(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
ウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)と、ウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(C)、着色剤(D)および有機溶剤(E)を含有することを特徴とする軟包装用ラミネートインキ組成物。
前記ポリウレタン樹脂(A)が、数平均分子量100〜3500のポリエーテルポリオールを原料とするポリウレタン樹脂であり、ポリエーテルポリオールの含有比率が、ポリウレタン樹脂に対して1〜30重量%含有する請求項1又は2に記載の軟包装用ラミネートインキ組成物。
前記ポリウレタン樹脂(B)が、脂肪族ポリイソシアネート及び/又は脂環式ポリイソシアネートを原料とするものである請求項1〜5の何れか1つに記載の軟包装用ラミネートインキ組成物。
前記水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(C)の水酸基価が、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重量%である請求項1〜7の何れか1つに記載の軟包装用ラミネートインキ組成物。
【背景技術】
【0002】
グラビアインキ、フレキソインキは、被印刷体に美粧性、機能性を付与させる目的で広く用いられている。グラビア、フレキソ印刷された被印刷体が、包装材料の中でも特に食品包材として用いられる場合、ラミネート加工が施されるのが一般的である。この場合、内容物の種類や使用目的に応じて様々な被印刷体やラミネート加工が利用される。
【0003】
従来、この様なラミネート加工物には、ポリウレタン樹脂をバインダーとした印刷インキが各種被印刷体への接着性、各種ラミネート加工物のラミネート強度、ボイルレトルト適性が優れることから広く用いられていた。例えば、特開昭55−25453には、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖延長剤としてジアミンを反応させて得られる有機溶剤に可溶なポリウレタンポリ尿素樹脂を主たるバインダー樹脂とするラミネート用印刷インキ組成物が開示されている。その後、ラミネート物性を改善するために各種の検討がなされた。特開昭63−161065に高分子ジオールと有機ジイソシアネートから得られるポリウレタン樹脂において、高分子ジオール化合物として3−メチル−1,5−ペンタンジオールとニ塩基酸から得られるポリエステルポリオールを用いることにより、接着性、耐加水分解性、再溶解性を向上させたことが例示されている。
特開平6−41264には2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールをポリカルボン酸と重縮合せしめて得られたポリエステルポリオールをポリイソシアネートと反応させてなるポリウレタン樹脂が示されている。
特開2000−273382には2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールとジカルボン酸から得られるポリエステルジオールと有機ジイソシアネート化合物から得られるポリウレタン樹脂が示されている。
特開2005−298618には、ポリプロピレングリコール含有ポリウレタン樹脂及び水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を必須成分として含有することを特徴とする軟包装用ラミネートインキ組成物が記載されている。
特開平11−172184、特開2002−294129には、ラミネート缶用印刷インキバインダーとして尿素結合濃度の範囲を特定したポリエステル系のウレタン樹脂の記載があるが、このウレタン樹脂を軟包装用ラミネート用インキに用いた場合、十分なラミネート強度が得られない。
特開平6−80921、平11−279472には、特定のジオール成分と有機ジイソシアネート、アミン系鎖伸長剤とを反応させてなるポリウレタン樹脂に関する記載があるが、この場合も満足するラミネート強度を得ることができない。
しかし、近年の包装基材の多様化に伴い、装飾あるいは表面保護の為に用いられる印刷インキは、高度な性能が要求されるようになっている為に上述の発明のラミネートインキは十分満足のいくものはないのが現状である。市場からは、耐ブロッキング性の他に、各種基材上でのレトルト処理前後のラミネート強度の向上や上述の無機や有機のバリアーコート剤が塗布されたフィルム上でのレベルアップも求められている。
更に、これらのポリウレタン樹脂と芳香族有機溶剤を含まない有機溶剤で得られたインキは、再溶解性が悪いことが原因で、グラビア印刷時の不具合である、画線部以外の箇所にドクターでインキが掻ききれない部分が「カブリ」となって印刷物に転移する「版かぶりの現象」やグラビア刷版のセルにインキが詰まりインキが印刷物に転移しにくい「版詰まりの現象」を起こし易く、安定した印刷適性を得ることが困難であった。
また、インキ転移性を改善する為に、乾燥速度の遅い溶剤を併用した場合、耐ブロッキング性や残留溶剤との両立が難しい。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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「重量部」を示す。
【0010】
本発明は、ウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)とウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(C)、着色剤(D)および有機溶剤(E)を含有することを特徴とする軟包装用ラミネートインキ組成物である。
【0011】
本発明の軟包装用ラミネートインキ組成物は、具体的には前記ポリウレタン樹脂(A)、(B)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。
【0012】
本発明の軟包装用ラミネートインキ組成物で使用するウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)は、主樹脂として使用されるものであり、樹脂固形分中のウレア結合濃度は、0.1〜2.0mmol/gの範囲が好ましく、より好ましくは0.3〜1.5mmol/g、更に好ましくは0.5〜1.0mmol/gの範囲である。
ここでいうウレア結合濃度は下記の式(1)により算出できる。
ウレア結合濃度={(X
1/M
1+X
2/M
2+・・・+X
i/M
i)×2−(W
1×OH
1+W
2×OH
2+・・・+W
i×OH
i)/56100}×1000/S 式(1)
式(1)において、記号は各々以下の通りである。
X
1:ジイソシアネート化合物1の重量
M
1:ジイソシアネート化合物1の分子量
X
2:ジイソシアネート化合物2の重量
M
2:ジイソシアネート化合物2の分子量
X
i:ジイソシアネート化合物iの重量
M
i:ジイソシアネート化合物iの分子量
W
1:ポリオール1の重量
OH
1:ポリオール1の水酸基価
W
2:ポリオール2の重量
OH
2:ポリオール2の水酸基価
W
i:ポリオールiの重量
OH
i:ポリオールiの水酸基価
S:ウレタン樹脂固形分の重量
【0013】
更に該ポリウレタン樹脂(A)100質量%に対して、数平均分子量100〜3500のポリエーテルポリオールを原料として1〜30質量%使用した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樹脂としては、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樹脂、ポリプロピレングリコール樹脂、ポリテトラメチレングリコール樹脂など公知汎用のものでよい。ポリエーテルポリオール樹脂を上記の範囲で使用することにより、特に高機能バリアーフィルム上での接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。高機能バリアーフィルム上にて、接着性、耐ブロッキング性及びラミネート強度を特に良化させるには、ポリエーテルポリオール樹脂の中でポリエチレングリコール樹脂が特に好ましい。
本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物で使用するポリウレタン樹脂(A)の構成成分であるポリエーテルポリオール樹脂の数平均分子量が100より小さいとポリウレタン樹脂(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(A)の皮膜が脆弱になる傾向がある為にインキ皮膜の耐ブロッキング性が悪くなる。ポリウレタン樹脂(A)100部に対してポリエーテルポリオール樹脂が1部未満であると、該ウレタン樹脂のケトン、エステル、アルコール系溶剤への溶解性が悪くなる。またインキ皮膜の該溶剤への再溶解性が悪くなり、印刷物の調子再現性が劣る。また30部を超えると、耐ブロッキングが劣る傾向がある。
【0014】
本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物で使用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。
【0015】
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。
【0016】
本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物におけ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−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。
【0017】
本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物におけ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−n−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。
【0018】
本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物で使用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、ノントルエン系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;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(A)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(A)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。
【0019】
このようにして得られるポリウレタン樹脂(A)の重量平均分子量は、10,000〜100,000の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは15,000〜80,000の範囲である。ポリウレタン樹脂(A)の重量平均分子量が10,000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。
本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物で使用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重量に対して4重量%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重量%以下が好ましく、更には6〜15重量%の範囲が好ましい。
【0020】
本発明に用いるウレタン樹脂(A)は、前述の組成であれば特に制限なく用いることができるが、これらの中でも、ポリウレタン樹脂(A)中に活性水素含有官能基、例えば、水酸基、一級、又は二級のアミノ基等を含有しているものが、ポリウレタン樹脂とブロックイソシアネートの架橋が円滑に進行して、得られる印刷インキ層が強固になることから好ましい。なお、前記ウレタン樹脂(A)中に活性水素含有官能基が含まれていなくても、インキ層を高温で加熱すれば、活性水素を含有したウレタン樹脂(A)を用いた場合と同様な結果が得られる。
【0021】
次に、本発明に使用されるウレタン樹脂(B)に関し説明する。
前記ポリウレタン樹脂(B)は、適度な柔軟性とラミネート強度を高めるための必須成分であり、ウレア結合を有さないものである。
【0022】
前記ポリウレタン樹脂(B)は、例えば、ポリオール、ポリイソシアネート、及び必要に応じて水酸基を2個以上有する鎖伸長剤を反応させて得られるものを用いることができる。
【0023】
前記ポリオールとしては、例えば、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、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール等を用いることができる。これらのポリオールは単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリウレタン樹脂(B)にエステル基を導入して極性を高くさせ、ラミネート強度をより一層高める点から、ポリエステルポリオールを用いることが好ましい。
【0024】
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、水酸基を2個以上有する化合物と多塩基酸とを公知のエステル化反応により得られるものを用いることができる。
【0025】
前記水酸基を2個以上有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等のグリコール;2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、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、2−イソプロピル−1,4−ブタンジオール、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオール2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、3,5−ヘプタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール等の分岐構造を有するグリコール;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどを用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0026】
前記多塩基酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、フタル酸、これらの酸の無水物等を用いることができる。これらの多塩基酸は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0027】
前記ポリオールの数平均分子量としては、500〜8,000の範囲であることが好ましく、800〜5,000の範囲であることがより好ましく、900〜3,000の範囲であることが更に好ましい。なお、前記ポリエステルポリオールの数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定した値を示す。
【0028】
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC−8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
【0029】
(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
【0030】
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、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、1−メチル−2,4−フェニレンジイソシアネート、1−メチル−2,6−フェニレンジイソシアネート、1−メチル−2,5−フェニレンジイソシアネート、1−メチル−2,6−フェニレンジイソシアネート、1−メチル−3,5−フェニレンジイソシアネート、1−エチル−2,4−フェニレンジイソシアネート、1−イソプロピル−2,4−フェニレンジイソシアネート、1,3−ジメチル−2,4−フェニレンジイソシアネート、1,3−ジメチル−4,6−フェニレンジイソシアネート、1,4−ジメチル−2,5−フェニレンジイソシアネート、ジエチルベンゼンジイソシアネート、ジイソプロピルベンゼンジイソシアネート、1−メチル−3,5−ジエチルベンゼンジイソシアネート、3−メチル−1,5−ジエチルベンゼン−2,4−ジイソシアネート、1,3,5−トリエチルベンゼン−2,4−ジイソシアネート、ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、1−メチル−ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ナフタレン−2,6−ジイソシアネート、ナフタレン−2,7−ジイソシアネート、1,1−ジナフチル−2,2’−ジイソシアネート、ビフェニル−2,4’−ジイソシアネート、ビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、3−3’−ジメチルビフェニル−4,4’−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、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4−ジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート;テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−シクロペンチレンジイソシアネート、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,3−ジ(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,2’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ポリイソシアネートなどを用いることができる。これらのポリイソシアネートは単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、適度な柔軟性が得られる点から、脂肪族ポリイソシアネート及び/又は脂環式ポリイソシアネートを用いることが好ましく、更に優れた凝集力により接着強度が一層向上できる点から、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを用いることがより好ましい。
【0031】
前記水酸基を2個以上有する鎖伸長剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレンリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等の脂肪族ポリオール;ビスフェノールA、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等の芳香族ポリオールなどの数平均分子量が50〜400の範囲の化合物を用いることができる。これらの鎖伸長剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。なお、前記鎖伸長剤の数平均分子量は、前記ポリオールの数平均分子量と同様に測定して得られた値を示す。
【0032】
前記ポリウレタン樹脂(B)の製造方法としては、例えば、公知の溶液重合、二軸押出機による押出成型等により製造する方法が挙げられる。
【0033】
前記溶液重合により製造する方法としては、例えば、前記ポリオール、後述する有機溶剤(E)、及び必要に応じて前記水酸基を2個以上有する鎖伸長剤を仕込んで撹拌した後に、前記ポリイソシアネートを入れ、例えば40〜100℃の範囲で3〜10時間ウレタン化反応させる方法が挙げられる。
【0034】
前記二軸押出機による押出成型を行う方法としては、例えば、二軸押出機の別々のタンクに、前記ポリオール及び必要に応じて前記2個以上の水酸基を有する鎖伸長剤と、前記ポリイソシネートとをそれぞれ入れ、必要に応じて加温し、その後押出機にて両者を混練し、ダイスより押出されることにより、ペレット状又はシート状のポリウレタン樹脂(B)を得る方法が挙げられる。前記ペレット状のポリウレタン樹脂(B)を得る場合には、空気中でペレット状にする空中ホットカット方式や、水中でペレット状にする水中ホットカット方式等を採用することができる。
【0035】
前記ポリウレタン樹脂(B)を製造する際の水酸基(前記ポリオール及び前記鎖伸長剤に由来するもの。)とイソシアネート基(前記ポリイソシアネートに由来するもの。)とのモル比[NCO/OH]としては、いずれの製造方法においても、0.8〜1.2の範囲であることが好ましく、0.9〜1.1の範囲であることがより好ましい。また、前記ウレタン樹脂(B)の製造後には、残存するイソシアネート基を失活させる目的で、エタノール、メタノール、ブタノール等のアルコールを添加してもよい。
【0036】
以上の方法によって得られるポリウレタン樹脂(B)の重量平均分子量としては、柔軟性及びラミネート強度を高いレベルで維持できる点から、10,000〜100,000の範囲であることが好ましく、30,000〜90,000の範囲であることがより好ましく、50,000〜85,000の範囲が更に好ましい。なお、前記ポリウレタン樹脂(B)の重量平均分子量は、前記ポリオールの数平均分子量と同様に測定して得られた値を示す。
【0037】
また、前記ポリウレタン樹脂(B)の軟化温度としては、高いラミネート強度を得る点から、40〜80℃の範囲であることが好ましく、40〜60℃の範囲であることがより好ましい。なお、前記ポリウレタン樹脂(B)の軟化温度は、下記測定装置及び条件にて得られる軟化温度を示す。
(測定装置)島津フローテスター CFT500D−2(株式会社島津製作所製)
(ダイ穴径)1mm
(ダイ長さ)1mm
(条件)昇温法、昇温速度3.0℃/min、予熱時間600s、荷重98N
【0038】
前記ポリウレタン樹脂(B)の100%モジュラス値としては、柔軟性及びに軟包装用材料に対する接着性を高いレベルで維持できる点から、5〜20MPaの範囲であることが好ましく、8〜15MPaの範囲であることがより好ましい。なお、前記ポリウレタン樹脂(B)の100%モジュラス値は、前記ポリウレタン樹脂(B)の成型物を長さ100mm、幅5mm、厚さ1mmに裁断したものを試験片とし、該試験片を引張試験機「オートグラフAG−I」(株式会社島津製作所製)を使用して、標線間距離;20mm、温度23℃、湿度60%の雰囲気下で、クロスヘッドスピード300mm/分で引張試験を行った際に得られる100%モジュラス値を示す。
【0039】
前記ポリウレタン樹脂(B)の抗張力としては、柔軟性及び軟包装材料に対する接着性やラミネート強度を高いレベルで維持できる点から、20〜50MPaの範囲であることが好ましく、25〜40MPaの範囲であることがより好ましい。なお、前記ポリウレタン樹脂(B)の抗張力は、前記100%モジュラス値を得る際と同様の引張試験を行い得られる抗張力を示す。
【0040】
前記ポリウレタン樹脂(B)の破断伸度としては、柔軟性及び軟包装材料に対する接着性やラミネート強度を高いレベルで維持できる点から、500〜1,000%の範囲であることが好ましく、600〜800%の範囲であることがより好ましい。なお、前記ポリウレタン樹脂(B)の破断伸度は、前記100%モジュラス値を得る際と同様の引張試験を行い得られる破断伸度を示す。
【0041】
前記ウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)と、ウレア結合を有さないポリウレタン樹脂(B)の固形分比率は、ポリウレタン樹脂(A):ポリウレタン樹脂(B)=50:50〜99:1の範囲が好ましく、より好ましくは60:40〜99:1、更に好ましくは70:30〜99:1である。
【0042】
更に、本発明の軟包装用ラミネートインキ組成物では、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(C)を加える事で、よりボイル、レトルト適性が向上する。
【0043】
前記水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂としては、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重量%であるが好ましい。
【0044】
本発明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。
【0045】
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重量部に対し、塩化ビニルは80〜95重量部が好ましい。80重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重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。
【0046】
本発明で使用する着色剤(D)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。
【0047】
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重量に対して1〜50重量%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。
【0048】
次に、本発明に使用される有機溶剤(E)に関し説明する。本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物では、例えば芳香族有機溶剤、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及びケトン類の溶剤を用いないことが望ましい。
【0049】
本発明の軟包装用ラミネート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、インキの総重量に対して1〜25重量%が好ましく、更に好ましくは2〜15重量%である。
【0050】
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。
【0051】
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重量に対して0.05重量%以上、ラミネート適性の観点から5重量%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重量%の範囲である。
【0052】
本発明の軟包装用ラミネートインキ組成物は、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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
本発明の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。
【0056】
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。
【実施例】
【0057】
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、いずれも重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TSKgelGMH
HR−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。
【0058】
(合成例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アジペートジオール80部(水酸基価:56.6mgKOH/g)とポリエチレングリコール20部(水酸基価:278mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート29.68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2.84重量%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69.8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7.97部、ジ−n−ブチルアミン0.11部、酢酸エチル139.1部およびイソプロピルアルコール112.5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時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液A−1を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液A−1は、樹脂固形分濃度30.4重量%、ウレア結合濃度={(29.68÷222×2−(80×56.6+20×278)÷56100)×1000/137.76=0.64mmol/g、樹脂固形分の重量平均分子量(以下Mwという)は54,000であった。
【0059】
(合成例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ペートジオール80部(水酸基価:56.6mgKOH/g)とポリエチレングリコール20部(水酸基価:111mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート22.54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2.84重量%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66.0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7.25部、ジ−n−ブチルアミン0.27部、酢酸エチル131.3部およびイソプロピルアルコール106.2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時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液A−2を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液A−2は、樹脂固形分濃度30.2重量%、ウレア結合濃度は合成例1と同様の算出方法により、0.64mmol/g、樹脂固形分のMwは50,000であった。
【0060】
(合成例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、ネオペンチルグリコールアジペートジオール80部(水酸基価:56.6mgKOH/g)とポリプロピレングリコール20部(水酸基価:111mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート22.54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2.84重量%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66.0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7.25部、ジ−n−ブチルアミン0.27部、酢酸エチル131.3部およびイソプロピルアルコール106.2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時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液A−3を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液A−3は、樹脂固形分濃度30.0重量%、ウレア結合濃度は合成例1と同様の算出方法により、0.64mmol/g、樹脂固形分のMwは50,000であった。
【0061】
(合成例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ペートジオール80部(水酸基価:56.6mgKOH/g)とポリテトラメチレングリコール20部(水酸基価:111mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート22.54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2.84重量%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66.0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7.25部、ジ−n−ブチルアミン0.27部、酢酸エチル131.3部およびイソプロピルアルコール106.2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時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液A−4を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液A−4は、樹脂固形分濃度30.0重量%、ウレア結合濃度は合成例1と同様の算出方法により、0.64mmol/g、樹脂固形分のMwは50,000であった。
【0062】
(合成例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、ネオペンチルグリコールアジペートジオール100部(水酸基価:56.6mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート20.22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2.84重量%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64.7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7.12部、ジ−n−ブチルアミン0.27部、酢酸エチル128.8部およびイソプロピルアルコール104.2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時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液A−5を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液A−5は、樹脂固形分濃度30.0重量%、ウレア結合濃度は合成例1と同様の算出方法により、0.64mmol/g、樹脂固形分Mwは48,000でであった。
【0063】
(合成例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、ネオペンチルグリコールアジペートジオール100部(水酸基価:30.1mgKOH/g)およびイソホロンジイソシアネート13.78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2.60重量%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61.3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6.06部、ジ−n−ブチルアミン0.45部、酢酸エチル121.1部およびイソプロピルアルコール98.2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時間攪拌反応させて、ポリウレタン樹脂溶液A−6を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液A−6は、樹脂固形分濃度30.0重量%、ウレア結合濃度は合成例1と同様の算出方法により、0.59mmol/g、樹脂固形分のMwは40,000であった。
【0064】
(合成例7)
ポリウレタン樹脂(B−1)の合成
撹拌機、還流管、及び窒素導入管を備えた反応四つ口フラスコに、ポリエステルポリオール−1(ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール及びアジピン酸を反応させたポリエステルポリオール、数平均分子量;2,000)を92.0質量部、及び酢酸ノルマルプロピルを400質量部仕込み、撹拌した後、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを8.0質量部、及びオクチル酸錫を100ppmを加えて、80℃で3時間反応させることで、ポリウレタン樹脂(B−1)の酢酸ノルマルプロピル溶液を得た。得られたポリウレタン樹脂(B−1)の樹脂固形分濃度は20.0質量%、重量平均分子量は86,000、軟化温度は45℃、100%モジュラス値は10MPa、抗張力は30MPa、破断伸度は850%であった。
なお、前記ポリウレタン樹脂(B−1)の重量平均分子量、軟化温度、100%モジュラス値、抗張力、及び破断伸度は、前記ポリウレタン樹脂(B−1)の酢酸エチル溶液を、ポリエチレンテレフタラートフィルムに塗布し、80℃で5分間乾燥させることで得られた厚さ1mmのフィルムを試験体とし測定した値を示す。
【0065】
(合成例8)
撹拌機、還流管、及び窒素導入管を備えた反応四つ口フラスコに、ポリエステルポリオール−1(ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール及びアジピン酸を反応させたポリエステルポリオール、数平均分子量;2,000)を20.0質量部、及びポリエステルポリオール−2(1,4−ブタンジオール及びアジピン酸を反応させたポリエステルポリオール、数平均分子量;2,000)を80.0質量部、及び酢酸ノルマルプロピルを435.3質量部仕込み、撹拌した後、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを8.82質量部、及びオクチル酸錫を100ppmを加えて、80℃で3時間反応させることで、ポリウレタン樹脂(B−2)の酢酸ノルマルプロピル溶液を得た。得られたポリウレタン樹脂(B−2)の樹脂固形分濃度は20.0%、重量平均分子量は85,000、軟化温度は50℃、100%モジュラス値は12MPa、抗張力は35MPa、破断伸度は800%であった。
なお、前記ポリウレタン樹脂(B−2)の重量平均分子量、軟化温度、100%モジュラス値、抗張力、及び破断伸度は、前記ポリウレタン樹脂(B−2)の酢酸エチル溶液を、ポリエチレンテレフタラートフィルムに塗布し、80℃で5分間乾燥させることで得られた厚さ1mmのフィルムを試験体とし測定した値を示す。
【0066】
(塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂溶液の調整)
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重量%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(C−1)した。
【0067】
[実施例1]
得られたポリウレタン樹脂溶液A−1を 28部、ポリウレタン樹脂溶液(B−1)を3部、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂溶液C−1(15%溶液) 30部、フタロシアニン系青色顔料10部(DIC(株)製FASTGEN Blue LA5380)、酢酸エチル29部の混合物を練肉し、青色印刷インキを作成した。
得られた印刷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に示す各種バリアーフィルム(W、X、Y、Z)、コロナ処理ナイロンフィルム(以下NYフィルム:ユニチカ(株)製 商品名エンブレム ON 厚さ15μm)及びコロナ処理ポリエステルフィルム(以下PETフィルム:東洋紡製(株)製 商品名 エステルE5102 厚さ12μm)に印刷して40〜50℃で乾燥し、印刷物を得た。
得られた印刷物について、各種バリアフィルムへの接着性と耐ブロッキング性、及びNYフィルム、PETフィルムへのラミネート強度の測定を行い評価した。その結果を表1に示す。なお、評価は下記の試験方法にて行った。
1)接着性(各種バリアフィルム)
上記印刷物を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目視判定した。なお判定基準は次の通りとした。
○: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。
2)耐ブロッキング性(各種バリアフィルム)
上記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
2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、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
3)ラミネート強度の測定(1)(PETフィルム、NYフィルム)
上記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−703VL/KR−90(DIC製)にてドライラミネート機(DICエンジニアリング製)によって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、ラミネート物を得た後、15mm幅に切り出し引っ張り速度300mm/分で90度剥離試験(レトルト処理前のラミネート強度の測定)を行った。さらに、得られたラミネート物を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120℃、30分間の蒸気レトルト殺菌処理をした後、上記と同様に90度剥離試験(レトルト処理後のラミネート強度の測定)を行った。
4)ラミネート強度の測定(2)(PETフィルム)
上記印刷物にエーテル系のドライラミネート接着剤ディックドライLX−401A/SP−60(DIC製)にてドライラミネート機(DICエンジニアリング製)によって無延伸ポリプロピレンフィルム(以下、CPP:東洋紡績社製 パイレンフィルム−CT P1128 30μm)を積層し、40℃で3日間エージング施し、ラミネート物を得た後、15mm幅に切り出し引っ張り速度300mm/分で90度剥離試験(レトルト処理前のラミネート強度の測定)を行った。
【0068】
[実施例1〜14,比較例1〜6]
表1、2に示す組成配合により実施例1〜14を、表3に示す組成配合により比較例1〜6を、実施例1と同様にしてインキを作成した。
【0069】
【表1】
【0070】
【表2】
【0071】
【表3】
評価対象のバリアフィルム
T: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)
U: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)
V:尾池工業(株)製 シリカ蒸着透明PETフィルム MOS−TEB(厚み:12μm)
W: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)
【0072】
表中のFCとはFILM CUTの略語であり、測定中にフィルムが破断していることを表す。ラミネート強度がフィルム強度を上回るほど高く、優れていることを示す。
従って、本発明の軟包装用ラミネート用インキ組成物を各種フィルムにラミネートした際の、接着性・耐ブロッキング性、及びレトルト処理前後のラミネート強度に優れる。
【0073】
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、レトルト処理前後の両方で高いラミネート強度を有する軟包装用ラミネート用インキ組成物として多種多様のフィルム構成にて食品包材・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。
【課題】 本発明の課題は、広範囲な種類のフィルムに適用することができることに加え、各種基材上での接着性、レトルト処理前後のラミネート強度、及び各種高機能バリアーフィルム上での適性に優れた軟包装用ラミネートインキ組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】ウレア結合を有するポリウレタン樹脂(A)、ウレア結合を有しないポリウレタン樹脂(B)、水酸基を有する塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(C)、着色剤(D)、及び有機溶剤(E)を含有する軟包装用ラミネートインキ組成物。