JP5570467B2 - 印刷ラベル - Google Patents

Description

本発明は、水性印刷インクが樹脂フィルム上に印刷されてなる印刷ラベルに関する。

従来から、樹脂フィルムに印刷インクが印刷されてなる印刷ラベルを形成する際には、溶媒として有機溶媒を用いた油性印刷インクが広く用いられている。該油性印刷インクは、揮発性の高い有機溶媒を用いているため、乾燥性に優れたものである。このため、樹脂フィルム上に油性印刷インクを印刷した後の乾燥工程において、油性印刷インクを迅速に乾燥させることができるため、樹脂フィルムに油性印刷インクを速やか定着させることが可能となっている。

また、油性印刷インクは、樹脂フィルム上に印刷されて十分に乾燥されることによって耐水性に優れた印刷層を形成する。このため、印刷が施された面に水分が付着するような環境で印刷ラベルが使用される場合（例えば、飲料水等の容器に貼り付ける場合など）であっても、印刷層が樹脂フィルムに定着した状態を良好に維持することが可能となっている。

ところで、近年、環境問題や製造時の安全性などの観点から、印刷インクにおける有機溶媒の使用を極力抑えることが望まれている。このため、有機溶媒に代えて水性溶媒を用いた水性印刷インクが用いられる場合がある。該水性印刷インクは、一般的に、油性印刷インクよりも乾燥させ難いものであると共に、十分に乾燥されて印刷層を形成した状態であっても、水分との接触によって印刷層が溶解し、被印刷物に定着した状態を維持できなくなり易いものである。

このため、水性印刷インクは、例えば紙製や布製の被印刷物に対して広く用いられている（特許文献１参照）。紙製や布製の被印刷物に水性印刷インクが印刷されることで、水性印刷インクが被印刷物に浸み込んで一部が含浸された状態となるため、印刷された水性印刷インクを十分に乾燥できていない場合であっても水性印刷インクが被印刷物に保持される。また、紙製や布製の被印刷物に部分的に含浸された状態で乾燥されて印刷層を形成するため、印刷層に水分が接触した場合であっても、溶解した印刷層が被印刷物に保持される。

特開平８−２８３６４２号公報

しかしながら、樹脂フィルムのような被印刷物に水性印刷インクを印刷した場合、水性印刷インクは、樹脂フィルムに含浸されずに樹脂フィルムの表面に積層された状態となる。このため、水性印刷インクを樹脂フィルムに定着させるためには、水性印刷インクを十分に乾燥させることが必要となる。このため、油性印刷インクを用いて印刷した場合よりも乾燥時間を長く設定する必要があり、水性印刷インクを用いた印刷ラベルの生産効率を低下させる要因となる。

また、樹脂フィルム上に印刷された水性印刷インクを十分に乾燥させて印刷層を形成した場合であっても、印刷層が樹脂フィルムの表面に露出した状態であるため、水分との接触によって印刷層が溶解し、樹脂フィルムに定着した状態を維持することができなくなる。

そこで、本発明は、樹脂フィルムに印刷インクが印刷されてなる印刷ラベルであって、乾燥性に優れた水性印刷インクを用いることで生産効率を向上させることができると共に、耐水性に優れた印刷層を備える印刷ラベルを提供することを課題とする。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、水性印刷インクにアルカリ剤として使用されるアミン類が水性溶媒と結合することにより、樹脂フィルム上に印刷された水性印刷インクの乾燥性を低下させることを見出した。さらに、水性印刷インクが乾燥されて印刷層が形成された状態において、印刷層と接触した水分が印刷層中のアミン類と結合することで、印刷層が溶解して軟化し、樹脂フィルムに定着した状態を維持できなくなることを見出した。

即ち、本発明に係る印刷ラベルは、溶媒として水性溶媒を用いた水性印刷インクが樹脂フィルムに印刷されてなる印刷ラベルであって、前記水性印刷インクは、アルカリ剤としてアンモニアおよびアミン類を含有し、水性印刷インク中のアミン類の含有量が０．２質量％以上０．５質量％以下であり、且つ、アンモニアとアミン類の合計に対するアミン類の割合が４０質量％以上６３質量％以下であることを特徴とする。

斯かる構成によれば、水性印刷インクがアルカリ剤としてアンモニアおよびアミン類が添加されてなることで、アルカリ剤としてアミン類のみを用いた場合よりも水性印刷インク中のアミン類の含有量を低減することができる。これにより、アミン類と結合する水性溶媒の量を減少させることができる。

また、アミン類の含有量が低減することで、樹脂フィルムに印刷された水性印刷インクを乾燥させる際にアミン類を効果的に揮発させることができる。これにより、水性溶媒がアミン類に結合して揮発し難くなるのを防止することができる。

つまり、アルカリ剤としてアンモニアおよびアミン類を併用することで、水性印刷インク中のアミン類の含有量を低減することができるため、アミン類および水性溶媒を効果的に揮発させることができる。また、アンモニアは、アミン類よりも揮発性が高いものであるため、水性印刷インクを乾燥させる際にアミン類と共にアンモニアも揮発させることができる。

以上のように、アルカリ剤であるアンモニアおよびアミン類が効果的に揮発し、水性溶媒も効果的に揮発することで、アルカリ剤としてアミン類のみを用いた場合に想定される水性印刷インクの乾燥時間よりも短い乾燥時間で水性印刷インクを乾燥させて樹脂フィルム上に印刷層を形成することができる。これにより、水性印刷インクが樹脂フィルムに印刷されてなる印刷ラベルの生産効率を向上させることができる。

更に、印刷層中に残存するアミン類を低減することができるため、印刷層に水分が接触した際に、水分が印刷層中のアミン類と結合して印刷層が溶解し、樹脂フィルムに対する定着性が低下するのを抑制することができる。つまり、耐水性に優れた印刷層を備えた印刷ラベルとなる。

また、アンモニアおよびアミン類を併用することで、適当量の水性溶媒がアミン類に結合した状態となるため、印刷を行うのに適した水性印刷インクの粘度を維持することができる。このため、アンモニアのみを用いた場合よりも印刷を良好に行うことができる。

前記水性印刷インクは、硬化剤が更に添加されてなることが好ましい。

斯かる構成によれば、水性印刷インクに硬化剤が更に添加されていることで、より耐水性に優れた印刷層を形成することができる。具体的には、上述のようにアミン類および水性溶媒を効果的に揮発させることができるため、アミン類や水性溶媒と反応性が高い硬化剤であっても水性印刷インクの構成成分として用いることができる。

前記水性印刷インクがフレキソ印刷されてなることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、乾燥性に優れた水性印刷インクを用いることで生産効率を向上させることができると共に、耐水性に優れた印刷層を備える印刷ラベルとなる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

本実施形態に係る印刷ラベルは、樹脂フィルムに印刷インクが印刷されてなるものである。具体的には、溶媒として水性溶媒を用いた水性印刷インクが樹脂フィルムに印刷されてなるものである。

前記水性印刷インクは、少なくとも顔料（染料）、アルカリ可溶性樹脂、アルカリ剤、造膜剤および水性溶媒から構成されてなるものである。

前記顔料としては、一般的に用いられる無機顔料や有機顔料等を用いることができる。

無機顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、鉄黒、コバルトブルー、アルミナ白、酸化鉄黄、ビリジアン、硫化亜鉛、リトボン、カドミウムイエロー、朱、カドミウムレッド、黄鉛、モリブデートオレンジ、ジンククロメート、ストロンチウムクロメート、ホワイトカーボン、クレー、タルク、群青、沈降性硫酸バリウム、バライト粉、炭酸カルシウム、鉛白、紺青、マンガンバイオレット、カーボンブラック、アルミニウム粉、パール系顔料等が挙げられる。

有機顔料としては、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、フタロン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、メチン・アゾメチン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、アゾレーキ顔料系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料等が挙げられる。

アルカリ可溶性樹脂は、顔料を水性印刷インキに分散させる上で配合されるものである。具体的には、アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ剤と反応して水溶性となるものであり、造膜剤に混合する前の顔料スラリー（顔料分散体）を作る際にバインダーとして主に用いられる樹脂である。具体的には、アルカリ可溶性樹脂は、分子構造中に酸性基を有し、該酸性基がアルカリ剤（後述するアンモニアおよびアミン類）と反応して塩（アンモニウム塩又はアミン塩）を形成することで、水溶性となるものである。酸性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基等が挙げられる。そして、水性印刷インクが樹脂フィルムに印刷されて乾燥されることで、アルカリ可溶性樹脂と塩を形成していたアルカリ剤（アンモニウムやアミン類）がアルカリ可溶性樹脂から脱離し、印刷層が形成される。アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、アミノ酸系樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等が挙げられる。水性印刷インク中のアルカリ可溶性樹脂の含有量は、顔料濃度に応じて適宜選択されるものである。

アルカリ剤としては、アンモニアおよびアミン類が用いられる。アンモニアは、アンモニア水として添加されることが好ましい。水性印刷インク中のアンモニアの含有量としては、０．１〜１．５質量％であることが好ましく、０．１〜０．５質量％であることがより好ましい。

一方、アミン類としては、アルカリ剤として用いられる一般的なものを用いることができる。例えば、有機アミン類として、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、モルホリン、Ｎ−メチルモルホリン、２−アミノ−２−エチル−１−プロパノール等が挙げられる。水性印刷インク中のアミン類の含有量としては、０．１〜１．５質量％であることが好ましく、０．２〜１．４質量％であることがより好ましい。また、アンモニアおよびアミン類の合計に対するアミン類の割合は、２５〜８５質量％であることが好ましく、４０〜８３質量％であることがより好ましい。水性印刷インク中にこんような含有量でアミン類が含有されることで、印刷に適した粘度を維持することが可能となっている。

造膜剤としては、水に懸濁、乳化又は分散可能な樹脂が用いられる。例えば、アクリル系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリエチレンオキシド系樹脂、ポリＮ−ビニルピロリドン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂、アミノ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、合成ゴム、ポリオレフィン樹脂、その他の合成樹脂、ポリペプチド、多糖類、天然ゴムなどの天然高分子などが挙げられる。また、これらの樹脂は単独で又は２種以上組み合わせて使用することもできる。

水性溶媒としては、水、又は、水と水混和性の有機溶剤との混合溶媒を用いることができる。水混和性の有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプルピルアルコール、ｎ − ブタノール、イソブタノールのアルコール類や、プロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ − プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のグリコール類が挙げられる。

また、水性印刷インクは、必要に応じて、硬化剤、分散剤、水溶性増粘剤、消泡剤、安定剤、潤滑剤等の添加剤を含有してもよい。

例えば、硬化剤を用いることで、造膜剤の分子同士を架橋させることができ、外部から接触する水分に対して耐水性に優れた印刷層を形成することができる。硬化剤は、造膜剤よりも水性溶媒やアルカリ剤と反応性が高いものであり、水性溶媒やアルカリ剤の存在が硬化剤の硬化を阻害する要因となる。しかしながら、後述するように、樹脂フィルムに印刷された水性印刷インクから水性溶媒およびアルカリ剤を効果的に揮発させて除去することができるため、硬化阻害要因（水性溶媒およびアルカリ剤）の影響を受ける事なく硬化剤を用いることが可能となる。

硬化剤としては、イソシアネート基、エポキシ基、オキサゾリン基、アジリジニル基、カルボジイミド基、シラノール基、アルコキシリル基、アミノ基、水酸基、メルカプト基等の官能基を有するものが挙げられる。例えば、造膜剤が水酸基を有している場合、イソシアネート基を有する硬化剤を用いることで、水酸基とイソシアネート基とが反応してウレタン結合やウレア結合が形成され、造膜樹脂の分子同士を架橋させることができ、より強固な印刷層を形成することができる。また、水性溶剤である造膜助剤の作用を阻害する水性溶媒およびアルカリ剤が印刷層に残存しないため、造膜助剤を効果的に使用する事が可能になる。

上記のような水性印刷インクが印刷される樹脂フィルムとしては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレン系樹脂等からなるものを用いることができ、或いは、これらの複合樹脂を用いることができる。樹脂フィルムの厚みとしては、１０〜２５０μｍのものを用いることができる。

そして、上記のような水性印刷インクが樹脂フィルムに印刷されて乾燥されることで、印刷ラベルが形成される。水性印刷インクを樹脂フィルムに印刷する方法としては、特に限定されるものではなく、フレキソ印刷、グラビア印刷、凸版印刷、ロータリースクリーン印刷等を用いることができる。

また、水性印刷インクを乾燥させる温度および時間としては、特に限定されるものではないが、上記のような厚みの樹脂フィルムが乾燥時の熱の影響によって変形してしまわない程度であることが好ましい。例えば、６０〜１２０℃で１〜１５秒乾燥させることが好ましい。

以上のように、本発明に係る印刷ラベルによれば、乾燥性に優れた水性印刷インクを用いることで生産効率を向上させることができると共に、耐水性に優れた印刷層を備えるものとなる。

即ち、水性印刷インクがアルカリ剤としてアンモニアおよびアミン類が添加されてなることで、アルカリ剤としてアミン類のみを用いた場合よりも水性印刷インク中のアミン類の含有量を低減することができる。これにより、アミン類と結合する水性溶媒の量を減少させることができる。

また、アミン類の含有量が低減することで、樹脂フィルムに印刷された水性印刷インクを乾燥させる際にアミン類を効果的に揮発させることができる。これにより、水性溶媒がアミン類に結合して揮発し難くなるのを防止することができる。

つまり、水性印刷インク中のアミン類の含有量を低減することができるため、アミン類および水性溶媒を効果的に揮発させることができる。また、アンモニアは、アミン類よりも揮発性が高いものであるため、水性印刷インクを乾燥させる際にアミン類と共にアンモニアも揮発させることができる。

以上のように、アルカリ剤であるアンモニアおよびアミン類が効果的に揮発し、水性溶媒も効果的に揮発することで、アルカリ剤としてアミン類のみを用いた場合に想定される水性印刷インクの乾燥時間よりも短い乾燥時間で水性印刷インクを乾燥させて樹脂フィルム上に印刷層を形成することができる。これにより、印刷ラベルを生産する際に、ロール トゥ ロール方式による高速の生産を行うことができ、水性印刷インクが樹脂フィルムに印刷されてなる印刷ラベルの生産効率を向上させることができる。

更に、印刷層中に残存するアミン類を低減することができるため、印刷層に水分が接触した際に、水分が印刷層中のアミン類と結合して印刷層が溶解し、樹脂フィルムに対する定着性が低下するのを抑制することができる。つまり、耐水性に優れた印刷層を備えた印刷ラベルとなる。

水性印刷インクに硬化剤が更に添加されていることで、より耐水性に優れた印刷層を形成することができる。具体的には、上述のようにアミン類および水性溶媒を効果的に揮発させることができるため、アミン類や水性溶媒と反応性が高い硬化剤であっても水性印刷インクの構成成分として用いることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

＜実施例１〜６＞
１．水性印刷インクの作成
アルカリ剤としてアミン類の含有量が下記表１に記載の割合となるように、インク原料（大日精化社製、製品名：アンモニア中和ウレタン系カラーインキ 紺藍 ＦＣＦ ＡＭ−Ｖ）に、ジメチルエタノールアミンを添加して、水性印刷インクを作製した。

２．印刷ラベルの作成
上記で作成した水性印刷インクを、厚み４０μｍのポリプロピレン系樹脂フィルム（ＯＰＰフィルム）の一方の面に、フレキソ印刷（印刷速度２５０ｍ／ｍｉｎ、塗工量：１〜２ｇ／ｍ²）を用いて印刷し、所定の条件（予備加熱温度：８０℃、乾燥温度：１２０℃、乾燥時間：１．４秒）で乾燥させて各実施例の印刷ラベルを作製した。

３．耐水性試験
上記で作製した印刷ラベルを円柱状の被着体の外面に印刷層が外側となるように貼り付けた。そして、印刷ラベル付きの被着体を水中に３０分間浸漬した。その後、水中から印刷ラベル付きの被着体を取り出し、被着体が起立するように載置した。そして、印刷ラベルの印刷層が形成された領域に樹脂製のブラシを接触させ、該ブラシを印刷ラベル付きの被着体に対して水平方向に往復して相対移動させた。
そして、往復回数が２０回となるまでの印刷層の状態を観察し、印刷層の欠落・剥がれを評価した。試験結果については、下記表１に示す。なお、往復回数が２０回となっても印刷層に変化が生じなかったものには「◎」、往復回数１０〜２０回で印刷層の欠落・剥がれが生じたものには「○」、往復回数１〜１０回で印刷層の欠落・剥がれが生じたものには「△」、往復回数０回で印刷層の欠落・剥がれが生じたものには「×」と記載した。

４．印刷性の評価
フレキソ印刷を行った際に、良好に印刷することができ、発色も良好であったものには「◎」、良好に印刷することができたが発色が若干劣るものには「○」、印刷することが困難であったものには「×」と記載した。

＜比較例１＞
１．水性印刷インクの作成
アルカリ剤としてアミン類の含有量が下記表１に記載の割合となるように、インク原料（大日精化社製、製品名：ウレタンインキ 紅 ９１５ Ｋ−５）に、ジメチルエタノールアミンを添加して、水性印刷インクを作製した。

２．印刷ラベルの作成
上記で作成した水性印刷インクを、厚み４０μｍのポリプロピレン系樹脂フィルム（ＯＰＰフィルム）の一方の面に、フレキソ印刷（印刷速度２５０ｍ／ｍｉｎ、塗工量：１〜２ｇ／ｍ²）を用いて印刷し、所定の条件（予備加熱温度：８０℃、乾燥温度：１２０℃、乾燥時間：１．４秒）で乾燥させて比較例１の印刷ラベルを作製した。

３．耐水性試験
上記各実施例と同様の条件で、耐水性試験を行った。試験結果については、下記表１にしめす。

＜比較例２＞
ジメチルエタノールアミンを添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に印刷ラベルを作製した。そして、上記各実施例と同様の条件で、耐水性試験を行った。試験結果については、下記表１にしめす。

＜まとめ＞
各実施例と比較例１とを比較すると、各実施例の方が耐水性試験の評価が良好であることが認められる。つまり、アルカリ剤としてアンモニアおよびアミン類を水性印刷インク中に含有させることにより、優れた耐水性を示す印刷層を備えた印刷ラベルとなることが認められる。また、各実施例と比較例２とを比較すると、比較例２では印刷を良好に行うことができなかった。つまり、アルカリ剤としてアンモニアおよびアミン類を併用することで良好に印刷を行うことができると共に、耐水性に優れた印刷層を備えた印刷ラベルとなることが認められる。

Claims (3)

1. 溶媒として水性溶媒を用いた水性印刷インクが樹脂フィルムに印刷されてなる印刷ラベルであって、
   前記水性印刷インクは、アルカリ剤としてアンモニアおよびアミン類を含有すると共に、水性印刷インク中のアミン類の含有量が０．２質量％以上０．５質量％以下であり、且つ、アンモニアとアミン類の合計に対するアミン類の割合が４０質量％以上６３質量％以下であることを特徴とする印刷ラベル。
2. 前記水性印刷インクは、硬化剤が更に添加されてなることを特徴とする請求項１に記載の印刷ラベル。
3. 前記水性印刷インクがフレキソ印刷されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷ラベル。