JP6830727B2 - 発泡カップ用水性フレキソインキ及び発泡カップ - Google Patents

Description

本発明は、高温又は低温を維持する為の発泡断熱性の機能を持たせた発泡カップ用の水性フレキソインキに関する。

従来より熱い飲料等内容物であっても持ちやすい様に断熱効果の高い発泡ポリスチレン製容器が多く使用されている。しかし、発泡ポリスチレン容器より、より廃棄焼却時の環境への負荷のない断熱効果を持ち合せた紙製容器へ徐々に置き換わりつつある。
中でも、紙容器の内面にポリエチレンフィルムをラミネートし、容器外壁面に加熱することにより発泡層となる低融点のポリエチレンフィルムをラミネートした発泡ポリエチレン原紙を用いた高機能断熱紙容器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、前記高機能断熱容器の外面に絵柄など意匠性付与や印字するに当っては、油性グラビアインキ、油性フレキソインキで印刷される事が一般的である。しかし、近年、印刷業界において溶剤型印刷インキ中に含まれるＶＯＣによる大気汚染の悪化、地球温暖化など全地球規模の拡大を背景としたサステナビティの観点を根底に、労働安全衛生、更に引火爆発性も加え、脱石油資源への転換する動きがあり、有機溶剤の使用に対する規制が増々厳しくなりつつある。

これら環境への意識の変化から、近年、特に需要増である軟包装フィルムパッケージにおいて、インキ中の有機溶剤を水に置き換えた水性インキの開発が先行して行われており、同様の余波はフレキソ印刷業界でも影響を受け、水性化に向けた取組みが望まれているる。
前記発泡ポリエチレン原紙を用いた高機能断熱紙容器向け油性フレキソインキの発明がなされているが（例えば、特許文献２参照）、水性とした際の原料の分散性を保持しつつ、発泡断熱層が加熱処理で発泡する際に、発泡断熱層表面に印刷されたインキ層が発泡を妨げる事なく追随する発泡追随性、印刷面の発泡外観、耐摩擦性、耐熱性を兼備するは決して容易でない。

特開２００７−２１７０２４号報 国際公報ＷＯ２００９／１１９８００Ａ１

本発明は、加熱処理で発泡する際に、発泡断熱層表面に印刷された印刷層が発泡を妨げる事がなく発泡追随性に優れ、更に印刷面の発泡外観、耐摩擦性、耐熱性を兼備する発泡カップ用水性フレキソインキを提供することを目的とする。

本発明者らは、前記した課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、発泡積層体の印刷層を形成する為の発泡カップ用水性フレキソインキが、バインダー樹脂、顔料および水を含み、バインダー樹脂がポリウレタン樹脂を含むことを特徴とする発泡カップ用水性フレキソインキを提供するに至った。

即ち、本発明は、熱可塑性合成フィルム層（Ａ）／紙基材／熱可塑性合成フィルム（Ａ）より低い融点を有し、加熱する事によって発泡し断熱層を形成する熱可塑性合成フィルム（Ｂ）／印刷層（Ｃ）の順に積層された発泡積層体において、印刷層（Ｃ）を形成する為の発泡カップ用水性フレキソインキであって、前記発泡カップ用水性フレキソインキが、バインダー樹脂、顔料および水を含み、前記バインダー樹脂がポリウレタン樹脂を含むことを特徴とする。

本発明は、更にスチレン・マレイン酸共重合体を含有する発泡カップ用水性フレキソインキに関する。

本発明は、更にアルコール溶剤を含有する発泡カップ用水性フレキソインキに関する。

本発明は、更に該発泡カップ用水性フレキソインキ用いて印刷した発泡カップに関する。

本発明により、加熱処理で発泡する際に、発泡断熱層表面に印刷された印刷層が発泡を妨げる事がなく発泡追随性に優れ、更に印刷面の発泡外観、耐摩擦性、耐熱性を兼備する発泡カップ用水性フレキソインキを提供することができる。

本発明について詳細に説明する。なお以下の説明で用いる「インキ」とは全て「印刷インキ」を示す。また「部」とは全て「質量部」を示す。

本発明は、熱可塑性合成フィルム層（Ａ）／紙基材／熱可塑性合成フィルム（Ａ）より低い融点を有し、加熱する事によって発泡し断熱層を形成する熱可塑性合成フィルム（Ｂ）／印刷層（Ｃ）の順に積層された発泡積層体において、印刷層（Ｃ）を形成する為の発泡カップ用水性フレキソインキであって、前記発泡カップ用水性フレキソインキが、バインダー樹脂、顔料および水を含み、前記バインダー樹脂がポリウレタン樹脂を含む構成するものである。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキは、具体的に前記バインダー樹脂としてポリウレタン樹脂を水や、必要に応じてアルコール系溶剤、各種添加剤や他の樹脂を予め混合する。分散攪拌機にて前記溶液を攪拌しながら着色顔料を投入し更に攪拌することで顔料が十分分散されたインキを得る。

本発明において、ポリウレタン樹脂を必須の成分とすることで、特に発泡カップ用途において、加熱する事によって発泡し断熱層を形成する熱可塑性合成フィルムへの発泡カップ用水性フレキソインキの密着性が非常に高まるばかりでなく、加熱処理で発泡する際に、発泡断熱層表面に印刷された印刷層が発泡を妨げる事がなく発泡追随性に優れ、更に印刷面のヒビ割れ等生じない発泡外観、耐摩擦性、耐熱性を保持するに有効である。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキのバインダー樹脂として使用するポリウレタン樹脂は、ウレタン樹脂（Ｘ）と水性媒体（Ｙ）を含有するものを使用できる。

前記ウレタン樹脂（Ｘ）としては、例えば、酸基を有するポリオール（ａ１−１）と、前記ポリオール（ａ１−１）以外のポリエーテルポリオール（ａ１−２）とを含むポリオール（ａ１）、及び、ポリイソシアネート（ａ２）とを反応させて得られたものを用いることができる。

前記酸基を有するポリオール（ａ１−１）としては、例えば、カルボキシル基を有するポリオール、スルホン酸基を有するポリオール等が挙げられる。

前記カルボキシル基を有するポリオールとしては、例えば、２，２−ジメチロールプロピオン酸、２，２−ジメチロールブタン酸、２，２−ジメチロール吉草酸等が挙げられる。なかでも分散安定性が良好な、２，２−ジメチロールプロピオン酸や２，２−ジメチロールブタン酸が好ましい。また、前記カルボキシル基を有するポリオールと各種ポリカルボン酸とを反応させて得られるカルボキシル基を有するポリエステルポリオールを用いることもできる。これらのカルボキシル基を有するポリオールは、単独で用いることも２種以上併用することもできる。

前記スルホン酸基を有するポリオールとしては、例えば、５−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、４−スルホフタル酸、５−（４−スルホフェノキシ）イソフタル酸等のジカルボン酸またそれらの塩と、エチレングリコールやプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の低分子ポリオールとを反応させて得られるポリエステルポリオールが挙げられる。これらのスルホン酸基を有するポリオールは、単独で用いることも２種以上併用することもできる。

前記酸基を有するポリオール（ａ１−１）は、前記ウレタン樹脂（Ｘ）の酸価が、１０〜５０となる範囲で用いることが好ましく、１０〜３５となる範囲で用いることがより好ましい。なお、本発明で言う酸価は、前記ウレタン樹脂（Ｘ）の製造に用いる酸基を有するポリオール（ａ１−１）等の酸基含有化合物の使用量に基づいて算出した理論値である。

前記酸基は、それらの一部または全部が、ナトリウム、カリウム、カルシウム、銅、リチウム等の金属イオンによって中和され、金属塩となっていることが、良好な水分散性を発現するうえで好ましい。

前記酸基を中和する際に用いることができるナトリウム、カリウム、カルシウム、銅、リチウム等の金属イオンは、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの金属水酸化物や、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの金属塩化物、硫酸銅などの金属硫化物から得られる。

前記ポリエーテルポリオール（ａ１−２）としては、例えば、活性水素原子を２個以上有する化合物の１種または２種以上を開始剤として、アルキレンオキサイドを付加重合させたものが挙げられる。

前記開始剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ビスフェノールＡ、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。

前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。

前記ポリエーテルポリオールとしては、インキに用いる顔料等との相溶性が良いことから、数平均分子量５００〜３０００のものを用いることが好ましい。

また、前記ポリオール（ａ１）としては、前記したポリオールの他に、脂環式構造を有するポリオール（ａ１−３）を用いることができる。

前記脂環式構造を有するポリオール（ａ１−３）としては、例えば、シクロブタンジオール、シクロペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、シクロヘプタンジオール、シクロオクタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、ジシクロヘキサンジオール、ブチルシクロヘキサンジオール、１，１’−ビシクロヘキシリデンジオール、シクロヘキサントリオール、水素添加ビスフェノ−ルＡ、１，３−アダマンタンジオール等の、概ね１００〜５００程度の低分子量の脂環式構造含有ポリオールが挙げられる。これらの脂環式構造を有するポリオールは、単独で用いることも２種以上併用することもできる。

また、前記ポリオール（ａ１−３）は、前記ポリオール（ａ１）全量中に０〜２０質量％の範囲で用いることが、印刷物のブロッキングを抑制できることから好ましい。

前記ポリオール（ａ１）と反応しうるポリイソシアネート（ａ２）としては、例えば、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、クルードジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリエンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、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族ポリイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート；シクロヘキサンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環式構造を有するポリイソシアネートなどが挙げられる。これらのポリイソシアネート（ａ２）は、単独で用いることも２種以上を併用することもできる。

前記ポリオール（ａ１）と前記ポリイソシアネート（ａ２）とを反応させて得られるウレタン樹脂（Ｘ）を製造する方法としては、例えば、無溶剤下または有機溶剤の存在下で、前記ポリオール（ａ１）と前記ポリイソシアネート（ａ２）とを混合し、反応温度５０℃〜１５０℃程度の範囲で反応させる方法が挙げられる。

前記ポリオール（ａ１）とポリイソシアネート（ａ２）との反応は、例えば、前記ポリオール（ａ１）の水酸基に対する、前記ポリイソシアネート（ａ２）のイソシアネート基の当量割合が、０．８〜２．５の範囲で行うことが好ましく、０．９〜１．５の範囲で行うことがより好ましい。

また、前記ウレタン樹脂（Ｘ）としては、印刷物のブロッキングを抑制できることから脂環式構造を有するものを用いることが好ましい。

前記脂環式構造としては、例えば、シクロブチル環、シクロペンチル環、シクロヘキシル環、シクロヘプチル環、シクロオクチル環、プロピルシクロヘキシル環、トリシクロ［５．２．１．０．２．６］デシル骨格、ビシクロ［４．３．０］−ノニル骨格、トリシクロ［５．３．１．１］ドデシル骨格、プロピルトリシクロ［５．３．１．１］ドデシル骨格、ノルボルネン骨格、イソボルニル骨格、ジシクロペンタニル骨格、アダマンチル骨格等が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキシル環構造が好ましい。

前記脂環式構造は、前記ウレタン樹脂（Ｘ）の全体に対して１０００ｍｍｏｌ／ｋｇ〜５０００ｍｍｏｌ／ｋｇの範囲で存在することが、印刷物のブロッキングを抑制できることから好ましい。

前記脂環式構造は、前記ウレタン樹脂（Ｘ）を製造する際に使用するポリオール（ａ１）として使用可能な脂環式構造を有するポリオール由来の脂環式構造を含むことが好ましいが、その全てが脂環式構造を有するポリオール由来のものである必要はなく、その一部がイソホロンイソシアネート等の脂環式構造含有ポリイソシアネート由来のものであっても良い。

なお、本発明でいう、前記ウレタン樹脂（Ｘ）の全体に対する、前記ウレタン樹脂（Ｘ）中に含まれる脂環式構造の割合は、前記ウレタン樹脂（Ｘ）の製造に使用するポリオール（ａ１）やポリイソシアネート（ａ２）等の全原料の合計質量と、前記ウレタン樹脂（Ａ）の製造に使用した脂環式構造含有化合物が有する脂環式構造の物質量に基づいて算出した値である。

また、前記ウレタン樹脂（Ｘ）を製造する際に、必要に応じて鎖伸長剤を用いることができる。

前記鎖伸長剤としては、例えば、ポリアミン、ヒドラジン化合物、その他活性水素原子を有する化合物が挙げられる。これらの鎖伸長剤は、単独で用いることも、２種以上を併用することもできる。

前記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、１，２−プロパンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、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、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン等のジアミン；Ｎ−ヒドロキシメチルアミノエチルアミン、Ｎ−ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、Ｎ−ヒドロキシプロピルアミノプロピルアミン、Ｎ−エチルアミノエチルアミン、Ｎ−メチルアミノプロピルアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。これらの中でも、エチレンジアミンが好ましい。

前記ヒドラジン化合物としては、例えば、ヒドラジン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルヒドラジン、１，６−ヘキサメチレンビスヒドラジン、コハク酸ジヒドラジッド、アジピン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、β−セミカルバジドプロピオン酸ヒドラジド、３−セミカルバジッド−プロピル−カルバジン酸エステル、セミカルバジッド−３−セミカルバジドメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。

前記その他活性水素を有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレンリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、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、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のグリコール；ビスフェノールＡ、４，４’−ジヒドロキシジフェニル、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、水添ビスフェノールＡ、ハイドロキノン等のフェノール、水等が挙げられる。

前記鎖伸長剤として、例えば、ポリアミンを用いる場合、ポリアミンが有するアミノ基とイソシアネート基との当量比［アミノ基／イソシアネート基］は、１．２以下が好ましく、０．３〜１の範囲がより好ましい。

前記ウレタン樹脂（Ｘ）を製造する際に使用可能な有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶剤；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル溶剤；アセトニトリル等のニトリル溶剤；ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド溶剤などが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いることも２種以上併用することもできる。

また、前記有機溶剤は、安全性や環境に対する負荷低減を図るため、前記ウレタン樹脂（Ｘ）の製造途中または製造後に、例えば、減圧留去することによって前記有機溶剤の一部または全部を除去してもよい。

前記方法で得たポリウレタン樹脂は、印刷物の耐久性を発現できることから、５，０００〜５００，０００の範囲の重量平均分子量であり、且つガラス転移温度（Ｔｇ）が−６５〜１００℃の範囲であることが好ましく、５，０００〜２００，０００の範囲の重量平均分子量を有するものを使用することがより好ましく、２０，０００〜１００，０００の範囲の重量平均分子量を使用することがさらに好ましい。

前記重量平均分子量が５，０００を下回る場合には、印刷物の耐久性が低下するだけでなく、乾燥不良によるブロッキング等の諸問題が発生する傾向にあり、また分子量が５００，０００を上回る場合には、インキの転移不良や再溶解性の低下等の問題が発生し易い。

また、前記方法で製造したポリウレタン樹脂の水性化は、例えば、次のような方法で行うことができる。

〔方法１〕ポリオール（ａ１）とポリイソシアネート（ａ２）とを反応させて得られた水性ウレタン樹脂の酸基の一部又は全てを中和した後、水性媒体（Ｙ）を投入して水分散させ、その後に前記鎖伸長剤を用いて鎖伸長することによりウレタン樹脂（Ｘ）を水分散させる方法。

〔方法２〕ポリオール（ａ１）とポリイソシアネート（ａ２）とを反応させて得られた水性ウレタン樹脂と、前記と同様の鎖伸長剤とを、反応容器中に一括又は分割して仕込み、鎖伸長反応させることでウレタン樹脂（Ｘ）を製造し、次いで得られたウレタン樹脂（Ａ）中の酸基の一部又は全てを中和した後、水性媒体（Ｙ）を投入して水分散させる方法。

前記〔方法１〕〜〔方法２〕では、必要に応じて乳化剤を使用してもよい。また、水溶解や水分散の際には、必要に応じてホモジナイザー等の機械を使用しても良い。

前記水性媒体（Ｙ）としては、例えば、水、水と混和する有機溶剤、及び、これらの混合物が挙げられる。水と混和する有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール及びイソプロパノール等のアルコール溶剤；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶剤；エチレングリコール、ジエチレングリコール、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；ポリアルキレングリコールのアルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のラクタム溶剤などが挙げられる。本発明では、水のみを用いても良く、また水及び水と混和する有機溶剤との混合物を用いても良く、水と混和する有機溶剤のみを用いても良い。

また、前記水性媒体（Ｙ）としては、安全性や環境に対する負荷の点から、水のみ、または、水及び水と混和する有機溶剤との混合物が好ましく、水のみが特に好ましい。

前記乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン共重合体等のノニオン系乳化剤；オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、アルカンスルフォネートナトリウム塩、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム塩等のアニオン系乳化剤；アルキルアミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩等のカチオン系乳化剤が挙げられる。これらの中でも本発明の水性フレキソインキの優れた保存安定性を維持する観点から、アニオン性又はノニオン性の乳化剤が好ましい。

前記方法で得られたウレタン樹脂（Ｘ）は、本発明で使用するポリウレタン樹脂中、１０〜１００質量％の範囲で含むものであることが、印刷時の水性インキの再溶解性、印刷物のブロッキングの抑制、印刷濃度の向上、及び基材への密着性の向上において好ましい。
他のポリウレタン樹脂としては、汎用のポリウレタン樹脂を使用することができる。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキで使用するポリウレタン樹脂のインキにおける含有量は、インキの被印刷体への接着性を十分にする観点からインキの総質量に対して２０質量％以上、適度なインキ粘度やインキ製造時・印刷時の作業効率の観点から７０質量％以下が好ましく、更には４０〜６０質量％の範囲が好ましい。

本発明に用いるポリウレタン樹脂は、前述の組成であれば特に制限なく用いることができるが、これらの中でも、ウレタン樹脂中に活性水素含有官能基、例えば、水酸基、一級、又は二級のアミノ基等を含有しているものが、ウレタン樹脂とブロックイソシアネートの架橋が円滑に進行して、得られる印刷インキ層が強固になることから好ましい。なお、前記ウレタン樹脂中に活性水素含有官能基が含まれていなくても、インキ層を高温で加熱すれば、活性水素を含有したウレタン樹脂を用いた場合と同様な結果が得られる。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキでは、水を含有する事が必須であり、ポリウレタン樹脂、必要に応じて他の樹脂、着色顔料等の固形分総計に対して、水の含有量は０．５倍から２倍で練肉する事が好ましい。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキでは、更に、水単独または水と混和するアルコール系溶剤である、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール等を添加してもよく、これらを単独または２種以上の混合物で用いることができる。
これらアルコール系溶剤を添加する事により、乾燥性、濡れ性が向上する。尚、インキ全量に対するアルコール系溶剤の総量は1〜２０質量％の範囲である事が好ましい。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキで配合できる他の樹脂としては、水性又は水分散性の樹脂が好ましく、特に酸価が５〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇのものが好ましく、例としてはアクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、マレイン酸樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、αオレフィンマレイン酸樹脂、ウレタン樹脂、エステル樹脂、スルホン酸樹脂、リン酸樹脂等が挙げられ、中でもスチレン・マレイン酸共重合体が好ましい。また、スチレン・マレイン酸共重合体を例に挙げるとその添加量は、インキ全量の１〜１０質量％が好ましい。この一部は顔料分散剤として機能する場合もある。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキで使用する顔料としては、例えば、一般のインキ、塗料、および記録剤などに使用されている有機、無機顔料や染料を挙げることができる。また、紙器容器の紙の白さを更に強調したり、下地の色を隠蔽する目的に全面に白インキを印刷した後、有色インキを重ね刷りしてもよい。

前記有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、アゾメチンアゾ系、ジクトピロロピロール系、イソインドリン系などの顔料が挙げられる。藍インキには銅フタロシアニン、透明黄インキにはコスト・耐光性の点からＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｎｏ Ｙｅｌｌｏｗ８３を用いることが好ましい。

前記無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化クロム、シリカ、ベンガラ、アルミニウム、マイカ（雲母）などが挙げられる。また、ガラスフレークまたは塊状フレークを母材とした上に金属、もしくは金属酸化物をコートした光輝性顔料（メタシャイン；日本板硝子株式会社）を使用できる。白インキには酸化チタン、墨インキにはカーボンブラック、金、銀インキにはアルミニウム、パールインキにはマイカ（雲母）を使用することがコストや着色力の点から好ましい。アルミニウムは粉末またはペースト状であるが、取扱い性および安全性の面からペースト状で使用するのが好ましく、リーフィングまたはノンリーフィングを使用するかは輝度感および濃度の点から適宜選択される。
前記顔料の総計はインキの濃度・着色力を確保するのに充分な量、すなわちインキの総重量に対して１〜５０質量％の割合で含まれることが好ましい。また、着色剤は単独で、または２種以上を併用して用いることができる。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキは、更に、水溶性溶剤、その他目的に応じた助剤を使用することができる。
前記水溶性溶剤としては、前記アルコール系溶剤以外のプロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、エチルカルビトール等のエーテル類等がある。

また、その他の助剤成分としては、耐摩擦性、滑り性等を付与するためのパラフィン系ワックス、ポリエチレン系ワックス、カルナバワックス等のワックス類やオレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド等の脂肪酸アミド類及び印刷時の発泡を抑制するためのシリコン系、非シリコン系消泡剤及び顔料の濡れを向上させる各種分散剤等を適宜使用することもできる。

本発明に係わる発泡カップ用水性フレキソインキは、グラビア、フレキソ印刷インキの製造に一般的に使用されているアイガーミル、サンドミル、ガンマミル、アトライター等を用いて製造される。
本発明の発泡カップ用水性フレキソインキを用いて得られる水性フレキソ印刷インキは、その粘度が離合社製ザーンカップ＃４を使用した場合、２５℃にて７〜２５秒であればよく、より好ましくは１０〜２０秒である。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキは、熱可塑性合成フィルム層（Ａ）／紙基材／熱可塑性合成フィルム（Ａ）より低い融点を有し、加熱する事によって発泡し断熱層を形成する熱可塑性合成フィルム（Ｂ）／印刷層（Ｃ）の順に積層された発泡積層体において、印刷層（Ｃ）を形成する為の用途限定の水性フレキソインキである。
熱可塑性合成フィルム層（Ａ）及び（Ｂ）は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の延伸及び無延伸ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン、セロファン、ビニロン等の熱可塑性樹脂によるフィルムから幅広く使用できる。
一般的に発泡カップ容器を成型するに当り、前記「熱可塑性合成フィルム（Ａ）より低い融点を有し、加熱する事によって発泡し断熱層を形成する熱可塑性合成フィルム（Ｂ）」
が容器の外面となる様に作製される。具体的には、紙基材を挟んで容器内面にラミネートする熱可塑性合成フィルム（Ａ）として融点が１３０〜１３５℃であるポリエチレンフィルムを、容器外面にラミネートし後の発泡し断熱層となる熱可塑性合成フィルム（Ｂ）として融点が１０５〜１１０℃のポリエチレンフィルムを使用する事ができる。

断熱層を形成する為の加熱条件としては、前記熱可塑性合成フィルム（Ｂ）として、融点が１０５〜１１５℃付近のポリエチレンフィルム（厚み：７０μｍ）を使用した場合、
加熱温度１００〜１３５℃、加熱時間４〜６分を要する。本発明の発泡カップ用水性フレキソインキは加熱する事によって発泡し断熱層を形成する熱可塑性合成フィルム（Ｂ）の表面に印刷する事から、熱可塑性合成フィルム（Ｂ）の発泡に伴って印刷層も一体となって追従する発泡追従性が要求されると共に、インキ硬化皮膜のひび割れが生じる事なく、
耐摩耗性に加えて、容器を持った際の滑り止めともなるべく心地よい適度な凹凸をも要求される。

本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。以下、「部」及び「％」は、いずれも重量基準によるものとする。
なお、本発明におけるＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）による重量平均分子量（ポリスチレン換算）の測定は東ソー(株)社製ＨＬＣ８２２０システムを用い以下の条件で行った。
分離カラム：東ソー（株）製ＴＳＫｇｅｌＧＭＨ_ＨＲ−Ｎを４本使用。カラム温度：４０℃。移動層：和光純薬工業（株）製テトラヒドロフラン。流速：１．０ｍｌ／分。試料濃度：１.０重量％。試料注入量：１００マイクロリットル。検出器：示差屈折計。
粘度はトキメック社製Ｂ型粘度計で２５℃において測定した。

本発明の発泡カップ用水性フレキソインキの作製手順として、選定したバインダー樹脂（不揮発分４０質量％）を用いて、各印刷インキを以下の組成によりよく撹拌混合した後、ビーズミルで練肉し練肉ベースインキを作製し、水性藍色印刷インキを作製した。得られた印刷インキの粘度をザーンカップ＃４（離合社製）で１６秒（２５℃）になる様、水で調整した。

〔水性藍色フレキソインキの配合総量（粘度調整用の水を除く）〕
ＦＡＳＴＰＧＥＮ ＢＬＵＥ ＬＡ５３８０藍顔料（ＤＩＣ社製） １５部
水性フレキソインキ用バインダー（不揮発分４０質量％） ６０部
イソプロピルアルコール ３部
水 １２部
シリコン系消泡剤（ＢＹＫ社製） ０．２部

尚、ポリウレタン樹脂として下記（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）を実施例に、（ＩＶ）を比較例に使用した。その他の樹脂も記す。
ポリウレタン樹脂（Ｉ）：ハイドランＷＬＳ−２０１（ＤＩＣ株式会社製）
ポリウレタン樹脂（ＩＩ）：ユーコートＵＸ−１５０(三洋化成工業株式会社製)
ポリウレタン樹脂（ＩＩＩ）：ユリアーノＷ３２１(荒川化学工業株式会社製)、
アクリル樹脂（ＩＶ）：ＱＥ−１０４２(星光ＰＭＣ株式会社製)
アクリル樹脂（Ｖ）：ビックケミー・ジャパン社製ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９１ 固形分９８％
スチレン・マレイン酸樹脂（ＶＩ）：ビックケミー・ジャパン社製ＤＩＳＰＥＲ
ＢＹＫ−１９０ 固形分４０％

表１に示す水性フレキソインキ用バインダーを使用した実施例１〜６、及び比較例１の藍色水性フレキソインキを上記粘度調整した後、Ｆｌｅｘｏｐｒｏｏｆ１００テスト印刷機（Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｓ，Ｉｎｃ．社製）を用いて、予め紙原紙の片面に融点１３３℃のポリエチレンフィルムが、他面に融点１０６℃のポリエチレンフィルムがラミネートされた発泡ポリエチレン原紙に、縦２４０ｍｍ×横８０ｍｍのベタ絵柄を印刷後、１２０℃の恒温槽で５分間加熱処理し融点１０６℃のポリエチレンフィルムの発泡させた後、発泡積層体印刷物を得た。
得られた発泡積層体印刷物について、発泡追従性、発泡外観、耐摩擦性、及び耐熱性について評価した。

〔評価項目１：発泡追従性〕
加熱処理後の印刷面の下地となるポリエチレンフィルムラミネート（融点１０６℃）発泡層と印刷層との段差を指触し、段差の大少を以下の４段階で評価した。

◎：下地の発泡層との段差を全く感じない。
○：下地の発泡層との段差をわずかであるが感じる。
△：下地の発泡層との段差を問題ない程度に感じる。
×：下地の発泡層との段差を非常に大きく感じる。

〔評価項目２：発泡外観〕
加熱処理による発砲後の藍インキ印刷部分のひび割れの有無を目視評価にて以下の４段階で評価した。

◎：ひび割れは全く見られない。
○：ひび割れは極部分に見られる。
△：ひび割れは見られるが問題ない程度である。
×：ひび割れが非常に多く見られる。

〔評価項目３：耐摩擦性〕
株式会社大栄科学精器製作所製学振型耐摩擦試験機を使用し、加熱処理による発砲後の藍インキ印刷部分に荷重２．５Ｎ／ｃｍ^２をかけた上質紙で擦り、印刷部分が全体の２０％以上擦り取られるまでの擦り回数を基準に、強度を下記の３段階で評価した。

○：１００回以上である。
△：５０以上〜１００回未満である。
×：５０回未満である。

〔評価項目４：耐熱性〕
アルミ箔を印刷物と同じ大きさに切断して両者を重ねあわせ、圧力２Ｋｇ／ｃｍ^２で１秒間ヒートシール試験機を用いてアルミ箔を押しあて、アルミ箔面に藍インキが転写される最低温度を基準に、下記の３段階で評価した。

○：藍インキが転写される最低温度が１６０℃以上である
△：藍インキが転写される最低温度が１４０℃以上、１６０℃未満である
×：藍インキが転写される最低温度が１４０℃未満である

表１に、各々の藍色水性フレキソインキの評価結果を記す。

本発明のポリウレタン樹脂を用いた発泡カップ用水性フレキソインキでは、低融点熱可塑性合成フィルムの発泡に伴って印刷層も一体となって追従する発泡追従性を備え、インキ硬化皮膜のひび割れが生じる事なく、耐摩耗性及び耐熱性をも兼備する事ができる。
ポリウレタン樹脂を含まない比較例では、発泡追従性、発泡外観について満足いくものが得られなかった。

Claims (3)

1. 熱可塑性合成フィルム層（Ａ）／紙基材／熱可塑性合成フィルム（Ａ）より低い融点を有し、加熱する事によって発泡し断熱層を形成する熱可塑性合成フィルム（Ｂ）／印刷層（Ｃ）の順に積層された発泡積層体において、印刷層（Ｃ）を形成する為の発泡カップ用水性フレキソインキであって、
   前記発泡カップ用水性フレキソインキが、バインダー樹脂、顔料および水を含み、前記バインダー樹脂がポリウレタン樹脂をインキの総質量に対して４０〜６０質量％含み、
   更に、スチレン・マレイン酸共重合体をインキの総質量に対して３．６質量％〜１０質量％含有することを特徴とする発泡カップ用水性フレキソインキ。
2. 更に、アルコール溶剤を含有する請求項１に記載の発泡カップ用水性フレキソインキ。
3. 請求項１又は２に記載の発泡カップ用水性フレキソインキで印刷が施された発泡カップ。