特許 7534756 水性フレキソ印刷用インキ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-06

(45)【発行日】2024-08-15

(54)【発明の名称】水性フレキソ印刷用インキ

(51)【国際特許分類】

   C09D 11/08 20060101AFI20240807BHJP

   B41M 1/30 20060101ALI20240807BHJP

【ＦＩ】

C09D11/08

B41M1/30 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023185939

(22)【出願日】2023-10-30

【審査請求日】2024-05-30

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501113076

【氏名又は名称】アインズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】500275094

【氏名又は名称】女神インキ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092727

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 忠昭

(74)【代理人】

【識別番号】100146891

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 ひろ美

(74)【代理人】

【識別番号】100076576

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 公博

(72)【発明者】

【氏名】松岡 正宏

(72)【発明者】

【氏名】和田 竜二

【審査官】齊藤 光子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１０４２８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５３－５８５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２６６５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２６８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０９Ｄ １１／００－５４

Ｂ４１Ｍ １／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワニスが、バインダー成分と前記バインダー成分の溶媒とからなる水性フレキソ印刷用インキであって、前記ワニスのバインダー成分が、ヒドロキシプロピルメチルセルロースであり、溶媒が水であり、バインダー成分に主として化石資源を用いて製造される合成樹脂を含まず、且つ、前記溶媒として有機溶媒を含有しないことを特徴とする水性フレキソ印刷用インキ。

【請求項2】

前記ヒドロキシプロピルメチルセルロースと水の割合がヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し水３０～９０質量部である請求項１に記載の水性フレキソ印刷用インキ。

【請求項3】

更に、消泡剤を含有する請求項１または２のいずれかに記載の水性フレキソ印刷用インキ。

【請求項4】

更に、耐摩耗剤を含有する請求項１または２のいずれかに記載の水性フレキソ印刷用インキ。

【請求項5】

消泡剤の含有量が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し０．１～３質量部である請求項３に記載の水性フレキソ印刷用インキ。

【請求項6】

耐摩耗剤の含有量が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し０．１～５質量部である請求項４に記載の水性フレキソ印刷用インキ。

【請求項7】

消泡剤が、界面活性剤である請求項３に記載の水性フレキソ印刷用インキ。

【請求項8】

耐摩耗剤が、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスから選ばれた少なくとも１種である請求項４に記載の水性フレキソ印刷用インキ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水性フレキソ印刷用インキに関するものであり、特に化石資源の枯渇防止に寄与するために主として化石資源（石油や石炭、天然ガス等）から製造される合成樹脂（石油アスファルトを含む）をワニスに含有せず、同様にワニスに主として化石資源から製造される有機溶媒を含有せずにVOC（揮発性有機化合物）排出量が押さえられ、化石資源の枯渇を延長し環境に配慮した、水性フレキソ印刷用インキに関するものである。（以下、「水性フレキソ印刷用インキ」を「水性フレキソインキ」と略称することあり。）

【0002】

水性フレキソ印刷は、凸版印刷の一種で、ゴムや樹脂製の柔らかい
版にインキをつけて印刷する印刷方法です。段ボールや紙袋、布など、近年はラベル、フィルム、食品包装などの印刷に用いられている。

【背景技術】

【0003】

フレキソインキの成分は大きく分けて、色材、ワニス（ビヒクルとも言う）、添加剤に分けられる。通常、色材（着色材）としては、顔料など、ワニスには、バインダー成分とされるアクリル系やウレタン系の合成樹脂が用いられ溶媒としては、水や各種有機溶媒、植物油などが用いられる。（下記特許文献１［００６６］～［００７０］、［００７２］～［００７４］など参照）。特に水性リキッドインキには、下記特許文献１［００８５］にバインダー樹脂を用いることが示されており、これらの樹脂は下記特許文献１［００６６］～［００７０］に示されるように、主として化石資源等から製造される合成樹脂が用いられているし、現実に製造販売されているフレキソ印刷インキのワニスのバインダー成分は、主として化石資源等から製造される合成樹脂を用いているものが多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第７３３３５７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述のような化石資源を主たる原料として製造された化石資源由来の合成樹脂成分をワニスのバインダー成分として使用せず、鉱物油などの石油資源を主とする溶媒も使用せずに、ワニスのバインダー成分をセルロースとした場合に、セルロースは、再生可能資源であり、資源の枯渇や環境負荷軽減は期待できるが、印字画像の被印刷媒体への固着、固定機能が低下し、いわゆるチョーキングと称する印刷画像部を指で擦ると汚れが生じてしまうという問題があることが分かった。

【0006】

ワニス成分から合成樹脂成分を除いたインキでの印刷は印字部分を擦ると汚れが生じてしまうという問題や、印刷物を重ねた場合に裏移りが生じるなどの問題があることが分かった。

【0007】

本発明は、主として化石資源由来の化合物を合成して得られる合成樹脂成分（アスファルトを含む）をワニスのバインダー成分に使用することなく、化石資源による加工工程での化石資源の使用割合が少なく、主たる原料成分がセルロースであるヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、ワニスの溶媒成分として水を使用することにより、バインダー成分が化石資源を主として合成して得られる合成樹脂による化石資源の枯渇を防ぎ、環境負荷を小さくし、しかも化石資源を主として合成して得られる合成樹脂成分を使用しなくとも、満足できる印刷適性の得られるフレキソ印刷用インキを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち本発明のフレキソ印刷用インキは
（１） ワニスが、バインダー成分と前記バインダー成分の溶媒とからなる水性フレキソ印刷用インキであって、前記ワニスのバインダー成分が、ヒドロキシプロピルメチルセルロースであり、溶媒が水であり、バインダー成分に主として化石資源を用いて製造される合成樹脂を含まず、且つ、前記溶媒として有機溶媒を含有しないことを特徴とする水性フレキソ印刷用インキである。

【0009】

（２） 前記（１）項に記載の水性フレキソ印刷用インキにおいては、ヒドロキシプロピルメチルセルロースと水の割合がヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し水３０～９０質量部であることが好ましい。

【0010】

（３） 前記（１）項または（２）項のいずれかに記載の水性フレキソ印刷用インキにおいては、更に、消泡剤を含有する水性フレキソ印刷用インキであることが好ましい。

【0011】

（４） 前記（１）項または（２）項のいずれかに記載の水性フレキソ印刷用インキにおいては、更に、耐摩耗剤を含有する水性フレキソ印刷用インキであることが好ましい。

【0012】

（５） 前記（３）項に記載の水性フレキソ印刷用インキにおいては、消泡剤の含有量が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し０．１～３質量部であることが好ましい。

【0013】

（６）前記（４）項に記載の水性フレキソ印刷用インキにおいては、耐摩耗剤の含有量が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し０．１～５質量部であることが好ましい。

【0014】

（７） 前記（３）項に記載の水性フレキソ印刷用インキにおいては、消泡剤が、界面活性剤であることが好ましい。

【0015】

（８） 前記（４）項に記載の水性フレキソ印刷用インキにおいては、耐摩耗剤が、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

（１）本発明のフレキソインキは枯渇が懸念される化石資源由来の化合物を主として用いて製造される合成樹脂をワニスのバインダー成分として使用していないにもかかわらず、印字部分を擦ると汚れが生じてしまうという問題や、印刷物を重ねた場合に裏移りが生じるなどの問題が軽減され、フレキソ印刷に工業的に実用的に使用できるインキを提供できる。

【0017】

また、本発明の前記（２）項に記載する様に、ヒドロキシプロピルメチルセルロースと水の割合がヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し水３０～９０質量部である好ましい態様とすることにより、インキ粘度を維持し、乾燥性、印刷紙への転移性を確保したインキが提供でき、好ましい。

【0018】

また、本発明の前記（３）項に記載する様に、更に、消泡剤を含有する水性フレキソ印刷用インキである好ましい態様とすることにより印刷時の泡の発生による増粘、着肉不良を解消するインキが提供でき、好ましい。

【0019】

また、本発明の前記（４）項に記載する様に、更に、耐摩耗剤を含有する水性フレキソ印刷用インキである好ましい態様とすることにより印刷物に耐摩耗性がより向上したインキが提供でき、好ましい。

【0020】

また、本発明の前記（５）項に記載する様に、消泡剤の含有量が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し０．１～３質量部である好ましい態様とすることにより印刷時の泡の発生による増粘、着肉不良を解消したインキが提供でき、好ましい。

【0021】

また、本発明の前記（６）項に記載する様に、耐摩耗剤の含有量が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し０．１～５質量部である好ましい態様とすることにより印刷物に耐摩耗性が十分向上したインキが提供でき、好ましい。

【0022】

また、本発明の前記（７）項に記載する様に、消泡剤が、界面活性剤である好ましい態様とすることにより印刷時の泡の発生による増粘、着肉不良を解消したインキが提供でき、好ましい。

【0023】

また、本発明の前記（８）項に記載する様に、耐摩耗剤が、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、から選ばれた少なくとも１種である好ましい態様とすることにより印刷物に耐摩耗性を得られるインキが提供でき、好ましい。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明のフレキソインキは、大きく分けて、色材、ビヒクル、添加剤の成分からなるが、色材としては、通常顔料が使用され、有機顔料としては、イエロー顔料の例として、特に限定するものではないが、例えば、ジスアゾイエロー、ハンザイエローなど、その他従来よりフレキソインキのイエロー顔料として使用されているものが使用できる。

【0025】

同様に、マゼンダ顔料としては、例えば、ブリリアントカーミン６Ｂ、レーキレッドＣなど、その他従来よりフレキソインキのマゼンダ顔料として使用されているものが使用できる。

【0026】

同様に、シアン顔料としては、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アルカリブルーなど、その他従来よりフレキソインキのシアン顔料として使用されているものが使用できる。

【0027】

また、無機の着色顔料としては、黒色がカーボンブラック、白色が、亜鉛華、酸化チタンなどが挙げられ、その他着色無機顔料としては、べんがら、黄鉛などが挙げられるが特にこれらのもののみに限定されるものではない。

【0028】

無機の体質顔料としては、増量剤としての役割や流動性、強度、光沢、粘度、付着性の調節などに必要に応じ用いられるが、例えば、炭酸カルシウム、無水ケイ酸、クレー、カオリナイト、タルクなどが挙げられる。無機の体質顔料の使用量は、必要に応じ用いられるので、用いなくてもよいが、用いる場合には、特に限定されるものではないが目安としてインキ組成物全体１００質量部に対し１～２０質量部程度である。

【0029】

着色顔料の使用量は、特に限定されるものではないが目安としてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックは、それぞれヒドロキシプロピルメチルセルロース１００質量部に対し１０～３００質量部、好ましくは１００～２００質量部の割合で用いられる。白色顔料の場合には、前記各色よりも少し多めに用いてもよく、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１００質量部に対し１０～９００質量部、好ましくは３００～６００質量部の割合で用いられる。

【0030】

特に限定するものではないが、それぞれ各色のインキを調製する場合には、補色として、他の色の顔料を併用したり、他の色のインキ組成物を添加したりすることも可能である。

【0031】

ワニスを構成するバインダー成分として本発明のフレキソインキでは、主として化石資源（石油や石炭等）から製造される合成樹脂（石油アスファルトを含む）を使用しない点が特徴の一つである。

【0032】

ワニスを構成するバインダー成分として本発明では、ヒドロキシプロピルメチルセルロースが用いられる。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、セルロースを主たる原料として使用し、水溶性にするために加工するのに多少の石油資源を原料とする化合物が使用されるが、再生可能な植物由来のセルロースが主体であり、およそ７６質量％が生物資源を用いていることになる。ロジン変性フェノール樹脂も、その構成の一部は生物資源由来の成分であるが、その割合はおよそ５０質量％程度である。従って、本発明において、主として化石資源を用いて製造される合成樹脂とは、化石資源由来の成分がおよそ５０質量％以上を占める合成樹脂である。

【0033】

そして本発明においてはワニスの溶媒成分は水であり、有機溶媒や、鉱物油などの石油資源を主とする溶媒も使用しないので、より環境に配慮したフレキソインキを提供できる。

【0034】

ヒドロキシプロピルメチルセルロースと水の割合は、各色インキそれぞれ、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し水３０～９０質量部、好ましくは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース５～１５質量部に対し水７０～８５質量部である。

【0035】

インキの第3の成分である添加剤（補助剤）としては、消泡剤、耐摩耗剤、顔料分散剤等が挙げられる。

【0036】

更に、本発明のフレキソインキにおいては、消泡剤を含有することが好ましい。印刷時の泡の発生は、インキの増粘、着肉不良などの問題を生じる。

【0037】

消泡剤としては界面活性剤が挙げられる。このうち、特に非イオン系界面活性剤が消泡効果が高く好ましい。

【0038】

消泡剤の使用量は、各色インキそれぞれ、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し０．１～３質量部であり、好ましくは０．５～２質量部である。

【0039】

更に、本発明のフレキソインキにおいては、耐摩耗剤を含有することが好ましい。印刷物のキズ・擦れの発生を防止する効果が得られる。

【0040】

耐摩耗剤（耐摩剤とも言う）の使用量は、各色インキそれぞれ、ヒドロキシプロピルメチルセルロース１～２０質量部に対し０．１～５質量部であり、好ましくは１～３質量部である。

【0041】

そのほか、顔料の分散性、濡れ特性の向上、沈殿防止の観点から、レシチンや、ソルビタン脂肪酸エステル、流動性調整の観点からゲル化剤、ブチルヒドロキシルトルエンその他の酸化防止剤を少量適宜添加してもよいが、本発明のフレキソインキにおいては特に必要としない。

【0042】

以上説明した色材、ビヒクル、添加剤を混合して、各色のインキを製造するには、各成分を混合してから三本ロールミルやビーズミル等の混練装置を用いて練肉すればよい。

【実施例】

【0043】

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

【0044】

［実施例１及び２］
水４２．５ｇを２００ｍｌのビーカーに入れて、７５～８０℃まで加温し、ヒドロキシメチルセルロース“メトローズ６０ＳＨ－０３”（信越化学工業株式会社製）を１５．０ｇ添加し、低速（約３００ｒｐｍ）で撹拌した。“メトローズ６０ＳＨ－０３”を溶解させたのちに室温（２５℃）まで冷却した。
冷却後、水４２．５ｇを添加し撹拌し、水溶性ワニスを得た。

【0045】

【表1】

【0046】

水溶性ワニスを使用し、表２に記載の割合でカーボンブラック黒色顔料、消泡剤、耐摩耗剤及び水を添加し、撹拌の後、ペイントシェイカー（（株）東洋精機製作所）を用いて分散を実施し、実施例１及び２の水性墨インキ組成物を得た。

【0047】

実施例１及び２の水性墨インキ組成物をハンドプルーファー（松尾産業（株）製 簡易試験用印刷機）を用いて印刷紙（段ボール用紙 Ｋライナー ２２０ｇ／ｍ^２）へ印刷し、実施例１および２の印刷物を得た。評価結果などを表２に示した。

【0048】

【表2】

【0049】

〔評価項目 １：粘度〕
水性墨インキ組成物をＢ型粘度計（英弘精機（株）製）で測定温度２５℃において測定した。

【0050】

〔評価項目 ２：印刷濃度〕
印刷物の濃度を分光光度計（Xrite製 eXact）を用いて測定した。

【0051】

〔評価項目 ３：耐摩耗性〕
得られた印刷物の印刷面に、学振動型耐摩試験機（テスター産業(株)）を用い、荷重２００ｇ、１００往復の条件にて耐摩耗性試験を行い、インキ塗膜表面の傷付きの程度を目視で評価した。
◎：傷つきなし
〇：軽微な傷がある
△：かなりの範囲で傷がある。
×：全面で傷がある。

【0052】

〔評価項目 ４：消泡性〕
上記で得られた水性墨インキ組成物３０ｇを１００ｍｌビーカーに入れ、エアーストーン（ジェックス（株）製）を１５秒間投入し、直後と２分後の泡立ちの状態を目視で比較評価した。
◎：直後、２分後共に泡の残りなし
〇：２分後に泡がほぼ残らない。
△：２分後に泡がやや残る
×：直後から２分後まで泡の減りがみられない。

【0053】

以上の結果から、実施例１及び２で得られた水性墨インキ組成物及びその印刷物は、一般水性インキと同等の性能が得られるにもかかわらず、より環境負荷軽減が可能である。

【0054】

なお、上記実施例では顔料としてカーボンブラックを使用したが、他の顔料を使用できることは上述の通りである。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明のフレキソ印刷用インキは、段ボールや紙袋、布、ラベル、フィルム、食品包装などの印刷に好適に用いられる。

【要約】      （修正有）

【課題】主として化石資源（石油や石炭、天然ガス等）から製造される合成樹脂をワニスに含有せず、同様にワニスに主として化石資源から製造される有機溶媒を含有せずに化石資源の枯渇を延長し環境に配慮した、水性フレキソ印刷用インキを提供する。
【解決手段】ワニスが、バインダー成分と前記バインダー成分の溶媒とからなる水性フレキソ印刷用インキであって、前記ワニスのバインダー成分が、ヒドロキシプロピルメチルセルロースであり、溶媒が水であり、バインダー成分に主として化石資源を用いて製造される合成樹脂を含まず、且つ、前記溶媒として有機溶媒を含有しないことを特徴とする水性フレキソ印刷用インキ。
【選択図】なし