ラミネート印刷インキ用ポリウレタン樹脂の研究進捗と展望

中国の経済と文化事業の発展に伴い、印刷出版産業と包装産業が急速に発展しました。国内のインク需要は大幅に増加しました。人々の環境意識が高まり、食品包装や印刷における安全性への要求が高まるにつれ、インク組成物中の芳香族炭化水素や有毒な揮発性有機成分の割合を減らすことが求められています。環境に優しいインクは、徐々にベンゼンフリーインク、アルコール可溶性インク、水性インクを採用し、徐々に従来の揮発性有機溶剤ベースのインクに取って代わりました。ポリウレタン インクは、その独特の性能上の利点により、徐々に急速に発展してきました。使いやすさ、安定した性能、強い接着力、優れた光沢、良好な耐熱性などの利点があり、さまざまな印刷方法に適しています。同時に、ポリウレタンインクは、毒性の強いベンゼン溶剤に頼らず、アルコール、エステル、ケトン、またはそれらの混合溶剤などの溶剤に溶解することができます。これは環境保護要件を満たしており、印刷業界の発展の方向性とトレンドとなっています。印刷インキのさまざまな特性を決定する要因の中でも、インキに使用される樹脂の特性が大きな要因となります。ポリウレタン樹脂は、耐摩耗性、耐擦傷性、耐溶剤性、接着性、低温特性、高光沢、保温性に優れ、塗布特性の調整が幅広く、さまざまなニーズに対応できます。。

1 . ポリウレタンインクの分類

ポリウレタンインクは、使用するバインダーの組成と硬化原理に応じて、一液性揮発性ポリウレタンインク、二液性反応性ポリウレタンインク、光硬化性ポリウレタンインク、水性ポリウレタンインクの 4 種類に大別されます。印刷形式に応じて、さまざまな印刷基材に応じて、プラスチックインク、紙インク、アルミニウム薄インク、印刷布インク、セラミックインクなどに分けることができます。その特殊な目的のために、 UVインク、発光インク、蛍光インキ、蓄光インキ、液晶インキ、導電性インキ、磁性インキ、レトルトインキ、偽造防止インキなど

２．インキ用ポリウレタン樹脂の開発状況

2.1一液性揮発性インク用ポリウレタン樹脂

揮発性ポリウレタンインクは使いやすさと安定した性能が特長で、さまざまな印刷方式の要求に対応できます。主にプラスチック複合包装などに使用されます。国内外で工業化され、広く使用されています。このタイプのインクの主な合成メカニズムは、インクに含まれる大量の揮発性溶剤の揮発によるもので、インク中の樹脂と顔料が固体の膜層を形成し、基材の表面に付着して目的を達成します。印刷のこと。この方法の利点は、反応が均一で、制御が容易で、再現性が良いことです。インク用の一液型ポリウレタン樹脂は、多くのプラスチック基材に対して優れた接着性、耐油性、耐調理性を備えています。

ポリウレタン樹脂メーカーであるゴールドマインカンパニーは、アジピン酸（AA）と1,4-ブタンジオール（BDO）を基本原料として、相対分子量1000 ～ 2000のポリエステルポリオールと鎖延長剤のジフェニルメタンジイソシアネート（MDI）を合成しました。一液型ポリウレタンインク接続材料は、他の添加剤を使用して合成されます。ポリウレタンインクは、光沢が良く、粘度が低く、接着力が強いという特徴があります。複合フィルムおよびインク印刷業界のニーズを満たすことができます。広東省と福建省で使用されています。他の分野での使用を促進します。周文新ら。分子内にヒドロキシル基を含む塩化ビニルとアクリル酸ヒドロキシエチルの共重合体を高分子グリコール、低分子鎖延長剤、トルエンジイソシアネート（TDI）と反応させて、新しいタイプのポリウレタン接着剤を調製しました。このインクを使用して製造されたインクは、ポリプロピレン (PP)やポリエチレン(PE)などのさまざまなベースフィルムとの接着性に優れています。日本の三洋化成工業株式会社が開発したインク用ポリウレタン樹脂は、ポリブチレンアジピン酸グリコール（PBA 、最大相対分子量1500）、イソホロンジイソシアネート（IPDI）、イソホロンから構成されており、ジアミン（IPDA）とジエタノールアミンから作られています。ウレア結合とアミン基の導入により、分子間の水素結合力が大幅に増大し、樹脂の凝集力とフィルムとの密着性が向上します。樹脂30部と二酸化チタン50部でできています。100％と数部の混合溶剤を加えて調製したプラスチックフィルム印刷インキは、 PP 、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ナイロンフィルムに良好な印刷効果を発揮します。印刷層は耐熱性、耐油性、粘着性に優れています。

2.2二液反応性インク用ポリウレタン樹脂

二液性インクは化学反応インクとも呼ばれます。印刷前に触媒を添加する必要があります。触媒はインク中の樹脂と反応し、重合反応によりインクを乾燥させる目的を達成する。成分 A はヒドロキシル末端プレポリマーおよび顔料です。他の添加剤の混合物である成分 B は、イソシアネート末端基を持つ硬化剤です。使用する場合、2つの成分を一定の割合で混合して印刷します。この二液型反応性ポリウレタンインクは、プラスチックフィルムへの密着性と粘度安定性に優れています。成分 A は安定した性能、低い相対分子量、良好な流動性、および顔料に対する良好な濡れ性を備えています。しかし、成分 B にはイソシアネート基が存在するため、この成分は大きな毒性を持っています。さらに、イソシアネート基は非常に反応性の高い基であり、室温で水やその他の活性水素を含む化合物と容易に反応します。したがって、この成分は安定性が悪く、保存が困難です。現在、二液性反応型ポリウレタンインキは、印刷前に主成分と硬化剤を手早く混合する必要がある、インキが手で触れない、缶詰製品の寿命が非常に短い、印刷後のインキが残るなど多くの問題を抱えています。劣化しやすいです。また、硬化剤が高価であるため、包装袋や容器のコストが高くなる。

2.3光硬化型インク用ポリウレタン樹脂

光硬化インク用のポリウレタン樹脂は、電子線照射や紫外線照射などの高強度放射線を使用して、活性オリゴマー系の架橋と硬化を誘導します。設備投資などを考慮すると、現在は紫外線（UV）硬化が主流となっています。低温硬化、速硬化、省エネなどの利点があり、 100 %有効成分系の使用により硬化過程で溶剤が放出されず、汚染が大幅に軽減されます。光硬化型ポリウレタンインクの硬化反応機構はフリーラジカル重合です。数秒で硬化でき、高速印刷に適しています。この反応は乾式架橋プロセスであるため、ほとんどの基材に対して良好な接着性を示します。新しいタイプの環境に優しいインクである UV 硬化型インクは、省エネルギー、溶剤排出なし、環境汚染なし、生産効率の高さ、熱に弱い基材への適性、優れた印刷性能、設備投資の低さなどの利点を備えています。紙やプラスチック、金属、塗膜などの印刷面に広く使用されています。UV 硬化の硬化システム全体は無溶剤システムであり、グリーンで環境に優しいインクと一致しています。UVインク印刷は安定した適応性があり、実際の生産効率の向上とコスト削減が可能であり、投資家に高い生産性と高生産性などの経済的メリットをもたらすことができます。

2.4水性インキ用ポリウレタン樹脂

水性インクは、環境に優しい印刷の第一の選択肢として挙げられています。常温架橋水性ポリウレタンエポキシ接着剤は、グラビア印刷に適した一液型ポリウレタン水性インキを製造することができます。水性インクは、高い光沢と耐水性、強力な接着力、調整可能な乾燥度、明るい色、透明な層、非毒性、不燃性、耐候性を備え、粘度の制御が容易であり、他の水性インクと比較してインクをはじめ、さまざまな基材材質への幅広い適応性を持っています。ポリウレタン-ポリアクリル酸。水性インクの接続材料として、インクフィルム印刷物の乾燥プロセス中に、ポリウレタン エポキシ接着剤とポリアクリレートの特性が組み合わされます。改質されたエマルジョンはフィルムへの良好な接着堅牢性も備えています。水性ポリウレタン樹脂は、水性アクリレートやエポキシ樹脂などと比較して、耐摩耗性、耐水性、耐薬品性、耐衝撃性、柔軟性と硬度のバランスなどの点で優れています。揮発性有機溶剤を含まないため作業環境が改善され、溶剤系インキ中の有害物質を完全に排除し、梱包品への汚染も解消されます。主に食品袋、ショッピングバッグ、生乳包装袋、医薬品包装袋、ソーセージ袋、キャンディー袋、飲料袋、子供用バッグを EDM 処理されたPE 、 PP 、 PET、PVCなどのフィルムに印刷する輪転グラビア印刷機に使用されます。 。おもちゃの包装袋およびその他の包装および印刷製品。同時に、印刷労働者と消費者の健康を保護し、環境汚染を軽減するなどの利点があり、現代の印刷の発展方向を表しています。水性ポリウレタンインクは、その独自の利点と他の樹脂との良好な相溶性により、絶えず改良され、ますます広範な応用分野を開拓しています。現在、水性ポリウレタンインクが製品化され、さまざまな性能要求に応えることができ、ますます注目を集めています。水性ポリウレタンインキの主な用途はフレキソ印刷とグラビア印刷です。海外で広く使用されている水性ポリウレタンインクは、環境に優しく、インク性能も優れています。主な特徴は、安定したインク特性、高輝度、強い着色力、および高い接着堅牢度です。、乾燥速度は印刷速度のニーズに適応でき、4 色の重ね印刷と特色印刷の両方が利用可能です。E1-M011a MM[27] は、IPDIとポリエチレングリコール(PEG 、相対分子量1000 )を使用します。および２０００）およびヒドロキシエチルメタクリレートを触媒としてジブチル錫ジラウレートを使用して、水性ポリウレタンを合成した。ポリウレタンは低粘度、良好な流動性、高い染色強度、優れた環境保護を備えており、食品包装や医療用品に使用できます。

3 ．インキ用ポリウレタン樹脂の展望

近年、国内のプラスチック包装業界は急速に変化しており、インクの消費量も年々大幅に増加しています。人々の生活水準が向上し続けるにつれ、パッケージ用インクの需要はさらに増加するはずです。現在、我が国の人口は世界の 1/4 を占めていますが、我が国のインク総生産量は世界の総生産量の1/10以下です。一人当たりのインク消費量は、世界上位 3 つの平均レベルの 1/24 以下です。一人当たりの印刷物の消費量は世界平均の1/24以下です。まだ先進国の1/20にも満たない。このような大きなギャップは、我が国のインクの開発の余地が広く、市場発展の可能性が大きいことを示しています。人々の環境意識が徐々に高まり、食品包装や印刷における安全性への要求が高まるにつれ、当初のベンゼン含有インクコネクターは、優れた性能を持っているものの、毒性が強すぎるため、最終的には廃止されることになります。ポリウレタンインク接続材料は、その独特の性能上の利点と環境保護特性により、将来急速に発展すると考えられます。

さらに、中国がアジア太平洋地域で最も急成長している経済成長に伴い、東洋インキ、サカタインクス、DIC 、フリントインク、東華インクなどの世界の大手インクメーカーが中国に大規模な投資活動を行っています。中国のポリウレタンインク市場を占有するために、多くの外国企業が中国に投資し、工場を建設してきました。日本の武田薬品工業の蘇州生産工場が稼働し、低価格の一般的なインク用ポリウレタン樹脂を中国市場に供給している。アメリカのローム・アンド・ハース社も上海に工場を設立した。モートン社買収後は水系接着剤を精力的に推進するほか、溶剤系インク用ポリウレタン樹脂の販売も行っている。