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JP2019001932A - リキッドインキ組成物 - Google Patents

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JP2019001932A JP2017118641A JP2017118641A JP2019001932A JP 2019001932 A JP2019001932 A JP 2019001932A JP 2017118641 A JP2017118641 A JP 2017118641A JP 2017118641 A JP2017118641 A JP 2017118641A JP 2019001932 A JP2019001932 A JP 2019001932A
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勝平 木場
Katsuhei Koba
勝平 木場
吉成 村上
Yoshinari Murakami
吉成 村上
シーモーク ジラポーン
Shimok Jirapon
シーモーク ジラポーン
川島 康成
Yasunari Kawashima
康成 川島
聡子 伊東
Satoko Ito
聡子 伊東
月子 高島
Tsukiko Takashima
月子 高島
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Abstract

【課題】本発明の課題は、硬化剤を加えた際の2液安定性に優れ、広範囲な各種高機能フィルムに適用すべく、フィルムとの接着性、耐カスレ性、耐ブロッキング性、及び耐レトルト性に優れる上に、充分なポリエチレン押出しラミネート強度を兼備できるリキッドインキ組成物を提供することにある。【解決手段】遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)、有機溶剤(C)、及び組成物全量の10質量%未満の水(D)を含有する事を特徴とするリキッドインキ組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、軟包装用ラミネート用途のグラビアインキ、フレキソインキ向けリキッドインキ組成物に関する。特に、イソシアネート樹脂などの硬化剤を添加した系(以下、2液使用時でもインキ溶液の安定性に優れ、印刷されたラミネート基材に優れた接着性能を発現するポリエチレン押出しラミネート用として有用なリキッドインキ組成物であって、かつ無機や有機のバリアコート材が塗布された各種フィルム向けリキッドインキ組成物に関する。
主に、軟包装材の製造に使用されるラミネート用途のリキッドインキは、ウレタン樹脂若しくはウレタンウレア樹脂が主成分として使用されている。さらに近年では、印刷時の作業衛生性と包装材料の有害性の両面から、トルエン等の芳香族溶剤やメチルエチルケトン等のケトン系溶剤の使用が制限されつつある。例えば、脱芳香族系溶剤やケトン系溶剤型のリキッドインキには、印刷適性の観点から、溶剤として芳香族、ケトン系溶剤の代わりに酢酸エチルや酢酸プロピルなどの酢酸エステル類、イソプロピルアルコールやノルマルプロピルアルコール等のアルコール系溶剤又はそれらの混合溶剤が使用される傾向にある。
しかし、前記芳香族溶剤、ケトン系溶剤を使用しないインキの場合でも、大気中への揮発性有機化学物質(VOC)の放出は免れない。また、VOC放出量の低減のために、水を有機溶剤と併用する事などで対応しているが、この場合、インキの安定性や硬化剤併用時の2液安定性が悪化することが課題となっている。レトルト殺菌処理の施される食品用フードパッケージや耐薬品性が求められる耐薬品性の求められるパッケージにおいては、インキ皮膜の耐熱水性、耐内容物性を向上させる為に、硬化剤を併用する事が多く2液使用時の安定性の向上が求められている。
一方で近年、フィルムパッケージに用いられるフィルムとして、各種バリア性を付与した高機能フィルムが増加する傾向にある。これらの高機能フィルムは、その表面に無機や有機のバリアコート剤が塗布されており、これらの高機能フィルムを原反としてグラビア印刷又はフレキソ印刷した際、フィルム原反とインキの密着性が阻害される事がしばしば発生しうる。また、巻取りされた状態で保管されるとインキ被膜が非印刷面に移行してしまい(ブロッキング現象)、トラブルを誘発することも多い。これらの高機能フィルムは、食品用、電子部品用向けに内容物の変質を防止すべく空気を遮断する酸素バリア、水蒸気を遮断する水蒸気バリア等、業種・目的用途に応じて多種多様に存在し、また技術的にも非公開なものが多く、一般のフィルム印刷と比較して対応が難しいのが現状である。
また、ポリエチレン押出しラミネート方式は、食品の包装材料として広く用いられている。ポリエチレン押出しラミネート物は、二軸延伸ポリエステルフィルム、二軸延伸ポリアミドフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムなどのラミネート基材フィルムに、ポリエチレンを溶融押出ししてラミネートすることにより製造される。特に二軸延伸ポリプロピレン基材の場合は押出しラミネート強度を上げることは従来技術では至難の業であり、顧客はラミネートインキを2液で使用する等で対応に苦慮している。本発明のリキッドインキ組成物では、組成物を粘度調整の後そのまま使用する1液仕様でも、組成物に使用時に硬化剤を添加する2液仕様であっても、いずれもポリエチレンの押出しラミネート強度を向上する事ができる。
例えば、特許文献1(特開平05−222332)には、高分子ポリオール、ジイソシアネート化合物及び鎖延長剤を反応させて得られたポリウレタン樹脂を含有する印刷インキ用バインダーにおいて、該ポリウレタン樹脂が分子中に遊離のカルボキシル基を含有する印刷インキ用バインダーが例示されている。
また、特許文献2(特開2011−122064)には、高分子ポリオール、ポリイソシアネート化合物及び鎖延長剤を反応させたポリウレタン樹脂であって、分子中に遊離カルボキシル基を有する特定のポリウレタン樹脂A、酸化チタン、有機溶剤を含む顔料分散体に、カルボジイミド基を有する特定のポリウレタン樹脂Bを其々特定量含有する溶剤型グラビアインキが例示されている。
しかし、高機能フィルムの種類は多種多様化する一方で、被印刷体への接着性、ラミネート強度、及び押出しラミネート強度は依然十分であるとは言えない。
特開平05−222332公報 特開2011−122064号公報
本発明は、硬化剤を加えた際の2液安定性に優れ、広範囲な各種高機能フィルムに適用すべく、フィルムとの接着性、耐カスレ性、耐ブロッキング性、及び耐レトルト性に優れる上に、充分なポリエチレン押出しラミネート強度を兼備できるリキッドインキ組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記した課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、リキッドインキ組成物において、特定のポリウレタン樹脂と水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を必須成分として含有することで、課題解決に有効であることを見出した。
即ち、本発明は、遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)、有機溶剤(C)、及び組成物全量の10質量%未満の水(D)を含有する事を特徴とするリキッドインキ組成物に関する。
更に、着色剤(E)を含有するリキッドインキ組成物に関する。
前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)の固形分換算の酸価が3.0mgKOH/g以下であるリキッドインキ組成物に関する。
前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)がアミノ基を有するリキッドインキ組成物に関する。
前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)の固形分換算のアミン価が3.0mgKOH/g以下であるリキッドインキ組成物に関する。
前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)がポリエーテル樹脂を反応原料とするものであり、ポリウレタン樹脂(A)全量に対するポリエーテル樹脂が1〜50質量%であるリキッドインキ組成物に関する。
前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)のウレタン結合濃度が0.4mmol/g以上2.5mmol/g以下であるリキッドインキ組成物に関する。
前記水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)の水酸基価が、50〜200mg当量KOH/gであり、かつ前記共重合体樹脂中の塩化ビニル成分の含有比率が80〜95質量部であるリキッドインキ組成物に関する。
前記有機溶剤(C)が芳香族有機溶剤及び/又はケトン系溶剤を含まないリキッドインキ組成物に関する。
更に、該リキッドインキ組成物を印刷してなる印刷物及び/又はラミネート積層体に関する。
本発明により、硬化剤を加えた際の2液安定性に優れ、広範囲な各種高機能フィルムに適用すべく、フィルムとの接着性、耐カスレ性、耐ブロッキング性、及び耐レトルト性に優れる上に、充分なポリエチレン押出しラミネート強度を兼備できるリキッドインキ組成物が得られる。
本発明について詳細に説明する。なお以下の説明で用いる「インキ」とは全て「印刷インキ」を示す。また「部」とは全て「質量部」を示す。
本発明のリキッドインキ組成物は、遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)と、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)、有機溶剤(C)、及び組成物全量の10質量%未満の水(D)を含有する事を必須とする。
本発明のリキッドインキ組成物は、具体的には前記ポリウレタン樹脂を含有するバインダー樹脂を酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、IPAなど各種有機溶剤、各種添加剤に予め混合する。分散攪拌機にて前記溶液を攪拌しながら着色顔料を投入し更に攪拌することで着色顔料が十分分散されたインキ組成物を得る。
本発明のリキッドインキ組成物で必須である遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)の「遊離のカルボキシル基を有する・・・」とは、カルボキシル基が例えば末端、側鎖などのポリウレタン樹脂分子の何れかの部位に導入されている事を条件とする。本発明のリキッドインキ組成物で使用する遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)の固形分換算の酸価は、0.05mgKOH/g以上3.0mgKOH/g以下が好ましい。酸価が0.05mgKOH/g未満であると硬化剤併用時の2液安定性が十分でなく、酸価が3.0mgKOH/gを超えるとボイル適性が低下する傾向にある。更に前記遊離のカルボキシ基を有するポリウレタン樹脂(A)がアミノ基を有する事が好ましい。
また、固形分換算のアミン価は0.05〜3.0mgKOH/g以下が好ましい。遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)中に、アミノ基が存在するとフィルム基材への密着性が向上するようになる。アミン価が0.05mgKOH/gを下回ると基材密着性が劣るようになり、アミン価が3.0mgKOH/gを上回ると、硬化剤併用時の2液安定性が劣る傾向にある。
本発明のリキッドインキ組成物で使用する遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)は、ポリエーテル樹脂を反応原料とする事が好ましく、ポリウレタン樹脂(A)全量に対してポリエーテル樹脂を1〜50質量%の割合で使用したものが好ましい。より好ましくは3〜30質量%である。
尚、前記ポリエーテル樹脂の数平均分子量が100〜3500ものであることが好ましい。詳細は後述するが、ポリエーテルポリオールとしては、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のポリエーテルポリオール類が挙げられる。具体的には、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など公知汎用のものでよい。ポリエーテル樹脂を上記の範囲で含有することにより、特に高機能バリアーフィルム上での密着性が大幅に向上し、結果として耐ブロッキング性、ラミネート強度が優れるようになる。
前記ポリエーテル樹脂の数平均分子量が100より小さいと、遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)の皮膜が硬くなる傾向にありポリエステルフィルムへの接着性が悪くなる。数平均分子量が3500より大きい場合、ポリウレタン樹脂の皮膜が脆弱になる傾向にありインキ皮膜の耐ブロッキング性が悪くなる。遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)100質量部に対してポリエーテルポリオールが1質量部未満であると、該ポリウレタン樹脂(A)のケトン、エステル、アルコール系溶剤への溶解性が低下する傾向となる。またインキ皮膜の該溶剤への再溶解性が低下し、印刷物の調子再現性が低下する傾向となる。また50質量部を超えると、インキ皮膜が過剰に柔らかくなり、耐ブロッキングが劣る傾向と成り易い。
本発明のリキッドインキ組成物で使用する遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)において、カルボキシル基を導入するために使用可能な化合物としては、環式ジカルボン酸無水物が挙げられる。前記環式ジカルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水コハク酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられる。また、カルボキシル基を導入するために使用可能な化合物として、遊離のカルボキシル基の構造を持ちつつイソシアネート基と反応する活性水素を1個以上有する化合物も使用可能である。実例として2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールペンタン酸、グリコール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸、サリチル酸等のヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。また、グルタミン酸、モノアミノ安息香酸、ジアミノ安息香酸、アラニン、セリン、チロシン、6-アミノカプロン酸、アミノシロフタル酸等のアミノカルボン酸等も使用する事が出来る。
本発明のリキッドインキ組成物で使用する遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)に必要に応じて使用される併用ポリオールとしては、ポリウレタン樹脂の製造に一般的に用いられる各種公知のポリオールを用いることができ、1種または2種以上を併用してもよい。例えば、酸化メチレン、酸化エチレン、テトラヒドロフランなどの重合体または共重合体のポリエーテルポリオール類(1);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、2メチル−1,3プロパンジオール、2エチル−2ブチル−1,3プロパンジオール、1,3―ブタンジオール、1,4―ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、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、1,4−ブチンジオール、1,4―ブチレンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、ソルビトール、ペンタエスリトールなどの飽和または不飽和の低分子ポリオール類(2);これらの低分子ポリオール類(2)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の多価カルボン酸あるいはこれらの無水物とを脱水縮合または重合させて得られるポリエステルポリオール類(3);環状エステル化合物、例えばポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリ(β−メチル−γ−バレロラクトン)等のラクトン類、を開環重合して得られるポリエステルポリオール類(4);前記低分子ポリオール類(2)などと、例えばジメチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、ホスゲン等との反応によって得られるポリカーボネートポリオール類(5);ポリブタジエングリコール類(6);ビスフェノールAに酸化エチレンまたは酸化プロピレンを付加して得られるグリコール類(7);1分子中に1個以上のヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロプル、アクリルヒドロキシブチル等、或いはこれらの対応するメタクリル酸誘導体等と、例えばアクリル酸、メタクリル酸又はそのエステルとを共重合することによって得られるアクリルポリオール(8)などが挙げられる。
なお、前記ポリエステルポリオール類(3)のなかで、ジオール類(グリコール類)と二塩基酸とから得られる高分子ジオールは、ジオール類のうち5モル%までを前記水酸基を3つ以上有する低分子ポリオール類(2)に置換することが出来る。
本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物における遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)に使用されるジイソシアネート化合物としては、ポリウレタン樹脂の製造に一般的に用いられる各種公知の芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートなどが挙げられる。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、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、リジ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、ジメリールジイソシアネート、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、ノルボルナンジイソシアネート、mーテトラメチルキシリ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、トリレンジイソシアネート、ビス−クロロメチル−ジフェニルメタン−ジイソシアネート、2,6−ジイソシアネート−ベンジルクロライド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あげられる。これらのジイソシアネート化合物は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
本発明のリキッドインキ組成物における遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)に使用される鎖伸長剤としては、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、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン―4,4’―ジアミンなどの他、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ルジアミン、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―ヒドロキシピロピルエチレンジアミン、ジ―2―ヒドロキシピ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など分子内に水酸基を有するアミン類も用いることが出来る。これらの鎖伸長剤は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
また、反応停止を目的とした末端封鎖剤として、一価の活性水素化合物を用いることもできる。かかる化合物としてはたとえば、ジーnーブチルアミン等のジアルキルアミン類やエタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類があげられる。更に、特にポリウレタン樹脂中にカルボキシル基を導入したいときには、グリシン、L−アラニン等のアミノ酸を反応停止剤として用いることができる。これらの末端封鎖剤は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
本発明のリキッドインキ組成物における遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)は、例えば、ポリプロピレングリコールおよび併用ポリオールとジイソシアネート化合物とをイソシアネート基が過剰となる割合で反応させ、末端イソシアネート基のプレポリマーを得、得られるプレポリマーを、適当な溶剤中、すなわち、グラビアインキ用の溶剤として通常用いられる、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノールなどのアルコール系溶剤;トルエン、キシレン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤;あるいはこれらの混合溶剤の中で、鎖伸長剤および(または)末端封鎖剤と反応させる二段法、あるいはポリプロピレングリコールおよび併用ポリオール、ジイソシアネート化合物、鎖伸長剤および(または)末端封鎖剤を上記のうち適切な溶剤中で一度に反応させる一段法により製造される。これらの方法のなかでも、均一なポリウレタン樹脂を得るには、二段法によることが好ましい。また、ポリウレタン樹脂を二段法で製造する場合、鎖伸長剤および(または)末端封鎖剤のアミノ基の合計(当量比)が1/0.9〜1.3の割合になるように反応させることが好ましい。イソシアネート基とアミノ基との当量比が1/1.3より小さいときは、鎖伸長剤および(または)末端封鎖剤が未反応のまま残存し、ポリウレタン樹脂が黄変したり、印刷後臭気が発生したりする場合がある。さらに近年、作業環境の観点から、トルエン、キシレンといった芳香族系溶剤やケトン系溶剤を用いないことがより好ましい。
このようにして得られる遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)の重量平均分子量は、15,000〜100,000の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは15,000〜80,000の範囲である。ポリウレタン樹脂の重量平均分子量が15,000未満の場合には、得られるインキの組成物の耐ブロッキング性、印刷被膜の強度や耐油性などが低くなる傾向があり、100,000を超える場合には、得られるインキ組成物の粘度が高くなり、印刷被膜の光沢が低くなる傾向がある。
本発明のリキッドインキ組成物で使用する遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)のインキにおける含有量は、インキの被印刷体への接着性を十分にする観点からインキの総質量に対して4質量%以上、適度なインキ粘度やインキ製造時・印刷時の作業効率の観点から25質量%以下が好ましく、更には6〜15質量%の範囲が好ましい。
本発明のリキッドインキ組成物に使用される遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)のウレタン結合濃度は、0.4mmol/g以上 2.5mmol/g以下が好ましく、0.6mmol/g以上2.3mmol/g以下の範囲であればより好ましい。ウレタン結合濃度が0.4mmol/gを下回ると、ポリエチレン押出しラミネート強度が低下する傾向にあり、逆にウレタン結合濃度が2.5mmol/gを上回ると、画線部以外の箇所にドクターでインキが掻き切れない部分が、「カブリ」となって印刷物に転移するグラビア印刷特有の「版カブリの現象」が生じる傾向にある。なお、ウレタン結合濃度は下記の式(1)により算出できる。
ウレタン結合濃度={(W1×OH1+W2×OH2+・・・+Wi×OHi)×1000}/(56100×S) 式(1)

式(1)において、各々以下の通りである。
複数種ポリオールを使用する場合、各々ポリオール1、ポリオール2〜ポリオールiとして算出する。

W1:ポリオール1の質量
OH1:ポリオール1の水酸基価
W2:ポリオール2の質量
OH2:ポリオール2の水酸基価
Wi:ポリオールiの質量
OHi:ポリオールiの水酸基価
S:ウレタン樹脂固形分の質量
本発明のリキッドインキ組成物では、各種有機溶剤を使用することができ、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族有機溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤、n−プロパノール、イノプロパノール、n−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶剤があげられ、これらを単独または2種以上の混合物で用いることができる。近年、作業環境の観点から、トルエン、キシレンといった芳香族系溶剤やケトン系溶剤を用いないことがより好ましい。
更に、本発明のリキッドインキ組成物では、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)を含有することを必須とする。これを含有することで、耐レトルト性等の耐熱水性が向上する。
前記水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)としては、水酸基価が50〜200mgKOH/gであり、かつ前記共重合体樹脂中の塩化ビニル成分の含有比率が80〜95質量%であるが好ましい。
本発明のリキッドインキ組成物に用いられる水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)は、二種類の方法で得ることができる。一つは塩化ビニルモノマー、酢酸ビニルモノマーおよびビニルアルコールを適当な割合で共重合して得られる。もう一つは、塩化ビニルと酢酸ビニルを共重合した後、酢酸ビニルを一部ケン化することにより得られる。水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂は、塩化ビニル、酢酸ビニルおよびビニルアルコールのモノマー比率により樹脂被膜の性質や樹脂溶解挙動が決定される。即ち、塩化ビニルは樹脂被膜の強靭さや硬さを付与し、酢酸ビニルは接着性や柔軟性を付与し、ビニルアルコールは極性溶剤への良好な溶解性を付与する。
リキッドインキを軟包装用ラミネートインキとして使用する場合、接着性、耐ブロッキング、ラミネート強度、ボイルレトルト適性、印刷適性、これら全ての性能を満足する必要があるため、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂は適正なモノマー比率が存在する。即ち、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂100質量部に対し、塩化ビニルは80〜95質量部が好ましい。80質量部未満だと樹脂被膜の強靭さが劣り、耐ブロッキング性が低下する。95質量部を超えると樹脂被膜が硬くなりすぎ、接着性が低下する。また、ビニルアルコールから得られる水酸基価は50〜200mgKOH/gが好ましい。50mgKOH/g未満だと極性溶媒への溶解性が劣り、印刷適性が不良となる。200mgKOH/gを超えると耐水性が低下して、ボイル、レトルト適性が不良となる。
本発明のリキッドインキ組成物に必要に応じて併用される樹脂の例としては、前記ポリウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂以外の樹脂、例えば、塩素化ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ロジン系樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ケトン樹脂、環化ゴム、塩化ゴム、ブチラール、石油樹脂などを挙げることができる。併用樹脂は、単独で、または2種以上を混合して用いることができる。併用樹脂の含有量は、インキの総質量に対して0.1〜25質量%が好ましく、更に好ましくは2〜15質量%である。
本発明のリキッドインキ組成物には、揮発性成分として前記有機溶剤と共に、インキ組成物全量の10質量%未満の含有量で、水を含有させることが必須である。水の添加により、インキの乾燥性を制御する事ができ、特にグラビア印刷では、その特徴であるインキ転移量のすくないグラデーション部をきれいに再現することができる。更に、インキ組成物全量の1〜5質量%の範囲であることが、印刷適性が良好となることから、特に好ましい。但し、水の添加量がインキ組成物全量の10質量%を超えると、1液インキの安定性のみならず、2液の安定性も悪化し易い傾向となり好ましくない。
また、このような水の添加により、使用有機溶剤成分を低減させることも可能である。
水は有機溶剤に予め添加して含水の有機溶媒としてもよいし、別途特定量の水を添加してもよい。
本発明のリキッドインキ組成物で使用する着色剤としては、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。藍インキには銅フタロシアニン、透明黄インキにはコスト・耐光性の点からC.I.Pigment No Yellow83を用いることが好ましい。
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。また、ガラスフレークまたは塊状フレークを母材とした上に金属、もしくは金属酸化物をコートした光輝性顔料(メタシャイン;日本板硝子株式会社)を使用できる。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。アルミニウムは粉末またはペースト状であるが、取扱い性および安全性の面からペースト状で使用するのが好ましく、リーフィングまたはノンリーフィングを使用するかは輝度感および濃度の点から適宜選択される。
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、着色剤は単独で、または2種以上を併用して用いることができる。
本発明では更に必要に応じて、併用樹脂、体質顔料、顔料分散剤、レベリング剤、消泡剤、ワックス、可塑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、芳香剤、難燃剤なども含むこともできる。
顔料を有機溶剤に安定に分散させるには、前記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。例えばポリエチレンイミンにポリエステル付加させた櫛型構造高分子化合物、あるいはα−オレフィンマレイン酸重合物のアルキルアミン誘導体などが挙げられる。具体的にはソルスパーズシリーズ(ZENECA)、アジスパーシリーズ(味の素)、ホモゲノールシリーズ(花王)などを挙げることができる。またBYKシリーズ(ビックケミー)、EFKAシリーズ(EFKA)なども適宜使用できる。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、ラミネート適性の観点から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。
本発明のリキッドインキ組成物は、樹脂、着色剤などを有機溶剤中に溶解及び/又は分散することにより製造することができる。具体的には、顔料をポリウレタン樹脂により有機溶剤に分散させた顔料分散体を製造し、得られた顔料分散体に、必要に応じて他の化合物などを配合することによりインキを製造することができる。
顔料分散体における顔料の粒度分布は、分散機の粉砕メディアのサイズ、粉砕メディアの充填率、分散処理時間、顔料分散体の吐出速度、顔料分散体の粘度などを適宜調節することにより、調整することができる。分散機としては、一般に使用される、例えば、ローラーミル、ボールミル、ペブルミル、アトライター、サンドミルなどを用いることができる。
インキ中に気泡や予期せずに粗大粒子などが含まれる場合は、印刷物品質を低下させるため、濾過などにより取り除くことが好ましい。濾過器は従来公知のものを使用することができる。
前記方法で製造されたインキ粘度は、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、上記粘度はトキメック社製B型粘度計で25℃において測定された粘度である。
インキの粘度は、使用される原材料の種類や量、例えばポリウレタン樹脂、着色剤、有機溶剤などを適宜選択することにより調整することができる。また、インキ中の顔料の粒度および粒度分布を調節することによりインキの粘度を調整することもできる。
本発明のリキッドインキ組成物の色相としては、使用する着色剤の種類に応じて、プロセス基本色として黄、紅、藍、墨、白の5色があり、プロセスガマット外色として赤(橙)、草(緑)、紫の3色がある。更に透明黄、牡丹、朱、茶、金、銀、パール、色濃度調整用のほぼ透明なメジウム(必要に応じて体質顔料を含む)などがベース色として準備される。ボイルレトルト用インキには顔料のマイグレーション性、耐熱性を考慮して適宜選定される。各色相のベースインキは、グラビア印刷、又はフレキソ印刷に適した粘度及び濃度にまで希釈溶剤で希釈され、単独でまたは混合されて各印刷ユニットに供給される。
利用可能なプラスチックフィルムとしては、ポリエステル樹脂フィルムが特に好ましいが、その他のポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレン樹脂フィルム等の表面に無機や有機のバリアコート材が塗布された種々高機能フィルムに対しても幅広く用いることが出来る。
本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。以下、「部」及び「%」は、いずれも質量基準によるものとする。
なお、本発明におけるGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による重量平均分子量(ポリスチレン換算)の測定は東ソー(株)社製HLC8220システムを用い以下の条件で行った。
分離カラム:東ソー(株)製TSKgelGMHHR−Nを4本使用。カラム温度:40℃。移動層:和光純薬工業(株)製テトラヒドロフラン。流速:1.0ml/分。試料濃度:1.0重量%。試料注入量:100マイクロリットル。検出器:示差屈折計。
粘度はトキメック社製B型粘度計で25℃において測定した。
(合成実施例1)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、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、2メチル−1,3プロパンジオール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール100.0部(水酸基価:33.0mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート15.6部を仕込み、窒素気流下に90℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率2.97質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル62.2部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン7.72部、酢酸エチル110.4部およびイソプロピルアルコール115.1部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させた後、無水コハク酸0.55部を加えてさらに1時間反応させポリウレタン樹脂溶液A1を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(A1)は、樹脂固形分濃度30.3質量%、樹脂固形分のMwは58,200、固形分酸価2.5、溶液酸価0.75、固形分アミン価1.5、溶液アミン価0.45であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により0.48mmol/gであった。
(合成実施例2)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール50.0部(水酸基価:33.0mgKOH/g)、ネオペンチルグリコール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール50.0部(水酸基価:100.0mgKOH/g)およびトリレンジイソシアネート15.1部を仕込み、窒素気流下に80℃で8時間反応させ、イソシアネート基含有率2.00質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル62.0部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン5.49部、酢酸エチル106.8部およびイソプロピルアルコール112.6部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させた後、無水コハク酸0.32部を加えてさらに1時間反応させポリウレタン樹脂溶液A2を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(A2)は、樹脂固形分濃度30.1質量%、樹脂固形分のMwは54,900、固形分酸価1.5、溶液酸価0.45、固形分アミン価3.0、溶液アミン価0.90であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により0.98mmol/gであった。
(合成実施例3)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、1,2−プロパンジオール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール30.0部(水酸基価:55.0mgKOH/g)、ネオペンチルグリコールと2−メチル−1,3−プロパンジオール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール70.0部(水酸基価:20.0mgKOH/g)およびヘキサメチレンジイソシアネート10.0部を仕込み、窒素気流下に90℃で8時間反応させ、イソシアネート基含有率2.47質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル58.2部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン5.75部、ジーnーブチルアミン0.3部、酢酸エチル104.3部およびイソプロピルアルコール108.4部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させた後、無水コハク酸0.37部を加えてさらに1時間反応させポリウレタン樹脂溶液A3を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(A3)は、樹脂固形分濃度30.3質量%、樹脂固形分のMwは68,300、固形分酸価1.8、溶液酸価0.54、固形分アミン価2.0、溶液アミン価0.21であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により0.47mmol/gであった。
(合成実施例4)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール100.0部(水酸基価:142.0mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート24.5部、トリレンジイソシアネート8.3部を仕込み、窒素気流下に80℃で15時間反応させ、イソシアネート基含有率1.99質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル71.5部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン6.23部、酢酸エチル123.1部およびイソプロピルアルコール113.5部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させた後、無水コハク酸0.69部を加えてさらに1時間反応させポリウレタン樹脂溶液A4を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(A4)は、樹脂固形分濃度30.3質量%、樹脂固形分のMwは57,000、固形分酸価2.8、溶液酸価0.84、固形分アミン価1.33、溶液アミン価0.40であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により1.82mmol/gであった。
(合成実施例5)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ジエチレングリコール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール80.0部(水酸基価:70.6mgKOH/g)、ポリエチレングリコール20部(数平均分子量:401,水酸基価:280mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート28.5部を仕込み、窒素気流下に90℃で16時間反応させ、イソシアネート基含有率1.84質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル69.2部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン5.28部、ジーnーブチルアミン0.2部、酢酸エチル118.4部およびイソプロピルアルコール125.1部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させた後、無水コハク酸0.24部を加えてさらに1時間反応させポリウレタン樹脂溶液A5を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(A5)は、樹脂固形分濃度30.5質量%、樹脂固形分のMwは67,200、固形分酸価1.0、溶液酸価0.30、固形分アミン価2.04、溶液アミン価0.61であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により1.50mmol/gであった。尚、ポリウレタン樹脂全量に対するポリエーテルは14.9質量%である。
(合成実施例6)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、2−メチル−1,3−プロパンジオール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール60.0部(水酸基価:33.0mgKOH/g)、ポリエチレングリコール20部(数平均分子量:401,水酸基価:280mgKOH/g)およびトリレンジイソシアネート25.0部を仕込み、窒素気流下に80℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率1.75質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル67.3部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン5.43部、酢酸エチル115.3部、およびイソプロピルアルコール121.7部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させた後、無水コハク酸0.70部を加えてさらに1時間反応させポリウレタン樹脂溶液A6を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(A6)は、樹脂固形分濃度30.0質量%、樹脂固形分のMwは56,800、固形分酸価3.0、溶液酸価0.91、固形分アミン価2.0、溶液アミン価0.21であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により1.80mmol/gであった。尚、ポリウレタン樹脂全量に対するポリエーテルは30.7質量%である。
(合成実施例7)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、2−メチル−1,3−プロパンジオール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール60.0部(水酸基価:33.0mgKOH/g)、ポリエチレングリコール20部(数平均分子量:401,水酸基価:280mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート33.8部を仕込み、窒素気流下に90℃で15時間反応させ、イソシアネート基含有率2.19質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル72.0部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン6.70部、酢酸エチル124.7部、およびイソプロピルアルコール131.1部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させた後、無水コハク酸0.83部を加えてさらに1時間反応させポリウレタン樹脂溶液A6を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(A7)は、樹脂固形分濃度29.9質量%、樹脂固形分のMwは69,700、固形分酸価3.3、液体酸価0.99、固形分アミン価0.30、液体アミン価0.09であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により1.67mmol/gであった。尚、ポリウレタン樹脂全量に対するポリエーテルは28.5質量%である。
(合成実施例8)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール100.0部(水酸基価:100.0mgKOH/g)およびトリレンジイソシアネート19.9部を仕込み、窒素気流下に80℃で8時間反応させ、イソシアネート基含有率1.76質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル64.6部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン5.48部、酢酸エチル111.0部およびイソプロピルアルコール117.0部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させた後、無水コハク酸0.67部を加えてさらに1時間反応させポリウレタン樹脂溶液A2を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(A8)は、樹脂固形分濃度30.4質量%、樹脂固形分のMwは49,500、固形分酸価3.0、液体酸価0.90、固形分アミン価3.30、アミン価0.99であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により1.42mmol/gであった。
(合成比較例1)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、3−メチル−1,5ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール100.0部(水酸基価:33.0mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート15.6部を仕込み、窒素気流下に90℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率2.97質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル62.2部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン6.77部、ジーnーブチルアミン0.72部、酢酸エチル110.1部およびイソプロピルアルコール114.9部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させポリウレタン樹脂溶液N1を得た。
得られたポリウレタン樹脂溶液(N1)は、樹脂固形分濃度30.1質量%、樹脂固形分のMwは57,900、酸価0.00、固形分アミン価1.5、液体アミン価0.45であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により0.48mmol/gであった。
(合成比較例2)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、ネオペンチルグリコール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール100.0部(水酸基価:142.0mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート24.5部、トリレンジイソシアネート8.3部を仕込み、窒素気流下に80℃で15時間反応させ、イソシアネート基含有率1.99質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル71.5部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン5.04部、ジーnーブチルアミン0.9部、酢酸エチル122.7部およびイソプロピルアルコール129.4部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させポリウレタン樹脂溶液N2を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(N2)は、樹脂固形分濃度30.0質量%、樹脂固形分のMwは58,000、酸価0.00、固形分アミン価1.31、液体アミン価0.39であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により1.82mmol/gであった。
(合成比較例3)
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、2−メチル−1,3−プロパンジオール、アジピン酸からなるポリエステルポリオール60.0部(水酸基価:33.0mgKOH/g)、ポリエチレングリコール40部(数平均分子量:401,水酸基価:280mgKOH/g)およびトリレンジイソシアネート25.0部を仕込み、窒素気流下に80℃で10時間反応させ、イソシアネート基含有率1.75質量%のウレタンプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル67.3部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン4.23部、ジーnーブチルアミン0.91部、酢酸エチル114.9部、およびイソプロピルアルコール121.4部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し45℃で5時間攪拌反応させポリウレタン樹脂溶液N3を得た。
得られたカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液(N3)は、樹脂固形分濃度30.0質量%、樹脂固形分のMwは56,200、酸価0.00、固形分アミン価2.0、液体アミン価0.60であり、ウレタン結合濃度は段落〔0032〕記載の式(1)に従う算出方法により1.80mmol/gであった。尚、ポリウレタン樹脂全量に対するポリエーテルは30.7質量%である。
ポリウレタン樹脂と併用して用いる水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(樹脂モノマー組成が質量%で塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアルコール=92/3/5、水酸基価(mgKOH)=64)を酢酸エチルで15%溶液とし、これを塩酢ビ樹脂溶液Kした。
[実施例1]
表1に示すカルボン酸変性ポリウレタン樹脂溶液A1(固形分30%)を25部、水酸基を有する塩酢ビ樹脂溶液K(固形分15%)10部、酸化チタン顔料35部(石原産業(株)社製R780)、イソプロピルアルコール10部、酢酸エチル27部からなる水を除いた混合物をダイノーミル(ウィリー・エ・バッコーフェノン社製)を用いて混練し、得られた白色練肉ベースインキに更に水3部を添加し、本発明のリキッドインキを作成した。
[実施例2〜7、及び比較例1〜14]
実施例2〜9、比較例1〜14についても表1〜3に示す配合にて、実施例1と同様の手順にてリキッドインキを製造した。尚、比較例7、13については水を無添加とした。
1)2液安定性
得られたリキッドインキ100質量部に対し、CVLハードナーNO.10(DIC製イソシアネート硬化剤)を4質量部添加し、ザーンカップ#4(離合社製)を用いて25℃における添加直後と1時間後の粘度測定を行い、粘度変化を下記評価基準に従い評価した。粘度変化が少ないもの程良好である。

○:粘度変化が2秒未満
△:粘度変化が2秒以上10秒未満
×:粘度変化が10秒以上
2)耐レトルト性
得られたリキッドインキの粘度を酢酸エチルでザーンカップ#3(離合社製)で16秒(25℃)に調整し、版深35μmグラビア版を備えたグラビア校正機により、表1〜3に示す各種バリアフィルム(W、X、Y、Z)及び二軸延伸ポリプロピレンフィルム(以下OPP)に印刷して40〜50℃で乾燥し、印刷物を得た。
上記PETフィルム印刷物にウレタン系のドライラミネート接着剤ディックドライLX−500/KW−75(DIC製)を塗膜量が3.5g/mとなるように塗布、乾燥後、ドライラミネート機(DICエンジニアリング製)によってアルミニウム箔(以下、AL:東洋アルミニウム工業(株)製 アルミ箔C、15μm)をラミネートし、2層のラミネート物1を得た。次にラミネート物1のAL上に接着剤を同様に塗布し、無延伸ポリプロピレンフィルム(以下、R−CPP:東レ合成フィルム社製 ZK−75 50μm)を積層し、40℃で5日間エージング施し、3層の複合ラミネート物2を得た。その後、得られたラミネート物2を120mm×120mmの大きさのパウチに製袋し、内容物として、食酢、サラダ油、ミートソースを重量比で1:1:1に配合した疑似食品70gを充填密封した。作成したパウチを135℃、30分間の蒸気レトルト殺菌処理をした後、剥離の程度を下記評価基準に従い評価した。

○:剥離がない。
△:小さなブリスター状の剥離がある。
×:大小問わず、全面に剥離がある。
3)耐カスレ性(印刷適性)
得られたリキッドインキの粘度を酢酸エチル/イソプロピルアルコール=75/25の混合有機溶剤で希釈し、25℃にてザーンカップ#3(離合社製)で16秒になるように希釈した。それを版深度3μmを有するグラビア版を取り付けたグラビア印刷機(DICエンジニアリング株式会社製)を用いて、片面にコロナ処理を施した二軸延伸ポリエステルフィルム(東洋紡績株式会社製 E−5100 厚さ12μm)の処理面に印刷を行った。そして、印刷物の印刷部分へのインキの転移度(カスレ度)を次の3段階で目視評価した。カスレ試験は、グラビア版の円周600mmφで300m/分の印刷速度での評価を行った。

○:カスレが発生していない。
△:少しカスレが発生している。
×:カスレが多発している。
4)接着性(各種バリアフィルム)
2)耐レトルト性の評価で作製した同様の印刷物を1日放置後、印刷面にセロハンテープ(ニチバン製12mm幅)を貼り付け、これを急速に剥がしたときの印刷皮膜の外観の状態を次の3段階で目視判定した。

○:印刷皮膜が全く剥がれなかった。
△:印刷皮膜の50〜80%がフィルムに残った。
×:印刷皮膜の50%以下がフィルムに残った。
5)耐ブロッキング性(各種バリアフィルム)
2)耐レトルト性の評価で作製した同様の印刷物の印刷面と非印刷面が接触するようにフィルムを重ね合わせ、10kgf/cmの加重をかけ、40℃の環境下に12時間経時させ、取り出し後、非印刷面へのインキの転移の状態を、次の3段階で目視評価した。

○:非印刷面へのインキの転移量0%で転移が見られない
△:20%未満の転移が見られる
×:転移量20%以上が転移している
6)押出しラミネート強度の測定(OPPフィルムのみ)
フィルムの片面に溶融したポリエチレンを押出しコーティングするラミネート方式にて押出しラミネート強度を測定した。
2)耐レトルト性の評価で作製したOPP印刷物に、ポロエチレンイミン系のアンカーコート剤を0.1g/m塗布した後、押出しラミネート機によって溶融ポリエチレンを厚さ40μmで積層し、ラミネート加工物を得た後に、ラミネートフィルムを15mm幅に切り出し、引っ張り速度50mm/分で90度剥離試験(押出しラミネート強度の測定)を行った。
評価対象のOPPフィルムは、東洋紡(株)製 P2161(厚み:20μm)を使用した。
表1〜3に、各リキッド白インキの配合、及び評価結果を記す。
Figure 2019001932
Figure 2019001932
Figure 2019001932

評価対象のバリアフィルム
W:大日本印刷(株)製 アルミナ蒸着透明PETフィルム IB−PET−PUB(厚み:12μm)
X:三菱樹脂(株)製 シリカ蒸着透明PETフィルム テックバリア TX−R(厚み:12μm)
Y:尾池工業(株)製 シリカ蒸着透明PETフィルム MOS−TEB(厚み:12μm)
Z:凸版印刷(株)製 酸化アルミニウム蒸着透明PETフィルム GL−ARH(厚み:12μm)

評価対象のOPPフィルム
U:東洋紡(株)製 P2161(厚み:20μm)
実施例では、2液安定性、耐レトルト性、耐カスレ性が共に良好な上、各種バリアフィルム及びOPPフィルムへの接着性、バリアフィルムへの耐ブロッキング性も比較的良好な結果となった。
本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物は、多種多様なバリア処理が成された高機能フィルムであっても、高い接着性と耐ブロック性を発現し、更にOPPフィルム上での高い押出しラミネート強度を有する軟包装用ラミネート用途のリキッドインキ組成物として食品包材・サニタリー・コスメ・電子部品等工業製品向け用途に幅広く展開され得る。

Claims (10)

  1. 遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)、有機溶剤(C)、及び組成物全量の10質量%未満の水(D)を含有する事を特徴とするリキッドインキ組成物。
  2. 更に、着色剤(E)を含有する請求項1に記載のリキッドインキ組成物。
  3. 前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)の固形分換算の酸価が3.0mgKOH/g以下である請求項1又は2に記載のリキッドインキ組成物。
  4. 前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)がアミノ基を有する請求項1〜3のいずれか一つに記載のリキッドインキ組成物。
  5. 前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)の固形分換算のアミン価が3.0mgKOH/g以下である請求項1〜4のいずれか一つに記載のリキッドインキ組成物。
  6. 前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)がポリエーテル樹脂を反応原料とするものであり、ポリウレタン樹脂(A)全量に対するポリエーテル樹脂が1〜50質量%である請求項1〜5のいずれか一つに記載のリキッドインキ組成物。
  7. 前記遊離のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂(A)のウレタン結合濃度が0.4mmol/g以上2.5mmol/g以下である請求項1〜6のいずれか一つに記載のリキッドインキ組成物。
  8. 前記水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(B)の水酸基価が、50〜200mg当量KOH/gであり、かつ前記共重合体樹脂中の塩化ビニル成分の含有比率が80〜95質量部である請求項1〜7のいずれか一つに記載のリキッドインキ組成物。
  9. 前記有機溶剤(C)が芳香族有機溶剤及び/又はケトン系溶剤を含まない請求項1〜8のいずれか一つに記載のリキッドインキ組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載のリキッドインキ組成物を印刷してなる印刷物及びラミネート積層体。
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