JP2002356511A - 塗料・インク用ポリビニルアセタール樹脂及び塗料・インク組成物 - Google Patents
塗料・インク用ポリビニルアセタール樹脂及び塗料・インク組成物Info
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Abstract
アセタール樹脂自身の着色を抑制することができる塗料
・インク用ポリビニルアセタール樹脂、及び、色調や長
期間保存したときの粘度安定性等に優れた塗料・インク
組成物を提供する。 【解決手段】 ポリビニルアルコールとアルデヒドとの
アセタール化反応により合成されたポリビニルアセター
ル樹脂であって、重合度が100〜3000、残存アセ
チル基の割合が25mol%以下、残存水酸基の割合が
17〜35mol%であり、残存アルデヒドの含有量が
100ppm以下、酪酸及び/又は酢酸の含有量が50
0ppm以上であり、かつ、酸化防止剤が全く残存して
いない塗料・インク用ポリビニルアセタール樹脂。
Description
使用しなくてもポリビニルアセタール樹脂自身の着色を
抑制することができる塗料・インク用ポリビニルアセタ
ール樹脂、及び、色調や長期間保存したときの粘度安定
性等に優れた塗料・インク組成物に関する。
り着色剤及びその他の用途に応じた添加剤が溶剤に添加
されたものである。ポリビニルアセタール樹脂は、造膜
性、顔料分散性、塗布面への接着性、アルコール可溶性
等に優れた性質を有することから、塗料及びインク分野
においてバインダー樹脂として用いられている。
ビニルアルコールに対して酸触媒を用い、アルデヒドを
反応させることにより作製される。しかし、この方法に
よると、ポリビニルアセタール樹脂中にアルデヒドが残
存するため、アルデヒドの酸化物やアルデヒド同士の反
応物が生じてポリビニルアセタール樹脂が着色してしま
い、得られる塗料・インク組成物の色調に変化を与えた
り、長期間保存したときに粘度が大きくなったりする等
の問題があった。
顔料の分散性に優れるものの、一部の顔料、例えば赤色
のカーミン系顔料等に対しては必ずしも分散性のよい樹
脂とはいえず、顔料の分散が不充分だと光沢がでにくい
ため、使用できないことがあった。
化してポリビニルアセタールを作製する際には、通常、
アルデヒドの酸化防止のため、また、得られるポリビニ
ルアセタール樹脂の酸化防止及び耐熱性向上のため、反
応系又は樹脂中に酸化防止剤が添加される。しかし、酸
化防止剤は、得られる塗料・インク組成物の顔料の分散
性を低下させるほか、食品や医薬品等の包装用のインク
として使用するためには安全性の点で問題があることか
ら、酸化防止剤の使用量を極力抑える必要があった。
鑑み、酸化防止剤を全く使用しなくてもポリビニルアセ
タール樹脂自身の着色を抑制することができる塗料・イ
ンク用ポリビニルアセタール樹脂、及び、色調や長期間
保存したときの粘度安定性等に優れた塗料・インク組成
物を提供することを目的とする。
ルコールとアルデヒドとのアセタール化反応により合成
されたポリビニルアセタール樹脂であって、重合度が1
00〜3000、残存アセチル基の割合が25mol%
以下、残存水酸基の割合が17〜35mol%であり、
残存アルデヒドの含有量が100ppm以下、酪酸及び
/又は酢酸の含有量が500ppm以上であり、かつ、
酸化防止剤が全く残存していない塗料・インク用ポリビ
ニルアセタール樹脂である。以下に本発明を詳述する。
ール樹脂は、重合度が100〜3000、残存アセチル
基の割合が25mol%以下、残存水酸基の割合が17
〜35mol%である。重合度が100〜3000であ
ると、得られる塗料・インク組成物は、顔料が分散しや
すく、塗膜強度が大きくなり、しかも塗工しやすくな
る。好ましくは200〜1000である。
えると、得られる塗料・インク組成物は、長期間保存中
に粘度が変化し、塗膜同士がブロッキングを起こしやす
くなり画像が不鮮明になる。好ましくは15mol%以
下である。
ると、得られる塗料・インク組成物において顔料が分散
しにくくなって沈降し、また、保存中に粘度も上昇して
しまい、35mol%を超えると、得られる塗料・イン
ク組成物の塗膜の耐水性及び溶剤への溶解性が不充分と
なる。好ましくは19〜35mol%である。
チル基の割合及び残存水酸基の割合は、ポリビニルアセ
タール樹脂のアセタール基が原料となるポリアルコール
樹脂の2つの水酸基をアセタール化して形成されている
ことから、アセタール化された2つの水酸基を数える方
法によりアセタール化度(mol%)を算出し、得られ
たアセタール化度をもとに計算して求めた。
ール樹脂は、下述のように、酸触媒を用いたポリビニル
アルコールとアルデヒドのアセタール化反応により合成
されることから、樹脂中に未反応のアルデヒド及び酸が
残存する。この残存アルデヒドが酸化又はアルドール化
されることによってカルボン酸又はアルドールを生成
し、これが樹脂の着色の原因となり、また、塗料・イン
ク組成物としたときに長期間の保存中の粘度上昇や悪臭
の原因にもなると考えられる。したがって、本発明の塗
料・インク用ポリビニルアセタール樹脂においては、残
存アルデヒドの含有量を減らすことが樹脂の着色や悪臭
の発生の問題を解決する有効な手段となる。
ール樹脂は、残存アルデヒドの含有量が100ppm以
下である。100ppm以下であると、樹脂の着色や塗
料・インク組成物としたときの保存中の粘度上昇や悪臭
を効果的に抑制することができる。
酪酸又は酢酸は、塗料・インク組成物としたときに、特
に赤色のカーミン系の顔料等の分散性を向上させる役割
を有することから、残存アルデヒドの含有量を抑える一
方で、酪酸又は酢酸の含有量を一定以上にする必要があ
る。本発明の塗料・インク用ポリビニルアセタール樹脂
は、酪酸及び/又は酢酸を500ppm以上含有する。
上記酪酸及び酢酸は、上記アルデヒドが酸化して生じた
ものであってもよいし、別に添加してもよい。
ール樹脂は、酸化防止剤が全く残存していない。上述の
ように本発明の塗料・インク用ポリビニルアセタール樹
脂は、残存アルデヒドの含有量が100ppm以下であ
るので、残存アルデヒドの酸化を防止するための酸化防
止剤を添加しなくても、樹脂の着色等が起こることがな
い。
ール樹脂は、ポリビニルアルコールとアルデヒドとのア
セタール化反応により作製する。また、ポリ酢酸ビニル
溶液に酸触媒を添加し、ケン化反応によって得られたポ
リビニルアルコールに、更にアルデヒドを添加すること
により作製してもよい。上記アルデヒドとしては、例え
ば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、n−ブチル
アルデヒド、プロピオンアルデヒド、イソブチルアルデ
ヒド、n−バレルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒ
ド、2−エチルヘキシルアルデヒド、n−オクチルアル
デヒド、n−ノニルアルデヒド、n−デシルアルデヒド
等の脂肪族飽和アルデヒド;ベンズアルデヒド、シンナ
ムアルデヒド等の芳香族アルデヒド等が挙げられる。な
かでも、アセタール化反応に優れるn−ブチルアルデヒ
ド又はアセトアルデヒドが好適に用いられる。これらの
アルデヒドは単独で用いられてもよく、2種以上が併用
されてもよい。
ール樹脂を作製する具体的な方法としては特に限定され
ず、例えば、水溶液中、アルコール溶液中、水/アルコ
ール混合液中、ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液
中等で、上記ポリビニルアルコールと上記アルデヒドと
を酸触媒を用いて反応させることにより作製する方法等
が挙げられる。
酸又は無機酸の何れもが使用可能であり、例えば、酢
酸、パラトルエンスルホン酸、硝酸、硫酸、塩酸等が挙
げられる。また、上記反応を停止させるために通常アル
カリ中和を行うが、その際使用されるアルカリとして
は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アン
モニア、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナ
トリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が挙げら
れる。
ール樹脂中の残存アルデヒドの含有量を低減するために
は、得られたポリビニルアセタール樹脂の洗浄を多量の
水で繰り返し行うことが好ましい。
ール樹脂は、分子内に多くの水酸基を含有し、この水酸
基が顔料の吸着性を高めるとともに、充分量含有する酪
酸及び/又は酢酸により赤色のカーミン系顔料の分散性
も高いため、塗料・インク組成物としたときの保存安定
性が非常に高くなる。更に、酸化防止剤を全く含有しな
いにも係わらず、樹脂が着色することがない。
ール樹脂を用いてなる塗料・インク組成物もまた、本発
明の1つである。本発明の塗料・インク組成物は、本発
明の塗料・インク用ポリビニルアセタール樹脂に顔料及
び溶剤、更に必要に応じて、接着促進剤、接着遅延剤、
可塑剤、ワックス、相溶化剤、界面活性剤、分散剤、タ
ック剤等を添加することにより作製することができる。
ば、カーボンブラック、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔
料、酸化チタン顔料等が挙げられる。上記溶剤としては
特に限定されないが、環境問題の観点から、エタノール
等のアルコールや酢酸エチル等のエステル等が好適であ
る。
明の塗料・インク用ポリビニルアセタール樹脂の配合量
としては特に限定されないが、5〜25重量%であるこ
とが好ましく、より好ましくは10〜20重量%であ
る。また、上記顔料としては濃縮タイプの塗料・インク
組成物の場合で20〜30重量%、最終の塗料・インク
組成物では10〜15重量%含有することが好ましい。
の塗料・インク用ポリビニルアセタール樹脂からなるこ
とにより、色調や長期間保存したときの粘度安定性等に
優れたものである。また、酸化防止剤を全く含有しない
ことから、食品や医薬品等の包装用のインクとしても使
用することができる。
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
でポリビニルアルコール(重合度230、ケン化度9
9.0mol%)280gを3200gの蒸留水に加熱
溶解させた後、この溶液を0℃に保ち、これに35重量
%塩酸82gを添加し、更にn−ブチルアルデヒド15
0gを加えた。n−ブチルアルデヒドを加えてから1時
間後に溶液の温度を25℃まで昇温して4時間反応させ
た。反応終了後、得られた樹脂を蒸留水にて洗浄し、水
洗後の樹脂を蒸留水に再分散させ、水酸化ナトリウムを
添加して分散液のpHを7に調整した。この分散液を4
0℃に昇温し、5時間この状態に保持した後常温まで冷
却した。次に、得られた樹脂を固形分に対し500倍量
の蒸留水で洗浄し、更に、水洗された樹脂を蒸留水に再
分散させ、40℃で5時間保持した後、再度、500倍
量の蒸留水で水洗し、脱水した後、乾燥して白色粉末状
のポリビニルアセタール樹脂を得た。
−NMR測定(DMSO−d6中)した結果、ブチラー
ル化度は70.3mol%、残存水酸基の割合は28.
7mol%、残存アセチル基の割合は1.0mol%で
あった。このポリビニルアセタール樹脂に、酪酸の含有
量が700ppmとなるように酪酸を加えた。
ルアセタール樹脂11gを255mLのガラス容器に秤
取り、エタノール64gを加えて溶解した後、ローダミ
ン(赤色顔料)25g及びガラスビーズ100gを加
え、攪拌機で2時間攪拌してインクを作製した。
100倍量の蒸留水で2回行ったこと以外は、実施例1
と同様にして白色粉末状のポリビニルアセタール樹脂を
得、このポリビニルアセタール樹脂に、残存酪酸の含有
量が700ppmとなるように酪酸を加えた。更に実施
例1と同様の方法により,インクを作製した。
ニルアセタール樹脂を得た後、残存酪酸の含有量が10
00ppmとなるように酪酸を加えた。更に実施例1と
同様の方法により,インクを作製した。
20倍量の蒸留水で2回行ったこと、及び、酪酸を添加
しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてポリビニ
ルアセタール樹脂を得、更にインクを作製した。
ビニルアセタール樹脂について、下記の方法により残存
アルデヒド及び酪酸の含有量、臭気を評価し、また、実
施例1〜3及び比較例1で作製したインクについて、経
時変化及び光沢を評価した。結果を表1に示した。
デヒド及び酪酸の含有量の測定)測定機器として島津製
作所社製のヘッドスペースガスクロマトグラフ(GC
SIMADZU GC−14A)及びHS GL SC
IENCE Headspace Auto samp
ler 7000Hを用い、検出器をFID、カラムを
TC−WXとして、HS条件を20℃、10分間、サン
プル量0.50gの条件にて残存アルデヒド及び酪酸の
含有量を測定した。
価)官能試験により臭いの有無を確認した。
日後及び7日後の粘度をB型回転粘度計で測定し、下記
式より粘度の経時変化(%)を算出した。 経時変化(%)={(7日後の粘度−1日後の粘度)/
1日後の粘度}×100
ターによりPETフィルム上に厚さ4〜5μmとなるよ
うに塗布した後、70度反射率の測定を行い、対光沢基
準面に対する光沢(%)を算出した。
ニルアセタール樹脂は水洗により、残存アルデヒドの含
有量が少なく、これにより得られたインクの粘度の経時
変化も小さく保存安定性に優れていた。また、一方で酪
酸を充分量加えたことにより、得られたインクはカーミ
ン系の顔料の分散性が大幅に向上し、粘度の経時変化が
少なく、高い光沢性を示した。これに対して、比較例1
で作製したポリビニルアセタール樹脂は、不充分な洗浄
によって残存アルデヒドの含有量が多くなり、得られた
インクの粘度の経時変化が大きく、安定性に劣り、ま
た、酪酸の含有量が少ないことによりカーミン系顔料の
分散性が低く、光沢性に劣った。
しなくてもポリビニルアセタール樹脂自身の着色を抑制
することができる塗料・インク用ポリビニルアセタール
樹脂、及び、色調や長期間保存したときの粘度安定性等
に優れた塗料・インク組成物を提供できる。
Claims (2)
- 【請求項1】 ポリビニルアルコールとアルデヒドとの
アセタール化反応により合成されたポリビニルアセター
ル樹脂であって、重合度が100〜3000、残存アセ
チル基の割合が25mol%以下、残存水酸基の割合が
17〜35mol%であり、残存アルデヒドの含有量が
100ppm以下、酪酸及び/又は酢酸の含有量が50
0ppm以上であり、かつ、酸化防止剤が全く残存して
いないことを特徴とする塗料・インク用ポリビニルアセ
タール樹脂。 - 【請求項2】 請求項1記載のポリビニルアセタール樹
脂を用いてなることを特徴とする塗料・インク組成物。
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