JP7404578B1 - リサイクル基材製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ンキは「リサイクル対応型UV硬化型インキ」として、リサイクル適性Aランクの認証を受けているものが増えている。
しかし、市場において全てのUVシステムが省エネUVシステムに置き換わるわけではなく、依然として従来から実績のある通常のUVシステム(リサイクル適性Bランクであるものが多い)を使用する場合も多い。UV硬化型インキ・ニスは一般的に、リサイクル対応型の省エネUV硬化型インキや、一部のリサイクル対応型UV硬化型インキを除いては、一般油性インキ・ニスよりもリサイクルが難しいとされている。印刷物を回収する際にリサイクルを簡便化するために、リサイクル対応型でないUV硬化型等の活性エネルギー線硬化型インキ・ニスの印刷物を分別することは非常に困難で、かつ実現不可能に近いと考えられている。
特に紙基材に比べプラスチック等の非吸収基材の場合は、基材とアンカー層との密着性、および、アンカー層の耐ブロッキング性(アンカー層上にインキが印刷されない部分でのブロッキング、および、インキの印刷前に、巻き取りや積み重ね等で重寝た時のブロッキング)が大きな課題となっている。中でも、活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ、活性エネルギー線硬化型フレキソ印刷用インキ、および、活性エネルギー線硬化型樹脂凸版印刷用インキは、活性エネルギー線硬化型インキの中でも皮膜強度が高く、脱墨の難易度が高く、これらのインキを用いた場合でも脱墨できるアンカー剤が求められている。
前記アンカー層が、水性樹脂を含み、
前記水性樹脂の酸価が、25~300mgKOH/gであり、
前記水性樹脂のガラス転移温度が10~150℃であり、
前記インキ層が、活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ、活性エネルギー線硬化型フレキソ印刷用インキ、および、活性エネルギー線硬化型樹脂凸版印刷用インキから選ばれる少なくとも1種のインキの硬化物であり、
積層体をアルカリ性水溶液と接触させ、アンカー層をアルカリ水溶液で溶解させ、インキ層を非吸収基材から脱墨し、
アルカリ性水溶液中から、非吸収基材を分離・回収し、
回収した非吸収基材を水洗・乾燥してリサイクル基材を得る、リサイクル基材製造方法に関する。
<活性エネルギー線硬化型インキ>
本発明のインキ層は、活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ、活性エネルギー線硬化型フレキソ印刷用インキ、および、活性エネルギー線硬化型樹脂凸版印刷用インキから選ばれる少なくとも1種のインキ(「活性エネルギー線硬化型インキ」ともいう)の硬化物である。以下、当該活性エネルギー線硬化型インキ(以下、「インキ」とも称する)について説明する。
これら活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ、活性エネルギー線硬化型フレキソ印刷用インキ、活性エネルギー線硬化型樹脂凸版印刷用インキは、活性エネルギー線硬化型インキの中でも皮膜強度が高く、脱墨が難しいとされるインキである。
本発明において、インキは着色剤を含有することができる。着色剤としては、顔料及び染料のうち少なくとも一方を用いることができる。耐光性の観点から、顔料が好ましい。
本発明に用いることができる顔料としては、特に制限はなく、公知の顔料を用いることができる。顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれも用いることができる。
インキが着色剤を含まない場合には、ニス(クリアインキ)となる。
オレンジ顔料としては、C.I.Pigment Orange 13、16、20、34、36、38、39、43、51、61、63、64、74などが挙げられる。
本明細書において、「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、及び「(メタ)アクリロイルオキシ」は、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、及び「アクリロイルオキシ及び/又はメタクリロイルオキシ」を意味する。また、「PO」は「プロピレンオキサイド」を、「EO」は「エチレンオキサイド」を表す。また、EO変性(X)、PO変性(X)のXはEO、POの変性モル数を表し、ポリエチレングリコール(Y)ジ(メタ)アクリレートのYはポリエチレングリコール部分のおおよその分子量を示している。
本発明に用いることができる(メタ)アクリレート化合物は、(メタ)アクリロイルを1つ以上有する化合物であれば、特に限定されず、モノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれの形態も包含する。
ここで、「モノマー」とは、オリゴマーやポリマーを構成するための最小構成単位の化合物を意味し、「オリゴマー」とは、2個~100個のモノマーに基づく構成単位を有する重合体を意味する。
(モノマー)
2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキノール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、アルコキシ化テトラヒドロフルフリルアクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(オキシエチル)(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンフォルマル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、EO変性(2)ノニルフェノールアクリレート、2-メチル-2-エチル-1、3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を1つ有する単官能(メタ)アクリレートモノマー、
1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2-ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(200)ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(300)ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(400)ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(600)ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性(2)1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、PO変性(2)ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、(ネオペンチルグリコール変性)トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、EO変性(4)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、PO変性(4)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を2つ有する2官能(メタ)アクリレートモノマー、
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性(3)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性(6)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性(3)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を3つ有する3官能(メタ)アクリレートモノマー、
ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、EO変性(4)ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートなどの分子内にアクリロイル基を4つ有する4官能(メタ)アクリレートモノマー、
ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を5つ有する5官能(メタ)アクリレートモノマー、
ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの分子内に(メタ)アクリロイル基を6つ有する6官能(メタ)アクリレートモノマー、などが挙げられる。
脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーなどのウレタンアクリレートオリゴマー、アクリルエステルオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマーなどのうち(メタ)アクリロイル基を1~6個有するものが挙げられる。
[その他成分]
本発明において、インキは、必要に応じて上記成分以外に、重合開始剤、アミン化合物、樹脂、重合禁止剤、表面張力調整剤、ワックス、体質顔料、顔料分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤などを含有することができる。
本発明において、インキは、重合開始剤を含んでもよい。上記重合開始剤としては、ラジカルやカチオン重合の重合性開始剤を含有することが好ましく、光重合開始剤を含有することがより好ましい。本発明における重合開始剤は、光の作用、又は増感色素の電子励起状態との相互作用を経て、化学変化を生じ、ラジカルやカチオンを生成する化合物であり、中でも、露光という手段で重合開始させることができるという観点から光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。
本発明において、インキは、アミン化合物を含んでもよい。アミン化合物としては、特に制限はなく、公知のアミン化合物を用いることができる。アミン化合物を活性エネルギー線硬化型インキの成分として用いることにより、水素引き抜型光重合開始剤の効果を高める働きが期待される。
具体例としては、例えば、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、4-(ジメチルアミノ)安息香酸エチル、N,N-ジヒドロキシエチルアニリン、トリエチルアミン及びN,N-ジメチルヘキシルアミン、ポリ(オキシ-1,2-エタンジイル,α-[4-(ジメチルアミノ)ベンゾイル]-ω-[[4-(ジメチルアミノ)ベンゾイル]オキシ]-、ビスN,N-[2-(4-ジメチルアミノベンゾイル)オキシエチレン-1-イル]メチルアミン、ポリ(オキシ-1,2-エタンジイル),α-[4-(ジメチルアミノ)ベンゾイル]-ω-[[4-(ジメチルアミノ)ベンゾイル]オキシ]-、ポリ[オキシ(メチル-1,2-エタンジイル)、α-[4-(ジメチルアミノ)ベンゾイル-ω-ブトキシ-、2-ブトキシエチル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2-(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、などが挙げられる。アミン化合物としては、単独で使用しても良いし、2種類以上を併用してもよい。
本発明において、インキは樹脂を含んでもよい。樹脂を含むことで、硬化時に生じる塗膜の硬化収縮を緩和し、基材のカールを抑制し、さらに、アンカー剤への密着性が向上する。
本発明において、インキは重合禁止剤を含んでもよい。重合禁止剤としては、具体的には、4-メトキシフェノール、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノン、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、フェノチアジン、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩などが挙げられる。
本発明において、インキは、ワックスを含んでもよい。ワックスを含むことで、耐摩擦性、耐スクラッチ性、ブロッキング防止性、スベリ性、スリキズ防止性をより良好なものにすることができる。ワックスとしては、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。例えば、天然ワックス及び合成ワックスがある。
天然ワックスは、例えば、カルナバワックス、木ろう、ラノリン、モンタンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどが挙げられる。
合成ワックスは、例えば、フィッシャートロプスワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックス、などが挙げられる。
本発明において、インキは、体質顔料を含んでもよい。体質顔料としては、クレー、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、シリカ、ベントナイト等が挙げられる。
本発明において、インキは、顔料分散性をより良好なものにするために、顔料分散剤を含有することが好ましい。顔料分散剤としては、特に制限はなく、公知の顔料分散剤を用いることができる。中でも、塩基性官能基を有する樹脂型顔料分散剤が好ましく、前記塩基性官能基としては一級、二級、又は三級アミノ基、ピリジン、ピリミジン、ピラジン等の含窒素複素環などを挙げることができる。
また、前記樹脂型顔料分散剤を構成する骨格としては、脂肪酸アミン骨格、及び/又は、ウレタン骨格が、良好な顔料分散性が容易に得られることからさらに好ましい。
本発明の積層体のアンカー層は、水性樹脂を含んでいる。このようなアンカー層は、水性樹脂を含む水性アンカー剤をコートし、乾燥させることで得ることができる。
本発明における水性アンカー剤は、水と、水性樹脂とを含む。
本発明における水性樹脂としては、水性アクリル樹脂、水性ウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂などを挙げることができる。中でも、水性アクリル樹脂、水性ウレタン樹脂を用いることが好ましく、水性アクリル樹脂を用いることが特に好ましい。
水性樹脂の酸価としては、25~300mgKOH/gであることが好ましい。酸価がこの範囲となることでアルカリ可溶性の良好な樹脂が得られ、UVインキの脱墨特性が向上するためである。水性樹脂の酸価は30~275mgKOH/gであることが好ましく、30~250mgKOH/gであることがより好ましい。
水性樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、10~150℃であることが好ましい。ガラス転移温度がこの範囲にあることで、良好な耐ブロッキング性能と、良好な基材密着性が得られるためである。水性樹脂のガラス転移温度(Tg)は10~120℃であることが好ましく、10~100℃であることがより好ましい。
水性アクリル樹脂は、アクリルモノマー構成単位を有するものである。更にスチレン系モノマー、マレイン酸系モノマーなどを共重合して得られるアクリル樹脂であっても好ましい。なお、アクリル樹脂はカルボキシル基を有し、乳化剤および/または塩基性化合物の存在下で水性化されたものが好ましい。
水性ウレタン樹脂としてはポリオール、ヒドロキシ酸およびポリイソシアネートにより合成されたポリウレタン樹脂である形態や、ポリオール、ヒドロキシ酸およびポリイソシアネートにより合成された末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーとポリアミンにより鎖延長されたポリウレタンウレアを含むポリウレタンウレア樹脂である形態が好ましい。
本発明の積層体は、活性エネルギー線硬化型インキを、非吸収基材に塗工したアンカー剤上に印刷し、活性エネルギー線で硬化することによって得られる。
非吸収基材に、水性樹脂を含む水性アンカー剤を塗布し、オーブンにて乾燥させ、非吸収基材上にアンカー層を有する積層体を得る工程1と、
前記非吸収基材上にアンカー層を有する積層体のアンカー層上に、活性エネルギー線硬化型インキで印刷し、活性エネルギー線で硬化させ、アンカー層上にインキ層を有する積層体を得る工程2と、
を含む。
本発明において、脱墨とは印刷済みの非吸収基材からインキ成分を除去するための工程である。
上記積層体は、例えば、アルカリ性水溶液の入った処理槽中でアルカリ性水溶液と接触させてインキ層を脱離する工程である。
本発明において、アルカリ性水溶液はアルカリ性化合物を含有する水溶液であり、アルカリ性化合物を当該水溶液全体のうち0.5~10質量%含有することが好ましく、1~5質量%であることがさらに好ましい。上記アルカリ性化合物としては、特に制限は無いが、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、水酸化カルシウム(Ca(OH)2アンモニア、水酸化バリウム(Ba(OH)2)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)等が好適に挙げられる。好ましくはNaOHおよび/ またはKOHである。
上記アルカリ性水溶液と積層体の接触によりインキ層を積層体から脱離できるメカニズムとして推測されるのは、上記樹脂を有することでアンカー層の表面および/または積層体の断面よりアルカリ水溶液が浸透することで、アンカー層が溶解するためである。非吸収基材上にアンカー層を塗布し、さらにインキ層を印刷した後、製袋工程などを経て包装容器の形になっている積層体は、リサイクル工程あるいはそれ以前に裁断または粉砕されて、積層体の断面が露出している状態でアルカリ水溶液と接触することが好ましい。
本発明のリサイクル基材製造方法は、積層体からインキ層を脱離した後に、非吸収基材を回収する工程を含む。非吸収基材を回収する工程とは、アルカリ性水溶液による積層体の処理後、アルカリ性水溶液、剥離したインキ層の欠片および非吸収基材等が混在した処理槽の中から、非吸収基材を分離・回収する工程のことであり、非吸収基材を高純度で得られることが好ましい。非吸収基材の回収方法としては特に制限されず、例えば、非吸収基材とインキ層の欠片のサイズ差による分離回収が好ましく、比重差による分離回収もまた好ましい。あるいはそれらの組み合わせ等によって適宜分離回収することができるが、中でも比重差による分離回収工程を含むことが好ましく、より好ましくは比重差による分離回収工程とサイズ差による分離回収工程を併用することである。
なお、比重差による分離回収工程では、処理槽の中でアルカリ性水溶液に浮く基材のみを回収することが好ましい。またアルカリ性水溶液中の不純物成分やインキ層の欠片が沈降すれば好適であり、非吸収基材との分離が容易で、より精度よく非吸収基材のみを回収できる。そのため回収の後にリサイクルした非吸収基材の物性や透明性が良くなる。比重差による分離の方法は、従来公知の方法でよく、流動層を用いたものや、遠心分離機を用いたものなどであってよい。
上記基材回収工程において、基材回収後のアルカリ性水溶液を濾過することによって、インキを回収することができる。この時、アンカー層の材料はアルカリ水溶液に可溶であることから、インキ成分を高純度で取り出すことが可能である。
(アンカー剤1)
樹脂1(星光PMC社製 ハイロスX X436)を99.0部、ポリエチレンワックス(三井化学社製 ケミパールW500)1.0部を添加し、ディスパーで10分間攪拌して、水性アンカー剤(AC1)を得た。
上記樹脂2~13について、樹脂を表1に記載した樹脂(詳細は、出願当初の明細書の段落番号0114)に変えた以外はアンカー剤1と同様の配合により、水性アンカー剤(AC2)~水性アンカー剤(AC13)を得た。
樹脂14(MEGARA社製 Megarpur IM30AL)79.0部、酢酸エチル10.0部、イソプロピルアルコール10.0部、ポリエチレンワックス (三井化学社製 ケミパールW500)1.0部を添加し、ディスパーで10分間攪拌して、油性アンカー剤(AC14)を得た。
TMPTA(EO)を20.0部、DiTMPTAを60.0部、DPHAを10.0部、4MBPを6.0部、TPOを3.0部、EDBを1.0部、を混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合することによりUVフレキソアクリルアンカー剤(AC15)を作製した。
DPHA65.0部、TMPTA(EO)6.5部、DiTMPTA3.5部を混合し、100℃まで攪拌しながら昇温した。次いでジアリルフタレート樹脂(樹脂15)25.0部を混合し、100℃に保温しながら溶解させ、ジアリルフタレート樹脂ワニスを作製した。
TMPTA(EO)を10.0部、DiTMPTAを18.0部、DPHAを7.0部、4MBPを5.0部、TPOを2.0部、EDBを1.0部、及び、前記ジアリルフタレート樹脂ワニスを57.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合することによりUVオフセットアクリルアンカー剤(AC16)を作製した。
<油性樹脂ワニスの作製>
(ロジン変性フェノール樹脂製造例)
反応容器中でガムロジン54.3部に、予めキシレン溶媒中でターシャリーブチルフェノール30.8部と92重量%のパラホルムアルデヒド9.4部を水酸化ナトリウム触媒下で100℃にて4時間反応させ、水分除去したフェノール樹脂を150℃で滴下し2時間反応させた。更にグリセリン5.4部を添加し、触媒として酸化カルシウム0.1部を使用して250℃で15時間反応させた。その間、順次取り出す事により、ロジンフェノール樹脂を得る事が出来た。
次に、撹拌機、水分離器付還流冷却器、温度計付き4つ口フラスコに、バインダー樹脂として前記ロジン変性フェノール樹脂45.0部、大豆油44.0部、大豆油脂肪酸ノルマルブチルエステル10.0部、ALCH1.0部を190℃で1時間加熱撹拌してロジン変性フェノール樹脂ワニスを得た。
RAVEN 1080 Ultraを17.0部、BA-2550を3.0部、ロジン変性フェノール樹脂ワニス59.0部、大豆油20.0部、MKドライヤー0.5部、乾燥抑制剤CP0.5部を混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。
ネルギー線硬化型樹脂凸版印刷用インキ))
RAVEN 1080 Ultraを17.0部、BA-2550を3.0部、TMPTA(EO)を6.0部、DiTMPTAを13.0部、DPHAを7.0部、379を3.0部、DEABPを1.5部、DETXを1.5部、EDBを1.0部、及び、ジアリルフタレート樹脂ワニスを47.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。
ネルギー線硬化型樹脂凸版印刷用インキ))
RAVEN 1080 Ultraを17.0部、BA-2550を3.0部、TMPTA(EO)を6.0部、DiTMPTAを13.0部、DPHAを7.0部、379を3.0部、DEABPを1.5部、DETXを1.5部、EDBを1.0部、及び、MIRAMER PS-4500を47.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。
RAVEN 1080 Ultraを17.0部、BA-2550を3.0部、TMPTA(EO)を6.0部、DiTMPTAを10.0部、DPHAを7.0部、379を3.0部、TPOを2.0部、DEABPを2.0部、4MBPを2.5部、DETXを2.5部、EDBを1.0部、及び、ジアリルフタレート樹脂ワニスを44.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。
RAVEN 1080 Ultraを15.0部、BA-2550を1.0部、TMPTA(EO)を16.0部、DiTMPTAを5.0部、DPHAを7.0部、379を3.0部、DEABPを2.0部、4MBPを2.5部、DETXを2.5部、EDBを1.0部、及びSolsperse24000を6.0部、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。その後、TMPTA(EO)を39.0部加えてバタフライミキサーを用いて攪拌混合してインキを作製した。
Permanent Yellow BHSを15.0部、TMPTA(EO)を6.0部、DiTMPTAを18.0部、DPHAを7.0部、379を3.0部、DEABPを1.5部、DETXを1.5部、EDBを1.0部、及び、ジアリルフタレート樹脂ワニスを47.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。
Permanent Rubine L5B-01を20.0部、TMPTA(EO)を6.0部、DiTMPTAを13.0部、DPHAを7.0部、379を3.0部、DEABPを1.5部、DETXを1.5部、EDBを1.0部、及び、ジアリルフタレート樹脂ワニスを47.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。
Heliogen Blue D7088を20.0部、TMPTA(EO)を6.0部、DiTMPTAを13.0部、DPHAを7.0部、379を3.0部、DEABPを1.5部、DETXを1.5部、EDBを1.0部、及び、ジアリルフタレート樹脂ワニスを47.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。
RAVEN 1080 Ultraを17.0部、BA-2550を3.0部、TMPTA(EO)を6.0部、DiTMPTAを13.0部、DPHAを7.0部、及び、ジアリルフタレート樹脂ワニスを54.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してインキを作製した。
化型樹脂凸版印刷用ニス))
TMPTA(EO)を6.0部、DiTMPTAを13.0部、DPHAを7.0部、184を6.0部、TPOを2.0部、EDBを1.0部、フィラー3.0部、及び、ジアリルフタレート樹脂ワニスを62.0部混合し、バタフライミキサーを用いて攪拌混合した後、3本ロールにて最大粒径が7.5μm以下になるように分散してニスを作製した。
[着色剤]
・Permanent Yellow BHS:Clariant社製、Permanent Yellow BHS(C.I.Pigment Yellow 174)
・Permanent Rubine L5B-01:Clariant社製、Permanent Rubine L5B-01(C.I.Pigment Red 57:1)
・HELIOGEN BLUE D7088:BASF社製、HELIOGEN BLUE D7088(C.I.Pigment Blue 15:3)
・Raven 1080 Ultra:Bilra Carbon社製、Raven 1080 Ultra Powder(C.I.Pigment Black 7)
・BA-2550:森村商事社製、アルカリブルートーナーBA-2550(C.I.Pigmen
t Blue 61)
[体質顔料]
・フィラー:松村産業社製、ハイフィラー#5000PJ、タルク
[(メタ)アクリレート化合物]
・TMPTA(EO):BASF社製、LAROMER LR8863、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート
・DiTMPTA:ダイセル・オルネクス社製、EBECRYL1142、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート
・DPHA:MIWON社製、MIRAMER M600、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
・PS-4500:MIWON社製、MIRAMER PS-4500、ポリエステルアクリレートオリゴマー
[樹脂]
樹脂1:星光PMC社製 ハイロスX X436(酸価33mgKOH/g、ガラス転移温度21℃)
樹脂2:BASF社製 JONCRYL PDX-7615(酸価51mgKOH/g、ガラス転移温度33℃)
樹脂3:BASF社製 JONCRYL 63D(酸価213mgKOH/g、ガラス転移温度73℃)
樹脂4:Covestro社製 Neocryl A-2091(酸価62mgKOH/g、ガラス転移温度98℃)
樹脂5:BASF社製 JONCRYL PDX-7732(酸価87mgKOH/g、ガラス転移温度12℃)
樹脂6:岐阜セラツク製造所社製 エマポリー SG5157(酸価218mgKOH/g、ガラス転移温度102℃)
樹脂7:岐阜セラツク製造所社製社製 アクリス TGV40(酸価54mgKOH/g、ガラス転移温度109℃)
樹脂8:三井化学社製 タケラックW605(酸価25mgKOH/g、ガラス転移温度100℃)
樹脂9:星光PMC社製 ハイロスX J-140A(酸価33mgKOH/g、ガラス転移温度6℃)
樹脂10:Covestro社製 Neocryl A-1127(酸価18mgKOH/g、ガラス転移温度5℃)
樹脂11:トーヨーケム社製 LIOCRYL PFX0302(酸価150mgKOH/g、ガラス転移温度4℃)
樹脂12:大成ファインケミカル社製 アクリット WEM200U(酸価6mgKOH/g、ガラス転移温度31℃)
樹脂13:BASF社製 JP-W2(酸価312mgKOH/g、ガラス転移温度102℃)
樹脂14:MEGARA社製 Megarpur IM30AL(酸価0mgKOH/g、ガラス転移温度-10℃)
樹脂15:大阪ソーダ社製 ダイソーダップA(酸価2mgKOH/g、ガラス転移温度150℃)
[光重合開始剤]
・379:IGM RESINS社製、Omnirad379、1,2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル]-1-ブタノン
・TPO:Chemark Chemical社製、CHEMARK TPO、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド
・DEABP:Chemark Chemical社製、CHEMARK DEABP、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン
・4MBP:双邦実業社製、SB-PI 712
・DETX:Chemark Chemical社製、CHEMARK DETX、2,4-ジエチルチオキサントン
・184:IGM RESINS社製、Omnirad184、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトン
[アミン化合物]
・EDB:Chemark Chemical社製、CHEMARK EDB、エチル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエート
[顔料分散剤]
・Solsperse24000:Lubrizol社製、Solsperse24000
[金属ドライヤー]
・MKドライヤー:東洋インキ(株)製、MKドライヤー
[乾燥抑制剤]
・乾燥抑制剤CP:東洋インキ(株)製、乾燥抑制剤CP
[アルミニウムゲル化剤]
・ALCH:川研ファインケミカル株式会社製、ALCH、アルミニウムエチルアセテートジイソプロピレート
[その他]
・大豆油脂肪酸ノルマルブチルエステル:東新油脂(株)製、SFB2
実施例1~29、比較例1、4~8、11は、バーコーター(No.4、安田精機社製)を用い、基材の上に表1に示すアンカー剤を塗布した。その後、60度のオーブンで10分間乾燥させ、基材上にアンカー層を有する積層体を作製した。
また比較例9、10は、バーコーター(No.4、安田精機社製)を用い、基材の上に表1に示すアンカー剤を塗布した。その後、アイグラフィックス社製紫外線硬化装置(160W/cm メタルハライドランプ)で、コンベヤ速度30m/分の条件にて塗膜を硬化させ、基材上にアンカー層を有する積層体を作製した。
実施例1~29、比較例1、4~8、11で得られた基材上にアンカー層を有する積層体の物性を評価した。
(耐ブロッキング性)
実施例1~29、比較例1、4~8、11で得られたアンカー剤塗工物を横4cm、縦4cmのサイズに切り出し、塗工面と非塗工面を密着させて荷重10N/cm2を掛け、24時間60℃オーブンで加温した。その後、塗工物同士を剥離し、評価を行った。
(評価基準)
〇 :剥離した際に、音や抵抗が無い。
× :剥離した際に、バリバリと音がする。大きな抵抗がある。
なお、〇が実用上好ましい。
(密着性)
作製した積層体のインキ面に粘着テープ(ニチバン社製セロテープ(登録商標)18mm幅)を貼り付け、90度の垂直方向に剥離をおこない、アンカー層からインキ被膜の剥がれた面積の割合から基材への密着性を評価した。
(評価基準)
〇:アンカー層からインキ被膜の剥がれがない
〇△:アンカー層からインキ被膜の剥がれが10%未満である
△:アンカー層からインキ被膜の剥がれが10%以上30%未満である
△×:アンカー層からインキ被膜の剥がれが30%以上70%未満である
×:アンカー層からインキ被膜が70%以上剥がれる
〇、〇△、△が実用上好ましい。
実施例1~21、24~27、比較例1、4~10は、作製した基材上にアンカー層を有する積層体に、RIテスター(明製作所(株)製簡易印刷機(オフセット印刷用インキ、フレキソ印刷用インキ、および、樹脂凸版印刷用インキを印刷することができる印刷機))を用い、インキゲージ0.25mLで表1に示す試料インキを基材の面積の半分だけ印刷した後、印刷物をアイグラフィックス社製紫外線硬化装置(160W/cm メタルハライドランプ)で、コンベヤ速度30m/分の条件にて塗膜を硬化させ、基材上にアンカー層とインキ層をこの順で有する積層体を得た。
また実施例22は、作製した基材上にアンカー層を有する積層体に、RIテスターを用い、インキゲージ0.25mLで表1に示す試料インキを基材の面積の半分だけ印刷した後、印刷物をアイグラフィックス社製紫外線硬化装置(160W/cm メタルハライドランプ)で、コンベヤ速度100m/分の条件にてインキを硬化させ、基材上にアンカー層とインキ層をこの順で有する積層体を得た。
また実施例23は、作製した基材上にアンカー層を有する積層体に、RIテスターを用い、インキゲージ0.25mLで表1に示す試料インキを基材の面積の半分だけ印刷した後、印刷物をESI(株)製低エネルギー電子線照射装置(加圧電圧175KV、酸素濃度50ppmの窒素置換した雰囲気)を用い30KGy の電子線を照射してインキを硬化させ、基材上にアンカー層とインキ層をこの順で有する積層体を得た。
また実施例28は、作製した基材上にアンカー層を有する積層体に、RIテスターを用い、インキゲージ0.25mLで予めUVインキ墨1を2部混合したUVニスを基材の面積の半分だけ印刷した後、印刷物をアイグラフィックス社製紫外線硬化装置(160W/cm メタルハライドランプ)で、コンベヤ速度30m/分の条件にて塗膜を硬化させ、基材上にアンカー層とニス層をこの順で有する積層体を得た。
また実施例29は、作製した基材上にアンカー層を有する積層体に、RIテスターを用い、インキゲージ0.25mLでUVインキ墨1を基材の面積の半分だけ印刷した後、印刷物をアイグラフィックス社製紫外線硬化装置(160W/cm メタルハライドランプ)で、コンベヤ速度30m/分の条件にて塗膜を硬化させ、更にRIテスターを用い、インキゲージ0.25mLでUVニスをインキ層の上に印刷した後、印刷物をアイグラフィックス社製紫外線硬化装置(160W/cm メタルハライドランプ)で、コンベヤ速度30m/分の条件にて塗膜を硬化させ、基材上にアンカー層とインキ層とニス層とをこの順で有する積層体を得た。
また比較例11は、作製した基材上にアンカー層を有する積層体に、RIテスターを用い、インキゲージ0.25mLで表1に示す試料インキを基材の面積の半分だけ印刷した後、24時間室温で放置しインキを硬化させ、基材上にアンカー層とインキ層をこの順で有する積層体を得た。
比較例2、3は、RIテスターを用い、基材に直接インキゲージ0.25mLで表1に示す試料インキを基材の面積の半分だけ印刷した後、展色物をアイグラフィックス社製紫外線硬化装置(160W/cm メタルハライドランプ)で、コンベヤ速度30m/分の条件にてインキを硬化させ、基材上にインキ層を有する積層体を得た。
・PP1:オカモト株式会社製、ポリプロピレンシート
・PP2:日本ポリプロ株式会社製、ノバテックPP
・PE1:フタムラ化学株式会社製、太閤FC
・PE2:日本ポリエチレン株式会社製、ノバテックHD
・PET:東洋紡株式会社製 リシャイン
・アルミ蒸着:五條製紙株式会社製、SPECIALITIES
・アルミ箔:東洋アルミニウム株式会社製、リードマックス
・合成紙:株式会社ユポ・コーポレーション製、ニューユポFGS
・PVC:リンテック株式会社製、PVC80C P
・PS:大石産業株式会社製、スチロファン
・ナイロン:ユニチカ株式会社製、エンブレム
・セロハン:フタムラ化学株式会社製、PL
・金属:日本製鉄株式会社製、ET2.8/2.8T2.5B
(残留溶剤)
得られた積層体の残留溶剤を評価した。
実施例1~29、比較例1~11の積層体を横10cm、縦10cmのサイズに切り出し、100枚をナスフラスコに入れ密閉後、加温した。(温度:80℃、30分)その後、フラスコ内の空気を0.4ml抜き取り、ガスクロマトグラフィー(GC)にて分析し、溶剤成分量を確認した。
(評価基準)
〇 :残留溶剤合計量が、0.5mg/cm2未満であった。
○△ :残留溶剤合計量が、0.5mg/cm2以上1mg/cm2未満であった。
△ :残留溶剤合計量が、1mg/cm2以上2mg/cm2未満であった。
△× :残留溶剤合計量が、2mg/cm2以上3mg/cm2未満であった。
× :残留溶剤合計量が、3mg/cm2以上であった。
なお、〇、〇△、△が実用上好ましい。
作製した積層体を用いて綿布を用いインキ面を擦り評価した。擦れが少ない程、耐スクラッチ性が良好であると判断ができる。評価基準は下記に示した通りであり、〇、〇△、△が実用上好ましい。
〇 :インキを展色した印刷面への擦れがない
〇△ :インキを展色した印刷面表層まで擦れる
△ :インキを展色した印刷面の中間部まで擦れる
△× :インキを展色した印刷面底部まで擦れる
× :インキを展色した印刷面の塗膜が無くなる
作製した実施例1~29、比較例1~11の積層体を60℃にて1週間エージングさせた後、室温23±1℃、湿度50±2%の環境下で更に10日間保管した。その後、30×30mmに断裁してそれぞれ90gを試料として試験に用いた。
2Lフラスコに、30℃の温水を1.5L、3.75%の水酸化ナトリウム水溶液を11mL 、1.5%に希釈した脱墨剤(花王株式会社製DI-7027)を11mL投入してから試料を加え、300rpm、20分間撹拌を行った。攪拌開始から2分後に、蓋に付着した試料を少量の水で槽内に洗い流した。脱離終了後に基材を取り出し、各30×30mmの中のどの程度の面積がインキに被覆されているかを目視で評価した。
〇 : 基材の99%以上からインキが脱離している
〇△: 基材の95%以上99%未満からインキが脱離している
△ : 基材の90%以上95%未満からインキが脱離している
× : 基材の90%未満からインキが脱離している
作製した積層体を用いて横4cm、縦4cmのサイズに、インキを印刷した部分と印刷しなかった部分が半分ずつになるように切り出し、塗工面と非塗工面を密着させて荷重10N/cm2を掛け、24時間60℃オーブンで加温した。その後、塗工物同士を剥離し、評価を行った。
(評価基準)
〇 :剥離した際に、音や抵抗が無い。
× :剥離した際に、バリバリと音がする。大きな抵抗がある。
なお、〇が実用上好ましい。
アンカー層上にインキ層を有する積層体において、残留溶剤、耐スクラッチ性、脱墨性の三つの評価とも〇、〇△、△の評価となっているものが、実用性があると判断できる。
Claims (3)
- 非吸収基材上に、アンカー層と、インキ層とをこの順に有する積層体から、インキ層を脱墨し、非吸収基材を回収する、リサイクル基材製造方法であって、
前記アンカー層が、水性樹脂を含み、
前記水性樹脂の酸価が、25~300mgKOH/gであり、
前記水性樹脂のガラス転移温度が10~150℃であり、
前記インキ層が、活性エネルギー線硬化型オフセット印刷用インキ、活性エネルギー線硬化型フレキソ印刷用インキ、および、活性エネルギー線硬化型樹脂凸版印刷用インキから選ばれる少なくとも1種のインキの硬化物であり、
積層体をアルカリ性水溶液と接触させ、アンカー層をアルカリ水溶液で溶解させ、インキ層を非吸収基材から脱墨し、
アルカリ性水溶液中から、非吸収基材を分離・回収し、
回収した非吸収基材を水洗・乾燥してリサイクル基材を得る、リサイクル基材製造方法。 - 前記水性樹脂が、水性アクリル樹脂および水性ウレタン樹脂からなる群から選ばれる1種以上を含む、請求項1記載のリサイクル基材製造方法。
- 請求項1または2記載のリサイクル基材製造方法で脱墨されたインキ層を濾別し回収する、インキの回収方法。
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