JP4619455B2 - 印刷用インキ組成物、該インキ組成物を用いた紙製容器材料および断熱性発泡紙製容器 - Google Patents
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Description
10 原紙
20 第1の熱可塑性合成樹脂フィルム(高Mp樹脂フィルム)
30 第2の熱可塑性合成樹脂フィルム(低Mp樹脂フィルム)
30’断熱層(発泡後の第2の熱可塑性合成樹脂フィルム)
40 印刷層
42 印刷パターン
42a 第1の印刷部
42b 第2の印刷部
44 下地層
50 容器胴体
50a 容器内壁面
50b 容器外壁面
60 容器底板
(インキ組成物)
本発明によるインキ組成物は、原紙と、上記原紙の一方の面を被覆する第1の熱可塑性合成樹脂フィルムと、上記原紙の他面を被覆し、上記第1の熱可塑性合成樹脂フィルムよりも低い融点を有し、加熱処理によって発泡して断熱層を形成する第2の熱可塑性合成樹脂フィルムとを有する断熱性発泡紙製容器用材料の上記第2の熱可塑性合成樹脂フィルム表面に印刷層を形成するためのインキ組成物であり、着色剤、バインダー樹脂および溶剤を含み、上記バインダー樹脂の伸長率が400%〜3,000%であることを特徴とする。なお、以降の記載では、上記第1の熱可塑性合成樹脂フィルムを「高Mp樹脂フィルム」、上記第2の熱可塑性合成樹脂フィルムを「低Mp樹脂フィルム」としてそれぞれ略記する。
(1)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又は共重合体などのポリエーテルポリオール類;
(2)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、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、ペンタジオール、メチルペンタジオール、ヘキサジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、メチルノナンジオール、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などの飽和および不飽和の低分子グリコール類と、n−ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル等のアルキルグリシジルエーテル類、バーサティック酸グリシジルエステル等のモノカルボン酸グリシジルエステルと、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、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸などの二塩基酸もしくはこれらの無水物とを脱水縮合せしめて得られるポリエステルポリオール類;
(3)その他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、ビスフェノールA酸化エチレン又は酸化プロピレンを付加して得られるグリコール類;
(4)ダイマージオール類。これらの各種ポリオールは、単独で用いても、2種以上を併用しても良い。
色インキの好ましい組成は、有機顔料10〜30%、ウレタン樹脂(固形分)3〜20%、塩酢ビ樹脂(固形分)1〜15%、ワックスを含む助剤(固形分)0.1〜5%、エステル系溶剤10〜30%、アルコール系溶剤20〜50%、ケトン系溶剤5〜10%である。また、上記色インキの組成において、色インキの全重量を基準として二酸化珪素を0.2〜5%の割合で添加することが好ましい。また、色インキのより好ましい組成は、有機顔料10〜30%、ウレタン樹脂(固形分)5〜15%、塩酢ビ樹脂(固形分)1〜20%、ワックスを含む助剤(固形分)0.5〜2%、エステル系溶剤15〜25%、アルコール系溶剤30〜40%、ケトン系溶剤2〜10%である。上記色インキの組成において、色インキ組成物の全重量を基準として、二酸化珪素を1〜3.5%の割合で添加することが好ましい。
本発明による断熱性発泡紙製容器材料は、断熱性発泡紙製容器を製造するための材料であり、先に説明した本発明によるインキ組成物を使用して構成されることを特徴とする。より詳細には、本発明の断熱性発泡紙製容器材料(以下、「紙製容器材料」と略記する)は、図1に示すように、原紙10と、上記原紙10の一方の面を被覆する第1の熱可塑性合成樹脂フィルム20と、上記原紙の他面を被覆し、上記第1の熱可塑性合成樹脂フィルムよりも低い融点を有し、加熱処理によって発泡して断熱層を形成する第2の熱可塑性合成樹脂フィルム30と、上記フィルム30の表面の少なくとも一部に設けられた印刷層40とを含み、上記印刷層40が、本発明によるインキ組成物から形成される少なくとも1つの印刷パターン42を含むことを特徴とする。
本発明による断熱性発泡紙製容器は、容器胴体部材と底板部材とから構成され、容器胴体部材が本発明による紙製容器材料から形成されることを特徴とする。より具体的には、本発明の断熱性発泡紙製容器は、図5に示すように、本発明の紙製容器材料から形成される容器胴体50を有し、上記紙製容器材料における高Mp樹脂フィルムが容器の内壁面50aを形成し、上記低Mp樹脂フィルム上の印刷層が容器の外壁面50bを形成するように底板60と組み合わせて容器を成形し、上記容器を加熱処理することによって上記低Mp樹脂フィルムを発泡させることによって得られる。
(調製例1:ウレタン樹脂Aの調製)
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール198.4部、ネオペンチルグリコール10.3部とイソホロンジイソシアネート70.6部および酢酸エチル60.0部を仕込み、窒素気流下に90℃で6時間反応させることによってプレポリマーを得た。次いで、このプレポリマーを、イソホロンジアミン19.9部、ジブチルアミン0.8部、酢酸エチル430.0部、およびイソプロピルアルコール210.0部の混合物に滴下し、鎖長延長することによって、固形分30%、重量平均分子量66,000のウレタン樹脂Aを得た。
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール199.0部、ネオペンチルグリコール17.6部イソホロンジイソシアネート64.5部および酢酸エチル60.0部を仕込み、窒素気流下に90℃で6時間反応させることによってプレポリマーを得た。次いで、このプレポリマーを、イソホロンジアミン18.2部、ジブチルアミン0.7部、酢酸エチル430.0部、およびイソプロピルアルコール210.0部の混合物に滴下し、鎖長延長することによって、固形分30%、重量平均分子量74,000のウレタン樹脂Bを得た。
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール210.9部、ネオペンチルグリコール7.9部とイソホロンジイソシアネート65.3部および酢酸エチル60.0部を仕込み、窒素気流下に90℃で6時間反応させることによってプレポリマーを得た。次いで、このプレポリマーを、イソホロンジアミン15.3部、ジブチルアミン0.6部、酢酸エチル430部、およびイソプロピルアルコール210部の混合物に滴下し、鎖長延長することによって、固形分30%、重量平均分子量81,000のウレタン樹脂Cを得た。
三洋化成工業(株)製のウレタン樹脂「サンプレンIB465」をそのまま使用し、ウレタン樹脂Dとした。なお、サンプレンIB465のウレタン樹脂の分子量は45,000であり、固形分重量は30重量%である。
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール215.5部、ネオペンチルグリコール7.2部とイソホロンジイソシアネート62.8部および酢酸エチル60.0部を仕込み、窒素気流下に90℃で6時間反応させることによってプレポリマーを得た。次いで、このプレポリマーを、イソホロンジアミン13.8部、ジブチルアミン0.7部、酢酸エチル430部、およびイソプロピルアルコール210部の混合物に滴下し、鎖長延長することによって、固形分30%、重量平均分子量87,000のウレタン樹脂Eを得た。
ニトロセルロース(1/8H、旭化成(株))30部を、酢酸エチル30部とイソプロピルアルコール40部に混合溶解させて、ニトロセルロース溶液を得た。
塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体(ソルバインTA5R 日信化学(株)製)25部を、酢酸エチル75部に混合溶解させて、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体(以下、「塩酢ビ樹脂」と略記する)の溶液を得た。
アクリル樹脂(BASF社製の商品名「JONCRYL67」)40部を、酢酸エチル40部およびイソプロピルアルコール20部の混合物に溶解させることによって、アクリル樹脂溶液を得た。「JONCRYL67」の分子量は12500、酸価は213、ガラス転移点は73℃である。
各調製例1〜8で得られるウレタン樹脂、ニトロセルロース、および塩酢ビ樹脂を用いて、皮膜試験サンプル1〜14を作製した。皮膜試験サンプルの作製は、調製例1〜8で得た樹脂溶液あるいは樹脂溶液混合物を、縦10cm×横20cm、深さ5mmの寸法を有する樹脂板の型に流し込み、1週間かけて自然乾燥し、膜厚約0.3mmの乾燥皮膜を作成し、その後、皮膜を剥がし取り、幅15mmの短冊状に切り取る方法によって実施した。各皮膜試験サンプル1〜14を使用し、後述する伸長率の測定法に従ってそれぞれの伸長率を測定した。測定結果を表1に示す。
先に作製した各々の皮膜試験サンプルを使用し、インテスコ社製の小型引張り試験機を使用し、引張り速度100mm/分、室温25℃の条件下でそれぞれの伸長率を測定した。
1.白インキの調製
調製例1で得たウレタン樹脂Aを27.2部、白色顔料(酸化チタン、チタニックス JR800(テイカ(株)製))を40部、およびメチルシクロヘキサン:イソプロピルアルコール:酢酸エチル=40:40:20(重量比)からなる混合溶剤を67.2部、それぞれ配合した後、サンドミルで分散混練することによって、下地用の白インキを調製した。
調製例1で得たウレタン樹脂Aを29.2部、紅顔料(リオノール レッド(LIONOL RED)6B FG−4300(東洋インキ製造(株)製))を15部、およびメチルシクロヘキサン:イソプロピルアルコール:酢酸エチル=40:40:20(重量比)からなる混合溶剤を47.2部、それぞれ配合した後、サンドミルで分散混練することによって、ミルベースを得た。次に、上記ミルベースに、二酸化珪素(サイロホービック200、(富士シリシア(株)、粒径3.9μm))を0.9部添加し、十分に攪拌することによって、重ね刷り用の紅インキを調製した。
予め原紙の一方の面に高融点ポリエチレンフィルム(融点133℃)がラミネートされ、原紙の他方の面に低融点ポリエチレンフィルム(融点106℃)がラミネートされた紙製容器材料の上記低融点フィルム上に、先に調製した白インキおよび紅インキをそれぞれ使用して、グラビア校正機により、図3に示したような印刷層の構成を有する白インキ/紅インキの重ね刷り印刷層を形成した。
上述のようにして印刷層を形成した紙製容器材料を、120℃で、5分間にわたって加熱処理して、上記低融点フィルムを発泡させた後、印刷層の発泡追随性、発泡外観、耐摩耗性および耐熱性について、下記評価方法によって評価した。結果を表2に示す。
加熱処理による低融点フィルム発泡後の印刷層の表面について、白インキ印刷部と紅インキ印刷部との段差を指触し、紅インキ印刷部の凹み度合いを以下の基準に従って評価した。
A:白インキ印刷部との段差をほとんど感じない。
B:白インキ印刷部との段差をわずかに感じる。
C:白インキ印刷部との段差をかなり感じる。
D:白インキ印刷部との段差をかなり大きく感じる。
加熱処理による低融点フィルム発泡後の紅インキ印刷面の外観状態を目視によって観察し、インキ割れ(クラック)の発生の有無を調べ、さらに以下の基準に従って評価した。
A:インキ割れが全くない。
B:インキ割れの全面積が印刷面の1%以下。
C:インキ割れの全面積が印刷面の1〜30%。
D:インキ割れの全面積が印刷面の30%以上。
学振型耐摩擦試験機を用い、加熱処理による低融点フィルム発泡後の紅インキ印刷面の上を2.5N/cm2の荷重をかけた上質紙で擦り、印刷面が全体の20%以上除去されるまでに要する擦りの回数から評価した。
A:100回以上
B:50回以上100回未満
C:50回未満
印刷物と同じ大きさに切ったアルミ箔と印刷面とを重ね合わせ、ヒートシール試験機を用いて2kg/cm2の圧力で1秒間アルミ箔を押圧し、紅インキがアルミ箔に転移する最低温度から耐熱性を評価した。
A:最低温度が160℃以上のもの
B:最低温度が140℃以上、160℃未満のもの。
C:最低温度が140℃未満のもの。
実施例1のウレタン樹脂Aに替えて、表2に記載のバインダー樹脂又はバインダー樹脂混合物を用いたことを除き、実施例1と同様にして、実施例2〜10および比較例1、2の白インキおよび紅インキをそれぞれ調製した。但し、実施例9の紅インキについては、二酸化珪素を添加していない。また、実施例10については、下地層として1層目の白インキを全面印刷した後、2層目の白インキをパターン印刷し、さらに2層目の白インキによるパター印刷部以外の非印刷領域に紅インキを印刷することによって、先に図4によって例示したような、印刷面が2層構成となる印刷層(白/白および白/紅)を形成した。
実施例5で使用した0.9重量部の二酸化珪素(サイロホービック200、(富士シリシア(株)、粒径3.9μm)を、より大きい粒径を有する二酸化珪素(サイリシア470、富士シリシア(株)、粒径14μm)4重量部に変更したことを除き、実施例5と同様にしてインキ組成物を調製した。次いで調製したインキ組成物を使用して、実施例1と同様にして、重ね刷り印刷層を有する紙製容器材料を作製し、実施例1と同様にして、印刷層の発泡追随性、発泡外観、耐摩耗性および耐熱性について評価した。結果を下記表2に示す。
実施例5で使用した0.9重量部の二酸化珪素(サイロホービック200、(富士シリシア(株)、粒径3.9μm)を、より大きい粒径を有する二酸化珪素(サイリシア470、富士シリシア(株)、粒径14μm)0.1重量部に変更したことを除き、実施例5と同様にして各インキ組成物を調製した。次いで、調製した各インキ組成物を使用して、実施例1と同様にして、重ね刷り印刷層を有する紙製容器材料を作製し、実施例1と同様にして、印刷層の発泡追随性、発泡外観、耐摩耗性および耐熱性について評価した。結果を下記表2に示す。
実施例5で使用した0.9重量部の二酸化珪素(サイロホービック200、(富士シリシア(株)、粒径3.9μm)を、より小さい粒径を有する二酸化珪素(サイリシア470、富士シリシア(株)、粒径2.7μm)4重量部に変更することを除き、実施例5と同様にして各インキ組成物を調製した。次いで、調製した各インキ組成物を使用して、実施例1と同様にして、重ね刷り印刷層を有する紙製容器材料を作製し、実施例1と同様にして、印刷層の発泡追随性、発泡外観、耐摩耗性および耐熱性について評価した。結果を下記表2に示す。
実施例9は、二酸化珪素の添加なし
実施例10では、下地層上に2層目として白インキ及び紅インキを用いてパターン印刷を実施した。
Claims (11)
- 原紙と、前記原紙の一方の面を被覆する第1の熱可塑性合成樹脂フィルムと、前記原紙の他面を被覆し、前記第1の熱可塑性合成樹脂フィルムよりも低い融点を有し、加熱処理によって発泡して断熱層を形成する第2の熱可塑性合成樹脂フィルムとを有する断熱性発泡紙製容器材料の前記第2の熱可塑性合成樹脂フィルム表面に印刷層を形成するためのインキ組成物であって、
前記インキ組成物は、着色剤、バインダー樹脂および溶剤を含み、前記バインダー樹脂が、ウレタン樹脂と、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体とを含み、前記ウレタン樹脂および塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体の全重量を基準として、ウレタン樹脂:塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体の混合比が50:50〜99:1であり、かつ前記バインダー樹脂の伸長率が400%〜3,000%であるインキ組成物。 - 前記ウレタン樹脂が、数平均分子量が500〜10,000の高分子ポリオール成分と、有機ジイソシアネート成分との反応によって得られる第1のウレタン樹脂を含有する、請求項1に記載のインキ組成物。
- 前記ウレタン樹脂が、数平均分子量が500〜10,000の高分子ポリオール成分と有機ジイソシアネート成分との反応によって得られる末端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、アミン化合物又はアミド化合物との反応によって得られるウレタンウレア樹脂を含む、請求項1又は2に記載のインキ組成物。
- 前記着色剤が、有機顔料、ベンガラ、紺青、群青、カーボンブラックおよび黒鉛から選ばれる1種以上の有色顔料である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインキ組成物。
- さらに二酸化珪素を含む、請求項4に記載のインキ組成物。
- 前記二酸化珪素の粒子径が2〜20μmである、請求項5に記載のインキ組成物。
- 前記着色剤が白色顔料である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインキ組成物。
- 原紙と、
前記原紙の一方の面を被覆する第1の熱可塑性合成樹脂フィルムと、
前記原紙の他面を被覆し、前記第1の熱可塑性合成樹脂フィルムよりも低い融点を有し、加熱処理によって発泡して断熱層を形成する第2の熱可塑性合成樹脂フィルムと、
前記第2の熱可塑性合成樹脂フィルム表面の少なくとも一部に設けられた印刷層とを含み、
前記印刷層が、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインキ組成物からなる少なくとも1つの印刷パターンを含む、断熱性発泡紙製容器材料。 - 前記印刷層が、前記第2の熱可塑性合成樹脂フィルムの全表面を被覆する下地層と、前記下地層表面の少なくとも一部に設けられた印刷パターンとを有し、
前記下地層が請求項7に記載のインキ組成物から形成され、
前記印刷パターンが請求項4〜6のいずれか1項に記載のインキ組成物から形成される、請求項8に記載の断熱性発泡紙製容器材料。 - 前記印刷層が、前記第2の熱可塑性合成樹脂フィルムの全表面を被覆する下地層と、前記下地層表面に設けられた第1の印刷部および前記第1の印刷部以外の非印刷領域に設けられた第2の印刷部を含む印刷パターンとを有し、
前記下地層および前記第1の印刷部が請求項7に記載のインキ組成物から形成され、
前記第2の印刷部が請求項4〜6のいずれか1項に記載のインキ組成物から形成される、請求項8に記載の断熱性発泡紙製容器材料。 - 請求項8〜10のいずれか1項に記載の断熱性発泡紙製容器材料から形成される容器胴体部材を、前記第1の熱可塑性合成樹脂フィルムが内壁面を形成し、前記第2の熱可塑性合成樹脂フィルムが外壁面を形成するように底板部材と組み合わせて容器を成形し、前記容器を加熱処理することによって前記第2の熱可塑性合成樹脂フィルムを発泡させて得られる、断熱性発泡紙製容器。
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