JP6015364B2 - 水性インキ組成物 - Google Patents
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Description
また、インキの乾燥時間が遅いと、筆記具用インキでは筆記直後に紙面に触れる等により紙面を汚してしまい、印刷インキでは高速印刷に支障をきたす原因となる。
R1O−(EO)a−(PO)b−H (1)
(式(1)中、R1は3,5,5−トリメチル−1−ヘキシル基、EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン基、aはオキシエチレン基の平均付加モル数でa=3〜15、bはオキシプロピレン基の平均付加モル数でb=3〜5、a/b=1〜3である。)
R2O−(AO)c−H (2)
(式(2)中、R2は水素原子または炭素数2〜4のアルキル基、AOは炭素数2または3のオキシアルキレン基、cは炭素数2または3のオキシアルキレン基の平均付加モル数でc=1〜3である。)
式(1)で表される化合物を用いることにより、潤滑性、速乾性、低起泡性を付与し、且つ、経時安定性に優れた水性インキを得ることが可能となる。本発明は、式(1)で表される化合物を用いるところに顕著な特徴を有する。
R1が炭素数が8以下のアルキル基であると、速乾性や低起泡性が劣り、炭素数が10以上のアルキル基であると、インキの調製直後または経時的に凝集や分離を引き起こしやすい。しかも、炭素数9のアルコールのうち、動的表面張力低下能、低泡性、版トレ防止の観点から、3個のメチル分岐を有する3,5,5−トリメチル−1−ヘキシル基が優れていることを発見した。
bは、オキシプロピレン基の平均付加モル数であり、3〜5が好ましく、3〜4がより好ましい。bが3より小さい場合は、速乾性や低起泡性に劣るため好ましくない。また、bが5より大きい場合は、インキの調製直後または経時的に式(1)で表される化合物が凝集や分離を引き起こしやすくなるため好ましくない。
式(2)で表される化合物とグリセリンとを併用することにより、式(1)で表される化合物を相溶化し、且つ、水性インキの粘度調製やペン先やインキノズルでの乾燥防止が可能となる。また、式(1)で表される化合物との併用により、水性インキに低起泡性を付与することが可能となる。
エチレングリコール及びそのエーテル(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−sec−ブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル);
ジエチレングリコール及びそのエーテル(ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−sec−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル);
トリエチレングリコール及びそのエーテル(トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−sec−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル);
プロピレングリコール及びそのエーテル(プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル);
ジプロピレングリコール及びそのエーテル(ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル);
トリプロピレングリコール及びそのエーテル(トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノイソブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル)。
本発明に用いる着色剤は、顔料や水溶性の染料が用いられ、単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
本発明の水性インキ組成物は、式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、グリセリン、着色剤、及び水を含んでおり、各成分の好適な配合量は下記の通りである。
製品化に際しては、本発明の水性インキ組成物に対して、他の添加剤を更に添加することができる。こうした添加剤としては、陽イオン性、陰イオン性、非イオン性、両性の各種界面活性剤、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、デキストリン、キサンタンガム、ウェランガム等の水溶性高分子化合物、尿素、ソルビトール、マンニトール、ショ糖、ぶどう糖、還元デンプン加水分解物、ピロリン酸ナトリウム等の乾燥防止剤、有機酸、無機酸、及びこれらの塩等のpH調整剤、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン化合物等の防腐剤、ベンゾトリアゾール等の防錆剤、シリコーン化合物等の消泡剤等を例示できる。
5Lオートクレーブに、3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール(商品名:ノナノール、KHネオケム(株)製)433g(3mol)および水酸化カリウム5gを仕込み、窒素置換後、撹拌しながら120℃に昇温した。次に滴下装置によりエチレンオキシド529g(12mol)を滴下し、1時間反応させた。続いて滴下装置によりプロピレンオキシド523g(9mol)を滴下し、2時間反応させた。その後、オートクレーブ内から、反応物を取り出し、塩酸で中和して、pH6〜7とし、含有する水分を除去するため、100℃、1時間、減圧処理を行い、最後に濾過により塩を除去して、1410gの化合物1を得た。
5Lオートクレーブに、イソノナノール(商品名:オキソコール900、分岐数:1.3、KHネオケム(株)製)433g(3mol)および水酸化カリウム5gを仕込み、窒素置換後、撹拌しながら120℃に昇温した。次に滴下装置によりエチレンオキシド1057g(24mol)を滴下し、1時間反応させた。続いて滴下装置によりプロピレンオキシド697g(12mol)を滴下し、2時間反応させた。その後、オートクレーブ内から、反応物を取り出し、塩酸で中和して、pH6〜7とし、含有する水分を除去するため、100℃、1時間、減圧処理を行い、最後に濾過により塩を除去して、2080gの化合物4を得た。
5Lオートクレーブに、ステアリルアルコール(商品名:NAA−45、日油(株)製)811g(3mol)および水酸化カリウム5gを仕込み、窒素置換後、撹拌しながら120℃に昇温した。次に滴下装置によりエチレンオキシド925g(21mol)を滴下し、1時間反応させた。その後、オートクレーブ内から、反応物を取り出し、塩酸で中和して、pH6〜7とし、含有する水分を除去するため、100℃、1時間、減圧処理を行い、最後に濾過により塩を除去して、1649gの化合物8を得た。
表1に示した化合物、式(2)の化合物、エチレングリコール、グリセリン、及びイオン交換水を表2、表3に記載の質量%にて混合し、均一になるまで撹拌後し、合計95質量%の溶液を得た。得られた各溶液について、室温での外観を確認し、結果を表2、表3に示した。
外観を確認した各溶液に、着色剤「アシッドブルー9」を5質量%加えて均一になるまで撹拌し、合計100質量%の水性インキ組成物を得た。得られた各水性インキ組成物について、乾燥時間と消泡時間の測定を行った。
得られた各水性インキ組成物について、普通紙上にGペンにて筆記した際の筆感の評価を行った。滑らかな筆感でかすれや線切れが起こらないものを○、かすれや線切れがおこるものを×とした。滑らかな筆感の得られる水性インク組成物は潤滑性に優れることを表す。
得られた各水性インキ組成物について、普通紙上にGペンにて10cmの直線を引き、描線後、インキ組成物が乾燥するまでの時間を測定した。乾燥するまでの時間が短いほど速乾性が良好であることを表す。
得られた各水性インキ組成物を50mLスクリュー管に20mL充填し、蓋をして4回/秒の速さで100回上下に振とうし、振とう終了直後から発生した気泡が完全に消失するまでの時間を測定した。発生した気泡が消失するまでの時間が短いほど、低起泡性であることを表す。
Claims (1)
- 式(1)で表される化合物を0.01〜5質量%、式(2)で表される化合物を5〜30質量%、グリセリンを5〜30質量%、着色剤を1〜25質量%および残部として水を含むことを特徴とする、水性インキ組成物。
R1O−(EO)a−(PO)b−H (1)
(式(1)中、R1は3,5,5−トリメチル−1−ヘキシル基、EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン基、aはオキシエチレン基の平均付加モル数でa=3〜15、bはオキシプロピレン基の平均付加モル数でb=3〜5、a/b=1〜3である。)
R2O−(AO)c−H (2)
(式(2)中、R2は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基、AOは炭素数2または3のオキシアルキレン基、cは炭素数2または3のオキシアルキレン基の平均付加モル数でc=1〜3である。)
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