JP7776579B2 - Water-based flexographic printing ink composition for reverse printing film - Google Patents
Water-based flexographic printing ink composition for reverse printing filmInfo
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Description
本発明は、裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物に関する。 The present invention relates to an aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing films.
食品、菓子、生活雑貨、ペットフード等には意匠性、経済性、内容物保護性、輸送性などの機能から、各種プラスチックフィルムを使用した包装材料が使用されている。また、多くの包装材料が消費者へアピールする意匠性、メッセージ性の付与を意図してグラビア印刷やフレキソ印刷が施されている。
そして用途の包装材料を得るために、包装材料の基材フィルムの表面に印刷される表刷り印刷、あるいは包装材料の基材フィルムの印刷面に必要に応じて接着剤やアンカー剤を塗布し、フィルムにラミネート加工を施す裏刷り印刷が行われる。
裏刷り印刷では、ポリエステル、ナイロン、アルミニウム箔等の各種フィルム上に色インキ、白インキを順次印刷後、該白インキの印刷層上に、接着剤を用いたドライラミネート加工や、アンカーコート剤を用いたエクストルージョンラミネート加工等によりヒートシールを目的にポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等が積層されている(例えば、特許文献1参照) 。
Packaging materials made from various plastic films are used for food, confectionery, household goods, pet food, etc., due to their functionality such as design, economy, content protection, and transportability. Furthermore, many packaging materials are printed using gravure or flexographic printing to impart designs and messages that will appeal to consumers.
To obtain the desired packaging material, front printing is performed on the surface of the base film of the packaging material, or reverse printing is performed by applying an adhesive or anchor agent to the printed surface of the base film of the packaging material as needed and laminating the film.
In reverse printing, colored inks and white inks are printed sequentially onto various films such as polyester, nylon, and aluminum foil, and then a polyethylene film or polypropylene film is laminated onto the white ink printing layer for the purpose of heat sealing by dry lamination using an adhesive or extrusion lamination using an anchor coating agent (see, for example, Patent Document 1).
また、従来、水性フレキソインキは薄紙や段ボールなどの紙などの浸透乾燥性の原反において広く使用されており、樹脂フィルム基材に対しては、溶剤性インキによるグラビア印刷方法が多く採用されてきた。そのような中、近年環境配慮型製品の開発が求められ、水性インキが注目を集めている。樹脂フィルム基材への印刷の分野においても、インキの水性化が求められている。しかしながら、水を多く含む水性インキでは表面張力が高くなるため、表面自由エネルギーの低い樹脂フィルム基材を濡らすことが困難であり、特にレベリング性が不良であった(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。 Furthermore, traditionally, water-based flexographic inks have been widely used on permeable, dryable substrates such as tissue paper and corrugated cardboard, while gravure printing methods using solvent-based inks have been widely adopted for resin film substrates. In recent years, there has been a demand for the development of environmentally friendly products, and water-based inks have been attracting attention. In the field of printing on resin film substrates, there is also a demand for water-based inks. However, water-based inks that contain a lot of water have high surface tension, making it difficult to wet resin film substrates with low surface free energy, resulting in particularly poor leveling properties (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
本発明の課題は、裏刷りフィルム用印刷インキ組成物として水性のフレキソ印刷用インキ組成物とすることにより、樹脂フィルム基材に対しても、裏刷り印刷を行うためのフレキソ印刷用インキ組成物を提供することである。 The objective of the present invention is to provide a flexographic printing ink composition that can be used for reverse printing on resin film substrates by using an aqueous flexographic printing ink composition as the printing ink composition for reverse printing on films.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、下記の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物を発明した。
1.顔料、水性ウレタン樹脂エマルジョン、界面活性剤、水溶性有機溶剤、水を含有し、
HLB値3.0~8.0のアセチレン系界面活性剤をインキ組成物中に0.1~3.0質量%含有し、
水溶性有機溶剤として、沸点60~200℃の水溶性有機溶剤をインキ組成物中に0.1~20質量%含有する
裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物。
2.アルカリ可溶性水溶性樹脂を含有する1.に記載の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物。
3.アルカリ可溶性水溶性樹脂が、アクリル系樹脂である2.に記載の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物。
4.さらに、カルボジイミド系硬化剤及び/又はアジリジン系硬化剤を含有する1.~3.のいずれかに記載の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物。
As a result of extensive research into solving the above problems, the present inventors have invented the following aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing films.
1. Contains pigment, aqueous urethane resin emulsion, surfactant, water-soluble organic solvent, and water.
The ink composition contains 0.1 to 3.0 mass% of an acetylene surfactant having an HLB value of 3.0 to 8.0,
An aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing films, comprising a water-soluble organic solvent having a boiling point of 60 to 200°C in an amount of 0.1 to 20 mass% in the ink composition.
2. The water-based flexographic printing ink composition for reverse printing film according to 1., which contains an alkali-soluble water-soluble resin.
3. The water-based flexographic printing ink composition for reverse printing films according to 2., wherein the alkali-soluble water-soluble resin is an acrylic resin.
4. The aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing films according to any one of 1. to 3., further comprising a carbodiimide-based curing agent and/or an aziridine-based curing agent.
本発明の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物は、特定の樹脂と特定の界面活性剤を組み合わせることにより、優れた樹脂フィルムへの密着性、耐ブロッキング性、レベリング性、トラッピング性、耐ボイル性をバランス良く発揮することができる。 By combining a specific resin and a specific surfactant, the aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing films of the present invention is able to exhibit a good balance of excellent adhesion to resin films, blocking resistance, leveling, trapping, and boiling resistance.
以下、本発明の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物についてより詳しく説明する。
<顔料>
本発明では、印刷インキにおいて一般的に用いられている各種無機顔料及び/又は有機顔料等を使用できる。
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、黒鉛等の有色顔料、シリカ、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、タルク等の体質顔料を挙げることができる。
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。
上記顔料の含有量としては、本発明の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物中に0.5~50.0質量%が好ましい。裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物中の顔料の含有量が上記の範囲より少ないと、インキ組成物としての着色力が低下し、上記の範囲より多いと、インキ組成物の粘度が高くなり、印刷物が汚れやすくなる。
The aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing film of the present invention will be described in more detail below.
<Pigments>
In the present invention, various inorganic pigments and/or organic pigments that are generally used in printing inks can be used.
Examples of inorganic pigments include colored pigments such as titanium oxide, red iron oxide, antimony red, cadmium yellow, cobalt blue, Prussian blue, ultramarine, carbon black, and graphite, and extender pigments such as silica, calcium carbonate, kaolin, clay, barium sulfate, aluminum hydroxide, and talc.
Examples of organic pigments include soluble azo pigments, insoluble azo pigments, azo lake pigments, condensed azo pigments, copper phthalocyanine pigments, and condensed polycyclic pigments.
The content of the pigment in the aqueous flexographic printing ink composition for reverse-printed films of the present invention is preferably 0.5 to 50.0% by mass. If the content of the pigment in the aqueous flexographic printing ink composition for reverse-printed films is less than the above range, the coloring strength of the ink composition will decrease, and if it is more than the above range, the viscosity of the ink composition will increase, making the printed matter more susceptible to smearing.
<バインダー樹脂>
バインダー樹脂としては、水性ウレタン樹脂エマルジョンが使用できる。
<Binder resin>
As the binder resin, an aqueous urethane resin emulsion can be used.
<水性ウレタン樹脂エマルジョン>
水性ウレタン樹脂エマルジョンとしては、酸価が10~100mgKOH/gのものが好ましい。なお、エマルジョンとしてハイドロゾルを包含する。
水性ウレタン樹脂エマルジョンとしては、有機ジイソシアネート化合物と高分子ジオール化合物を反応させて、ウレタンプレポリマーを合成した後、鎖伸長剤、反応停止剤を反応させて得られるものであって、乳化剤の存在下で水中に分散させる方法、あるいは分子内に遊離のカルボキシル基を導入し、塩基性化合物および必要に応じて乳化剤の存在下で水中に分散させる方法により得られる酸基含有ウレタン樹脂エマルジョンである。これらの中でも、分子内に遊離のカルボキシル基を導入し、塩基性化合物の存在下で水中に分散させる方法により得られる酸基含有ウレタン樹脂エマルジョンが好ましい。
<Water-based urethane resin emulsion>
The aqueous urethane resin emulsion preferably has an acid value of 10 to 100 mgKOH/g. The emulsion also includes hydrosols.
The aqueous urethane resin emulsion is obtained by reacting an organic diisocyanate compound with a polymeric diol compound to synthesize a urethane prepolymer, followed by reaction with a chain extender and a reaction terminator, and is an acid group-containing urethane resin emulsion obtained by a method of dispersing in water in the presence of an emulsifier, or by a method of introducing a free carboxyl group into the molecule and dispersing in water in the presence of a basic compound and, if necessary, an emulsifier. Among these, the acid group-containing urethane resin emulsion obtained by a method of introducing a free carboxyl group into the molecule and dispersing in water in the presence of a basic compound is preferred.
有機ジイソシアネート化合物としては、ヘキサ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等の脂肪族ジイソシアネート化合物、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4-シクロヘキシルメタ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、キシリレンジイソシアネート、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、トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタ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を挙げる事ができる。その中でも、各種フィルムに対する接着性や水性印刷インキの再溶解性を良好にするという点から、脂環族または芳香脂肪族ジイソシアネート化合物が好ましい。 Examples of organic diisocyanate compounds include aliphatic diisocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate; alicyclic diisocyanate compounds such as isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate and 4,4-cyclohexylmethane diisocyanate; araliphatic diisocyanate compounds such as xylylene diisocyanate and tetramethylxylylene diisocyanate; and aromatic diisocyanate compounds such as toluylene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate. Among these, alicyclic or araliphatic diisocyanate compounds are preferred because they improve adhesion to various films and resolubility in aqueous printing inks.
高分子ジオール化合物としては、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等の直鎖状グリコール類、1,2-プロパンジオール、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、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール等の分岐グリコール類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のエーテル系ジオール類等の低分子量ジオール成分と、アジピン酸、フタル酸などの二塩基酸成分との重縮合、あるいは、ラクトン類などの環状エステル化合物の開環反応によって得られるポリエステルジオール類、また、酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフラン等を単独重合もしくは共重合して得られるポリエーテルジオール類、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の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、更には、アルキレンカーボネート、ジアリルカーボネート、ジアルキルカーボネート等のカーボネート成分あるいはホスゲンと、前記低分子量ジオール成分とを反応させて得られるポリカーボネートジオール類、ポリブタジエングリコール類等が挙げられる。 Polymer diol compounds include polyester diols obtained by polycondensation of low-molecular-weight diol components, such as linear glycols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol, branched glycols such as 1,2-propanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, and ether-based diols such as diethylene glycol and triethylene glycol, with dibasic acid components such as adipic acid and phthalic acid, or by the ring-opening reaction of cyclic ester compounds such as lactones, as well as oxidized Examples of suitable diols include polyether diols obtained by homopolymerizing or copolymerizing ethylene, propylene oxide, tetrahydrofuran, etc.; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; polyether diol compounds such as alkylene oxide adducts of bisphenol A with ethylene oxide, propylene oxide, etc.; and polycarbonate diols and polybutadiene glycols obtained by reacting carbonate components such as alkylene carbonate, diallyl carbonate, and dialkyl carbonate, or phosgene with the above-mentioned low-molecular-weight diol components.
また、ポリウレタン樹脂を塩基性化合物の存在下で水性化するための、遊離のカルボキシル基を有する高分子ジオール化合物としては、前記高分子ジオール成分と無水ピロメリット酸などの四塩基酸無水物を反応させるか、あるいは、ジメチロールプロピオン酸やジメチロールブタン酸等を開始剤として、ラクトン類を開環重合して得られる高分子ジオール化合物を使用する事ができる。
これらの高分子ジオール化合物の数平均分子量としては、500~4,000のものが好適に使用できる。
プラスチックフィルムとの接着性やラミネート適性等の面から、高分子ジオール化合物としては、ポリエステルジオール類、ポリカーボネートジオール類が好適に使用でき、さらにボイル・レトルト適性の面からは、ポリエステルジオール類が好適に使用できる。
さらに、カルボン酸基含有ポリウレタン樹脂を得る目的で、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボン酸基を有するポリオール化合物を共重合成分としたり、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。
Furthermore, as a polymeric diol compound having a free carboxyl group for making a polyurethane resin aqueous in the presence of a basic compound, a polymeric diol compound obtained by reacting the polymeric diol component with a tetrabasic acid anhydride such as pyromellitic anhydride, or by ring-opening polymerization of lactones using dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, or the like as an initiator, can be used.
The number average molecular weight of these polymeric diol compounds is preferably 500 to 4,000.
In terms of adhesion to plastic films and suitability for lamination, polyester diols and polycarbonate diols are preferably used as the polymeric diol compound, and polyester diols are more preferably used in terms of suitability for boiling and retorting.
Furthermore, for the purpose of obtaining a carboxylic acid group-containing polyurethane resin, a polyol compound having a carboxylic acid group, such as dimethylolpropionic acid or dimethylolbutanoic acid, can be used as a copolymerization component, or alkanediols, such as 1,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, or 3-methyl-1,5-pentanediol, or low-molecular-weight diol compounds, such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, or 1,3-butanediol, can be used alone or in combination of two or more types.
次に、ウレタンプレポリマーの鎖伸長に用いる鎖伸長剤について説明する。
鎖伸長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、ヒドラジン、エチレンジアミン、1,4-ブタンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、イソホロンジアミン等の脂肪族および脂環族ジアミン類、N-メチルジアミノエチルアミン、N-エチルジアミノエチルアミン等のN-アルキルジアミノアルキルアミン化合物の単独または混合物を挙げることができ、さらにこれらと併用できる鎖伸長剤としては、グリセリン、1,2,3-トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の脂肪族ポリオール類、1,3,5-シクロヘキサントリオール等の脂環族ポリオール類、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等の脂肪族ポリアミン類を挙げることもできる。
Next, the chain extender used for extending the chain of the urethane prepolymer will be described.
Examples of the chain extender include glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; aliphatic and alicyclic diamines such as hydrazine, ethylenediamine, 1,4-butanediamine, aminoethylethanolamine and isophoronediamine; and N-alkyldiaminoalkylamine compounds such as N-methyldiaminoethylamine and N-ethyldiaminoethylamine, either alone or in mixtures. Further, examples of chain extenders that can be used in combination with these include aliphatic polyols such as glycerin, 1,2,3-trimethylolpropane and pentaerythritol; alicyclic polyols such as 1,3,5-cyclohexanetriol; and aliphatic polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine and tetraethylenepentamine.
ポリウレタン樹脂を塩基性化合物の存在下で水性化するための、遊離のカルボキシル基を有する鎖伸長剤としては、次の一般式(1): A chain extender having a free carboxyl group for making a polyurethane resin water-based in the presence of a basic compound is represented by the following general formula (1):
(式中、R1は、水素原子、あるいは1~8個の炭素原子を有する直鎖状または側鎖を有するアルキル基を表す)で示される化合物、あるいはコハク酸、アジピン酸等と低級ポリオールとを反応させて得られる脂肪族カルボン酸含有ポリオール類、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸またはその無水物とポリオールとを反応させて得られる芳香族カルボン酸含有ポリオール類を挙げる事ができる。 (wherein R 1 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), or aliphatic carboxylic acid-containing polyols obtained by reacting succinic acid, adipic acid, or the like with a lower polyol, or aromatic carboxylic acid-containing polyols obtained by reacting phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, or anhydride thereof with a polyol.
さらに、プラスチックフィルムに対するより高い接着性と優れたラミネート強度を印刷インキに付与させることを目的として、分子内にヒドラジン残基を有する鎖伸長剤が使用でき、具体的には例えば次の一般式(2): Furthermore, to impart higher adhesion to plastic films and excellent lamination strength to printing inks, chain extenders containing hydrazine residues in the molecule can be used, specifically, for example, those represented by the following general formula (2):
(式中、R2は2~15個の炭素原子を有するアルキレン基、6~15個の炭素原子を有する2価の脂環族あるいは芳香族基、3~5個の窒素原子を有するポリエチレンポリアミンの一級アミノ基を除いた残基、R3は水素原子またはメチル基を表す)で示されるポリアミノヒドラジドをあげることができる。
上記一般式(2)の鎖伸長剤は、従来公知の方法(特公平3-8649公報)に従って、まず、ポリアミンと(メタ)アクリル酸誘導体のマイケル付加化合物を得た後、ヒドラジンと(メタ)アクリル酸エステル部のエステル交換により得る事ができる。
一般式(2)で表される分子構造の鎖伸長剤は、鎖伸長後もヒドラジン残基がポリウレタン樹脂内に残り、フィルム表面などと架橋することにより良好な接着性を得ることができるものである。
(wherein R2 represents an alkylene group having 2 to 15 carbon atoms, a divalent alicyclic or aromatic group having 6 to 15 carbon atoms, or a residue of a polyethylene polyamine having 3 to 5 nitrogen atoms excluding the primary amino group; and R3 represents a hydrogen atom or a methyl group).
The chain extender of the general formula (2) can be obtained by a conventional method (JP-B 3-8649), which involves first obtaining a Michael addition compound of a polyamine and a (meth)acrylic acid derivative, and then transesterifying the (meth)acrylic acid ester moiety with hydrazine.
The chain extender having the molecular structure represented by general formula (2) has hydrazine residues remaining in the polyurethane resin even after chain extension, and can provide good adhesiveness by crosslinking with the film surface or the like.
ここで、ポリアミノヒドラジドの合成に使用できるポリアミンとしては、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン等、2~15個の炭素原子を有する脂肪族ジアミン、ジアミノベンゼン、4,4’-ジアミノビシクロメタン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、イソホロンジアミン等、6~15個の炭素原子を有する脂環族あるいは芳香族ジアミン、更にジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の3~5個の窒素原子を有するポリエチレンポリアミンを挙げる事ができる。 Here, examples of polyamines that can be used in the synthesis of polyaminohydrazide include aliphatic diamines having 2 to 15 carbon atoms, such as ethylenediamine, butylenediamine, and trimethylhexamethylenediamine; alicyclic or aromatic diamines having 6 to 15 carbon atoms, such as diaminobenzene, 4,4'-diaminobicyclomethane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, and isophoronediamine; and polyethylene polyamines having 3 to 5 nitrogen atoms, such as diethylenetriamine and triethylenetetramine.
(メタ)アクリル酸誘導体としては、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル、ヒドロキシアルキルエステル、アミノアルキルエステルなどを挙げる事ができ、その中でも反応性の面からアクリル酸誘導体が好ましい。 (Meth)acrylic acid derivatives include alkyl esters, hydroxyalkyl esters, and aminoalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, with acrylic acid derivatives being preferred from the standpoint of reactivity.
次に、反応停止剤について説明する。
反応停止剤とは、ウレタンプレポリマーを鎖伸長剤で鎖伸長した後、未反応のイソシアネート基と反応させて、反応性を消失させるために使用されるものである。
通常利用される反応停止剤としては、n-プロピルアミン、n-ブチルアミン等のN,N-ジ-n-ブチルアミン等のアルキルアミン、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、メタノール、エタノール等のモノアルコール、トリメチレンジアミン、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、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラトリアミン等のポリアミン類、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等の両末端が1級アミノ基であるポリアミン化合物を挙げる事ができる。
Next, the reaction terminator will be described.
The reaction terminator is used to react with unreacted isocyanate groups after the urethane prepolymer has been chain-extended with a chain extender, thereby eliminating reactivity.
Examples of reaction terminators that are commonly used include alkylamines such as n-propylamine, n-butylamine, and N,N-di-n-butylamine; alkanolamines such as monoethanolamine and diethanolamine; monoalcohols such as methanol and ethanol; aliphatic diamines such as trimethylenediamine and hexamethylenediamine; alicyclic diamines such as isophoronediamine and 4,4'-dicyclohexylmethanediamine; polyamines such as diethylenetriamine and triethylenetetratriamine; aromatic diamines such as toluylenediamine; aromatic aliphatic diamines such as xylenediamine; and polyamine compounds having primary amino groups at both ends, such as diamines having hydroxyl groups, such as N-(2-hydroxyethyl)ethylenediamine, N-(2-hydroxyethyl)propylenediamine, and N,N'-di(2-hydroxyethyl)ethylenediamine.
さらに、ポリウレタン分子内にヒドラジン残基を導入するために使用される反応停止剤としては、イソシアネート基と反応するための官能基とヒドラジン残基を有する化合物であり、前記ポリアミノヒドラジドが好適に使用できる他、ヒドラジン、次の一般式(3): Furthermore, the reaction terminator used to introduce hydrazine residues into polyurethane molecules is a compound having a functional group for reacting with an isocyanate group and a hydrazine residue. The aforementioned polyaminohydrazide is suitable for use, as well as hydrazine and compounds represented by the following general formula (3):
(式中、Xは1~8個の炭素原子を有するアルキレン基、あるいは1~10個の炭素原子を有する飽和または不飽和二塩基酸の残基を表す)で示される、アルキレンジヒドラジンまたは飽和脂肪族二塩基酸、不飽和二塩基酸のジヒドラジド化合物等も使用できる。 Alkylene dihydrazines or dihydrazide compounds of saturated aliphatic dibasic acids or unsaturated dibasic acids, represented by the formula (where X represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms or a residue of a saturated or unsaturated dibasic acid having 1 to 10 carbon atoms), can also be used.
ここでアルキレンジヒドラジンとして、具体的にはメチレンジヒドラジン、エチレンジヒドラジン、ブチレンジヒドラジン等を挙げる事ができる。また、飽和脂肪族二塩基酸のジヒドラジド化合物として、具体的にはシュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等を挙げる事ができ、更に不飽和二塩基酸のジヒドラジド化合物として、具体的にはフタル酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド等を挙げる事ができる。 Specific examples of alkylene dihydrazines include methylene dihydrazine, ethylene dihydrazine, and butylene dihydrazine. Specific examples of dihydrazide compounds of saturated aliphatic dibasic acids include oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, and sebacic acid dihydrazide. Specific examples of dihydrazide compounds of unsaturated dibasic acids include phthalic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, and itaconic acid dihydrazide.
以上の有機ジイソシアネート化合物、高分子ジオール化合物、鎖伸長剤および反応停止剤を用いて、ポリウレタン樹脂を製造する方法を以下に説明する。 A method for producing a polyurethane resin using the above organic diisocyanate compound, polymeric diol compound, chain extender, and reaction terminator is described below.
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、1.2:1~3.0:1、より好ましくは1.3:1~2.0:1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とき等は、他の硬質の樹脂と併用することが好ましい場合がある。
そして、有機ジイソシアネート化合物と高分子ジオール化合物を、上記のモル比率で混合した後、両者の反応性に応じて、溶媒や触媒の使用の要否や種類、反応温度等を決定し、既知の方法で反応させて、ウレタンプレポリマーを合成する。次いで、鎖伸長剤、反応停止剤を順次反応させて製造を完結する。
なお、鎖伸長剤および反応停止剤として同一化合物を使用する方法、および、鎖伸長剤と反応停止剤を同時に添加する方法でも差し支えない。
これらのウレタンプレポリマーからポリウレタン樹脂を製造する方法は、ポリウレタン樹脂の各々の分子がほぼ均一な構造を有する他、分子量のばらつきが少なく好適である。
The ratio of the organic diisocyanate compound to the polymeric diol compound used is such that the equivalent ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups (isocyanate index) is usually in the range of 1.2:1 to 3.0:1, more preferably 1.3:1 to 2.0:1. If the isocyanate index is less than 1.2, the polyurethane resin tends to be flexible, and in cases where the blocking resistance or the like is low when the ink is printed, it may be preferable to use it in combination with another hard resin.
The organic diisocyanate compound and the polymeric diol compound are mixed in the above molar ratio, and then the necessity and type of solvent and catalyst, the reaction temperature, etc. are determined depending on the reactivity of the two compounds, and the compounds are reacted by a known method to synthesize a urethane prepolymer. Next, a chain extender and a reaction terminator are added in sequence to complete the production.
It is also possible to use the same compound as the chain extender and the reaction terminator, or to add the chain extender and the reaction terminator simultaneously.
The method of producing a polyurethane resin from these urethane prepolymers is preferable because each molecule of the polyurethane resin has a substantially uniform structure and there is little variation in molecular weight.
以上の材料と製造方法より得られるポリウレタン樹脂の中で、本発明中のポリウレタン樹脂としては、数平均分子量が、5,000~200,000、好ましくは70,000~100,000のものである。数平均分子量が前記範囲未満では、樹脂皮膜は弾性に乏しく、脆弱なものとなり、一方数平均分子量が前記範囲を超えると、塩基性化合物の存在下で水中に溶解させた水性ポリウレタン樹脂では粘度が高くなり、また、乳化剤および/または塩基性化合物の存在下で水中に分散させた水性ポリウレタン樹脂では分散性が低下する。 Among the polyurethane resins obtained using the above materials and production methods, the polyurethane resin of the present invention is one having a number-average molecular weight of 5,000 to 200,000, preferably 70,000 to 100,000. If the number-average molecular weight is below this range, the resin film will lack elasticity and be brittle. On the other hand, if the number-average molecular weight exceeds this range, the viscosity of an aqueous polyurethane resin dissolved in water in the presence of a basic compound will increase, and the dispersibility of an aqueous polyurethane resin dispersed in water in the presence of an emulsifier and/or a basic compound will decrease.
次に、本発明のポリウレタン樹脂を水性ワニス化する方法について説明する。まず、主として、分子内に遊離のカルボキシル基を有しないポリウレタン樹脂を水性ワニス化する方法としては、乳化剤の存在下で水中にポリウレタン樹脂を分散させる方法を用いる。 Next, we will explain how to convert the polyurethane resin of the present invention into an aqueous varnish. First, the method for converting polyurethane resins that do not have free carboxyl groups in their molecules into an aqueous varnish mainly involves dispersing the polyurethane resin in water in the presence of an emulsifier.
この方法としては、以下の二つの方法が利用できる。
a.有機ジイソシアネート化合物と高分子ジオール化合物を反応させて得られたウレタンプレポリマーを、乳化剤存在下で水中に分散させた後、鎖伸長剤で鎖伸長し、反応停止剤で反応停止する方法。
b.該ウレタンプレポリマーを酢酸メチルなどの水混和性溶剤に溶解させて、鎖伸長剤で鎖伸長し、反応停止剤で反応停止した後、乳化剤を含有した水と混合し、溶剤を留去する方法。
これらの方法で使用する乳化剤としては、例えば高級アルコール硫酸エステル塩類、アルキルベンゼンスルホン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩類などの陰イオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ソルビタン誘導体等の非イオン系界面活性剤を挙げる事ができ、単独または混合して使用できる。
To achieve this, the following two methods can be used:
A method in which a urethane prepolymer obtained by reacting an organic diisocyanate compound with a polymeric diol compound is dispersed in water in the presence of an emulsifier, and then the chains are extended with a chain extender and the reaction is terminated with a reaction terminator.
(b) A method in which the urethane prepolymer is dissolved in a water-miscible solvent such as methyl acetate, the chains are extended with a chain extender, the reaction is stopped with a reaction terminator, the mixture is mixed with water containing an emulsifier, and the solvent is distilled off.
Examples of emulsifiers used in these methods include anionic surfactants such as higher alcohol sulfate salts, alkylbenzene sulfonates, and polyoxyethylene alkyl sulfate salts, and nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, and sorbitan derivatives, and these can be used alone or in combination.
一方、ポリウレタン分子内に遊離のカルボキシル基を導入し、揮発性塩基性化合物および必要に応じて乳化剤の存在下で水中に分散させる方法としては、前記遊離のカルボキシル基を有する高分子ジオール化合物および/または鎖伸長剤を用いて、鎖伸長段階で水中に溶解または分散させた後、反応停止する方法が利用できる。ここで、遊離のカルボキシル基を有する高分子ジオール化合物および鎖伸長剤のトータルの使用量は、当該ポリウレタン樹脂の酸価を5~100、より好ましくは10~60とする範囲である。 On the other hand, a method for introducing free carboxyl groups into polyurethane molecules and dispersing them in water in the presence of a volatile basic compound and, if necessary, an emulsifier, is to use a polymeric diol compound having free carboxyl groups and/or a chain extender, dissolving or dispersing the molecules in water at the chain extension stage, and then terminating the reaction. Here, the total amount of polymeric diol compound having free carboxyl groups and chain extender used is in a range that results in an acid value of the polyurethane resin of 5 to 100, more preferably 10 to 60.
酸価が前記範囲より低い場合には、得られるポリウレタン樹脂が水系で安定な自己乳化状態を維持するのが困難となり、一方酸価が前記範囲を超えると、得られる樹脂皮膜が硬くなり過ぎて、良好な皮膜物性を有する印刷インキが得られなくなる。 If the acid value is lower than the above range, it will be difficult for the resulting polyurethane resin to maintain a stable self-emulsified state in an aqueous system. On the other hand, if the acid value exceeds the above range, the resulting resin film will be too hard, making it impossible to obtain a printing ink with good film properties.
(塩基性化合物)
本発明において使用する上記のポリウレタン分子内に遊離のカルボキシル基を導入したウレタン樹脂は、そのカルボキシル基の一部又は全部が塩基性化合物により中和される。
その塩基性化合物としては、揮発性の塩基性化合物が好ましい。揮発性の塩基性化合物としては、アンモニア、トリエチルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、モノエタノールアミン等の有機アミンが例示でき、中でもアンモニアが好ましい。乾燥性に関する性能が低下しない範囲で、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ化合物、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミン、ジアザビシクロオクテン等の不揮発性アミン化合物も併用することが可能である。
(Basic Compound)
In the urethane resin used in the present invention, in which free carboxyl groups have been introduced into the polyurethane molecule, some or all of the carboxyl groups are neutralized with a basic compound.
The basic compound is preferably a volatile basic compound. Examples of the volatile basic compound include organic amines such as ammonia, triethylamine, N,N-dimethylethanolamine, and monoethanolamine, with ammonia being preferred. Inorganic alkali compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and non-volatile amine compounds such as triethylenediamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylenetriamine, and diazabicyclooctene can also be used in combination, as long as the drying performance is not impaired.
以上の方法から得られる水性ウレタン樹脂エマルジョンの中でも、一般に高い乾燥性、耐水性が要求される場合は、揮発性塩基性化合物の存在下で水中に分散させた水性ポリウレタン樹脂エマルジョンが有利であり、それに対して、顔料分散性、印刷再現性が要求される場合は、乳化剤の存在下で水中に分散させた水性ポリウレタン樹脂エマルジョンの使用が有利であり、この場合、さらに顔料分散用樹脂または顔料分散剤を併用することがより望ましい。 Of the aqueous urethane resin emulsions obtained by the above methods, aqueous polyurethane resin emulsions dispersed in water in the presence of a volatile basic compound are generally advantageous when high drying speed and water resistance are required. On the other hand, when pigment dispersibility and print reproducibility are required, it is advantageous to use aqueous polyurethane resin emulsions dispersed in water in the presence of an emulsifier, and in this case it is more desirable to use a pigment dispersing resin or pigment dispersant in combination.
本発明の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物中に、水性ポリウレタン樹脂エマルジョンの固形分量として5~25重量% することが好ましい。ポリウレタン樹脂固形分が前記の範囲より少なくなると、ポリエステルやナイロンフィルムに対する接着性、ラミネート強度が低下し、一方前記範囲より多くなるとポリオレフィン系フィルムに対する接着性やダイレクトラミネート適性が低下して好ましくない。 The aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing films of the present invention preferably contains 5 to 25% by weight of aqueous polyurethane resin emulsion solids. If the polyurethane resin solids content is less than this range, adhesion to polyester and nylon films and lamination strength will decrease. On the other hand, if the polyurethane resin solids content is greater than this range, adhesion to polyolefin films and suitability for direct lamination will decrease, which is undesirable.
<アルカリ可溶性水溶性樹脂>
本発明にて使用され得るアルカリ可溶性樹脂(アルカリ可溶性水溶性樹脂)は、酸基の一部又は全部が塩基性化合物により中和されてなるアルカリ可溶性樹脂である。
このようなアルカリ可溶性樹脂を構成する単量体成分は、カルボキシル基を有する単量体、顔料との吸着性を向上させるための疎水性基を含有する単量体、及び重合可能な他の単量体からなる。
<Alkali-soluble water-soluble resin>
The alkali-soluble resin (alkali-soluble, water-soluble resin) that can be used in the present invention is an alkali-soluble resin in which part or all of the acid groups have been neutralized with a basic compound.
The monomer components constituting such an alkali-soluble resin include a monomer having a carboxyl group, a monomer containing a hydrophobic group for improving the adsorption to the pigment, and another polymerizable monomer.
カルボキシル基を有する単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2-カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、シトラコン酸、無水シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル等を使用できる。 Examples of monomers having a carboxyl group that can be used include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate, 2-carboxypropyl (meth)acrylate, maleic anhydride, maleic acid monoalkyl ester, citraconic acid, citraconic anhydride, and citraconic acid monoalkyl ester.
顔料との吸着性を向上させるための疎水性基を含有する単量体としては、好ましくは、炭素数6~20の長鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレート、なかでも、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシステアリル(メタ)アクリレート等がより好ましく、さらに、スチレン系単量体として、スチレン、α-スチレン、ビニルトルエン等を使用できる。 Monomers containing hydrophobic groups to improve pigment adsorption are preferably (meth)acrylates with long-chain alkyl groups containing 6 to 20 carbon atoms, with 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, and 2-hydroxystearyl (meth)acrylate being more preferred. Furthermore, styrene-based monomers such as styrene, α-styrene, and vinyltoluene can also be used.
重合可能な他の単量体としては、アルカリ可溶性樹脂の性質を損なわない範囲にて使用できる単量体であり、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシルなどの(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等を使用できる。
なかでも、スチレンアクリル樹脂、アクリル樹脂、アクリル・マレイン酸共重合体等のアクリル系樹脂が好ましい。
The other polymerizable monomer is a monomer that can be used within a range that does not impair the properties of the alkali-soluble resin, and examples of such monomers that can be used include (meth)acrylic acids such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and hexyl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, acrylamide, N-methylolacrylamide, cyclohexyl (meth)acrylate, and benzyl (meth)acrylate.
Among these, acrylic resins such as styrene-acrylic resin, acrylic resin, and acrylic-maleic acid copolymer are preferred.
前記アルカリ可溶性樹脂の酸価としては40~300mgKOH/gが好ましく、より好ましくは70~250mgKOH/gである。アルカリ可溶性樹脂の酸価が40mgKOH/gより低いと、得られるアルカリ可溶性樹脂の水性分散液の分散安定性が低下する場合があり、一方300mgKOH/gより大きいと、親水性が高くなり過ぎるため、貯蔵安定性、耐水性が低下する場合がある。
前記アルカリ可溶性樹脂の分子量としては、通常重量平均分子量が3,000~200,000であるのが好ましく、より好ましくは10,000~50,000である。アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量が3,000未満の場合には顔料の分散安定性や得られる印刷物の耐擦過性が低下する傾向にあり、一方200,000を超えると、粘度が高くなるため好ましくない。
裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物中に、アルカリ可溶性樹脂の配合量は固形分で、好ましくは0.5~5.0質量%、さらに好ましくは1.0~3.0質量%である。
The acid value of the alkali-soluble resin is preferably 40 to 300 mgKOH/g, more preferably 70 to 250 mgKOH/g. If the acid value of the alkali-soluble resin is lower than 40 mgKOH/g, the dispersion stability of the resulting aqueous dispersion of the alkali-soluble resin may decrease, while if it is higher than 300 mgKOH/g, the hydrophilicity may become too high, resulting in decreased storage stability and water resistance.
The molecular weight of the alkali-soluble resin is preferably 3,000 to 200,000, and more preferably 10,000 to 50,000. If the weight-average molecular weight of the alkali-soluble resin is less than 3,000, the dispersion stability of the pigment and the abrasion resistance of the resulting printed matter tend to decrease, while if it exceeds 200,000, the viscosity increases, which is undesirable.
The amount of the alkali-soluble resin blended in the aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing film is preferably 0.5 to 5.0 mass %, more preferably 1.0 to 3.0 mass %, in terms of solid content.
なお、酸価は、アルカリ可溶性樹脂を合成するために用いる単量体の組成に基づいて、アルカリ可溶性樹脂1gを中和するのに理論上要する水酸化カリウムのmg数を算術的に求めた理論酸価である。
重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によって測定することができる。一例として、GPC装置としてWater2690(ウォーターズ社製)、カラムとしてPLgel5μmMIXED-D(Agilent Technologies社製)を使用してクロマトグラフィーを行い、ポリスチレン換算の重量平均分子量として求めることができる。
The acid value is a theoretical acid value calculated arithmetically from the number of milligrams of potassium hydroxide theoretically required to neutralize 1 g of alkali-soluble resin based on the composition of the monomers used to synthesize the alkali-soluble resin.
The weight-average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC). For example, chromatography is performed using a Water 2690 (manufactured by Waters Corporation) as a GPC device and a PLgel 5 μm MIXED-D (manufactured by Agilent Technologies) as a column, and the weight-average molecular weight can be determined as a polystyrene equivalent.
(塩基性化合物)
本発明において使用するアルカリ可溶性樹脂を中和する塩基性化合物としては、従来公知のものが使用できる。
その塩基性化合物としては、揮発性の塩基性化合物が好ましい。揮発性の塩基性化合物としては、アンモニア、トリエチルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、モノエタノールアミン等の有機アミンが例示でき、中でもアンモニアが好ましい。乾燥性に関する性能が低下しない範囲で、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ化合物、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミン、ジアザビシクロオクテン等の不揮発性アミン化合物も併用することが可能である。
(Basic Compound)
As the basic compound for neutralizing the alkali-soluble resin used in the present invention, any of the conventionally known compounds can be used.
The basic compound is preferably a volatile basic compound. Examples of the volatile basic compound include organic amines such as ammonia, triethylamine, N,N-dimethylethanolamine, and monoethanolamine, with ammonia being preferred. Inorganic alkali compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and non-volatile amine compounds such as triethylenediamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylenetriamine, and diazabicyclooctene can also be used in combination, as long as the drying performance is not impaired.
<HLB値3~8のアセチレン系界面活性剤>
耐ブロッキング性、レベリング性等を共に向上させる点から、HLB値3.0~8.0のアセチレン系界面活性剤を含有させることが必要である。このような界面活性剤としては、下記式(4)にて示される化合物を基礎とするサーフィノール104E、104H、104A、104PA、104PG-50、104S、SE、SE-F465、485等を挙げることができる。
<Acetylene-based surfactants with HLB values of 3 to 8>
In order to improve both blocking resistance and leveling properties, it is necessary to contain an acetylene surfactant having an HLB value of 3.0 to 8.0. Examples of such surfactants include Surfynol 104E, 104H, 104A, 104PA, 104PG-50, 104S, SE, SE-F465, and 485, which are based on the compound represented by the following formula (4):
裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物中のHLB値3.0~8.0のアセチレン系界面活性剤の含有量としては0.1~5.0質量%であり、なかでも0.1~3.0質量%が好ましく、0.1~1.5質量%がより好ましい。
このようなHLB値3~8のアセチレン系界面活性剤を所定量配合することにより、耐ブロッキング性、レベリング性及びトラッピング性をバランス良く発揮できる。
<その他の界面活性剤>
上記のHLB値3.0~8.0のアセチレン系界面活性剤による効果を阻害しない範囲で、その他の界面活性剤を添加することができる。その他の界面活性剤としては、HLB値が3.0未満または8.0を超えるサーフィノール465、485等のアセチレングリコール系界面活性剤及びその誘導体、BYK-381、3441、302、307、325、331、333、342、345、346、347、348、349、378、3455(ビックケミー・ジャパン(株)製)等のシリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等が例示できる。
The content of the acetylene surfactant having an HLB value of 3.0 to 8.0 in the aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing film is 0.1 to 5.0 mass%, preferably 0.1 to 3.0 mass%, and more preferably 0.1 to 1.5 mass%.
By blending a predetermined amount of such an acetylene surfactant having an HLB value of 3 to 8, blocking resistance, leveling properties and trapping properties can be exhibited in a good balance.
<Other surfactants>
Other surfactants can be added within a range that does not inhibit the effects of the acetylene-based surfactants having an HLB value of 3.0 to 8.0. Examples of other surfactants include acetylene glycol-based surfactants and derivatives thereof, such as Surfynol 465 and 485, each having an HLB value of less than 3.0 or more than 8.0, silicon-based surfactants such as BYK-381, 3441, 302, 307, 325, 331, 333, 342, 345, 346, 347, 348, 349, 378, and 3455 (manufactured by BYK Japan KK), and fluorine-based surfactants.
<沸点60~200℃の水溶性有機溶剤>
水性溶媒としては水と共に使用される水溶性有機溶剤として、例えば、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、ケトン類、エーテル類、エステル類、窒素含有化合物類等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記モノアルコール類としては、メタノール(65℃)、エタノール(78℃)、n-プロパノール(97℃)、n-ブタノール(118℃)、n-ペンタノール(138℃)、n-ヘキサノール(157℃)、n-ヘプタノール(176℃)、n-オクタノール(195℃)、またはこれらの異性体、シクロペンタノール(139℃)、シクロヘキサノール(161℃)等が挙げられ、好ましくはアルキル基の炭素数が1~6のアルコールを使用できる。
上記多価アルコール類としては、エチレングリコール(197℃)、プロピレングリコール(188℃)、等を使用できる。
上記多価アルコールの低級アルキルエーテル類としては、エチレングリコールモノメチルエーテル(125℃)、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(142℃)、エチレングリコールモノブチルエーテル(171℃)、エチレングリコールモノイソブチルエーテル(161℃)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(194℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(121℃)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(150℃)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(187℃)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(162℃)、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(176℃)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(189℃)等が挙げられる。なお、括弧内の数値は沸点を示したものである。
なかでも、エタノール、n-プロパノール、プロピレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルを採用することが好ましい。
上記水溶性有機溶剤の含有量は、裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物中0.1~20質量%、好ましくは1.0~10.0質量%、さらに好ましくは2.0~7.0質量%である。水溶性有機溶剤を含有しない場合はレベリング性が低下することになり、20質量%を超えるときには乾燥不良や耐ブロッキング性が低下する。
また沸点が200℃を超える水溶性有機溶剤を添加する場合には、乾燥不良や耐ブロッキング性が低下する可能性があり、沸点が60℃未満の水溶性有機溶剤を添加する場合には、レベリング性が低下する可能性がある。このような沸点の範囲の水溶性有機溶剤を上記の含有量の範囲として使用することにより、インキ組成物を非危険物として取り扱うことが可能になる。
<硬化剤>
さらに、本発明の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物には、耐ボイル性付与のために、カルボジイミド系硬化剤、アジリジン系硬化剤等の硬化剤を含有させることが好ましい。
カルボジイミド系硬化剤としては、カルボジライトV-02、V-02-L2、SV-02、V-04、V-10等の水溶性タイプ、カルボジライトE-02、E-03A、E-05等のエマルジョンタイプ(いずれも、日清紡ケミカル(株)製)が利用できる。
アジリジン系硬化剤としては、分子内に少なくとも2個以上のアジリジン基(アジリジニル基)を含有する化合物であれば特に限定されず、例えば、トリメチロールプロパン-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパン-トリス[3-(1-アジリジニル)ブチレート]、トリメチロールプロパン-トリス[3-(1-(2-メチル)アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパン-トリス[3-(1-アジリジニル)-2-メチルプロピオネート]、ペンタエリスリトール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、ペンタエリスリトール-テトラ[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、トリス(1-(2-メチル)アジリジニル)フォスフィンオキサイド、トリス-2,4,6-(1-アジリジニル)-1,3,5-トリアジン、エチレングリコール-ビス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、ポリエチレングリコール-ビス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、プロピレングリコール-ビス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、ポリプロピレングリコール-ビス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、テトラメチレングリコール-ビス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、ポリテトラメチレングリコール-ビス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、N,N’- テトラメチレンビスエチレン尿素、N,N’-ヘキサメチレンビスエチレン尿素、N,N’-フェニレンビスエチレン尿素、N,N’-トルイレンビスエチレン尿素、N,N’-ジフェニル-4,4’-ビスエチレン尿素、3,3’-ジメチルジフェニル-4,4’-ビスエチレン尿素、ジフェニルメタンP,P-ビスエチレン尿素、N,N’- ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、ビス[1-(2-エチル)アジリジニル]ベンゼン-1,3-カルボン酸アミド等が挙げられ、これらは単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、トリメチロールプロパン-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパン-トリス[3-(1-アジリジニル)ブチレート]、トリメチロールプロパン-トリス[3-(1-(2-メチル)アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパン-トリス[3-(1-アジリジニル)-2-メチルプロピオネート]、ペンタエリスリトール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、ペンタエリスリトール-テトラ[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]などのようなアジリジニル基を3個またはそれ以上有するポリアジリジンが好ましく使用される。また、多官能性アジリジン化合物として、アジリジニル基と反応可能な官能基を2個以上有するポリエステルおよびポリカーボネートから選ばれる少なくとも1種とアジリジニル基を2個以上有するアジリジン化合物とを反応させてなる、アジリジンプレポリマーを用いてもよい。更に、樹脂が水酸基を有する場合、イソシアネート架橋剤を併用することもできる。
これらの硬化剤を配合する際には、水性ウレタン樹脂エマルジョンの酸基の1当量に対して、0.1~1当量の範囲で使用することが好ましく、0.1~0.7当量がさらに好ましい。使用量が、0.1当量より少ないと塗膜強度が低下する傾向にあり、一方、1当量より多いとポットライフ(経時安定性)が低下する傾向にある。
<Water-soluble organic solvent with a boiling point of 60 to 200°C>
Examples of the aqueous solvent that can be used together with water include water-soluble organic solvents such as monoalcohols, polyhydric alcohols, lower alkyl ethers of polyhydric alcohols, ketones, ethers, esters, nitrogen-containing compounds, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the monoalcohols include methanol (65°C), ethanol (78°C), n-propanol (97°C), n-butanol (118°C), n-pentanol (138°C), n-hexanol (157°C), n-heptanol (176°C), n-octanol (195°C), or isomers thereof, cyclopentanol (139°C), cyclohexanol (161°C), etc., and preferably, alcohols having an alkyl group with 1 to 6 carbon atoms can be used.
As the polyhydric alcohol, ethylene glycol (197°C), propylene glycol (188°C), etc. can be used.
Examples of the lower alkyl ethers of the polyhydric alcohols include ethylene glycol monomethyl ether (125°C), ethylene glycol monoisopropyl ether (142°C), ethylene glycol monobutyl ether (171°C), ethylene glycol monoisobutyl ether (161°C), diethylene glycol monomethyl ether (194°C), propylene glycol monomethyl ether (121°C), propylene glycol monopropyl ether (150°C), dipropylene glycol monomethyl ether (187°C), diethylene glycol dimethyl ether (162°C), diethylene glycol methyl ethyl ether (176°C), diethylene glycol diethyl ether (189°C), etc. The numbers in parentheses indicate boiling points.
Of these, it is preferable to use ethanol, n-propanol, propylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, and propylene glycol monomethyl ether.
The content of the water-soluble organic solvent in the aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing films is 0.1 to 20% by mass, preferably 1.0 to 10.0% by mass, and more preferably 2.0 to 7.0% by mass. If the water-soluble organic solvent is not contained, the leveling ability will decrease, and if it exceeds 20% by mass, poor drying and reduced blocking resistance will occur.
Furthermore, when a water-soluble organic solvent with a boiling point exceeding 200° C. is added, there is a possibility that poor drying or reduced blocking resistance may occur, and when a water-soluble organic solvent with a boiling point of less than 60° C. is added, there is a possibility that leveling properties may decrease. By using a water-soluble organic solvent with a boiling point in this range within the above-mentioned content range, it becomes possible to handle the ink composition as a non-hazardous material.
<Curing agent>
Furthermore, the aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing film of the present invention preferably contains a curing agent such as a carbodiimide-based curing agent or an aziridine-based curing agent in order to impart boiling resistance.
As the carbodiimide curing agent, water-soluble types such as Carbodilite V-02, V-02-L2, SV-02, V-04, and V-10, and emulsion types such as Carbodilite E-02, E-03A, and E-05 (all manufactured by Nisshinbo Chemical Inc.) can be used.
The aziridine curing agent is not particularly limited as long as it is a compound containing at least two aziridine groups (aziridinyl groups) in the molecule, and examples thereof include trimethylolpropane-tris[3-(1-aziridinyl)propionate], trimethylolpropane-tris[3-(1-aziridinyl)butyrate], trimethylolpropane-tris[3-(1-(2-methyl)aziridinyl)propionate], trimethylolpropane-tris[3-(1-aziridinyl)-2-methylpropionate], pentaerythritol-tris[3-(1-aziridinyl)propionate], pentaerythritol-tetra[3-(1-aziridinyl)propionate], nate], tris(1-(2-methyl)aziridinyl)phosphine oxide, tris-2,4,6-(1-aziridinyl)-1,3,5-triazine, ethylene glycol bis[3-(1-aziridinyl)propionate], polyethylene glycol bis[3-(1-aziridinyl)propionate], propylene glycol bis[3-(1-aziridinyl)propionate], polypropylene glycol bis[3-(1-aziridinyl)propionate], tetramethylene glycol bis[3-(1-aziridinyl)propionate], polytetramethylene glycol bis[3-(1-aziridinyl)propionate], N,N'- Examples thereof include tetramethylene bisethylene urea, N,N'-hexamethylene bisethylene urea, N,N'-phenylene bisethylene urea, N,N'-toluylene bisethylene urea, N,N'-diphenyl-4,4'-bisethylene urea, 3,3'-dimethyldiphenyl-4,4'-bisethylene urea, diphenylmethane P,P-bisethylene urea, N,N'-hexamethylene-1,6-bis(1-aziridinecarboxamide), bis[1-(2-ethyl)aziridinyl]benzene-1,3-carboxylic acid amide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyaziridines having three or more aziridinyl groups, such as trimethylolpropane-tris[3-(1-aziridinyl)propionate], trimethylolpropane-tris[3-(1-aziridinyl)butyrate], trimethylolpropane-tris[3-(1-(2-methyl)aziridinyl)propionate], trimethylolpropane-tris[3-(1-aziridinyl)-2-methylpropionate], pentaerythritol-tris[3-(1-aziridinyl)propionate], and pentaerythritol-tetra[3-(1-aziridinyl)propionate], are preferably used. Alternatively, the polyfunctional aziridine compound may be an aziridine prepolymer obtained by reacting at least one selected from polyesters and polycarbonates having two or more functional groups reactive with aziridinyl groups with an aziridine compound having two or more aziridinyl groups. Furthermore, when the resin has a hydroxyl group, an isocyanate crosslinking agent may be used in combination.
When these curing agents are added, they are preferably used in the range of 0.1 to 1 equivalent, and more preferably 0.1 to 0.7 equivalents, per equivalent of the acid groups in the aqueous urethane resin emulsion. If the amount used is less than 0.1 equivalent, the coating strength tends to decrease, while if it is more than 1 equivalent, the pot life (stability over time) tends to decrease.
<その他添加剤>
その他、インキ性能の必要性に応じて、顔料分散剤、エチレン- アクリル酸共重合体等の耐ブロッキング剤、消泡剤、静電気防止剤等の各種添加剤を含有させる事もできる。
<Other additives>
In addition, various additives such as pigment dispersants, anti-blocking agents such as ethylene-acrylic acid copolymers, antifoaming agents, antistatic agents and the like can also be added depending on the ink performance requirements.
<裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物の製造>
前記の各種材料を使用して、裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物を製造する方法としては、顔料、バインダー樹脂、水性溶媒、及び必要に応じて顔料分散剤を混合して混練し、さらに硬化剤等の所定の材料の残りを添加、混合する方法が一般的である。
<Production of aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing film>
A typical method for producing an aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing film using the various materials described above involves mixing and kneading the pigment, binder resin, aqueous solvent, and, if necessary, pigment dispersant, and then adding and mixing the remaining predetermined materials such as a curing agent.
<印刷物>
以上の方法により得られる裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物は、フレキソ印刷方式によって、プラスチックフィルムに印刷することができる。
本発明の、裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物が印刷されるプラスチックフィルムとしては、ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロンなどの各種プラスチックフィルムが挙げられ、特にコロナ放電処理などの表面処理されたものがより好適である。
<Printed matter>
The aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing film obtained by the above method can be used to print on plastic films by flexographic printing.
The plastic film on which the aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing film of the present invention is printed includes various plastic films such as polyolefin, polyester and nylon, and those that have been surface-treated by corona discharge treatment or the like are particularly preferred.
<ラミネート印刷物>
さらに本発明の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物の印刷物をラミネート加工する方法としては、上記の各種フィルムに本発明の水性印刷インキ組成物を印刷した後、印刷面にイミン系、イソシアネート系、ポリブタジエン系、チタネート系などの各種アンカーコート剤を塗工し、溶融ポリエチレン樹脂を積層する通常の押出ラミネート法、印刷面にウレタン系などの接着剤を塗工し、プラスチックフィルムを積層するドライラミネート法、およびポリプロピレンフィルムに本発明の水性印刷インキ組成物を印刷した後、印刷面に直接溶融ポリプロピレン樹脂を積層するダイレクトラミネート法のいずれもが利用できる。
<Laminated printed matter>
Furthermore, methods that can be used to laminate a printed material printed with the aqueous flexographic printing ink composition for reverse-printing film of the present invention include a conventional extrusion lamination method in which the aqueous printing ink composition of the present invention is printed on the various films described above, and then an imine-, isocyanate-, polybutadiene-, or titanate-based anchor coating agent is applied to the printed surface, and then molten polyethylene resin is laminated thereon; a dry lamination method in which a urethane-based or other adhesive is applied to the printed surface, and then a plastic film is laminated thereon; and a direct lamination method in which the aqueous printing ink composition of the present invention is printed on a polypropylene film, and then molten polypropylene resin is laminated directly on the printed surface.
本発明の裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物は、水性でありながらいずれのラミネート加工法でも良好なラミネート適性を有している。 The water-based flexographic printing ink composition for reverse-printed films of the present invention is water-based yet has good lamination suitability for any lamination method.
なお、通常の押し出しラミネートおよびドライラミネート法を使用してラミネート加工する場合は、アンカーコート剤あるいは接着剤として水性のものを使用することにより、残留溶剤が少ないラミネート加工物が得られ、食品衛生などでより有利となる。 When laminating using standard extrusion lamination and dry lamination methods, using a water-based anchor coating agent or adhesive will result in laminated products with less residual solvent, which is more advantageous in terms of food hygiene, etc.
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味し、「部」は「質量部」を意味する。
(水性ウレタン樹脂エマルジョンの製造)
温度計、撹拌機、冷却管、および窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、数平均分子量1,000のポリネオペンチルアジペートジオール300部、およびイソホロンジイソシアネート133.2部を仕込み、窒素ガスを導入しながら、撹拌下100~105℃で4時間反応させ、次いで、ジメチロールプロピオン酸24.1部を仕込み、100~110℃で2時間反応させた。ジメチロールプロピオン酸が完全に反応した事を確認後、100℃まで冷却し、水1128部およびトリエチルアミン20.2部を仕込んで水性化し、更に、アジピン酸ジヒドラジン34.8部で反応停止させ、固形分30%、樹脂酸価24 の水性ポリウレタン樹脂溶液を得た。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "%" means "% by mass" and "parts" means "parts by mass."
(Production of aqueous urethane resin emulsion)
A four-neck flask equipped with a thermometer, stirrer, condenser, and nitrogen inlet tube was charged with 300 parts of polyneopentyl adipate diol having a number average molecular weight of 1,000 and 133.2 parts of isophorone diisocyanate, and the mixture was reacted for 4 hours at 100-105°C with stirring while introducing nitrogen gas. Next, 24.1 parts of dimethylolpropionic acid was charged and the mixture was reacted for 2 hours at 100-110°C. After confirming that the dimethylolpropionic acid had completely reacted, the mixture was cooled to 100°C, and 1,128 parts of water and 20.2 parts of triethylamine were charged to make the mixture aqueous. The reaction was then stopped with 34.8 parts of dihydrazine adipate, yielding an aqueous polyurethane resin solution with a solids content of 30% and a resin acid value of 24.
(水溶性アクリル樹脂)
スチレン・ラウリルメタクリレート・アクリル酸共重合体(酸価100mgKOH/g、重量平均分子量11000、アンモニア中和、固形分28質量%)
(Water-soluble acrylic resin)
Styrene-lauryl methacrylate-acrylic acid copolymer (acid value 100 mg KOH/g, weight average molecular weight 11,000, ammonia neutralization, solid content 28% by mass)
(アセチレン系界面活性剤)
アセチレン系界面活性剤1:2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、HLB値4
アセチレン系界面活性剤2:アセチレン系界面活性剤1のエチレンオキシド付加物、HLB値6
アセチレン系界面活性剤3:アセチレン系界面活性剤1のエチレンオキシド付加物、HLB値13
アセチレン系界面活性剤4:アセチレン系界面活性剤1のエチレンオキシド付加物、HLB値17
(acetylene surfactant)
Acetylenic surfactant 1: 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, HLB value 4
Acetylenic surfactant 2: Ethylene oxide adduct of acetylene surfactant 1, HLB value 6
Acetylenic surfactant 3: Ethylene oxide adduct of acetylene surfactant 1, HLB value 13
Acetylenic surfactant 4: Ethylene oxide adduct of acetylene surfactant 1, HLB value 17
(硬化剤)
硬化剤1:SU-125F(アジリジン系硬化剤、固形分25%、明成化学工業社製)
硬化剤2:カルボジライトE-02(カルボジイミド系硬化剤、固形分40%、日清紡ケミカル社製)
硬化剤3:カルボジライトE-05(カルボジイミド系硬化剤、固形分40%、日清紡ケミカル社製)
(hardening agent)
Curing agent 1: SU-125F (aziridine-based curing agent, solid content 25%, manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd.)
Curing agent 2: Carbodilite E-02 (carbodiimide curing agent, solid content 40%, manufactured by Nisshinbo Chemical Inc.)
Curing agent 3: Carbodilite E-05 (carbodiimide curing agent, solid content 40%, manufactured by Nisshinbo Chemical Inc.)
<フィルム>
PET:片面にコロナ放電処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、東洋紡(株)製、E-5101、厚さ12μm
OPP:コロナ放電した二軸延伸ポリプロピレンフィルム、東洋紡(株)製P-2161、厚さ25μm
NY:ナイロンフィルム、東洋紡(株)製、N-1102、厚さ15μm
<Film>
PET: Polyethylene terephthalate film with corona discharge treatment on one side, manufactured by Toyobo Co., Ltd., E-5101, thickness 12 μm
OPP: Corona-discharged biaxially oriented polypropylene film, P-2161 manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 25 μm
NY: Nylon film, manufactured by Toyobo Co., Ltd., N-1102, thickness 15 μm
<裏刷り用水性フレキソ印刷藍色インキ組成物>
藍顔料(C.I.ピグメントブルー15:4)、水溶性アクリル樹脂、水性ポリウレタン樹脂溶液をレッドデビル社製のペイントコンディショナーを用いて混練し、更に、アセチレン系界面活性剤、水溶性有機溶剤、硬化剤を加えて撹拌し、表1に示した実施例1~10、13~16、比較例1~7の裏刷り用水性フレキソ印刷藍色インキ組成物を得た。
<Water-based flexographic printing blue ink composition for reverse printing>
A blue pigment (C.I. Pigment Blue 15:4), a water-soluble acrylic resin, and an aqueous polyurethane resin solution were kneaded using a paint conditioner manufactured by Red Devil Co., Ltd., and then an acetylene-based surfactant, a water-soluble organic solvent, and a curing agent were added and stirred to obtain the water-based blue ink compositions for reverse printing of Examples 1 to 10, 13 to 16, and Comparative Examples 1 to 7 shown in Table 1.
<裏刷り用水性フレキソ印刷白色インキ組成物>
白顔料(酸化チタン、商品名「R-960」、デュポン社製)、水溶性アクリル樹脂、水性ポリウレタン樹脂溶液をレッドデビル社製のペイントコンディショナーを用いて混練し、更に、アセチレン系界面活性剤、水溶性有機溶剤、硬化剤を加えて撹拌し、表1に示した実施例11、12、比較例8、9の裏刷り用水性フレキソ印刷白色インキ組成物を得た。
<Water-based flexographic printing white ink composition for reverse printing>
A white pigment (titanium oxide, trade name "R-960", manufactured by DuPont), a water-soluble acrylic resin, and an aqueous polyurethane resin solution were kneaded using a paint conditioner manufactured by Red Devil Co., Ltd., and then an acetylene-based surfactant, a water-soluble organic solvent, and a curing agent were added and stirred to obtain water-based flexographic printing white ink compositions for reverse printing of Examples 11 and 12 and Comparative Examples 8 and 9 shown in Table 1.
<印刷物1の製造>
裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷藍色インキ組成物(実施例1~10、13~16、比較例1~7)を各フィルムの処理面にフレキソ印刷機を利用し、下記条件で印刷、乾燥させて、印刷物を得た。得られた印刷物を用いて、基材密着性、耐ブロッキング性、レベリング性、耐ボイル性の評価を行った。具体的な評価方法を以下に示す。
(印刷方法・印刷条件)
印刷時部屋内の環境:温度25℃、湿度50%
塗工機:フレキソ印刷機
塗工速度:150m/min
刷版:ベタ版
乾燥温度:55℃
<Production of printed matter 1>
The aqueous flexographic printing indigo ink compositions for reverse printing films (Examples 1 to 10, 13 to 16, Comparative Examples 1 to 7) were printed on the treated surface of each film using a flexographic printing machine under the conditions below, followed by drying to obtain printed matter. The resulting printed matter was used to evaluate substrate adhesion, blocking resistance, leveling ability, and boiling resistance. Specific evaluation methods are described below.
(Printing method/printing conditions)
Printing room environment: temperature 25°C, humidity 50%
Coating machine: flexographic printing machine Coating speed: 150 m/min
Printing plate: solid plate Drying temperature: 55°C
<印刷物2の製造>
フィルムの処理面にフレキソ印刷機を利用して裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷藍色インキ組成物(実施例1~10、13~16、比較例1~7)を下記条件で印刷、乾燥させた。次いで、裏刷り用フィルム用水性フレキソ印刷白色インキ組成物(実施例11、12、比較例8、9)を表1の重ね刷りとなるように下記条件で印刷、乾燥させて、印刷物を得た後、重ね刷り適性を評価した。具体的な評価方法を以下に示す。
(印刷方法・印刷条件)
印刷時部屋内の環境:温度25℃、湿度50%
塗工機:フレキソ印刷機
塗工速度:150m/min
刷版:藍色及び白色を印刷する印刷版:ベタ版
乾燥温度:55℃
<Production of printed matter 2>
The treated surface of the film was printed and dried using a flexographic printing machine under the conditions below with aqueous flexographic printing indigo ink compositions for reverse-printing films (Examples 1 to 10, 13 to 16, Comparative Examples 1 to 7). Next, aqueous flexographic printing white ink compositions for reverse-printing films (Examples 11 and 12, Comparative Examples 8 and 9) were printed and dried under the conditions below to obtain the overprints shown in Table 1, and after obtaining prints, the overprinting suitability was evaluated. Specific evaluation methods are described below.
(Printing method/printing conditions)
Printing room environment: temperature 25°C, humidity 50%
Coating machine: flexographic printing machine Coating speed: 150 m/min
Printing plate: Indigo and white printing plate: Solid plate Drying temperature: 55°C
(基材密着性)
印刷面にセロハンテープを貼り付け、これを急速に剥がしたときの印刷皮膜がフィルムから剥離する度合いから、接着性を評価した。
A:印刷皮膜がフィルムから全く剥離しない。
B:印刷皮膜の面積比率として、20%未満がフィルムから剥離した。
C:印刷皮膜の面積比率として、20%以上、50% 未満がフィルムから剥離した。
D:印刷皮膜の面積比率として、50%以上がフィルムから剥離した。
(Adhesion to substrate)
Adhesion was evaluated by the degree to which the printed film peeled off from the film when cellophane tape was applied to the printed surface and then quickly peeled off.
A: The printed film does not peel off from the film at all.
B: Less than 20% of the area of the printed film peeled off from the film.
C: 20% or more but less than 50% of the area of the printed film peeled off from the film.
D: 50% or more of the area of the printed film peeled off from the film.
(耐ブロッキング性)
印刷面と非印刷面を合わせて、バイスでしめこみ、40℃で1日後に手で剥がし、インキの剥離の程度と剥離抵抗の強度から耐ブロッキング性を評価した。
A:印刷皮膜の剥離が全くなく、剥離抵抗も感じられない。
B:印刷皮膜の剥離が全くないが、剥離抵抗が感じられた。
C:印刷皮膜が少し剥離し、剥離抵抗が強く感じられた。
D:印刷皮膜がほとんど剥離し、剥離抵抗が強く感じられた。
(Blocking resistance)
The printed and non-printed surfaces were placed together and clamped in a vice, and after one day at 40°C, the pieces were peeled off by hand, and blocking resistance was evaluated based on the degree of ink peeling and the strength of peel resistance.
A: The printed film does not peel off at all, and no peeling resistance is felt.
B: The printed film did not peel off at all, but some resistance to peeling was felt.
C: The printed film peeled off slightly, and there was a strong resistance to peeling.
D: The printed film was almost completely peeled off, and there was a strong resistance to peeling.
(レベリング性)
印刷物のベタ部を拡大して観察し、目視にて印刷物のレベリング性を評価した。
A:濃淡のムラがなく、均一であった。
B:わずかに濃淡のムラがあった。
C:点抜けが目立った。
D:点抜けが多く、波状の模様がみえた。
(Leveling ability)
The solid portion of the print was observed under magnification, and the leveling ability of the print was evaluated visually.
A: There was no unevenness in the shade and it was uniform.
B: There was slight unevenness in the shade.
C: Missing points were noticeable.
D: There were many missing dots and wavy patterns were observed.
(トラッピング性)
フレキソ印刷機を用いて、各添加剤を含有した希釈藍色インキを印刷後に、希釈白インキを印刷し、得られた印刷物について目視で評価した。
A:濃淡のムラがなく、均一であった。
B:わずかに濃淡のムラがあった。
C:上刷りインキのにじみが見られた。
D:上刷りインキのにじみ、波状の模様が見られた。
(trapping ability)
Using a flexographic printing machine, the diluted indigo ink containing each additive was printed, and then the diluted white ink was printed, and the resulting prints were visually evaluated.
A: There was no unevenness in the shade and it was uniform.
B: There was slight unevenness in the shade.
C: Bleeding of the overprinting ink was observed.
D: Overprint ink bleeding and wavy patterns were observed.
(耐ボイル性)
印刷後1日経過した各PETフィルム印刷物、各NYフィルム印刷物に、固形分で2.0g/m2となる量のウレタン系接着剤(タケラックA-616/タケネートA-65、三井化学ポリウレタン社製)を塗布した後、ドライラミネート機で無延伸ポリプロピレンフィルム(RXC-22、厚さ60μm、東セロ社製)を貼り合わせ、40℃で3日放置してドライラミネート物を得た。このドライラミネート物を製袋し、中に水を詰めて溶封後、90℃の熱水中に30分間浸漬した時のラミネートフィルムの浮きの有無から耐ボイル性を評価した。
A:全くラミ浮きが見られないもの。
B:ピンホール状もしくは一部に細くて短いラミ浮きがみられるもの。
C:長い筋状のラミ浮きが全面にみられるもの。
(Boiling resistance)
One day after printing, each PET film print and each NY film print was coated with a urethane adhesive (Takelac A-616/Takenate A-65, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes) in an amount of 2.0 g/ m2 in solids, and then a non-oriented polypropylene film (RXC-22, 60 μm thick, manufactured by Tocello Co., Ltd.) was attached using a dry laminating machine and left to stand at 40°C for 3 days to obtain a dry laminate. This dry laminate was made into a bag, filled with water, heat-sealed, and then immersed in hot water at 90°C for 30 minutes. Boiling resistance was evaluated based on whether the laminate film floated.
A: No lamination lifting is observed.
B: Pinholes or thin, short laminations are observed in some areas.
C: Long stripes of raised lamination are observed over the entire surface.
上記の結果によれば、本発明に沿った例である実施例1~16によると、基材密着性、耐ブロッキング性、レベリング性、トラッピング性、及び耐ボイル性に優れた裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物を得ることができた。これに対して、HLB値3.0~8.0のアセチレン系界面活性剤を含有しない比較例1、及び沸点60~200℃の水溶性有機溶剤を含有しない比較例3のインク組成物では、レベリング性に劣る結果となった。また界面活性剤としてHLB値3.0~8.0の範囲ではないアセチレン系界面活性剤のみを含有した比較例5、6、8及び9によるとレベリング性が悪化するか、又はさらに悪化した。
さらにHLB値3.0~8.0のアセチレン系界面活性剤を過剰に含有した比較例2によれば、耐ブロッキング性とトラッピング性が悪化し、沸点60~200℃の水溶性有機溶剤を過剰に含有した比較例4及び沸点60~200℃の水溶性有機溶剤を含有せず、この沸点の範囲外の水溶性有機溶媒を含有した比較例7によれば耐ブロッキング性が悪化した。
The above results show that Examples 1 to 16, which are examples in accordance with the present invention, provided aqueous flexographic printing ink compositions for reverse-printed films that were excellent in substrate adhesion, blocking resistance, leveling, trapping, and boiling resistance. In contrast, the ink compositions of Comparative Example 1, which did not contain an acetylene-based surfactant with an HLB value of 3.0 to 8.0, and Comparative Example 3, which did not contain a water-soluble organic solvent with a boiling point of 60 to 200°C, exhibited poor leveling properties. Furthermore, Comparative Examples 5, 6, 8, and 9, which contained only an acetylene-based surfactant with an HLB value outside the range of 3.0 to 8.0 as a surfactant, exhibited poor or even worse leveling properties.
Furthermore, Comparative Example 2, which contained an excess amount of an acetylene-based surfactant with an HLB value of 3.0 to 8.0, resulted in poor blocking resistance and trapping properties. Comparative Example 4, which contained an excess amount of a water-soluble organic solvent with a boiling point of 60 to 200°C, and Comparative Example 7, which contained no water-soluble organic solvent with a boiling point of 60 to 200°C but contained a water-soluble organic solvent outside this boiling point range, resulted in poor blocking resistance.
Claims (5)
アルカリ可溶性水溶性樹脂と、
水性ウレタン樹脂エマルジョンと、
HLB値3.0~8.0のアセチレン系界面活性剤と、
沸点60~200℃の水溶性有機溶剤と、
水と、
を含有する、裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物であって、
前記アセチレン系界面活性剤の含有量は、インキ組成物全体に対して0.1~3.0質量%であり、
前記水溶性有機溶媒は、エチレングリコール及びプロピレングリコールから選ばれる多価アルコール、又はエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、もしくはプロピレングリコールモノプロピルエーテルを含み、
前記水溶性有機溶剤の含有量は、インキ組成物全体に対して0.1~20質量%である、裏刷りフィルム用水性フレキソ印刷インキ組成物。 A pigment,
an alkali-soluble water-soluble resin;
an aqueous urethane resin emulsion;
an acetylene-based surfactant having an HLB value of 3.0 to 8.0;
a water-soluble organic solvent having a boiling point of 60 to 200°C;
Water and
An aqueous flexographic printing ink composition for reverse printing films, comprising:
the content of the acetylene surfactant is 0.1 to 3.0% by mass based on the total mass of the ink composition;
the water-soluble organic solvent comprises a polyhydric alcohol selected from ethylene glycol and propylene glycol, or ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, or propylene glycol monopropyl ether;
The content of the water-soluble organic solvent is 0.1 to 20% by mass based on the total mass of the ink composition.
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