JPH10204361A - 水性印刷インキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インキ安定性、印刷効果、印刷適性の優れ、塗
膜物性（接着性、耐水性、耐摩擦性、耐薬品性、耐汚染
性等）を有する水性印刷インキの提供。 【解決手段】個数分布における粒子径分布の粒子径５０
ｎｍ未満の粒子が全粒子の２０重量％未満であり、かつ
粒子径５０〜６００ｎｍの範囲の粒子が全粒子の６０重
量％以上であるような粒子径分布を有する樹脂エマルジ
ョンをベヒクルとして用いることを特徴とする水性印刷
インキ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グラビア印刷に好
適に用いられる水性印刷インキに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、印刷分野では、大気中への有機溶
剤の揮散問題、省資源、省エネルギーの面から、また作
業環境の改善及び防災上の意識の高まりから、印刷イン
キの水性化が望まれ一部実用化されつつある。水性印刷
インキのベヒクルとしては、従来より、シェラック、ロ
ジンマレイン酸系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル酸
共重合樹脂、（メタ）アクリル酸エステル−（メタ）ア
クリル酸共重合樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂、セルロース誘導体等の水溶性樹脂を単独で、もしく
は必要に応じて適宜配合した組成物を用いている。

【０００３】しかし、水溶性樹脂は水に溶解するため、
水溶性樹脂をベヒクルとする印刷インキの塗膜物性は、
アルカリ、アルコール等の耐薬品性において極めて不十
分である。従って、耐薬品性が要求される分野では、有
機溶剤型インキあるいは架橋剤を用いる２液配合型水性
印刷インキが用いられているが、２液配合型水性印刷イ
ンキの使用においては、架橋剤配合後の印刷インキの可
使時間による版詰まり等の作業性の問題、配合インキの
経時安定性不良による経済性の問題がある。

【０００４】一方、従来よりエマルジョン型樹脂をベヒ
クルに用いるインキの検討もなされていたが、塗膜物性
の向上は図られるものの、顔料分散性、再溶解性、版か
ぶり性不良等のインキ化適性、印刷適性の面で問題があ
る場合が多かった。一般的な樹脂エマルジョンの平均粒
子径というのは、体積分布における平均粒子径として表
記されており、通常の水性印刷インキには、体積分布に
おける平均粒子径が５０〜８００ｎｍの樹脂エマルジョ
ンが用いられていた。つまり、従来は、樹脂エマルジョ
ン中に存在している粒子径の小さい粒子には着目されて
おらず、樹脂エマルジョンをベヒクルとして用いた水性
印刷インキのインキ化適性や印刷適性等の品質が一定し
ないため、実用化には至っていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イン
キ安定性、印刷効果、印刷適性の優れ、塗膜物性（接着
性、耐水性、耐摩擦性、耐薬品性、耐汚染性等）を有す
る水性印刷インキを得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、樹脂エマ
ルジョンをベヒクルとして用いた水性印刷インキにおい
て、粒子径５０ｎｍ未満の粒子が印刷時の版づまりの原
因となることを見出し、本発明に至った。

【０００７】すなわち、本発明は、個数分布における粒
子径分布の粒子径５０ｎｍ未満の粒子が全粒子の２０重
量％未満であり、かつ粒径５０〜６００ｎｍの範囲の粒
子が全粒子の６０重量％以上であるような粒子径分布を
有する樹脂エマルジョンをベヒクルとして用いることを
特徴とする水性印刷インキを提供する。また、本発明
は、樹脂エマルジョンが、塩化ビニル−酢酸ビニル系共
重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル系共重合体お
よびアクリル酸エステル系重合体からなる群より選ばれ
る１種または２種以上の樹脂のエマルジョンであること
を特徴とする上記水性印刷インキを提供する。さらに、
本発明は、リン酸誘導体を含むことを特徴とする上記水
性印刷インキを提供する。さらに、本発明は、顔料分散
体を含むことを特徴とする上記水性印刷インキを提供す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の水性印刷インキのベヒク
ルとして用いる樹脂エマルジョンは、個数分布における
粒子径分布の粒子径５０ｎｍ未満の粒子が全粒子の２０
重量％未満であり、かつ粒子径５０〜６００ｎｍの範囲
の粒子が全粒子の６０重量％以上であるような粒子径分
布を有する。粒子径５０ｎｍ未満の粒子は少なければ少
ないほどよく、全く含まれていなくてもよい。また、粒
子径５０〜６００ｎｍの範囲の粒子は１００重量％であ
ってもよい。樹脂エマルジョンは、個数分布における粒
子径分布の粒子径１００〜４００ｎｍの範囲の粒子が全
粒子の６０重量％以上であるような粒子径分布を有する
ことが好ましい。

【０００９】なお、本発明において、エマルジョンの粒
子径とは、レーザー光散乱法による粒度分布測定器（Ｐ
ＡＣＩＦＩＣ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ社製「ＮＩＣＯＭ
ＰＭｏｄｅｌ ３７０」）を使用し、得られた個数分布
の粒子径をいう。個数分布における粒子径分布の粒子径
５０ｎｍ未満の粒子が全粒子の２０重量％以上の場合
は、インキの再溶解性、洗版性等の印刷適性が不良とな
る。また、粒子径５０〜６００ｎｍの範囲の粒子が全粒
子の６０重量％未満の場合は、インキの発色性等インキ
化適性が不良となる。

【００１０】樹脂エマルジョンとしては、塩化ビニル系
樹脂エマルジョン、酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、塩
化ビニル−酢酸ビニル系共重合体エマルジョン、アクリ
ル酸エステル系重合体エマルジョン、塩化ビニル−アク
リル酸エステル系共重合体エマジョン、酢酸ビニル−ア
クリル酸エステル系共重合体エマルジョン、エチレン−
酢酸ビニル系共重合体エマルジョン、酢酸ビニル−エチ
レン−塩化ビニル系共重合体エマルジョン、塩化ビニル
−塩化ビニリデン系共重合体エマルジョン、スチレン−
ブタジエン系共重合体エマルジョン、ブタジエン−アク
リロニトリル系共重合体エマルジョン、ウレタン系樹脂
エマルジョン、フッ素系樹脂エマルジョン、エポキシ系
樹脂エマルジョン、ポリエステル系樹脂エマルジョン等
を挙げることができる。

【００１１】なかでも、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重
合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル系共重合体およ
びアクリル酸エステル系重合体からなる群より選ばれる
１種または２種以上の樹脂のエマルジョンが好適に用い
られる。個数分布における粒子径分布の粒子径５０ｎｍ
未満の粒子が全粒子の２０重量％未満であり、かつ粒子
径５０〜６００ｎｍの範囲の粒子が全粒子の６０重量％
以上であるような粒子径分布を有する樹脂エマルジョン
は、樹脂固形分３０〜６０重量％程度のものであり、水
性印刷インキ中に、５〜９５重量％、さらには６０〜８
５重量％の範囲で用いることが好ましい。樹脂エマルジ
ョンの使用量が５重量％未満の場合は、印刷適性及びイ
ンキの接着性、耐薬品性等の諸物性において不十分とな
り、９５重量％を越える場合は、インキ安定性等、イン
キ化適性が不十分となる。

【００１２】本発明の水性印刷インキは、個数分布にお
ける粒子径分布の粒子径５０ｎｍ未満の粒子が全粒子の
２０重量％未満であり、かつ粒径５０〜６００ｎｍの範
囲の粒子が全粒子の６０重量％以上であるような粒子径
分布を有する樹脂エマルジョンと、着色剤、必要に応じ
てリン酸誘導体、水、水可溶性有機溶剤、各種添加剤等
を配合し、公知の分散機、混合機、混練機等により分
散、混合、混練することにより製造される。

【００１３】着色剤としては、フタロシアニン顔料、溶
性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、ナフトール系顔料、イソ
インドリノン系顔料、酸化チタン、カーボンブラック、
炭酸カルシウム、沈降性バリウム等の有機、無機及び体
質顔料が挙げられる。インキとして充分な発色を得るた
めには、上記顔料を界面活性剤を用いて水に３０〜７５
重量％の高濃度分散して得られる顔料分散体（コンクベ
ース）を使用することが好ましい。

【００１４】リン酸誘導体は、版かぶり等の印刷適性を
向上させるために、水性印刷インキ中に、１〜５重量
％、好ましくは１〜３重量％の範囲で用いることができ
る。リン酸誘導体の使用量が少な過ぎる場合は、版かぶ
り等の印刷適性が不十分となり、多過ぎる場合は、イン
キの安定性等のインキ化適性が不十分となる。リン酸誘
導体としては、トリメチルホスフェート（ＴＭＰ）、ト
リエチルホスフェート（ＴＥＰ）、トリブチルホスフェ
ート（ＴＢＰ）、トリ−（２−エチルヘキシル）ホスフ
ェート（ＴＯＰ）、トリブトキシエチルホスフェート
（ＴＢＸＰ）が挙げられる。

【００１５】水可溶性有機溶剤としては、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、Ｎ
−プロピルアルコール等のアルコール類、エチレングリ
コール、プロピレングリコール等のグリコール類、ブチ
ルセロソルブ、プロピ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
ールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類が挙
げられる。水と水可溶性有機溶剤の重量比率は、１００
／０〜４０／６０であることが好ましい。また、アルコ
ール類を用いる場合は、防災上の観点から、水とアルコ
ール類の重量比率は、１００／０〜９８／２であること
が好ましい。

【００１６】本発明の水性印刷インキには、上記構成材
料の他に、必要に応じて、アンモニア、トリエチルアミ
ン、アミノメチルプロパノール、モノエタノールアミ
ン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム，水
酸化カリウム等の塩基類、気相法シリカ、湿式法シリ
カ、有機処理シリカ、アルミナ処理シリカ等の微粉末シ
リカ、ポリエチレンワックス、消泡剤、レベリング剤、
粘着性付与剤、防腐剤、防黴剤、抗菌剤、防錆剤等を配
合することができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、実施例中の部および％は、重量部および重量
％をそれぞれ表す。また、樹脂エマルジョンの粒子径
は、粒度分布測定器（ＰＡＣＩＦＩＣ ＳＣＩＥＮＴＩ
ＦＩＣ社製「ＮＩＣＯＭＰ Ｍｏｄｅｌ ３７０」）を
使用して得られた個数分布の粒子径である。〔実施例
１〕下記組成中の (1)〜(6) を攪拌機で混合後、卓上サ
ンドミルで分散し、(7) を攪拌機で混合し、粒度がグラ
インドゲージで３０μの水性印刷インキを得た。 (1)アクリル酸エステル系重合体エマルジョン ６８．０部 （粒子径５０ｎｍ未満の粒子の割合：全粒子の３％、 粒子径５０〜６００ｎｍの粒子の割合：全粒子の９５％、 平均粒子径２４０ｎｍ、固型分３４％） (2)ポリエチレンワックス ３．０部 (3)水 ３．９部 (4)シリコーン系消泡剤 ０．１部 (5)ＴＢＸＰ ２．０部 (6)ウレタン変性ポリエーテル系粘着性付与剤 ３．０部 (7)フタロシアニン顔料分散体（顔料分４２．５％） ２０．０部

【００１８】〔実施例２〕下記組成物 (1)〜(7) を攪拌
機で混合後、卓上サンドミルにて分散し、粒度がグライ
ンドゲージで３０μの水性印刷インキを得た。 (1)塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体エマルジョン ７５．９部 （粒子径５０ｎｍ未満の粒子の割合：全粒子の３％、 粒子径５０〜６００ｎｍの粒子の割合：全粒子の９５％、 平均粒子径１８０ｎｍ、固型分４７％） (2)ポリエチレンワックス ３．０部 (3)水 ７．０部 (4)シリコーン系消泡剤 ０．１部 (5)ＴＯＰ ３．０部 (6)ウレタン変性ポリエーテル系粘着性付与剤 ３．０部 (7)縮合アゾ顔料 ８．０部

【００１９】〔実施例３〕実施例１と同様にして、下記
組成の水性印刷インキを得た。 (1)塩化ビニル−アクリル酸エステル系共重合体エマルジョン ７３．９部 （粒子径５０ｎｍ未満の粒子の割合：全粒子の１５％、 粒子径５０〜６００ｎｍの粒子の割合：全粒子の６５％、 平均粒子径８０ｎｍ、固型分４７％） (2)ポリエチレンワックス ３．０部 (3)水 ４．０部 (4)シリコーン系消泡剤 ０．１部 (5)ＴＢＰ １．０部 (6)ウレタン変性ポリエーテル系粘着性付与剤 ３．０部 (7)カーボンブラック分散体（顔料分４０．５％） １５．０部

【００２０】〔実施例４〕下記組成中の (1)〜(5) を攪
拌機で混合後、卓上サンドミルで分散し、(6) を攪拌機
で混合し、粒度がグラインドゲージで３０μの水性印刷
インキを得た。 (1)アクリル酸エステル系重合体エマルジョン ６９．５部 （粒子径５０ｎｍ未満の粒子の割合：全粒子の３％、 粒子径５０〜６００ｎｍの粒子の割合：全粒子の９５％、 平均粒子径１００ｎｍ、固型分３４％） (2)ポリエチレンワックス ３．０部 (3)水 ４．４部 (4)シリコーン系消泡剤 ０．１部 (5)ウレタン変性ポリエーテル系粘着性付与剤 ３．０部 (6)フタロシアニン顔料分散体（顔料分４２．５％） ２０．０部

【００２１】〔比較例１〕実施例１と同様にして、下記
組成の水性印刷インキを得た。 (1)酢酸ビニル−エチレン−塩化ビニル系共重合体エマルジョン６９．０部 （粒子径５０ｎｍ未満の粒子の割合：全粒子の４０％、 平均粒子径１２０ｎｍ、固型分５０％） (2)ポリエチレンワックス ３．０部 (3)水 ３．９部 (4)シリコーン系消泡剤 ０．１部 (5)ＴＢＸＰ １．０部 (6)ウレタン変性ポリエーテル系粘着性付与剤 ３．０部 (7)フタロシアニン顔料分散体（顔料分４２．５％） ２０．０部

【００２２】〔比較例２〕実施例１と同様にして、下記
組成の水性印刷インキを得た。 (1)塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体エマルジョン ７１．０部 （粒子径５０ｎｍ未満の粒子の割合：全粒子の８０％、 平均粒子径４０ｎｍ、固型分４５％） (2)ポリエチレンワックス ３．０部 (3)水 １３．９部 (4)シリコーン系消泡剤 ０．１部 (5)ＴＢＰ １．０部 (6)ウレタン変性ポリエーテル系粘着性付与剤 ３．０部 (7)フタロシアニン顔料 ８．０部

【００２３】〔比較例３〕実施例４と同様にして、下記
組成の水性印刷インキを得た。 (1)塩化ビニル系樹脂エマルジョン ６７．０部 （粒子径５０ｎｍ未満の粒子の割合：全粒子の４０％、 平均粒子径５５ｎｍ、固型分４３％） (2)ポリエチレンワックス ３．０部 (3)水 ６．９部 (4)シリコーン系消泡剤 ０．１部 (5)ウレタン変性ポリエーテル系粘着性付与剤 ３．０部 (6)顔料分散体（フタロシアニン顔料、顔料分４２．５％） ２０．０部

【００２４】実施例および比較例で得られた水性印刷イ
ンキにつき、印刷適性（再溶解性、洗版性、版かぶり
性）を評価した。また、実施例および比較例で得られた
水性印刷インキを水にてザーンカップ＃３−２５秒に希
釈し、発泡塩化ビニルゾルコート込み塩ビ壁紙原反に、
ヘリオクリッショ１７５線／インチの版を用いてグラビ
ア印刷したのち、該印刷物を２２０℃の熱風オーブンに
て４５秒間加熱発泡させ、加熱発泡加工後の塗膜物性
（接着性、耐水性、耐摩擦性、耐薬品性）を評価した。
結果を表１に示す。なお、印刷適性における判定は△〜
○が、塗膜物性における判定は○が実用範囲である。評
価方法及び判定基準は以下の通りである。

【００２５】再溶解性 ：印刷を開始し、印刷物を得
る。次に印刷機を停止し１５分後に再び印刷機を運転し
印刷物を得る。再運転後の印刷物を初めの印刷物と比較
し、画線の再現性を目視判定する。 判定基準 ○良好 △やや不良 ×不良 洗版性 ：再溶解性評価方法で１５分停止したグラビ
ア版を水で洗浄し、版に付着したインキの落ち具合を判
定する。 判定基準 ○良好 △やや不良 ×不良 版かぶり性：印刷速度７０ｍ／分でまず１分間印刷し、
次に印刷しない状態で版を３０分間空転させた。その
後、再び１分間印刷し、被印刷体無地部分への地汚れの
程度を目視で判定した。 判定基準 ○版かぶりが全くないもの △版かぶりが僅かにあるもの ×版かぶりが著しく現れているもの

【００２６】接着性 ：セロファンテープ２５ｍｍ巾
を印刷面に均一になるよう押さえつけ、次にセロファン
テープを印刷面より素早く剥離する。この時セロファン
テープに取られたインキ塗膜の状態を判定した。 判定基準 ○インキ剥離なし △僅かにインキ剥離あり ×著しいインキ剥離あり 耐水性 ：学振型堅牢度摩擦試験機を用い、荷重２０
０ｇ、１００回往復の条件にて、対含水綿布で摩擦しイ
ンキの溶出状態により判定する。 判定基準 ○良好 △やや不良 ×不良 耐摩擦性 ：耐水性評価と同様の条件にて、対上質紙に
て摩擦しインキの剥落状態を判定する。 判定基準 ○良好 △やや不良 ×不良

【００２７】耐薬品性（酸、アルカリ、アルコール、家
庭用洗剤）：５％塩酸水溶液及び５％苛性ソーダ水溶液
を含んだ脱脂綿をそれぞれ印刷物上に１時間放置した後
のインキの溶出状態により判定する。また、特級エタノ
ールを含んだ脱脂綿での１００回ラビングによるインキ
の溶出状態を判定する。また、市販の家庭用洗剤（大日
本除虫菊社製「サンポール」、ライオン社製「ママレモ
ン」、花王社製「キッチンハイター」、「マイペッ
ト」）をそれぞれ印刷物上に原液で１時間放置した後の
印刷物上の汚染状態により判定する。なお、表１には、
総合評価結果を示す。 判定基準 ○すべて良好 △一部不良 ×すべ
て不良

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明により、インキ安定性、印刷適
性、印刷効果に優れ、且つ塗膜物性（接着性、耐水性、
耐摩擦性、耐薬品性、耐汚染性等）を有する水性印刷イ
ンキを得られるようになり、その工業的価値は多大であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】個数分布における粒子径分布の粒子径５０
   ｎｍ未満の粒子が全粒子の２０重量％未満であり、かつ
   粒子径５０〜６００ｎｍの範囲の粒子が全粒子の６０重
   量％以上であるような粒子径分布を有する樹脂エマルジ
   ョンをベヒクルとして用いることを特徴とする水性印刷
   インキ。
2. 【請求項２】樹脂エマルジョンが、塩化ビニル−酢酸ビ
   ニル系共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル系共
   重合体およびアクリル酸エステル系重合体からなる群よ
   り選ばれる１種または２種以上の樹脂のエマルジョンで
   あることを特徴とする請求項１記載の水性印刷インキ。
3. 【請求項３】リン酸誘導体を含むことを特徴とする請求
   項１または２記載の水性印刷インキ。
4. 【請求項４】顔料分散体を含むことを特徴とする請求項
   １ないし３いずれか記載の水性印刷インキ。