JP2006257264A - 白インキ - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックフィルムなどの基材表面に白色被膜を形成するインキにおいて、該インキの結合剤に、上記基材に引き裂き性を付与する特定の樹脂成分を使用することにより、該インキを使用して印刷した上記のプラスチックフィルム基材に優れた易引き裂き性（易手切れ性）を付与し、とくに製袋した包装材料に使用した場合に該包装材料の開封が容易となる印刷物が得られる白インキを提供すること。
【解決手段】基材表面に白色粉末と結合剤とからなる白色被膜を形成するインキにおいて、該結合剤が、破断伸度３００％〜１，０００％、破断強度８Ｍｐａ〜３０Ｍｐａ、１００％応力が１Ｍｐａ〜８Ｍｐａおよび３００％応力が２Ｍｐａ〜１５Ｍｐａである樹脂成分を主成分とすることを特徴とする白インキ。
【選択図】なし

Description

本発明は、基材に白色被膜を形成するインキに関し、詳しくは、特定の樹脂成分を含有する白インキにより基材表面に印刷された印刷物および該印刷物からなる積層体に易引き裂き性（易手切れ性）を付与し、とくに包装材料の開封が容易となるインキに関する。

従来、液体や粉末あるいは固形の食品類、洗剤、雑貨類などを収納する各種の包装材料は、各種プラスチックフィルムを主体とし、該フィルムに各種の耐性を有する印刷インキを使用して印刷を施し、これらを用いた積層体を製袋した包装袋などの包装材料が知られている。これらは、内容物の保護の面から強度が要求されるが、一方、使用時に引き裂き性（手切れ性）が優れた易開封性が要求される。

一般に、包装に使用されるプラスチックフィルムは引き裂きに対して、かなりの抵抗力を有し、プラスチックフィルムを一軸方向に配向すると、配向方向に引き裂かれやすくなるが、配向方向以外は引き裂きが容易ではない。また、二軸延伸のポリプロピレンフィルムのように切れ目を入れておけば、引き裂きが容易であるが、切れ目がないと引き裂きに対してかなりの抵抗力を有する。このために、これらを用いた包装材料では十分な易開封性が得られない。

また、引き裂き性をよくするために、プラスチックフィルムと手切れ性が良い紙やアルミ箔を複合して包装材料としている。しかしながら、これらの包装材料は、強度面で優れているプラスチックフィルムを使用しているために、引き裂き性は十分ではない。

上記のことから、プラスチックフィルム単体自身に手切れ性を良くしたフィルム（特許文献１）が提案されている。しかしながら、特許文献１のプラスチックフィルムは、手切れ性を良くするために低融点のポリ乳酸フィルムであるために、上記フィルムを使用して積層体とした包装材料は耐熱性が劣り、必ずしも従来のプラスチックフィルムの強度などの特性が発揮されていない。

また、前記の包装材料の印刷に使用される印刷インキは、包装に使用される各種プラスチックフィルムとの強固な接着性、得られる被膜強度、耐内容物性などの特性が主体となっており、印刷インキにより印刷された包装材料の引き裂きによる易開封性が十分考慮されていない。

上述のことから、従来の包装用のプラスチックフィルムの耐熱性などのプラスチックフィルム本来の性能を維持しつつ、該フィルムの組成あるいは構造を変えることなくしても、印刷されたこれらのプラスチックフィルムおよびこれらを用いた積層体などの包装材料に易引き裂き性および易開封性が得られる印刷物が要望されている。

特開２００１−１９１４０７公報

従って、本発明の目的は、プラスチックフィルムなどの基材表面に白色被膜を形成するインキにおいて、該インキの結合剤に、上記基材に引き裂き性を付与する特定の樹脂成分を使用することにより、該インキを使用して印刷した上記のプラスチックフィルム基材に優れた易引き裂き性（易手切れ性）を付与し、とくに製袋した包装材料に使用した場合に該包装材料の開封が容易となる印刷物が得られる白インキを提供することである。

上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、基材表面に白色粉末と結合剤とからなる白色被膜を形成するインキにおいて、該結合剤が、破断伸度３００％〜１，０００％、破断強度８Ｍｐａ〜３０Ｍｐａ、１００％応力が１Ｍｐａ〜８Ｍｐａおよび３００％応力が２Ｍｐａ〜１５Ｍｐａである樹脂成分を主成分とすることを特徴とする白インキを提供する。

本発明者は、前記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、上記のインキが、各種プラスチックフィルム基材に印刷した場合、該インキの白色被膜が形成された上記基材がプラスチックフィルム単体より引き裂き性（手切れ性）が優れており、とくに、上記の印刷されたプラスチックフィルムを利用した積層体を製袋した包装袋にノッチを入れて、開封した場合、無理に開封することによる内容物の飛び出しなどが発生せず、ノッチ部分から手切れ良くスムーズに引き裂きが可能であることを見出した。

各種の包装材料に使用されるプラスチックフィルムに印刷することにより、該フィルムに優れた易引き裂き性（易手切れ性）を付与し、とくに製袋された包装材料に使用した場合に該包材の開封が容易となる印刷物を与える白インキが提供される。

次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明を特徴づける樹脂成分は、白色被膜を形成する白色粉末同士および該粉末と基材とを結合する結合剤の主成分であり、破断伸度３００％〜１，０００％、破断強度８Ｍｐａ〜３０Ｍｐａ、１００％応力が１Ｍｐａ〜８Ｍｐａおよび３００％応力が２Ｍｐａ〜１５Ｍｐａを有する樹脂である。該樹脂は、上記の所定の破断伸度、破断強度および応力を有することにより前記の引き裂き性を付与する性能が得られる。該樹脂は上記の特性値を有するものであれば特に限定されるものではないが、ポリウレタン系樹脂が好ましく使用される。

上記の樹脂成分の破断伸度は３００％〜１，０００％、好ましくは６００％〜１，０００％である。上記の破断伸度が上記上限を超えると、得られる前記の白色被膜の延性が増し、塑性変形し易くなり脆性が低下して、上記の白色被膜が形成された基材の引き裂き性が低下する。

また、上記の樹脂成分の破断強度は８Ｍｐａ〜３０Ｍｐａ、好ましくは１２Ｍｐａ〜２６Ｍｐａである。上記の破断強度が上記の値より低い場合には、得られる白色被膜が容易に破断し易くなる。一方、破断強度が余り高過ぎると、引き裂き性は低下する。

また、上記の樹脂成分の応力は、１００％応力が１Ｍｐａ〜８Ｍｐａ、好ましくは３Ｍｐａ〜７Ｍｐａ、および３００％応力が２Ｍｐａ〜〜１５Ｍｐａ、好ましくは２Ｍｐａ〜１１Ｍｐａである。上記の応力が上記の値未満の場合には、上記の白色被膜が軟らか過ぎて弱く、あるいは、硬くてもろくなり過ぎるので、好ましくない。なお、前記の樹脂成分の破断伸度、破断強度および応力は、該樹脂成分を用いて薄膜状のフィルムを作り、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｋ６３０１）に準じて測定した値である。

前記の樹脂成分としては、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂など上記の性能を有する樹脂であれば特に限定するものではないが、好ましくはポリウレタン系樹脂が挙げられる。該ポリウレタン系樹脂としては、例えば、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリカプロラクタムポリウレタンなどのポリウレタン系樹脂、およびそれらの混合物が挙げられる。

上記の樹脂成分において、ガラス転移温度Ｈ（℃）が、−６０℃≦Ｈ≦０℃で、重量平均分子量Ｍｗが１０，０００≦Ｍｗ≦８０，０００であるポリウレタン系樹脂から選ばれる少なくとも１種であるものが好ましく使用される。上記のガラス転移温度が、高過ぎると、白色被膜が形成された基材の破断強度やヤング率が大きくなり、それに伴って、脆性が乏しくなり引き裂き性が低下する。一方、ガラス転移温度が低過ぎると、上記の白色被膜の強靭性が低下する。

また、上記のポリウレタン系樹脂の重量平均分子量が、上記上限を超えると、得られる白色被膜の強度が大きくなり、それに伴い脆性が乏しくなり引き裂き性が低下する。一方、上記の重量平均分子量が、上記下限未満になると、得られる白色被膜にブロッキングが発生する。

前記のポリウレタン系樹脂は、ポリイソシアネート化合物とポリマーポリオールとを溶液重合などの公知の方法で反応させ、必要に応じて、ウレタンプレポリマーに鎖伸長剤および反応停止剤を使用することによって得られるポリウレタン系樹脂である。上記のポリウレタン系樹脂は、前記の樹脂成分の特性値を満足するものであればいずれも使用することができる。前記の特性値は、様々な要因によって決定されるが、例えば、ポリウレタン系樹脂を構成するウレタン基量、極性基の種類およびその量などを設定することによって得られる。

上記のポリイソシアネート化合物としては、従来のポリウレタン系樹脂の製造に使用されるものであればよく、例えば、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、２，２，４−または２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，２−プロピ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、１，３−ブチレンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネート；１，３−または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、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族イソシアネート；ｍ−またはｐ−フェニ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、２，４−または２、６−トリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネートなどが挙げられる。

また、上記のポリイソシアネート化合物と反応させるポリマーポリオールとしては、飽和炭化水素系ポリエステルポリオールなどのポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオールなどが挙げられる。

上記のポリエステルポリオールは、多価カルボン酸と多価アルコールからなるポリエステルポリオールやラクトン環の開環重合で得られるポリエステルポリオールが挙げられる。上記の多価カルボン酸としては、直鎖飽和炭化水素系のアジピン酸、アゼライン酸、コハク酸、セバシン酸などの脂肪族多価カルボン酸；不飽和脂肪酸系のフマル酸、マレイン酸などの不飽和脂肪族多価カルボン酸；シクロヘキシル基を有する１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族多価カルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族多価カルボン酸などが挙げられる。

上記の多価カルボン酸と反応する多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、キシリレングリコール、ポリエチレングリコール、１，２−または１，３−プロパンジオール、１，２−、１，３−および１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオールなどの脂肪族、脂環族などの多価アルコールおよび芳香族多価アルコールなどが挙げられる。

また、前記のポリエーテルポリオールとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのオキシラン化合物を、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、グリセリンなどの多価アルコールを重合開始剤として重合して得られるポリエーテルポリオールが挙げられる。また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、上記のポリエーテルポリオールに前記の多価カルボン酸とを反応させて得られるポリエーテルエステルポリオールが挙げられる。

前記のポリウレタン系樹脂は、前記のポリイソシアネート化合物と上記のポリマーポリオールの他に、分子量、ガラス転移温度および前記の樹脂成分の特性値などの調整のために必要に応じて、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパンジオールなどのアルコール類、エチレンジアミン、プロピレンジアミンなどのアミン類などの鎖伸長剤、および公知の低級アルコール系、アミン系などの鎖長停止剤などを用いて樹脂中の鎖長を調整するのが好ましい。

前記の樹脂成分は、単独でも、あるいは数種を混合しても使用することができるが、さらに、白色被膜が施された基材の引き裂き性を向上させるために、該樹脂成分に硬化剤を添加することができる。上記の硬化剤としては、イソシアネート基を複数有する前記の脂肪族、脂環族または芳香族のポリイソシアネート化合物や、これら以外のポリイソシアネート化合物、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリフェニールメタントリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｏ−トルイジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、１，３，５−トリイソシアネートメチルベンゼン、リジンエステルトリイソシアネートなど、およびこれらのイソシアネート化合物から誘導される二量体や三量体などの多量体、イソシアネート化合物と３，３，３−トリメチロールプロパンなどのポリオール化合物との反応によって得られるポリイソシアネートなどが挙げられる。

上記硬化剤の好ましい例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体、３，３，３−トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物、３，３，３−トリメチロールプロパンとトリレンジイソシアネートとの反応生成物が挙げられる。上記の硬化剤としては、三井武田ケミカル（株）からタケネートＤ−１１０Ｎの商品名で入手して本発明で使用することができる。

上記の硬化剤を使用する場合は、その使用量は、前記の樹脂成分に対して０．８〜１０質量％配合するのが好ましい。上記の硬化剤の配合割合が多過ぎると、得られる白色被膜が脆くなる。

前記の樹脂成分は、単独でも使用できるが、前記結合剤全量中に９０質量％〜１００質量％を占める量で含有されているのが好ましい。上記の樹脂成分の配合割合が、上記下限未満であると、得られる白色被膜が形成された基材の引き裂き性が低下するので好ましくない。

上記の樹脂成分の配合において、本発明の目的を妨げない範囲で、ニトロセルロース、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテートなどのセルロース誘導体、アルキッド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルブチラール、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂など、前記の樹脂成分と相溶する樹脂成分を併用することができる。

本発明の白インキは、前記の樹脂成分と、白色粉末を有機溶剤、例えば、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテートなどのエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ジエチレングリコールメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、ハロゲン化炭化水素類などの溶剤、およびそれらの混合溶剤に公知の方法で均一に分散混練して均質化して得られ、必要に応じて、可塑剤や分散剤などの添加剤を本発明の目的を妨げない範囲において添加して使用することができる。

上記の白色粉末としては、公知の白色顔料を使用することができ、例えば、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタンおよびそれらの表面をＡｌ、Ｓｉなどの金属酸化物で処理した酸化チタンなど、および炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの体質顔料、その他の白色顔料など本発明の目的を妨げない範囲において使用できるものが挙げられる。上記の酸化チタンは、その平均粒径が０．１μｍ〜０．５μｍのものが好ましく使用される。上記の白色粉末の配合割合は、前記の白色被膜中に１０質量％〜５０質量％含まれているのが好ましい。

また、本発明の白インキにより白色被膜が形成される前記の基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、セルローストリアセテートフィルム、セルロースジアセテートフィルムなどのセルロースフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムが挙げられる。上記のプラスチックフィルムは、延伸または未延伸のいずれでもよく、必要に応じて、帯電防止処理、紫外線防止処理、あるいは、インキの接着性をよくするためにプラズマ処理やコロナ処理をしたものなども使用することができる。

本発明の白インキによる白色被膜は、上記の基材の表面に、公知の印刷法などの塗布方法で塗布して形成する。該塗布方法としては、例えば、グラビアコーター、リバースロールコーター、スプレイコーター、ナイフコーター、ワイヤバーコーター、エアナイフコーター、ドクターブレードコーター、ディッピングコーター、ダイコーターなど、好ましくはグラビア印刷機を使用した印刷法にて、０．２〜０．７ｇ／ｍ²（乾燥厚み）にベタ印刷し、乾燥して印刷物を形成する。上記の白インキの乾燥条件は、上記の基材および樹脂成分などの結合剤が劣化しない範囲であれば特に限定されないが、好ましくは７０℃〜８０℃で乾燥する。上記の白色被膜の厚みは、とくに限定されるものではないが、前記基材に引き裂き性を付与する範囲である。

上記の本発明の白インキにより白色被膜が形成された基材は、その被膜面に、例えば、包装材料に適したポリウレタン系のラミネート用インキなどを使用してグラビア印刷を行い、その後、ドライラミネート系接着剤を使用して他のプラスチックフィルムとドライラミネート加工したり、あるいは、ポリオレフィン系のポリマーを押出し加工して積層体とすることができる。

次に本発明の実施例である白インキＰ１〜Ｐ３と比較例である白インキＱ１〜Ｑ２を挙げ、さらにこれらのインキを塗布した基材を使用した実施例の積層体Ｒ１〜Ｒ３および比較例の積層体Ｓ１〜Ｓ２を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、文中「部」または「％」とあるのは質量基準である。なお、本発明の白インキは、下記の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］（白インキＰ１の調製）
下記の成分を均一に混練分散して、白インキＰ１を調製した。
・ポリウレタン系樹脂（破断伸度６６０％、
破断強度２６Ｍｐａ、１００％応力６．１Ｍｐａ、
３００％応力１０．６Ｍｐａ［荒川化学工業（株）製
、ユリアーノ２４６６］） ４０．０部
・硝化綿 ２．０部
・イソプロピルアルコール ５．０部
・メチルエチルケトン １０．０部
・酢酸エチル ４．０部
・酸化チタン ３９．０部

［実施例２］（白インキＰ２の調製）
実施例１の白インキＰ１の調製において、ポリウレタン系樹脂を破断伸度８４０％、破断強度１９Ｍｐａ、１００％応力３．５Ｍｐａ、３００％応力５．６Ｍｐａ（荒川化学工業（株）製、ユリアーノ２７００）であるポリウレタン系樹脂に置き換える以外は白インキＰ１の調製と同様にして白インキＰ２を調製した。

［実施例３］（白インキＰ３の調製）
下記の成分を均一に混練分散して、白インキＰ３を調製した。
・ポリウレタン系樹脂（破断伸度６６０％、
破断強度２６Ｍｐａ、１００％応力６．１Ｍｐａ、
３００％応力１０．６Ｍｐａ［荒川化学工業（株）製
、ユリアーノ２４６６］） ４０．０部
・硝化綿 ２．０部
・硬化剤（三井武田ケミカル（株）製、
タケネートＤ−１１０Ｎ） ４．０部
・イソプロピルアルコール ５．０部
・メチルエチルケトン ６．０部
・酢酸エチル ４．０部
・酸化チタン ３９．０部

［比較例１］（白インキＱ１）
実施例１の白インキＰ１の調製において、ポリウレタン系樹脂を破断伸度１，１２４％、破断強度３．３Ｍｐａ、１００％応力１．２Ｍｐａ、３００％応力２．５Ｍｐａ（荒川化学工業（株）製、ポリウレタン２５６５）であるポリウレタン系樹脂に置き換える以外は白インキＰ１の調製と同様にして白インキＱ１を調製した。

［比較例２］（白インキＱ２）
実施例１の白インキＰ１の調製において、ポリウレタン系樹脂を破断伸度１，０８０％、破断強度２．７Ｍｐａ、１００％応力１．１Ｍｐａ、３００％応力１．８Ｍｐａ（荒川化学工業（株）製、ポリウレタン２００２）であるポリウレタン系樹脂に置き換える以外は白インキＰ１の調製と同様にして白インキＱ２を調製した。

なお、上記の実施例および比較例に使用するポリウレタン系樹脂の破断伸度、破断強度および応力は、実施例の有機溶媒に上記のポリウレタン樹脂を溶解した３０％溶液を１．６倍に希釈し、水平な型枠に流し込み、常温で２日間乾燥し、次に、得られるフィルムを５０℃の雰囲気下で１日間乾燥し、さらにフィルムを４０℃で２時間減圧乾燥を行って試料片を作製し、該試料片を用いてＪＩＳ規格 Ｋ６３０１に準じて測定した値である。

［実施例４〜６および比較例３〜４］（実施例の積層体Ｒ１〜Ｒ３および比較例の積層体Ｓ１〜Ｓ２）
上記の各々の白インキを使用して、１２μｍのポリエステルフィルムにグラビアコーターにて、０．５ｇ／ｍ²（乾燥厚み）に塗布し、７０℃〜８０℃で乾燥して白色被膜を形成した。その被膜面に、ポリエステル系のドライラミネート系接着剤（武田工業薬品（株）製、Ａ５１５）を３．０ｇ／ｍ²グラビアコーターにて塗布し、該接着剤塗布面にＬＬＤＰＥフィルムをラミネート加工し、積層体を形成した。上記の各々の積層体につき、その引き裂き性について下記の測定方法および評価方法で評価した。評価結果を表１に示す。

（引き裂き性）
上記の各々の積層体を用いて、熱シールにより、三方シールした小袋を作り、上記袋にノッチを入れ、ノッチ部より小袋を手で引き裂く官能試験および東洋精機社製、ストログラフを用いて引き裂き試験を行った。

上記の引き裂き性の評価結果から、本発明の白インキは、各種プラスチックフィルムに塗布することにより、該プラスチックフィルムを用いた積層体に優れた引き裂き性が付与されているのが実証された。

本発明の白インキは、各種プラスチックフィルム基材に印刷することにより該印刷物および該印刷物からなる各種積層体に優れた引き裂き性を付与することから、これらの積層体からなる包装袋などの包装材料の開封性を容易とする包装材料印刷物用のインキとして有効に使用することができる。

Claims (6)

1. 基材表面に白色粉末と結合剤とからなる白色被膜を形成するインキにおいて、該結合剤が、破断伸度３００％〜１，０００％、破断強度８Ｍｐａ〜３０Ｍｐａ、１００％応力が１Ｍｐａ〜８Ｍｐａおよび３００％応力が２Ｍｐａ〜１５Ｍｐａである樹脂成分を主成分とすることを特徴とする白インキ。
2. 前記の樹脂成分が、ガラス転移温度Ｈ（℃）が−６０℃≦Ｈ≦０℃で、重量平均分子量Ｍｗが１０，０００≦Ｍｗ≦８０，０００であるポリウレタン系樹脂から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のインキ。
3. 前記の樹脂成分が、さらに硬化剤を含有する請求項１に記載のインキ。
4. 前記の樹脂成分が、結合剤全量中において９０質量％〜１００質量％を占める量で含有されている請求項１に記載のインキ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のインキをプラスチックフィルム基材に印刷してなることを特徴とする印刷物。
6. 請求項５に記載の印刷物を積層してなることを特徴とする積層体。