JPH06100815A

JPH06100815A - 水性印刷インキ用バインダー

Info

Publication number: JPH06100815A
Application number: JP27820292A
Authority: JP
Inventors: Masaya Inami; 正也稲波; Hideki Aida; 秀樹合田
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【構成】下記一般式（１）：Ｘ−［（Ｙ−Ｏ）n −Ｈ］m （１）（式中、Ｘはロジン物質残基を、Ｙは −ＣＨ₂ ＣＨ₂
− 又は−ＣＨ₂ ＣＨ（ＣＨ₃ ）− で表される同一又
は異なる基を、ｎは５〜１００までの数を、ｍは１から
４までの数をそれぞれ示す。）で表されるアルキレンオ
キシド付加ロジン誘導体の存在下、ビニルモノマーを乳
化重合してなる水性エマルジョンを含有する水性印刷イ
ンキ用バインダー。【効果】印刷物の光沢、乾燥性のいずれの点でも満足
しうる水性印刷インキ用バインダーを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水性印刷インキ用バイン
ダーに関する。更に詳しくは、アルキレンオキシド付加
ロジン誘導体の存在下にビニルモノマーを乳化重合して
なる水性エマルジョンを含有する水性印刷インキ用バイ
ンダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、印刷インキに使用されるバイ
ンダーとしては有機溶剤系が主流である。例えば雑誌、
週刊誌、その他の素材に適用されている油性印刷インキ
（グラビア、フレキソ印刷用）においては、印刷後の乾
燥性、印刷物の光沢などの性能を考慮して、該バインダ
ーとしてロジン系化合物と金属化合物との反応生成物
（樹脂酸金属塩）が汎用されてきた。

【０００３】しかしながら、近年、大気汚染防止、消防
法上の規制、労働安全衛生等の観点より該印刷インキの
水性化が切望されており、そのため前記有機溶剤系バイ
ンダーに匹敵する性能を有する水系バインダーの開発要
請が強まっている。既に、該用途における水系バインダ
ーとしては、主にアクリル樹脂やスチレン−アクリル樹
脂が提案され、水溶化や水分散化の各種試みがなされて
いるが、これらは必ずしも満足すべき特性を発現するに
至っていないのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、印刷インキ
用バインダーに関する前記実情に鑑み、従来の樹脂酸金
属塩を使用した溶剤型インキに比べて遜色のない光沢及
び乾燥性を有する水性印刷インキを提供するに適した優
れた水性バインダーを収得することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意検討を行った結果、特定のロジン誘導体
の存在下にビニルモノマーを乳化重合してなる特定の水
性エマルジョンを使用することにより、顔料分散性、光
沢、乾燥性のいずれの点でも優れた水性印刷インキが得
られるとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づき完
成されたものである。

【０００６】すなわち本発明は、下記一般式（１）：Ｘ−［（Ｙ−Ｏ）n −Ｈ］m （１）（式中、Ｘはロジン物質残基を、Ｙは −ＣＨ₂ ＣＨ₂
− 又は−ＣＨ₂ ＣＨ（ＣＨ₃ ）− で表される同一又
は異なる基を、ｎは５〜１００までの数を、ｍは１から
４までの数をそれぞれ示す。）で表されるアルキレンオ
キシド付加ロジン誘導体の存在下、ビニルモノマーを乳
化重合してなる水性エマルジョンを含有することを特徴
とする水性印刷インキ用バインダーに関する。

【０００７】本発明のアルキレンオキシド付加ロジン誘
導体の原料であるロジン物質としては、ガムロジン、ト
ール油ロジン、ウッドロジンなどの天然ロジンやその精
製物；該ロジンを不均化、水素添加、脱水、二量化、ス
ルホン化することにより得られる各種変性ロジン；該ロ
ジンにマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、アクリ
ル酸などを付加反応して得られる酸付加ロジン；かかる
酸付加ロジンの部分エステル又は部分アミド化物などを
例示できる。これらロジン物質は、いずれも単独又は２
種以上を組み合わせて使用できる。

【０００８】本発明のアルキレンオキシド付加ロジン誘
導体の他の原料であるアルキレンオキシドとしては、エ
チレンオキシド、プロピレンオキシドが該当し、これら
は単独使用又は併用可能である。

【０００９】該アルキレンオキシドの付加モル数は、乳
化重合時の安定性、並びに得られるバインダーやインキ
の性能を考慮して慎重に決定され、通常は５〜１００モ
ルの範囲とされるが、好ましくは１０〜４０モル、更に
好ましくは１０〜２５モルである。該付加モル数が５モ
ル未満であればその水溶性が低下し、乳化重合時に凝集
物が発生したり、得られるインキの光沢が劣るなどの不
利がある。他方１００モル以上であれば、乳化重合時の
安定性は良好であるものの、得られるインキの耐水性が
悪くなったり、紙への浸透が見られるなどの不利があ
る。

【００１０】上記のアルキレンオキシド付加ロジン誘導
体の製造方法は、特に制限されず、従来公知の各種方法
をそのまま採用することができる。例えば、（１）前記
ロジン物質を加熱溶融しながら、エチレンオキシド及び
／又はプロピレンオキシドを酸性又は塩基性触媒存在
下、窒素などの不活性ガス雰囲気下に圧入して１５０〜
２００℃で１〜５時間程度の条件で付加重合させる方
法、（２）前記ロジン誘導体と、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリ（エチレン−プロ
ピレン）グリコールなどの少なくとも１種を、無触媒下
またはルイス酸などの公知の触媒下に２００〜３００℃
で１０〜２０時間程度の条件でエステル化する方法が挙
げられる。

【００１１】本発明では、既述のように、上記で得られ
るアルキレンオキシド付加ロジン誘導体の存在下にビニ
ルモノマーを乳化重合する工程を経由することにより、
目的とする水性印刷インキ用の水性エマルジョンを収得
するものである。以下、具体的に該乳化重合工程を説明
する。

【００１２】アルキレンオキシド付加ロジン誘導体単独
を、またはこれと必要に応じて極少量の界面活性剤とを
水に溶解した後、反応系内を通常６５〜９５℃に昇温す
る。ついで、撹拌下にラジカル重合開始剤、ビニルモノ
マー、必要に応じて連鎖移動剤などをそれぞれ別々に、
またはこれらの混合物を分割または連続的に滴下し、１
〜１０時間程度を要して反応を行ない、乳化重合を完結
させる。

【００１３】アルキレンオキシド付加ロジン誘導体の使
用量は、乳化重合安定性、得られるエマルジョンの耐水
性、光沢、乾燥性などを考慮して適宜決定されるが、通
常は使用ビニルモノマーの５〜２００重量％とされ、好
ましくは５０〜１５０重量％とするのが良い。アルキレ
ンオキシド付加ロジン誘導体の使用量が５重量％未満で
あれば乳化重合安定性が低下する傾向があり、また２０
０重量％を越える場合には得られるエマルジョンの乾燥
性が低下する傾向がある。なお、アルキレンオキシド付
加ロジン誘導体はそれ自体適度の親水性を有するため、
安定な重合体エマルジョンを提供できるが、該付加ロジ
ン誘導体の使用量が比較的少ない場合には極少量の界面
活性剤を併用することにより乳化重合安定性を補完でき
る。該界面活性剤としては特に制限はなく、公知のアニ
オン性、ノニオン性などの界面活性剤を適宜選択でき
る。

【００１４】ラジカル開始剤については、有機過酸化
物、過硫酸塩、水溶性アゾ化合物などの各種公知のラジ
カル開始剤を使用することができる。

【００１５】上記ビニルモノマーの種類については、目
的性能を発現しうる限り特別に限定されるものではな
く、ラジカル重合可能な各種公知のビニルモノマーから
適宜選択使用できる。具体的には、アクリル酸エステル
類、メタクリル酸エステル類、スチレン類、アクリルア
ミド、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メ
タクリル酸などを例示でき、これらは単独でまたは２種
以上を組み合わせて使用することができる。中でもアク
リル酸系、メタクリル酸系、スチレン系モノマーが得ら
れるエマルジョンの耐水性、乾燥性の点から好ましい。

【００１６】上記水性エマルジョンの不揮発分や粘度は
特に制限されないが、インキ化時の作業性などを考慮す
れば、通常は不揮発分が３０〜７０重量％程度、粘度は
５〜６０００ｃＰ程度であるのが好ましい。

【００１７】こうして得られた水性エマルジョンを有効
成分とする本発明の水性印刷インキ用バインダーは、従
来公知の各種顔料、必要によりアルコールやグリコール
エーテルなどの親水性溶剤、その他の添加剤を併用し、
公知の方法により混練りすることにより、容易に目的と
する水性印刷用インキを調合することができる。インキ
組成物中のバインダー固形分の含有率は特に限定される
ものではないが、通常は得られるインキの諸性能や粘度
などを考慮して適宜決定され、インキ組成物中の１０〜
６０重量％程度、好ましくは２５〜５０重量％であるの
が良い。なお本発明の目的及び効果を逸脱しない範囲内
であれば、本発明の水性印刷インキ用バインダーに対
し、前記アルキレンオキシド付加ロジン誘導体、その他
の水溶性高分子、例えばポリビニルアルコール、水溶性
セルロース、アクリル系樹脂、スチレン・無水マレイン
酸系樹脂、α−オレフィン・無水マレイン酸系樹脂など
を適宜添加してもさしつかえない。

【００１８】

【発明の効果】本発明の水性印刷インキ用バインダーを
使用することにより、印刷物の光沢、乾燥性のいずれの
点でも満足しうる水性印刷インキ用バインダーを提供す
ることができる。

【００１９】

【実施例】以下に、製造例、実施例および比較例をあげ
て本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に
限定されるものではない。なお以下「部」及び「％」
は、特記しない限りいずれも重量基準である。

【００２０】製造例１水素化ロジン３００部と無水炭酸カリウム２．０部をオ
ートクレーブ中に仕込み、窒素で置換しながら加熱融解
した後、エチレンオキシド８８０部を窒素で圧入した。
圧入完了後、撹拌下に１００〜２００℃で２時間反応を
行い、水素化ロジン・エチレンオキシド付加物（エチレ
ンオキシド付加モル数２０モル）を得た。該生成物の酸
価、水酸基価および色調（ガードナー）を表１に示す。

【００２１】製造例２〜４製造例１において、使用ロジンの種類、エチレンオキシ
ドの使用量のいずれか少なくとも一方を表１のように変
更した以外は同様に反応を行い、各種のロジン・エチレ
ンオキシド付加物を得た。

【００２２】

【表１】表中、ＥＯはエチレンオキシドを示す。

【００２３】実施例１温度計、撹拌機、窒素導入管を備えた反応装置に、製造
例１で得た水素化ロジン・エチレンオキシド付加物１３
０部および水１７０部を仕込み、窒素気流下に撹拌溶解
させながら、反応系内の温度を約７０℃まで昇温した。
ついで、反応系内にスチレン１００部と触媒水溶液（過
硫酸アンモニウム２．０部、炭酸水素ナトリウム２．０
部及び水７０部）を別個に約時間を要して滴下し、更
に７０〜８０℃で保温しながら約２時間、乳化重合を行
った。冷却後、内容物を濾過して、水性エマルジョンを
得た。該エマルジョンの性状は表３に示す。

【００２４】実施例２〜９実施例１において、ロジン・エチレンオキシド付加物の
種類、モノマーの種類、それらの使用量のいずれか少な
くとも１項目を表２のように変更した以外は同様に反応
を行い、各種の水性エマルジョンを得た。該エマルジョ
ンの性状は表３に示す。

【００２５】

【表２】表中、Ｓｔ：スチレン、２ＥＨＡ：２−エチルヘキシル
アクリレート、２ＨＰＭＡ：２−ヒドロキシプロピルメ
タアクリレート、ＢＡ：ｎ−ブチルメタクリレートを示
す

【００２６】

【表３】

【００２７】（インキ性能の評価）実施例１で得た水性
エマルジョン６０．６部に、藍色顔料（東洋インキ製造
（株）製、商品名「リオノールブルーＫＬＨ」）を１
０．０ｇ、水２９．４部をそれぞれ加えた。サンドミル
を用いて混練りし、藍インキを得た（インキ中のバイン
ダー固形分：３０．０％）。得られた藍インキをそれぞ
れバーコーター＃１０を用いてコート紙に展色し、光沢
を目視により下記基準で評価した。また、乾燥性は指触
により下記基準で評価した。結果は表４に示す。 ◎：非常に良好 ■：良好 △：劣る
×：非常に劣る

【００２８】実施例２〜９で得た水性エマルジョンにつ
いても、表４に示すように水性エマルジョンの種類とそ
の使用量、必要により水の使用量、ロジン・エチレンオ
キシド付加物の後添加とその使用量のいずれか少なくと
も１項目を変更した以外は同様にして藍インキを調製
し、これらを同様に評価した。結果は表４に示す。

【００２９】比較例１アクリルエマルジョン７１．０部（ジョンソン社製、
「Ｊｏｎｃｒｙｌ７７５」、固形分４５．５％）にリ
オノールブルーＫＬＨ１０．０部及び水１８．９部を加
え、サンドミルで混練りして評価した。結果は表４に示
す。

【００３０】比較例２樹脂酸金属塩（荒川化学工業（株）社製、商品名「ライ
ムレジンＮｏ．１２」）のトルエンワニス（不揮発分５
５．０重量％）６８．２部にリオノールブルーＫＬＨ１
０．０部及びトルエン２１．８部を加え、サンドミルで
混練りして評価した。結果は表４に示す。

【００３１】比較例３マレイン化ロジンのアンモニア水中和ワニス（不揮発分
５０重量％）７０．０部にリオノールブルーＫＬＨ１
０．０部及び水２０．０部を加え、サンドミルで混練り
して評価した。結果は表４に示す。

【００３２】

【表４】なお、調製インキ番号２、４、５、７、８、９ではイン
キ化時に製造例１の水素化ロジン・エチレンオキシド付
加物を順に４．２部、５．０部、４．２部、９．２部、
４．２部、４．２部併用した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（１）：Ｘ−［（Ｙ−Ｏ）n −Ｈ］m （１）（式中、Ｘはロジン物質残基を、Ｙは −ＣＨ₂ ＣＨ₂
− 又は−ＣＨ₂ ＣＨ（ＣＨ₃ ）− で表される同一又
は異なる基を、ｎは５〜１００までの数を、ｍは１から
４までの数をそれぞれ示す。）で表されるアルキレンオ
キシド付加ロジン誘導体の存在下、ビニルモノマーを乳
化重合してなる水性エマルジョンを含有することを特徴
とする水性印刷インキ用バインダー。
【請求項２】前記アルキレンオキシド付加ロジン誘導
体の使用量がビニルモノマーの合計重量に対して５〜２
００重量％である請求項１記載の水性印刷インキ用バイ
ンダー。