【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記課題を解決するために、まず、経済的な不利が生じないよう、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中(以下、単にインキ組成物ともいう)に水を含有させて絶縁性を低下させ、静電気の影響を抑制する方法を検討した。すなわち、インキ組成物における静電気の影響を抑制するために、常時、インキ組成物中に水を含有させた状態で印刷する方法を検討した。
【0010】
しかし、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物を構成する材料の組み合わせによっては、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中に水を直接添加した時に、バインダー樹脂の溶解性の変化等が原因と考えられるような、樹脂や顔料の凝集や流動性の低下を起こす場合がある。本発明では、印刷時の前に水を含有させてもこの様な現象が起こさないので、印刷時前に水を含有させる及び/又は印刷時に希釈する水を含有する有機溶剤で希釈することにより所定量の水を含有させて、インキ組成物を、水を含有する希釈溶剤で希釈しながら常時、インキ組成物中に水を含有させた状態で印刷することにより静電気の影響を抑制する方法を見出した。本発明者らは、以上の技術的コンセプトに基づいて鋭意検討した結果、上記課題を全て解決するグラビア印刷方法を開発し、本発明を完成させたものである。
【0011】
すなわち、本発明は、顔料、バインダー樹脂、及び、有機溶剤を含有する有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物を用いたグラビア印刷方法であって、上記バインダー樹脂は、下記の条件1のイソプロピルアルコールトレランスを満足するポリウレタン樹脂が30質量%未満であり、上記有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中の水の含有量が0.1〜5質量%となる範囲を維持しながら印刷することを特徴とするグラビア印刷方法である。
<条件1>イソプロピルアルコールトレランス
酢酸エチル6.0g、イソプロピルアルコール1.5gからなる混合有機溶剤中に、ポリウレタン樹脂2.5gを溶解させて得られる液温25℃のポリウレタン樹脂溶液に対して、さらに液温25℃のイソプロピルアルコールを添加して、上記ポリウレタン樹脂溶液が、透明から半透明に移行するまでのイソプロピルアルコールの添加量をX(g)とした時に、Xが25g以下であることを満たす。
【0012】
また、本発明は、水を0.2〜10質量%含有する希釈溶剤を利用して上記有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物を希釈することにより、印刷時の上記有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中の水の含有量を0.1〜5質量%に維持することが好ましい。
また、本発明は、上記希釈溶剤が、エステル系有機溶剤、アルコール系有機溶剤及び水の混合溶剤であり、上記エステル系有機溶剤と上記アルコール系有機溶剤との混合割合が質量比で、エステル系有機溶剤/アルコール系有機溶剤=50/50〜95/5の範囲であることが好ましい。
以下、本発明のグラビア印刷方法について具体的に説明する。
【0013】
まずは有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中に水を含有させることにより静電気の影響を抑制する効果について説明する。
有機溶剤系のインキ組成物は高絶縁性を有するために、インキ組成物が印刷される間に静電気が弱められる要因(空気中への放電等)がなく、そのままの影響を受けることになる。それに対して、インキ組成物中に適量の水が存在すると、インキ組成物自体の絶縁性を低下させる作用があり、それが静電気の影響を抑制する効果になると考えられる。さらにインキ組成物から水が蒸発して、印刷表面近傍に水蒸気を多く含む空気層が形成されると、放電性が高まって静電気の量(帯電量)を低減できると考えられる。そして、これらの相乗効果により、結果としてインキ組成物における静電気の影響を抑制することが可能になると推測される。
なお、有機溶剤性インキ組成物中に水を添加する技術については、特開平09−328646号公報等で開示されているが、本発明の発想はこの様な技術とまったく異なるものである。
まず、特開平09−328646号公報の技術は、あくまでも芳香族系溶剤を極力少なくするインキ系において、ハイライト部のセル再現性の向上を目的としたもので、静電気の影響を抑制するという発想はどこにも存在しない。
【0014】
たしかに、同公報に記載されている有機溶剤性インキ組成物は、印刷し始めた際に静電気の影響を抑制する効果があるとしても、以下の理由により、長期の印刷の間にやがてその効果が喪失することになる。
グラビア印刷ではインキ組成物を満たした容器にグラビア版を浸して回転させ、画像部以外に付着したインキ組成物をドクターブレードで掻き落し、画像部のインキ組成物のみを被印刷体に転移させ印刷する方式である。したがって、インキ組成物の容器から、あるいは余分なインキ組成物がドクターブレードで掻き落される間に有機溶剤が蒸発し、濃縮状態となったインキの粘度が上昇し、印刷条件に適さなくなる。そこで、蒸発した有機溶剤の分の希釈剤(濃縮状態のインキ組成物を希釈するための有機溶剤)を後から注ぎ足し、インキ組成物としての適正粘度を維持しながら印刷が行われる。
【0015】
しかし、長期の印刷の間には、有機溶剤ばかりでなく水も一緒に蒸発し、それに対して補充されるのは希釈剤中に含まれる成分だけである。例えば、上記の特開平09−328646号公報において、段落[0030]の表1の通り、希釈溶剤中には水が一切含まれていない。そのため、長時間、印刷すると水が全て蒸発することになり、同公報に記載された技術から静電気の影響を抑制することができなくなる。すなわち、長期の印刷に亘ってインキ組成物における静電気の影響を抑制するために水を利用する技術は、これまで存在しないと言える状況である。
ちなみに、印刷を開始する際のインキ組成物中に多量の水を含んでいる場合であって、上記の効果を喪失させるだけの水が蒸発する前に、消費した分のインキ組成物が補充される、すなわち水も補充されるといった印刷条件であれば、長期の印刷でもインキ組成物における静電気の影響を抑制する効果が維持できる可能性はある。
しかし、インキ組成物がほとんど消費されず、希釈剤のみがずっと補充されていたような印刷図柄も多々ある。こういった印刷図柄に利用されるインキ組成物に適用できるほど、印刷を開始する段階からインキ組成物中に多量の水を含有させることは極めて困難である。
それに対して、本発明は、常時、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中に静電気の影響を抑制できる量の水を含有させる方法である。具体的には、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中の水の含有量を、常時、0.1〜5質量%に維持しながら印刷を行う方法であるため、上記のような印刷図柄であっても、どれだけ印刷が長時間に及んでも、さらには水が蒸発しても、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物に対する静電気の影響を抑制できることになる。
【0016】
次に、本発明のグラビア印刷方法に用いる有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物について説明する。
本発明のグラビア印刷方法に用いる有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物は、顔料、バインダー樹脂、及び、有機溶剤を含有する。
【0017】
本発明のグラビア印刷方法に用いる有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物は、顔料を含有する。
上記顔料としては、特に限定されず、通常、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物で使用できる有機、無機顔料あるいは体質顔料が使用できる。
具体的には、上記無機顔料としては、酸化チタン、ベンガラ、アンチモンレッド、カドミウムイエロー、コバルトブルー、紺青、群青、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。上記有機顔料としては、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、縮合多環顔料等を挙げることができる。さらに、体質顔料としては、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、タルク等を挙げることができる。
これらの顔料の有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中での含有量は、通常1〜50質量%の範囲であることが好ましい。上記顔料の有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中での含有量が1質量%未満であると、充分な印刷濃度の印刷物を得られないことがある。一方、上記顔料の有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中での含有量が50質量%を超えると、粘度が高くなりすぎることがある。
【0018】
本発明のグラビア印刷方法に用いる有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物は、バインダー樹脂を含有する。
上記バインダー樹脂としては、従来から有機使用されている溶剤性グラビア印刷インキ組成物に使用されているポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、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、ニトロセルロース樹脂、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、ブチラール樹脂、石油樹脂等で、単独で、または2種以上を併用して使用することができる。
【0019】
上記ポリウレタン樹脂としては、下記の条件1のイソプロピルアルコールトレランスを満足しないポリウレタン樹脂と下記の条件1のイソプロピルアルコールトレランスを満足するポリウレタン樹脂である。尚、下記の条件1のイソプロピルアルコールトレランスを満足するポリウレタン樹脂は、バインダー樹脂中、30質量%未満である。
<条件1>イソプロピルアルコールトレランス
酢酸エチル6.0g、イソプロピルアルコール1.5gからなる混合有機溶剤中に、ポリウレタン樹脂2.5gを溶解させて得られる液温25℃のポリウレタン樹脂溶液に対して、さらに液温25℃のイソプロピルアルコールを添加して、上記ポリウレタン樹脂溶液が、透明から半透明に移行するまでのイソプロピルアルコールの添加量をX(g)とした時に、Xが25g以下であることを満たす。
また、上記透明とは、ポリウレタン樹脂が完全に溶解していることを意味し、上記半透明とは、ポリウレタン樹脂が溶解していないことを意味する。
なお、上記ポリウレタン樹脂、及び、イソプロピルアルコールを添加しなくてもポリウレタン樹脂溶液が半透明の状態を呈するときのポリウレタン樹脂については、Aが0gとして条件1のイソプロピルアルコールトレランスの範疇に含まれる。
上記条件1を満足するポリウレタン樹脂の含有量が、バインダー樹脂中、30質量%未満であることで、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中に水を直接添加した時に、バインダー樹脂の溶解性の変化等が起こらなくなる。
【0020】
上記条件1を満足するポリウレタン樹脂の具体例としては、有機ジイソシアネート化合物と高分子ジオール化合物との反応によりウレタンプレポリマーを合成し、これに必要に応じて鎖伸長剤、反応停止剤を反応させて得られる上記条件1を満足するポリウレタン樹脂が使用できる。
上記有機ジイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート化合物、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物、及び、α,α,α′,α′−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物を、単独又は2種以上混合して使用できる。
【0021】
上記高分子ジオール化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等アルキレンオキサイド付加物等のポリエーテルジオール化合物、アジピン酸、セバシン酸、無水フタール酸等の二塩基酸の1種又は2種以上と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等のグリコール類の1種又は2種以上とを縮合反応させて得られるポリエステルジオール類、ポリカプロラクトンジオール類等のポリエステルジオール化合物等の各種高分子ジオール化合物を単独又は2種以上混合して使用できる。更に上記高分子ジオール化合物に加えて、1,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等のアルカンジオールや、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール等の低分子ジオール化合物を単独又は2種以上混合して併用することができる。
【0022】
また、上記有機ジイソシアネート化合物と高分子ジオール化合物の使用比率は、イソシアネート基:水酸基の当量比(イソシアネートインデックス)が、通常、1.2:1.0〜3.0:1.0、好ましくは1.3:1.0〜2.0:1.0となる範囲である。上記のイソシアネートインデックスが1.2より小さくなると、柔軟なポリウレタン樹脂となる傾向があり、インキを印刷した時に耐ブロッキング性等が低い時等は、他の硬質の樹脂と併用することが好ましい場合がある。
【0023】
上記鎖伸長剤としては、インキ用バインダーとしてのポリウレタン樹脂で利用される既知の鎖伸長剤が利用可能であり、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン類、イソホロンジアミン、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環式ジアミン類、トルイレンジアミン等の芳香族ジアミン類、キシレンジアミン等の芳香脂肪族ジアミン類、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)プロピレンジアミン、N,N’−ジ(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン等の水酸基を有するジアミン類、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のジオール化合物が例示できる。
更に、ポリウレタン樹脂がゲル化しない範囲で、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類を併用することができる。
【0024】
上記反応停止剤としては、インキ用バインダーとしてのポリウレタン樹脂で利用される既知の反応停止剤が利用可能であり、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン等のモノアルキルアミン類、ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類、エタノール等のモノアルコール類等を例示することができる。
【0025】
上記条件1を満足するポリウレタン樹脂、上記材料を用いて、公知のポリウレタン樹脂の製造方法がそのまま使用できる。また、それぞれの成分の分子量や化学構造、また当量比が異なると、上記記載のイソプロピルアルコールトレランスが変化するので、これら成分を適宜組み合わせる。
上記条件1を満足するポリウレタン樹脂の重量平均分子量は1万〜7万である。
【0026】
上記バインダー樹脂の有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中での含有量は、通常1〜30質量%の範囲であることが好ましい。上記バインダー樹脂の有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中での含有量が1質量%未満であると、顔料分散性が低下することがある。一方、上記バインダー樹脂の有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物中での含有量が30質量%を超えると、インキ組成物の粘度が高くなる。
【0027】
本発明のグラビア印刷方法に用いる有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物は、有機溶剤を含有する。
上記有機溶剤としては、例えば、ケトン系有機溶剤(例えば、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)、エステル系有機溶剤(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル等)、アルコール系有機溶剤(例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等)、炭化水素系有機溶剤(トルエン、メチルシクロヘキサン等)が利用できる。最近の環境問題への対応と、インキ組成物の印刷適性や乾燥性等を考慮して、エステル系有機溶剤とアルコール系有機溶剤を併用することが好ましい。さらに、印刷適性の点から、上記エステル系溶剤として、酢酸プロピルを5質量%以上含有させることが好ましい。
【0028】
本発明のグラビア印刷方法に用いる有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物には、更に顔料分散剤、粘着性付与剤、架橋剤、滑剤、耐ブロッキング防止剤、界面活性剤等を添加することができる。また、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物の貯蔵安定性が低下しない範囲で水を添加することも可能である。
【0029】
本発明のグラビア印刷方法に用いる有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物は、上記の各種材料を従来一般的に使用されている各種の分散・混練装置を使用して製造することができる。
【0030】
本発明では、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物を用いたグラビア印刷時に、水の含有量が0.1〜5質量%となる範囲を維持する。
上記印刷時における水の含有量とは、印刷時における有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物に対する水の含有量を意味する。
上記印刷時の有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物の水の含有量が0.1質量%未満であると、静電気防止性が低下することがある。一方、上記印刷時の有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物の水の含有量が5質量%を超えると、樹脂や顔料の凝集や有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物の流動性の低下を招くことがある。
上記水を含有する希釈溶剤は、水と上記有機溶剤からなるもので、水の含有量は、0.2〜10質量%であることが好ましく、0.3〜5質量%であることがより好ましい。
【0031】
最近の環境問題への対応と、インキ組成物の印刷適性や乾燥性等を考慮すると、上記水を含有する希釈溶剤は、エステル系有機溶剤、アルコール系有機溶剤及び水の混合溶剤であり、上記エステル系有機溶剤と上記アルコール系有機溶剤の混合割合が質量比で、エステル系有機溶剤/アルコール系有機溶剤=50/50〜95/5の範囲であることが好ましい。さらに、印刷適性の点から、上記エステル系溶剤として、酢酸プロピルを5質量%以上含有させることが好ましい。上記水を含有する希釈溶剤を用いることで、バインダー樹脂の溶解性の急激な変化等が原因と考えられるような、樹脂や顔料の凝集や有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物の流動性の低下を防止することができる。
【0032】
次に、有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物を使用したグラビア印刷方法について説明する。
有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物を印刷時に、印刷時の雰囲気温度において、印刷条件に応じて適切な粘度、具体的にはザーンカップ#3の流出秒数が12〜23秒となるように、水の含有量が0.1〜5質量%、好ましくは0.5〜5質量%となるように、希釈溶剤(この時の希釈溶剤には水が含有していても、含有していなくてもよい)で希釈する。
この希釈した有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物を一般的なグラビア印刷方法で印刷インキ組成物中の水の含有量が0.1〜5質量%となる範囲を、水を含有する希釈溶剤を加えて維持しながら印刷用基材に印刷する。印刷後に、ラミネートや収縮処理等の後加工も行うことができる。
【0033】
上記印刷基材としては特に限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン等のポリエステルフィルム、ナイロン、ビニロンといった各種印刷用プラスチックで、通常のフィルムであってもよく、熱収縮フィルムであってもよい。
また、使用する印刷版としては、従来から使用されている版胴(グラビア製版方式によって作られる凹版で、その製版方式は、彫刻グラビア等が例示できる)が使用できる。上記有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物が、顔料濃度が高い有機溶剤性グラビア印刷用インキ組成物である場合は、従来の版胴より浅いセルを形成(浅版化)したものを用いることが好ましい。