JP7601285B2 - 脱離可能な皮膜形成用組成物 - Google Patents
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Description
またプラスチック基材に対して広く使用される皮膜形成用材料である有機溶剤系印刷インキは、作業者の健康や環境に対する影響を考慮し、トルエンフリー、メチルエチルケトン(MEK)フリーのものに代替が進んでいるため、上記課題を解決する材料もこのことを考慮して開発を進める必要がある。
また、バインダー樹脂として酸価を有するウレタン樹脂を使用したアルカリ水脱離用有機溶剤系印刷インキも開示されている(特許文献4、特許文献5、及び特許文献6)。しかしながら酸価を有するウレタン樹脂をメインのバインダー樹脂として使用した場合、基材との密着性が十分でないことが想定され、またウレタン樹脂に酸価を付与することで樹脂としての粘度が上昇し、粘度調整に上記健康や環境への影響が大きな溶剤を使用せざるを得なくなり、あるいは粘度低減のためにアミン価と酸価の併存を忌避し、結果としてラミネート用途への適合性が低下する等の問題も生じるため、皮膜が脱離可能な材料として汎用的に使用するには課題が残っている。
処理後のアルカリ溶液が着色されていると、環境汚染の問題が生じ、廃液処理費用も嵩むため、処理後のアルカリ溶液が着色されないようにする必要がある。
そこで、簡便な方法で皮膜を脱離し、プラスチック基材から皮膜層を容易に取り除くことができるプラスチック基材のリサイクル方法であって、皮膜の脱離に使用するアルカリ溶液が脱離処理後に着色されないリサイクル方法の提供が望まれている。
また、皮膜は基材から容易に脱離できるとよいが、脱離処理前は、皮膜は基材に強固に接着されているとよい。したがって、皮膜には、基材との高い密着性が求められる。また、皮膜は耐摩擦性に優れているとよい。つまり、基材上に形成される皮膜には、基材との密着性、及び耐摩擦性の両方に優れた、良好な強靭性を有することが望まれている。
皮膜が優れた強靭性を有していれば、2種の基材を必須とし、基材間に印刷層を配する上記特許文献7~9のような裏刷り(ラミネート)印刷の態様の印刷物だけでなく、印刷層に対し一方の面にのみ基材を配する表刷り印刷の態様の印刷物にも適用することができる。
[1] アルカリ溶液での処理により脱離する皮膜を基材Aの表面に直接又は他の層を介して形成するための脱離可能な皮膜形成用組成物であって、 酸価が、10~100mgKOH/gであり、水酸基価が、1mgKOH/g以上であり、ガラス転移温度が30~130℃であるアクリル樹脂を含有する、皮膜形成用組成物。
[2] ワックスを含有する、[1]に記載の皮膜形成用組成物。
[3] 有機溶剤を含有する、[1]又は[2]に記載の皮膜形成用組成物。
[4] 酢酸ノルマルプロピル、イソプロピルアルコール、炭素数4~10の環状エステル化合物のうちの少なくともいずれかの有機溶剤を含有する、[3]に記載の皮膜形成用組成物。
[5] 着色剤を含有する[1]~[4]のいずれかに記載の皮膜形成用組成物。
[6] 印刷インキとして用いられる、[5]に記載の皮膜形成用組成物。
[7] プライマー、又はニスとして用いられる、[1]~[4]のいずれかに記載の皮膜形成用組成物。
[8] 基材Aの表面に直接又は他の層を介して、[1]~[7]のいずれかに記載の皮膜形成用組成物からなる皮膜を有する印刷物。
[9] 前記皮膜が、印刷層、プライマー層、及びニス層から選ばれる少なくとも一つである、[8]に記載の印刷物。
[10] 前記皮膜に対して前記基材Aが配置されている面とは反対側の面に、基材は配置されていない、[8]又は[9]に記載の印刷物。
[11] [8]~[10]のいずれかに記載の印刷物に対して、アルカリ溶液で処理することにより前記皮膜を基材Aから脱離して得られるリサイクル基材Aの製造方法。
本発明の皮膜形成用組成物は、基材Aの表面に直接又は他の層を介して皮膜を形成するために用いられる。なお、本発明において、他の層とは単一の層でも複数の層であってもよい。 本発明の皮膜形成用組成物により形成される皮膜は、アルカリ溶液での処理により脱離可能である。 皮膜形成用組成物は、アクリル樹脂を含有する。アクリル樹脂は、酸価が、10~100mgKOH/gであり、水酸基価が、1mgKOH/g以上であり、ガラス転移温度が30~130℃である。 アクリル樹脂が、上述したように特定の酸価、水酸基価、及びガラス転移点を有することで、これらが相まって、簡便な方法で皮膜を脱離し、プラスチック基材から皮膜層を容易に取り除くことができ、かつ脱離後のアルカリ溶液の着色を防止することができる。さらに、基材への密着性にも優れ、耐摩擦性にも優れた、良好な強靭性を有する皮膜も形成することができる。
また、水酸基価を有するとは、JIS K 0070(1992)の中和滴定法にてアクリル樹脂の水酸基価を測定した際に、1滴の滴定では終点にならないことをいう。
ここで、印刷層とは、印刷インキを印刷して形成された層をいう。
印刷層を基材Aから取り除く方法としては、例えば、印刷層自体が脱離機能を有しており、印刷層を基材Aから脱離させる方法(以下、パターンAの方法ともいう)や、印刷層と基材Aとの間に別な層を設け、該別な層が脱離機能を有しており、該別な層を脱離させることにより、印刷層も併せて基材Aから脱離させる方法(以下、パターンBの方法ともいう)などが挙げられる。
つまり、本発明の皮膜形成用組成物は、印刷インキ、プライマー、又はニスのいずれの態様でも用いることができる。
本発明の皮膜形成用組成物は、印刷層、プライマー層、及びニス層のうちいずれか少なくとも一つの層を形成するために用いていればよく、これらの層のうち、1層もしくは2層以上を本発明の皮膜形成用組成物で形成することができる。
・基材A-印刷層(白)-印刷層(カラー)
・基材A-プライマー層-印刷層(白)-印刷層(カラー)
・基材A-印刷層(白)-印刷層(カラー)-ニス層
・基材A-プライマー層-印刷層(白)-印刷層(カラー)-ニス層
・基材A-印刷層(カラー)-印刷層(白)
・基材A-プライマー層-印刷層(カラー)-印刷層(白)
・基材A-印刷層(カラー)-印刷層(白)-ニス層
・基材A-プライマー層-印刷層(カラー)-印刷層(白)-ニス層
・基材A-ニス層
・基材A-印刷層(カラー)
・基材A-印刷層(白)
なお、上述した例では、印刷層は、白インキを用いた場合と白インキ以外の着色剤としてカラーインキを用いた場合の2層が積層された例を挙げているが、印刷層はこのように2層以上で形成されている必要はなく、白又はカラーのいずれか1層で形成されている場合であってもよい。
本発明の皮膜形成用組成物である有機溶剤系組成物は、アルカリ溶液での処理により脱離する印刷層を基材Aの表面に直接又は他の層を介して形成するために用いられる。 有機溶剤系組成物は、アクリル樹脂を含有する。
また、有機溶剤系組成物は、有機溶剤を含有し、必要に応じて着色剤やその他の成分を含有する。
有機溶剤系組成物は、バイオマス由来の原料を用いてもよい。石油資源の枯渇等の問題から、石油由来製品は、代替エネルギーの供給源としての植物を用いて、及び/又は、微生物等を利用して生産されたものに代替されていくことが好ましい。その場合、有機溶剤系組成物はカーボンニュートラルによる環境負荷低減に貢献することができる。
アクリル樹脂は、酸価を有する。
アクリル樹脂の酸価としては、10~100mgKOH/gである。アクリル樹脂の酸価が10mgKOH/g以上であれば、基材から皮膜を容易に脱離することができ、酸価が100mgKOH/g以下であれば、脱離後のアルカリ溶液の着色を有効に防止することができる。
アクリル樹脂の酸価は、10~100mgKOH/gであると好ましく、30~70mgKOH/gであるとより好ましい。
アクリル樹脂の水酸基価としては、酸価とのバランスを図り、基材から皮膜を容易に脱離することができ、脱離後のアルカリ溶液の着色を有効に防止するという観点から、1mgKOH/g以上である。
アクリル樹脂の水酸基価は、1~300mgKOH/gであると好ましく、30~200mgKOH/gであるとより好ましい。
ガラス転移温度が上記範囲である場合、皮膜に対し、適度な膜表面の強度と破断に対する弾力性を付与することができる。ガラス転移温度が30℃以上であれば、塗膜が柔らかくなりすぎてしまうことによる、密着性の低下や耐摩擦性の低下という問題を有効に防止することができる。逆にガラス転移温度が130℃以下であれば、硬すぎることなく、表面の耐摩擦性を良好に保ち、さらに、膜破断に対する力を維持することができるため、密着性を良好に保つことができる。
また、ガラス転移温度が上記範囲であると、耐摩擦性だけでなく、耐水摩擦性にも優れた皮膜を形成することができる。
アクリル樹脂のガラス転移温度は、40~110℃であると好ましく、50~90℃であるとより好ましい。
なお、アクリル樹脂の重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、求めることができる。
あるいは、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどの官能基を有する(メタ)アクリルモノマーを含むモノマーを重合し、重合後当該官能基に、カルボキシル基を有しかつ当該官能基と反応する化合物(無水マレイン酸など)を反応させて、アクリル樹脂にカルボキシル基を有させることもできる。
カルボキシル基を有する(メタ)アクリルモノマー以外のモノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリルモノマー;
マレイン酸、無水マレイン酸、スチレン、酢酸ビニル、ブタジエン、アクリロニトリルなどのビニルモノマーなどが挙げられる。
アクリル樹脂は、中和反応を行って、水性樹脂として用いても構わない。水性樹脂は、エマルジョン形態であっても、溶解形態であってもよい。
組成物におけるアクリル樹脂の含有量は、組成物の総質量に対して固形分換算にて、1~50質量%が好ましく、2~40質量%がより好ましく、3~30質量%がさらに好ましく、5~25質量%が特に好ましい。
上記範囲内であれば、本発明の組成物で皮膜を形成する際の基材への優れた接着性及び組成物としての適度な粘度が得られ、製造時及び皮膜形成時の作業効率が良好である。
有機溶剤としては特に制限はないが、たとえばトルエン、キシレン、ソルベッソ#100、ソルベッソ#150等の芳香族炭化水素系、ヘキサン、メチルシクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル、ギ酸エチル、プロピオン酸ブチル等のエステル系、炭素数4個のγ-ブチロラクトン、炭素数5個のδ-バレロラクトン、炭素数6個のε-カプロラクトン、炭素数7個のオキリカン-2-オン、炭素数8個のη-カプリロラクトン、炭素数9個のオキセカン-2-オン、炭素数10個のオキサシクロウンデカン-2-オン等の環状エステル化合物等の各種有機溶剤が挙げられる。また水混和性有機溶剤としてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系、アセトン、メチルエチルケトン、シクロハキサノン等のケトン系、エチレングリコール(モノ,ジ)メチルエーテル、エチレングリコール(モノ,ジ)エチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジエチレングリコール(モノ,ジ)メチルエーテル、ジエチレングリコール(モノ,ジ)エチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール(モノ,ジ)メチルエーテル、プロピレングリコール(モノ,ジ)メチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコール(モノ,ジ)メチルエーテル等のグリコールエーテル系の各種有機溶剤が挙げられる。これらを単独または2種以上を混合しても用いることができる。
中でも、有機溶剤系組成物中に炭素数4~10の環状エステル化合物が含有されていると、収縮基材に対して優れた密着性を示す皮膜を形成することができる。
1)本発明の有機溶剤系組成物が基材に転移後、半分の本発明の有機溶剤系組成物がグラビア版のセル内に残る。
2)その残った本発明の有機溶剤系組成物は再びインキパン内の本発明の有機溶剤系組成物に接するまで含有する溶剤が揮発し、半乾き状態になる。更に蒸発速度が速い溶剤から揮発する為、揮発速度が遅い溶剤がインキパン内に残る。
3)この際に、樹脂溶解性が高い溶剤が残っていると、その半乾き組成物が再び本発明の有機溶剤系組成物に接した際に再溶解し、セル内で本発明の有機溶剤系組成物が固まることを防止する。
酢酸ブチルの蒸発速度を100とした際の比蒸発速度が100を超える汎用的なアルコールでは揮発速度が速いため、上記の様なメカニズムは機能することが難しい傾向にある。
なお、印刷時の作業衛生性と包装材料の有害性の両面から、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、イソプロパノール、ノルマルプロパノールなどを使用し、トルエン等の芳香族溶剤やメチルエチルケトン等のケトン系溶剤を使用しないことがより好ましい。
中でもアクリル樹脂、硝化綿への溶解性の観点から、イソプロピルアルコール/酢酸ノルマルプロピル/γ-ブチロラクトンの混合液がより好ましい。また、乾燥調整のために組成物全量の10質量%未満であればグリコールエーテル類を添加することも出来る。
本発明の有機溶剤系組成物は、さらに着色剤を含有してもよい。
有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、アゾ系、フタロシアニン系、ハロゲン化フタロシアニン系、アントラキノン系、アンサンスロン系、ジアンスラキノニル系、アンスラピリミジン系、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、フラバンスロン系、ジケトピロロピロール系、イソインドリン系、インダンスロン系、カーボンブラック系などの顔料が挙げられる。また、例えば、カーミン6B、レーキレッドC、パーマネントレッド2B、ジスアゾイエロー、ピラゾロンオレンジ、カーミンFB、クロモフタルイエロー、クロモフタルレッド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジオキサジンバイオレット、キナクリドンマゼンタ、キナクリドンレッド、インダンスロンブルー、ピリミジンイエロー、チオインジゴボルドー、チオインジゴマゼンタ、ペリレンレッド、ペリノンオレンジ、イソインドリノンイエロー、アニリンブラック、ジケトピロロピロールレッド、昼光蛍光顔料等が挙げられる。また未酸性処理顔料、酸性処理顔料のいずれも使用することができる。以下に有機顔料として好ましいものの具体的な例を挙げる。
C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド208、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド210、C.I.ピグメントレッド211、C.I.ピグメントレッド213、C.I.ピグメントレッド214、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド223、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド237、C.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド239、C.I.ピグメントレッド240、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド245、C.I.ピグメントレッド247、C.I.ピグメントレッド248、C.I.ピグメントレッド251、C.I.ピグメントレッド253、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド256、C.I.ピグメントレッド257、C.I.ピグメントレッド258、C.I.ピグメントレッド260、C.I.ピグメントレッド262、C.I.ピグメントレッド263、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントレッド266、C.I.ピグメントレッド268、C.I.ピグメントレッド269、C.I.ピグメントレッド270、C.I.ピグメントレッド271、C.I.ピグメントレッド272、C.I.ピグメントレッド279、などが挙げられる。
中でも、好ましい顔料として、黒色顔料としてC.I.ピグメントブラック7、藍色顔料としてC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、緑色顔料としてC.I.ピグメントグリーン7、赤色顔料としてC.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド166、紫色顔料としてC.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット37、黄色顔料としてC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー139、橙色顔料としてC.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ64、等が挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも一種または二種以上を使用することが好ましい。
本発明の有機溶剤系組成物は、さらにバインダー樹脂、助剤等のその他の成分を含んでいてもよい。
バインダー樹脂は、例えば、セルロース系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂、ケトン樹脂、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂やロジン変性フマル酸樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、アルキッド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、環化ゴム、塩化ゴム、ブチラール樹脂、石油樹脂等の樹脂や、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸あるいはこれらの酸無水物等のカルボキシル基を有する重合性モノマー、スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有する重合性モノマー、ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有する重合性モノマー等の重合性モノマーを共重合させた、(メタ)アクリル樹脂、スチレン-(メタ)アクリル樹脂、スチレン-(無水)マレイン酸樹脂、テルペン-(無水)マレイン酸樹脂等のラジカル共重合体である樹脂や、酸変性されたポリオレフィン樹脂等が挙げられ、これを単数あるいは複数混合して使用することができる。有機溶剤系組成物にバインダー樹脂として(メタ)アクリル樹脂及び/又はスチレン-(メタ)アクリル樹脂が含まれている場合、上記<<アクリル樹脂>>の含有量は、本項目の(メタ)アクリル樹脂、及び/又はスチレン-(メタ)アクリル樹脂の含有量を含む。
プライマー層を形成するために本発明の皮膜形成用組成物を用いる場合には、本発明の皮膜形成用組成物であるプライマー用組成物としては、上記<<アクリル樹脂>>を含有する。
プライマー用組成物としては、<<アクリル樹脂>>の他、特に限定なく市販流通しているバインダー樹脂、有機溶剤や水性溶剤等の溶剤、添加剤等を含むことができる。
飽和脂肪酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸などが挙げられ、不飽和脂肪酸としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、ソルビン酸などが挙げられ、ヒドロキシ酸としては、乳酸、リンゴ酸、クエン酸などが挙げられ、芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、没食子酸、メリト酸、ケイ皮酸などが挙げられ、ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、フマル酸、マレイン酸、アゼライン酸、などが挙げられ、トリカルボン酸としてはアコニット酸、トリマー酸などが挙げられ、オキソカルボン酸としては、ピルビン酸、オキサロ酢酸などが挙げられ、カルボン酸誘導体としては、アミノ酸、ニトロカルボン酸が挙げられ、これらを単数あるいは複数混合して使用することができる。またクエン酸、酪酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、セバシン酸等であればいわゆるスイス条例(Swiss Ordinance)に対応でき、各種規制に対応する物質の使用が好ましい。
ニス層を形成するために本発明の皮膜形成用組成物を用いる場合には、本発明の皮膜形成用組成物であるニス用組成物としては、上記<<アクリル樹脂>>を含有する。
本発明の皮膜形成用組成物は、各種の基材と密着性に優れ、紙、合成紙、布、熱可塑性樹脂フィルム、プラスチック製品、鋼板等への印刷に使用することができるものであり、電子彫刻凹版等によるグラビア印刷版を用いたグラビア印刷用、又は樹脂版等によるフレキソ印刷版を用いたフレキソ印刷用のインキとして有用である一方で、版を使用せずインクジェットノズルからインキを吐出するインクジェット方式向けに使用することもできるが、あまり好ましくない。即ち、インクジェットインキの場合、ノズルから吐出したインク滴が、直接基材に密着し印刷物を形成するのに対し、本発明の皮膜形成用組成物は、印刷インキを一旦印刷版又は印刷パターンに密着・転写した後、インキのみを再度基材に密着させ、必要に応じて乾燥させ印刷物とするものである。
本発明の皮膜形成用組成物を基材Aの表面に直接又は他の層を介して印刷することで皮膜を有する印刷物を得ることができる。
本発明に係る皮膜は、下記実施例でも示す通り、基材との密着性、及び耐摩擦性の両方に優れた、良好な強靭性を有する。
したがって、本発明に係る皮膜は、印刷層に対し一方の面にのみ基材を配する(つまり、皮膜に対して基材Aが配置されている面とは反対側の面に基材は配置されていない)表刷り印刷の態様の印刷物に好ましく適用することができる。本発明に係る皮膜は、印刷物の皮膜側に基材Bを配置する形で積層する態様、つまり、2種の基材を必須とし、基材間に印刷層を配する裏刷り(ラミネート)印刷の態様の印刷物に適用することもできるが、より好ましくは、上述したように表刷り印刷の態様の印刷物に適用することである。表刷り印刷の態様の印刷物は、裏刷り(ラミネート)印刷の態様の印刷物に比べ、複数の基材を要しない分、簡易な構成からなり利便性はあるものの、皮膜には強靭性が求められる。本発明に係る皮膜は、優れた強靭性を有するため、表刷り印刷の態様の印刷物に適用することが可能である。
本発明の皮膜形成用組成物を用いて印刷された印刷物及び当該印刷物を用いて構成された積層体の実施形態としては、限定されるわけではないが、例えば、下記表刷り印刷の態様が好ましく挙げられる。
<表刷り>
・基材A-印刷層(白)-印刷層(カラー)
・基材A-プライマー層-印刷層(白)-印刷層(カラー)
・基材A-印刷層(白)-印刷層(カラー)-ニス層
・基材A-プライマー層-印刷層(白)-印刷層(カラー)-ニス層
・基材A-印刷層(カラー)-印刷層(白)
・基材A-プライマー層-印刷層(カラー)-印刷層(白)
・基材A-印刷層(カラー)-印刷層(白)-ニス層
・基材A-プライマー層-印刷層(カラー)-印刷層(白)-ニス層
・基材A-ニス層
・基材A-印刷層(カラー)
・基材A-印刷層(白)
以下、基材Aについて説明する。
基材Aとしては、プラスチック基材が好ましく、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリ乳酸等のポリヒドロキシカルボン酸、ポリ(エチレンサクシネート)、ポリ(ブチレンサクシネート)等の脂肪族ポリエステル系樹脂などの生分解性樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂又はそれらの混合物等の熱可塑性樹脂よりなるフィルムやこれらの積層体が挙げられるが、中でも、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンからなるフィルムや積層体が好適に使用でき、本発明の皮膜形成用組成物の脱離性を重視するとポリプロピレン又はポリエチレンがより好ましい。これらの基材フィルムは、未延伸フィルムでも延伸フィルムでもよく、その製法も限定されるものではない。また、基材フィルムの厚さも特に限定されるものではないが、通常は1~500μmの範囲であればよい。
本発明は、印刷物に対して、アルカリ溶液処理により皮膜を基材Aから脱離して、リサイクル基材Aを製造することができる。
水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メチルカルビトール)、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(カルビトール)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(ジエチルカルビトール)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルカルビトール)、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、メチレンジメチルエーテル(メチラール)、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトン、ジアセトンアルコール、アセトニルアセトン、アセチルアセトン、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(メチルセロソルブアセテート)、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(メチルカルビトールアセテート)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(カルビトールアセテート)、エチルヒドロキシイソブチレートおよび乳酸エチルなどを例示することができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、アルカリ溶液は、非水溶性有機溶剤を含有していてもよい。
非水溶性有機溶剤の具体例としては、n-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、オクタノールなどのアルコール系溶剤、ヘキサン、ヘプタン、ノルマルパラフィンなどの脂肪族炭化水素系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン、アルキルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤、塩化メチレン、1-クロロブタン、2-クロロブタン、3-クロロブタン、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤、エチルエーテル、ブチルエーテルなどのエーテル系溶剤を例示することができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
水酸基価はJIS K 0070-1992に準拠して測定した。
酸価はJIS K 0070-1992に準拠して測定した。
樹脂1:アクリル樹脂(固形分中酸価:15mgKOH/g、水酸基価200mgKOH/g、ガラス転移温度30℃、固形分50質量部)
樹脂2:アクリル樹脂(固形分中酸価:30mgKOH/g、水酸基価150mgKOH/g、ガラス転移温度50℃、固形分50質量部)
樹脂3:アクリル樹脂(固形分中酸価:45mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、ガラス転移温度70℃、固形分50質量部)
樹脂4:アクリル樹脂(固形分中酸価:60mgKOH/g、水酸基価50mgKOH/g、ガラス転移温度90℃、固形分50質量部)
樹脂5:アクリル樹脂(固形分中酸価:90mgKOH/g、水酸基価10mgKOH/g、ガラス転移温度110℃、固形分50質量部)
樹脂6:アクリル樹脂(固形分中酸価:5mgKOH/g、水酸基価50mgKOH/g、ガラス転移温度70℃、固形分50質量部)
樹脂7:アクリル樹脂(固形分中酸価:110mgKOH/g、水酸基価50mgKOH/g、ガラス転移温度20℃、固形分50質量部)
樹脂8:アクリル樹脂(固形分中酸価:50mgKOH/g、水酸基価150mgKOH/g、ガラス転移温度135℃、固形分50質量部)
樹脂9:工業用硝化綿H1/2溶液(ニトロセルロース、固形分70%、JIS K-6703により溶液濃度25.0%における粘度9.0~14.9%品 太平化学製品社製をIPAで固形分50%に調整したもの)
樹脂10:塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂(樹脂モノマー組成が質量%で塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアルコール=92/3/5、水酸基価(mgKOH/g)=70))
白:酸化チタン系顔料(JR600A(テイカ社製))
藍:フタロシアニン系藍色顔料(FASTOGEN BLUE LA5380藍顔料(DIC社製))
イソプロピルアルコール(IPA)
酢酸ノルマルプロピル
γ―ブチルラクトン
ポリエチレンワックス:三井化学社製 エクセレックス20700
イソプロピルアルコールを30部、N-プロピルアセテート(酢酸ノルマルプロピル)を15部、ポリエチレンワックスを1部、γ-ブチルラクトンを1部、及びアクリル樹脂1を50部を混合し、混合物を得た。
得られた混合物100部に対して、ザーンカップ#3(離合社製)で15秒程度(25℃)となるように、35%のIPA/EtAc混合溶剤(イソプロピルアルコール/酢酸エチル=50/50(部/部))を加え、皮膜形成用組成物を調製した。
調製した皮膜形成用組成物を、バーコーター#4を用いて、基材Aに、縦240mm×横80mmのベタ絵柄を印刷後、ドライヤーで乾燥し印刷層1を形成し、下記構成1の印刷物を得た。
<<印刷物の構成>>
・構成1:基材A-印刷層1
基材A:コロナ処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績社製 エステルE5100 厚さ12μm)(PET)
基材B:二軸性ポリプロピレンフィルム(東洋紡績社製 パイレンP2161 厚さ20μm)(OPP)
基材C:ポリスチレン系フィルム(三菱ケミカル社製 DXL-270-41S 厚さ40μm)(OPS)
5:印刷皮膜が全く剥がれない。
4:印刷皮膜の80%以上がフィルムに残った。
3:印刷皮膜の50%以上80%未満がフィルムに残った。
2:印刷皮膜の50%未満がフィルムに残った。
1:セロハンテープを貼り付ける際に、フィルムからセロハンテープに印刷皮膜が剥離してしまう。
調製した皮膜形成用組成物を、バーコーター#4を用いて、基材Aに、縦240mm×横80mmのベタ絵柄を印刷後、ドライヤーで乾燥し印刷層1を形成し、下記構成1の印刷物を得た。
<<印刷物の構成>>
・構成1:基材A-印刷層1
基材A:コロナ処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績社製 エステルE5100 厚さ12μm)(PET)
基材B:二軸性ポリプロピレンフィルム(東洋紡績社製 パイレンP2161 厚さ20μm)(OPP)
基材C:ポリスチレン系フィルム(三菱ケミカル社製 DXL-270-41S 厚さ40μm)(OPS)
5:印刷面、あて布ともに変化なし。
4:印刷面に変化はないが、あて布が着色する。
3:印刷面に筋状の傷が認められる。
2:印刷面に太く筋状の傷が認められる。
1:印刷面に面状の傷が認められる。
調製した皮膜形成用組成物を、バーコーター#4を用いて、基材Aに、縦240mm×横80mmのベタ絵柄を印刷後、ドライヤーで乾燥し印刷層1を形成し、下記構成1の印刷物を得た。
<<印刷物の構成>>
・構成1:基材A-印刷層1
基材A:コロナ処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製 エステルE5100 厚さ12μm)(PET)
下記各条件で剥離試験を実施し、各条件下における剥離のしやすさを比較した。
条件1:水酸化ナトリウム1.5質量%水溶液、50℃
条件2:水酸化ナトリウム1.5質量%水溶液、85℃
剥離試験は、各条件での処理時間を15分として評価を行った。なお処理5分以内に剥離すればかなり高い性能であることを示す。
印刷物を20mm×20mmのサイズにカットした試験片を溶液に浸漬してスターラーで撹拌した。撹拌後に剥離状態を確認した後、指で印刷物を擦り、擦ることで塗膜が剥離するかも確認した。
上記の条件におけるインキ塗膜の剥離性を下記評価基準に従い評価した。
5: 5分以内の撹拌でインキ塗膜の脱離を確認。擦ると完全に脱離
4: 15分の撹拌でインキ塗膜の脱離を確認。擦ると完全に脱離
3: 15分の撹拌でインキ塗膜の脱離を未確認。擦ると完全に脱離
2: 15分の撹拌でインキ塗膜の脱離を未確認。擦ると部分的に脱離
1: 15分の撹拌でインキ塗膜の脱離を未確認。擦っても脱離を未確認
上記<評価項目3:剥離性>試験の条件1及び2のそれぞれで行った剥離試験後の洗浄液と、水酸化ナトリウム1.5質量%水溶液との色差を分光色彩・ヘーズメーターCOH7700(日本電色社製)を用いて測定し、下記評価基準に従い評価した。
5: ΔE0.0以上1.0未満
4: ΔE1.0以上2.0未満
3: ΔE2.0以上4.0未満
2: ΔE4.0以上7.0未満
1: ΔE7.0以上
イソプロピルアルコールを40部、N-プロピルアセテート(酢酸ノルマルプロピル)を20部、藍顔料を10部、ポリエチレンワックスを1部、γ-ブチルラクトンを1部、及びアクリル樹脂1を40部を混合し、混合物を得た。
得られた混合物100部に対して、ザーンカップ#3(離合社製)で15秒程度(25℃)となるように、35%のIPA/EtAc混合溶剤(イソプロピルアルコール/酢酸エチル=50/50(部/部))を加え、皮膜形成用組成物を調製した。
皮膜形成用組成物の配合、及び評価結果を、下記表1~表2に示す。
実施例1において、皮膜形成用組成物の配合を、下記表1に記載の配合に変更した以外は、実施例1と同様にして、皮膜形成用組成物を調製した。
調製した皮膜形成用組成物について、実施例1と同様に、評価を行った。
皮膜形成用組成物の配合、及び評価結果を、下記表1~表2に示す。
イソプロピルアルコールを40部、N-プロピルアセテート(酢酸ノルマルプロピル)を20部、藍顔料を10部、硝化綿ワニスを10部、ポリエチレンワックスを1部、γ-ブチルラクトンを1部、及びアクリル樹脂1を25部を混合し、混合物を得た。
得られた混合物100部に対して、ザーンカップ#3(離合社製)で15秒程度(25℃)となるように、35%のIPA/EtAc混合溶剤(イソプロピルアルコール/酢酸エチル=50/50(部/部))を加え、皮膜形成用組成物を調製した。
皮膜形成用組成物の配合、及び評価結果を、下記表1~表2に示す。
実施例1において、皮膜形成用組成物の配合を、下記表1に記載の配合に変更した以外は、実施例1や4と同様にして、皮膜形成用組成物を調製した。
調製した皮膜形成用組成物について、実施例1と同様に、評価を行った。
皮膜形成用組成物の配合、及び評価結果を、下記表1~表2に示す。
実施例1において、皮膜形成用組成物の配合を、下記表1に記載の配合に変更した以外は、実施例1や4と同様にして、皮膜形成用組成物を調製した。
調製した皮膜形成用組成物について、実施例1と同様に、評価を行った。
皮膜形成用組成物の配合、及び評価結果を、下記表1~表2に示す。
Claims (9)
- アルカリ溶液での処理により脱離する皮膜を基材Aの表面に直接又は他の層を介して形成するための脱離可能な皮膜形成用組成物であって、
前記皮膜形成用組成物は、アクリル樹脂、ワックス、及び有機溶剤を含有し、
前記アクリル樹脂は、酸価が10~100mgKOH/gであり、水酸基価が50mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、ガラス転移温度が30~90℃であり、
前記ワックスを固形分換算で0.1~5質量%含有し、
前記有機溶剤は、少なくとも炭素数4~10の環状エステル化合物を含有する、皮膜形成用組成物。 - 前記有機溶剤は、さらに、酢酸ノルマルプロピル、イソプロピルアルコールのうちの少なくともいずれかの有機溶剤を含有する、請求項1に記載の皮膜形成用組成物。
- 着色剤を含有する、請求項1に記載の皮膜形成用組成物。
- 印刷インキとして用いられる、請求項3に記載の皮膜形成用組成物。
- プライマー、又はニスとして用いられる、請求項1に記載の皮膜形成用組成物。
- 基材Aの表面に直接又は他の層を介して、請求項1~5のいずれかに記載の皮膜形成用組成物からなる皮膜を有する印刷物。
- 前記皮膜が、印刷層、プライマー層、及びニス層から選ばれる少なくとも一つである、請求項6に記載の印刷物。
- 前記皮膜に対して前記基材Aが配置されている面とは反対側の面に、基材は配置されていない、請求項6に記載の印刷物。
- 請求項6に記載の印刷物に対して、アルカリ溶液で処理することにより前記皮膜を基材Aから脱離して得られるリサイクル基材Aの製造方法。
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