JPH037783A - 水性化学組成物 - Google Patents

水性化学組成物

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JPH037783A
JPH037783A JP2091327A JP9132790A JPH037783A JP H037783 A JPH037783 A JP H037783A JP 2091327 A JP2091327 A JP 2091327A JP 9132790 A JP9132790 A JP 9132790A JP H037783 A JPH037783 A JP H037783A
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水性化学組成物に関するものであり、特にフ
レキソ印刷、グラビア印刷、また他の特殊印刷およびオ
ーバープリントの工程に使用されるような水性インク類
およびフェス類に関するものである。
[従来の技術および課題] 事実上本質的に水性である用途、つまり有機溶剤類型の
代わりに水性であるような組成物が一般的に求められて
いる。この点での重要な要因は、有機溶剤類が一般的に
高価であること、溶剤型の組成物の製造および使用の際
にともに原因となる環境汚染の問題、段々厳しくなる健
康および安全関係の法律の範囲とその影響等である。有
機溶剤型組成物の代わりとなる水性型の根本的な要求と
しである前述した重要な理由に加えて、新たな用途では
、吸収紙およびパッケージに使用される厚紙材料のよう
な他の基材に印刷するための、フレキソおよびグラビア
インク類およびオーバープリントワニス類が最近では発
展してきている。現在−船釣に認識されている特に要求
されていることは、特に接着性、耐薬品性および耐水性
に関して従来の溶剤型システムと同様な性質に到達でき
る不透過性基材への用途のための水分散体材料の発展で
ある。さらに、本発明の目的は、既存の水性型のものと
比較して、コストの面でも技術的の面でも共に改善され
た特質をもつ水性組成物類を提供することである。例え
ば、既存の水性インク類は通常、アクリルポリマー類を
含有してなり、メートルトンあたり1600〜4000
ボンドのコストに変動し、およびこのようなインク類は
時々、ある基材への接着性が望まれる程度よりも不足す
る。多色印刷されたプラスチック袋類の製造で使用され
るプラスチックシート類および同様な製造物のような軟
質基材の印刷用途として、水性アクリルポリマー含有イ
ンク類を用いる場合、理想的結果よりも劣るものを生ず
る。
[課題を解決するための方法] 非常に望ましく且つ有用な範囲の特性をもつ改善された
水性化学組成物は、有機ポリマー型水性組成物のための
エキステンダーとしてロジンおよび/またはロジンの誘
導体類を使用することにより製造できることを、現在発
見した。従って本発明は、比較的高価なこのような組成
物に用いられる有機ポリマー類のかなりの割合を取り替
えることによって、既知の溶剤型組成物の特性に比べて
、より好ましくまたは同様に改善し、有機溶剤の不利益
な影響を実質上減少させ、且つ顕著にコストを減少させ
るが、いかなる性質の特性および標準を低下する原因を
あたえることなく、有機フレキソ且つグラビア工程のよ
うな特殊用途のためのインク類として著しく有用である
組成物を提供するものである。
本発明の1つの面によって、水性インク組成物として使
用するか、または水性インク組成物中に使用するための
組成物は、1種または2種以上のアクリルコポリマー類
および/または1種または2種以上のポリウレタン類か
らなるポリマー成分、およびロジン、ロジン誘導体、炭
化水素樹脂、ポリアミド樹脂またはそれらの1種または
2種以上の混合物からなる樹脂またはロジン成分を含有
する水性分散体を含有してなり、該組成物は実質上、カ
ゼインまたは別のタンパク質のコロイドのような、いか
なるタンパク質成分も含まないことを特徴とする。また
本発明の水性インク組成物は、存在しているカルボキシ
ル酸を中和するために、通常水性アクリル型インクに含
まれる、モノエタノールアミンのようなアミン類を含有
しないのが好ましい。
該組成物は通常、前述の2つの成分の各水性分散体、例
えばそれぞれおよそ50重量%の固体含量から形成され
るであろう。
使用することができる炭化水素樹脂の1つの好適なりラ
スは、炭素原子数5〜9個をもつ炭化水素類に基づく炭
化水素樹脂類を含有するものである。
一般的に、本発明による水性組成物に使用され7 る該ロジン成分は、ロジンおよびロジン誘導体のすべて
の型を包含することができる。
ロジンは、自然に松の木の含油樹脂に存在する固体樹脂
質である。ロジンは、3つの主要な産出源、すなわち成
育している松の木の含油樹脂滲出液、松の木の老化した
切り株に含まれる含油樹脂およびクラフト紙工業におけ
る副産物として製造されたトール油の内の1つから得ら
れる。また、ロジンは、環状テルペンカルボキシル酸に
加えて、少量の酸性成分を含有する。
ロジンの主成分は、2つの不飽和の環をもっ二環状モノ
カルボキシル酸であるアビエチン酸である。アビエチン
酸は親ジエン類(clienophiles)とディー
ルス・アルダ−付加反応を受ける。従ってロジンは、マ
レイン酸、無水マレイン酸およびフマル酸のような親ジ
エン性のカルボキシル酸およびその誘導体と反応させる
ことができ、且つそれによって四環状ポリカルボキシル
酸を生じる。このロジンと親ジエン類との反応は通例、
゛強化(f。
rtification)”と名付けられており、およ
びこの− 反応生成物は通例、強化ロジンと名付けられている。強
化ロジン分散体は、ペーパーサイジング工業のサイジン
グ組成物として使用されている。本発明のロジン分散体
は、ロジン、強化ロジン、またはその2つの混合物に基
づくことができる。また、強化ロジン類の安定性を高め
るために、ホルムアルデヒドで処理したものを使用する
ことが可能である。また本発明の組成物においては、エ
ステル化あるいは不均化したロジン類も使用することが
できる。エステル化したロジン類は、アルコール好まし
くはグリセロール、トリエチレングリコールまたはペン
タエリスリトールのようなポリオールと反応したロジン
類である。不均化したロジン類は、酸化に対してその安
定性を改善するために触媒工程によって処理したロジン
類である。
また水素化したロジン類を、さらに酸化に対して改善し
た安定性を与えるために、エステル誘導体、強化した、
不均化した、および水素化したロジン類として使用する
ことができる。
本発明の組成物として使用する好適なロジン類は、安定
化したロジン類である。本発明の別の好適な特徴は、本
発明の組成物を生しる、およびこのような組成物を加え
ている水性インク類を生じる改良アクリルロジン類を使
用することである。
またロジン類およびフェノール樹脂例えばフェノール−
ホルムアルデヒド樹脂類と反応したロジン誘導体が適切
である。
本発明の組成物では、上述のロジン類とロジン誘導体の
、いかなる樹脂類の混合物も使用することができる。
別の選択的な特徴は、ロジンの総酸性度の一部分を中和
し、さらに有機または無機塩基を用いることによりその
場で生じる石鹸の形をとるロジン分散体類を使用するこ
とである。好ましくは、この方法では、該ロジンの酸の
総酸性度の1〜10%、さらに好適には3〜6%の範囲
の量の中和を行うのがよい。この方法は水溶性樹脂また
はロジン誘導体の形成を生じさせるものではないが、ロ
ジンまたはロジン誘導体の一部を石鹸に転換させこれが
、もしそれが無ければ水に溶解や分散しないロジンまた
はロジン誘導体の水性分散体を生じるために作用する。
本発明の組成物に含まれるポリマー成分および樹脂また
はロジン成分の相対的な量は、重量比で好ましくは75
:25〜30 ニア 0、さらに好ましくは75 :2
5〜70:30の範囲である。
本発明の組成物は、好ましくは重量比で該組成物の10
%まての量のワックスエマルジョンを有利に含有するの
がよい。この方法におけるワックスエマルジョンの含有
は、擦り傷抵抗のような特性を改善することかてきる。
ワックスエマルジョンの添加は、該組成物が透明なオー
バープリントフェスであるとき、特に有利である。
該ロジン分散体は、いかなる従来の技術および既知の原
料を用いて配合することができるか、但し、本発明の目
的のためには保護コロイド例えばカゼインのような従来
の安定剤を含むことはてきない。つまり、該組成物は少
なくとも実質上タンパク質のコロイド類を含まない。
1 [作用] 本発明の該組成物は、フレキソ印刷工程の用途のための
インク類の配合物としての用途にとって適当であり好ま
しいものである。しかしまた他のインク類の配合物とし
ての用途、例えばグラビア印刷工程では印刷方法および
装置が全く異なり、フレキソ印刷とは全く異なる特質を
持つインク類の使用を必要とするか、そのような異なる
インクの配合にも適した組成物を提供することができる
フレキソ印刷のインク類の配合物として使用するための
適切な組成物は有利に、10℃より高くない、好ましく
は0℃より高くない、さらに好ましくは一10℃より高
くないガラス転移温度(Tg)を持つアクリルコポリマ
ー類を包含する。代表的なコポリマー類は一20〜10
℃の範囲の1g値を持つ。
本発明の組成物において、タンパク質成分を有意量含有
しないということは、特に透明な基材に印刷する際、こ
の成分のインクに与える曇り度または不透明度が、顕著
な欠点であるフレキソ印刷2 の配合物に特に有益である。
同様な現象は、他の配合物、例えばグラビア印刷には起
こらないが、それでも該組成物の透明度は、この場合に
おいてさえ有利なものである。
本発明の組成物は通常、しばしば該組成物を生じさせる
樹脂またはロジンのエマルジョンおよびポリマーラテッ
クスの配合段階で使用されるより多い界面活性剤を含有
していないことに留意すべきである。使用する界面活性
剤の典型的な量は、それぞれ該エマルジョンの5重量%
まで、且つ該ラテックスの2重量%までである。典型的
にこのことは、ポリマーおよび樹脂またはロジン分散体
の結合した量の6重量%よりも少なく、通常は4重量%
より少ない界面活性剤含量となる。このような組成物を
基準とするインク配合物もまた、典型的には6重量%よ
りも少ない界面活性剤を含有し、好ましくはわずかに4
重量%、さらに好ましくはわずかに3重量%を含有する
該組成物の界面活性剤が、このように少量であることが
、フレキソ印刷に適切であるインク特性とするのである
本発明の該組成物は、また適切な有機または無機顔料お
よび水の含有により、ワニス類および印刷インク類の配
合物として使用することがてきる。
有利には、製造した該インク類は、インクの10〜40
重量%、さらに好ましくは20〜40重量%、最も好ま
しくは35〜40重量%のポリマー成分含量を持つ。該
インクの該樹脂またはロジン含量は、好ましくは5〜4
0重量%、さらに好ましくは5〜25重量%、および最
も好ましくは5〜15重量%である。具体的な顔料の量
は、該インクの10〜20重量%、さらに好ましくは1
4〜16重量%の範囲である。
本発明の組成物の配合したインク類は、印刷工程特にフ
レキソ工程に良好な結果を与え、有極性および無極性、
吸収性および非吸収性、例えば処理したまたは無処理の
ポリエチレン、ポリプロピレン、マイラー、且つグラフ
用紙およびアー1へ紙を含む様々な紙類を含んだ幅広い
範囲で使用することができる。本発明の該インク類は、
不透過性基材に行われるフレキソ工程に使用される際、
とくに良好な結果を与えることができる。また、フレキ
ソ工程により透過性基材に印刷する際、非常に満足のい
く結果が得られた。
さらにまた、本発明に基づいて本発明の展開および実験
作業を行って作成した該発見の評価をすると、あるポリ
マー類は、お互いを共に使用した時、予期しない、より
良い結果を与えることを発見した。これらのポリマー結
合体の多数の例を以下に示す。
[実施例] 本発明をさらに十分に理解し且つ認識することができる
ように、インキ用の1種または2種以上のアクリルバイ
ンダー類および他のポリマー含有組成物、および1種ま
たは2種以上のタンパク質のない安定化したロジンまた
はロジン誘導体を含有してなる、水性分散体の多くの異
なる型を作成し、且つ評価した実施例を以下の表−2に
示す。
以下の表−2において、実施例14〜16.22.24
.25.27.66.70および108は、5 望まれる特性を示してはおらず、そのため本発明から除
外する。これらの例は、他の例と比較するためになされ
た。例の多くはこの除外した例と組成としては非常に類
似している。他のすべての実施例は、他のポリマー/ロ
ジン組成物がら本発明の組成物を区別する明確で詳細且
つ正確な相異を示しているので、満足な、またはより良
いものとして評価することができる結果を与えている。
以下の続〈実施例において、量の数値は重量部で与えて
いる。各組成物は、ポリマーエマルジョン類または溶液
を含有してなり、且つロジンまたはロジン誘導体分散体
をいずれも水性物で含有し、該組成物は、アミン、水お
よび溶剤も含有することができる。該ポリマーエマルジ
ョン類、溶液類およびロジンまたはロジン誘導体の分散
体はそれぞれ実質上50重量%の固体含量を持ち、且つ
それぞれ2重量%以下および5重量%以下の界面活性剤
含量を持つ。表−1では簡単にするために、実施例にお
いて商業的に入手できる成分類は文字どおりに示した:
製品名が登録商標のものには*を記しな。
6 表−1 成分 タイプ  内容     種類 へ    ポリマー  *クラスコール 86TX  
  アクリルバインダー*(GL八へCOL86TX) B     ツノ     *クラスコールLS20 
     ツノCツノ      *ジョンクリル 7
4         /+*(JONCRYL  74
) (’       71        ジ。ンクリル
 61          )!D       〃 
      車材クリル ^−1052ツノ本(NEO
CRYL ^−1052) 1:       n       *ネオレズ R9
70ボリウレタシバインダー*(NEOREZ  R9
70) F      〃      本ネオレi  R974
77G    ll    *l;す9−6171*(
POLISAR6171) Hロジン     インクタック 103(INKTA
K 103) J       n        インクタック 1
28K       n        インクタック
 TXL      〃       インクタック 
08MJノ       インクタック 52ツノ アクリル・テテックス   ボリサー・イソターナショ
ナル(Polisar  International
)ロジン分散体       アルプライト・アシF・
ウィルソン(^Ibright  &  Wilson
)ツノツノ ツノツノ ロジンエステル分計k         uツノツノ 供給会社 アシイド・コロイド (at I ied  Col 1oids)ツノ スペシャルティー・ケミカル (Specialty  Chemical)ツノ ポリF:h・シミー (Polyvinyl Chemie)ツノ Tg(’C) 5 溶剤 本ジウアノール DPnB  ジブ畦しンクリコールー
n−ブチルエステル  ジウ・ケミ加*(DOWANO
L  DPnB>                 
    (DOIII Chemical)RPDE 
        a!素化したメチルエステル混合物 
  オレンジ・ケミカル(Orange  Chemi
cal)アミン 乾燥剤 ビヒクル 有機顔料 ワックスエマルジョン 千ノエタノールアミン イソプロビルアルコール 水 フタロシアニンブルー パテフィンフックス V      ツノ        ポリエチレンフ1
.クスHn        ミクロクリスフ1ル・ワッ
クス多数 へウィージャシ・タルク (NorIllegian  Ta1k)ツノ ノー 9− 20 以下に記す以外は、本発明を説明する実施例1〜108
の上述の配合を作成し、それらをプラスチックシー1へ
類に適用することにより、得られたフィルムは、満足ま
たはより良い結果であった。
得られた結果を以下に示す。
(1)実施例2て使用した該ロジン酸分散体Hは、実施
例1のロジンエステル分散体りよりも良好なフィルムを
与えた; (2)実施例5〜10における融合助剤(溶剤Nまたは
P)の添加はなんら改善を示さなかった。;(3)実施
例11は、ポリプロピレンおよびポリエステルくマイラ
ーRTM)フィルムにずぐれたコーティングを与えた; (4)実施例14〜16は、ロジン中のカゼインの存在
のために、すべて満足のいくものではなかった (5)実施例17〜1つのウレタンポリマー類は、処理
したポリプロピレンにすぐれたフィルムを与えな; (6)実施例22において、不満足な不透明フィルムが
カゼイン含有ロジンKによって得られた(7)実施例2
4および25において、ボリザ−(Polisar)ア
クリルポリマーGで得られたフィルムは非常に軟質であ
った; (8)  ロジンの選択は重要である:実施例27のJ
は、実施例26および28と同様なポリマーDの同様な
割合を使用したが、不満足な結果を与えた; (9)  いくつかの配合物、例えば実施例40〜42
および46は、フィルムの曇りを示したが、多くの用途
においては許容できるものであった。
(10)いくつかの配合物は、耐水性に関して十分に満
足のいくものよりも劣るフィルムを与えた例えば実施例
43〜46は水に敏感であり、実施例45が、この中で
最も良い結果であったが、実施例43および44は同等
であり、且つ実施例46よりもよい結果であった;実施
例47および48は、実施例49および50よりよい結
果を示した;実施例51〜54は、唯一かなりよい結果
を示したが、実施例62の感水性が特に良好であつ7 た; (11)実施例86〜92は、3ケ月より多い保存寿命
を持つ、安定なレットダウンワニス(let dou+
n varnish)であり、これを水および顔料と混
合して実施例93〜9つのインク類を得た;(12) 
 ワックスエマルジョンを含有している実施例102〜
107は、オーバープリントフェス類として特に有用で
ある; (13)実施例109は、実施例108よりポリオレフ
ィン基材によりよいインク付着性を与えた(14)実施
例108のインク組成物は、第1に顔料、インプロパツ
ール、水の3重量部およびネオクリル(Neocryl
)1052の3.5重量部を含有するペーストを生じさ
せ、続いて水およびネオクリル1052の残りを加えた
:実施例109のインク組成物を同様に調製した、但し
インクタック(Inktac)128の1.2重量部を
ペースト組成物に含有させ、且つ水およびネオクリル1
052の残りを加えた;実施例109のインクは、ポリ
オレフィン基材に適8 用した時、実施例108と非常に改善した付着化合物を
与えることが判った;実施例108は、この比較目的の
ために含有させたものである。
二W 示した原料を用いてすべての配合物を、水性フレキソイ
ンク組成物として有利に調製することができる。続く量
の数値は重量部である;一般実施例Iは、アミン類を含
有する配合物を説明したものである。アミン類は実施例
■で説明している配合物では省いている。すべての場合
において、配合物は同様であるにもかかわらず、アミン
を省いたものは、よりよい結果を与えた。
I        II ポリマー    28.5   28.50ジン(イン
フタ、り)    9.5        9.5(I
NKT八C) へ          25.5     25.5モ
ハタノールアミシ       15イソブリピルアル
コール     13.8       13.878
.8 コーティングの士 77.3 実施例64〜71の配合物を、それぞれ6゜12および
18ミクロンの厚さでポリオレフィンフィルムにコート
した。12および18ミクロンの層は、すべてのステッ
プが6ミクロンの厚さの層を生成する第1のコーティン
グステップをそれぞれ1回および2回繰り返すことによ
り得られた。
この方法により生成された満足なフィルムは明らかに、
本発明によるこれらの実施例のインク配合物がプラスチ
ックフィルムのオーバープリン)へにおける用途に適合
することを示している。
ム土壓ム透訓( ザラザラ(bitty)L、ていた実施例66を除いて
、すべて優れた透明なフィルムが得られた。この配合物
はおそらく2つのポリマー類AとDとの間の相互作用に
より生した相異であった。
i&1 フィルムの試料を冷水中に浸し、且つ放置した。
実施例70を除いて、すべてが永続的、つまり耐水性で
あることを証明した。実施例70は該コーティングはか
なりの時間の後フィルム基材から放れた。しかし、ロジ
ンAを含まないポリマー系は、フィルムから直ちに放れ
た。
このようなポリマー系は、ポリオレフィンフィルム基材
の用途には好ましくない。しかし、このことは樹脂の添
加がポリオレフィンへの系の付着性の予期されない且つ
明確な改善を与えることを示している。
これは安価なポリマー系を、通常さらに高価なものが必
要であると考えられるものに使用することができる。こ
の結果のタイプは、ポリマーAのようなものを用いるポ
リマー系に別の有用な用途を開いている。
艶1艷 フィルムの試料に圧力をかけて、コートした生成物のフ
ィルム粘着性およびブロッキングを試験した。
ポリオレフィンの2つのシートの間に挟んだインクフィ
ルムからなるラミネートに、2.25Kgを10分間、
20c1112の1面に加えた。次にフィルムを分離し
、欠点を検査したが、この過酷な試1 験にもかかわらず、すべて満足のいくものであった。
1襄 これらの実施例は、アクリルポリマーにロジン分散体を
加えることが可能であることを証明しており、その樹脂
相成分は時々粘着性のフィルムを与えることを通常予期
されるすべての軟化点をもち、それにもかかわらず永続
的な耐水性の非粘着性フィルムが生成された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、1種または2種以上のアクリルコポリマー類および
    /または1種または2種以上のポリウレタン類からなる
    ポリマー成分、およびロジン、ロジン誘導体、炭化水素
    樹脂、ポリアミド樹脂またはそれらの1種または2種以
    上の混合物からなる樹脂またはロジン成分を含有する水
    性分散体を含有してなる、水性インク組成物として使用
    するか、または水性インク組成物中に使用するための組
    成物であって、該組成物が実質上いかなるタンパク質成
    分も含まないことを特徴とする、水性化学組成物。 2、水性分散体が、炭素原子数5〜9個をもつ炭化水素
    類に基づく炭化水素樹脂を含有する、請求項1に記載の
    組成物。 3、水性分散体が、ロジンまたはロジン誘導体を含有す
    る、請求項1に記載の組成物。 4、ロジンまたはロジン誘導体が、強化したロジンまた
    はロジン誘導体である、請求項3に記載の組成物。 5、ロジン誘導体が、ロジンエステルである、請求項3
    または4に記載の組成物。 6、ロジンまたはロジン誘導体の酸度の1〜10%を中
    和するに十分な量の有機または無機塩基を含有し、それ
    によって水中の組成物の該ロジンまたはロジン誘導体を
    分散させるために有効な石鹸を生じる、請求項3ないし
    5のいずれか1項に記載の組成物。 7、アミンが酸度の3〜6%を中和するに十分な量で存
    在する、請求項6に記載の組成物。 8、塩基がアミンである、請求項6または7に記載の組
    成物。 9、アミンがモノエタノールアミンである、請求項8に
    記載の組成物。 10、樹脂、ロジンまたはロジン誘導体のポリマー成分
    の比が、重量比で75:25〜30:70の範囲である
    、請求項1ないし9のいずれか1項に記載の組成物。 11、樹脂、ロジンまたはロジン誘導体のポリマー成分
    の比が、重量比で75:25〜70:30の範囲である
    、請求項10に記載の組成物。 12、組成物の10重量%までの量のワックスエマルジ
    ョンを含有する、請求項1ないし11のいずれか1項に
    記載の組成物。 13、ポリマー成分のガラス転移温度が、10℃または
    それより低い、請求項1ないし12のいずれか1項に記
    載の組成物。 14、ポリマー成分のガラス転移温度が、0℃またはそ
    れより低い、請求項13に記載の組成物。 15、ポリマー成分のガラス転移温度が、−10℃また
    はそれより低い、請求項14に記載の組成物。 16、ポリマー成分および樹脂またはロジン誘導体の結
    合した量を基準として、6重量%以下の量の界面活性剤
    を含有する、請求項1ないし15のいずれか1項に記載
    の組成物。17、請求項1ないし16のいずれか1項に
    記載の組成物を含有してなる、着色したまたは着色して
    いないインク。 18、ポリマー成分の量がインクの10〜40重量%の
    範囲である、請求項17に記載のインク。 19、ポリマー成分の量がインクの20〜40重量%の
    範囲である、請求項18に記載のインク。 20、ポリマー成分の量がインクの35〜40重量%の
    範囲である、請求項19に記載のインク。 21、樹脂またはロジン成分の量が、インクの5〜40
    重量%の範囲である、請求項17ないし20のいずれか
    1項に記載のインク。 22、樹脂またはロジン成分の量が、インクの5〜25
    重量%の範囲である、請求項21に記載のインク 23、インクの10〜20重量%の量の顔料を含有する
    、請求項17ないし22のいずれか1項に記載の着色し
    たインク。 24、インクの14〜16重量%の量の顔料を含有する
    、請求項23に記載のインク。 25、インクの6重量%よりも少ない量の界面活性剤を
    含有する、請求項17ないし24のいずれか1項に記載
    のインク。
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