JPS6119676A

JPS6119676A - 水性印刷インキ

Info

Publication number: JPS6119676A
Application number: JP59140150A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Yoshida; 吉田　宣弘; Hiroshi Ota; 浩大田; Koichiro Yoshida; 光一郎吉田
Original assignee: Sakata Shokai Ltd
Current assignee: Sakata Inx Corp
Priority date: 1984-07-05
Filing date: 1984-07-05
Publication date: 1986-01-28
Also published as: JPH0550551B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は水性印刷インキに関するもので、その目的とす
るところは、各種プラスチックフィルムに対して、優れ
た接着性、耐水性及び可とり性を有する水性印刷インキ
を提供することにある。

今日、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、
ナイロン等のプラスチックフィルムが各種の包装材料と
して、多用されており、これらプラスチックフィルムへ
の印刷はグラビア、あるいはフレキソと呼ばれる印刷方
式で行なわれている。

従来、かかる用途に対しては、トルエン、酢酸エチル、
イソプロピルアルコール等の有機溶剤を媒体とする溶剤
インキが専っばら用いられてきたが、近年、大気汚染、
火災の危険性、作業衛生面等の配慮から、有機溶剤を使
用しない水性インキに対する関心が高まシつりある。

ところが、水性インキは溶剤インキに比べ、劣る点が多
いため、その使用に制限があシ、基材に対する接着性に
優れ、且つ可とり性、あるいは、耐水性にも優れるとい
う水性印刷インキはなかった。

従来、かかる用途に用いられる水性印刷インキル系エマ
ルジョンに代表される水分散型樹脂とに大別され、一般
的には、顔料分散性、インキの流動性、印刷適性及び、
塗膜物性等の性能をコントロールする目的で、両者を適
当な比率で、併用使用することが行なわれてきた。

アルカリ可溶性樹脂は、着色剤とりわけ顔料の分散性、
印刷適性の付与等の重要な機能を果す他に、プラスチッ
クフィルム基材に対する接着性をため、その構造中に相
当量のカルボキシル基の存在が必要であるためバインダ
ーとして多量に用いると、耐水性あるいは可とり性の低
下をまねく結果となる。

一方、水分散型樹脂に関しては、そのガラス転移点温度
（Ｔｇ　）から説明すると、Ｔｇの比較的妓ｈエマルシ
コンにあっては、耐水性、可とぅ性等に秀れる反面、基
材に対する接着性が不充分で逆ｉｃＴｇが高く成るに従
素い、接着性は向上するが、耐水性あるいは特に可とう
性の著しｈ低下がみられる。

こういった点から、従来の水性印刷インキはアルカリ可
溶性樹脂と水分散型樹脂との使用比率、さらには水分散
型樹脂のＴｇをコントロールする等の方法によシ、塗膜
性能のバランスを採っているのが実状である。

しかし、前記したように１接着性と耐水性あるーは町と
り性との間には、相反する関係があって、使用比率、エ
マルシヨンのＴｇを如何にコントロールしよう共、いず
れの性能をも満足する水性印刷インキを得ることは困難
であグた。

本発明者らは、かかる従来技術の問題点を解決す仰着眼し、鋭意研究を重ねた結果、本発明で特定する粘着
付与性樹脂の水分散体を特定する範囲内で併用すると、
耐水性あるい祉可とう性を損なうことなく、接着性を大
巾に向上するという現象を見い出し本発明を尭成するに
至った。

即ち、本発明は、水性印刷インキのバインダーとして、Ａ、スチレン／アクリル系共重合体のアルカリ水溶液つ・Ｂ、ガラス転移声変（Ｔｇ）が−６０〜−２０℃の範囲
にあるアクリル系エマルジョン。

Ｃ１粘着付与性樹脂の水分散体から成り、各成分の使用
比率が固型分換算で、Ａ−１−Ｃ／Ｂ−α５〜Ｌ５．Ｃ／Ａ−α２〜五〇の＠
囲にあることを特徴とする水性印刷インキを提供するも
のである。

本発明に係る水性印刷インキはプラスチックフィルムに
印刷した場合、従来の水性インキでは得られ難かった接
着性と耐水性及び可とり性の優れたバランスを有し、溶
剤インキの性能に１匹摘し得るものである。

さらに本発明に係る水性印刷インキは接着性と可とり性
を併わせ持つ故に、印刷物に他のプラスチックフィルム
を貼シ合わせるラミネート加工用途にも優れた性能を有
するものである。

本発明でいう、アルカリ可溶性のスチレン／アクリル系
共重合体とは、スチレン、ビニルトルエンα−メチルス
チレン等で例示されるスチレン系単量体とアクリル酸又
はメタクリル酸を必須成分とし、その他必要に応じて、
以下に例示される半量Ｖ　基Ｊ有体を共重合して得られるカルホキ１ル　　　共重合体で
、酸価が１５０〜２５０の範囲にあるものが使用出来る
。

酸価が１５０未満では、当該共重合体の水溶化に劣シ、
水性印刷インキのバインダーとしての性能に劣り、また
酸価が２５０を超えると、耐水性を大きく劣化させるも
のである。

なお、上述の共重合可能な単量体としては、（メタ）ア
クリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）
アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２エチルヘキシ
ル、（メタ）アクリル酸２ヒシドロキｔチル、（メタ）アクリル酸セロソルブエステル
、（メタ）アクリル酸カービトールエステル等のアクリ
ル酸もしくはメタクリル酸、エステル類、アクリロニト
リル、アクリルアミド、酢酸ビニル等が挙げられる。

これらのスチレン／アクリル系共重合体は使用に際して
、適当な塩基性物質で中和して水溶液となすが、塩基性
物質としては、耐水性の見地から、アンモニアないしは
アルカノールアミン等で代表される揮発性アミン類が好
適である。

次に本発明でいうアクリル系エマルジョンとは、既に例
示した、アクリル酸もしくはメタクリル酸のエステル類
の１種又は２種以上を主たる成分とし、これに必要に応
じて、前述スチレン系単量体アクリロニトリル、アクリ
ルアミド、酢酸ビニル等の単量体を水性媒体中で、通常
の乳化重合法で重合して得られるものであって、重合体
のガラス転移点温度（Ｔｇ）は、−６０℃〜−２０℃の
範囲にあるものが使用出来る。

当該重合体のＴｇが、−６０℃１礼下にあっては、本発
明で特定する粘着付与性樹脂を加えたとしても、充分な
接着性が得られないばかりか、塗膜の粘着性が大きく成
って、印刷後のブロッキングの発生という好ましくない
結果をもたらす。

又重合体のＴｇが一２０℃以、上にあっては、塗膜の耐
水性、あるいは可とう性が不充分となシ、実用的でない
。

次に本発明でいう、粘着付与性樹脂とは、ロジンエステ
ル、テルペン樹脂、石油樹脂、ダンマー等の樹脂を言う
。

ロジンエステルとは、ロジン成分とアルコール成分との
エステル化物であシ、ロジン成分の具体例としては、ア
ビエチン酸、バラストリン酸ネオアビエチン酸、ピマー
ル酸、イソピマール酸デヒドロアビエチン酸などの樹脂
酸を主成分とす重合ロジン、マレイン酸又はアクリル酸
変性ロジ　　　　　　　１ンが、アルコール成分の具体
例としては、丑乎テシ舟丹屑矢ｈドシー鼾皮分壱ｔ（田
ｋｎ−オクチルアルコール、２エチルヘキシルアルコー
ル、テシルアルコール、ラクリルアルコール、ステアリ
ルアルコールのような１価のアルコール、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、ポリエチレンクリコー
ル、プロピレンクリコール、ジプロピレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール等
のような二価のアルコール、クリセリン、トリメチロー
ルプロパン等の二価のアルコール、ペンタエリスリトー
ルシクリセリン等の四価のアルコール、ジペンタエリス
リトールのような六価のアルコールがあげら主成分とし
たガムテレピン油、フッドテレビン油等から重合して得
られるテルペン系樹脂、それらへのフェノール付加物が
挙げられる。

また石油樹脂としては、ナフサ分解でのエチレンプロピ
レン、プクジエン等Ｃ２〜Ｃ４のオレフィン類を除いた
分解油のうち、（＋１以上の脂肪族系脂環族系、芳香族
系の残留オレフィン類を重合せしめた樹脂が挙げられる
０その他、コールタールの留分であるクマロンおよびイン
デンの重合体からなるクマロン系樹脂、ダンマー、コー
パル等の樹脂が挙げられる。

これら樹脂を乳化する場合は、予じめ、それら積比法、
あ゛るいは高圧乳化法等を使用して水分散体とすること
が出来る。

又これらの樹脂の乳化に際しては一般的には、低分子量
の界面活性剤を分散安定剤として、用りるものであるが
、これらの活性剤は塗膜の耐水性等に影響を及ぼす場合
があり、より高度な耐水性、カリ可溶性樹脂の水溶液、
より好ましくは、本発明で特定するスチレン／アクリル
系共重合体のアルカリ水溶液を分散安定剤とするものが
良い。

これにより他のバインダーであるスチレン／アクリル系
共重合体の水溶液との相溶性が一段と向上し、よシ安定
なインキが得られるものである。

上述した樹脂の水分散体のうちでもロジンエステルの水
分散体が、安定性に秀れ、本発明の目的に対して最も効
果的に作用する。

次に前記した８成分のバインダーの使用比率に関しては
、アルカリ可溶性スチレン／アクリル系共重合体と粘着
付与性樹脂の量が、アクリル系エマルジョンに対して、
固本分換算で、α５〜１．５の範囲が適当である。

この比率が、α５以下にあっては、充分な接着性を得る
ことは困難で、逆に比率がＬ５を越えると塗膜の耐水性
あるｂは可とり性の低下が著しくなる。さらにアルカリ
可溶性スチレン／アクリル系共重合体囚と粘着付与性樹
脂Ｃｅ）の比率に関しては（Ｃ）／（４）ＮＯ１２〜五
〇の範囲が好適で、α２以下では、粘着付与性樹脂の効
果が薄く、性能バランスの優れたインキが得難い。

又、５０以上では、バインダー中に占める、スチレン／
アクリル系共重合体の比率が著しく低く成シ、顔料の分
散が困難になるためインキの流動性が損なわれ、印刷適
性上も好ましくない結果となる。

なお、本発Ｆ！ＡＫ係る水性印刷インキを製造する場合
は、顔料、染料等の種々の着色剤を上述パングー中に分
散又は溶解すればよく、従来公知の製造機でもって行う
ことが出来る。特に顔料の分散に際しては、スチレン／
アクリル系共重合体の水溶液中であらかじめ顔料を分散
せしめる方法、あるいけ適当な比率の混合バインダー中
で分散せしめる方法等が可能で、その後、必要なバイン
ダー等を混合添加し、インキの性能等を調整することが
出来る。

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明は実施例のみに限定されるものではない。

合成例１゜攪拌機、温度計、還流冷却器、Ｎ２　ガス流通口を備え
た１／７ラスコに、イオン交換水５１６ｇｒ１ノニルフ
ェノールのエチレンオキサイド１０モル付加物２ノ、過
硫酸アンモニクム２ｙを仕込み、Ｎ２ガスを流通させな
がら、７０℃まで昇温し、同温度に保ちつつ、表１に示
したモノマー混合物４８０ｙを８時間を要して滴下した
。

滴下終了後、内温を８０℃まで昇温し、１時間保持して
重合を完結させた。

室温まで冷却の後、２００メツシユの金網で口過し、固
型分約５０俤の安定なエマルジョンを得た。

各重合体の計算Ｔｇを表１に併わせ示した。

合成例２攪拌機、冷却器及び温度計を付したガラス製反応容器（
５０〇−容）Ｋ酸価ζ、０軟化点７五、０℃の恒１時間
攪拌してロジンニス子ルのトルエン溶液ヲ得た。ガラス
製ビーカー（１０００ｒＩ１１容）に前記樹脂液を４０
Ｏｆ、乳化剤としてポリオキシエチレンノニル、クエ二
一ルエーテル（有効成分ｌｏ　。

修、ＨＬＢ　１７．１）７ｆイオン交換水を８８３ｙ仕
込み８０℃に調整した後、ホモジナイザーで乳化し、乳
化物７００ｙを得た。次に減圧下で脱溶剤を行な込、ロ
ジンエステル含有量４５チのロジンエステルの水分散体
１を得た。

合成例＆合成例２におｈて、乳化剤としてスチレン／アクリル共
重合体（スチレン７０部、メタクリル酸８０部、酸化１
９５、のアンモニア水溶液（固形分２８％）を２５ｙ使
用した他は実施例１と同じ操作を行ない、固形分４５チ
のロジンエステルの水分散体２を得た。

合成例表合成例３にお込て不均斉化ロジンのグリセリンエステル
に代えて水添ロジンのグリセリイエスチル（酸価８軟化
点７３℃）を使用する他は、合成例３と同じ操作を行−
１固形分４５％６０ジンエステルの水分散体８を得た。

合成例＆合成例３において不均斉化ロジンのグリセリン二℃）を
使用する他は、合成例Ｂと同じ操作を行ない固形分４５
壬のポリテルペン樹脂の水分散体を得た。

合成例６゜合成例８において、不均斉化ロジンのグリセリンエステ
ルに代えて、脂肪族系石油樹脂（日木ゼオン株式会社製
クイントンＤ−１００軟化点１００℃分子量１６００）
を使用する他は、合成例３と同じ操作を行ない固形分４
５％の石油樹脂の水分散体を得た。

実施例１〜１０．比較例１〜５７タロシアニンプル一８０ｗｔ％、スチレン／アクリル
共重合体（スチレン８５　ｗｔ　％　、メタクリル酸メ
チル８５ｗｔ％、アクリル酸８０ｗｔ％から成る共重合
体酸価２３８）の８０チアン−モニア水溶液４０ｗｔ％
、上水２５ｗｔ％、イソプロピルアルコール５ｗｔ％か
ら成る配合物をボールミルにて２０時間練肉混合してベ
ースインキを調整し、これを用いて、表２で示した配合
で、実施例１〜１０．比較例１〜５の各試験インキを作
製した。

これらのインキを、エタノール／水−５０１５゜から成
る希釈剤で８０ｗｔ％、希釈した後、グラビア校正機を
用いて、処理炭４２ｄｙｎｅ／ａｎの強化ポリエチレン
に印刷を施こし、印刷物を１日放置後、接着性及び耐水
もみ性等を評価した。

又同様の操作で、処理されたポリプロピレンフィルムに
印刷を庵こし、ポリエチレンイミンをアンカー剤として
、押し出しラミネート法で、ポリエチレンを厚さ８０μ
で積層し、ラミネート物を得た後、ラミネート強度、も
み浮きを評価した。

これらのｖｃ験結果をまとめて表２に示した。

表２の結果よシ、本発明の水性印刷インキはプラスチッ
クフィルムに対し、秀れた接着性と耐水性あるいは可と
り性更には良好なラミネート適性を有するものであるこ
と社明らかである。

れを急速にはがした時の印刷面の剥ｍ程度を全くはがれ
なかったものを　　　　　（◎）８０１以上フィルムに
伐ったものを　（０）５０〜８０％フィルムに伐ったも
のを（Δ）２０優以下しか伐らなかったものを　（×）
として表示した。

耐水もみ性・・・・・・印刷物を水中に１時間浸漬後、
水から取り出した直後に１０回強くもんで、印刷面の！
ｊｉＪ離程度全程度性と同様の基準で表示した。

ラミネート強度・・・・・・ラミネート物を１５餌巾に
切断し、安田精機社製、剥離試験機を用いて、９０゜の
剥離角度での強度を測定した。

もみ浮き・・・・・・ラミネート物を１０回強くもんで
、デラミネーシヨンの有無を評価した。

ブロッキング・・・・・・印刷物を重ね合せ、５￥Ｊの
加圧体で５時間放置し、ブロッキングの有無を調べた。

インキの発泡性・・・・・・印刷インキを試験管に採取
し強力に振とうした後、５分間放置し、発泡の程度を調
べた。

なお、評価は以下のとお）である。

はとんど発泡がないもの　　○ やや　　〃　あるもの　　△ かなシの〃〃× インキの貯蔵安定性・・・・・・印刷インキを８０℃の
恒温槽に５日間入れ、インキ粘度の増加を調べた。

増粘の程度に応じて０１△、×と評価した。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バインダー、着色剤、水性媒体から主として構成
される水性印刷インキにおいて、該バインダーが、Ａ、スチレン／アクリル系共重合体のアルカリ水溶液、Ｂ、ガラス転移点温度（Ｔｇ）が、−６０〜−２０℃の
範囲にあるアクリル系エマルジョン。Ｃ、粘着付与性樹脂の水分散体、から構成され、各々の
成分の固形分比率がＡ＋Ｃ／Ｂ＝０．５〜１．５、Ｃ／Ａ＝０．２〜５．０の範囲であることを特徴とする水性印刷インキ。
（２）粘着付与性樹脂がロジンエステルである特許請求
の範囲第１項記載の水性印刷インキ。
（３）粘着付与性樹脂の水分散体が、実質的に低分子の
界面活性剤を含まず、スチレン／アクリル系共重合体の
アルカリ水溶液を分散安定剤として、作製されたもので
ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の水性印刷イ
ンキ。