JPH08283642A

JPH08283642A - 水性インキ組成物

Info

Publication number: JPH08283642A
Application number: JP8912095A
Authority: JP
Inventors: Koji Otani; 浩二大谷; Atsushi Katsuya; 敦勝屋
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1996-10-29
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JP3301267B2

Abstract

(57)【要約】【目的】流動性、貯蔵安定性にすぐれ、各種印刷用紙に
フレキソ印刷を行った際に、良好な光沢、転移濃度、レ
ベリング性を有し、優れた品質の印刷物を得るのに適し
た水性インキ組成物を提供すること。【構成】（ａ）アルカリ可溶型水溶性樹脂を固形分とし
て３〜２０重量％、（ｂ）エマルション型樹脂を固形分
として５〜３０重量％、（ｃ）下記一般式（１）で表さ
れる数平均分子量２，０００以上の化合物を固形分とし
て０．５〜５重量％含有することを特徴とする水性イン
キ組成物。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は段ボールや紙器等の紙を
対象とするフレキソ印刷用の水性インキで、特定の構造
の化合物を使用するにより、流動性、貯蔵安定性にすぐ
れ、各種印刷用紙にフレキソ印刷を行った際に、良好な
光沢、転移濃度、レベリング性を有し、優れた品質の印
刷物を得るのに適した水性インキ組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、段ボール、カートン紙器等でフレ
キソ印刷やグラビア印刷が行われている分野では、光
沢、濃度、画像再現性等の印刷効果に優れ、高速印刷が
可能なインキの要望が強まっている。

【０００３】従来より本分野では水性インキが使用され
ている。この水性インキに使用される樹脂バインダーと
しては、例えば、スチレン−アクリル酸系共重合体等の
アルカリ可溶型水溶性樹脂バインダーやアクリル系、ス
チレン系エマルション型樹脂バインダーが知られてい
る。

【０００４】水性インキにアルカリ可溶型水溶性樹脂バ
インダーを使用した場合、一般には顔料分散性、流動
性、紙等への転移性、レベリング性は比較的良好である
が、ライナー紙などの浸透性の大きい紙に印刷する場
合、印刷塗膜の光沢は劣る傾向がある。一方、エマルシ
ョン型樹脂バインダーを使用した場合、一般には顔料分
散性、流動性、紙等への転移性、レベリング性は劣る傾
向がある反面、光沢が良好、かつハイソリッドになり易
いことから、乾燥性が良好なインキが得られ易いという
傾向が知られている。

【０００５】つまり光沢、乾燥性の優れた水性インキを
得るには、エマルション型樹脂とアルカリ可溶型水溶性
樹脂の混合が望ましいが、エマルション型樹脂成分比率
が高い場合、転移性やレベリング性が不充分であり、印
刷した際の転移濃度、レベリング性は劣っていた。

【０００６】印刷した際の転移濃度を高める上で、単純
にインキ中の顔料濃度を高める方法では、コスト高にな
るばかりか、インキの貯蔵安定性、流動性、転移後のレ
ベリング性は不充分であり、実用的ではない。

【０００７】かかる課題に対して、優れた印刷効果を得
るための提案が種々なされている。例えば、特開昭５５
−１２１９２号公報では特定の酸化ポリエチレンとアル
カリ金属塩を水性インキに配合した組成物、特開昭６２
−１７９５０４号公報では特定のスチレン−マレイン酸
ハーフエステルからなる組成物、特開昭５４−７４１０
４公報では特定のアルキレンオキシド基を含有する樹脂
組成物、特開昭６３−２２７６７４号公報では多価無機
カチオンを特定の樹脂組成物に配合した組成物が示され
ている。しかしながら、これらの組成物からなる水性イ
ンキではレベリング性は不充分であり、印刷した際の転
移濃度も劣っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明において解決し
ようとする課題は、段ボールや紙器等の紙を対象とする
フレキソ印刷用として、流動性、貯蔵安定性に優れ、印
刷を行った際に、良好な転移濃度、レベリング性が得ら
れ、且つ乾燥性に優れた水性インキ組成物を提供するも
のである。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】そこで本発明者らは、アル
カリ可溶型水溶性樹脂を用いて顔料分散を行い、かかる
後にエマルション型樹脂を混合して使用する際に、特定
の構造を有する化合物を添加することにより、エマルシ
ョン型樹脂を用いることによる転移性、レベリング性の
低下を起こさず、ライナー紙、コート紙等にフレキソ印
刷した際に、良好な転移濃度、レベリング性が得られる
ことを見出し本発明に至った。

【００１０】即ち本発明は、着色剤、水性樹脂バインダ
ー、および水から主として構成される水性インキ組成物
において、（ａ）アルカリ可溶型水溶性樹脂を固形分と
して３〜２０重量％、（ｂ）エマルション型樹脂を固形
分として５〜３０重量％、（ｃ）下記一般式（１）で表
される数平均分子量２，０００以上で特定される化合物
を固形分として０．５〜５重量％含有することを特徴と
する水性インキ組成物である。

【００１１】

【化２】

【００１２】［ここでＲ₁〜Ｒ₃は水素原子または炭素数
が４〜１８のアルキル基、環状アルキル基、アルケニル
基もしくはアルキルフェニル基を表す。またｎは４０〜
２００の整数を示す。］

【００１３】以下、本発明の水性インキ組成物について
より詳しく説明する。まずアルカリ可溶型水溶性樹脂と
しては、アクリル系、スチレン系、その他ラジカル重合
可能なビニルモノマーから通常の方法により得られる共
重合体樹脂であり、無機アルカリまたは有機アミン等で
中和し、水溶化した物を用いることができる。

【００１４】用いられるビニルモノマーとしては、例え
ば、（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリル
酸、（メタ）アクリルアミド類、アクリロニトリル等の
各種アクリル系モノマー、スチレン、α−メチルスチレ
ン、ブチルスチレン等のスチレン等のスチレン系モノマ
ー、マレイン酸、マレイン酸ハーフエステル類、マレイ
ン酸ジエステル類、その他不飽和カルボン酸エステル等
が挙げられる。

【００１５】水溶化のために使用するアルカリとして
は、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等の無機アルカリ類、モノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、N,N-ジメチルアミノエタノール等の有機ア
ミン類等が挙げられる。

【００１６】またアルカリ可溶型水溶性樹脂の酸価が５
０より小さくなると、樹脂は溶解性の低下から流動性不
良を起こし、３００より大きくなると耐水性、乾燥性が
低下し好ましくない。より好ましくは酸価が１５０〜２
５０の範囲である。

【００１７】次にエマルション型樹脂バインダーとして
は、アクリル系、スチレン系、その他の前述ビニルモノ
マーを通常の乳化重合により得られる樹脂を用いること
が出来る。光沢、乾燥性を考慮した場合、スチレン−ア
クリル系のエマルション型樹脂がより好ましく用いられ
る。

【００１８】乳化重合の際に用いられる界面活性剤とし
ては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等
通常に用いられるものが使用できる。さらに活性剤のか
わりにアクリルオリゴマー等の界面活性能を有する水溶
性樹脂を保護コロイドとして用いることができる。これ
らの中で、流動性、起泡性、レベリング性を考慮した場
合、水溶性樹脂を保護コロイドとして用いたエマルショ
ン型樹脂の使用がより好ましい。

【００１９】またライナー紙、コート紙等にフレキソ印
刷した際に、良好な光沢、乾燥性を得る為には、インキ
組成中にエマルション型樹脂を固形分として５〜３０重
量％含有することが重要であり、５重量％より少ない場
合、充分な光沢、乾燥性を得ることができず、また３０
重量％より多い場合、充分な流動性、レベリング性が得
られにくく好ましくない。

【００２０】さらにアルカリ可溶型水溶性樹脂とエマル
ション型樹脂の配合比率については、固形分比率でアル
カリ可溶型水溶性樹脂／エマルション型樹脂＝０．１〜
３の範囲であることが望ましい。アルカリ可溶型水溶性
樹脂比率が低い場合、充分な充分な流動性、レベリング
性を得ることができず、アルカリ可溶型水溶性樹脂比率
が高い場合、充分な光沢、乾燥性を得ることができず好
ましくない。

【００２１】以上のアルカリ可溶型水溶性バインダーお
よびエマルション型樹脂バインダーを混合して用いる際
に添加される、一般式（１）で示される化合物は、ポリ
オキシエチレンアルキルフェニルエーテルであり、例え
ば、ポリオキシエチレン-p-ブチルフェニルエーテル、
ポリオキシエチレン-p-ヘキシルフェニルエーテル、ポ
リオキシエチレン-p-オクチルフェニルエーテル、ポリ
オキシエチレン-p-ノニルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレン-p-ドデシルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレン-p-ステアリルフェニルエーテル等のモノアル
キル置換フェニル基を有するもの、ポリオキシエチレン
-o,p-ジブチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-
p-ジヘキシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-
o,p-ジオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
-o,p-ジノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-
o,p-ジドデシルフェニルエーテル等のジアルキル置換フ
ェニルエーテル等のジアルキル置換フェニル基を有する
もの、ポリオキシエチレン-o,o,p-トリブチルフェニル
エーテル、ポリオキシエチレン-o,o,p-トリヘキシルフ
ェニルエーテル、ポリオキシエチレン-o,o,p-トリオク
チルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-o,o,p-ト
リノニルフェニルエーテル等のトリアルキル置換フェニ
ル基を有するもの、あるいは、ポリオキシエチレン-p-
シクロヘキシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
-o,p-ジシクロヘキシルフェニルエーテル等環状アルキ
ル置換フェニル基を有するもの、ポリオキシエチレン-p
-アリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-o,p-ジ
アリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-p-オレ
イルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン-o,p-ジオ
レイルフェニルエーテル等アルケニル置換フェニル基を
有するもの、ポリオキシエチレン-p-フェニルフェニル
エーテル、ポリオキシエチレン-o,p-ジフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレン-p-ベンジルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレン-o,p-ジベンジルフェニルエー
テル等フェニル基あるいはフェニル基含有アルキル置換
フェニル基を有するものが挙げられる。

【００２２】ここで上記化合物におけるエチレンオキシ
ド付加数（一般式（１）におけるｎ）は４０〜２００の
範囲であることが必要であり、エチレンオキシド付加数
が４０以下の場合、目的とする印刷した際の転移濃度は
不充分であり、また２００以上の場合、乾燥性、耐水性
が劣る傾向がみられ、好ましい結果は得られない。より
好ましいエチレンオキシド付加数は８０〜１５０の範囲
である。

【００２３】また使用量については、水性インキ組成物
総量に対して、固形分として０．５〜５重量％の範囲で
用いることが好ましい。０．５重量％以下の使用量の場
合、目的とする印刷した際の転移濃度は不充分であり、
５重量％以上使用した場合、乾燥性、耐水性が劣る傾向
がある。１〜３重量％の範囲での使用がより好ましい。

【００２４】本発明に係る水性インキ組成物を製造する
際、使用する着色剤としては、一般に水性インキで使用
可能な無機、有機あるいは体質顔料を用いることができ
る。また当該水性インキ組成物の性能低下をきたさない
範囲で、前述の着色剤、水性樹脂バインダー以外に、必
要に応じて各種添加剤を添加することができる。ここで
各種添加剤としては、ポリエチレンワックス等の耐摩擦
性向上剤、顔料分散剤、レベリング剤、消泡剤等が挙げ
られる。

【００２５】このようにして得られた水性インキ組成物
は、流動性、貯蔵安定性に優れ、段ボールや紙器等の紙
を対象とするフレキソ印刷を行った際に、良好な転移濃
度、レベリング性に優れた印刷物を得ることができる。
また乾燥性に優れ、高速印刷が可能であり、印刷作業性
向上に有用である。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。例中、部
とは重量部を、％とは重量％をそれぞれ表す。

【００２７】実施例１〜８および比較例１〜８顔料とアルカリ可溶型水溶性バインダーとを攪拌混合
し、サンドミルを使用して常法に従い顔料分散を行っ
た。次に表１に示されるポリオキシエチレン含有化合物
を添加し、表２に示されるインキ組成に従って配合し、
それぞれ水性インキ組成物実施例１〜８、比較例１〜８
を得た。ここで実施例および比較例の顔料として、フタ
ロシアニンブルー（リオノールブルーＦＧ−７３３０、
東洋インキ製造（株）製）、アルカリ可溶型水溶性バイ
ンダーとして、スチレン／アクリル共重合体樹脂（ジョ
ンクリル６１Ｊ、ジョンソンポリマー（株）製、アンモ
ニア中和、３０％水溶液）を使用した。またエマルショ
ン型樹脂バインダーとして、スチレン／アクリル系樹脂
（ジョンクリル７８０、ジョンソンポリマー（株）製、
固形分４７％）を使用した。

【００２８】実施例１〜８および比較例１〜７の評価実施例１〜８および比較例１〜７で得られた水性インキ
組成物の流動性、貯蔵安定性の評価試験を行った。また
フレキソ印刷機（アニロックスロール,160l ／inch）を
使用して、転移濃度、レベリング性、乾燥性の評価を行
った。その評価結果を表３に示す。

【００２９】評価は以下に示す方法で行った。インキ流動性：Ｂ型粘度計を用い、各インキの粘度を
６回転および６０回転で測定し、その比（η6/η60) を
比較。Ａ: η6/η60＝1.0 〜1.1 Ｂ: η6/η60＝1.1 〜1.
3 Ｃ: η6/η60＝1.3 以上貯蔵安定性：水性インキ組成物の調整直後の粘度
と。４０℃で７日間保存後の粘度を測定し、その比を比
較。粘度測定は＃４−ザーンカップを用いた。

【００３０】Ａ: 粘度比が1.5 以下Ｂ: 粘度比が1.5 〜2.0 Ｃ: 粘度比が2.0 以上転移濃度：印刷物の濃度を反射濃度計（Ｘ−ＲＩ
ＴＥ社製）を用いて測定。Ａ: 濃度値 1.90 以上Ｂ: 濃度値 1.70 〜1.90 Ｃ: 濃度値 1.50 〜1.70 Ｄ: 濃度値 1.50 以下レベリング性：印刷物の泳ぎ、色ムラの程度を目視に
て判定。Ａ: 泳ぎ、色ムラが認められないものＢ: 僅かに泳ぎ、色ムラが認められるものＣ：泳ぎ、色ムラが著しいもの乾燥性：印刷機のガイドロールに、インキ取ら
れが生じる限界印刷速度にて判定した。

【００３１】Ａ: 印刷速度 150m/min以上Ｂ: 印刷速度 100 〜150m/min Ｃ: 印刷速度 50〜100m/min Ｄ: 印刷速度 50m/min 以下

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明で特定し
た化合物を使用するにより得られた水性インキ組成物
は、流動性、貯蔵安定性に優れ、段ボールや紙器等の紙
を対象とするフレキソ印刷を行った際に、良好な転移濃
度、レベリング性に優れた印刷物を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着色剤、水性樹脂バインダー、および水か
ら主として構成される水性インキ組成物において、
（ａ）アルカリ可溶型水溶性樹脂を固形分として３〜２
０重量％、（ｂ）エマルション型樹脂を固形分として５
〜３０重量％、（ｃ）下記一般式（１）で表される数平
均分子量２，０００以上の化合物を固形分として０．５
〜５重量％含有することを特徴とする水性インキ組成
物。【化１】［ここでＲ₁〜Ｒ₃は水素原子または炭素数が４〜１８の
アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基もしくはア
ルキルフェニル基を表す。またｎは４０〜２００の整数
を示す。］
【請求項２】アルカリ可溶型水溶性樹脂が、重量平均分
子量５，０００〜１００，０００、酸価５０〜３００の
範囲であることを特徴とする請求項１記載の水性インキ
組成物。
【請求項３】アルカリ可溶型水溶性樹脂とエマルション
型樹脂の固形分比率がアルカリ可溶型水溶性樹脂／エマ
ルション型樹脂＝０．１〜３の範囲であることを特徴と
する請求項１記載の水性インキ組成物。