WO2024058091A1 - 水性インク組成物 - Google Patents

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WO2024058091A1
WO2024058091A1 PCT/JP2023/032966 JP2023032966W WO2024058091A1 WO 2024058091 A1 WO2024058091 A1 WO 2024058091A1 JP 2023032966 W JP2023032966 W JP 2023032966W WO 2024058091 A1 WO2024058091 A1 WO 2024058091A1
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resin
emulsion
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PCT/JP2023/032966
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健 園田
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株式会社カネカ
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    • C09D11/108Hydrocarbon resins

Definitions

  • the present invention relates to an aqueous ink composition.
  • Patent Document 1 describes a primer ink for inkjet recording that contains an acrylic-vinyl chloride emulsion, a hydrazine derivative having at least two hydrazine residues, and water.
  • the substrates on which ink is used include not only absorbent substrates such as paper but also poorly absorbent substrates such as films.
  • the substrates on which ink is used include not only absorbent substrates such as paper but also poorly absorbent substrates such as films.
  • the adhesion of ink to the base material is insufficient, and there is room for improvement.
  • An object of one aspect of the present invention is to provide an aqueous ink composition that has excellent adhesion to at least one of a polyolefin base material, a polyester base material, and a polyamide base material.
  • an aqueous ink composition includes (A) a vinyl chloride resin emulsion and/or an acrylic resin emulsion, (B) a polyolefin resin emulsion, and (C) at least one alkali-soluble resin.
  • an aqueous ink composition that has excellent adhesion to at least one of a polyolefin base material, a polyester base material, and a polyamide base material.
  • the aqueous ink composition includes (A) a vinyl chloride resin emulsion and/or an acrylic resin emulsion, (B) a polyolefin resin emulsion, and (C) an alkali-soluble resin. Contains at least one kind.
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention contains a vinyl chloride resin emulsion and/or an acrylic resin emulsion as the component (A).
  • Vinyl chloride resin emulsion refers to an emulsion of "vinyl chloride resin”
  • vinyl chloride resin refers to a resin obtained by polymerizing a monomer mixture containing a vinyl chloride monomer.
  • Vinyl chloride resin may be any resin obtained by polymerizing a monomer mixture containing vinyl chloride monomer, but when the vinyl chloride monomer is taken as 100 parts by weight of the total monomer mixture.
  • it is a resin formed by polymerizing a monomer containing, for example, 30 parts by weight or more, more preferably 40 parts by weight or more, still more preferably 45 parts by weight or more.
  • the upper limit of the amount of vinyl chloride monomer contained in the total amount of the monomer mixture is also not particularly limited, and may be 100 parts by weight or less.
  • the "vinyl chloride resin” is not particularly limited, but includes, for example, vinyl chloride resin, vinyl chloride-acrylic composite resin, vinyl chloride-acrylic copolymer, vinyl chloride-urethane composite resin, and vinyl chloride-based resin. Examples include vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-ethylene copolymer, and vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer.
  • vinyl chloride resin refers to a resin containing vinyl chloride as a main component, and preferably 90 parts by weight of vinyl chloride monomer when the total amount of the monomer mixture is 100 parts by weight. Refers to a resin containing more than 100 polymerized parts by weight or less.
  • vinyl chloride resin refers to polyvinyl chloride containing only vinyl chloride monomer and resin mainly composed of vinyl chloride containing more than 90 parts by weight and 100 parts or less of vinyl chloride monomer.
  • acrylic-containing resin refers to a resin mainly composed of acrylic, preferably a resin containing 50 parts by weight to 100 parts by weight of an acrylic monomer when the total amount of the monomer mixture is 100 parts by weight. say.
  • the above-mentioned "vinyl chloride resin emulsion” is not limited to this as long as it is an emulsion of "vinyl chloride resin", but for example, a "vinyl chloride resin emulsion” produced by an emulsion polymerization method can be used as it is. May be used.
  • a vinyl chloride resin produced by another method may be forcibly emulsified in water using a surfactant or the like.
  • a monomer having a hydrophilic group may be copolymerized with a vinyl chloride resin, and water may be added to the resulting hydrophilic group-containing vinyl chloride resin to self-emulsify it.
  • vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion examples include a resin emulsion of a resin obtained by polymerizing an acrylic monomer in the presence of a vinyl chloride resin, and a resin emulsion obtained by polymerizing a vinyl chloride monomer in the presence of an acrylic-containing resin.
  • examples include a resin emulsion made of a resin made by polymerizing a vinyl chloride monomer in the presence of a styrene/(meth)acrylic acid ester oligomer and/or a (meth)acrylic acid ester oligomer.
  • ⁇ Resin emulsion of composite resin made by polymerizing acrylic monomer in the presence of vinyl chloride resin As the resin obtained by polymerizing an acrylic monomer in the presence of the vinyl chloride resin, for example, in a multi-stage emulsion polymerization method, a vinyl chloride monomer is added in the first stage (hereinafter referred to as [Step 1]). A vinyl chloride-acrylic composite obtained by polymerizing a monomer mainly consisting of an acrylic monomer in the second and subsequent stages (hereinafter referred to as [Step 2]). Examples include resins.
  • the vinyl chloride-acrylic composite resin may be used, for example, in a multi-stage emulsion polymerization method, in which (a1) more than 90 parts by weight of vinyl chloride monomer and 100 parts or less of vinyl chloride monomer are co-polymerized, and (a2) vinyl chloride monomer is co-polymerized in "Step 1".
  • a monomer mixture consisting of 0 or more and less than 10 parts by weight of a polymerizable ethylenically unsaturated monomer (here, the total amount of (a1) and (a2) is 100 parts by weight) is polymerized.
  • the mechanism is that the monomers constituting the acrylic resin permeate the vinyl chloride resin particles obtained in [Step 1] and polymerize within the vinyl chloride resin particles, resulting in the formation of vinyl chloride resin and acrylic resin. It is thought that the particles do not form a clear core/shell structure within the particles, but exist in an entangled manner. As a result, composite resin particles having properties different from those of the prior art can be obtained.
  • the vinyl chloride resin contains (a1) more than 90 parts by weight of vinyl chloride monomer and 100 parts by weight or less, and (a2) 0 or more and less than 10 parts by weight of an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with the vinyl chloride monomer. It is obtained by copolymerizing a monomer mixture consisting of the following by emulsion polymerization, and is polymerized as the first stage of multi-stage emulsion polymerization. Note that [Step 1] may be performed once, or may be performed in multiple steps by changing the composition of the monomer mixture.
  • the functionalization is mainly carried out by the acrylic-containing resin obtained in [Step 2] in multi-stage emulsion polymerization, so the composition of the vinyl chloride resin in [Step 1] is relatively simple.
  • (a1) Vinyl chloride monomer alone may be used. However, this does not negate copolymerization with other monomers, and if necessary, it is possible to use (a2) an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with vinyl chloride monomer. be.
  • the amount of (a2) used is preferably 0 or more and less than 10 parts by weight, more preferably 0 to 5 parts by weight.
  • the ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with the vinyl chloride monomer (a2) used in [Step 1] is not particularly limited, and includes, for example, olefins such as ethylene, propylene, butene, etc.
  • Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl versatate, vinyl propionate, vinyl stearate; Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, octyl vinyl ether, lauryl vinyl ether; Vinylidenes such as vinylidene chloride; Acrylic acid, methacrylic acid, Unsaturated carboxylic acids and their acid anhydrides such as fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride; methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, monomethyl maleate, dimethyl maleate, All known monomers that can be copolymerized with vinyl chloride, such as unsaturated carboxylic acid esters such as butylbenzyl maleate; aromatic vinyl compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene, and divinylbenzene; unsaturated nitrites such as acrylonitrile.
  • One example is the body.
  • the compound (F) having at least two non-conjugated double bonds used in [Step 1] is not particularly limited, and includes, for example, allyl methacrylate, allyl acrylate, triallyl cyanurate, triallyl Isocyanurate, diallyl fumarate, diallyl maleate, diallyl phthalate, triallyl trimellitate, trimethylolpropane diallyl ether, divinyl adipate, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene dimethacrylate, Monoethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, bisphenol-modified polyethylene glycol diacrylate etc.
  • the compound (F) having at least two non-conjugated double bonds has two or more allyl groups. It is preferably a compound, and particularly preferably triallyl cyanurate (TAC) having three allyl groups, triallyl isocyanurate, and triallyl trimellitate.
  • TAC triallyl cyanurate
  • These (F) compounds having at least two non-conjugated double bonds may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the compound having at least two non-conjugated double bonds is the total amount of (a1) vinyl chloride monomer and (a2) ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with vinyl chloride monomer. Based on 100 parts by weight, the amount is preferably 5 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight or less, and even more preferably 0.3 parts by weight or less. When the amount of (F) used is 5 parts by weight or less, the degree of crosslinking of the vinyl chloride resin does not become too high, so that it is difficult to prevent the penetration of the acrylic monomer polymerized in [Step 2]. Therefore, intraparticle conjugation progresses favorably.
  • ionic or nonionic surfactants commonly used in emulsion polymerization methods can be used.
  • Examples of the ionic surfactant used in [Step 1] include polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate, polyoxyethylene allyl ether sulfate, octylphenoxyethoxyethyl sulfonate, polyoxyethylene tridecyl ether sulfate, polyoxyethylene Anionic surfactants with polyoxyalkylene chains such as polycyclic phenyl ether sulfate; sulfonates such as sodium lauryl sulfonate, sodium dodecylbenzenesulfonate, and sodium isooctylbenzenesulfonate; imidazoline laurate, ammonium hydro Examples include ammonium salts such as oxides; sulfosuccinic acid surfactants such as sodium dilauryl sulfosuccinate;
  • nonionic surfactant used in [Step 1] examples include polyoxyalkylenes such as polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, and polyoxyethylene oxypropylene lauryl ether. Examples include the following.
  • the surfactants used in the above-mentioned [Step 1] may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of surfactant used in [Step 1] is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 0.5 parts to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total monomer mixture of the vinyl chloride resin.
  • Step 1 it is preferable to use (G) a reactive surfactant having a polymerizable double bond in one molecule as part or all of the surfactant used to form new particles during emulsion polymerization. It is more preferable from the viewpoint of suppressing the occurrence of , and the water resistance and weather resistance of the resulting coating film.
  • a reactive surfactant having a polyoxyalkylene group in the molecule the mechanical stability of the resulting resin emulsion can be improved.
  • Adekariasoap registered trademark
  • ER-10 ER- manufactured by ADEKA Co., Ltd. 20
  • Examples of the polymerization initiator used in [Step 1] include organic peroxides, azo initiators, peroxodisulfates (also referred to as “persulfates”), hydrogen peroxide, and the like. Can be mentioned.
  • Examples of the organic peroxide include t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-butylperoxyisopropyl carbonate, paramenthane hydroperoxide, and 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide. , benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and the like.
  • azo initiator examples include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(4-methoxy-2 , 4-dimethylvaleronitrile) and the like.
  • peroxodisulfate examples include ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate.
  • Polymerization initiators used in [Step 1] include sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium hydroxymethanesulfinate, ascorbic acid, sodium ascorbate, Rongalite, Bruggolite (registered trademark) FF-6, and carbon dioxide. It can be used in combination with a reducing agent such as thiourea. Note that, in consideration of the environment, Bruggolite (registered trademark) FF-6 and thiourea dioxide, which do not generate formaldehyde, are particularly preferable as the reducing agent. These reducing agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the polymerization initiator used in [Step 1] is preferably 0.01 to 5 parts by weight, and 0.02 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomer mixture of (a1) + (a2). -3 parts by weight is more preferred. If the amount of the polymerization initiator used is 0.01 parts by weight or more, polymerization will easily proceed, and if the amount used is 5 parts by weight or less, heat generation can be suitably controlled.
  • the organic peroxide is preferably used as a redox type polymerization initiator together with a redox catalyst and a reducing agent, particularly from the viewpoint of polymerization stability and water resistance.
  • a redox catalyst for example, a transition metal complex produced by using a transition metal salt and a chelating agent in combination can be used.
  • the transition metal salt include ferrous (II) sulfate, copper (II) sulfate, copper chloride, etc.
  • the chelating agent include disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA ⁇ 2Na), tartaric acid, Examples include ammonia.
  • ferrous sulfate (II) is used as the transition metal salt and disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA.2Na) is used as the chelating agent, Fe-EDTA is generated and functions as a redox catalyst.
  • EDTA.2Na disodium ethylenediaminetetraacetate
  • the acrylic-containing resin is obtained by polymerizing an acrylic monomer mixture in step 2 in the presence of the vinyl chloride resin obtained in step 1, and compounding it with the vinyl chloride resin to impart various functions.
  • the mechanism is that the monomers constituting the acrylic-containing resin penetrate into the vinyl chloride resin particles present in the system and polymerize within the particles, so that the vinyl chloride resin and the acrylic-containing resin are bonded together within the particles. It is thought that they exist in an intertwined manner.
  • the acrylic-containing resin by adjusting the monomer composition constituting the acrylic-containing resin and changing the balance between hydrophilicity and hydrophobicity, it is possible to arbitrarily adjust the position of the acrylic-containing resin within the particle.
  • the acrylic-containing resin has a composition that is more hydrophobic than the vinyl chloride resin, it will be placed closer to the inside of the particle, and if it is made to have a more hydrophilic composition than the vinyl chloride resin, it will be placed closer to the outside of the particle.
  • the polymerization composition of the acrylic-containing resin in [Step 2] is (b1) 50 to 100 parts by weight of (meth)acrylic acid alkyl ester, and (b2) ethylenically unsaturated copolymerizable with (meth)acrylic acid alkyl ester. It consists of 0 to 50 parts by weight of monomer (here, the total amount of (b1) and (b2) is 100 parts by weight).
  • (b1) alkyl (meth)acrylate used in [Step 2] include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, iso-propyl (meth)acrylate, ( n-butyl meth)acrylate, iso-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, ( Examples include lauryl meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, and stearyl (meth)acrylate.
  • These (b1) (meth)acrylic acid alkyl esters may be used alone or in combination of two or more.
  • the ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with (b2) (meth)acrylic acid alkyl ester used in [Step 2] may be any monomer copolymerizable with (b1) (meth)acrylic acid alkyl ester.
  • (b2) include aromatic hydrocarbon vinyl monomers such as styrene, ⁇ -methylstyrene, chlorostyrene, 4-hydroxystyrene, and vinyltoluene; vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl versatate.
  • vinyl esters such as; allyl compounds; nitrile group-containing vinyl monomers such as (meth)acrylonitrile; macromonomers AS-6, AN-6, AA-6, AB-6 manufactured by Toagosei Co., Ltd.; Compounds such as AK-5; examples include vinyl methyl ether, propylene, butadiene, vinyl chloride, vinylidene chloride, and the like.
  • ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with (meth)acrylic acid alkyl ester may be used alone or in combination of two or more.
  • a vinyl monomer having an acid group can also be used.
  • the mechanical stability and chemical stability of the resulting resin emulsion and the adhesion to a substrate when used as a coating film can be improved.
  • vinyl monomer having an acid group examples include unsaturated carboxylic acids and their acid anhydrides, such as acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride, and itaconic anhydride.
  • Monomers having a sulfonic acid group such as sodium styrene sulfonate, sodium 2-sulfoethyl methacrylate, ammonium 2-sulfoethyl methacrylate, acrylamide tert-butyl sulfonic acid, and sodium acrylamide tert-butyl sulfonate.
  • the vinyl monomers having acid groups may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the vinyl monomer having an acid group used is 0.2 parts by weight to 10 parts by weight when the total amount of the monomer mixture constituting the vinyl chloride resin and the acrylic resin is 100 parts by weight.
  • the amount is preferably from 0.5 parts by weight to 10 parts by weight, and even more preferably from 1 part by weight to 5 parts by weight. If the amount of the vinyl monomer having an acid group is 0.2 parts by weight or more, the resulting resin emulsion will have excellent mechanical stability and chemical stability, and if it is 10 parts by weight or less, the emulsion viscosity will be improved. This can prevent a sudden increase in water resistance and a decrease in water resistance.
  • a vinyl monomer having a hydroxyl group can also be used. Having a hydroxyl group is preferable because the dispersibility of the pigment is improved and a crosslinking point with isocyanate, melamine, etc. can be introduced.
  • vinyl monomers having hydroxyl groups include 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl vinyl ether, hydroxystyrene; Toagosei Co., Ltd.
  • Aronix (registered trademark) 5700 manufactured by Daicel Corporation; Placel (registered trademark) FA-1, FA-4, FM-1, FM-4 manufactured by Daicel Corporation; HE-10, HE-20, HP- manufactured by Nippon Shokubai Corporation 10, HP-20; Bremmer (registered trademark) PEP series manufactured by NOF Corporation, NKH-5050, GLM; hydroxyl group-containing vinyl-based modified hydroxyalkylvinyl monomers, and the like.
  • the vinyl monomers having a hydroxyl group may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the vinyl monomer having a hydroxyl group used is preferably 0.2 parts by weight to 50 parts by weight, when the total amount of the monomer mixture constituting the vinyl chloride resin and the acrylic resin is 100 parts by weight. It is more preferably 1 part by weight to 30 parts by weight, and even more preferably 2 parts by weight to 20 parts by weight.
  • a vinyl monomer having a polyoxyalkylene chain can also be used. Having a polyoxyalkylene chain is preferable in that it improves the mechanical stability and chemical stability of the resulting resin emulsion even when a vinyl monomer having an acid group is not used.
  • vinyl monomer having a polyoxyalkylene chain examples include, for example, Bremmer (registered trademark) PE-90, PE-200, PE-350, AE-90, AE-200 manufactured by NOF Corporation. , AE-350, PP-500, PP-800, PP-1000, AP-400, AP-550, AP-800, 700PEP-350B, 10PEP-550B, 55PET-400, 30PET-800, 55PET-800, 30PPT -800, 50PPT-800, 70PPT-800, PME-100, PME-200, PME-400, PME-1000, PME-4000, AME-400, 50POEP-800B, 50AOEP-800B, AEP, AET, APT, PLE , ALE, PSE, ASE, PKE, AKE, PNE, ANE, PNP, ANP, PNEP-600; Light Ester (registered trademark) 130MA, 041MA, MTG, Light
  • the vinyl monomer having a polyoxyalkylene chain may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the vinyl monomer having a polyoxyalkylene chain used is 0.2 parts by weight to 10 parts by weight when the total amount of the monomer mixture constituting the vinyl chloride resin and the acrylic-containing resin is 100 parts by weight. parts by weight, more preferably from 1 part by weight to 10 parts by weight, even more preferably from 2 parts by weight to 5 parts by weight.
  • (F) a compound having at least two non-conjugated double bonds can be used.
  • the generated particles have a crosslinked structure inside, and the water resistance of the formed coating film is improved.
  • the amount of the compound having at least two non-conjugated double bonds (F) used is 0.1 parts by weight to 5 parts by weight when the total amount of the monomer mixture constituting the acrylic resin is 100 parts by weight. It is preferably 0.5 parts by weight to 5 parts by weight, and even more preferably 1 part to 3 parts by weight.
  • fluorine-containing vinyl monomer examples include trifluoro(meth)acrylate, pentafluoro(meth)acrylate, perfluorocyclohexyl(meth)acrylate, and 2,2,3,3 methacrylate. -tetrafluoropropyl, ⁇ -(perfluorooctyl)ethyl (meth)acrylate, and the like.
  • the fluorine-containing vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the fluorine-containing vinyl monomer used is preferably 0.1 parts by weight to 50 parts by weight, when the total amount of the monomer mixture constituting the vinyl chloride resin and the acrylic resin is 100 parts by weight. It is more preferably 1 part by weight to 40 parts by weight, and even more preferably 2 parts by weight to 30 parts by weight.
  • the monomer having the alkoxysilyl group examples include vinyltrimethoxysilane, ⁇ -(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and ⁇ -(meth)acryloxypropyltriethoxysilane.
  • ⁇ -(meth)acryloxypropyltripropoxysilane ⁇ -(meth)acryloxypropyltributoxysilane
  • vinylmethyldimethoxysilane ⁇ -(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane
  • vinylmethyldiethoxysilane vinylmethyldiethoxysilane
  • ⁇ - Examples include (meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, ⁇ -(meth)acryloxypropylmethyldipropoxysilane, and ⁇ -(meth)acryloxypropylmethyldibutoxysilane.
  • the monomers having an alkoxysilyl group may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the monomer having an alkoxysilyl group used is preferably 0.1 parts by weight to 30 parts by weight, when the total amount of the monomer mixture constituting the vinyl chloride resin and the acrylic resin is 100 parts by weight. , more preferably 0.5 parts by weight to 20 parts by weight, and even more preferably 1 part to 10 parts by weight.
  • an ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group as (b2) used in [Step 2]
  • the adhesion to the film can be improved.
  • Specific examples of the ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group include acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, acetoacetoxyethyl methacrylate, and formyl styrene.
  • vinyl alkyl ketones having 4 to 7 carbon atoms eg, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl butyl ketone
  • diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are particularly preferred in terms of reactivity, availability, and economy.
  • the ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group may be used alone or in combination of two or more types.
  • the amount of the ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group is 0.1 parts by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomer mixture constituting the acrylic-containing resin. Parts by weight are preferred, and 1 to 5 parts by weight are more preferred.
  • an acrylic-containing resin is obtained using an ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group as (b2), and the obtained resin is complexed with a vinyl chloride resin. It is also possible to impart crosslinking properties by adding (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule to the resulting emulsion. Thereby, the water resistance, solvent resistance, and adhesion of the resulting coating film, ink, etc. can be improved.
  • hydrazine derivative (D) having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule include oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, etc.
  • the amount of the hydrazine derivative having a hydrazino group or semicarbazide group (D) is such that the total amount of functional groups selected from hydrazide groups, semicarbazide groups, and hydrazone groups is 0 per mol of carbonyl group in the acrylic resin.
  • the amount is preferably from .01 mol to 2 mol, more preferably from 0.05 mol to 1.5 mol.
  • the vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion has a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group, and further contains (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule. It is more preferable.
  • At least 60 parts by weight, more preferably at least 80 parts by weight is a hydrophobic material having a solubility in water of less than 5 g/L at 20°C.
  • a monomer is more desirable because it can lower the viscosity of the emulsion. If the ratio of the hydrophobic monomer is 60 parts by weight or more, the acrylic-containing resin will not concentrate near the surface of the particles, making it easier to express the characteristics of vinyl chloride resin, and lowering the emulsion viscosity, which will reduce production. performance and economy can be improved.
  • the glass transition temperature (hereinafter referred to as "Tg") of the acrylic-containing resin is set lower than the Tg of the vinyl chloride resin. It is preferable.
  • Wn represents the weight percent of the monomer n
  • Tgn represents the Tg (absolute temperature) of the homopolymer composed of the monomer n.
  • Tg values of the main pomopolymers are shown below.
  • the surfactant and polymerization initiator used in the polymerization of the acrylic-containing resin in [Step 2] can be the same as those listed for the polymerization of the vinyl chloride resin in [Step 1].
  • (G) a reactive surfactant having a polymerizable double bond in one molecule. It is preferable to use from the viewpoint of suppressing the generation of new particles, water resistance, and weather resistance. In particular, when a reactive surfactant having a polyoxyalkylene group in the molecule is used, mechanical stability can be improved.
  • a redox type polymerization initiator that is a combination of an organic peroxide, a redox catalyst, and a reducing agent is particularly preferred from the viewpoint of polymerization stability and water resistance.
  • the ratio of the vinyl chloride resin to the acrylic-containing resin is 95:5 to 20 by weight from the viewpoints of adhesion, impact resistance, flexibility, and film formability. :80 is preferable, and 70:30 to 30:70 is more preferable.
  • the average particle diameter of the vinyl chloride-acrylic composite resin after completion is preferably 20 nm to 500 nm, more preferably 50 nm to 300 nm, as measured by dynamic light scattering. If the average particle diameter of the composite resin particles is 20 nm or more, it is preferable because the viscosity can be lowered and stability is improved, and if it is 500 nm or less, it is preferable because it has excellent water resistance. Further, when the vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion is used as an ink as it is, it is more preferable to adjust the average particle diameter of the composite resin particles to 60 nm to 120 nm. This results in particularly good adhesion, water resistance, and water whitening resistance. Note that the average particle diameter can be adjusted by adjusting the amount of surfactant added at the beginning of [Step 1].
  • the composite resin particles obtained by the present invention can be used as they are in the form of an emulsion, or can be dried and used as a powder.
  • the resin emulsion made by polymerizing a vinyl chloride monomer in the presence of an acrylic-containing resin is not particularly limited, but for example, in a multi-stage emulsion polymerization method, an acrylic monomer is added in the first stage.
  • examples include emulsions of vinyl chloride-acrylic composite resins obtained by polymerizing monomers mainly consisting of vinyl chloride monomers, and then polymerizing monomers mainly consisting of vinyl chloride monomers in the second and subsequent stages.
  • the above-mentioned "monomer mainly composed of acrylic monomer” and "monomer mainly composed of vinyl chloride monomer” are as follows. The same monomers as those described in ⁇ Resin emulsion of polymerized resin'' can be used. Furthermore, surfactants, polymerization initiators, and the like used in emulsion polymerization can be appropriately selected and employed.
  • a resin emulsion made by polymerizing a vinyl chloride monomer in the presence of the acrylic-containing resin is known in the art, and any conventionally known resin emulsion can be used as appropriate.
  • a suitable example is the resin emulsion described in, for example, Japanese Patent No. 6,247,317.
  • the resin emulsion made by polymerizing vinyl chloride monomer in the presence of styrene/(meth)acrylic ester oligomer and/or (meth)acrylic ester oligomer is not particularly limited, but for example, Vinyl chloride-acrylic obtained by polymerizing monomers mainly composed of vinyl chloride monomers in a container containing commercially available styrene/(meth)acrylic acid ester oligomers and/or (meth)acrylic acid ester oligomers.
  • Examples include emulsions of composite resins.
  • the "monomer mainly composed of vinyl chloride monomer” includes the monomers described in ⁇ Resin emulsion of resin obtained by polymerizing acrylic monomer in the presence of vinyl chloride resin> above. Monomers similar to can be used. Furthermore, surfactants, polymerization initiators, and the like used in emulsion polymerization can be appropriately selected and employed.
  • the resin emulsion of the resin obtained by polymerizing vinyl chloride monomer in the presence of the styrene/(meth)acrylic ester oligomer and/or (meth)acrylic ester oligomer is known in the art, and is a resin emulsion made by polymerizing a vinyl chloride monomer in the presence of the styrene/(meth)acrylic ester oligomer and/or the (meth)acrylic ester oligomer.
  • Emulsions can be used as appropriate.
  • a suitable example includes, for example, the resin emulsion described in International Publication No. 2010-140647.
  • the vinyl chloride resin emulsion is not particularly limited, but includes, for example, a vinyl chloride resin emulsion obtained by polymerizing monomers mainly composed of vinyl chloride monomers in an emulsion polymerization method. be able to.
  • the "monomer mainly composed of vinyl chloride monomer” includes the monomers described in ⁇ Resin emulsion of resin obtained by polymerizing acrylic monomer in the presence of vinyl chloride resin> above. Monomers similar to can be used. Furthermore, surfactants, polymerization initiators, and the like used in emulsion polymerization can be appropriately selected and employed.
  • the vinyl chloride-acrylic copolymer emulsion is not particularly limited; Examples include emulsions of vinyl chloride-acrylic copolymers obtained by copolymerizing with monomers.
  • the above-mentioned "monomer mainly composed of acrylic monomer” and “monomer mainly composed of vinyl chloride monomer” are as follows. The same monomers as those described in ⁇ Resin emulsion of polymerized resin'' can be used. Furthermore, surfactants, polymerization initiators, and the like used in emulsion polymerization can be appropriately selected and employed.
  • the vinyl chloride-acrylic copolymer emulsion is known in the art, and conventionally known resin emulsions can be used as appropriate.
  • a suitable example is the resin emulsion described in, for example, JP-A-10-176132.
  • the acrylic resin emulsion is not particularly limited, but includes, for example, an acrylic resin emulsion obtained by polymerizing monomers mainly composed of acrylic monomers in an emulsion polymerization method. be able to.
  • the acrylic resin does not contain vinyl chloride monomer, or even if it contains it, it only contains a small amount (10 polymerized parts or less of vinyl chloride monomer when the total amount of the monomer mixture is 100 parts by weight). It is a resin obtained by polymerizing monomers containing
  • the above-mentioned "monomer mainly consisting of an acrylic monomer” includes the monomers described in ⁇ Resin emulsion of a resin obtained by polymerizing an acrylic monomer in the presence of a vinyl chloride resin> above. Something similar to this can be used.
  • the emulsion polymerization method, the surfactant used, the polymerization initiator, etc. please refer to [Step 2] of ⁇ Resin emulsion of resin obtained by polymerizing acrylic monomer in the presence of vinyl chloride resin> described above.
  • the method described and the surfactant, polymerization initiator, etc. to be used can be appropriately selected and employed. Therefore, the emulsion polymerization may be carried out in one stage, or may be carried out in multiple stages by changing the composition of the monomer mixture.
  • the acrylic resin emulsion is known in the art, and any conventionally known resin emulsion can be used as appropriate. Suitable examples include resin emulsions described in JP-A No. 2006-070236, International Publication No. 2018-088560, and the like.
  • acrylic resin emulsions may be commercially available from various companies; for example, Boncoat (registered trademark) and Watersol (registered trademark) manufactured by DIC Corporation; Acryset (registered trademark) manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. , Udouble (registered trademark); Polysol (registered trademark) manufactured by Showa Denko K.K.; Yodosol (registered trademark) and Kanebinol (registered trademark) manufactured by Henkel Japan; Polytron (registered trademark) and Polydurex (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.
  • an ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group is used, and (D) at least a hydrazino group or a semicarbazide group is added per molecule.
  • the other component (A) also contains an ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group for the same reason. It is more preferable to use (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule.
  • the vinyl chloride resin emulsion is preferably a vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion from the viewpoint of the balance between film formability and film hardness, in which an acrylic monomer is polymerized in the presence of a vinyl chloride resin. More preferably, it is a resin emulsion of a composite resin made of
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention may contain a polyolefin resin emulsion as the component (B).
  • the polyolefin resin emulsion is an emulsion of a polyolefin resin, and examples of the polyolefin resin include, but are not limited to, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, and ethylene-propylene-butene copolymer. etc. can be mentioned.
  • the polyolefin resin may be subjected to a modification treatment selected from chlorinated modification, acrylic modification, and maleic anhydride modification, and is more preferably a chlorinated modified polyolefin resin emulsion, and is preferably a chlorinated polypropylene resin. Emulsions are particularly preferred.
  • the polyolefin resin emulsion is known in the art, and any conventionally known polyolefin resin emulsion can be used as appropriate. Suitable examples include resin emulsions described in JP-A-2013-193324, JP-A-10-298233, and the like.
  • polyolefin resin commercially available products may be used.
  • commercially available products include Superklon (registered trademark) series (Superklon (registered trademark) E-415, E- 480T, E-604 (maleic anhydride modified/chlorinated modified), E-723 (chlorinated modified), etc.), Auroren (registered trademark) series (non-chlorinated polyolefin, Auroren) manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.
  • EW-5515, EW-5303, EW-5250 maleic anhydride modified/chlorinated modified
  • NA-1015, NA-1100, NA-4002, NA-3002, NZ-1001, NZ-1004, NZ-1015 examples include NZ-1029 (maleic anhydride modified), Zaixen (registered trademark) series (Zaikusen (registered trademark) L, A, NC, N (acrylic modified), etc.) manufactured by Sumitomo Seika Chemical Co., Ltd., and the like.
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention may contain an alkali-soluble resin as the component (C).
  • alkali-soluble resin refers to a resin that is insoluble in water as it is, but becomes soluble in water under alkaline conditions.
  • insoluble in water means that it becomes cloudy or precipitates when added to water with a pH of 7 or less at 25°C.
  • alkaline conditions are intended to mean that the pH exceeds 7.
  • alkali-soluble resin examples include a copolymer resin obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated carboxylic acid and an unsaturated monomer copolymerizable with the ethylenically unsaturated carboxylic acid.
  • alkali-soluble resin examples include styrene-(meth)acrylic acid copolymer, styrene- ⁇ methylstyrene-(meth)acrylic acid copolymer, styrene-(meth)acrylic acid ester-( meth)acrylic acid copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, vinylnaphthalene-(meth)acrylic acid copolymer, vinylnaphthalene-maleic acid copolymer, isobutylene-maleic anhydride copolymer, (meth) Examples include acrylic ester-(meth)acrylic acid copolymers, acrylic ester-methacrylic ester-(meth)acrylic acid copolymers, and the like.
  • ethylenically unsaturated carboxylic acids examples include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate, 2-carboxypropyl (meth)acrylate, and maleic anhydride. acids, maleic acid monoalkyl esters, citraconic acid, citraconic anhydride, and citraconic acid monoalkyl esters.
  • the ethylenically unsaturated carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more. Among these, the ethylenically unsaturated carboxylic acid is preferably acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, or itaconic acid.
  • component (A) may also include an emulsion of a resin obtained by polymerizing the monomer mixture containing the above-mentioned ethylenically unsaturated carboxylic acid, but such a resin cannot be dissolved in water under alkaline conditions. It differs from the alkali-soluble resin of component (C) in that it does not.
  • the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid used is preferably 5 parts by weight to 60 parts by weight, more preferably 7 parts by weight, when the total amount of the monomer mixture constituting the alkali-soluble resin is 100 parts by weight. 50 parts by weight, more preferably 10 parts by weight to 40 parts by weight, particularly preferably 12 parts by weight to 30 parts by weight. It is preferable that the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid used is 5 parts by weight or more because the alkali-soluble resin dissolves in water under alkaline conditions. Further, it is preferable that the amount used is 60 parts by weight or less from the viewpoint of stability of the emulsion containing the alkali-soluble resin and water resistance of the applied ink. Moreover, when it exceeds 60 parts by weight, the viscosity after being dissolved in alkali increases.
  • the unsaturated monomer is not particularly limited as long as it is an unsaturated monomer that can be copolymerized with the ethylenically unsaturated carboxylic acid, but for example, acrylic acid or methacrylic acid having 1 to 1 carbon atoms, 18 alkyl esters (e.g., methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, -2-ethylhexyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, (meth)acrylate cyclohexyl acrylate, t-butyl (meth)acrylate, etc.); vinyl aromatic (e.g., styrene, 4-methylstyrene, ⁇ -methylstyrene, etc.); vinyl aromatic (e.g., styrene, 4-methylstyrene, ⁇ - methylstyrene, etc.); Saturated carboxylic acid
  • vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl butyl monoolefinically unsaturated sulfonic acids e.g. vinyl sulfonic acid, methylacrylamide propane sulfonic acid
  • their salts adducts of polyethylene glycol and methacrylic acid (Blenmar PE series: trade name, manufactured by NOF Corporation) ); adducts of polypropylene glycol and methacrylic acid (Blenmar PP series: trade name, manufactured by NOF Corporation); diolefinically unsaturated monomers (1,4-diacryloxybutane, divinylbenzene, etc.); Acrylonitrile; hydroxyethyl acrylate; hydroxyethyl methacrylate; hydroxypropyl acrylate; hydroxypropyl methacrylate; glycidyl methacrylate; vinylidene chloride; vinyl chloride; butadiene and the like.
  • the unsaturated monomers may
  • an ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from the keto group or aldehyde group as the unsaturated monomer, adhesion to the film can be improved.
  • diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are particularly preferred in terms of reactivity, availability, and economy.
  • the amount of the ethylenically unsaturated monomer having a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group is 0.1 parts by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomer mixture constituting the alkali-soluble resin. Parts by weight are preferred, and 1 to 5 parts by weight are more preferred.
  • the obtained alkali-soluble resin is neutralized with an alkali.
  • (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule in the water-solubilized product, or in the emulsion prepared by emulsion polymerization crosslinking properties can be improved. It is also possible to add it, and it is possible to improve the water resistance, solvent resistance, and adhesion of the resulting coating film, ink, etc.
  • hydrazine derivative (D) having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule are as described in the component (A) above, so their explanation will be omitted here.
  • the amount of the hydrazine derivative having a hydrazino group or semicarbazide group (D) is such that the total amount of functional groups selected from hydrazide groups, semicarbazide groups, and hydrazone groups is 0 per mol of carbonyl group in the alkali-soluble resin.
  • the amount is preferably from .01 mol to 2 mol, more preferably from 0.05 mol to 1.5 mol.
  • the alkali-soluble resin has a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group, and more preferably contains (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule. .
  • the weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is not limited to this, it is preferably 1,000 to 60,000, more preferably 1,500 to 30,000, and even more preferably 2. ,000 to 25,000. If the weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is 1,000 or more, it is preferable because the dispersion stability of the pigment and the scratch resistance of the resulting coating material are excellent. Further, it is preferable that the weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is 60,000 or less, since there is no significant increase in viscosity and the handleability is excellent.
  • the weight average molecular weight is a polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the Tg of the alkali-soluble resin is preferably 50° C. or higher in terms of the resulting film hardness.
  • the particle size when the alkali-soluble resin is produced by emulsion polymerization does not need to be particularly considered because it is made water-soluble by neutralization, but if it is made too small, the viscosity of the emulsion during polymerization will increase, Productivity deteriorates. From this point of view, it is preferable that the particle diameter is greater than 150 nm.
  • the method for producing the alkali-soluble resin is not particularly limited, and it can be produced by bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, etc.
  • the emulsion polymerization method is most suitable because it does not require steps such as drying, pulverization, solvent removal, and redissolution, and can be carried out continuously from polymerization to neutralization and water solubilization.
  • the method for producing the emulsion of the alkali-soluble resin includes, for example, an emulsion consisting of 5 to 60 parts by weight of the ethylenically unsaturated carboxylic acid and 40 to 95 parts by weight of an unsaturated monomer copolymerizable therewith.
  • a method may be mentioned in which an unsaturated monomer mixture is emulsion polymerized in water in the presence of a surfactant and a chain transfer agent.
  • the surfactant the same surfactants as those listed in the explanation of component (A) can be used.
  • chain transfer agent examples include mercaptans such as t-dodecylmercaptan and n-dodecylmercaptan; thioglycolic acid esters such as methyl thioglycolate, propyl thioglycolate, and 2-ethylhexyl thioglycolate; methyl ⁇ -mercaptopropionate; Examples include ⁇ -mercaptopropionate esters such as octyl ⁇ -mercaptopropionate; ⁇ -methylstyrene dimer.
  • mercaptans such as t-dodecylmercaptan and n-dodecylmercaptan
  • thioglycolic acid esters such as methyl thioglycolate, propyl thioglycolate, and 2-ethylhexyl thioglycolate
  • methyl ⁇ -mercaptopropionate examples include ⁇ -mercap
  • component (A) As the polymerization initiator used in emulsion polymerization, those similar to those listed in the explanation of component (A) can be used.
  • the alkali-soluble resin may be a commercially available product, and examples of commercially available products include Neocryl (registered trademark) B-817 (Tg: 64°C, Mw: 23,000) manufactured by Covestro AG, Germany; Neocryl (registered trademark) B-890 (weight average molecular weight Tg: 85°C, Mw: 12,500), Joncryl (registered trademark) 67 (Tg: 73°C, Mw: 12,500) manufactured by BASF in Germany, John Kryl (registered trademark) 678 (Tg: 85°C, Mw: 8,500), Jonkryl (registered trademark) 690 (Tg: 102°C, Mw: 16,500), Jonkryl 682 (registered trademark) (Tg: 56 °C, Mw: 1,700), Jonkryl (registered trademark) 693 (Tg: 84°C, Mw: 6,000), Jonkryl (registered trademark) 819 (Tg: 57°C, Mw: 14,500), John
  • the aqueous ink composition may contain the (A) component and the (B) component, or may contain the (A) component and the (C) component, It may contain a component (A), a component (B), and a component (C).
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention improves adhesion to a polyolefin substrate by including the components (A) and (B).
  • the blending ratio of component (A) and component (B) is not limited to this, but for example, (A) 50% to 95% by weight, (B) 5% to 50% by weight. %, more preferably (A) 60% to 90% by weight, and (B) 10% to 40% by weight.
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention improves adhesion to a polyamide base material by including the component (A) and the component (C).
  • the blending ratio of component (A) and component (B) is not limited to this, but for example, (A) 50% to 95% by weight, (C) 5% to 50% by weight. %, more preferably (A) 60% to 90% by weight, and (C) 10% to 40% by weight.
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention contains the components (A), (B), and (C), so that it can be applied to polyolefin base materials, polyester base materials, and polyamide base materials. Excellent adhesion.
  • the blending ratio of component (A), component (B), and component (C) is not limited to this, but for example, (A) 20% to 90% by weight, (B) ) 5% to 40% by weight, and (C) 5% to 40% by weight, more preferably (A) 35% to 85% by weight, (B) 5% to 30% by weight, and (C) 10% to 35% by weight, more preferably (A) 45% to 85% by weight, (B) 5% to 25% by weight, and (C) 10% to 30% by weight. It is.
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention further contains (E) a pigment.
  • the pigments are not particularly limited, but include, for example, carbon black, phthalocyanine blue, quinacridone red, monoazo yellow, monoazo red, disazo orange, quinacridone magenta, dioxazine violet, phthalocyanine green, benzimidalozone, and vanadine.
  • Examples include bismuth acid, naphthol red, titanium dioxide, calcium carbonate, kaolin clay, talc, barium sulfate, white carbon, Bengara, loess, and composite oxides.
  • self-dispersing pigments that can be stably dispersed in water by chemically treating the surface of these pigments to add hydrophilic functional groups to the surface can also be used.
  • pigments may be dispersed during ink production, but commercially available pigment dispersions pre-dispersed in water may also be used.
  • a primer which is an undercoating paint
  • a water-based ink composition is applied to the substrate, and then a water-based ink composition is applied.
  • sufficient adhesion can be achieved without applying a primer. That is, the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention does not require a primer.
  • One aspect of the present invention also includes printed matter obtained using the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention.
  • a printed matter according to an embodiment of the present invention is obtained by printing (coating) the aqueous ink composition on a base material.
  • the base material is not particularly limited, but may include absorbent base materials such as paper and poorly absorbent base materials such as resin.
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention has excellent adhesion to at least one film base material of a polyolefin base material, a polyester base material, and a polyamide base material. It can be suitably used for.
  • Methods for coating the aqueous ink composition on the substrate include, but are not limited to, letterpress printing, flexo printing, gravure printing, screen printing, inkjet printing, etc.
  • the aqueous ink composition is applied as, for example, flexo ink, gravure ink, screen ink, inkjet ink, or the like.
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention can be particularly suitably used for flexo ink, gravure ink, and inkjet ink.
  • a method for producing an aqueous ink composition according to an embodiment of the present invention includes (A) a vinyl chloride resin emulsion and/or an acrylic resin emulsion, (B) a polyolefin resin emulsion, and (C) an alkali resin emulsion.
  • the method for producing an aqueous ink composition containing at least one kind of soluble resin is not particularly limited, and a method for producing an ordinary aqueous ink can be appropriately adopted.
  • a method for producing an aqueous ink composition according to an embodiment of the present invention includes, for example, (A) a vinyl chloride resin emulsion and/or an acrylic resin emulsion, (B) a polyolefin resin emulsion, and (C ) and at least one alkali-soluble resin.
  • the method for producing an aqueous ink composition may include a step of producing the vinyl chloride resin emulsion (A) by performing Step 1 and Step 2 below. Regarding the following steps 1 and 2, please refer to [1. Aqueous ink composition].
  • Step 1 A monomer consisting of (a1) more than 90 parts by weight of vinyl chloride monomer and not more than 100 parts by weight, and (a2) 0 or more and less than 10 parts by weight of an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with vinyl chloride monomer.
  • a step of emulsion polymerizing a vinyl chloride resin mixture (wherein the total amount of (a1) and (a2) is 100 parts by weight) to obtain a vinyl chloride resin;
  • Step 2 In the presence of the vinyl chloride resin, (b1) 50 to 100 parts by weight of an alkyl (meth)acrylate and (b2) an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with an alkyl (meth)acrylate. 0 to 50 parts by weight of a monomer mixture (here, the total amount of (b1) and (b2) is 100 parts by weight) to obtain an acrylic-containing resin.
  • an aqueous ink composition can be produced.
  • film forming aids colloidal silica, plasticizers, dispersants, wetting agents, preservatives, antifreeze agents, light stabilizers, and ultraviolet absorbers.
  • Additives used in coating materials such as antifoaming agents, antifoaming agents, and silane coupling agents can also be added.
  • the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention can reduce the use of organic solvents and reduce the burden on the environment. These effects also contribute to achieving Goal 6 of the Sustainable Development Goals (SDGs) advocated by the United Nations, “Ensure the availability and sustainable management of water and sanitation for all.” It is something to do.
  • SDGs Sustainable Development Goals
  • One embodiment of the present invention includes the following configuration.
  • Water-based ink containing at least one of (A) a vinyl chloride resin emulsion and/or an acrylic resin emulsion, (B) a polyolefin resin emulsion, and (C) an alkali-soluble resin Composition.
  • [2] Contains all of the above (A), (B) and (C), and the blending ratio of the above (A), (B) and (C) is (A) 20% by weight to 90% by weight, (B) 5% to 40% by weight, and (C) 5% to 40% by weight, the aqueous ink composition according to [1].
  • the above (A) has a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group, and further contains (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule, [1 ] or the aqueous ink composition according to [2].
  • the above (C) has a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group, and further contains (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule, [1 ] to [3].
  • the aqueous ink composition according to any one of [3].
  • a step of emulsion polymerizing a vinyl chloride resin mixture (wherein the total amount of (a1) and (a2) is 100 parts by weight) to obtain a vinyl chloride resin;
  • Step 2 In the presence of the vinyl chloride resin, (b1) 50 to 100 parts by weight of an alkyl (meth)acrylate and (b2) an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with an alkyl (meth)acrylate. 0 to 50 parts by weight of a monomer mixture (here, the total amount of (b1) and (b2) is 100 parts by weight) to obtain an acrylic-containing resin.
  • a method for producing a composition comprising at least one of (A) a vinyl chloride resin emulsion and/or an acrylic resin emulsion, (B) a polyolefin resin emulsion, and (C) an alkali-soluble resin.
  • a method for producing an aqueous ink composition comprising the step of blending.
  • a step of emulsion polymerizing a vinyl chloride resin mixture (wherein the total amount of (a1) and (a2) is 100 parts by weight) to obtain a vinyl chloride resin;
  • Step 2 In the presence of the vinyl chloride resin, (b1) 50 to 100 parts by weight of an alkyl (meth)acrylate and (b2) an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with an alkyl (meth)acrylate. 0 to 50 parts by weight of a monomer mixture (here, the total amount of (b1) and (b2) is 100 parts by weight) to obtain an acrylic-containing resin.
  • [12] Contains all of the above (A), (B) and (C), and the blending ratio of the above (A), (B) and (C) is (A) 20% to 90% by weight, (B) 5% to 40% by weight, and (C) 5% to 40% by weight, the method for producing an aqueous ink composition according to any one of [10] to [11].
  • the above (A) has a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group, and further contains (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule, [10 ] to [12].
  • the method for producing an aqueous ink composition according to any one of [12].
  • the above (C) has a carbonyl group derived from a keto group or an aldehyde group, and further includes (D) a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups or semicarbazide groups per molecule, [10 ] to [13].
  • the method for producing an aqueous ink composition according to any one of [13].
  • viscosity The viscosity of the emulsion was measured using a BM type viscometer at a liquid temperature of 25°C and 60 revolutions.
  • the minimum film forming temperature (hereinafter sometimes referred to as "MFT") of the emulsion was measured using an MFT tester TP-801LT manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.
  • THF insoluble matter The emulsion was spread thinly in a polyethylene container and dried in a dryer at 60°C for 16 hours to obtain a solid. The obtained solid was placed in a bag made of 200 mesh wire mesh whose weight (W1) had been measured in advance, and the total weight (W2) of the solid and the bag was measured. The bag containing the solid was then immersed in tetrahydrofuran (THF) at room temperature for 16 hours. The bag was taken out from the THF, dried in a dryer at 120° C. for 1 hour, allowed to cool to room temperature in a desiccator, and then weighed (W3).
  • THF insoluble content (W3-W1)/(W2-W1) x 100 (solid content concentration)
  • THF insoluble content (%) (W3-W1)/(W2-W1) x 100 (solid content concentration)
  • a certain amount of the emulsion was poured into an aluminum container whose weight (w1) had been measured in advance, and after the weight (w2) was measured, it was dried in a dryer at 120° C. for 1 hour.
  • the weight (w3) of the aluminum container containing the solid content after drying was measured.
  • the solid content concentration was calculated using the following formula.
  • Solid content concentration (%) (w3-w1)/(w2-w1) x 100 (Weight average molecular weight)
  • the weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • Cellophane tape (width 18 mm) approximately 10 cm in length was attached to the surface of the evaluation test specimen on which the ink composition was applied, and tightly adhered to the surface. The attached cellophane tape was vigorously peeled off from the left end, and the degree of peeling of the ink was observed.
  • the "peeled area” is the area of the part of the peeled off cellophane tape to which ink has adhered.
  • the ratio (%) of the peeled area is the ratio of the "peeled area” to the area of the cellophane tape pasted on the evaluation test specimen.
  • B Peeling area is less than 30%.
  • Step 1 Production of vinyl chloride resin emulsion
  • 120 parts of deionized water 120 parts of deionized water, 0.094 parts of sodium formaldehyde sulfoxylate, 0.044 parts of sodium bicarbonate (sodium hydrogen carbonate), and 0.0 parts of sodium lauryl sulfate were added.
  • 65 parts of ferrous sulfate heptahydrate, 0.00165 parts of ferrous sulfate heptahydrate, and 0.00275 parts of disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA.2Na) were charged.
  • Adekaria Soap (registered trademark) SR-1025 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.: active ingredient 25%) was used as a reactive surfactant in the form of an aqueous solution (5%) so that the active ingredient amount was 1.35 parts. , was uniformly and continuously added for 165 minutes from 45 minutes after the start of polymerization (when the temperature of the mixture in the polymerization container reached 60° C.).
  • the polymerization reaction was stopped when the internal pressure in the polymerization container decreased to 0.5 MPa or less. Unreacted vinyl chloride was removed to obtain a vinyl chloride resin emulsion (PVC-1).
  • the resulting vinyl chloride resin emulsion (PVC-1) had a polymerization conversion rate of 75%, an average particle diameter of 92 nm, and a solid content concentration of 33%.
  • the average particle diameter and solid content concentration of the vinyl chloride resin emulsion (PVC-1 and PVC-2 described later) are determined using the same method as the measurement method for the average particle diameter and solid content concentration of vinyl chloride resin emulsion, etc. It was measured by the method. Further, the polymerization conversion rate was calculated by dividing the solid content concentration by the theoretical solid content concentration assuming that all of the monomers introduced were polymerized. Displayed.
  • the polymerization conversion rate of the vinyl chloride resin emulsion (PVC-2) was 74%, the average particle diameter was 85 nm, and the solid content concentration was 33%.
  • Table 3 shows the TAC amount.
  • the TAC amount of 0.06 parts shown in Table 3 is the amount (parts by weight) contained in 50 parts of vinyl chloride resin, taking into consideration the polymerization conversion rate of vinyl chloride resin.
  • the temperature of the mixture inside the polymerization vessel was raised to 50°C, and then 0.028 part of t-butyl hydroperoxide was added as a polymerization initiator and Bruggolite (registered trademark) was added as a reducing agent. ) 0.011 part of FF-6 (manufactured by Bruggemann Chemical) was added.
  • the emulsion properties (average particle size, particle size distribution, viscosity, MFT, THF insolubles) of the resulting composite resin emulsion (HB-1A) were measured.
  • Step 2 Production of composite resin emulsion
  • the vinyl chloride resin emulsion (PVC-2) produced in Synthesis Example 2 was used instead of the vinyl chloride resin emulsion (PVC-1), and the acrylic monomer mixture was 3, using the acrylic monomer mixture shown in Production Example 2, Step 2, and adding 0.5 parts of adipic acid dihydrazide (ADH) as a 10% aqueous solution to 100 parts of the total monomer mixture. Then, instead of adjusting the solid content concentration of the reaction mixture to 40% with deionized water, 1.0 part of adipic acid dihydrazide (ADH) was added as a 10% aqueous solution to 100 parts of the total monomer mixture.
  • a composite resin emulsion (HB-2A) was obtained by carrying out the same operation as in Production Example 1, except that the solid content concentration of the reaction mixture was adjusted to 38% with deionized water.
  • the emulsion properties (average particle size, particle size distribution, viscosity, MFT, THF-insoluble content) of the obtained composite resin emulsion (HB-2A) were measured.
  • Table 3 shows the results and the glass transition temperatures of the vinyl chloride resin polymerized in Step 1 and the acrylic-containing resin polymerized in Step 2.
  • the composite resin emulsions obtained in Production Examples 1 and 2 both have a single peak particle size distribution, and the average particle size also increases correspondingly with the amount of added monomer. It is presumed that vinyl chloride resin and acrylic resin coexist. That is, it is considered that composite particles of vinyl chloride resin and acrylic resin were obtained.
  • the composite resin emulsions obtained in Production Examples 1 and 2 were compared with the acrylic resin emulsions of Production Examples 3 and 4, which will be described later, in which multi-stage polymerization was performed using only acrylic resins, even though the set Tg in Step 1 was the same. Regardless, the minimum film-forming temperature was lower and good film-forming properties were exhibited. Furthermore, when Manufacturing Examples 1 and 2 were compared, the THF-insoluble content was further increased by introducing (F) a compound having at least two non-conjugated double bonds into the vinyl chloride resin.
  • the Tg of the acrylic-containing resin was below -20°C, so the minimum film formation temperature (MFT) was reduced and film formation properties were improved.
  • the temperature of the mixture inside the polymerization vessel was raised to 50°C, and 0.035 parts of polymerization initiator t-butyl hydroperoxide and 0.0007 parts of ferrous sulfate heptahydrate were added. 1 part, 0.0028 part of disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA.2Na), and 0.35 part of a reducing agent Bruggolite (registered trademark) FF-6 were added, and the mixture was stirred for 30 minutes.
  • EDTA.2Na disodium ethylenediaminetetraacetate
  • Bruggolite registered trademark
  • the obtained monomer emulsion was uniformly and continuously added to the polymerization container over a period of 180 minutes.
  • 0.049 parts of the polymerization initiator t-butyl hydroperoxide and 0.040 parts of the reducing agent Bruggolite® FF-6 were divided into 4 portions. Additional additions were made to the polymerization vessel.
  • Step 2 Next, 0.028 parts of t-butyl hydroperoxide as a polymerization initiator and 0.011 parts of Bruggolite (registered trademark) FF-6 as a reducing agent were added to the polymerization vessel.
  • the reactive surfactant Aqualon (registered trademark) AR-1025 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.: active ingredient 25%) was added to 50 parts of the monomer mixture shown in Production Example 3, Step 2 in Table 3. 0.75 parts as an active ingredient, 0.75 parts of Latemul (registered trademark) PD-430S (manufactured by Kao Corporation: 25% active ingredient) as an active ingredient, and 19 parts of deionized water (including surfactant content). ) was emulsified by adding and stirring to obtain a monomer emulsion. The obtained monomer emulsion was uniformly and continuously added to the polymerization container over a period of 200 minutes. During the continuous addition of the monomer emulsion, 0.049 parts of t-butyl hydroperoxide and 0.030 parts of Bruggolite® FF-6 were added in 8 portions to the polymerization vessel. added.
  • the emulsion properties (average particle size, particle size distribution, viscosity, MFT, THF-insoluble content) of the obtained acrylic resin emulsion (AC-1A) were measured.
  • Table 3 shows the results and the glass transition temperatures of the acrylic-containing resin polymerized in step 1 and the acrylic-containing resin polymerized in step 2.
  • [Production Example 4] Production of acrylic resin emulsion (two-stage emulsion polymerization) The same operation as in Production Example 3 was performed except that the monomer composition in [Step 1] of [Production Example 3] was changed to the monomer composition shown in Production Example 4, Step 1 in Table 3, and the acrylic A resin emulsion (AC-2A) was obtained.
  • the emulsion properties (average particle size, particle size distribution, viscosity, MFT, THF-insoluble content) of the obtained acrylic resin emulsion (AC-2A) were measured.
  • Table 3 shows the results and the glass transition temperatures of the acrylic-containing resin polymerized in step 1 and the acrylic-containing resin polymerized in step 2.
  • a polymerization container equipped with a stirrer was charged with 90 parts of deionized water, 0.0125 parts of sodium bicarbonate, 0.1 part of sodium lauryl sulfate, and 1/20 of the obtained monomer emulsion, and the inside of the polymerization container was deoxidized. Thereafter, the temperature of the mixture in the polymerization vessel was raised to 50°C.
  • the remaining 19/20 of the monomer emulsion was uniformly and continuously added to the polymerization vessel over 285 minutes.
  • 0.0857 parts of t-butyl hydroperoxide as a polymerization initiator and 0.050 parts of Bruggolite® FF-6 as a reducing agent were divided into 8 portions. and additionally added to the polymerization vessel.
  • the emulsion properties (average particle size, particle size distribution, viscosity, MFT, THF-insoluble content) of the obtained acrylic resin emulsion (AC-3) were measured. Table 3 shows the results and the glass transition temperature of AC-3.
  • the emulsion properties (average particle size, particle size distribution, viscosity, MFT, THF-insoluble content) of the obtained acrylic resin emulsion (AC-3A) were measured. Table 3 shows the results and the glass transition temperature of AC-3A.
  • a polymerization vessel equipped with a stirrer was charged with 97 parts of deionized water, 0.013 parts of sodium bicarbonate, and 1/20 of the obtained monomer emulsion, and after the inside of the polymerization vessel was deoxidized, the mixture in the polymerization vessel was The temperature was raised to 50°C.
  • the remaining 19/20 of the monomer emulsion was uniformly and continuously added to the polymerization vessel over 190 minutes.
  • 0.65 parts of t-butyl hydroperoxide as a polymerization initiator and 0.35 parts of Bruggolite® FF-6 as a reducing agent were added in 6 portions. and additionally added to the polymerization vessel.
  • the properties (average particle size, particle size distribution, weight average molecular weight, viscosity, MFT, THF-insoluble content) of the obtained alkali-soluble resin (WS-1) were measured.
  • Table 3 shows the results and the glass transition temperature of WS-1.
  • the average particle size, particle size distribution, and weight average molecular weight cannot be measured after water solubilization, they were measured before ammonia neutralization.
  • XK-190 listed as component (A) is NeoCryl (registered trademark) XK-190 (acrylic resin emulsion manufactured by COVESTRO), and "XK-190” listed as component (B) is The E-480T used is Superchron (registered trademark) E-480T (chlorinated polypropylene emulsion manufactured by Nippon Paper Industries). Furthermore, in Tables 4 to 8, the unit of each component amount is "part" (part by weight).
  • Example 1 Aqueous ink compositions were produced with the compositions shown in Table 5, and the adhesion of the obtained aqueous ink compositions was evaluated. The results are shown in Table 5.
  • Example 1 As shown in Table 5, the aqueous ink composition of Example 1 containing a vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion (HB-1A) and a polyolefin resin emulsion was different from the aqueous ink composition of Comparative Example 1 containing only HB-1A. It can be seen that the adhesion to OPP is excellent compared to the ink composition.
  • HB-1A vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion
  • Comparative Example 1 containing only HB-1A. It can be seen that the adhesion to OPP is excellent compared to the ink composition.
  • Example 2-3 Aqueous ink compositions were produced with the compositions shown in Table 6, and the adhesion of the obtained aqueous ink compositions was evaluated. The results are shown in Table 6.
  • aqueous ink compositions of Examples 2 and 3 containing a vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion (HB-1A) and an alkali-soluble resin are different from those of Comparative Example 1 containing only HB-1A. It can be seen that the adhesion to Ny is excellent compared to the aqueous ink composition.
  • Examples 4 to 12 Aqueous ink compositions were produced with the compositions shown in Table 7, and the adhesion of the obtained aqueous ink compositions was evaluated. The results are shown in Table 7.
  • the water-based ink compositions of Examples 4 to 12 containing a vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion (HB-1A), a polyolefin resin emulsion, and an alkali-soluble resin contained only HB-1A. It can be seen that the aqueous ink composition of Comparative Example 1 has excellent adhesion to OPP and/or PET, and equally excellent adhesion to Ny.
  • Examples 13 to 18 Aqueous ink compositions were produced with the compositions shown in Table 8, and the adhesion of the obtained aqueous ink compositions was evaluated. The results are shown in Table 8.
  • HB-2A vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion
  • AC-1A, AC-2A, AC-3, AC-3A, XK-190 acrylic resin emulsion
  • polyolefin resin emulsion polyolefin resin emulsion
  • HB-2A vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion
  • AC-1A, AC-2A, AC-3, AC-3A, XK-190 acrylic resin emulsion
  • polyolefin resin emulsion aqueous ink compositions of Examples 13 to 18 containing HB-2A, AC-1A, AC-2A, AC-3, AC-3A, or XK-190 are the same as those of Comparative Examples containing only HB-2A, AC-1A, AC-2A, AC-3, AC-3A, or It can be seen that the adhesion to any of OPP, PET, and Ny is improved compared to the aqueous ink compositions Nos. 2 to 7.
  • the aqueous ink composition of Example 13 using a vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion (HB-2A) having TAC, which is a compound having at least two non-conjugated double bonds is a vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion (HB-2A) that does not have TAC.
  • HB-2A vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion
  • aqueous ink compositions of Comparative Example 7 and Example 16 had good adhesion performance, it was confirmed that they had tackiness (stickiness) compared to when a vinyl chloride-acrylic composite resin emulsion was used. Ta. This is considered to be because the Tg was set low in order to ensure film formability (low MFT).
  • the aqueous ink composition that has excellent adhesion to at least one of a polyolefin base material, a polyester base material, and a polyamide base material. Therefore, the aqueous ink composition according to one embodiment of the present invention is very useful as a paint or ink that can be used for various base materials, and can be used in a wide range of industrial fields.

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Abstract

ポリオレフィン基材、ポリエステル基材、およびポリアミド基材の少なくともいずれか1つの基材に対して付着性に優れる水性インク組成物を提供することを課題とする。前記課題を、(A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、(B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を含有する、水性インク組成物を用いることにより解決する。

Description

水性インク組成物
 本発明は水性インク組成物に関する。
 塩化ビニル系樹脂は、耐薬品性、耐水性、耐侯性、難燃性、加工性、および着色等に優れることから、様々の用途で使用されている。用途の一例として、塗料およびインクが知られている。例えば、特許文献1には、アクリル-塩化ビニル系エマルション、少なくとも2個のヒドラジン残基を有するヒドラジン誘導体等、および水を含む、インクジェット記録用プライマーインクが記載されている。
日本国公開特許公報特開2018-12219号公報
 ところで、インクが使用される基材には、紙などの吸収性基材だけでなく、フィルム等の難吸収性基材もある。特に、フィルム基材には、様々な種類がある。しかし、上記従来技術では、フィルム基材の種類によっては、基材へのインクの付着性が不十分であり、改善の余地があった。
 本発明の一態様は、ポリオレフィン基材、ポリエステル基材、およびポリアミド基材の少なくともいずれか1つの基材に対して付着性に優れる水性インク組成物を提供することを目的とする。
 上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、(B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を含有する。
 本発明の一態様によれば、ポリオレフィン基材、ポリエステル基材、およびポリアミド基材の少なくともいずれか1つのフィルム基材に対して付着性に優れる水性インク組成物を提供することができる。
 本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態または実施例にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせて得られる実施形態または実施例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。なお、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意図する。また、「(メタ)アクリル・・・」とは、「メタアクリル・・・」と「アクリル・・・」の両方を含む趣旨である。
 〔1.水性インク組成物〕
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、(B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を含有する。
 〔1-1.(A)成分〕
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(A)成分として、塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションを含む。
 〔1-1-1.塩化ビニル系樹脂エマルション〕
 「塩化ビニル系樹脂エマルション」とは、「塩化ビニル系樹脂」のエマルションをいい、「塩化ビニル系樹脂」とは、塩化ビニル単量体を含む単量体混合物を重合してなる樹脂をいう。「塩化ビニル系樹脂」は、塩化ビニル単量体を含む単量体混合物を重合してなる樹脂であればよいが、塩化ビニル単量体を、単量体混合物全量を100重量部としたときに、例えば30重量部以上、より好ましくは40重量部以上、さらに好ましくは45重量部以上含む単量体を重合してなる樹脂であることが好ましい。単量体混合物全量に対して含まれる塩化ビニル単量体の量の上限も特に限定されるものではなく、100重量部以下であればよい。
 前記「塩化ビニル系樹脂」としては、特に限定されるものではないが、例えば、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル-アクリル複合樹脂、塩化ビニル-アクリル共重合体、塩化ビニル-ウレタン複合樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-エチレン共重合体および塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体等を挙げることができる。ここで、本明細書において、「塩化ビニル樹脂」とは、塩化ビニルを主体とする樹脂をいい、好ましくは、単量体混合物全量を100重量部としたときに、塩化ビニル単量体を90重量超100重合部以下含む樹脂をいう。すなわち、本明細書において、「塩化ビニル樹脂」とは、塩化ビニル単量体のみを含むポリ塩化ビニルと、塩化ビニル単量体を90重量部超100重合部以下含む塩化ビニルを主体とする樹脂とを含む趣旨である。また、「アクリル含有樹脂」とは、アクリルを主体とする樹脂、好ましくは、単量体混合物全量を100重量部としたときに、アクリル系単量体を50重量部~100重合部含む樹脂をいう。
 また、前記「塩化ビニル系樹脂エマルション」は、「塩化ビニル系樹脂」のエマルションであればこれに限定されるものではないが、例えば、乳化重合法により製造した「塩化ビニル系樹脂エマルション」をそのまま使用しても良い。また、別の方法で製造した塩化ビニル系樹脂を水に界面活性剤等を用いて強制的に乳化したものでも良い。さらに、塩化ビニル系樹脂に親水性基を有する単量体を共重合させ、得られた親水性基含有塩化ビニル系樹脂に水を加え、自己乳化させたものでも良い。
 〔1-1-1-1.塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルション〕
 前記塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルションとしては、例えば、塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション、アクリル含有樹脂の存在下で塩化ビニル単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション、スチレン・(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーおよび/または(メタ)アクリル酸エステルオリゴマー存在下で塩化ビニル単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション等を挙げることができる。
 <塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる複合樹脂の樹脂エマルション>
 前記塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる樹脂としては、例えば、多段乳化重合法において、一段目(以降、[工程1]と称する。)に塩化ビニル単量体を主体とする単量体を重合し、二段目以後(以降、[工程2]と称する。)にアクリル系単量体を主体とする単量体を重合することにより得られる塩化ビニル-アクリル複合樹脂を挙げることができる。
 前記塩化ビニル-アクリル複合樹脂は、例えば、多段乳化重合法において、「工程1」として(a1)塩化ビニル単量体90重量部超100重合部以下と、(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体0以上10重量部未満と、からなる単量体混合物(ここで、(a1)および(a2)の合計量は100重量部である。)を重合して得られる塩化ビニル樹脂の存在下、[工程2]として(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステル50~100重量部と、(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な(b2)エチレン性不飽和単量体0~50重量部とからなる単量体混合物(ここで、(b1)および(b2)の合計量は100重量部である。)を重合して得られるアクリル含有樹脂を複合してなる樹脂である。
 その機構は、[工程1]で得られた塩化ビニル樹脂粒子に、アクリル含有樹脂を構成する単量体が浸透し、塩化ビニル樹脂粒子内で重合することにより、塩化ビニル樹脂とアクリル含有樹脂とが粒子内で明確なコア/シェル構造を形成するのではなく、絡み合って存在しているものと考えられる。その結果として、従来技術とは異なる特性を有する複合樹脂粒子を得ることができる。
 (塩化ビニル樹脂)
 前記塩化ビニル樹脂は、(a1)塩化ビニル単量体90重量部超100重合部以下と、(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体0以上10重量部未満とからなる単量体混合物を乳化重合にて共重合して得られるもので、多段乳化重合の一段目として重合される。なお、[工程1]は、1回で行ってもよいし、単量体混合物の組成を変更して複数回に分割して行ってもよい。
 当該塩化ビニル-アクリル複合樹脂では、機能付与は主に、多段乳化重合における[工程2]にて得られるアクリル含有樹脂にて担う為、[工程1]の塩化ビニル樹脂の組成は比較的単純なものでよく、(a1)塩化ビニル単量体単独でもよい。しかしながら、他の単量体との共重合を否定するものではなく、必要に応じて、(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体を併用することは可能である。(a2)の使用量は、0以上10重量部未満が好ましく、0~5重量部がより好ましい。
 [工程1]にて使用される(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体は、特に限定されるものではなく、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィン類;酢酸ビニル、バーサチック酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル等のビニルエーテル類;塩化ビニリデン等のビニリデン類;アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸およびその酸無水物;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ブチルベンジル等の不飽和カルボン酸エステル類;スチレン、αーメチルスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル等の不飽和ニトリル類等の、塩化ビニルと共重合可能な全ての公知の単量体が挙げられる。これら(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 [工程1]においては、前記塩化ビニル樹脂の架橋、および/または、[工程2]でのアクリル含有樹脂とのグラフト点の導入を目的として、(F)少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物を併用することもできる。
 [工程1]にて使用される(F)少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物は、特に限定されるものではなく、例えば、メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フマル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、フタル酸ジアリル、トリメリット酸トリアリル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ジビニルアジペート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレンジメタクリレート、モノエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチルロールプロパントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタアクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ビスフェノール変性ポリエチレングリコールジアクリレート等が挙げられる。
 特に、[工程2]でのアクリル含有樹脂とのグラフト点の導入を目的とする場合には、前記(F)少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物は、アリル基を2つ以上有す化合物であることが好ましく、3つのアリル基を有するトリアリルシアヌレート(TAC)、トリアリルイソシアヌレート、トリメリット酸トリアリルであることが特に好ましい。これら(F)少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 (F)少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物の使用量は、(a1)塩化ビニル単量体と(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体の合計100重量部に対して、5重量部以下が好ましく、1重量部以下がより好ましく、0.3重量部以下がさらに好ましい。(F)の使用量が5重量部以下であれば、塩化ビニル系樹脂の架橋度が高くなりすぎないため、[工程2]で重合するアクリル系単量体の浸透を妨げにくい。それゆえ、粒子内複合が好適に進行する。
 [工程1]の乳化重合に際しては、乳化重合法に通常用いられるイオン性または非イオン性の界面活性剤を使用することができる。
 [工程1]で使用されるイオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルサルフェート、ポリオキシエチレンアリルエーテルサルフェート、オクチルフェノキシエトキシエチルスルホネート、ポリオキシエチレントリデシルエーテルサルフェート、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩などのポリオキシアルキレン鎖を有するアニオン性界面活性剤;ラウリルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、イソオクチルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのスルホン酸塩;イミダゾリンラウレート、アンモニウムハイドロオキサイドなどのアンモニウム塩;ジラウリルスルホコハク酸ナトリウムなどにスルホコハク酸系界面活性剤等が挙げられる。
 [工程1]で使用される非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンラウリルエーテルなどのポリオキシアルキレン類などが挙げられる。
 前述の[工程1]で使用される界面活性剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 [工程1]における界面活性剤の使用量は、前記塩化ビニル樹脂の単量体混合物全量100重量部に対して、10重量部以下が好ましく、0.5重量部~8重量部がより好ましい。
 [工程1]においては、使用される界面活性剤の一部または全部として、(G)1分子中に重合性二重結合を有する反応性界面活性剤を用いることが、乳化重合時の新粒子の発生抑制、および、得られる塗膜の耐水性、耐候性の点で、より好ましい。特に、分子内にポリオキシアルキレン基を有する反応性界面活性剤を用いることにより、得られる樹脂エマルションの機械的安定性を向上させることができる。
 [工程1]で使用される(G)1分子中に重合性二重結合を有する反応性界面活性剤としては、例えば、(株)ADEKA製アデカリアソープ(登録商標)ER-10、ER-20、ER-30、ER-40、SR-05、SR-10、SR-20、SR-1025、SR-2025、SR-3025,NE-10、NE-20、NE-30、NE-40、SE-10N);日本乳化剤(株)製Antox(登録商標)MS-60、RMA-1120、RMA-564、RMA-568、RMA-506;第一工業製薬(株)製アクアロン(登録商標)KH-05、KH-10、RN-20、RN-30、RN-50、RN-2025、HS-10、HS-20、HS-1025、BC05、BC10、BC0515、BC1025、AR-10、AR-20、AR-1025、AR-2020、AN-10、AN-20、AN-30、AN-5065;三洋化成工業(株)製エレミノール(登録商標)JS-2、JS-20、RS-30、RS-3000;花王(株)製ラテムル(登録商標)S-180、S-180A、PD-104、PD-420、PD-430、PD-430Sなどが挙げられる。
 [工程1]で使用される重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物、アゾ系開始剤、ぺルオキソ二硫酸塩(「過硫酸塩」とも称される)、過酸化水素水、等が挙げられる。前記有機過酸化物としては、例えば、t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、パラメンタンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等が挙げられる。前記アゾ系開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。前記ぺルオキソ二硫酸塩としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 [工程1]で使用される重合開始剤は、必要に応じて、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、ロンガリット、Bruggolite(登録商標)FF-6、二酸化チオ尿素等の還元剤と併用することができる。なお、還元剤は、環境への配慮から、ホルムアルデヒド発生のないBruggolite(登録商標)FF-6、二酸化チオ尿素が特に好ましい。これらの還元剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 [工程1]における重合開始剤の使用量は、(a1)+(a2)の単量体混合物全量100重量部に対して、0.01重量部~5重量部が好ましく、0.02重量部~3重量部がより好ましい。重合開始剤の使用量が0.01重量部以上であれば、重合が進行しやすく、5重量部以下であれば、発熱制御を好適に行うことができる。
 なお、有機過酸化物は、特に重合安定性および耐水性の観点から、酸化還元系触媒および還元剤と共に、レドックス型重合開始剤として用いることが好ましい。前記酸化還元系触媒としては、例えば、遷移金属塩およびキレート剤を併用することにより生成される遷移金属錯体を使用することができる。前記遷移金属塩としては、例えば、硫酸第一鉄(II)、硫酸銅(II)、塩化銅等が挙げられ、キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA・2Na)、酒石酸、アンモニア等が挙げられる。遷移金属塩として硫酸第一鉄(II)を用い、キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA・2Na)を用いる場合、Fe-EDTAが生成されて酸化還元系触媒として機能する。
 (アクリル含有樹脂)
 前記アクリル含有樹脂は、[工程1]で得られた塩化ビニル樹脂の存在下で、[工程2]としてアクリル系単量体混合物を重合し、塩化ビニル樹脂に複合させることで、各種機能の付与を担う。
 その機構は、系中に存在する塩化ビニル樹脂粒子に、アクリル含有樹脂を構成する単量体が浸透し、粒子内で重合することにより、前記塩化ビニル樹脂と前記アクリル含有樹脂とが粒子内で絡み合って存在していると考えられる。
 前記構成によれば、アクリル含有樹脂を構成する単量体組成を調整して、親水性・疎水性のバランスを変更することにより、粒子内でのアクリル含有樹脂の存在位置を任意に調整できる可能性がある。すなわち、アクリル含有樹脂を塩化ビニル樹脂よりも疎水性の高い組成とする場合には、粒子の内寄りに、逆に塩化ビニル樹脂よりも親水性の高い組成とする場合には、粒子の外寄りに多く存在させることが可能であると考えられる。また、アクリル含有樹脂を塩化ビニル樹脂と同程度の親水性・疎水性とした場合は、アクリル含有樹脂と塩化ビニル樹脂とは均一に近い存在位置となると考えられる。
 なお、[工程2]は、1回で行ってもよいし、単量体混合物の組成を変更して複数回に分割して行ってもよい。[工程2]におけるアクリル含有樹脂の重合組成は、(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステル50~100重量部、および、(b2)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能なエチレン性不飽和単量体0~50重量部からなる(ここで、(b1)および(b2)の合計量は100重量部である)。
 [工程2]で使用される(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、例えば、(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iso-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸iso-ブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどが挙げられる。これら(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 [工程2]で使用される(b2)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能なエチレン性不飽和単量体は、(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能なものであれば、特に限定はされない。(b2)の具体例としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、4-ヒドロキシスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族炭化水素系ビニル単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどのビニルエステル;アリル化合物;(メタ)アクリロニトリルなどのニトリル基含有ビニル系単量体;東亜合成(株)製のマクロモノマーであるAS-6、AN-6、AA-6、AB-6、AK-5などの化合物;ビニルメチルエーテル、プロピレン、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、等が挙げられる。これら(b2)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能なエチレン性不飽和単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 本発明における[工程2]で使用される(b2)としては、さらに、酸基を有するビニル系単量体も使用可能である。酸基を有することにより、得られる樹脂エマルションの機械的安定性・化学的安定性、塗膜として利用する際の基材への付着性を向上できる。
 前記酸基を有するビニル系単量体の具体例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸およびその酸無水物;スチレンスルホン酸ナトリウム、2-スルホエチルメタクリレートナトリウム、2-スルホエチルメタクリレートアンモニウム、アクリルアミドtert-ブチルスルホン酸、アクリルアミドtert-ブチルスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基を有する単量体などが挙げられる。前記酸基を有するビニル系単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 前記酸基を有するビニル系単量体の使用量は、前記塩化ビニル樹脂および前記アクリル含有樹脂を構成する単量体混合物全量を100重量部とした場合、0.2重量部~10重量部が好ましく、0.5重量部~10量部がより好ましく、1重量部~5重量部がさらに好ましい。酸基を有するビニル系単量体の使用量が0.2重量部以上であれば、得られる樹脂エマルションの機械的安定性、化学的安定性に優れ、10重量部以下であれば、エマルション粘度の急激な上昇、および耐水性の低下を防ぐことができる。
 [工程2]で使用される(b2)としては、さらに、水酸基を有するビニル系単量体も使用可能である。水酸基を有することにより、顔料の分散性が向上する点、および、イソシアネートやメラミン等との架橋点を導入することができる点で、好ましい。水酸基を有するビニル系単量体の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシスチレン;東亜合成(株)製アロニクス(登録商標)5700;(株)ダイセル製placcel(登録商標)FA-1、FA-4、FM-1、FM-4;(株)日本触媒製HE-10、HE-20、HP-10、HP-20;日油(株)製ブレンマー(登録商標)PEPシリーズ、NKH-5050、GLM;水酸基含有ビニル系変性ヒドロキシアルキルビニル系モノマー等が挙げられる。前記水酸基を有するビニル系単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 水酸基を有するビニル系単量体の使用量は、前記塩化ビニル樹脂および前記アクリル含有樹脂を構成する単量体混合物全量を100重量部とした場合、0.2重量部~50重量部が好ましく、1重量部~30重量部がより好ましく、2重量部~20重量部がさらに好ましい。
 [工程2]で使用される(b2)としては、ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体も使用可能である。ポリオキシアルキレン鎖を有することにより、得られる樹脂エマルションの機械的安定性および化学的安定性を、酸基を有するビニル系単量体を使用しない場合においても向上させる点で好ましい。
 前記ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体の具体例としては、例えば、日油(株)製ブレンマー(登録商標)PE-90、PE-200、PE-350、AE-90、AE-200、AE-350、PP-500、PP-800、PP-1000、AP-400、AP-550、AP-800、700PEP-350B、10PEP-550B、55PET-400、30PET-800、55PET-800、30PPT-800、50PPT-800、70PPT-800、PME-100、PME-200、PME-400、PME-1000、PME-4000、AME-400、50POEP-800B、50AOEP-800B、AEP、AET、APT、PLE、ALE、PSE、ASE、PKE、AKE、PNE、ANE、PNP、ANP、PNEP-600;共栄社化学(株)製ライトエステル(登録商標)130MA、041MA、MTG、ライトアクリレート(登録商標)EC-A、MTG-A、130A、DPM-A、P-200A、NP-4EA、NP-8EA、EHDG-A;日本乳化剤(株)製MA-30、MA-50、MA-100、MA-150、RMA-1120、RMA-564、RMA-568、RMA-506、MPG130-MA、Antox MS-60、MPG-130MA、RMA-150M、RMA-300M、RMA-450M、RA-1020、RA-1120、RA-1820、新中村化学工業(株)製NK-ESTER M-20G、M-40G、M-90G、M-230G、AMP-10G、AMP-20G、AMP-60G、AM-90G、LAなどが挙げられる。前記ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 前記ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体の使用量は、前記塩化ビニル樹脂および前記アクリル含有樹脂を構成する単量体混合物全量を100重量部とした場合、0.2重量部~10重量部が好ましく、1重量部~10量部がより好ましく、2重量部~5重量部がさらに好ましい。
 [工程2]で使用される(b2)として、(F)少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物を使用することができる。この場合、生成した粒子内部に架橋を有する構造となり、形成した塗膜の耐水性が向上する。
 前記(F)少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物の使用量は、前記アクリル含有樹脂を構成する単量体混合物全量を100重量部とした場合、0.1重量部~5重量部が好ましく、0.5重量部~5量部がより好ましく、1重量部~3重量部がさらに好ましい。
 [工程2]で使用される(b2)として、ふっ素含有ビニル系単量体を使用することにより、高度な撥水・撥油の機能を付与することも可能である。
 前記ふっ素含有ビニル系単量体の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸トリフルオロ、(メタ)アクリル酸ペンタフルオロ、(メタ)アクリル酸パーフルオロシクロヘキシル、メタクリル酸2,2,3,3-テトラフルオロプロピル、(メタ)アクリル酸β-(パーフルオロオクチル)エチルなどが挙げられる。前記ふっ素含有ビニル系単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。前記ふっ素含有ビニル系単量体の使用量は、前記塩化ビニル樹脂および前記アクリル含有樹脂を構成する単量体混合物全量を100重量部とした場合、0.1重量部~50重量部が好ましく、1重量部~40量部がより好ましく、2重量部~30重量部がさらに好ましい。
 [工程2]で使用される(b2)として、アルコキシシリル基を有する単量体を使用することにより、架橋性を付与したり、ガラスや金属等への付着性を向上させることができる。
 前記アルコキシシリル基を有する単量体の具体例としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジブトキシシランなどが挙げられる。前記アルコキシシリル基を有する単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。前記アルコキシシリル基を有する単量体の使用量は、前記塩化ビニル樹脂および前記アクリル含有樹脂を構成する単量体混合物全量を100重量部とした場合、0.1重量部~30重量部が好ましく、0.5重量部~20量部がより好ましく1重量部~10重量部がさらに好ましい。
 [工程2]で使用される(b2)として、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体を使用することにより、フィルムへの付着性を向上させることができる。前記ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体の具体例としては、例えば、アクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレ-ト、ホルミルスチロ-ル、4~7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等が挙げられる。これらのうち、ジアセトンアクリルアミドおよびジアセトンメタクリルアミドが、反応性、入手性、経済性の点から、特に好ましい。前記ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 前記ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体の使用量は、アクリル含有樹脂を構成する全単量体混合物100重量部に対して、0.1重量部~10重量部が好ましく、1重量部~5重量部がより好ましい。
 [工程2]において、(b2)としてケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体を使用して、アクリル含有樹脂を得て塩化ビニル樹脂に複合させた後、得られたエマルション中に(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を添加することにより、架橋性を付与することも可能である。これにより、得られる塗膜、インク等の耐水性、耐溶剤性、付着性を向上させることができる。
 前記(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体の具体例としては、例えば、蓚酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、こはく酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等の2~18個の炭素原子を有する飽和脂肪族カルボン酸ジヒドラジド;マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド等のモノオレフィン性不飽和ジカルボン酸ジヒドラジド;フタル酸、テレフタル酸またはイソフタル酸ジヒドラジド、ならびにピロメリット酸のジヒドラジド、トリヒドラジドまたはテトラヒドラジド;ニトリロトリ酢酸トリヒドラジド、クエン酸トリヒドラジド、1,2,4-ベンゼントリヒドラジド、エチレンジアミンテトラ酢酸テトラヒドラジド、1,4,5,8-ナフトエ酸テトラヒドラジド;カルボン酸低級アルキルエステル基を有する低重合体をヒドラジンまたはヒドラジン水化物(ヒドラジンヒドラ-ド)と反応させてなるポリヒドラジド(特公昭52-22878号参照);炭酸ジヒドラジド、ビスセミカルバジド;ヘキサメチレンジイソシアネ-ト、イソホロンジイソシアネ-ト等のジイソシアネ-トおよびそれより誘導されるポリイソシアネ-ト化合物にジヒドラジン化合物および/または上記例示のジヒドラジドを過剰に反応させて得られる多官能セミカルバジド;前記ポリイソシアネ-ト化合物とポリエ-テルポリオ-ル類、ポリエチレングリコ-ルモノアルキルエ-テル類等の親水性基を含む活性水素化合物との反応物中のイソシアネ-ト基に前記例示のジヒドラジドを過剰に反応させて得られる水系多官能セミカルバジド;或いは前記多官能セミカルバジドと前記水系多官能セミカルバジドとの混合物(特開平8-151358号、特開平8-245878号参照)等が挙げられる。前記(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 前記(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を有するヒドラジン誘導体の配合量は、前記アクリル含有樹脂中のカルボニル基1モルに対して、ヒドラジド基、セミカルバジド基およびヒドラゾン基から選ばれる官能基の合計量が0.01モル~2モルであることが好ましく、0.05モル~1.5モルであることがより好ましい。
 すなわち、前記塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルションは、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するものであり、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含むことがより好ましい。
 他方、[工程2]における前記アクリル含有樹脂は、親水性が高くなりすぎると、粒子表面近傍に集中し、前記塩化ビニル樹脂との界面が明確となり、目的とする改質効果が得られにくくなったり、エマルション粘度が急激上昇したりする場合がある。
 そこで、前記アクリル含有樹脂を構成する全単量体混合物100重量部に対して、60重量部以上、より好ましくは80重量部以上が、20℃における水への溶解度が5g/L未満の疎水性単量体であることが、エマルションの粘度を低くできる点から、より望ましい。当該疎水性単量体の比率が60重量部以上であれば、前記アクリル含有樹脂が粒子の表面近傍に集中しないため、塩化ビニル樹脂の特性が発現しやすくなると共に、エマルション粘度を低くでき、生産性および経済性を向上させることができる。
 ここで、本明細書において、単量体の水への溶解度は、製造メーカーのSDSに記載の値を採用する。以下に、主な単量体の水への溶解度(評価温度)を示す。
・塩化ビニル:8.8g/L(25℃)
・メタクリル酸ブチル:0.36g/L(20℃)
・メタクリル酸t-ブチル:0.36g/L(25℃)
・メタクリル酸メチル:15.3g/L(20℃)
・スチレン:0.32g/L(25℃)
・アクリル酸ブチル:1.7g/L(20℃)
・アクリル酸2-エチルヘキシル:0.025g/L(30℃)
・メタクリル酸:∞
・ジアセトンアクリルアミド:100g以上/100g
 なお、水への溶解度は、溶解温度が下がると低下することから、メーカーのSDS記載値の評価温度が20℃以上の場合は、20℃での溶解度は記載値以下と見なした。
 また、耐衝撃性、柔軟性、および成膜性の向上の為には、前記アクリル含有樹脂のガラス転移温度(以下、「Tg」と称する)は、前記塩化ビニル樹脂のTgよりも低く設定することが好ましい。
 ここで、単量体混合物を重合して得られる樹脂のガラス転移温度(Tg)は、次に示すFoxの式より算出する。
1/Tg=Σ(Wn/Tgn)/100
 前記式中、Wnは単量体nの重量%を、Tgnは単量体nからなるホモポリマーのTg(絶対温度)を示す。
 主なポモポリマーのTg値を、以下に示す。
・塩化ビニル:80℃
・メタクリル酸ブチル:20℃
・メタクリル酸t-ブチル:107℃
・メタクリル酸メチル:105℃
・スチレン:100℃
・アクリル酸ブチル:-54℃
・アクリル酸2-エチルヘキシル:-70℃
・メタクリル酸:144℃
・ジアセトンアクリルアミド:77℃。
 [工程2]における前記アクリル含有樹脂の重合に用いる界面活性剤および重合開始剤は、[工程1]における前記塩化ビニル樹脂の重合について列挙したものと同様のものが使用できる。
 また、[工程1]における塩化ビニル樹脂の重合と同様、[工程2]においても界面活性剤の一部または全部として、(G)1分子中に重合性二重結合を有する反応性界面活性剤を用いることが、新粒子の発生抑制、耐水性、および耐候性の点で好ましい。特に、分子内にポリオキシアルキレン基を有する反応性界面活性剤を用いた場合には、機械的安定性を向上させることができる。
 [工程2]で使用される重合開始剤としては、有機過酸化物、酸化還元系触媒および還元剤を組み合わせたレドックス型重合開始剤が、重合安定性および耐水性の観点から特に好ましい。
 前記塩化ビニル-アクリル複合樹脂において、前記塩化ビニル樹脂と、前記アクリル含有樹脂との比率は、付着性、耐衝撃性、柔軟性、および成膜性の観点から、重量比で95:5~20:80が好ましく、70:30~30:70がより好ましい。
 [工程2]完了後の前記塩化ビニル-アクリル複合樹脂の平均粒子径は、動的光散乱法による測定にて、20nm~500nmが好ましく、50nm~300nmがさらに好ましい。複合樹脂粒子の平均粒子径が20nm以上であれば、粘度を低くすることができ、安定性が向上するため好ましく、500nm以下であれば、耐水性に優れるため好ましい。さらに、前記塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルションをそのままインクにする場合においては、前記複合樹脂粒子の平均粒子径を60nm~120nmに調整することがより好ましい。これにより、特に付着性、耐水性、および耐水白化性が良好となる。なお、平均粒子径は、[工程1]の初期に仕込む界面活性剤の量で調整することができる。
 本発明により得られた複合樹脂粒子は、そのままエマルションの状態で使用することも、乾燥させて粉体として使用することも可能である。
 <アクリル含有樹脂の存在下で塩化ビニル単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション>
 アクリル含有樹脂の存在下で塩化ビニル単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルションとしては、特に限定されるものではないが、例えば、多段乳化重合法において、一段目にアクリル系単量体を主体とする単量体を重合し、二段目以後に塩化ビニル単量体を主体とする単量体を重合することにより得られる塩化ビニル-アクリル複合樹脂のエマルションを挙げることができる。前記「アクリル系単量体を主体とする単量体」、および「塩化ビニル単量体を主体とする単量体」としては、前述の<塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション>にて記載の単量体と同様の単量体を用いることができる。また、乳化重合に用いられる、界面活性剤、重合開始剤等についても、適宜選択して採用することができる。
 前記アクリル含有樹脂の存在下で塩化ビニル単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルションは、当該分野において公知であり、従来公知の樹脂エマルションを適宜用いることができる。好適な一例としては、例えば、特許6247317等に記載の樹脂エマルションが挙げられる。
 <スチレン・(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーおよび/または(メタ)アクリル酸エステルオリゴマー存在下で塩化ビニル単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション>
 スチレン・(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーおよび/または(メタ)アクリル酸エステルオリゴマー存在下で塩化ビニル単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルションとしては、特に限定されるものではないが、例えば、市販のスチレン・(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーおよび/または(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーを仕込んだ容器内に塩化ビニル単量体を主体とする単量体を重合することにより得られる塩化ビニル-アクリル複合樹脂のエマルションを挙げることができる。前記「塩化ビニル単量体を主体とする単量体」としては、前述の<塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション>にて記載の単量体と同様の単量体を用いることができる。また、乳化重合に用いられる、界面活性剤、重合開始剤等についても、適宜選択して採用することができる。
 前記スチレン・(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーおよび/または(メタ)アクリル酸エステルオリゴマー存在下で塩化ビニル単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルションは、当該分野において公知であり、従来公知の樹脂エマルションを適宜用いることができる。好適な一例としては、例えば、国際公開2010-140647等に記載の樹脂エマルションが挙げられる。
 〔1-1-1-2.塩化ビニル樹脂エマルション〕
 前記塩化ビニル樹脂エマルションとしては、特に限定されるものではないが、例えば、乳化重合法において、塩化ビニル単量体を主体とする単量体を重合することにより得られる塩化ビニル樹脂のエマルションを挙げることができる。
 前記「塩化ビニル単量体を主体とする単量体」としては、前述の<塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション>にて記載の単量体と同様の単量体を用いることができる。また、乳化重合に用いられる、界面活性剤、重合開始剤等についても、適宜選択して採用することができる。
 〔1-1-1-3.塩化ビニル-アクリル共重合体エマルション〕
 前記塩化ビニル-アクリル共重合体エマルションとしては、特に限定されるものではないが、例えば、乳化重合法において、塩化ビニル単量体を主体とする単量体と、アクリル系単量体を主体とする単量体と共重合することにより得られる塩化ビニル-アクリル共重合体のエマルションを挙げることができる。前記「アクリル系単量体を主体とする単量体」、および「塩化ビニル単量体を主体とする単量体」としては、前述の<塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション>にて記載の単量体と同様の単量体を用いることができる。また、乳化重合に用いられる、界面活性剤、重合開始剤等についても、適宜選択して採用することができる。
 前記塩化ビニル-アクリル共重合体エマルションは、当該分野において公知であり、従来公知の樹脂エマルションを適宜用いることができる。好適な一例としては、例えば、特開平10-176132等に記載の樹脂エマルションが挙げられる。
 〔1-1-2.アクリル系樹脂エマルション〕
 前記アクリル系樹脂エマルションとしては、特に限定されるものではないが、例えば、乳化重合法において、アクリル系単量体を主体とする単量体を重合することにより得られるアクリル系樹脂のエマルションを挙げることができる。ここで、前記アクリル系樹脂は、塩化ビニル単量体を含まないか、または含んでもわずかに(単量体混合物全量を100重量部としたときに、塩化ビニル単量体を10重合部以下)含む単量体を重合することにより得られる樹脂である。
 前記「アクリル系単量体を主体とする単量体」としては、前述の<塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション>にて記載の単量体と同様のもの用いることができる。また、乳化重合の方法および用いる界面活性剤、重合開始剤等についても、前述の<塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる樹脂の樹脂エマルション>の[工程2]に記載の方法および用いる界面活性剤、重合開始剤等を適宜選択して採用することができる。したがって、乳化重合は、一段で行ってもよいし、単量体混合物の組成を変更して複数回に分割して行ってもよい。
 前記アクリル系樹脂エマルションは、当該分野において公知であり、従来公知の樹脂エマルションを適宜用いることができる。好適な一例としては、例えば、特開2006-070236、国際公開2018-088560等に記載の樹脂エマルションが挙げられる。
 これらアクリル樹脂エマルションは各社より市販されているものも使用可能であり、例えば、DIC(株)製ボンコート(登録商標)、ウォーターゾール(登録商標);(株)日本触媒製アクリセット(登録商標)、ユーダブル(登録商標);昭和電工(株)製ポリゾール(登録商標);ヘンケルジャパン製ヨドゾール(登録商標)、カネビノール(登録商標);旭化成ケミカルズ(株)製ポリトロン(登録商標)、ポリデュレックス(登録商標);ジャパンコーティングレジン(株)製リカボンド(登録商標)、モビニール(登録商標);(株)カネカ製カネカゼムラック(登録商標);ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー製プライマル(登録商標);BASF製アクロナール(登録商標)、ジョンクリル(登録商標);Covestro AG社製のネオクリル(登録商標)、Bayhydrol(登録商標)等が挙げられる。
 前記塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルションの説明において、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体を使用し、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含むことがより好ましいことを説明したが、他の(A)成分も、同様の理由で、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体を使用し、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含むことがより好ましい。
 前記塩化ビニル系樹脂エマルションは、中でも、成膜性と皮膜硬度のバランスの観点から、塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルションであることがより好ましく、塩化ビニル樹脂の存在下でアクリル系単量体を重合させてなる複合樹脂の樹脂エマルションであることがより好ましい。
 〔1-2.(B)成分〕
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(B)成分として、ポリオレフィン系樹脂エマルションを含み得る。
 前記ポリオレフィン系樹脂エマルションは、ポリオレフィン系樹脂のエマルションであり、前記ポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン共重合体等を挙げることができる。
 前記ポリオレフィン系樹脂は、塩素化変性、アクリル変性、および無水マレイン酸変性から選ばれる変性処理がされていてもよく、塩素化変性されたポリオレフィン系樹脂エマルションであることがより好ましく、塩素化ポリプロピレン樹脂エマルションであることが特に好ましい。
 前記ポリオレフィン系樹脂エマルションは、当該分野において公知であり、従来公知のポリオレフィン系樹脂エマルションを適宜用いることができる。好適な一例としては、例えば、特開2013-193324、特開平10-298233等に記載の樹脂エマルションが挙げられる。
 前記ポリオレフィン系樹脂は上市されている市販品を用いてもよく、市販品の例として、日本製紙(株)製のスーパークロン(登録商標)シリーズ(スーパークロン(登録商標)E-415、E-480T、E-604(無水マレイン酸変性・塩素化変性)、同E-723(塩素化変性)等)、日本製紙(株)製のアウローレン(登録商標)シリーズ(非塩素系ポリオレフィン、アウローレン(登録商標)AE-301、AE-202(無水マレイン酸・アクリル変性)、同S-6375(無水マレイン酸・アクリル変性)等)、東洋紡(株)製のハードレン(登録商標)EH-801J、EW-5515、EW-5303、EW-5250(無水マレイン酸変性・塩素化変性)、NA-1015、NA-1100,NA-4002、NA-3002、NZ-1001、NZ-1004、NZ-1015、NZ-1029(無水マレイン酸変性)等、住友精化(株)製のザイクセン(登録商標)シリーズ(ザイクセン(登録商標)L、A、NC、N(アクリル変性)等)、などが挙げられる。
 〔1-3.(C)成分〕
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(C)成分として、アルカリ可溶性樹脂を含みうる。
 ここで、「アルカリ可溶性樹脂」とは、そのままでは水には不溶性であるが、アルカリ条件下にすることで水に溶解する樹脂をいう。なお、ここで、水に不溶性であるとは、25℃においてpHが7以下の水に添加したときに濁ったり、沈降したりすることを意図する。また、アルカリ条件下とはpHが7を超えることを意図する。
 前記アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、エチレン性不飽和カルボン酸と、これと共重合可能な不飽和単量体とを共重合してなる共重合体樹脂を挙げることができる。前記アルカリ可溶性樹脂の具体的な例としては、例えば、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-αメチルスチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン-(メタ)アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン-マレイン酸共重合体、イソブチレン-無水マレイン酸共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体、アクリル酸エステル-メタクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
 前記エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2-カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、シトラコン酸、無水シトラコン酸、およびシトラコン酸モノアルキルエステルが挙げられる。前記エチレン性不飽和カルボン酸は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。中でも、前記エチレン性不飽和カルボン酸は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、またはイタコン酸であることがより好ましい。
 なお、前述の(A)成分にも、前述のエチレン性不飽和カルボン酸を含む単量体混合物を重合してなる樹脂のエマルションが含まれ得るが、かかる樹脂は、アルカリ条件下で水に溶解しない点で、(C)成分のアルカリ可溶性樹脂とは異なる。
 前記エチレン性不飽和カルボン酸の使用量は、前記アルカリ可溶性樹脂を構成する単量体混合物全量を100重量部とした場合、好ましくは5重量部~60重量部であり、より好ましくは7重量部~50重量部であり、さらに好ましくは10重量部~40重量部であり、特に好ましくは12重量部~30重量部である。前記エチレン性不飽和カルボン酸の使用量が5重量部以上であれば、前記アルカリ可溶性樹脂がアルカリ条件下で水に溶解するため好ましい。また、前記使用量が60重量部以下であれば、アルカリ可溶性樹脂を含むエマルションの安定性および塗布されたインクの耐水性の観点から好ましい。また、60重量部を超えるとアルカリ可溶後の粘度が上昇する。
 前記不飽和単量体としては、前記エチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能な不飽和単量体であれば特に限定されるものではないが、例えば、アクリル酸またはメタクリル酸の炭素数1~18のアルキルエステル(例えば、(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n-ブチル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチル等);ビニル芳香族(例えば、スチレン,4-メチルスチレン,α-メチルスチレン等);ビニル芳香族(例えば、スチレン、4-メチルスチレン、α-メチルスチレン等);飽和カルボン酸ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等);モノオレフィン性不飽和カルボン酸アミド(例えば,アクリルアミド,メタクリルアミド等);モノオレフィン性不飽和カルボン酸アミドのN-アルキルおよび/またはN-アルキロール誘導体(例えば、N-メチルアクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド等);ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体(例えば、アクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレ-ト、ホルミルスチロ-ル、4~7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等);モノオレフィン性不飽和スルホン酸(例えばビニルスルホン酸、メチルアクリルアミドプロパンスルホン酸)およびその塩;ポリエチレングリコールとメタクリル酸の付加物(ブレンマーPEシリーズ:商品名,日油(株)製);ポリプロピレングリコールとメタクリル酸との付加物(ブレンマーPPシリーズ:商品名,日油(株)製);ジオレフィン性不飽和単量体(1,4-ジアクリロキシブタン、ジビニルベンゼンなど);アクリロニトリル;ヒドロキシエチルアクリレート;ヒドロキシエチルメタクリレート;ヒドロキシプロピルアクリレート;ヒドロキシプロピルメタクリレート;メタクリル酸グリシジル;塩化ビニリデン;塩化ビニル;ブタジエン等が挙げられる。前記不飽和単量体は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 前記不飽和単量体として、前記ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体を使用することにより、フィルムへの付着性を向上させることができる。前記ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体のうち、ジアセトンアクリルアミドおよびジアセトンメタクリルアミドが、反応性、入手性、経済性の点から、特に好ましい。
 前記ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体の使用量は、アルカリ可溶性樹脂を構成する全単量体混合物100重量部に対して、0.1重量部~10重量部が好ましく、1重量部~5重量部がより好ましい。
 前記不飽和単量体として、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体を使用して、アルカリ可溶性樹脂を得た後、得られたアルカリ可溶性樹脂をアルカリで中和して水溶化したもの中、また、乳化重合で作製した場合にはそのエマルション中に、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含めることにより、架橋性を付与することも可能であり、得られる塗膜、インク等の耐水性、耐溶剤性、付着性を向上させることができる。
 前記(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体の具体例としては、前記(A)成分に記載したとおりであるので、ここでは説明を省略する。
 前記(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を有するヒドラジン誘導体の配合量は、前記アルカリ可溶性樹脂中のカルボニル基1モルに対して、ヒドラジド基、セミカルバジド基およびヒドラゾン基から選ばれる官能基の合計量が0.01モル~2モルであることが好ましく、0.05モル~1.5モルであることがより好ましい。
 すなわち、前記アルカリ可溶性樹脂は、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するものであり、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含むことがより好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、これに限定されるものではないが、好ましくは、1,000~60,000であり、より好ましくは1,500~30,000であり、さらに好ましくは2,000~25,000である。前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量が1,000以上であれば、顔料の分散安定性や得られる塗布物の耐擦過性に優れるため好ましい。また、前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量が60,000以下であれば、大幅な粘度上昇もなく、取扱性に優れるため好ましい。
 ここで、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(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
 前記アルカリ可溶性樹脂のTgは、50℃以上であることが得られる皮膜硬度の点で好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂を乳化重合にて製造する場合の粒子径は、中和して水溶化するため、特に考慮する必要がないが、あまり小さくし過ぎると、重合中のエマルジョンの粘度が上昇し、生産性が悪化する。その観点から考えると、前記粒子径は150nm超にすることが好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合等で製造できる。なかでも、乾燥、粉体化、溶剤除去、再溶解等の工程が不要であり、重合から中和・水溶化まで連続で行える乳化重合法が最適である。
 前記アルカリ可溶性樹脂のエマルションの製造方法としては、例えば、前記エチレン性不飽和カルボン酸5重量部~60重量部と、これと共重合可能な不飽和単量体40重量部~95重量部からなる不飽和単量体混合物を、界面活性剤および連鎖移動剤の存在下に水中で乳化重合する方法を挙げることができる。前記界面活性剤としては、(A)成分の説明で列挙したものと同様のものが使用できる。
 前記連鎖移動剤としては,t-ドデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン類;チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸2エチルヘキシルなどのチオグリコール酸エステル;β-メルカプトプロピオン酸メチル,β-メルカプトプロピオン酸オクチルなどのβ-メルカプトプロピオン酸エステル;α-メチルスチレンダイマーなどが挙げられる。
 また、乳化重合で用いる重合開始剤としては、(A)成分の説明で列挙したものと同様のものが使用できる。
 前記アルカリ可溶性樹脂は上市されている市販品を用いてもよく、市販品の例としてドイツ国Covestro AG社製のネオクリル(登録商標)B-817(Tg:64℃、Mw:23,000)、ネオクリル(登録商標)B-890(重量平均分子量Tg:85℃、Mw:12,500)、ドイツ国BASF社製ジョンクリル(登録商標)67(Tg:73℃,Mw:12,500)、ジョンクリル(登録商標)678(Tg:85℃,Mw:8,500)、ジョンクリル(登録商標)690(Tg:102℃,Mw:16,500)、ジョンクリル682(登録商標)(Tg:56℃,Mw:1,700)、ジョンクリル(登録商標)693(Tg:84℃,Mw:6,000)、ジョンクリル(登録商標)819(Tg:57℃,Mw:14,500)、ジョンクリル(登録商標)JDX-C3000A(Tg:65℃,Mw:10,000)、ジョンクリルJDX-C3080(Tg:134℃,Mw:14,000)、ジョンクリル(登録商標)HPD-196(Tg:85℃,Mw:9,200)、ジョンクリル(登録商標)HPD-96J(Tg:102℃,Mw:16,500)、ジョンクリル(登録商標)6610(Tg:85℃,Mw:8,500)、ジョンクリル(登録商標)JDX-6500(Tg:65℃,Mw:10,000)などが挙げられる。
 〔1-4.水性インク組成物〕
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(A)成分と(B)成分とを含んでいてもよいし、(A)成分と(C)成分とを含んでいてもよいし、(A)成分と(B)成分と(C)成分とを含んでいてもよい。
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(A)成分と(B)成分とを含むことにより、ポリオレフィン基材への付着性が向上する。かかる場合の、(A)成分と(B)成分との配合比率は、これに限定されるものではないが、例えば(A)50重量%~95重量%、(B)5重量%~50重量%であり、より好ましくは、(A)60重量%~90重量%、(B)10重量%~40重量%である。
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(A)成分と(C)成分とを含むことにより、ポリアミド基材への付着性が向上する。かかる場合の、(A)成分と(B)成分との配合比率は、これに限定されるものではないが、例えば(A)50重量%~95重量%、(C)5重量%~50重量%であり、より好ましくは、(A)60重量%~90重量%、(C)10重量%~40重量%である。
 中でも、本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、(A)成分と(B)成分と(C)成分とを含むことにより、ポリオレフィン基材、ポリエステル基材、およびポリアミド基材への付着性に優れる。かかる場合の、(A)成分、(B)成分、および(C)成分との配合比率は、これに限定されるものではないが、例えば、(A)20重量%~90重量%、(B)5重量%~40重量%、および(C)5重量%~40重量%であり、より好ましくは、(A)35重量%~85重量%、(B)5重量%~30重量%、および(C)10重量%~35重量%であり、さらに好ましくは、(A)45重量%~85重量%、(B)5重量%~25重量%、および(C)10重量%~30重量%である。
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、さらに、(E)顔料を含んでいることが好ましい。
 前記顔料としては、特に限定されるものではないが、例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、キナクリドンレッド、モノアゾイエロー、モノアゾレッド、ジスアゾオレンジ、キナクリドンマゼンタ、ジオキサジンバイオレット、フタロシアニングリーン、ベンズイミダロゾン、バナジン酸ビスマス、ナフトールレッド、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク、硫酸バリウム、ホワイトカーボン、弁柄、黄土、複合酸化物等を挙げることができる。
 また、これら顔料の表面を化学的に処理し、表面に親水性官能基を付加させることにより、水に安定的に分散できるようにした自己分散型顔料も使用することができる。
 これら顔料は、インク作製時に分散しても良いが、あらかじめ水に分散された市販の顔料分散体を使用することもできる。
 通常水性インクを基材に塗布する場合、付着性を向上させるために、基材に下塗り塗料であるプライマーを塗布した後、水性インク組成物を塗布する。しかし、本発明の一実施形態に係る水性インク組成物によれば、プライマーを塗布せずとも、十分な付着性を実現できる。すなわち、本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、プライマーを必要としない。
 〔1-5.印刷物〕
 本発明の一態様には、本発明の一実施形態に係る水性インク組成物を使用して得られた印刷物も含まれる。本発明の一実施形態に係る印刷物は、基材に、前記水性インク組成物を印刷(塗工)して得られる。
 前記基材としては、特に限定されるものではないが、紙などの吸収性基材、樹脂などの難吸収性基材を挙げることができる。特に、本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、ポリオレフィン基材、ポリエステル基材、およびポリアミド基材の少なくともいずれか1つのフィルム基材に対して付着性に優れるため、これらの基材に好適に用いることができる。
 前記水性インク組成物を基材に塗工する方法としては、これに限定されるものではないが、例えば、活版印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等を挙げることができ、前記水性インク組成物は、例えば、フレキソインク、グラビアインク、スクリーンインク、インクジェットインク等として塗工される。本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、特に、フレキソインク、グラビアインク、及びインクジェットインクに好適に用いることができる。
 〔2.水性インク組成物の製造方法〕
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物の製造方法は、(A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、(B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を含有する、水性インク組成物の製造方法であれば、特に限定されるものではなく、通常水性インクを製造する方法を適宜採用することができる。本発明の一実施形態に係る水性インク組成物の製造方法は、例えば、(A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、(B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を配合する工程を含む。
 本発明の一実施形態に係る水性インク組成物の製造方法は、下記工程1および工程2を行うことにより前記(A)塩化ビニル系樹脂エマルションを製造する工程を含んでもよい。下記工程1および工程2については、〔1.水性インク組成物〕で説明したとおりである。
 [工程1]
 (a1)塩化ビニル単量体90重量部超100重合部以下と、(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体0以上10重量部未満と、からなる単量体混合物(ここで、(a1)および(a2)の合計量は100重量部である)を乳化重合して、塩化ビニル樹脂を得る工程、
 [工程2]
 前記塩化ビニル樹脂の存在下で、(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステル50重量部~100重量部と、(b2)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能なエチレン性不飽和単量体0~50重量部と、からなる単量体混合物(ここで、(b1)および(b2)の合計量は100重量部である)を乳化重合して、アクリル含有樹脂を得る工程。
 例えば、乳化重合法にて製造したエマルションをそのまま使用して、(A)成分、(B)成分、および(C)成分の合計の固形分量が所望の分量となるように、脱イオン水、溶剤、界面活性剤、顔料分散体等を配合して、攪拌することにより、水性インク組成物を製造することができる。
 また、脱イオン水、溶剤、界面活性剤、顔料分散体等に加えて、成膜助剤、コロイダルシリカ、可塑剤、分散剤、湿潤剤、防腐剤、凍結防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、消泡剤、シランカップリング剤などのコーティング材料に用いられる添加剤を添加することもできる。
 前記構成によれば、本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、有機溶剤の使用を減らし、環境への負荷を低減することができる。このような効果は、例えば、国連が提唱する持続可能な開発目標(SDGs)の目標6「すべての人々の水と衛生の利用可能性と持続可能な管理を確保する」等の達成にも貢献するものである。
 <まとめ>
 本発明の一実施形態は、以下の構成を含むものである。
 [1](A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、(B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を含有する、水性インク組成物。
 [2]前記(A)、(B)および(C)を全て含有し、前記(A)、(B)および(C)の配合比率が(A)20重量%~90重量%、(B)5重量%~40重量%、および(C)5重量%~40重量%である、[1]に記載の水性インク組成物。
 [3]前記(A)が、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するものであり、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含む、[1]または[2]に記載の水性インク組成物。
 [4]前記(C)が、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するものであり、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含む、[1]~[3]のいずれかに記載の水性インク組成物。
 [5]前記(B)が塩素化ポリプロピレン樹脂エマルションである、[1]~[4]のいずれかに記載の水性インク組成物。
 [6]さらに、(E)顔料を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の水性インク組成物。
 [7]前記(A)塩化ビニル系樹脂エマルションが、下記工程1および工程2を行うことにより得られる複合樹脂のエマルションである、[1]~[6]のいずれかに記載の水性インク組成物:
 [工程1]
 (a1)塩化ビニル単量体90重量部超100重合部以下と、(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体0以上10重量部未満と、からなる単量体混合物(ここで、(a1)および(a2)の合計量は100重量部である)を乳化重合して、塩化ビニル樹脂を得る工程、
 [工程2]
 前記塩化ビニル樹脂の存在下で、(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステル50重量部~100重量部と、(b2)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能なエチレン性不飽和単量体0~50重量部と、からなる単量体混合物(ここで、(b1)および(b2)の合計量は100重量部である)を乳化重合して、アクリル含有樹脂を得る工程。
 [8]前記(C)が乳化重合にて得られたものである、[1]~[7]のいずれかに記載の水性インク組成物。
 [9]基材に、[1]~[8]のいずれかに記載の水性インク組成物を印刷して得られた印刷物。
 [10](A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、(B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を含有する、水性インク組成物の製造方法であり、(A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、(B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を配合する工程を含む、水性インク組成物の製造方法。
 [11]下記工程1および工程2を行うことにより前記(A)塩化ビニル系樹脂エマルションを製造する工程を含む、[10]に記載の水性インク組成物の製造方法:
 [工程1]
 (a1)塩化ビニル単量体90重量部超100重合部以下と、(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体0以上10重量部未満と、からなる単量体混合物(ここで、(a1)および(a2)の合計量は100重量部である)を乳化重合して、塩化ビニル樹脂を得る工程、
 [工程2]
 前記塩化ビニル樹脂の存在下で、(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステル50重量部~100重量部と、(b2)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能なエチレン性不飽和単量体0~50重量部と、からなる単量体混合物(ここで、(b1)および(b2)の合計量は100重量部である)を乳化重合して、アクリル含有樹脂を得る工程。
 [12]前記(A)、(B)および(C)を全て含有し、前記(A)、(B)および(C)の配合比率が(A)20重量%~90重量%、(B)5重量%~40重量%、および(C)5重量%~40重量%である、[10]~[11]のいずれかに記載の水性インク組成物の製造方法。
 [13]前記(A)が、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するものであり、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含む、[10]~[12]のいずれかに記載の水性インク組成物の製造方法。
 [14]前記(C)が、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するものであり、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含む、[10]~[13]のいずれかに記載の水性インク組成物の製造方法。
 [15]前記(B)が塩素化ポリプロピレン樹脂エマルションである、[10]~[14]のいずれかに記載の水性インク組成物の製造方法。
 [16]水性インク組成物が、さらに、(E)顔料を含む、[10]~[15]のいずれかに記載の水性インク組成物の製造方法。
 以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
 実施例および比較例にて使用した、塩化ビニル系樹脂エマルション、アクリル系樹脂エマルション、およびアルカリ可溶性樹脂のエマルション性状の測定方法、ならびに、実施例および比較例で得られた水性インク組成物の製造方法および評価方法は、以下のとおりである。また、「部」および「%」は、特に断りのない限り、重量基準(重量部および重量%)である。
 〔塩化ビニル系樹脂エマルション、アクリル系樹脂エマルション、およびアルカリ可溶性樹脂のエマルション性状の測定方法〕
 (粒子径分布および平均粒子径)
 エマルションに含まれる樹脂粒子の粒子径分布および平均粒子径は、動的光散乱法を用いた粒子径分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、「Nanotrac Wave-EX150」)を用いて測定した。測定においては、サンプルローディングにおけるローディングインデックスが約1となる濃度に、エマルションを希釈調整し、粒子径分布および平均粒子径を体積基準にて測定した。
 (粘度)
 エマルションの粘度は、BM型粘度計を用い、液温25℃、60回転にて測定した。
 (最低造膜温度)
 エマルションの最低造膜温度(以下、「MFT」と称することがある)は、テスター産業(株)製MFTテスターTP-801LT型を用いて測定した。
 (THF不溶分)
 エマルションをポリエチレン製容器に薄く伸ばして、60℃の乾燥機で16時間乾燥させ、固形物を得た。得られた固形物を、予め重量(W1)を測定しておいた、200メッシュの金網で作製した袋の中に入れ、固形物および袋の総重量(W2)を測定した。その後、この固形物が入った袋を、テトラヒドロフラン(THF)中に室温で16時間浸漬した。前記袋をTHFから取出し、120℃の乾燥機にて1時間乾燥し、デシケータ内で室温まで放冷後、重量(W3)を測定した。
 以下の式より、エマルションのTHF不溶分を算出した。
THF不溶分(%)=(W3-W1)/(W2―W1)×100
 (固形分濃度)
 予め重量(w1)を測定したアルミ製容器中に、エマルションを一定量注ぎ、重量(w2)を測定した後、120℃の乾燥機で1時間乾燥させた。乾燥後の固形分を含むアルミ製容器の重量(w3)を測定した。以下の式より、固形分濃度を算出した。
固形分濃度(%)=(w3-w1)/(w2-w1)×100
 (重量平均分子量)
 アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
 〔水性インク組成物の製造方法〕
 表4~8に示す成分を用いて、最終的に得られる水性インク組成物100部中における、(A)成分、(B)成分、および(C)成分の合計の固形分量が7部となるように脱イオン水を添加して調整した後、表1に示す溶剤、界面活性剤および顔料分散体を、表1に示す配合部数にて配合して、マグネチックスターラーを用いて15分攪拌し、水性インク組成物を製造した。
 〔水性インク組成物の評価方法〕
 (評価試験体の作製)
 製造した水性インク組成物を、表2に記載の各種基材上に、No.6のバーコーター(13.74μm厚)を用いて塗布し、60℃の乾燥機で10分乾燥後、23℃で1日以上養生したものを、評価試験体とした。
 (付着性評価)
 評価試験体上のインク組成物を塗布した面に、10cm程度の長さのセロハンテープ(幅18mm)を貼付し、しっかりと密着させた。貼付したセロハンテープを、左端から勢いよく引き剥がし、インクの剥がれ具合を観察した。
 判定は次の基準にて行った。ここで、「剥がれた面積」とは、引き剥がしたセロハンテープにおいて、インクが付着した部分の面積である。また、剥がれた面積の割合(%)は、評価試験体上にセロハンテープを貼付した面積に対する「剥がれた面積」の割合である。
A  全く剥がれない。
B  剥がれた面積が30%未満。
C  剥がれた面積が30%以上70%未満。
D  剥がれた面積が70%以上100%未満。
E  完全に剥がれる。
 〔合成例1〕
 [工程1]:塩化ビニル樹脂エマルションの製造
 攪拌機付き重合容器に、脱イオン水120部、ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ナトリウム0.094部、重曹(炭酸水素ナトリウム)0.044部、ラウリル硫酸ナトリウム0.65部、硫酸第一鉄・7水和物0.00165部、および、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA・2Na)0.00275部を仕込んだ。
 重合容器内を脱酸素した後、塩化ビニル単量体100部を仕込み、重合容器内の混合物の温度を60℃に昇温し、重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイドが0.012部になるように、t-ブチルハイドロパーオキサイド水溶液(0.1%)を270分間にわたり連続的に添加した。
 反応性界面活性剤としてアデカリアソープ(登録商標)SR-1025((株)ADEKA製:有効成分25%)を、有効成分として1.35部になるように、水溶液(5%)の形で、重合開始時点(重合容器内の混合物の温度が60℃に到達した時点)より45分後から165分間にわたり均一に連続添加した。
 重合容器内の内圧が0.5MPa以下まで低下したところで、重合反応を停止した。未反応の塩化ビニルを除去して、塩化ビニル樹脂エマルション(PVC-1)を得た。
 得られた塩化ビニル樹脂エマルション(PVC-1)の重合転化率は75%であり、平均粒子径92nm、固形分濃度33%であった。なお、ここで、塩化ビニル樹脂エマルション(PVC-1および後述するPVC-2)の平均粒子径および固形分濃度は、塩化ビニル系樹脂エマルション等の平均粒子径および固形分濃度の測定方法と同様の方法で測定した。また、重合転化率は、固形分濃度を、投入した単量体の全てが重合したと仮定した場合の理論固形分濃度で割ることにより算出した。
表示とした。
 〔合成例2〕
 [工程1]:塩化ビニル樹脂エマルションの製造
 [工程2]における、アクリル系樹脂とのグラフト点導入を目的として、トリアリルシアヌレート(TAC)0.1部を、アデカリアソープ(登録商標)SR-1025水溶液に混合して添加した以外は、合成例1と同様の操作にて重合を行い、未反応の塩化ビニルを除去して、塩化ビニル樹脂エマルション(PVC-2)を得た。
 塩化ビニル樹脂エマルション(PVC-2)の重合転化率は74%であり、平均粒子径85nm、固形分濃度33%であった。表3にTAC量を示す。ここで、表3に示すTAC量0.06部は、塩化ビニル樹脂の重合転化率を考慮して、塩化ビニル樹脂50部中に含有される量(重量部)である。
 〔製造例1〕
 [工程2]:複合樹脂エマルションの製造
 攪拌機付き重合容器に、合成例1で製造した塩化ビニル樹脂エマルション(PVC-1)を157部(塩化ビニル樹脂50部相当)、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル(第一工業製薬(株)、ノイゲン(登録商標)LP-180)0.6部、脱イオン水7.5部を仕込んだ。
 重合容器内を脱酸素した後、重合容器内の混合物の温度を50℃に昇温し、その後、重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド0.028部、および、還元剤としてBruggolite(登録商標)FF-6(Bruggemann Chemical製)0.011部を加えた。
 さらに、表3中の製造例1、工程2に示すアクリル系単量体混合物50部に、反応性界面活性剤としてアクアロン(登録商標)AR-1025(第一工業製薬(株)製:有効成分25%)を有効成分として0.75部、ラテムル(登録商標)PD-430S((株)花王製:有効成分25%)を有効成分として0.75部、および脱イオン水19部(界面活性剤持込分含む)を加えて撹拌することにより乳化して、単量体乳化液を得た。得られた単量体乳化液を、200分間かけて、前記重合容器に均一に連続添加した。単量体乳化液の連続添加の間、重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド0.049部、および、還元剤としてBruggolite(登録商標)FF-6の0.030部を8回に分割して、前記重合容器に追加的に添加した。
 単量体乳化液の連続添加終了後、90分間後重合を行った。その後、反応混合物の液温を40℃以下に冷却して、アンモニアによる中和を行い、全単量体混合物100部に対してアジピン酸ジヒドラジド(ADH)0.5部を10%水溶液として添加した。その後、脱イオン水にて反応混合物の固形分濃度を40%に調整し、複合樹脂エマルション(HB-1A)を得た。
 得られた複合樹脂エマルション(HB-1A)のエマルション性状(平均粒子径、粒子径分布、粘度、MFT、THF不溶分)を測定した。その結果、ならびに、工程1で重合した塩化ビニル樹脂および工程2で重合したアクリル含有樹脂のガラス転移温度を表3に示す。
 〔製造例2〕
 [工程2]:複合樹脂エマルションの製造
 塩化ビニル樹脂エマルション(PVC-1)に替えて合成例2で製造した塩化ビニル樹脂エマルション(PVC-2)を用いた点、アクリル系単量体混合物として表3中の製造例2、工程2に示すアクリル系単量体混合物を用いた点、および、全単量体混合物100部に対してアジピン酸ジヒドラジド(ADH)0.5部を10%水溶液として添加し、脱イオン水にて反応混合物の固形分濃度を40%に調整したことに替えて、全単量体混合物100部に対してアジピン酸ジヒドラジド(ADH)1.0部を10%水溶液として添加し、脱イオン水にて反応混合物の固形分濃度を38%に調整した点以外は、製造例1と同様の操作を行い、複合樹脂エマルション(HB-2A)を得た。
 得られた複合樹脂エマルション(HB-2A)のエマルション性状(平均粒子径、粒子径分布、粘度、MFT、THF不溶分)を測定した。その結果、ならびに、ならびに、工程1で重合した塩化ビニル樹脂および工程2で重合したアクリル含有樹脂のガラス転移温度を表3に示す。
 製造例1および2で得られた複合樹脂エマルションは、何れも粒子径分布が1山となっており、平均粒子径も追加モノマー量に対して相応の増大が見られることから、同一粒子内に、塩化ビニル系樹脂とアクリル樹脂系樹脂が共存していると推定される。すなわち、塩化ビニル系樹脂とアクリル系樹脂との複合粒子が得られてものと考えられる。
 製造例1および2で得られた複合樹脂エマルションは、アクリル系樹脂のみで多段重合した後述の製造例3および4のアクリル系樹脂エマルションと比較して、工程1の設定Tgが同一であるにも関わらず、最低造膜温度が低下し、良好な成膜性を示した。また、製造例1と2とを比較すると、(F)少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物を塩化ビニル樹脂に導入することにより、さらにTHF不溶分が上昇していた。
 製造例1および2は、アクリル含有樹脂のTgが-20℃以下である為、最低成膜温度(MFT)の低下が見られ、成膜性が向上した。
 〔製造例3〕:アクリル系樹脂エマルションの製造(2段乳化重合)
 [工程1]
 攪拌機付き重合容器に、脱イオン水76部、重曹(炭酸水素ナトリウム)0.0125部、ラウリル硫酸ナトリウム0.44部、および、表3中の製造例3、工程1に示す単量体混合物50部の1/10を仕込んだ。
 重合容器内を脱酸素した後、重合容器内の混合物の温度を50℃に昇温し、重合開始剤t-ブチルハイドロパーオキサイド0.035部、硫酸第一鉄・7水和物0.0007部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA・2Na)0.0028部、および、還元剤Bruggolite(登録商標)FF-6の0.35部を加え、30分間攪拌した。
 次いで、前記重合容器に、重合開始剤t-ブチルハイドロパーオキサイド0.021部、還元剤Bruggolite(登録商標)FF-6の0.01125部を添加した。表3中の製造例3、工程1に示す単量体混合物50部の残り9/10に、反応性界面活性剤アデカリアソープ(登録商標)SR-1025を有効成分として1.8部、ノイゲン(登録商標)LP-180を0.6部およびイオン交換水19部(界面活性剤持込分含む)を加えて撹拌することにより乳化して、単量体乳化液を得た。得られた単量体乳化液を、180分間かけて、前記重合容器に均一に連続添加した。単量体乳化液の連続添加の間、重合開始剤t-ブチルハイドロパーオキサイド0.049部、および、還元剤Bruggolite(登録商標)FF-6の0.040部を4回に分割して、前記重合容器に追加的に添加した。
 [工程2]
 次いで、前記重合容器に、重合開始剤t-ブチルハイドロパーオキサイド0.028部、および、還元剤Bruggolite(登録商標)FF-6の0.011部を加えた。
 表3中の製造例3、工程2に示す単量体混合物50部に、反応性界面活性剤アクアロン(登録商標)AR-1025(第一工業製薬(株)製:有効成分25%)を有効成分として0.75部、ラテムル(登録商標)PD-430S((株)花王製:有効成分25%)を有効成分として0.75部、および脱イオン水19部(界面活性剤持込分含む)を加えて撹拌することにより乳化して、単量体乳化液を得た。得られた単量体乳化液を、200分間かけて、前記重合容器に均一に連続添加した。単量体乳化液の連続添加の間、t-ブチルハイドロパーオキサイド0.049部、および、Bruggolite(登録商標)FF-6の0.030部を8回に分割して、前記重合容器に追加的に添加した。
 単量体乳化液追加終了後、90分間後重合を行った。その後、反応混合物の液温を40℃以下に冷却して、アンモニアによる中和を行い、全単量体混合物100部に対してアジピン酸ジヒドラジド(ADH)0.5部を10%水溶液として添加した。その後、脱イオン水にて反応混合物の固形分濃度を40%に調整し、アクリル系樹脂エマルション(AC-1A)を得た。
 得られたアクリル系樹脂エマルション(AC-1A)のエマルション性状(平均粒子径、粒子径分布、粘度、MFT、THF不溶分)を測定した。その結果、ならびに、工程1で重合したアクリル含有樹脂および工程2で重合したアクリル含有樹脂のガラス転移温度を表3に示す。
 〔製造例4〕:アクリル系樹脂エマルションの製造(2段乳化重合)
 〔製造例3〕の[工程1]の単量体組成を、表3中の製造例4、工程1に示す単量体組成に変更した以外は、製造例3と同様の操作を行い、アクリル系樹脂エマルション(AC-2A)を得た。
 得られたアクリル系樹脂エマルション(AC-2A)のエマルション性状(平均粒子径、粒子径分布、粘度、MFT、THF不溶分)を測定した。その結果、ならびに、工程1で重合したアクリル含有樹脂および工程2で重合したアクリル含有樹脂のガラス転移温度を表3に示す。
 〔製造例5〕:アクリル系樹脂エマルションの製造(1段乳化重合)
 表3中の製造例5、工程1に示す単量体混合物100部(うち、メタアクリル酸の使用量:3部)に、反応性界面活性剤としてアデカリアソープ(登録商標)SR-1025((株)ADEKA製:有効成分25%)を有効成分として1.6部、および水41部(界面活性剤持込分含む)を加えて撹拌することにより乳化して、単量体乳化液を得た。
 攪拌機付き重合容器に、脱イオン水90部、重曹0.0125部、ラウリル硫酸ナトリウム0.1部、および、得られた単量体乳化液の1/20を仕込み、重合容器内を脱酸素した後、重合容器内の混合物の温度を50℃に昇温した。
 重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド0.035部、硫酸第一鉄・7水和物0.0007部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA・2Na)0.0028部、および、還元剤としてBruggolite(登録商標)0.035部を、前記重合容器に添加し、30分間攪拌した。
 さらに、前記単量体乳化液の残り19/20を、285分かけて、前記重合容器に均一に連続添加した。単量体乳化液の連続添加の間、重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド0.0857部、および、還元剤としてBruggolite(登録商標)FF-6の0.050部を8回に分割して、前記重合容器に追加的に添加した。
 単量体乳化液の添加終了後、90分間重合を行った。その後、反応混合物の液温を40℃以下に冷却して、アンモニアによる中和を行い、脱イオン水にて反応混合物の固形分濃度を38%に調整し、アクリル系樹脂エマルション(AC-3)を得た。
 得られたアクリル系樹脂エマルション(AC-3)のエマルション性状(平均粒子径、粒子径分布、粘度、MFT、THF不溶分)を測定した。その結果およびAC-3のガラス転移温度を表3に示す。
 〔製造例6〕:アクリル系樹脂エマルションの製造(1段乳化重合)
 製造例5で得られたアクリル系樹脂エマルション(AC-3)の全単量体混合物100部に対してアジピン酸ジヒドラジド(ADH)1.0部を10%水溶液として添加し、アクリル樹脂エマルション(AC-3A)を得た。
 得られたアクリル樹脂エマルション(AC-3A)のエマルション性状(平均粒子径、粒子径分布、粘度、MFT、THF不溶分)を測定した。その結果およびAC-3Aのガラス転移温度を表3に示す。
 なお、Tgを-3℃にすることで、複合エマルション(全体平均Tg:19℃)と同等のMFT(成膜性)を得ることができた。
 〔製造例7〕:アルカリ可溶性樹脂の製造
 表3中の製造例7、工程1に示す単量体100部(うち、メタアクリル酸の使用量:18.7部)、および連鎖移動剤混合物4部に、反応性界面活性剤アクアロン(登録商標)AR-1025(第一工業製薬(株)製:有効成分25%)を有効成分として1.56部、ラテムル(登録商標)PD-430S((株)花王製:有効成分25%)を有効成分として1.56部、および脱イオン水52.9部(界面活性剤持込分含む)を加えて撹拌することにより乳化して、単量体乳化液を得た。
 攪拌機付き重合容器に、脱イオン水97部、重曹0.013部、および、得られた単量体乳化液の1/20を仕込み、重合容器内を脱酸素した後、重合容器内の混合物の温度を50℃に昇温した。
 重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド0.36部、硫酸第一鉄・7水和物0.0007部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA・2Na)0.0028部、および、還元剤としてBruggolite(登録商標)0.42部を前記重合容器に添加し、30分間攪拌した。
 さらに、前記単量体乳化液の残り19/20を、190分かけて、前記重合容器に均一に連続添加した。単量体乳化液の連続添加の間、重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド0.65部、および、還元剤としてBruggolite(登録商標)FF-6の0.35部を6回に分割して、前記重合容器に追加的に添加した。
 単量体乳化液の添加終了後、90分間重合を行った。その後、反応混合物の液温を40℃以下に冷却して、アンモニアによる中和を行い、脱イオン水にて反応混合物の固形分濃度を28%に調整し、透明なアルカリ可溶性樹脂(WS-1)を得た。
 得られたアルカリ可溶性樹脂(WS-1)の性状(平均粒子径、粒子径分布、重量平均分子量、粘度、MFT、THF不溶分)を測定した。その結果およびWS-1のガラス転移温度を表3に示す。ただし、平均粒子径、粒子径分布、重量平均分子量は、水溶化後には測定できないので、アンモニア中和前のものにて測定した。
 〔製造例8〕:アルカリ可溶性樹脂の製造
 製造例7で得られたアルカリ可溶性樹脂(WS-1)の全単量体混合物100部に対してアジピン酸ジヒドラジド(ADH)1.0部を10%水溶液として添加し、アルカリ可溶性樹脂(WS-1A)を得た。
 得られたアルカリ可溶性樹脂(WS-1A)の性状(粘度、THF不溶分)を測定した。その結果およびWS-1Aのガラス転移温度を表3に示す。
 〔比較例1~10〕
 表4に示す成分をそれぞれ用いて水性インク組成物を製造し、得られた水性インク組成物の付着性の評価を行った。結果を表4に示す。
 表4~8中、(A)成分として記載されている「XK―190」は、NeoCryl(登録商標)XK―190(COVESTRO社製アクリル樹脂系エマルション)であり、(B)成分として記載されているE―480Tは、スーパークロン(登録商標)E―480T(日本製紙製塩素化ポリプロピレン系エマルション)である。また、表4~8中、各成分量の単位は「部」(重量部)である。
 〔実施例1〕
 表5に示す組成にて水性インク組成物を製造し、得られた水性インク組成物の付着性の評価を行った。結果を表5に示す。
 表5に示すように、塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルション(HB-1A)とポリオレフィン系樹脂エマルションとを含有する実施例1の水性インク組成物は、HB-1Aのみを含有する比較例1の水性インク組成物と比較して、OPPに対する付着性に優れることがわかる。
 〔実施例2~3〕
 表6に示す組成にて水性インク組成物を製造し、得られた水性インク組成物の付着性の評価を行った。結果を表6に示す。
 表6に示すように、塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルション(HB-1A)とアルカリ可溶性樹脂とを含有する実施例2および3の水性インク組成物は、HB-1Aのみを含有する比較例1の水性インク組成物と比較して、Nyに対する付着性に優れることがわかる。
 〔実施例4~12〕
 表7に示す組成にて水性インク組成物を製造し、得られた水性インク組成物の付着性の評価を行った。結果を表7に示す。
 表7に示すように、塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルション(HB-1A)とポリオレフィン系樹脂エマルションとアルカリ可溶性樹脂とを含有する実施例4~12の水性インク組成物は、HB-1Aのみを含有する比較例1の水性インク組成物と比較して、OPPおよび/またはPETに対する付着性に優れ、Nyに対する付着性も同等に優れることがわかる。
 〔実施例13~18〕
 表8に示す組成にて水性インク組成物を製造し、得られた水性インク組成物の付着性の評価を行った。結果を表8に示す。
 表8に示すように、塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルション(HB-2A)またはアクリル系樹脂エマルション(AC-1A、AC-2A、AC-3、AC-3A、XK-190)とポリオレフィン系樹脂エマルションとアルカリ可溶性樹脂とを含有する実施例13~18の水性インク組成物は、HB-2A、AC-1A、AC-2A、AC-3、AC-3A、またはXK-190のみを含有する比較例2~7の水性インク組成物と比較して、OPP、PETおよびNyの何れかに対する付着性が向上することがわかる。
 また、少なくとも2つの非共役二重結合を有する化合物であるTACを有する塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルション(HB-2A)を用いた実施例13の水性インク組成物は、TACを有しない塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルション(HB-1A)と同じ組成でポリオレフィン系樹脂エマルションとアルカリ可溶性樹脂とを含有する実施例1の水性インク組成物と比較して、基材への付着性がより優れていた。
 なお、比較例7および実施例16の水性インク組成物は、付着性の性能はよいが、塩化ビニル-アクリル複合樹脂エマルションを用いる場合と比較して、タック性(べたつき)があることが確認された。これは、成膜性を確保(MFTを低く)するため、Tg設定を低く設定したためと考えられる。
 〔比較例11~13〕
 表8に示す組成にて水性インク組成物を製造し、得られた水性インク組成物の付着性の評価を行った。結果を表8に示す。
 (A)成分を含まない水性インク組成物は、付着性の性能に劣ることが示された。
 本発明の一実施形態によれば、ポリオレフィン基材、ポリエステル基材、およびポリアミド基材の少なくともいずれか1つの基材に対して付着性に優れる水性インク組成物を提供することができる。それゆえ、本発明の一実施形態に係る水性インク組成物は、様々な基材に使用できる、塗料・インクとして非常に有用であり、広範な産業分野において利用することができる。

 

Claims (9)

  1.  (A)塩化ビニル系樹脂エマルション、および/または、アクリル系樹脂エマルションと、
     (B)ポリオレフィン系樹脂エマルション、および、(C)アルカリ可溶性樹脂の少なくとも1種と、を含有する、水性インク組成物。
  2.  前記(A)、(B)および(C)を全て含有し、前記(A)、(B)および(C)の配合比率が(A)20重量%~90重量%、(B)5重量%~40重量%、および(C)5重量%~40重量%である、請求項1に記載の水性インク組成物。
  3.  前記(A)が、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するものであり、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含む、請求項1に記載の水性インク組成物。
  4.  前記(C)が、ケト基またはアルデヒド基に由来するカルボニル基を有するものであり、さらに、(D)ヒドラジノ基またはセミカルバジド基を1分子当たり少なくとも2つ有するヒドラジン誘導体を含む、請求項1に記載の水性インク組成物。
  5.  前記(B)が塩素化ポリプロピレン樹脂エマルションである、請求項1に記載の水性インク組成物。
  6.  さらに、(E)顔料を含む、請求項1に記載の水性インク組成物。
  7.  前記(A)塩化ビニル系樹脂エマルションが、下記工程1および工程2を行うことにより得られる複合樹脂のエマルションである、請求項1に記載の水性インク組成物:
     [工程1]
     (a1)塩化ビニル単量体90重量部超100重合部以下と、(a2)塩化ビニル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体0以上10重量部未満と、からなる単量体混合物(ここで、(a1)および(a2)の合計量は100重量部である)を乳化重合して、塩化ビニル樹脂を得る工程、
     [工程2]
     前記塩化ビニル樹脂の存在下で、(b1)(メタ)アクリル酸アルキルエステル50重量部~100重量部と、(b2)(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能なエチレン性不飽和単量体0~50重量部と、からなる単量体混合物(ここで、(b1)および(b2)の合計量は100重量部である)を乳化重合して、アクリル含有樹脂を得る工程。
  8.  前記(C)が乳化重合にて得られたものである、請求項1に記載の水性インク組成物。
  9.  基材に、請求項1に記載の水性インク組成物を印刷して得られた印刷物。
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