JP7311893B2

JP7311893B2 - インク用印刷適性向上剤、これを含有する水性インク組成物

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Publication number: JP7311893B2
Application number: JP2019212133A
Authority: JP
Inventors: 耕平澤熊
Original assignee: San Nopco Ltd
Current assignee: San Nopco Ltd
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2023-07-20
Anticipated expiration: 2039-11-25
Also published as: JP2021084913A

Description

本発明はインク用印刷適性向上剤及びこれを含有する水性インク組成物に関する。

「カチオン性樹脂［Ａ］を含有することを特徴とするフレキソ印刷適性向上剤」が知られている（特許文献１）。

特開２００４－２３２１５８号公報

従来のフレキソ印刷適性向上剤（インク用印刷適性向上剤）では印刷適性が不十分であるという問題がある。本発明の目的は、印刷適性に優れたインク用印刷適性向上剤を提供することである。

本発明の水性フレキソインク用印刷適性向上剤の特徴は、（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）と（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数２～４）エステル（Ｂ）との共重合体を含み、
（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）単位及び（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数２～４）エステル（Ｂ）単位のモル数に基づいて、（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）単位の含有量が４０～６０モル％、（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数２～４）エステル（Ｂ）単位の含有量が４０～６０モル％であり、
共重合体の重量平均分子量が３０万～７０万である点を要旨とする。

本発明の水性インク組成物の特徴は、水性インク材１００重量部に対して、上記の印刷適性向上剤を０．００１～２０重量部含む点を要旨とする。

本発明のインク用印刷適性向上剤は、優れた印刷適性を示す。

本発明の水性インク組成物は、上記のインク用印刷適性向上剤を含むので、優れた印刷適性を示す。

（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）としてはアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの塩が含まれ、これらを単独又は２種類以上使用することができる。
「（メタ）アクリ・・」とは、メタクリ・・、アクリ・・を意味する（以後も同様とする）。

塩としては、アルカリ金属（リチウム、ナトリウム及びカリウム等）塩、アンモニウ塩、炭素数２～６のアルキルアミン（モノエチルアミン、モノブチルアミン及びトリエチルアミン等）塩及び炭素数２～６のアルカノールアミン（モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びトリエタノールアミン等）塩等が挙げられる。これらのうち、印刷適性の観点から、アルカリ金属塩及びアンモニウム塩が好ましく、さらに好ましくはナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩、特に好ましくはナトリウム塩である。

（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数１～１２）エステル（Ｂ）のアルキル基としては、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基が含まれる。

直鎖アルキルとしては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、へプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル及びドデシル等が挙げられる。

分岐鎖アルキルとしては、イソプロピル、イソブチル、ｔ－ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、イソヘキシル、２－エチルヘキシル、２－プロピルへプチル、２－ブチルオクチル及び３，５，５－トリメチルへキシル等が挙げられる。

これらのうち、印刷適性の観点から、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ－ブチルが好ましく、さらに好ましくは（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル及び（メタ）アクリル酸ブチルである。

共重合体には、本発明の効果を奏する限り、任意の構成単量体を含んでもよい（含有量割合も任意であるが、任意の構成単量体を含まないことが好ましい）。任意の構成単量体としては、（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）及び（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数１～１２）エステル（Ｂ）と共重合できれば制限なく、２－シアノエチル（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレングリコール（分子量８８～１９９８）モノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシエチレングリコール（分子量７６～２０１２）（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ－ビス２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、ビニルスルホン酸（塩）、アリルスルホン酸（塩）、メタリルスルホン酸（塩）、（メタ）アクリロニトリル、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン、アクロレイン及びスチレン等が挙げられる。

（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）単位の含有量（モル％）は、（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）単位及び（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数１～１２）エステル（Ｂ）単位のモル数に基づいて、４０～７０が好ましく、さらに好ましくは４５～６５、特に好ましくは５０～６０である。この範囲内であると印刷適性がさらに良好となる。

(メタ)アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数１～１２）エステル（Ｂ）単位の含有量（モル％）は、（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）単位及び（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数１～１２）エステル（Ｂ）単位のモル数に基づいて、３０～６０が好ましく、さらに好ましくは３５～５５特に好ましくは４０～５０である。この範囲内であると印刷適性がさらに良好となる。

共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０万～１５０万が好ましく、さらに好ましくは２０万～１００万、特に好ましくは３０万～７０万である。この範囲内であると印刷適性がさらに良好となる。

重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと略す）によって測定される。たとえば、以下の条件で測定できる。

ＧＰＣ装置：ＨＬＣ－８３２０（東ソー株式会社）
カラム：ＴＳＫｇｅｌＧ６０００ＰＷＸＬ（東ソー株式会社）
検出器：ＧＰＣ装置に内蔵の示差屈折計検出器
溶離液：０．２Ｍリン酸緩衝液
流量：０．８ｍｌ／分
カラム温度：４０℃
試験試料：０．１重量％の溶離液溶液
注入量：２００μｌ
標準物質：ＰＥＯ－１８、ＰＥＯ－８（住友精化株式会社）及びＴＳＫｓｔａｎｄａｒｄＰＯＬＹ（ＥＴＨＹＬＥＮＥＯＸＩＤＥ）ＳＥ－１５０、ＳＥ－３０、ＳＥ－８（東ソー株式会社）

共重合体は、公知の方法（特許第３８１７５８３号等）等で製造でき、乳化重合の方法により製造することが好ましい。

本発明のインク用印刷適性向上剤には、取り扱い性の観点（印刷適性には影響はない）から、さらに水を含有させることができる。水を含有する場合、この含有量（重量部）は、共重合体１００重量部に対して、２００～４５０が好ましく、さらに好ましくは２５０～４００、特に好ましくは３００～３５０である。

本発明のインク用印刷適性向上剤には、共重合体及び水以外に、他の公知の添加剤｛消泡剤、分散剤、防黴剤、防腐剤及び酸化防止剤等；たとえば、特開２０００－３２７９４６号公報及び特開２００４－３０５８８２号公報に記載されたもの等｝を含有してもよい。

他の添加剤を含有する場合、この含有量（重量部）は、共重合体（Ａ）１００重量部に対して、０．００１～１００が好ましく、さらに好ましくは０．０１～５０、特に好ましくは０．０２～１０である。

共重合体以外に、水や他の添加剤を含有する場合、本発明のインク用印刷適性向上剤は、これらを均一混合して調製できる。

て使用でき、水性インクの印刷適性向上剤に適しており、水性フレキソインクの印刷適性向上剤として好適である。

本発明の水性インク組成物おいて、上記の印刷適性向上剤の含有量（重量部）は、水性インク材１００重量部に対して、共重合体の量が０．００１～２０重量部となる量が好ましく、さらに好ましくは同量が０．０１～１０重量部となる量、特に好ましくは同量が１～５重量部となる量である。この範囲であると、印刷適性がさらに良好となる。

水性インク材としては、公知の顔料及び樹脂等｛たとえば、色材協会誌、７０巻７号、ｐ４７６～４８４；印刷インキ基礎講座（第ＶＩＩ講）、東中冨佐男著、１９９７年｝を含有してなるインク材等が使用できる。

本発明のインク用印刷適性向上剤を含有した水性インク組成物を被印刷体に印刷するには、通常の方法を用いることができ、凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷及びシルクスクリーン印刷等が適用できる。これらのうち、フレキソ印刷が適している。

本発明のインク用印刷適性向上剤を含有した水性インク組成物が印刷される被印刷体としては、段ボールのライナー、包装紙、カートン紙、コートボール紙、ラベルシール、紙ナプキン、食品包装フィルム及びレジ袋等が挙げられる。これらのうち段ボールのライナー及び包装紙が適している。

以下、部又は％は、特記しない限り、重量部又は重量％を意味する。
＜実施例１＞
水５５６．８部、メタクリル酸１６５．９部（１．９モル部）、アクリル酸ブチル１３．１部（０．１モル部）、アクリル酸エチル１１７．５部（１．２モル部）及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム６０％水溶液（ネオゲンＲ－Ｋ、第一工業製薬株式会社、「ネオゲン」は同社の登録商標である。）８．９部を均一混合し、これらを攪拌しながら、８０～１００℃で、過硫酸カリウム０．４％水溶液７７．３部を１４０分かけて滴下し、滴下終了後１時間同温度に保った。その後、４０℃に冷却して、共重合体（１）を含む白色エマルション（１）を得た。この白色エマルション（１）に水６０．４部を混合して、本発明のインク用印刷適性向上剤（１；濃度３０％、粘度１０ｍＰａ・ｓ）を得た。なお、共重合体（１）の重量平均分子量は３０万であった。

＜実施例２＞
実施例１と同様にして得た白色エマルション（１）９３９．５部と酢酸ナトリウム１１％水溶液４１．５部（０．０６モル部）とを均一混合して、白色エマルション（２）（３４モル％中和体）を得た。この白色エマルション（２）に水１８．９部を混合して、本発明のインク用印刷適性向上剤（２；濃度３１％、粘度１０ｍＰａ・ｓ）を得た。

＜実施例３＞
水５６０．５部、メタクリル酸１２７．５部（１．５モル部）、アクリル酸ブチル１６８．５部（１．３モル部）及びポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム塩２５％水溶液（キャリボンＥＮ－２００、三洋化成工業株式会社、「キャリボン」は同社の登録商標である。）４６．７部を均一混合し、これらを攪拌しながら、８０～１００℃で、過硫酸カリウム０．４％水溶液３８．７部を１４０分かけて滴下し、滴下終了後１時間同温度に保った。その後、４０℃に冷却して、共重合体（３）を含む白色エマルション（３）を得た。この白色エマルション（３）に水５８部を混合して、本発明のインク用印刷適性向上剤（３）；濃度３１％、粘度１０ｍＰａ・ｓ）を得た。なお、共重合体（３）の重量平均分子量は７０万であった。

＜実施例４＞
水５５５．３部、メタクリル酸１４０部（１．６モル部）、アクリル酸エチル１５６部（１．６モル部）及びポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム塩２５％水溶液（キャリボンＥＮ－２００、三洋化成工業株式会社）４６．７部を均一混合し、これらを攪拌しながら、８０～１００℃で、過硫酸カリウム０．４％水溶液５１．６部を１４０分かけて滴下し、滴下終了後１時間同温度に保った。その後、４０℃に冷却して、共重合体（４）を含む白色エマルション（４）を得た。この白色エマルション（４）に水５０．３部を混合して、本発明のインク用印刷適性向上剤（４；濃度３１％、粘度１０ｍＰａ・ｓ）を得た。なお、共重合体（４）の重量平均分子量は３０万であった。

＜実施例５＞
水５５０部、メタクリル酸１６４部（１．９モル部）、アクリル酸エチル１３０部（１．３モル部）及びポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム塩２５％水溶液（キャリボンＥＮ－２００、三洋化成工業株式会社）４９．１部を均一混合し、これらを攪拌しながら、８０～１００℃で、過硫酸カリウム０．４％水溶液５１．６部を１４０分かけて滴下し、滴下終了後１時間同温度に保った。その後、４０℃に冷却して、共重合体（５）を含む白色エマルション（５）を得た。この白色エマルション（５）に水酸化ナトリウム５０％水溶液５９．２部（０．７４モル部；３９モル％中和体）及び水５２．８部を混合して、本発明のインク用印刷適性向上剤（５；濃度３２％、粘度２５ｍＰａ・ｓ）を得た。なお、共重合体（５）の重量平均分子量は３５万であった。

＜実施例６＞
実施例４と同様にして得た白色エマルション（４）９４９．６部と水酸化ナトリウム５０％水溶液１２９．６部（１．６モル部、１００モル％中和体）及び水７０．７部とを均一混合して、本発明のインク用印刷適性向上剤（６；濃度３５％、粘度１８００ｍＰａ・ｓ）を得た。

＜比較例＞
特許文献１（特開２００４－２３２１５８号）の実施例２に記載されたカチオン性樹脂Ｂ（固形分４０．２％、粘度１４００ｍＰａ・ｓ）に相当するカチオン樹脂{ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）の４３％水溶液、ユニセンスＦＰＡ１０００Ｌ、粘度１２００ｍＰａ・ｓ、センカ株式会社}を比較用のインク用印刷適性向上剤（ｈ１）とした。

実施例で得たインク用印刷適性向上剤（１～６）及び比較例で得たインク用印刷適性向上剤（ｈ１）を用い、以下のようにして、水性フレキソインク組成物を調製し、印刷適性を評価した。これらの結果を表１に示した。

＜水性フレキソインク組成物の調製＞
表１に記載した原料組成にて、円盤型羽根を装着した卓上サンドミル（カンペ家庭塗料株式会社、カンペサンドミル）でグラインディングし、ついでアンカー型羽根を装着した撹拌機（東京理化器械株式会社、ＭＡＺＥＬＬＡＺＺ－１１００）でレットダウンして、水性フレキソインクを調製した。この水性フレキソインク９９部と実施例で得たインク用印刷適性向上剤（１）～（６）のいずれか又は比較用のインク用印刷適性向上剤（ｈ１）の１部とをコーレス型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザー（日本精器株式会社、モデルＥＤ）にて２５℃、２０００ｒｐｍ、５分間攪拌混合して評価用水性フレキソインク組成物を得た。

注１：青色顔料、珠海東洋色材有限公司（ZHUHAI TOYOCOLOR CO., LTD.）
注２：スチレン／アクリル樹脂、ビーエーエスエフ・コーポレイション、「Joncryl」は同社の登録商標である。
注３：ポリオレフィンディスパジョン、三井化学株式会社、「ケミパール」は同社の登録商標である。
注４：スチレン／アクリル樹脂、星光ＰＭＣ株式会社
注５：増粘剤、サンノプコ株式会社
注６：消泡剤、サンノプコ株式会社

＜印刷適性の評価＞
工作用ボール紙｛カルトナージュ約１ｍｍ厚Ａ４サイズ｝にアニロックスローラー{イージープルーフ、ＲＫＰｒｉｎｔＣｏａｔＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ}を使用して評価用水性フレキソインク組成物を印刷した。印刷体を２０～２５℃で２４時間静置して乾燥した後、印刷面について、分光白色度計・色差計{ＰＦ７０００、日本電色工業株式会社}を用いて印刷適性向上剤を添加していない水性フレキソインク（ブランク）の印刷面を比較対象として色差測定を行った。また、印刷かすれの有無を目視判定した。

本発明のインク用印刷適性向上剤（１）～（６）を用いて得た水性フレキソインク組成物を塗工した印刷面は、比較用の印刷適性向上剤と比較して、色差（ΔＥ）が大きく（発色性に優れ）、印刷かすれもなく、印刷適性に優れていることを確認できた。

Claims

（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）と（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数２～４）エステル（Ｂ）との共重合体を含み、
（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）単位及び（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数２～４）エステル（Ｂ）単位のモル数に基づいて、（メタ）アクリル酸（塩）（Ａ）単位の含有量が４０～６０モル％、（メタ）アクリル酸アルキル（アルキル基の炭素数２～４）エステル（Ｂ）単位の含有量が４０～６０モル％であり、
共重合体の重量平均分子量が３０万～７０万であることを特徴とする水性フレキソインク用印刷適性向上剤。
水性インク材１００重量部に対して、請求項１に記載された印刷適性向上剤を０．００１～２０重量部含むことを特徴とする水性インク組成物。