JP4773358B2 - インク及びコーティングにおいて擦傷及び磨耗を減少させる新規ワックス - Google Patents
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Description
本願は、2003年10月27日に提出された米国仮特許出願第60/514,790号の利益を主張し、その内容はここでの参照によって引用される。
本発明の一実施形態は、ヒマシやダイズ等の硬化植物油から調製される高度の硬化ワックスを含むインク組成物である。前記ワックスは、インクや紙コーティングの配合物中で添加剤として使用される際、前記インクまたはコーティングに抗擦傷、抗磨耗、または抗滑りのインク特性を付与する。前記ワックスを含む組成物は、磨耗、染み、または汚れから印刷された物やコーティングされた物を守る一方、インクまたはコーティングがコーティングされた物や印刷された物の輸送または取り扱いの間に擦傷を受けた場合であっても、滑り特性を維持する。利用される前記ワックスは、低いヨウ素価(約2乃至5の範囲)と、約120乃至190゜Fの融点(メトラー滴点)を有する。前記ワックスは、脂肪酸が主としてステアリン酸(C18)であるトリグリセリドを含む。
インク及びコーティングは紙や段ボール等の繊維品、プラスチック品、フィルム、金属から服飾品まで様々に異なった表面(または下地)上に文字列や画像を印刷する目的で用いられる。通常、インクは活字または写真等のきめ細かい画像を作成するために前記下地の一部に塗布される。通常、コーティングは連続フィルムとして下地全体に均一に塗布される。運搬、貯蔵または使用のいずれかに際して摩擦や剥離を受けたインク及びコーティングは、線まじりになり、文字列の場合には読みにくくなるか、またはエンドユーザーが求める画質を損失する。
本発明の目的は、インク及びコーティング配合物中に混合されうるワックス組成物を提供することである。
図1は硬化油の製造工程を図示したフローチャートである。
本発明の一実施形態は、植物起源の化合物を由来とするワックス組成物であって、後に様々な物品を印刷しコーティングする目的で用いられるインク及びコーティングを配合する際に、石油由来ワックス(パラフィン及び合成エチレンの両方に由来するワックス)の代わりとして用いられうるが、前記組成物は合成ワックスまたは石油由来のワックスを含むインク及びコーティングに似た擦傷特性や磨耗特性を生じる。
I)コーティングまたは印刷するために用いられる装置のタイプ;
II)前記インクまたはコーティングからの揮発性放出物を減少させる必要性;そして、
III)(溶解性、バリアー特性、相溶性、カラーを含む)要求されるインクまたはコーティングの物理的特性。
実施例1.ワックスの特性
STEROTEX(登録商標)K(Abitec Performance Products、コロンバス、オハイオ州)として知られている、市販の硬化ダイズ油及び硬化ヒマシ油の混合物を、MICRON−MASTER(登録商標)ジェットミル(Custom Processing Services、リーディング、ペンシルバニア州)で10ミクロンの粒子サイズまで粉砕した。前記材料は容易にミクロ化した。本ミクロ化材料はMarcus NAT−185ワックス(Marcus Oil & Chemical、ヒューストン、テキサス州)として市販されている。前記NAT 185ワックスは、硬化ヒマシ油ワックス(20%)及び硬化ダイズワックス(80%)の混合物である。
本発明の前記ワックス組成物の有効性を試験する目的で、市販のワックス(Shamrock S−368 N5T)、本発明のワックス(NAT 185)、及びワックス添加剤を含まないコントロール調製品を含む、水ベースのフレキソ印刷インクのインク配合物を調製した。ワックスを含まないことで知られる水ベースの市販の黒インクのマスターバッチから始まり、少量(100gm)の水ベースのテストインク(100gr.)を作成した。Weber and Permut,Inc.(リンデン、ニュージャージー州)により販売されている市販のインク配合物である前記黒インクの組成を以下に要約する(表4)。
実施例2で調製した前記テストインク配合物について、滑り、光沢及び摩擦抵抗性等の特性を試験した。
手動の摩擦試験を、前記配合物の前記滑り特性に対し感触をつかむために、両セットの印刷物に関して行った。標準的な摩擦試験を、室温でSutherland Rub Testerを用いて実行した。前記試験は4ポンド重量(lb.weight)及び50サイクルを用いて行われ、その後、前記印刷物についてその外観を評価し、前記印刷物を撮影した。その結果は、前記摩擦の可視的試験によって決定され、図2から図4に示されているが、NAT185ワックスを含む前記配合物は、ワックスを含まない前記のブランク配合物(図2)と比べると、より摩擦が少ないことを証明したということを示している。前記NAT185ワックス配合物を用いた結果はShamrock S−368 N5Tワックス(比較例)の結果に匹敵していた。図2の底のブロックには、多数の弓形の擦り傷が表面に見られる;図3及び4の底のブロックは、図2と比べると表面における弓形の擦り傷の数が非常に減少していることを示している。
光沢の測定値は60゜の開口度を有するGardner Gloss Meterを用いて、乾燥された印刷物について得た。3つの測定値が印刷物について得られ、その結果は平均化され表6に要約している。
Sutherland摩擦試験(Sutherland Rub Test)もまた、前記インク配合物を用いて実行された。その後に続く観察を、前記試験サンプルの可視的試験で行った。サンプルAはワックスを含まず、十分な滑りは示さなかったが、かなりの摩擦抵抗性を示した。サンプルBはShamrock S−368 N5Tワックスを含み、十分な滑りと共にかなりの摩擦抵抗性を示した。サンプルCも同様であり、本発明のNAT−185ワックスを含み、十分な滑りと共にかなりの摩擦抵抗性を示した。
Claims (27)
- 20乃至60重量%のアクリル樹脂分散物と;
5乃至30重量%の顔料と;
0.5乃至10重量%のアルコールと;
20乃至75重量%の水性溶媒と;
0.5乃至5重量%の、2乃至5のヨウ素価を有することを特徴とする植物由来の硬化ワックスと;
を含むインク組成物。 - 前記ワックスが前記組成物の1乃至3%を構成する、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記ワックスが更に、48.9℃(120゜F)乃至87.8℃(190゜F)の融点(メトラー滴点)を有することを特徴とする、請求項1または2に記載のインク組成物。
- 前記ワックスが更に、
a.85℃(185゜F)の融点(メトラー滴点);
b.68.9℃(156゜F)の軟化点;および
c.100℃で10cpsのブルックフィールド粘度;
を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインク組成物。 - 前記ワックスが、ヒマシのワックス、ヤシのワックス、及びダイズのワックス、またはヒマシのワックスとダイズのワックスとの混合物からなる群から選択される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記溶媒が、前記組成物の20乃至50%を構成する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記溶媒が、前記組成物の30乃至40%を構成する、請求項6に記載のインク組成物。
- 0.01乃至5重量%の消泡剤を更に含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記顔料が、カーボンブラック、有機顔料、合成顔料、またはこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記顔料がカーボンブラックである、請求項9に記載のインク組成物。
- 抗滲出剤、殺生物剤、分散剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、流れ剤、光沢向上剤、保湿剤、pH調整剤、防腐剤、レオロジー調節剤、表面張力調節剤、及び抗沈降剤からなる群から選択された1または2以上の薬剤を更に含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記溶媒が水である、請求項1〜11のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 20乃至60重量%のアクリル樹脂分散物と;
5乃至30重量%の顔料と;
0.5乃至10重量%のアルコールと;
20乃至75重量%の水性溶媒と;
0.5乃至5重量%の、2乃至5のヨウ素価を有することを特徴とする植物由来の硬化ワックスと;
を含む混合剤を含み、繊維製品に塗布されて、コーティングされた繊維製品に擦傷及び磨耗のダメージに対する抵抗性を付与する、繊維製品用コーティング。 - 前記ワックスが、前記組成物の1乃至3%を構成する、請求項13に記載のコーティング。
- 前記ワックスが、ヒマシのワックス、ヤシのワックス、及びダイズのワックス、またはヒマシのワックスとダイズのワックスとの混合物からなる群から選択される、請求項13または14に記載のコーティング。
- 前記ワックスが更に、
a.85℃(185゜F)の融点(メトラー滴点);
b.68.9℃(156゜F)の軟化点;および
c.100℃で10cpsのブルックフィールド粘度;
を有することを特徴とする、請求項13〜15のいずれか1項に記載のコーティング。 - 0.01乃至5重量%の消泡剤を更に含む、請求項13〜16のいずれか1項に記載のコーティング。
- 抗滲出剤、殺生物剤、分散剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、流れ剤、光沢向上剤、保湿剤、pH調整剤、防腐剤、レオロジー調節剤、表面張力調節剤、及び抗沈降剤からなる群から選択された1または2以上の薬剤を更に含む、請求項13〜17のいずれか1項に記載のコーティング。
- コーティングされた繊維用品の擦傷及び磨耗を減少させる方法であって、
20乃至60重量%のアクリル樹脂分散物と;
5乃至30重量%の顔料と;
0.5乃至10重量%のアルコールと;
20乃至75重量%の水性溶媒と;
0.5乃至5重量%の、2乃至5のヨウ素価を有することを特徴とする植物由来の硬化ワックスと;
を含む混合剤を調製する工程と;
前記混合剤を前記繊維用品の表面に塗布する工程と;
塗布された前記混合剤を乾燥させる工程とを含み、コーティングされた繊維製品が摩擦、磨耗、滑り、及び光沢からなる群から選択される1または2以上の試験を受けた際に、塗布されたコーティングが、コーティングされた前記繊維製品に対する擦傷及び磨耗のダメージを減少させる、方法。 - 前記混合剤が、0.01乃至5重量%の消泡剤を更に含む、請求項19に記載の方法。
- 前記ワックスが、前記混合剤の1乃至3重量%を構成する、請求項19または20に記載の方法。
- 前記ワックスが更に48.9℃(120゜F)乃至87.8℃(190゜F)の融点(メトラー滴点)を有することを特徴とする、請求項19〜21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ワックスが更に、
a.85℃(185゜F)の融点(メトラー滴点);
b.68.9℃(156゜F)の軟化点;および
c.100℃で10cpsのブルックフィールド粘度;
を有することを特徴とする、請求項19〜22のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ワックスが、ヒマシのワックス、ヤシのワックス、及びダイズのワックス、またはヒマシのワックスとダイズのワックスとの混合物からなる群から選択される、請求項19〜23のいずれか1項に記載の方法。
- 前記混合剤が、抗滲出剤、殺生物剤、分散剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、流れ剤、光沢向上剤、保湿剤、pH調整剤、防腐剤、レオロジー調節剤、表面張力調節剤、及び抗沈降剤からなる群から選択された1または2以上の薬剤を更に含む、請求項19〜24のいずれか1項に記載の方法。
- 30乃至50重量%の、25乃至45%の固形分を含むアクリル樹脂分散物と;
10乃至20重量%の顔料と;
0.5乃至2重量%のアルコールと;
0.1乃至1重量%の消泡剤と;
30乃至40重量%の水性溶媒と;
1乃至3重量%の、2乃至5のヨウ素価を有することを特徴とし、ヒマシのワックス、ヤシのワックス、またはヒマシのワックスとダイズのワックスとの混合物からなる群から選択された植物由来の硬化ワックスと;
を含む、水性のフレキソ印刷インク組成物。 - 擦傷及び磨耗抵抗性の組成物でコーティングされた繊維品であって、前記組成物が、
20乃至60重量%のアクリル樹脂分散物と;
5乃至30重量%の顔料と;
0.5乃至10重量%のアルコールと;
0.1乃至1重量%の消泡剤と;
20乃至75重量%の水性溶媒と;
0.5乃至5重量%の、2乃至5のヨウ素価を有することを特徴とし、ヒマシのワックス、ヤシのワックス、またはヒマシのワックスとダイズのワックスとの混合物からなる群から選択された植物由来の硬化ワックスと;
を含み、前記繊維品は段ボール、クラフト紙、段ボールライナー、及び紙からなる群から選択された、繊維品。
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