(57)【要約】【課題】本発明は、印刷や塗装等によって、金属蒸着膜と同等の、鏡面のごとき高輝度金属光沢を有するとともに皮膜強度の強い画像を形成するための印刷インキや塗料等の被覆剤および被覆方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、活性エネルギー線照射により硬化する被覆剤において、金属蒸着膜片を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型被覆剤である。さらには、上記被覆剤において、活性エネルギー線が電子線である電子線硬化型被覆剤である。また、活性エネルギー線照射により反応する反応性化合物および金属蒸着膜片を含有すること特徴とする無溶剤型被覆剤である。さらに、基材に、金属蒸着膜片を含有する活性エネルギー線照射により硬化する被覆剤を印刷または塗装し、１５０ｋＶ以下の加速電圧で電子線照射することを特徴とする被覆方法である。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性エネルギー線照射により硬化する被覆剤において、金属蒸着膜片を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型被覆剤。
【請求項２】
活性エネルギー線が電子線である請求項１記載の電子線硬化型被覆剤。
【請求項３】
活性エネルギー線照射により反応する反応性化合物および金属蒸着膜片を含有すること特徴とする無溶剤型被覆剤。
【請求項４】
基材に、金属蒸着膜片を含有する活性エネルギー線照射により硬化する被覆剤を印刷または塗装し、１５０ｋＶ以下の加速電圧で電子線照射することを特徴とする被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鏡面のような金属光沢を有する印刷物、塗装物等が得られる電子線硬化型被覆剤および被覆方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属光沢を有する印刷物や塗装物を得るには、印刷インキや塗料にアルミニウムペーストやアルミニウム粉等の金属顔料を添加した、シルバーまたはゴールド等のメタリックの印刷インキや塗料、または金属顔料と共に顔料を添加した着色メタリックの印刷インキや塗料が使用されている。アルミニウム顔料にはリーフィングタイプとノンリーフィングタイプがあり、リーフィングタイプはアルミニウム顔料が塗膜表面に浮き上がってしまい、また、ノンリーフィングタイプではアルミニウム顔料が塗膜の下方に沈んでしまう、という欠点があり、所望する十分な金属光沢を得ることができない。
【０００３】
さらに、紙やプラスチックフィルム等の基材上に、高輝度の金属光沢を有する印刷または塗装を行う方法として、基材の全面または所望部分にアルミニウム等の金属を蒸着する方法がある。しかし、この方法は工程がオフラインとなり、連続して生産することが容易ではなく、またロス率も高い。従って、コスト高になる傾向があった。
そこで、金属顔料として、金属蒸着膜を粉砕した金属細片を含有する印刷インキや塗料を使用し、印刷または塗装によって高輝度の金属光沢を得ることが試みられている。たとえば、特許第３１５１６０６号公報、特開２００２−２０６６８号公報には、アルミニウムの箔片または蒸着膜の金属細片を用いたグラビアインキ等が記載されている。しかし、このグラビアインキは、有機溶剤を使用するインキであり、最近の環境対応型のインキとは言い難いだけでなく、擦りに強い等の皮膜強度が十分ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、印刷や塗装等によって、金属蒸着膜と同等の、鏡面のごとき高輝度金属光沢を有するとともに皮膜強度の強い画像を形成するための印刷インキや塗料等の被覆剤および被覆方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、金属蒸着膜片を電子線硬化型被覆剤に含有させることにより、印刷または塗装した後、電子線照射により得られた皮膜は、金属蒸着膜と同等のまたは鏡面のような金属光沢を有すると共に、皮膜強度も強く、かつ有機溶剤を使用する必要が少ないため、環境対応にも優れた被覆物が得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明は、活性エネルギー線照射により硬化する被覆剤において、金属蒸着膜片を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型被覆剤である。
【０００７】
さらには、上記被覆剤において、活性エネルギー線が電子線である電子線硬化型被覆剤である。また、活性エネルギー線照射により反応する反応性化合物および金属蒸着膜片を含有すること特徴とする無溶剤型被覆剤である。
【０００８】
さらに、本発明は、基材に、金属蒸着膜片を含有する活性エネルギー線照射により硬化する被覆剤を印刷または塗装し、１５０ｋＶ以下の加速電圧で電子線照射することを特徴とする被覆方法である。
【０００９】
金属蒸着膜の金属としては、一般的にはアルミニウムであるが、その他必要に応じて、金、銀、銅、真鍮、チタン、クロム、ニッケル、ニッケルクロム、ステンレス等を使用することができる。金属蒸着膜の厚さは、通常０．０１〜０．５μｍであり、好ましくは０．０３〜０．１μｍである。
【００１０】
金属蒸着膜片は、剥離層を設けたポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）等のフィルムの剥離層上に、金属蒸着を行った後、蒸着膜を剥離し、裁断または粉砕することにより得られる。
【００１１】
印刷インキや塗料中に分散させる金属蒸着膜からの金属細片は、通常厚さが０．５〜０．０１μｍ、大きさが３〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍである。大きさが３μｍ未満の場合は、インキや塗料の皮膜の輝度が不十分となり、５０μｍを超えると印刷や塗装に支障をきたし、濃度・隠蔽力が低下する。
【００１２】
金属蒸着膜からの金属細片の作成方法は特に限定されないが、以下に示す。例えば、ポリオレフィンフィルム、ポリアミドまたはポリエステルフィルム等のフィルムに剥離層を設け、金属を所定の厚さになるよう蒸着した後、蒸着膜表面の酸化を防ぐためトップコート層を塗布する。剥離層またはトップコート層に使用する樹脂は、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ＥＶＡ系樹脂、セルロース系樹脂、塩素化ポリオレフィン、塩素化ＥＶＡ樹脂、石油系樹脂等を挙げることができる。得られた蒸着フィルムを、剥離層およびトップコート層を溶解する溶剤中に浸積して撹拌し、金属蒸着膜を支持体フィルムから剥離する。次に金属蒸着膜片の大きさを３μｍないし５０μｍに粉砕、裁断し、乾燥する。
【００１３】
なお、この金属蒸着膜を、特開２００２−２０６６８号公報に示されるように、ニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、エチルセルロース等で処理してもよい。
【００１４】
金属蒸着膜片を単離して印刷インキや塗料に配合することもできるが、金属蒸着膜片スラリーをそのまま配合すれば、単離の工程が省略でき簡便である。
【００１５】
本発明の被覆剤として主なものは、各種印刷インキ、塗料等であり、モノマー、オリゴマー、プレポリマーから選ばれる少なくとも１種の反応性化合物を用いたものであり、凸版インキ、オフセットインキ、グラビアインキ、フレキソインキ、スクリーンインキ、インクジェットインキ等の電子線硬化型インキや塗料が挙げられる。さらには、接着剤や粘着剤であってもよく、反応硬化型（モノマー型、オリゴマー型、プレポリマー型）の接着剤が挙げられる。　通常、ラジカル重合型、カチオン重合型等の従来より知られている反応性化合物が使用できる。上記のような印刷インキ、塗料、粘接着剤においては、従来から使用されている各種添加剤を使用することができる。各種添加剤の例としては、顔料、染料、安定剤、溶剤、防腐剤、潤滑剤、ワックス、可塑剤、レベリング剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤、キレート化剤等が挙げられる。
【００１６】
本発明は、該被覆剤を対象物である紙やプラスチックフィルム基材などに印刷または塗布（塗装）するものであり、その方法としては、通常のグラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、凸版印刷等の一般的な印刷方式の他、塗布方式としては、グラビアコート方式、リバースコート方式、キスコート方式、ダイコート方式、リップコート方式、コンマコート方式、ブレードコート方式、ロールコート方式、ナイフコート方式、カーテンコート方式、スロットオリフィス方式、スプレーコート方式等の各方式があげられ、１回または数回に分けても、また異なる方式を複数組み合わせて印刷または塗布しても良い。
【００１７】
活性エネルギー線としては、電子線、紫外線等であるが、本発明では、金属細片を含有する被覆剤であるため、被覆剤の硬化、架橋または乾燥を確実に行える電子線が好ましい。
【００１８】
本発明で、電子線を照射する工程において使用する真空管型電子線照射装置とは、円筒状をなすガラスまたはセラミック製の真空容器と、その容器内に設けられ、陰極から放出された電子を電子線として取り出してこれを加速する電子線発生部と、真空容器の端部に設けられ、電子線を射出する電子線射出部と、給電部より給電するためのピン部とを有する。電子線射出部には薄膜状の照射窓が設けられている。電子線射出部の照射窓は、ガスは透過せずに電子線を透過する機能を有しており偏平状をなしている。そして、照射室内に搬送されてくる対象物、または被覆剤を施した対象物に照射窓から射出された電子線が照射される。本発明における真空管型電子線照射装置は、従来のドラム型の電子線照射装置のごとく、電子線発生部であるドラム内を常に真空引きしながら電子線を照射するタイプの装置と異なり、電子線発生部を真空引きする必要がないため、小型で、移動可能な装置である。なお、真空管型電子線照射装置としては、通常、円柱状の形状を有する照射管を用いるものであり、たとえば、１本ないし複数本の照射管を使用した装置である。
【００１９】
このような構成の照射管を有する装置は、米国特許第５、４１４、２６７号に開示されており、Ｕｓｈｉｏ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＵＩＴ）社によりＭｉｎ−ＥＢ装置として知られている。この装置においては、低加速電圧でも電子線の透過力の低下が小さく、有効に電子線を取り出すことができる。これによって、低深度で電子線を作用させることが可能となり、対象物の表面に施された被覆物である印刷層、接着層、粘着層等を効率良く硬化、架橋、乾燥させるものである。また、低加速電圧、低エネルギーにより２次電子線の発生量を低下させることができるようになり大がかりなシールド構造を必要としない。なお、電子線照射により硬化、架橋または乾燥させる場合には、一般的には窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で行われる。
【００２０】
上記の被覆剤を施した対象物において、本発明で使用する電子線は、被覆剤である印刷層、接着層、粘着層を効率良く硬化、架橋、乾燥させるために、被覆剤が施こされた基材に出来るだけダメージを与えないように照射される。通常のインキ、接着剤、粘着剤等の膜厚を考え、１５０ｋＶ以下、好ましくは１０〜１３０ｋＶ、より好ましくは３０〜８０ｋＶの加速電圧で照射される。
【００２１】
このように電子線照射装置を小型に設計することで、印刷機やコーティング装置などにおいて、被覆剤が施される工程の後段に組込み、インラインで効率的に被覆物を形成するものである。特にインキの多色刷りや、インキ印刷後にオーバーコートするなど、被覆材を施す工程が複数にわたる場合においては特に有効で、任意の工程間に電子線照射装置を設置しインライン化すれば、良好な被覆物を得るためにどの工程で照射するかを選択するなど最適な条件が設定できる。
【００２２】
更に小型化をすすめることにより、一つの回転ロールで複数の被覆物を施す際にも、被覆物を施す工程間に電子線照射装置を設けることが可能となり、いわゆるセンタードラムで多数色を印刷し、一色毎に乾燥させる胴間乾燥方式を可能とするものである。このような電子線の照射方法は従来の装置では到底不可能であり、特にラベル印刷などの処理幅が狭いナローウエブには優位である。また電子線照射のみでなく、従来の熱風方式や紫外線方式などのその他の乾燥方式と組合せてインライン化することはなんら問題なく、最も適した形態を選定すればよく、また被覆剤もそれに合わせて選ばれる。
【００２３】
電子線は、一般には窒素などの不活性ガスで雰囲気を置換して低酸素濃度下で照射される。ここで低純度の窒素を用いたり、または窒素供給量を少なくして窒素消費量を削減し、高酸素濃度の雰囲気で照射することによりコスト低減がはかられたりするが、窒素を用いずに空気中で照射を行うことにより、窒素供給のための付帯設備を省いたり、イナーティングのための構造や作業環境の制約を緩和することもできる。また本発明の電子線照射装置は大掛かりなＸ線シールド構造を必要としないため、印刷機やコーティング装置等の組込む形状にあわせて適宜設計を行えばよい。
【００２４】
印刷インキや塗料の調整方法としては、通常、ロールミル、ボールミル、ビーズミル、あるいはサンドミル等を使用して練肉、分散することにより、金属蒸着膜、その他添加剤を、高度に分散させる工程を必要とする。しかし、本発明の高輝度印刷インキにおいては、金属光沢を発現させるために配合する金属蒸着膜片は３〜５０μｍの大きさを必要とし、上記練肉を行った場合は、金属光沢は極端に低下する恐れがあるため、本発明の金属蒸着膜からの金属細片は、好ましくは練肉工程を通さず、攪拌機で混合することもできる。
【００２５】
【実施例】以下、実施例および比較例を用い本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、部および％はそれぞれ質量部および質量％を表す。
実施例１
ニトロセルロースを、酢酸エチル：イソプロピルアルコールの混合溶剤に溶解して６％溶液とした。該溶液を１７５線、２５μｍのグラビア版でポリエステルフィルムに印刷して剥離層を形成した。十分乾燥した後、剥離層上に厚さが０．０５μｍとなるようにアルミニウムを蒸着した。上記蒸着フィルムを前記混合溶剤中に浸積してポリエステルフィルムからアルミニウム蒸着膜を剥離した後、攪拌機でアルミニウム蒸着膜を粉砕し、アルミニウム蒸着膜片を得た。
【００２６】
上記アルミニウム蒸着膜片４０部、トリメチロールプロパントリアクリレート５９．９部、ハイドロキノン０．１部を、サンドミルで分散し、アルミニウム蒸着膜細片の大きさを約１５μｍとした。次に、これにジアリルフタレート樹脂４０部、ペエンタエリスリトールテトラアクリレート２０部を加えて、スクリーンインキを作製した。
【００２７】
ポリエステルフィルムに、上記スクリーンインキを１５μｍの印刷膜の厚さに印刷し、真空管型電子線照射装置「Ｍｉｎ−ＥＢ」を用いて、電子線を照射し、硬化皮膜を作製した。照射条件は、加速電圧６０ｋＶ、線量４０ｋＧｒｙ（キログレイ）、窒素置換雰囲気、である。
【００２８】
得られた印刷物は、アルミニュム箔を積層したとほぼ同等の鏡面を有する印刷物であった。
実施例２
実施例１のアルミニウム蒸着膜片３５部、リオノールブルー３３３０（東洋インキ製造製藍顔料）２部、トリメチロールプロパントリアクリレート３０部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２０部、ハイドロキノン０．１部を、サンドミルで分散し、アルミニウム蒸着膜細片の大きさを約１５μｍとした。次に、これにジアリルフタレート樹脂４０部、ペエンタエリスリトールテトラアクリレート１５部を加えて、スクリーンインキを作製した。
得られたインキを、実施例１と同様にスクリーン印刷したところ、青みを帯びた金属光沢を有する印刷物が得られた。アルミニュム箔を積層したとほぼ同等の鏡面を有する印刷物であった。
【００２９】
【発明の効果】
金属蒸着膜片を含有する電子線硬化型被覆剤を、印刷または塗装した後、電子線照射により得られた皮膜は、金属蒸着膜と同等のまたは鏡面のような金属光沢を有すると共に、皮膜強度も強く、かつ有機溶剤を使用する必要が少ないため、環境対応にも優れた被覆物が得られる。