JP5529368B2

JP5529368B2 - 遮光性インキ

Info

Publication number: JP5529368B2
Application number: JP2007218512A
Authority: JP
Inventors: 司今福; 典孝棚澤
Original assignee: Tokyo Printing Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Tokyo Printing Ink Mfg Co Ltd
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2027-08-24
Also published as: JP2009051903A

Description

本発明は、包装材料及びこれを使用した包装容器に遮光性を付与することができ、かつ印刷したとき臭気の少ないインキに関する。さらに詳しくは、紙を主材とした積層構造の包装材料に印刷することによって、その包装材料を用いた包装容器中の内容物の光による品質劣化を抑制し、当該内容物に異臭を付することのないインキに関する。

近年、牛乳、ジュース等の飲料は、コスト優位性やその利便性が評価されて、板紙を主体とし、これにポリオレフィン樹脂をラミネートした構造の包装容器（以下「紙パック容器」ともいう。）が多く使用されている。これらの紙パック容器は、紙及びポリオレフィン樹脂層その他で積層された構造であるためかなりの程度光が透過する。従って、これらの紙パック容器に詰められた牛乳、ジュース等の内容物は、流通過程や店舗での陳列時に光の影響を受けて、味や香り等に変化を生じる。

この透過光による内容物の変化、即ち、品質劣化に対応するため、従来の紙パック容器では、遮光性のあるアルミニウム箔を、容器内側へ貼り付けたものを使用して対処してきた。この容器包装は、遮光性については十分な機能を果たすが、コストアップとなるばかりでなく、リサイクル上の難点があった。

そこで、特許文献１には、包装材の基材と最内層との間にカーボンブラックを含むインキを塗布した遮光性印刷層と、前記遮光性印刷層の内側に位置する着色印刷層を設けた紙パック用の包装材料が開示されている。

また、特許文献２には、アルミニウム箔を含まない包装材料で、基材の紙層の外側にデザイン印刷層、白色印刷層、遮光着色印刷層を設け、最内層に熱可塑性樹脂を配した構成の包装材料が開示されている。

特開平７−５２３２８号公報特開２００２−２５５１５８号公報

遮光のためにカーボンブラックを含むインキを塗布したものは遮光性に優れるが、意匠性に乏しく、消費者の購買意欲を刺激するための容器としては採用することは難しいと言わなければならない。そこで、特許文献１のように、この黒色印刷層の上にさらにデザイン印刷することになるが、下地となる黒色印刷がデザイン印刷に大きな影響を及ぼし、デザイン印刷の出来栄えを損なう結果となる。

特許文献２では、黒色インキによるデザイン印刷層への影響を少なくするため、白色印刷層を設け、その上にデザイン印刷層を設けているが、工程が増えてコストアップになる。

また、インキに使用している溶媒やカーボンブラック等による臭気の問題、さらには、これらの臭気が内容物に移る等の問題があった。

さらに、遮光性インキを最外層に印刷する場合は、その印刷が剥がれると遮光性能が低下するため、そのインキには輸送時等でのこすれにも耐えることのできる密着性及び耐摩擦性が要求される。

ところで、微粉化されたアルミニウムをミネラルスピリット等の沸点の高い炭化水素系溶剤中で分散してペースト状にしたアルミニウムペーストを、メジウムに分散させた所謂銀インキが知られており、その輝度性を利用してデザイン性のある印刷物に利用されている。この種の銀インキは、ある程度の遮光性をその印刷物に与えることが期待できるが、その印刷物は、密着性及び耐摩擦性が低い上、炭化水素系溶剤による臭気も問題になる。

従って、本発明は、包装容器のデザインや見た目の清潔さなどに悪影響を及ぼすことがなく、簡便に紙容器に遮光性を付与することができ、かつ臭気が少ないため、その内容物の味及びにおいを変化させることのない、密着性及び耐摩擦性に優れた紙パック用インキ、並びに当該紙パック用インキを用いた紙パック容器を提供することを課題とする。

本発明者らは、意匠性を犠牲にすることなく包装容器に遮光性を付与する方法を検討した結果、特定のアルミニウムペーストを選択し、さらに他の添加物を工夫することによって、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、低沸点エステル系溶媒である酢酸エチル及び酢酸ｎ−プロピル並びに低沸点アルコール系溶媒であるエタノール及びイソプロピルアルコールのいずれかより選ばれた１種又は２種以上に分散したノンリーフィングタイプのアルミニウムペースト、ポリエチレンワックス及びコロイダルシリカを含有することを特徴とする遮光性インキである。

請求項２に係る発明は、前記遮光性インキがカーボンブラックを含有しないことを特徴とする請求項１記載の遮光性インキである。

請求項３に係る発明は、前記アルミニウムペースト中のアルミニウム微粒子が、平均粒径５〜１５μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮光性インキである。
請求項４に係る発明は、前記アルミニウム微粒子の含有量が１０〜２０重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遮光性インキである。

請求項５に係る発明は、板紙基材の内面及び外面に合成樹脂層を備えた積層包装材料において、低沸点エステル系溶媒である酢酸エチル及び酢酸ｎ−プロピル並びに低沸点アルコール系溶媒であるエタノール及びイソプロピルアルコールのいずれかより選ばれた１種又は２種以上に分散したノンリーフィングタイプのアルミニウムペースト、ポリエチレンワックス及びシリカを含有する遮光性インキを用いた遮光性印刷層を設けたことを特徴とする遮光性積層包装材料である。
請求項６に係る発明は、前記遮光性インキがカーボンブラックを含有しないことを特徴とする請求項５記載の遮光性積層包装材料である。
請求項７に係る発明は、前記アルミニウムペースト中のアルミニウム微粒子が、平均粒径５〜１５μｍであることを特徴とする請求項５又は６に記載の遮光性積層包装材料である。

請求項８に係る発明は、前記アルミニウム微粒子の含有量が１０〜２０重量％であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の遮光性積層包装材料である。

請求項９に係る発明は、請求項５〜８のいずれかに記載の遮光性積層包装材料から作製される包装容器である。

本発明によると、本発明のインキは包装材料及びこれを使用した包装容器、特に紙パック容器に印刷という極めて簡単な手段で優れた遮光性を与えて、その内容物の光による品質劣化を抑制できるうえ、内容物へ異臭を与えることがなく、通常のインキと比べ遮光性が高いため、長時間の光照射にも品質劣化の抑制効果が高い。また、本発明のインキによる印刷層は密着性及び耐摩擦性に優れ、輸送時等のこすれにも耐えるため、遮光性が持続する。

また、カーボンブラック等を使用した黒色系のインキを使用せずに、輝度の高い銀色の遮光性印刷層を形成できるため、この上にデザイン印刷しても、下地色がデザイン印刷に影響せず、通常の印刷で自由な色彩のデザイン印刷が可能となる。

さらに、本発明の遮光性積層包装材料及びそれから製作される包装容器は、アルミニウム箔などを使用していないので、金属探知機への影響がない。

以下、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本実施形態は、本発明を実施するための一形態に過ぎず、本発明は本実施形態によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。

通常の銀インキは、インキ重量に対し平均粒径５〜２０μｍのアルミニウム微粒子が５〜２０重量％になるようにアルミニウムペーストをメジウムに分散させたものである。当該アルミニウムペーストは、アルミニウム微粒子が沸点の高いミネラルスピリット中に分散してペースト状となっているものであるが、本発明の遮光性インキは、前記銀インキをベースに、以下で説明するような改良を加えて遮光性、輝度、密着性及び耐摩擦性を向上させた。

本発明の遮光性インキに用いるアルミニウムペーストは、ノンリーフィングタイプのアルミニウム微粒子を低沸点エステル系溶媒及び／又は低沸点アルコール系溶媒中で分散したものである。なお、前記アルミニウムペースト中のアルミニウム微粒子と溶媒との混合比率は重量比で６／４から７／３程度のものである。

アルミニウムペーストは、ミネラルスピリット中に分散しているのが、一般的であるが、本発明では、このミネラルスピリットを低沸点エステル系溶媒及び／又は低沸点アルコール系溶媒で置換したものを用いる。これによって高沸点溶媒であるミネラルスピリットによる臭気が低減し、印刷物としたときその臭気が殆ど感じられなくなり、内容物に異臭を与えることがない。

前記低沸点エステル系溶媒としては、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル等の低級アルキルエステルが好ましく、前記低沸点アルコール系溶媒としてはエタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールが好ましい。

また、前記アルミニウムペーストに用いるアルミニウム微粒子は、ノンリーフィングタイプが好ましい。リーフィングタイプのアルミニウムペーストは、アルミニウム微粒子が表面に浮かび上るため、耐摩擦性及びインキ皮膜の密着性が悪い。一方、ノンリーフィングタイプは、インキ皮膜中にランダムに分散する性質があるため薄片状のアルミニウム微粒子間にインキ材料に用いる樹脂が入り込みやすくなる。その結果、インキ皮膜の密着性が向上し剥がれ落ちることがなく耐摩擦性も改善される。

前記アルミニウム微粒子の平均粒径は５〜１５μｍが好ましい。アルミニウム微粒子の平均粒径が５μｍより小さいと輝度が大きく低下するため意匠性に欠けたものとなるばかりでなく、インキ皮膜の密着性が低下するため剥がれやすくなる。また、１５μｍを超えるとインキ中での沈降が起こりやすく、印刷したとき抜けが多くなって隠蔽性が低下するため遮光性が低下する。なお、ここでの平均粒径は、レーザー法（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ９３２０−Ｘ１００Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ製）による測定値である。

前記アルミニウム微粒子の添加量は、本発明のインキに対して１０〜２０重量％である。アルミニウム微粒子の添加量が１０重量％未満では、輝度が低下するため印刷物が意匠性に欠けたものとなり、印刷物の遮光性も不十分となるため好ましくない。また、２０重量％を超えると版詰まり、ツーツー汚れ等が起きやすく、密着性も低下するため好ましくない。

本発明の遮光性インキに用いるポリエチレンワックスは、当該インキに対して０．５〜２．０重量％である。当該ポリエチレンワックスの添加量が０．５重量％未満では、耐摩擦性が不十分となりインキが取られやすくなる。また、２．０重量％を超えると過剰添加となり印刷適性が低下するばかりでなく滑りやすくなり光沢が低下するため好ましくない。

本発明の遮光性インキでは、耐摩擦性を更に向上させるために、粒子径５〜１００ｎｍのシリカを添加するが、当該シリカとして、シリカ微粒子が溶媒中に均一に分散した状態となっているコロイダルシリカを用いるのが好ましく、その分散溶媒としては、アルミニウムペーストの分散溶媒と同様に低沸点エステル系溶媒及び／又は低沸点アルコール系溶媒が好ましい。
また、前記コロイダルシリカの添加量は、当該インキに対し１〜１０重量％が好ましい。添加量が１重量％未満では、耐摩擦性向上の効果が不十分で、１０重量％を超えると実用上過剰量となるばかりでなく、コストアップとなり好ましくない。なお、シリカの粒子径は、ＢＥＴ法で測定した値である。

本発明の遮光性インキを、板紙基材の内面及び外面に合成樹脂層を備えた積層包装材料の遮光性を必要とする部分にベタ印刷し（遮光性印刷層）、その上にデザイン印刷層を設け、これを、紙パック容器に組立てる。

本発明の遮光性インキによる遮光性印刷層の厚さは、１〜２０μｍが好ましい。１μｍ未満では、遮光性が不十分で、２０μｍを超えると実用上過剰量となるばかりでなく、コストアップとなる。印刷方法としては、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法などが採用できるが、グラビア印刷法が好ましい。

以下に実施例をあげて具体的に説明する。

＜実施例１〜４＞
表１の配合の成分を混合分散して遮光性インキを製造した。なお、使用したアルミニウムペーストはノンリーフィングタイプで、平均粒径９μｍ、含有量７０重量％のイソプロピルアルコール分散体である。また、実施例４で使用したコロイダルシリカは、表１の注に示したように粒子径４０〜５０ｎｍで含有量３０重量％のイソプロピルアルコール分散体である。

＜比較例１〜７＞
表２の配合の成分を混合分散してインキを製造した。なお、比較例１〜３で使用したアルミニウムペーストは実施例で使用したものと同じものであるが、比較例４及び５は、ノンリーフィングタイプ（平均粒径９μｍ、含有量７０重量％、ミネラルスピリット分散体）を、比較例６はリーフィングタイプ（平均粒径６μｍ、含有量６７重量％、ミネラルスピリット分散体）を、また比較例７は、ノンリーフィングタイプ（平均粒径２１μｍ、含有量７１重量％、ミネラルスピリット分散体）を使用した。

＜ベタ印刷包装材の作製＞
原紙としてフィンランド国エンソ社製のロール紙（幅５８７ｍｍ×長さ４０００ｍｍ×厚さ０．４３ｍｍ上面に厚さ０．０１７ｍｍの外面熱可塑性樹脂層、下面に厚さ０．０２７ｍｍの内面熱可塑性樹脂層を設けたもの）を用い、実施例１〜４及び比較例１〜７で製造したインキを１０μｍの厚さにベタでグラビア印刷した。なお、実施例１〜４を印刷した包装材を各々サンプル１〜４、比較例１〜７を各々サンプル５〜１１とした。
他に、東京インキ（株）製のＬＲＣ−ＮＴインキシリーズを用いて同様にベタでグラビア印刷したサンプル１２（赤色印刷）、サンプル１３（青色印刷）、サンプル１４（黄色印刷）、サンプル１５（黒色印刷）及びサンプル１６（印刷していない無地原紙）を用意した。

＜光透過率＞
サンプル１及びサンプル１２〜１６について、日本分光（株）製のＵｂｅｓｔシリーズＶ−５６０ｉＲＭ／ＤＳ分光光度計を用いて、２３０ｎｍ〜８３０ｎｍでの光透過率を測定し、その結果を図１〜６に示した。

＜耐摩擦性及び耐水摩擦性＞
前記＜ベタ印刷包装材の作製>の試験片を、学振式堅牢度試験機（ＡＢ-３０１、テスター産業（株）製）を用いて、ＪＩＳ-P８１３６に準じて荷重５００ｇで５０往復の摩擦試験を行った。その結果、摩擦紙の汚れ状態を汚染用グレースケールと比較して、汚れのないものを５として５段階評価し、その結果を表３に示した。なお、耐水摩擦性の試験では、綿布に水を含ませたものを用いた。

＜密着性＞
前記＜ベタ印刷包装材の作製>の試験片を、セロハン粘着テープ（ニチバン（株）製ＣＴ４０５AP-１８）を印刷面に押し付けた後、そのセロハン粘着テープを剥がしたとき、テープ側にインキがほとんど取られていない場合を○、一部取られた場合を△、取られた場合を×として評価し、その結果を表３に示した。

表３から、各々実施例１〜４のインキを用いて作製されたサンプル１〜４では、優れた耐摩擦性及び耐水摩擦性を示し、密着性もほぼ良好である。一方、ポリエチレンワックスを使用していないサンプル６及びコロイダルシリカを使用していないサンプル７では、何れも耐摩擦性及び耐水摩擦性が低下していることが分かる。
また、サンプル８のようにアルミニウム含量が２０％を越えるインキを用いたり、サンプル１０のようにリーフィングタイプのアルミニウムペーストを用いたり、サンプル１１のように粒子径の大きなアルミニウムペーストを用いたりした場合は、耐摩擦性、耐水摩擦性に加え密着性が低下していることが分かる。

＜官能試験＞
前記＜ベタ印刷包装材の作製＞で作製した包装材料を用いて１リットル入り紙パック容器を組立て、これに成分無調整牛乳を充填し密封した。この牛乳入り密閉紙容器を店頭のショーウィンドー型冷蔵庫内に１週間保管し、パネラー３名がその味、においの変化を評価し、その平均値を表４に示した。なお、保存中の冷蔵庫内の庫内温度は４〜８℃で、店内及びショーウィンドーの蛍光灯が連続して点灯している状態であった。
３：味及びにおいに殆ど変化がない。
２：味及びにおいにわずかに変化が感じられる。
１：明らかに味及びにおいに変化が感じられる。

表４から、サンプル１〜３、６及び７のように、イソプロピルアルコール中に分散したアルミニウムペーストを用いた場合は、何れも、味及びにおいの変化が無いか小さいが、ミネラルスピリットに分散したアルミニウムペーストを用いたサンプル８〜１１、青色印刷のサンプル１３、黄色印刷のサンプル１４及び無地原紙のサンプル１６では、味及びにおいの変化が大きいことが分かる。また、サンプル５のように、イソプロピルアルコール中に分散したアルミニウムペーストを用いてもアルミニウム含量が１０％未満の場合は、味及びにおいの変化が大きい。さらに、サンプル１及びサンプル１３〜１６の光透過率とそれらの味及びにおいの変化の大きさとを比較検討すると、光透過率の大きなサンプル１３〜１６では味及びにおいの変化が大きいが、光透過率の小さなサンプル１では、その変化が無かった。

＜意匠性の評価試験＞
前記＜ベタ印刷包装材の作製＞で作製した包装材料の意匠性を輝度及び隠蔽性により評価した。輝度については、当該包装材料の輝き具合が良好に見えるものを○、不良を×として評価し、隠蔽性については、同じく当該包装材料を室内で蛍光灯の光にかざして見たとき、抜けや透けがないものを○、少ないものを△、多いものを×として評価した。その結果を表５に示した。

＜金属探知機試験＞
前記＜官能試験＞で組立てた紙パック容器を用いて、飲料等の生産ラインに設置されている金属探知機による金属反応の確認試験を行った結果、何れにおいても金属反応を示さなかった。これにより、本発明の包装容器は、包装容器自体が金属探知機に反応しないことによって、本来、金属探知機に反応すべき金属異物の検知に支障を及ぼさないことが確認できた。

サンプル１の光透過率を示す図である。サンプル１２の包装材の光透過率を示す図である。サンプル１３の包装材の光透過率を示す図である。サンプル１４の包装材の光透過率を示す図である。サンプル１５の包装材の光透過率を示す図である。サンプル１６の包装材の光透過率を示す図である。

Claims

低沸点エステル系溶媒である酢酸エチル及び酢酸ｎ−プロピル並びに低沸点アルコール系溶媒であるエタノール及びイソプロピルアルコールのいずれかより選ばれた１種又は２種以上に分散したノンリーフィングタイプのアルミニウムペースト、ポリエチレンワックス及びコロイダルシリカを含有することを特徴とする遮光性インキ。
前記遮光性インキがカーボンブラックを含有しないことを特徴とする請求項１記載の遮光性インキ。
前記アルミニウムペースト中のアルミニウム微粒子が、平均粒径５〜１５μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮光性インキ。
前記アルミニウム微粒子の含有量が１０〜２０重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遮光性インキ。
板紙基材の内面及び外面に合成樹脂層を備えた積層包装材料において、低沸点エステル系溶媒である酢酸エチル及び酢酸ｎ−プロピル並びに低沸点アルコール系溶媒であるエタノール及びイソプロピルアルコールのいずれかより選ばれた１種又は２種以上に分散したノンリーフィングタイプのアルミニウムペースト、ポリエチレンワックス及びシリカを含有する遮光性インキを用いた遮光性印刷層を設けたことを特徴とする遮光性積層包装材料。
前記遮光性インキがカーボンブラックを含有しないことを特徴とする請求項５記載の遮光性積層包装材料。
前記アルミニウムペースト中のアルミニウム微粒子が、平均粒径５〜１５μｍであることを特徴とする請求項５又は６に記載の遮光性積層包装材料。
前記アルミニウム微粒子の含有量が１０〜２０重量％であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の遮光性積層包装材料。
請求項５〜８のいずれかに記載の遮光性積層包装材料から作製される包装容器。