(57)【要約】本発明は、環境にやさしいロートグラビア用ホットメルトインク組成物に関し、より詳細には、二酸化炭素を原料として製造されたポリプロピレンカーボネートをビヒクルとして用いて、カーボンフットプリントシステムの要求に応えることができるロートグラビア用ホットメルトインク組成物を提供する。本発明の組成物で製造されたロートグラビアホットメルトインクは、既存のポリビニルアセテート基盤のホットメルトインクに比べ印刷密度が高く、低温で印刷が容易であるという特徴を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤及びビヒクルを含み、
前記ビヒクルは、（ａ）ポリプロピレンカーボネートと、（ｂ）ロジン系化合物、トール油系化合物、天然または合成テルペン類化合物、テルペン−フェノール系樹脂、及びＣ５〜Ｃ９石油系樹脂から選択される粘着付与剤と、を含むことを特徴とするホットメルトインク組成物。
【請求項２】
前記ビヒクルは、ポリプロピレンカーボネート６０〜９５重量％及び粘着付与剤５〜４０重量％を含むことを特徴とする、請求項１に記載のホットメルトインク組成物。
【請求項３】
前記ホットメルトインク組成物は、着色剤２〜２０重量％及びビヒクル８０〜９８重量％を含むことを特徴とする、請求項１に記載のホットメルトインク組成物。
【請求項４】
前記ポリプロピレンカーボネートは、重量平均分子量が１０，０００ｇ／ｍｏｌ〜５０，０００ｇ／ｍｏｌであることを特徴とする、請求項１に記載のホットメルトインク組成物。
【請求項５】
前記ビヒクルは、ポリプロピレンカーボネートを基準として５〜１５重量％の可塑剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のホットメルトインク組成物。
【請求項６】
前記ビヒクルは、酸化安定剤及び紫外線吸収剤から選択される一つ以上をポリプロピレンカーボネートを基準として０．５〜１０重量％さらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のホットメルトインク組成物。
【請求項７】
前記可塑剤は、リン酸エステル系及び脂肪族二塩基酸エステル系化合物から選択される一つ以上であることを特徴とする、請求項５に記載のホットメルトインク組成物。
【請求項８】
前記可塑剤は、リン酸トリクレジルまたは下記化学式２の脂肪族二塩基酸エステル系化合物であることを特徴とする、請求項７に記載のホットメルトインク組成物。
【化１】
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（前記化学式２中、ａは１〜５の整数であり、ｂは０〜４の整数であり、Ｒは水素または（Ｃ１〜Ｃ４）アルキルである。）
【請求項９】
ロジン系化合物は、ロジンエステル、水添ロジンエステル、不均化ロジンエステル、二塩基酸変性ロジンエステル、重合ロジンエステル、及びフェノール変性ロジンエステルから選択されることを特徴とする、請求項１に記載のホットメルトインク組成物。
【請求項１０】
前記粘着付与剤は軟化点が７０〜１５０℃の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載のホットメルトインク組成物。
【請求項１１】
前記ポリプロピレンカーボネートは、二酸化炭素とプロピレンオキシドの重合反応により得られることを特徴とする、請求項４に記載のホットメルトインク組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロートグラビアホットメルトインク組成物に関し、より詳細には、着色剤及びビヒクルを含み、前記ビヒクルは、二酸化炭素とプロピレンオキシドの重合反応により得られる樹脂であるポリプロピレンカーボネートを含有するロートグラビアホットメルトインク組成物に関する。本発明によるホットメルトインク製品は、カーボンフットプリントシステムに応えることができる環境にやさしいホットメルトインクであり、優れた印刷性を有するという長所がある。
【背景技術】
【０００２】
平板を腐食して凹板にしたものにインクを付け、ドクターブレードで余分のインクを掻き取って印刷する方式をグラビア印刷といって、これに用いられるインクをグラビアインクという。ロートグラビアホットメルトインクは、溶剤を用いる通常のグラビアインクと異なって、加熱されて溶融されたインクを用いることを特徴とするため、揮発性有機化合物や有害物質（Ｈａｚａｒｄｏｕｓ  Ａｉｒ  Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ）を放出しない環境にやさしいグラビアインクである。
【０００３】
グラビアインクは、食品、医薬、飼料、農産物及び家庭用品のプラスチック包装などのプラスチック包装産業で広く適用されており、特に、食品包装などに多く使用されている。しかし、インクに用いられる溶剤による環境有害性のため、環境にやさしい製品への転換が求められている。このような環境有害性を克服し、グラビア印刷の長所を利用することができる代案として、ロートグラビアホットメルトインクが提示された。
【０００４】
ホットメルトインクは、着色剤及びビヒクルで構成され、ビヒクルとしてポリエチルビニルアセテート系樹脂を用いることが一般的である。特許文献１などには、ポリエチルビニルアセテート系樹脂をビヒクルとして用い、アルコール及びワックスを用いて粘度及び顔料分散性などを調節したホットメルトインクが公知されている。通常、１６０〜１７０℃の軟化点を有するポリエチルビニルアセテート系樹脂が６０〜７０％程度用いられ、８０〜９０℃の融点を有するワックスが１０〜２０％用いられ、ステアリルアルコールなどの高沸点を有するアルコールが２０〜３０％用いられる。これらビヒクル混合物は、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を少量含むことができる。前記添加剤を含むビヒクルと顔料との比率は９８：１〜８０：２０程度であり、特に、この組成物でワックス及びアルコールは、ホットメルトインクの融点を決定する重要な要素となる。このように溶融粘度の調節のために用いられるワックス及び高沸点アルコールは、接着性を低下させる要素としても作用するため、ポリエチルビニルアセテート系樹脂をビヒクルとして採用したホットメルトインクの色密度を高めることを困難とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０７２９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ポリプロピレンカーボネートをビヒクルとして含んで、顔料の分散安定性が高く、印刷物に対する接着力に優れており、低温で印刷が可能な環境にやさしいロートグラビアホットメルトインク組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、二酸化炭素由来ポリプロピレンカーボネートをビヒクルとして用いることを特徴とするロートグラビアホットメルトインク組成物に関し、より詳細には、着色剤及びビヒクルを含み、前記ビヒクルは、（ａ）ポリプロピレンカーボネートと、（ｂ）ロジン系化合物、トール油系化合物、天然または合成テルペン類化合物、テルペン−フェノール系樹脂、及びＣ５〜Ｃ９石油系樹脂から選択される粘着付与剤と、を含むことを特徴とするホットメルトインク組成物に関する。本発明によるホットメルトインク組成物は、環境にやさしい樹脂を用いながらも、グラビア印刷の長所を維持することができる。
【０００８】
本発明は、ポリプロピレンカーボネートをビヒクルとして適用した新しい組成のロートグラビアホットメルトインクに関し、より詳細には、従来に用いられていたポリエチルビニルアセテート系樹脂基盤のホットメルトインクの印刷性を越え、且つＶＯＣやＨＡＰｓの有害性から解放される環境にやさしいホットメルトインクに関する。
【０００９】
ポリプロピレンカーボネートは、化学式１で表される環境にやさしいポリマーであり、二酸化炭素とプロピレンオキシドを共重合させて得られる。ポリマーの材料として二酸化炭素を用いるため、生産過程の炭素バランスが負に示される樹脂である。
【００１０】
【化１】
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【００１１】
前記ポリプロピレンカーボネートは、韓国公開特許第２００９−００９０１５４号公報、第２０１０−０６７５９３号公報、及び第２０１０−００１３２５５号公報などに公知された方法で製造されることができる。
【００１２】
本発明は、着色剤及びビヒクルを含み、前記ビヒクルとしてポリプロピレンカーボネートを含有するグラビアインク組成物に関し、以下、本発明について詳細に説明する。
【００１３】
本発明によるホットメルトインク組成物のビヒクルとして採用される（ａ）ポリプロピレンカーボネートは、二酸化炭素とプロピレンオキシドの重合反応により得られることを特徴とする。前記ポリプロピレンカーボネートは、重量平均分子量が１０，０００ｇ／ｍｏｌ〜５０，０００ｇ／ｍｏｌであることが好ましい。分子量が５０，０００より大きいポリプロピレンカーボネート樹脂は、溶融粘度が高く、粘着付与剤との相溶性が低いため、均一なビヒクル組成物を得ることが困難である。また、分子量が１０，０００より低いポリプロピレンカーボネート樹脂は、可塑化された時に表面のべたつきが持続して引張強度が低い。前記範囲の分子量を有するポリプロピレンカーボネートは、ロートグラビアホットメルトインク組成物の接着力を向上させ、組成物の溶融粘度が７０〜９０℃と低く、印刷性、色安定性、及び分散性に優れるという長所を有する。また、ポリプロピレンカーボネートの特性により、グラビアホットメルトインク廃棄物の燃焼時にＮＯｘの発生がなく、埋立て処分時にもイオンによって容易に分解されるという環境にやさしい特性をさらに実現することができる。
【００１４】
本発明によるホットメルトインク組成物のビヒクルは、ポリプロピレンカーボネートとともにホットメルト接着剤の接着力を増大させる役割をする物質として粘着付与剤を含み、前記粘着付与剤は、ロジン系化合物、トール油系化合物、天然または合成テルペン類化合物、テルペン−フェノール系樹脂、及びＣ５〜Ｃ９石油系樹脂から選択される。前記粘着付与剤の軟化点は７０〜１５０℃範囲であることが好ましい。前記粘着付与剤の軟化点が１５０℃より高いと、前記低分子量のポリプロピレンカーボネートとの相溶性が低く、ホットメルトインク組成物の溶融粘度を高める。また、前記粘着付与剤の軟化点が７０℃より低いと、溶融粘度が低すぎて、印刷後に温度を低めてもべたつきが残る。特に、ロジン系化合物は、インクの透明性が向上され、着色剤の溶解性が良好であり、媒体との密着性に優れるという特徴を有する。特に、前記ロジン系化合物は、ロジンエステル、水添ロジンエステル、不均化ロジンエステル、二塩基酸変性ロジンエステル、重合ロジンエステル、及びフェノール変性ロジンエステルがより好ましく、軟化点が７０〜９０℃範囲であるものがより好ましい。
【００１５】
本発明によるビヒクルは、ポリプロピレンカーボネート６０〜９５重量％及び粘着付与剤５〜４０重量％を含み、特に、ポリプロピレンカーボネート８０〜９０重量％及び粘着付与剤１０〜２０重量％を含むことが好ましい。
【００１６】
本発明によるホットメルトインク組成物は、ビヒクルとともに着色剤を含む。この際、着色剤２〜２０重量％及びビヒクル８０〜９８重量％を含むことが好ましい。着色剤は公知の染料及び顔料であれば全て使用可能である。顔料としては、無機顔料、有機顔料に関らず、印刷に一般的に用いられているものを用いることができる。本発明で使用可能な顔料としては、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、チタンコバルトグリーン、シアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリン系顔料、ペリレン系顔料、チオインジゴ系顔料、金属錯体顔料などが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、複数の顔料を混合して用いてもよい。また、染料としては、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料、金属フタロシアニン染料などが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、複数の染料を混合して用いてもよい。
【００１７】
本発明によるインク組成物のビヒクルは、ポリプロピレンカーボネート樹脂に柔軟性、作業容易性、及び延伸性を付与するために可塑剤をさらに含むことができ、前記可塑剤は、ポリプロピレンカーボネートを基準として５〜１５重量％で含まれることが好ましい。前記可塑剤は、脂肪族二塩基酸エステル系、リン酸エステル系などの可塑剤を含む。脂肪族二塩基酸エステルは、Ｃ３〜７の二塩基酸脂肪酸にＣ４以下のアルコールを縮合反応させたものや、二塩基酸脂肪酸の両カルボキシル基にプロピレンオキシドを１〜４モル付加した後、Ｃ４以下のアルコールを縮合反応させたものが好ましく、下記の化学式２の化合物で例示される。
【００１８】
【化２】
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（前記化学式２中、ａは１〜５の整数であり、ｂは０〜４の整数であり、Ｒは水素または（Ｃ１〜Ｃ４）アルキルである。）
【００１９】
リン酸エステル系可塑剤としては、リン酸トリクレジルが好ましい。その他の可塑剤は、ポリプロピレンカーボネートとフェノール変性ロジンエステルなどのロジン系混合物との相溶性が低いため、ホットメルトインクの製造後に分離される可能性がある。
【００２０】
本発明によるホットメルトインク組成物は、酸化安定剤及び紫外線吸収剤から選択される一つ以上をさらに含むことができ、ポリプロピレンカーボネートを基準として０．５〜１０重量％で含まれることが好ましい。酸化防止剤は、熱に対する安定性を高める物質であって、市販されているものを用いることができる。また、紫外線吸収剤は、インクの退色及び樹脂の分解を防止するためのものであって、市販されているものを用いることができる。
【００２１】
本発明のホットメルトインクに用いられる添加剤としては、分散剤、スリップ剤、消泡剤などが挙げられ、これらは単独または混合して用いることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、既存のポリエチルアセテート樹脂を基盤とするロートグラビアホットメルトインクをポリプロピレンカーボネートに代替した新しい組成のロートグラビアホットメルトインクを提供することにより、カーボンフットプリントシステムに応えることができ、埋立て廃棄が可能な生分解性樹脂を用いることにより、環境にやさしい長所を実現することができ、ポリプロピレンカーボネートの高い粘着力及びフェノール変性ロジンエステルなどの粘着付与剤との優れた相溶性、印刷後の色密度を高める優れた印刷性を有するグラビアホットメルトインク組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ロートグラビアホットメルトインクの印刷方法を図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を下記実施例に基づいてより詳細に説明する。但し、下記実施例は本発明を例示するためのものにすぎず、下記実施例によって限定されるものではない。
【００２５】
本発明で用いられるポリプロピレンカーボネートは、韓国公開特許公報第２００９−００９０１５４号、第２０１０−０６７５９３号、及び第２０１０−００１３２５５号に記載のものに基づいて製造した。
【００２６】
［実施例１］
重量平均分子量が２０，０００ｇ／ｍｏｌであるポリプロピレンカーボネート樹脂７５ｇにフェノール変性ロジンエステル１４ｇを入れ、脂肪族二塩基酸であるグルタル酸にメチルジプロピレングリコールエーテル２当量を縮合させたエステル（ａ＝３、ｂ＝２、Ｒ＝ＣＨ３である化学式２の化合物）１０ｇを入れ、これにフェノール系酸化防止剤としてブチルヒドロキシトルエン（Ｂｕｔｙｌａｔｅｄ  ｈｙｄｒｏｘｙ  ｔｏｌｕｅｎｅ；ＢＨＴ）０．５ｇ及び紫外線吸収剤として２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン０．５ｇを入れた後、ブラベンダー混合機を用いて１６０℃で５分間混合することによりビヒクルを製造した。上述のビヒクル１００ｇに顔料としてフタロシアニンブルー３ｇを追加してブラベンダー混合機でさらに混合した後、熱圧着機（Ｈｅａｔｉｎｇ  ＰＢＨｓｓ）を用いて２ｍｍ厚さの試験片を製造した。このように製造したホットメルトインク試験片に対して、１２０℃での粘度を測定し、０℃及び１００℃で３日間保管して２，４−ジヒドロキシベンゾフェノンと顔料の分離程度を確認し、試験片の断面を切断して走査型電子顕微鏡で表面を観察してビヒクル成分間の均一面を確認した。また、ＵＴＭを用いて伸び率を測定して可塑性を測定した。Ｋ−プリンティングプルーファーを用いて印刷した後、色反射密度を測定して印刷性を測定した。その測定結果を表１にまとめた。
【００２７】
［実施例２］
可塑剤としてリン酸トリクレジルを使用したことを除き、前記実施例１と同様に製造した。
【００２８】
［実施例３］
重量平均分子量が５０，０００ｇ／ｍｏｌであるポリプロピレンカーボネートを使用したことを除き、前記実施例１と同様に製造した。
【００２９】
［比較例１］
重量平均分子量が５０００ｇ／ｍｏｌであるポリプロピレンカーボネートを使用したことを除き、前記実施例１と同様に製造した。
【００３０】
［比較例２］
重量平均分子量が１００，０００ｇ／ｍｏｌであるポリプロピレンカーボネートを使用したことを除き、前記実施例１と同様に製造した。
【００３１】
［比較例３］
可塑剤としてジオクチルフタレートを使用したことを除き、前記実施例１と同様に製造した。
【００３２】
［比較例４］
ビヒクル成分のうちフェノール変性ロジンエステルの代りに石油樹脂を使用したことを除き、前記実施例１と同様に製造した。
【００３３】
［比較例５］
ビヒクルとして軟化点が１６５℃であるビニルアセテート含量が２８％であるポリエチルビニルアセテート６５ｇ、ステアリルアルコール２５ｇ、軟化点が８５℃であるカルナウバワックス１０ｇに、酸化防止剤としてブチルヒドロキシトルエン（Ｂｕｔｙｌａｔｅｄ  ｈｙｄｒｏｘｙ  ｔｏｌｕｅｎｅ；ＢＨＴ）０．５ｇ及び紫外線吸収剤として２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン０．５ｇを入れて、ブラベンダー混合機で混合した後、上述のビヒクル１００ｇに顔料としてフタロシアニンブルー３ｇを入れてさらに混合した後、実施例１と同様に試験片を製作し、比較のために物性を測定した。
【００３４】
【表１】
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【図１】
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【国際調査報告】
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