JPH0820741A - 金属印刷用インキ組成物およびそれを用いた被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水性オーバープリントワニス適性を低下する
ことなく、焼付時に溶剤の揮発がなく、かつえられる塗
膜の耐水性がすぐれた金属印刷用インキを提供するこ
と。 【構成】 顔料、バインダー樹脂および溶剤から主とし
て構成される金属印刷用インキ組成物において、該溶剤
として、常温で液状で、かつ、分子量が４５００以下で
ある、下記（１）、（２）よりなる群から選ばれる少な
くとも１種の反応性溶剤を金属印刷用インキ組成物中に
３〜５０重量％含有することを特徴とする金属印刷用イ
ンキ組成物。 （１）分岐アルカンジオールを含有する多価アルコール
成分とジカルボン酸成分とを反応させて得られるポリエ
ステルポリオール。 （２）低分子量多価アルコールでβ−メチル−δ−バレ
ロラクトンを開環重合させて得られるポリ（β−メチル
−δ−バレロラクトン）ポリオール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属印刷用インキ組成
物およびその使用方法に関する。さらに詳しくは、金属
印刷用インキを金属面に印刷し、印刷直後のインキ被膜
上に水性オーバープリントワニスをウェットコートし、
加熱硬化する被覆方法に好適に使用される金属印刷用イ
ンキ組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金属素材、例えば、亜鉛引き
または錫引き鉄板、アルミニウム板、あるいはこれら金
属素材からなる金属缶などの外面の印刷には、アルキッ
ド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などのバイン
ダー樹脂と鉱物油あるいは高級アルコールなどの有機溶
剤を主たるビヒクル成分とする金属印刷用インキ組成物
が使用されていた。

【０００３】また、これらの印刷表面には、インキ塗膜
の密着性、耐折り曲げ性、耐衝撃性、耐摩擦性などを向
上させるため、一般的にオーバープリントが行われてい
る。このオーバープリントワニスとしては、アルキッド
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂
などのバインダー樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミ
ン樹脂などの硬化剤、および鉱物油やセロソルブ系など
の有機溶剤からなる溶剤タイプのオーバープリントワニ
スが広く使用されていた。

【０００４】そして、金属缶の印刷は、つぎのように行
なわれていた。

【０００５】１）缶外面へ、オフセット印刷機、ドライ
オフセット印刷機などを用いてインキの印刷を行う。 ２）印刷直後にコーターなどを用いて、ウェットオンウ
ェットでインキ塗膜上にオーバープリントワニスを塗布
する。 ３）１５０〜２８０℃で一次焼付けを行う。 ４）缶内面へスプレーなどで内面塗料を塗布する。 ５）１５０〜２３０℃で二次焼付けを行う。

【０００６】しかしながら、最近、溶剤による大気汚染
の問題、印刷作業環境における衛生面あるいは安全性の
面から、金属印刷の分野においても、溶剤タイプのオー
バープリントワニスから、水性タイプのものに移行する
動きが顕著になりつつある。

【０００７】しかし、従来の金属印刷用インキ組成物の
インキ塗膜上に、水性オーバープリントワニスを塗布し
た場合、水性オーバープリントワニスのはじき、水性オ
ーバープリントワニスのインキ膜中へのもぐり込みなど
の現象が生じ、その結果、塗膜の光沢あるいは塗膜の密
着性などの品質の著しい低下をきたすという問題があっ
た。

【０００８】そこで、金属印刷用インキにおいても、水
性オーバープリントワニスに対する塗工適性（水性オー
バープリントワニス適性）が優れていることが要求され
るようになってきた。

【０００９】このような水性オーバープリントワニス適
性を改善する方法として、印刷インキの溶剤の少なくと
も一部にグリコール、グリコールモノエ−テル、あるい
はグリコールモノエステルなどを用いた金属印刷用イン
キ組成物（特公昭５４−２２３３１号公報）が提案され
ている。

【００１０】また、特公平５−７５０３１号公報には、
炭素数４〜８のアルキレングリコール系溶剤の使用が、
特公平５−４０７９１号公報には、ポリオキシアルキレ
ングリコール系溶剤の使用が、特公平５−４０７９２号
公報には、ポリオキシアルキレンアルキルエ−テル系溶
剤の使用が、特開平３−２７３０６８号公報には、ビス
フェノ−ルＡのエチレンオキサイド付加体および／また
はプロピレンオキサイド付加体の使用が、特開平５−１
５６１９５号公報には、芳香族環を有する有機溶剤の使
用が提案されている。

【００１１】しかし、これら金属印刷用インキ組成物に
使用する有機溶剤は、金属印刷用インキ組成物の水性オ
ーバープリントワニス適性を改善する上では効果がある
が、溶剤が揮発性である場合は、焼付時の溶剤揮発によ
る大気汚染の問題、または溶剤が反応して塗膜に残存す
る場合は、残存する溶剤が親水性であるため得られる塗
膜の耐水性が低下する問題を有していた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の課題を解決するためになされたものであり、
印刷直後のインキ被膜上に、水性オーバープリントワニ
スをウェットコートし、加熱硬化する被覆方法におい
て、水性オーバープリントワニス適性を低下させること
なく、焼付時に金属印刷用インキ組成物の反応性溶剤と
水性オーバープリントワニスまたは金属印刷用インキ組
成物中の硬化剤が反応して塗膜に残存するため溶剤の揮
発がなく、かつ、得られる塗膜の耐水性が良好な金属印
刷用インキ組成物を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、顔
料、バインダー樹脂および溶剤から主として構成される
金属印刷用インキ組成物において、該溶剤として、常温
で液状で、かつ、分子量が４５００以下である、下記
（１）、（２）よりなる群から選ばれる少なくとも１種
の反応性溶剤を金属印刷用インキ組成物中に３〜５０重
量％含有することを特徴とする金属印刷用インキ組成物
に関する。

【００１４】（１）分岐アルカンジオールを含有する多
価アルコール成分とジカルボン酸成分とを反応させて得
られるポリエステルポリオール。

【００１５】（２）低分子量多価アルコールでβ−メチ
ル−δ−バレロラクトンを開環重合させて得られるポリ
（β−メチル−δ−バレロラクトン）ポリオール。

【００１６】また、本発明は、前記金属印刷用インキ組
成物に、さらに、硬化剤が含有されてなることを特徴と
する金属印刷用インキ組成物に関する。

【００１７】また、本発明は、前記金属印刷用インキ組
成物における前記ポリエステルポリオールが、３−メチ
ル−１，５−ペンタンジオールを含有する多価アルコー
ル成分とアジピン酸とを反応させて得られるポリエステ
ルポリオールであることを特徴とする金属印刷用インキ
組成物に関する。

【００１８】また、本発明は、前記金属印刷用インキ組
成物を用いて、金属面に印刷を行い、インキが乾燥しな
い状態で、硬化剤を含有する水性オーバープリントワニ
スをインキ被膜上に塗布し、加熱硬化させることを特徴
とする被覆方法に関する。

【００１９】

【作用および実施例】以下、本発明の金属印刷用インキ
組成物について詳しく説明する。

【００２０】まず、本発明の金属印刷用インキ組成物に
使用できる反応性溶剤は、以下の常温で液状で、分子量
（重量平均分子量、以下同様）が４５００以下、好まし
くは５００〜２０００の範囲のポリオール化合物であ
る。

【００２１】（１）分岐アルカンジオールを含有する多
価アルコール成分とジカルボン酸成分とを反応させて得
られるポリエステルポリオール 具体的には、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、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジオー
ル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオー
ル、２−メチル−１，８−オクタンジオール、２−メチ
ル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−エチ
ル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジエチル−
１，３−プロパンジオール、２−エチル−１，３−ヘキ
サンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオー
ル、ネオペンチルグリコールなどの分岐アルカンジオー
ルの１種または２種以上、および必要に応じて、エチレ
ングリコール、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、トリメチロ
−ルプロパン、グリセリンなどの多価アルコールの１種
または２種以上からなる多価アルコール成分と、アジピ
ン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マレイン酸、フマル
酸、グルタル酸、コハク酸、イソフタル酸、テレフタル
酸などのジカルボン酸成分の１種または２種以上とを反
応させて得られるポリエステルポリオールが例示でき
る。分岐アルカンジオールと他の多価アルコールを併用
するばあい、他の多価アルコールは全多価アルコール成
分中５０重量％以下が好ましい。

【００２２】（２）低分子量多価アルコールでβ−メチ
ル−δ−バレロラクトンを開環重合させて得られるポリ
（β−メチル−δ−バレロラクトン）ポリオール 具体的には、エチレングリコール、ブタンジオール、グ
リセリンなど、好ましくは分子量が３００以下の低分子
量多価アルコールでβ−メチル−δ−バレロラクトンを
開環重合させて得られるポリオールが例示できる。

【００２３】前記ポリオール化合物は単独でまたは２種
以上混合して使用できる。

【００２４】この中でもポリオールの流動性の点から、
前記（２）のポリオール、および３−メチル−１，５−
ペンタンジオールを含有する多価アルコール成分とアジ
ピン酸とを反応させて得られるポリエステルポリオール
が好適に利用できる。

【００２５】なお、反応性溶剤の分子量が、４０００を
超えると、反応性溶剤の粘度が高くなり、インキの流動
性が低下し、印刷適性が低下するため好ましくない。

【００２６】また、本発明における前記特定の反応性溶
剤の使用量は、金属印刷用インキ組成物中、３〜５０重
量％である。本発明の反応性溶剤の使用量が前記範囲未
満では、目的とした効果が得られず、一方前記範囲を超
えると、粘度が低下し、ミスチングが増加する問題、反
応性溶剤の使用量の増加による印刷適性が低下する問題
などが生じる。

【００２７】また、本発明の金属印刷用インキ組成物に
おいては、溶剤の揮発および得られる塗膜の耐水性の点
から、溶剤としては、本発明で特定する反応性溶剤だけ
で構成されることが好ましいが、溶剤の揮発の許される
範囲、および得られる塗膜の耐水性が低下しない範囲
で、従来から使用されているグリコール類、グリコール
のモノアルキルエーテル類、高沸点石油系溶剤、アルキ
ルベンゼン、ビフェニルエーテルなどの芳香族系溶剤な
どの溶剤を併用することができる。

【００２８】次に、本発明の金属印刷用インキ組成物に
使用できるバインダー樹脂としては、従来より金属印刷
用インキ組成物のバインダー樹脂として使用されている
各種樹脂が使用できる。例えば、長油長アルキッド樹
脂、短油長アルキッド樹脂、オイルフリ−アルキッド樹
脂、各種変性ポリエステル樹脂、あるいはエポキシエス
テル樹脂などの樹脂が使用出来、その他必要に応じ、ビ
ニル変性アルキッド樹脂、ロジン、あるいは脂肪酸変性
フェノ−ル樹脂またはマレイン酸樹脂などが併用でき
る。

【００２９】また、硬化剤としては、メラミン樹脂、ベ
ンゾグアナミン樹脂などのアミノ樹脂が例示できる。前
記硬化剤は、水性オーバープリントワニスに過剰量のア
ミノ樹脂が含有されている場合は、金属印刷用インキ組
成物中に含有させる必要はないが、水性オーバープリン
トワニス中のアミノ樹脂が少ない場合、および得られる
塗膜の耐水性を向上させる場合には、金属印刷用インキ
組成物中に含有させることが必要である。

【００３０】また、着色剤としては、通常の無機もしく
は有機顔料または染料が使用できる。また、必要に応
じ、ワックスなどの添加剤も使用できる。

【００３１】前記した各種材料から本発明の金属印刷用
インキ組成物を製造するには、バインダー樹脂１０〜６
０重量％、着色剤５〜６０重量％、溶剤３〜５０重量
％、硬化剤０〜３０重量％の割合で混合し、常法により
製造することができる。塗膜の耐水性を向上させたばあ
いは、硬化剤の量を３〜３０重量％とするのが好まし
い。

【００３２】また、金属印刷用インキ組成物の上に塗工
する水性オーバープリントワニスとしては、従来から使
用されているものが使用でき、具体的には、水性アクリ
ル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アルキッド樹脂、
水性エポキシ樹脂、もしくはこれらの２種以上の変性樹
脂などをバインダーとし、硬化剤としてのアミノ樹脂を
併用したものが利用できる。

【００３３】前述の金属印刷用インキ組成物および水性
オーバープリントワニスを用いて、金属素材面に印刷す
る場合は、まず、金属印刷用インキ組成物を、通常ドラ
イオフセット印刷機、オフセット印刷機などにより印刷
を行い、インキが乾燥しない状態で、水性オーバープリ
ントワニスをコーターなどでオーバーコーティングし、
その後１５０〜２８０℃で数秒〜数分間焼付けを行な
う。

【００３４】以下、実施例に基づき、本発明を更に具体
的に説明するが、これに限定されるものでない。

【００３５】［合成例１］大豆油脂肪酸２００重量部、
トリメチロールプロパン１００重量部、ネオペンチルグ
リコール１６０重量部、アジピン酸１３０重量部、およ
びイソフタル酸１７５重量部を常法にてエステル化し、
酸価９．０、油長２６％の液状の長油長アルキッド樹脂
を得た（樹脂１という）。

【００３６】［合成例２］ネオペンチルグリコール１７
０重量部、トリメチロールプロパン１１０重量部、アジ
ピン酸１７０重量部、およびイソフタル酸２００重量部
を常法にてエステル化し、酸価１７．０の液状のオイル
フリーアルキッド樹脂を得た（樹脂２という）。

【００３７】［ビヒクル製造例１〜９］合成例１、合成
例２で得たそれぞれの樹脂を用い、表１に従いビヒクル
を製造した。

【００３８】

【表１】

【００３９】［実施例１〜６および比較例１〜３］ビヒ
クル製造例で得たそれぞれのビヒクルを用い、ビヒクル
３０重量部、酸化チタン５０重量部を常法に従い練肉分
散せしめ、その後、硬化剤としてメラミン樹脂サイメル
３０３（三井サイアナミッド（株）製）１０重量部と、
表２に従い、それぞれの溶剤１０重量部を加え、金属印
刷用インキ組成物を調製した。

【００４０】

【表２】

【００４１】［印刷試験］実施例１〜６および比較例１
〜３で得た金属印刷用インキ組成物について、揮発性を
評価し、さらにこれら各金属印刷用インキ組成物を使用
し、アルミ２ピース缶にドライオフセット方式で約３０
ｍｇ／１００ｃｍ² の塗膜量（固形分）にて印刷し、印
刷後インキが乾燥しないウエット状態で水性アクリルア
ミノ系オーバープリントワニスをロールコーターを用い
て、固形分換算で約６０ｍｇ／１００ｃｍ² の塗膜量に
て全面にオーバープリントし、その後、温度２００℃／
２分間焼付けを行い、塗装性および塗膜の耐水性を評価
した。評価結果を表３に示す。

【００４２】［試験方法］ （１）塗装性（水性オーバーコートプリントワニス適
性） 金属印刷用インキ組成物の塗膜上に塗布した水性オーバ
ーコートプリントワニスについて、はじき、もぐり込み
の有無を目視で調べ、全く問題のないものを２、はじ
き、もぐり込み傾向のあるものを１として評価した。

【００４３】（２）耐水性（塗膜硬度） 前記印刷試験でえられた試験片を８５℃温水中に３０分
間浸漬し、その後その温水中で、鉛筆硬度試験法に準じ
て塗膜の傷の有無を調べ、塗膜の傷が生じた鉛筆の硬度
をその塗膜の硬度として求め、耐水性を評価した。

【００４４】（３）ＶＯＣ測定 実施例１〜６および比較例１〜３で得た各インキをアル
ミ皿上に２．０ｇ秤量し、それを少量のメチルエチルケ
トンに加えて溶解させる。その後、室温で放置しメチル
エチルケトンを蒸発させ、その重量をＡとする。次に、
その試料の入ったアルミ皿を１０５±５℃／３ｈｒで放
置し重量を測定し、その重量をＢとする。なお、アルミ
皿の重量をＣとする。次式で表わされるＶＯＣ値を求
め、揮発性を評価した。 ＶＯＣ＝｛（Ａ−Ｂ）／（Ａ−Ｃ）｝×１００

【００４５】

【表３】

【００４６】

【発明の効果】本発明で特定する反応性溶剤を用いた金
属印刷インキ組成物は、水性オーバープリントワニス適
性を低下させることなく、焼付け時に本発明の特定の反
応性溶剤と水性オーバープリントワニスまたは金属印刷
用インキ組成物中の硬化剤が反応して塗膜に残存するた
め溶剤の揮発がなく、かつ得られる塗膜の耐水性が良好
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新谷 岳彦 大阪市西区江戸堀一丁目23番37号 サカタ インクス株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料、バインダー樹脂および溶剤から主
   として構成される金属印刷用インキ組成物において、該
   溶剤として、常温で液状で、かつ、分子量が４５００以
   下である、下記（１）、（２）よりなる群から選ばれる
   少なくとも１種の反応性溶剤を金属印刷用インキ組成物
   中に３〜５０重量％含有することを特徴とする金属印刷
   用インキ組成物。 （１）分岐アルカンジオールを含有する多価アルコール
   成分とジカルボン酸成分とを反応させて得られるポリエ
   ステルポリオール。 （２）低分子量多価アルコールでβ−メチル−δ−バレ
   ロラクトンを開環重合させて得られるポリ（β−メチル
   −δ−バレロラクトン）ポリオール。
2. 【請求項２】 さらに、硬化剤が含有されてなる請求項
   １記載の金属印刷用インキ組成物。
3. 【請求項３】 ポリエステルポリオールが、３−メチル
   −１，５−ペンタンジオールを含有する多価アルコール
   成分とアジピン酸とを反応させて得られるポリエステル
   ポリオールである請求項１または２記載の金属印刷用イ
   ンキ組成物。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の金属印刷用
   インキ組成物を用いて、金属面に印刷を行い、インキが
   乾燥しない状態で、硬化剤を含有する水性オーバープリ
   ントワニスをインキ被膜上に塗布し、加熱硬化させるこ
   とを特徴とする被覆方法。