unsubstituted alkylene glycol and is substituted.
When diaryl carbonate or alkylaryl carbonate is used as a raw material, unreacted raw materials may remain or a carbonate monool having an aryl group at the end may be produced as a by-product. It does not exclude the presence of non-aliphatic carbonates in the ink within the technical scope of the present invention.
上記脂肪族ポリカーボネートポリオールは25℃において液状であることが好ましい。液状の脂肪族ポリカーボネートポリオールを使用することで、水性ポリウレタン樹脂を含有するインキ被膜の柔軟性を得ることができるため、ラミネート適性が向上する。また、液状であるため顔料への濡れが良好であることと、カーボネート結合の高い凝集力で顔料から脱着しにくいことから顔料分散に優れ、希釈インキ安定性などが向上する。例えば、脂肪族ジオール成分として、炭素数が奇数であり直鎖構造を有する脂肪族ジオールと、炭素数が偶数である直鎖構造を有する脂肪族ジオールを用いた脂肪族ポリカーボネートポリオールや、アルキル置換基(アルキル基)を有するアルキレングリコール(分岐ジオール)を構成単位として有する脂肪族ポリカーボネートポリオール等が好適に挙げられる。また、分岐ジオールと直鎖構造を有する脂肪族ジオールに由来する構成単位を含有する脂肪族ポリカーボネートポリオールが好ましい。
なお、分岐ジオールにおいて、アルキル基は、炭素数6以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数4以下のアルキル基であることがなお好ましい。メチル基であることがなお好ましい。
The aliphatic polycarbonate polyol is preferably liquid at 25°C. By using a liquid aliphatic polycarbonate polyol, the flexibility of the ink film containing the water-based polyurethane resin can be obtained, and thus lamination suitability is improved. In addition, since it is liquid, it has good wettability to the pigment, and the high cohesion of the carbonate bond makes it difficult to detach from the pigment, so it is excellent in pigment dispersion and improves the stability of diluted ink. For example, as the aliphatic diol component, an aliphatic diol having an odd number of carbon atoms and having a linear structure, an aliphatic polycarbonate polyol using an aliphatic diol having an even number of carbon atoms and having a linear structure, and an alkyl substituent Aliphatic polycarbonate polyols having alkylene glycols (branched diols) having (alkyl groups) as structural units, and the like are suitable. Further, an aliphatic polycarbonate polyol containing structural units derived from a branched diol and an aliphatic diol having a linear structure is preferred.
In the branched diol, the alkyl group is preferably an alkyl group having 6 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 4 or less carbon atoms. More preferably, it is a methyl group.
なお脂肪族ポリカーボネートポリオールは、以下の分岐ジオールを含む脂肪族ジオールを構成単位として有する脂肪族ポリカーボネートポリオールであることが好ましい。
かかる分岐ジオールとしては3級炭素および/または4級炭素を有する分岐ジオールが好ましい。ラミネート適性等が良好となるためである。3級炭素を有する分岐ジオールは、例えば、1,2-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール等が好適に挙げられるが、好ましくは3-メチル-1,5-ペンタンジオールである。また、4級炭素を有する分岐ジオールは、例えば、ネオペンチルグリコール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール等が好適に挙げられる。なお、これら分岐ジオールは例示されるものに限定されない。
The aliphatic polycarbonate polyol is preferably an aliphatic polycarbonate polyol having an aliphatic diol containing the following branched diol as a structural unit.
Branched diols having tertiary and/or quaternary carbons are preferred as such branched diols. This is because lamination aptitude and the like are improved. Branched diols with tertiary carbons are, for example, 1,2-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,8-octanediol , 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, etc., preferably 3-methyl-1,5-pentanediol. Branched diols having quaternary carbon atoms are preferably exemplified by neopentyl glycol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, and the like. In addition, these branched diols are not limited to those illustrated.
また、脂肪族ポリカーボネートポリオールは以下の態様が好ましく、例えば、上記の様な3級炭素および/または4級炭素を有する脂肪族ジオール(分岐ジオール)と、直鎖構造を有する脂肪族ジオールに由来する構成単位を有することが好ましく、脂肪族ポリカーボネートポリオール総質量中の質量比(前者:後者)は95:5~30:70であることが好ましく、95:5~40:60であることがなお好ましい。90:10~50:50であることが更に好ましい。
脂肪族ポリカーボネートポリオールの構成単位としては、3級炭素を有する分岐ジオールおよび直鎖構造を有する脂肪族ジオールを含有することが好ましい。当該質量比は上記と同様であることが好ましい。なお、分岐ジオールとしては3-メチル-1,5-ペンタンジオールを含有することが好ましく、直鎖構造を有するジオールとしては1,6-ヘキサンジオール含有することが好ましい。
Further, the aliphatic polycarbonate polyol preferably has the following aspects. It preferably has a structural unit, and the mass ratio (former: latter) in the total mass of aliphatic polycarbonate polyol is preferably 95:5 to 30:70, more preferably 95:5 to 40:60. . More preferably 90:10 to 50:50.
Constituent units of the aliphatic polycarbonate polyol preferably contain a branched diol having a tertiary carbon and an aliphatic diol having a linear structure. The mass ratio is preferably the same as above. The branched diol preferably contains 3-methyl-1,5-pentanediol, and the diol having a linear structure preferably contains 1,6-hexanediol.
耐光性および耐レトルト性をより高いレベルで両立できるため、水性ポリウレタン樹脂は、水性ポリウレタン樹脂総質量中に脂肪族ポリカーボネートポリオール由来の構成単位を30~75質量%含有することが好ましく、40~65質量%であることがなお好ましく、50~65質量%であることが更に好ましい。 Since both light resistance and retort resistance can be achieved at a higher level, the aqueous polyurethane resin preferably contains 30 to 75% by mass of aliphatic polycarbonate polyol-derived structural units in the total weight of the aqueous polyurethane resin, and 40 to 65% by mass. % by mass is more preferred, and 50 to 65% by mass is even more preferred.
(ポリエーテルポリオール)
上記水性ポリウレタン樹脂は、ポリエーテルポリオールに由来する構成単位を含有することが好ましく、ポリエーテルポリオールは、酸化メチレン、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が挙げられ、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およびこれらの共重合体が好ましい。これらは単独または2種以上を混合して用いることができ、水性ポリウレタン樹脂は総水性ポリウレタン樹脂質量中にポリエチレングリコール由来の構成単位を2~30質量%含有することが好ましく、さらに好ましくは2~10質量%である。ポリエチレングリコール由来の構成単位を含有することで水への溶解性を上げ、含有率を2~30質量%にすることで耐水性を確保することができる。
(polyether polyol)
The water-based polyurethane resin preferably contains structural units derived from polyether polyol. Polyether polyols include polymers or copolymers such as methylene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran, and polyethylene glycol. , polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and copolymers thereof are preferred. These can be used alone or in combination of two or more. The aqueous polyurethane resin preferably contains 2 to 30% by mass of polyethylene glycol-derived structural units in the total weight of the aqueous polyurethane resin, more preferably 2 to 30% by mass. 10% by mass. Containing a structural unit derived from polyethylene glycol increases the solubility in water, and the water resistance can be ensured by adjusting the content to 2 to 30% by mass.
(ポリエステルポリオール)
上記水性ポリウレタン樹脂にポリエステルポリオールを用いる場合は、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、ペンタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、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、ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,9-ノナンンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブチンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの低分子ポリオール類と、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、こはく酸、しゅう酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など多価カルボン酸あるいはこれらの無水物との脱水縮合体または重合体が挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。
本発明におけるポリカプロラクトンポリオールは、ε-カプロラクトンの開環重合により得られる。
(polyester polyol)
When polyester polyol is used for the aqueous polyurethane resin, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, pentanediol, 2-methyl-1,3-propane Diol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, hexanediol, octanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2-butyl-2-ethyl- Low molecular weight polyols such as 1,3-propanediol, 1,4-butynediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, polypropylene glycol and dipropylene glycol and adipic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, succinic acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, pimelic acid, spelic acid, azelaic acid, sebacic acid, trimellitic acid, pyro Polyvalent carboxylic acids such as mellitic acid or dehydration condensates or polymers with these anhydrides can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
Polycaprolactone polyol in the present invention is obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone.
(ポリイソシアネート)
本発明の水性ポリウレタン樹脂で用いるポリイソシアネートとしては、芳香族、脂肪族または脂環族の各種公知のジイソシアネート類を使用することができる。例えば、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4、4’-ジベンジルイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ブタン-1,4-ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,5-ペンタメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、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、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、m-テトラメチルキシリレンジイソシアネートやダイマー酸のカルボキシル基をイソシアネート基に転化したダイマージイソシアネート等が代表例として挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。反応性等の面から、イソホロンジイソシアネートが好ましい。
(polyisocyanate)
As the polyisocyanate used in the aqueous polyurethane resin of the present invention, various known aromatic, aliphatic or alicyclic diisocyanates can be used. For example, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4′-dibenzyl isocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 1,3- Phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, methylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene Diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, lysine diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, 1,3-bis(isocyanatomethyl) Representative examples include cyclohexane, methylcyclohexane diisocyanate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, and dimer diisocyanate obtained by converting the carboxyl group of dimer acid to an isocyanate group. These can be used alone or in combination of two or more. Isophorone diisocyanate is preferred from the viewpoint of reactivity and the like.
(分子内にカルボキシル基および少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物)
本発明の水性ポリウレタン樹脂で用いる分子内にカルボキシル基および少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物としては、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロール吉草酸等のジメチロールアルカン酸等が挙げられ、これらの1種以上を組み合わせて使用してもよい。なかでも、他のウレタン原料との相溶性及び反応性から、2,2-ジメチロールプロピオン酸、及び/又は、2,2-ジメチロールブタン酸を用いることが好ましい。活性水素含有基とは水酸基であることが好ましい。カルボキシル基はポリウレタン樹脂の合成過程において反応性が低いため、そのほとんどが中和されるための酸価としてポリウレタン樹脂中に含有する。
(Compound having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule)
Compounds having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule used in the aqueous polyurethane resin of the present invention include, for example, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2, Examples thereof include dimethylolalkanoic acids such as 2-dimethylolbutyric acid and 2,2-dimethylolvaleric acid, and one or more of these may be used in combination. Among them, it is preferable to use 2,2-dimethylolpropionic acid and/or 2,2-dimethylolbutanoic acid in terms of compatibility and reactivity with other urethane raw materials. The active hydrogen-containing group is preferably a hydroxyl group. Since the carboxyl group has low reactivity in the process of synthesizing the polyurethane resin, most of it is contained in the polyurethane resin as an acid value for neutralization.
本実施形態における水性ポリウレタン樹脂は、例えば、特開2013-234214公報に記載の方法で適宜製造できる。好ましくは、有機溶剤を用いたアセトン法である。 The water-based polyurethane resin in the present embodiment can be produced as appropriate, for example, by the method described in JP-A-2013-234214. Acetone method using an organic solvent is preferred.
上記水性ポリウレタン樹脂はポリアミンにより鎖延長されてウレア結合を有することが好ましい。ウレア結合を有する水性ポリウレタン樹脂は例えば、少なくとも脂肪族ポリカーボネートポリオールを含有するポリオール、分子内にカルボキシル基と少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物およびポリイソシアネートの反応物として、末端にイソシアネート基を含有するウレタンプレポリマーをあらかじめ製造しておき、更にポリアミンにより鎖延長させることで製造できる。 The water-based polyurethane resin preferably has a urea bond by chain extension with a polyamine. The water-based polyurethane resin having a urea bond is, for example, a polyol containing at least an aliphatic polycarbonate polyol, a compound having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule, and a polyisocyanate reacted with an isocyanate group at the end. It can be produced by previously producing a urethane prepolymer to be contained and further chain-extending it with a polyamine.
(ポリアミン)
当該ポリアミンは、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジアミン、さらにダイマー酸のカルボキシル基をアミノ基に転化したダイマージアミン、2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等を用いることができ、好ましくは水酸基を有するポリアミンである。ポリウレタン樹脂が、水酸基を有するポリアミンからなる構成単位を有することで、水への分散性・溶解性の向上に寄与する。また、水酸基を有するポリアミンは優先的にアミノ基が反応するのでポリウレタン樹脂に所定の水酸基を含有させることが可能である。
ポリアミンこれらは単独または2種以上を混合して用いることができる。さらに好ましくは、イソホロンジアミン、及び2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン(2-アミノエチルエタノールアミン)である。
(polyamine)
The polyamines include, for example, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,4′-diamine, dimerdiamine obtained by converting the carboxyl group of dimer acid into an amino group, 2-hydroxyethylethylenediamine, 2 -Hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine, etc. can be used, and polyamines having hydroxyl groups are preferred. be. The polyurethane resin having structural units composed of a polyamine having a hydroxyl group contributes to the improvement of dispersibility and solubility in water. In addition, since polyamines having hydroxyl groups preferentially react with amino groups, it is possible to allow the polyurethane resin to contain predetermined hydroxyl groups.
Polyamine These can be used alone or in combination of two or more. More preferred are isophoronediamine and 2-hydroxyethylethylenediamine (2-aminoethylethanolamine).
水性ポリウレタン樹脂の重量平均分子量(GPC測定、標準ポリスチレン換算)は、特に限定はされないが、10,000~100,000であることが好ましく、20,000~60,000であることがより好ましい。 The weight average molecular weight (GPC measurement, standard polystyrene conversion) of the aqueous polyurethane resin is not particularly limited, but is preferably 10,000 to 100,000, more preferably 20,000 to 60,000.
上記水性ポリウレタン樹脂はインキ総質量中に4~25質量%含有することが好ましく、5~18質量%含有することがなお好ましく、5~15質量%含有することが更に好ましい。 The content of the water-based polyurethane resin is preferably 4 to 25% by mass, more preferably 5 to 18% by mass, and still more preferably 5 to 15% by mass in the total mass of the ink.
(媒体)
本実施形態における水性インキは媒体として水を含有するが、アルコ-ル系、ケトン系、及びエステル系等の有機溶剤を含んでもよく、環境対応および水との混和性の点から、アルコール系有機溶剤が好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、2-メチル-2-プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールなどが挙げられ、中でもn-プロパノール、及び/またはイソプロピルアルコールが好ましい。有機溶剤はインキ総質量中に20質量%以下で含有することが好ましく、10質量%以下で含有することがなお好ましい。
(medium)
Although the water-based ink in the present embodiment contains water as a medium, it may contain organic solvents such as alcohol-based, ketone-based, and ester-based solvents. Solvents are preferred. Specific examples include methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, ethylene glycol, propylene glycol, and diethylene glycol. Among them, n-propanol and/or isopropyl alcohol are preferred. The organic solvent is preferably contained in an amount of 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total mass of the ink.
(着色剤)
本発明の水性印刷インキに必要とされる機能を有するために配合される着色剤としては、一般のインキ、塗料、および記録剤などに使用されている有機、無機顔料や染料を挙げることができる。有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、アゾメチンアゾ系、ジクトピロロピロール系、イソインドリン系などの顔料が挙げられる。無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化クロム、シリカ、ベンガラ、アルミニウム、マイカ(雲母)などが挙げられる。白インキには酸化チタン、墨インキにはカーボンブラック、金、銀インキにはアルミニウム、パールインキにはマイカ(雲母)を使用することがコストや着色力の点から好ましい。
(coloring agent)
Examples of the coloring agent blended to have the functions required for the water-based printing ink of the present invention include organic and inorganic pigments and dyes used in general inks, paints, recording agents, and the like. . Examples of organic pigments include azo, phthalocyanine, anthraquinone, perylene, perinone, quinacridone, thioindigo, dioxazine, isoindolinone, quinophthalone, azomethineazo, ditopyrrolopyrrole, and isoindoline pigments. pigments. Examples of inorganic pigments include carbon black, titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, barium sulfate, calcium carbonate, chromium oxide, silica, red iron oxide, aluminum, and mica (mica). From the viewpoint of cost and coloring power, it is preferable to use titanium oxide for white ink, carbon black for black ink, aluminum for gold and silver inks, and mica for pearl ink.
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、着色剤は単独または2種以上を混合して用いることができる。 The colorant is preferably contained in an amount sufficient to ensure the density and coloring power of the ink, that is, in a proportion of 1 to 50% by mass with respect to the total mass of the ink. Further, the colorants can be used singly or in combination of two or more.
(添加剤)
本実施形態における水性インキは、必要に応じて消泡剤、増粘剤、レベリング剤、顔料分散剤、硬化剤及び紫外線吸収剤等の公知の添加剤を含むことができる。
(Additive)
The water-based ink in the present embodiment can contain known additives such as antifoaming agents, thickeners, leveling agents, pigment dispersants, curing agents, and ultraviolet absorbers, if necessary.
顔料を水性媒体中に安定に分散させるには、本発明の水性ポリウレタン樹脂単独でも分散可能であるが、さらに顔料を安定に分散するため分散剤を併用することもできる。分散剤としては、アニオン性、ノニオン性、カチオン性、両イオン性などの界面活性剤を使用することができる。分散剤は、インキの保存安定性の観点からインキの総質量に対して0.05質量%以上、ラミネート強度の観点から5質量%以下でインキ中に含まれることが好ましく、さらに好ましくは、0.1~2質量%の範囲である。 In order to stably disperse the pigment in the aqueous medium, the water-based polyurethane resin of the present invention can be used alone, but a dispersant can also be used in combination to stably disperse the pigment. Anionic, nonionic, cationic, and amphoteric surfactants can be used as dispersants. The dispersant is preferably contained in the ink in an amount of 0.05% by mass or more relative to the total mass of the ink from the viewpoint of storage stability of the ink, and 5% by mass or less from the viewpoint of laminate strength, and more preferably 0% by mass. .1 to 2% by mass.
(硬化剤)
本発明の水性グラビアまたはフレキソインキには、水性ポリウレタン樹脂に対して硬化剤を用いて架橋させることで基材への密着性向上、ラミネート強度、耐水性向上させることができる。当該水性ポリウレタン樹脂はカルボキシル基を有するので、硬化剤としてはヒドラジン系化合物、カルボジイミド化合物またはエポキシ化合物を使用することが好ましい。
ヒドラジン系化合物としてはアジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジドその他のジヒドラジド化合物が好ましい。
カルボジイミド化合物とは、カルボジイミド基を有する化合物であり、例えば日清紡社製カルボジライトE-02、E-03A、SV-02、V-02、V02-L2、V-04等が挙げられる。
エポキシ化合物とはエポキシ基を有する化合物をいい、例えばADEKA社製アデカレジンEP-4000、EP-4005、7001などの脂環式エポキシが挙げられる。
当該硬化剤はインキ総質量に対して0.05~5質量%で使用することが好ましく、0.1~3質量%で使用することがより好ましい。
(curing agent)
The water-based gravure or flexographic ink of the present invention can be improved in adhesion to the substrate, lamination strength, and water resistance by cross-linking the water-based polyurethane resin with a curing agent. Since the water-based polyurethane resin has a carboxyl group, it is preferable to use a hydrazine-based compound, a carbodiimide compound, or an epoxy compound as a curing agent.
Preferred hydrazine-based compounds are dihydrazide adipic acid, dihydrazide sebacate, dihydrazide isophthalate and other dihydrazide compounds.
The carbodiimide compound is a compound having a carbodiimide group, and examples thereof include Carbodilite E-02, E-03A, SV-02, V-02, V02-L2, V-04 manufactured by Nisshinbo.
An epoxy compound means a compound having an epoxy group, and examples thereof include alicyclic epoxies such as ADEKA ADEKA RESIN EP-4000, EP-4005 and 7001.
The curing agent is preferably used in an amount of 0.05 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight, based on the total weight of the ink.
(その他樹脂)
また、本発明の作用や効果等を損なわない範囲で上記水性ポリウレタン樹脂以外の水性樹脂を含んでもよい。当該樹脂としては、例えば、上記水性ポリウレタン樹脂以外の従来の水性ポリウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アクリル樹脂、水性スチレン-アクリル樹脂、水性スチレン-無水マレイン酸樹脂、水性ロジン変性マレイン酸樹脂、水性セルロース系樹脂、水性塩化ビニル共重合樹脂及び水性塩素化ポリオレフィン等の水性樹脂が挙げられ、これらの複数種を併用することもできる。
(Other resins)
In addition, water-based resins other than the above water-based polyurethane resins may be included as long as the functions and effects of the present invention are not impaired. Examples of such resins include conventional water-based polyurethane resins other than the above-mentioned water-based polyurethane resins, water-based polyester resins, water-based acrylic resins, water-based styrene-acrylic resins, water-based styrene-maleic anhydride resins, water-based rosin-modified maleic acid resins, and water-based cellulose. water-based resins, water-based vinyl chloride copolymer resins, and water-based chlorinated polyolefins.
(水性グラビアまたはフレキソインキの製造)
水性グラビアまたはフレキソインキの製造方法は、特に限定されないが、配合成分を、例えばボールミル、アトライター、又はビーズミル等を使用して混合または分散することにより、好ましく製造できる。例えば、顔料、水性ポリウレタン樹脂、および水をディスパーで20分程度混合したのち、サンドミルその他のビーズミルを用いて10~60分程度分散することで製造できる。
(Production of water-based gravure or flexo ink)
The method for producing the water-based gravure or flexo ink is not particularly limited, but it can be preferably produced by mixing or dispersing the ingredients using, for example, a ball mill, an attritor, or a bead mill. For example, it can be produced by mixing a pigment, an aqueous polyurethane resin, and water with a disper for about 20 minutes and then dispersing them with a sand mill or other bead mill for about 10 to 60 minutes.
前記方法で製造された水性インキのインキ粘度は、顔料の沈降を防ぎ、適度に分散させる観点から10mPa・s以上、インキ製造時や印刷時の作業性効率の観点から1000mPa・s以下の範囲であることが好ましい。尚、上記粘度はB型粘度計で25℃において測定された粘度などを採用することができる。 The ink viscosity of the water-based ink produced by the above method is in the range of 10 mPa s or more from the viewpoint of preventing sedimentation of the pigment and appropriately dispersing it, and 1000 mPa s or less from the viewpoint of work efficiency during ink production or printing. Preferably. As the viscosity, a viscosity measured at 25° C. with a Brookfield viscometer can be used.
本実施形態における印刷物は、プラスチック基材の表面に、上述の水性インキを用いて形成される印刷層を有するものである。目的とする印刷物に応じて、グラビア印刷法またはフレキソ印刷法のどちらの版方式にも用いることができる。 The printed matter in this embodiment has a printed layer formed on the surface of a plastic substrate using the water-based ink described above. Either the gravure printing method or the flexographic printing method can be used depending on the intended printed material.
(基材1)
基材の種類及び厚み等は特に限定されないがプラスチックのフィルム状であることが好ましく、基材の種類としては、ポリエステル系基材、ナイロン(ポリアミド)基材、及びポリオレフィン基材、並びにこれらの金属酸化物の蒸着物等が挙げられる。ポリオレフィン基材の場合、水酸基又はカルボニル基等の官能基を有するコロナ放電処理ポリオレフィン基材を用いると、良好な印刷物を得ることができる。プラスチック基材としては1軸もしくは2軸延伸された基材であることが好ましい。印刷物は常時巻取り物として扱われ、必要に応じてその後ラミネート工程、スリット工程等を経て特定のサイズにカットされる。
(Base material 1)
The type and thickness of the substrate are not particularly limited, but it is preferably in the form of a plastic film. Deposits of oxides and the like can be mentioned. In the case of a polyolefin substrate, a corona discharge-treated polyolefin substrate having a functional group such as a hydroxyl group or a carbonyl group can be used to obtain good printed matter. The plastic substrate is preferably a uniaxially or biaxially stretched substrate. Printed matter is always treated as a rolled matter, and then cut into a specific size through a laminating process, a slitting process, etc., if necessary.
本実施形態におけるプラスチック基材印刷物の製造方法は、巻取りプラスチック基材の表面に、上述の水性インキを用いて印刷することを含むものである。印刷後は、ラミネート、スリット(幅部分の不要部をカット)、製袋(切り取ってヒートシールして袋にする)等の工程を行うことができる。 The method for producing a plastic substrate printed material in this embodiment includes printing on the surface of a wound plastic substrate using the water-based ink described above. After printing, processes such as lamination, slitting (cutting unnecessary width portions), and bag making (cutting and heat-sealing to form bags) can be performed.
グラビア印刷法またはフレキソ印刷法は両者ともに印刷は巻き取り方式であり、高速印刷が可能であり、生産性に優れる。
グラビア印刷は、通常、円筒状のシリンダーの周面に絵柄及び/又は文字などを表現するセル(凹部)を設けたグラビア版を用い、このセルに印刷インキが充填され、被印刷体(プラスチック基材)をグラビア版と圧胴との間を圧接通過させることにより、前記セルに充填した印刷インキを被印刷体に転移させて、被印刷体に絵柄及び/又は文字などを再現する印刷方式である。
フレキソ印刷では、印刷インキを溜める容器からインキを直接、又はインキ供給用ポンプ等を介して、表面に凹凸形状を有するアニロックスローラに供給し、このアニロックスローラに供給されたインキが、版面の凸部との接触により版面に転移し、さらに版面とプラスチック基材との接触により最終的にプラスチック基材に転移して、絵柄及び/又は文字が形成される。
Both the gravure printing method and the flexographic printing method are roll-up printing methods, enabling high-speed printing and excellent productivity.
Gravure printing usually uses a gravure plate with cells (recesses) for expressing patterns and/or characters on the peripheral surface of a cylindrical cylinder. A printing method in which the printing ink filled in the cells is transferred to the material to be printed by passing the material) between the gravure plate and the impression cylinder, thereby reproducing patterns and/or characters on the material to be printed. be.
In flexographic printing, ink is supplied directly from a container for storing printing ink or via an ink supply pump or the like to an anilox roller having an uneven surface. It is transferred to the plate surface by contact with the plastic substrate, and finally transferred to the plastic substrate by contact between the plate surface and the plastic substrate to form a pattern and/or characters.
プラスチック基材は巻取方式であるため規定の幅に揃えられたロール状のものである。従って、1枚1枚が予め切り離されている枚葉紙の形態とは異なる。基材の幅は、使用する印刷機の版幅、及びグラビア版の画像(絵柄)部分の幅を基準として適宜選択される。複数色の印刷インキを重ねて印刷する場合、当該インキはそれらの印刷の順番について特に限定されない。 Since the plastic substrate is of a winding type, it is in the form of a roll with a specified width. Therefore, it differs from the sheet form in which each sheet is cut in advance. The width of the substrate is appropriately selected based on the plate width of the printing machine to be used and the width of the image (pattern) portion of the gravure plate. When multiple colors of printing inks are printed in layers, the printing order of the inks is not particularly limited.
グラビア印刷及びフレキソ印刷方式において印刷を行う場合、ラミネートするために好適に用いられる裏刷り印刷方式の場合では、巻取りプラスチック基材に、先に色インキを印刷し、次に白インキを印刷するのが一般的である。色インキが複数色の場合、例えばブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの順に印刷することができるが、特に制限されるものではない。なお、大型印刷機では更に、前記基本色に加えて特色等を用いることができる。すなわち、大型印刷機には5~10色に対応する複数の印刷ユニットがあり、1印刷ユニットには1色のインキが備えられ、5~10色の重ね印刷を一度に行うことができる。 When printing in gravure and flexographic printing methods, in the case of reverse printing, which is preferably used for lamination, the web plastic substrate is first printed with colored ink and then printed with white ink. is common. When multiple colors of ink are used, for example, printing can be performed in the order of black, cyan, magenta, and yellow, but there is no particular limitation. In large-sized printing presses, special colors and the like can be used in addition to the basic colors. That is, a large-sized printing press has a plurality of printing units corresponding to 5 to 10 colors, one printing unit is provided with ink of one color, and 5 to 10 colors of overprinting can be performed at one time.
(積層体)
本発明における積層体は、上記印刷物の印刷層上に、更に基材をラミネートする工程を経て得ることができる。印刷層上にアンカーコート剤、溶融樹脂または接着剤等を塗布し、乾燥後、基材2と貼り合せることで得られる。当該基材2は上記の基材1と同一でもよいし、異なっていてもよい。なお当該積層体において水性グラビアまたはフレキソインキからなる印刷層は中間層(例えば、基材1/印刷層/接着剤層/基材2)として位置する。
(Laminate)
The laminate in the present invention can be obtained through a step of laminating a substrate on the printed layer of the printed matter. It can be obtained by applying an anchor coating agent, a molten resin, an adhesive, or the like on the printed layer, drying it, and bonding it to the substrate 2 . The substrate 2 may be the same as or different from the substrate 1 described above. In the laminate, the printed layer made of water-based gravure or flexographic ink is positioned as an intermediate layer (for example, base material 1/printed layer/adhesive layer/base material 2).
上記ラミネ-トの方法としては、1)得られた印刷物の印刷層上に、必要に応じてアンカーコート剤を塗布後、溶融樹脂および基材2をこの順に積層する押し出しラミネート法、又は、2)得られた印刷物の印刷層上に、接着剤を塗布後、必要に応じて乾燥させ、基材2を積層するドライラミネート法等が挙げられる。溶融樹脂としては、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体等が使用でき、アンカーコート剤としてはイミン系、イソシアネート系、ポリブタジエン系、及びチタネート系の接着剤等が挙げられる。接着剤としてはウレタン接着剤が好適であり、2液の接着剤が更に好適である。例えば、エーテル系ウレタン接着剤、エステル系ウレタン接着剤等がそれにあたる。 As the lamination method, 1) an extrusion lamination method in which an anchor coating agent is applied on the printed layer of the obtained printed material as necessary, and then the molten resin and the base material 2 are laminated in this order, or 2) ) A dry lamination method of applying an adhesive on the printed layer of the obtained printed matter, drying it if necessary, and laminating the base material 2, and the like. Low-density polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, and the like can be used as the molten resin, and imine, isocyanate, polybutadiene, and titanate adhesives can be used as the anchor coating agent. As the adhesive, a urethane adhesive is suitable, and a two-liquid adhesive is more suitable. For example, ether-based urethane adhesives, ester-based urethane adhesives, etc. correspond to this.
ラミネートされた積層体は、包装材料として好ましく使用することができ、一般の包装材料のほか、特には食品用途の包装材料として好適に用いられる。 A laminated laminate can be preferably used as a packaging material, and is preferably used as a general packaging material, particularly as a packaging material for food.
以下に本発明の具体的な実施例を比較例と併せて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、特段の断りの無い限り実施例および比較例中、「部」および「%」はそれぞれ「質量部」および「質量%」を表す。
なお、以下に示す「インキ」は水性グラビアまたはフレキソインキの略称である。
Specific examples of the present invention will be described below together with comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In addition, unless otherwise specified, "parts" and "%" in Examples and Comparative Examples represent "parts by mass" and "% by mass", respectively.
"Ink" shown below is an abbreviation for water-based gravure or flexographic ink.
(ガラス転移温度)
ガラス転移温度は、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御株式会社製DVA-200)を用いてtanδ極大値における温度を測定した。下記に測定条件を示す。
測定サンプル:膜厚150μmの乾燥させた樹脂被膜
測定温度範囲:-90~200℃
昇温温度:5℃/分
測定周波数:10Hz
(Glass-transition temperature)
For the glass transition temperature, the temperature at the maximum value of tan δ was measured using a dynamic viscoelasticity measuring device (DVA-200 manufactured by IT Keisoku Co., Ltd.). Measurement conditions are shown below.
Measurement sample: Dried resin film with a film thickness of 150 μm Measurement temperature range: -90 to 200 ° C
Temperature rise: 5°C/min Measurement frequency: 10Hz
(重量平均分子量)
重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定によるポリスチレン換算の値。乾燥させた水性ポリウレタン樹脂をテトラヒドロフランに溶解させ、0.1%の溶液を調製し、東ソー製HLC-8320-GPC(カラム番号M-0053分子量測定範囲約2千~約400万)により重量平均分子量を測定した。
(Weight average molecular weight)
The weight average molecular weight is a polystyrene-equivalent value measured by GPC (gel permeation chromatography). The dried water-based polyurethane resin is dissolved in tetrahydrofuran to prepare a 0.1% solution, and the weight average molecular weight is determined by Tosoh HLC-8320-GPC (column number M-0053 molecular weight measurement range of about 2,000 to about 4,000,000). was measured.
(水酸基価および酸価)
JISK0070に記載の方法に従って求めた。
(hydroxyl value and acid value)
It was determined according to the method described in JISK0070.
<水性ポリウレタン樹脂の合成>
(比較合成例7)
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、及び温度計を備えた反応器中で窒素ガスを導入しながら、PC(HD)2000(1,6-ヘキサンジオール「HD」成分を含む数平均分子量2000のポリカーボネートジオール 25℃において固体)235.7部、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)30.0部、及びメチルエチルケトン(MEK)250部を混合、撹拌しながらイソホロンジイソシアネート(IPDI)91.6部を1時間かけて滴下し、80℃で4時間反応させて末端イソシアネートプレポリマーとし、その後30℃まで冷却してからイソプロピルアルコール100部を加えて、末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液を得た。得られた末端イソシアネートプレポリマーに対し、2-アミノエチルエタノールアミン(AEA)2.7部及びイソプロピルアルコール(IPA)150部を混合したものを室温で徐々に添加して、40℃で2時間反応させ、溶剤型ポリウレタン樹脂溶液を得た。次に、28%アンモニア水13.6部及びイオン交換水1080部を上記溶剤型ポリウレタン樹脂溶液に徐々に添加して中和することにより水溶化し、さらにメチルエチルケトン及びイソプロピルアルコールを減圧留去した後、水を加えて固形分調整を行ない、酸価35mgKOH/g、水酸基価4.1mgKOH/g、ガラス転移温度-22℃、重量平均分子量30,000である、固形分25%の水性ポリウレタン樹脂(PP7)水溶液を得た。
<Synthesis of water-based polyurethane resin>
(Comparative Synthesis Example 7)
PC(HD)2000 (a number containing 1,6-hexanediol "HD" component) was run while introducing nitrogen gas in a reactor equipped with a reflux condenser, dropping funnel, gas inlet tube, stirrer, and thermometer. Polycarbonate diol having an average molecular weight of 2000 (solid at 25° C.) 235.7 parts, 2,2-dimethylolpropionic acid (DMPA) 30.0 parts, and methyl ethyl ketone (MEK) 250 parts are mixed and stirred while isophorone diisocyanate (IPDI) Add 91.6 parts dropwise over 1 hour, react at 80° C. for 4 hours to obtain a terminal isocyanate prepolymer, then cool to 30° C. and add 100 parts of isopropyl alcohol to obtain a solvent solution of the terminal isocyanate prepolymer. Obtained. A mixture of 2.7 parts of 2-aminoethylethanolamine (AEA) and 150 parts of isopropyl alcohol (IPA) was gradually added to the resulting isocyanate-terminated prepolymer at room temperature and reacted at 40° C. for 2 hours. to obtain a solvent type polyurethane resin solution. Next, 13.6 parts of 28% aqueous ammonia and 1,080 parts of ion-exchanged water are gradually added to the above solvent-type polyurethane resin solution to neutralize it, and the methyl ethyl ketone and isopropyl alcohol are distilled off under reduced pressure. Water is added to adjust the solid content, and the acid value is 35 mg KOH / g, the hydroxyl value is 4.1 mg KOH / g, the glass transition temperature is -22 ° C., and the weight average molecular weight is 30,000. ) to obtain an aqueous solution.
(合成例1~13および比較合成例1~6、8)
表1に示す原料化合物を用いた以外は上記比較合成例7と同様の手法にて、水性ポリウレタン樹脂P1~P13および比較水性ポリウレタン樹脂PP1~PP6、PP8を合成した。
なお、表1の各原料化合物の略号は、それぞれ以下の化合物を示す。
(Synthesis Examples 1 to 13 and Comparative Synthesis Examples 1 to 6 and 8)
Aqueous polyurethane resins P1 to P13 and comparative aqueous polyurethane resins PP1 to PP6 and PP8 were synthesized in the same manner as in Comparative Synthesis Example 7 except that the raw material compounds shown in Table 1 were used.
In addition, the abbreviations of the raw material compounds in Table 1 indicate the following compounds, respectively.
(脂肪族ポリカーボネートジオールを構成するジオール)
PD:1,5-ペンタンジオール
MPD:3-メチル-1,5-ペンタンジオール
NPG:ネオペンチルグリコール
BD:1,4-ブタンジオール
(Diol Constituting Aliphatic Polycarbonate Diol)
PD: 1,5-pentanediol MPD: 3-methyl-1,5-pentanediol NPG: neopentyl glycol BD: 1,4-butanediol
(脂肪族ポリカーボネートジオール)
PC(MPD/HD=9/1)2000:上記ジオール比率MPD/HDが9/1である、数平均分子量2000のポリカーボネートジオール 25℃において液体
PC(MPD/HD=5/5)2000:上記ジオール比率MPD/HDが5/5である、数平均分子量2000のポリカーボネートジオール 25℃において液体
PC(MPD/HD=7/3)2000:上記ジオール比率MPD/HDが7/3である、数平均分子量2000のポリカーボネートジオール 25℃において液体
PC(HD/PD=5/5)2000:上記ジオール比率HD/PDが5/5である、数平均分子量2000のポリカーボネートジオール 25℃において液体
PC(BD/NPG=5/5)2000:上記ジオール比率BD/NPGが5/5である、数平均分子量2000のポリカーボネートジオール 25℃において液体
PEG2000:数平均分子量2000のポリエチレングリコール
PTG2000:数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール
PMPA2000:数平均分子量2000のポリ(3-メチル-1,5-ペンタンアジペート)ジオール
UC-100:宇部興産社製 環状ジオールを主骨格に有する数平均分子量1000のポリカーボネートジオール 25℃において固体
DMBA:ジメチロールブタン酸
DMPA:ジメチロールプロピオン酸
(aliphatic polycarbonate diol)
PC (MPD/HD = 9/1) 2000: polycarbonate diol with a number average molecular weight of 2000 in which the above diol ratio MPD/HD is 9/1 PC (MPD/HD = 5/5) 2000: above diol Polycarbonate diol with a number average molecular weight of 2000 with a ratio MPD/HD of 5/5 Liquid PC at 25° C. (MPD/HD=7/3) 2000:number average molecular weight with a ratio MPD/HD of 7/3 2000 PC liquid at 25°C (HD/PD = 5/5) 2000: Polycarbonate diol with a number average molecular weight of 2000 with the above diol ratio HD/PD of 5/5 Liquid PC at 25°C (BD/NPG = 5/5) 2000: Polycarbonate diol with a number average molecular weight of 2000 in which the above diol ratio BD/NPG is 5/5 PEG2000: Polyethylene glycol with a number average molecular weight of 2000 PTG2000: Polytetramethylene glycol with a number average molecular weight of 2000 PMPA2000: Poly(3-methyl-1,5-pentaneadipate) diol with a number average molecular weight of 2000 UC-100: Polycarbonate diol with a number average molecular weight of 1000 having a cyclic diol as a main skeleton manufactured by Ube Industries, Ltd. Solid at 25°C
DMBA: dimethylolbutanoic acid DMPA: dimethylolpropionic acid
(水性ポリウレタン樹脂の性状)
表1に水性ポリウレタン樹脂P1~P13(実施例)およびPP1~PP8(比較例)の酸価(mgKOH/g)、水酸基価(mgKOH/g)、水性ポリウレタン樹脂固形分中のポリエチレングリコール量(構成単位の質量%)、固形分中のポリカーボネート量(構成単位の質量%)、ガラス転移温度(℃)、および重量平均分子量を示した。
(Properties of water-based polyurethane resin)
Table 1 shows the acid value (mgKOH/g), the hydroxyl value (mgKOH/g), the amount of polyethylene glycol in the aqueous polyurethane resin solid content (composition) of the aqueous polyurethane resins P1 to P13 (examples) and PP1 to PP8 (comparative examples). (% by mass of unit), amount of polycarbonate in solid content (% by mass of structural unit), glass transition temperature (° C.), and weight average molecular weight are shown.
(比較例7)(インキT7の製造)
銅フタロシアニン藍(トーヨーカラー社製 藍顔料 C.I.ピグメントブルー15:3)15部、ポリウレタン樹脂PP7水溶液30部、消泡剤0.1部、アジピン酸ジヒドラジド(ADH)0.2部、n-プロパノール5部および水19.7部を撹拌混合しビーズミルであるサンドミルで20分間分散した後、ポリウレタン樹脂P1水溶液20部、n-プロパノール5部、水5部を攪拌混合し、インキT7を得た。(なお表2には各成分をそれぞれの合計量で示した。)
(Comparative Example 7) (Production of Ink T7)
Copper phthalocyanine indigo (indigo pigment C.I. Pigment Blue 15:3 manufactured by Toyocolor Co., Ltd.) 15 parts, polyurethane resin PP7 aqueous solution 30 parts, antifoaming agent 0.1 part, adipic acid dihydrazide (ADH) 0.2 parts, n - 5 parts of propanol and 19.7 parts of water were stirred and mixed and dispersed for 20 minutes in a sand mill, which is a bead mill, and then 20 parts of an aqueous solution of polyurethane resin P1, 5 parts of n-propanol and 5 parts of water were stirred and mixed to obtain Ink T7. rice field. (Table 2 shows the total amount of each component.)
インキT7を用いた印刷物、積層体および包装袋の比較例7を以下に示す。 Comparative Example 7 of printed matter, laminate and packaging bag using ink T7 is shown below.
(インキT7を用いた積層体用の印刷物作成)(OPP基材)
グラビア印刷:上記で得られたインキT7を、水/n-プロパノール混合溶剤(質量比1/1)の混合溶剤を用いて、ザーンカップ#3(離合社製)で16秒になるように調整し、岩瀬印刷機械社製のグラビア印刷機を用い、プラスチック基材(ポリプロピレン(OPP)基材 P-2161 膜厚20μm)に速度50m/minで印刷して60℃で乾燥し、印刷物を得た。版は、腐食250線版深15μmベタ版を用いた。
(インキT7を用いた積層体作成)
上記OPP印刷物の印刷層上に、イソシアネート系アンカーコート剤(東洋モ-トン株式会社製、EL557A/B)を塗工後、低密度ポリエチレンを溶融させて押し出し、更にプラスチック基材(未延伸ポリエチレン(LLDPE)基材 TUX-FCD 膜厚40μm)と貼りあわせてラミネート加工を行い、積層体を得た。本積層体を用いてラミネート強度評価を行った。
(Preparation of printed matter for laminate using ink T7) (OPP base material)
Gravure printing: Ink T7 obtained above is adjusted to 16 seconds using a mixed solvent of water/n-propanol mixed solvent (mass ratio 1/1) with Zahn cup #3 (manufactured by Rigosha). Then, using a gravure printing machine manufactured by Iwase Printing Machine Co., Ltd., a plastic substrate (polypropylene (OPP) substrate P-2161 film thickness 20 μm) was printed at a speed of 50 m / min and dried at 60 ° C. to obtain a printed matter. . The plate used was a 250-line corrosion solid plate with a depth of 15 μm.
(Preparation of laminate using ink T7)
After applying an isocyanate-based anchor coating agent (EL557A/B, manufactured by Toyo-Morton Co., Ltd.) on the printed layer of the OPP printed matter, the low-density polyethylene is melted and extruded, and a plastic substrate (unstretched polyethylene ( LLDPE) base material (TUX-FCD film thickness 40 μm) and laminated to obtain a laminate. Laminate strength evaluation was performed using this laminate.
(インキT7を用いた包装袋用の印刷物作成)(PET基材)
上記OPP基材に替えてポリエチレンテレフタレート(PET)基材(ポリエステル基材 E5100 膜厚12μm)を用いた以外は上記と同様に印刷物を作成した。
(インキT7を用いた包装袋作成)
上記PET印刷物の印刷層上にウレタン系接着剤として東洋モートン社製TM250-HVを、2g/m2で塗布し、アルミ箔基材(東洋アルミ社製 膜厚7μ)と貼りあわせ、更に続いてZK-207(東レ社製 未延伸ポリプロピレン基材 膜厚60μm)と貼りあわせて積層体を得た。この積層体を未延伸ポリプロピレン面同士の縁を190℃にて熱融着することで製袋し、包装袋を得た。なお、内容物は水とした。本包装袋を用いて以下の耐光性および耐レトルト性試験を行った。
(Preparation of printed material for packaging bag using ink T7) (PET base material)
A printed matter was prepared in the same manner as described above, except that a polyethylene terephthalate (PET) base material (polyester base material E5100, thickness 12 μm) was used instead of the OPP base material.
(Creation of packaging bag using ink T7)
TM250-HV manufactured by Toyo-Morton Co., Ltd. is applied as a urethane-based adhesive onto the printed layer of the PET printed matter at 2 g/m 2 , and laminated with an aluminum foil substrate (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., film thickness 7 μm). A laminate was obtained by laminating with ZK-207 (manufactured by Toray Industries, Inc., unstretched polypropylene substrate, thickness 60 μm). The edges of the unstretched polypropylene surfaces of this laminate were heat-sealed at 190° C. to form a bag to obtain a packaging bag. The content was water. Using this packaging bag, the following light resistance and retort resistance tests were performed.
(実施例1~16)(インキS1~S16)
表2に記載のインキおよび組成を用いた以外はT7と同様の手法にてインキS1~S16(実施例)およびその印刷物、積層体および包装袋をそれぞれ得た。
(Examples 1 to 16) (Inks S1 to S16)
Inks S1 to S16 (Examples), their printed materials, laminates, and packaging bags were obtained in the same manner as in T7, except that the inks and compositions shown in Table 2 were used.
(比較例1~6、8)(インキT1~T6、T8)
表2に記載のインキおよび組成を用いた以外はT7と同様の手法にてインキT1~T6、T8(比較例)およびその印刷物、積層体および包装袋をそれぞれ得た。
(Comparative Examples 1 to 6, 8) (Inks T1 to T6, T8)
Inks T1 to T6, T8 (comparative example), its printed matter, laminate and packaging bag were obtained in the same manner as for T7, except that the inks and compositions shown in Table 2 were used.
[特性評価]
上記インキS1~S16(実施例)およびT1~T8(比較例)およびそれを使用した印刷物、積層体および包装袋を用いて以下の特定評価を行い、その結果を表2に示した。なお表中において、比較例3の※1とは以下を表す。
※1:インキの分散状態が悪く、評価をすることが不可能であった。
[Characteristic evaluation]
Using the above inks S1 to S16 (Examples) and T1 to T8 (Comparative Examples) and printed matter, laminates and packaging bags using them, the following specific evaluations were carried out, and the results are shown in Table 2. In the table, *1 in Comparative Example 3 represents the following.
*1: The dispersion state of the ink was poor and it was impossible to evaluate.
[ラミネート強度]
S1~S16(実施例)およびT1~T8(比較例)を用いた積層体について幅15mmで裁断し、インキ面と溶融樹脂層の間で剥離させた際の剥離強度を、インテスコ製201万能引張り試験機を用いて測定した。評価基準を下記に示す。実用レベルは3~5である。
5:剥離強度が1.0N/15mm以上のもの
4:剥離強度が0.7N/15mm以上、1.0N/15mm未満のもの
3:剥離強度が0.5N/15mm以上、0.7N/15mm未満のもの
2:剥離強度が0.3N/15mm以上、0.5N/15mm未満のもの
1:剥離強度が0.3N/15mm未満のもの
[Laminate strength]
Laminates using S1 to S16 (Examples) and T1 to T8 (Comparative Examples) were cut to a width of 15 mm, and the peel strength when peeled between the ink surface and the molten resin layer was measured using Intesco 201 Universal Tensile. It was measured using a testing machine. Evaluation criteria are shown below. The practical level is 3-5.
5: Peel strength of 1.0 N/15 mm or more 4: Peel strength of 0.7 N/15 mm or more and less than 1.0 N/15 mm 3: Peel strength of 0.5 N/15 mm or more and 0.7 N/15 mm Less than 2: Peel strength is 0.3 N / 15 mm or more and less than 0.5 N / 15 mm 1: Peel strength is less than 0.3 N / 15 mm
[耐光性]
S1~S16(実施例)およびT1~T8(比較例)を用いた包装袋について紫外線オートフェドメーター(スガ試験機株式会社製 型式:UA48AUHB)にて紫外線を6時間および12時間照射した。照射後のラミネート強度を測定し、照射前後でのラミネート強度の比較を行った。評価基準を下記に示す。実用レベルは3~5である。
5:紫外線照射前後で剥離強度低下が全くみられず、照射後の剥離強度が2.0N/15mm以上のもの
4:紫外線照射前後で1.0N/15mm未満の剥離強度低下がみられるが、照射後の剥離強度が2.0N/15mm以上のもの
3:紫外線照射前後で1.0N/15mm以上の剥離強度低下がみられるが、照射後の剥離強度が1.0N/15mm以上、2.0N/15mm未満のもの
2:紫外線照射前後で1.0N/15mm以上の剥離強度低下がみられ、照射後の剥離強度が0.5N/15mm以上、1.0N/15mm未満のもの
1:紫外線照射前後で1.0N/15mm以上の剥離強度低下がみられ、照射後の剥離強度が0.5N/15mm未満のもの
[Lightfastness]
The packaging bags using S1 to S16 (examples) and T1 to T8 (comparative examples) were irradiated with ultraviolet rays for 6 hours and 12 hours using an ultraviolet autofedometer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., model: UA48AUHB). The laminate strength after irradiation was measured, and the laminate strength before and after irradiation was compared. Evaluation criteria are shown below. The practical level is 3-5.
5: No decrease in peel strength was observed before and after irradiation with ultraviolet rays, and the peel strength after irradiation was 2.0 N/15 mm or more. 2. The peel strength after irradiation is 2.0 N/15 mm or more 3: A decrease in peel strength of 1.0 N/15 mm or more is observed before and after UV irradiation, but the peel strength after irradiation is 1.0 N/15 mm or more; Less than 0 N / 15 mm 2: A decrease in peel strength of 1.0 N / 15 mm or more is observed before and after ultraviolet irradiation, and the peel strength after irradiation is 0.5 N / 15 mm or more and less than 1.0 N / 15 mm 1: Ultraviolet A decrease in peel strength of 1.0 N/15 mm or more is observed before and after irradiation, and the peel strength after irradiation is less than 0.5 N/15 mm
[耐レトルト適性〕
S1~S16(実施例)およびT1~T8(比較例)を用いた包装袋について、120℃、80分のレトルト試験を行い、レトルト直後のラミネート強度をレトルト試験前のラミネート強度を比較した。評価基準を下記に示す。実用レベルは3~5である。
5:レトルト前後で剥離強度低下が全くみられず、レトルト後の剥離強度が2.0N/15mm以上のもの
4:レトルト前後で1.0N/15mm未満の剥離強度低下がみられるが、レトルト後の剥離強度が2.0N/15mm以上のもの
3:レトルト前後で1.0N/15mm以上の剥離強度低下がみられるが、レトルト後の剥離強度が1.0N/15mm以上、2.0N/15mm未満のもの
2:レトルト前後で1.0N/15mm以上の剥離強度低下がみられ、レトルト後の剥離強度が0.5N/15mm以上、1.0N/15mm未満のもの
1:レトルト前後で1.0N/15mm以上の剥離強度低下がみられ、レトルト後の剥離強度が0.5N/15mm未満のもの
[Retort resistance suitability]
The packaging bags using S1 to S16 (Examples) and T1 to T8 (Comparative Examples) were subjected to a retort test at 120°C for 80 minutes, and the laminate strength immediately after retort was compared with the laminate strength before the retort test. Evaluation criteria are shown below. The practical level is 3-5.
5: No decrease in peel strength was observed before and after retorting, and the peel strength after retort was 2.0 N/15 mm or more. Peel strength of 2.0 N / 15 mm or more 3: A decrease in peel strength of 1.0 N / 15 mm or more is observed before and after retort, but the peel strength after retort is 1.0 N / 15 mm or more, 2.0 N / 15 mm Less than 2: A decrease in peel strength of 1.0 N/15 mm or more is observed before and after retorting, and the peel strength after retorting is 0.5 N/15 mm or more and less than 1.0 N/15 mm 1: 1.0 N/15 mm or more before and after retorting A decrease in peel strength of 0 N/15 mm or more is observed, and the peel strength after retort is less than 0.5 N/15 mm
[希釈インキ安定性]
上記でグラビア印刷用にザーンカップ#3で16秒へ調整した希釈インキの、40℃7日間保管後の粘度を測定し、増粘の程度を以下の評価基準で測定した。
5:増粘が無いもの
4:増粘が2秒以内のもの
3:増粘が5秒以内のもの
2:増粘が10秒以内のもの
1:増粘が著しく、粘度が測定できないもの
[Diluted ink stability]
The viscosity of the diluted ink for gravure printing adjusted to 16 seconds with Zahn cup #3 was measured after storage at 40° C. for 7 days, and the degree of thickening was measured according to the following evaluation criteria.
5: No increase in viscosity 4: Increase in viscosity within 2 seconds 3: Increase in viscosity within 5 seconds 2: Increase in viscosity within 10 seconds 1: Significant increase in viscosity, viscosity cannot be measured
実施例1~16のインキは、比較例1~8のインキと比較して紫外線照射12時間後の耐光性に優れ、およびラミネート強度、耐レトルト性も実用レベルである優れたインキを提供することができた。 The inks of Examples 1 to 16 are superior in light resistance after 12 hours of UV irradiation compared to the inks of Comparative Examples 1 to 8, and provide excellent inks with practical levels of lamination strength and retort resistance. was made.
上記で示されたとおり、実施例では、耐ブロッキング性、耐水性、及びラミネート強度の全てが実用レベル以上であるインキが得られ、プラスチック基材上への印刷に適したインキであることが確認できた。一方、比較例のインキは、紫外線照射12時間後の耐光性が充分でないか、耐レトルト性がなかった。 As shown above, in the examples, it was confirmed that inks with blocking resistance, water resistance, and lamination strength all at or above practical levels were obtained, and that the inks were suitable for printing on plastic substrates. did it. On the other hand, the inks of the comparative examples did not have sufficient lightfastness after 12 hours of ultraviolet irradiation, or had no retort resistance.
[実施例17](フレキソ印刷による評価)
フレキソ版(感光性樹脂版 版厚1mm 版線数150線)及びアニロックスロールを具備したフレキソ印刷機にてフレキソ印刷法により印刷を行った以外は実施例1と同様の方法でインキS1に関する印刷物、積層体および包装袋を得た。更に上記と同様の特性評価を行ったところ、上記実施例1における評価結果と同一であった。
[Example 17] (Evaluation by flexographic printing)
A printed matter related to ink S1 was printed in the same manner as in Example 1 except that printing was performed by a flexographic printing method using a flexographic printing machine equipped with a flexographic plate (photosensitive resin plate, plate thickness 1 mm, plate line number 150 lines) and an anilox roll. A laminate and a packaging bag were obtained. Furthermore, when the same characteristic evaluation as described above was performed, the evaluation results were the same as in Example 1 above.
Claims (7)
前記水性ポリウレタン樹脂の、ガラス転移温度は、-40~0℃、水酸基価は、0.1~15mgKOH/g、酸価は、15~60mgKOH/gであり、
かつ、前記水性ポリウレタン樹脂は、脂肪族ポリカーボネートポリオール由来の構成単位を含有し、前記脂肪族ポリカーボネートポリオールは、25℃で液状である、
水性グラビアまたはフレキソインキ。 A water-based gravure or flexographic ink for lamination containing a water-based polyurethane resin, comprising:
The aqueous polyurethane resin has a glass transition temperature of −40 to 0° C., a hydroxyl value of 0.1 to 15 mgKOH/g, and an acid value of 15 to 60 mgKOH/g.
and the aqueous polyurethane resin contains structural units derived from an aliphatic polycarbonate polyol, and the aliphatic polycarbonate polyol is liquid at 25°C.
Water-based gravure or flexo ink.
A laminate having an adhesive layer and a base material 2 in this order on the printed layer of the printed matter according to claim 6 .
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