JPH07247455A - 水性樹脂組成物用乾燥遅延剤および水性樹脂組成物の乾燥遅延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 体質顔料、カルボキシ基含有水性樹脂、揮発
性塩基性化合物、および水を主要成分とする水性樹脂組
成物において、版上やコーター上での乾燥を遅延し、紙
上乾燥を防げない乾燥遅延剤を提供すること。 【構成】 前記揮発性塩基性化合物として、前記カルボ
キシ基含有水性樹脂に対する中和量の０．０３当量以上
のジメチルエタノールアミンおよび／またはジエチルエ
タノールアミンなどからなる一般式（１）の乾燥遅延剤
を含有させることを特徴とする体質顔料含有水性樹脂組
成物の乾燥遅延方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体質顔料を含有する水
性樹脂組成物の乾燥遅延剤および体質顔料を含有する水
性樹脂組成物の乾燥遅延方法に関する。さらに詳しく
は、体質顔料を含有する水性樹脂組成物が紙などに印刷
または塗工される際に、版上やコーター上での乾燥を遅
延し、紙上乾燥を妨げない体質顔料含有水性樹脂組成物
用乾燥遅延剤および乾燥遅延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、段ボール、カートンなどの紙器お
よび種々の紙袋に印刷する水性印刷インキ組成物、紙や
プラスチックフィルムに塗工する塗工剤などの水性樹脂
組成物の需要が増加している。

【０００３】さらに、印刷速度を上げ効率化を図るため
に、超速乾タイプの水性インキが求められている。

【０００４】これら乾燥性が高く、しかも流動性の良好
な水性樹脂組成物は、主として、カルボキシル基含有水
性樹脂、アンモニア、水から構成され、さらに炭酸カル
シウム、沈降性硫酸バリウムなどの体質顔料の添加が不
可欠となっている。

【０００５】しかしながら、このタイプの水性樹脂組成
物は、印刷中に、版やアニロックス上で乾燥して、目詰
まりが生じるという問題があった。そこで、モノエタノ
ールアミンやモルホリンのような有機アミンが乾燥遅延
剤として使用されているが、版上乾燥を遅延させると、
紙上乾燥も遅くなり、高速印刷に対応できないという問
題を有するものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の課題を解決するためになされたものであり、
版上やコーター上での乾燥を遅延し、紙上乾燥を防げな
い体質顔料含有水性樹脂組成物用乾燥遅延剤および体質
顔料含有水性樹脂組成物の乾燥遅延方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく研究を重ねた結果、水性樹脂組成物の塩基
性化合物中に、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエ
タノールアミンなどを乾燥遅延剤として含有させること
により、上記の課題を解決できることを見出し、本発明
を完成するに至ったものである。

【０００８】すなわち、本発明は、一般式（１）：

【０００９】

【化３】

【００１０】（式中、Ｒ¹ およびＲ² は独立に炭素数１
または２のアルキル基を表わす）で示される化合物から
なる体質顔料含有水性樹脂組成物用乾燥遅延剤に関す
る。

【００１１】また、本発明は、体質顔料、カルボキシル
基含有水性樹脂、該カルボキシル基含有水性樹脂に対す
る少なくとも中和量の塩基性化合物、および水を主要成
分とする水性樹脂組成物において、前記塩基性化合物と
して、前記カルボキシル基含有水性樹脂に対する中和量
の０．３当量以上の揮発性塩基性化合物を含有させ、か
つ該揮発性塩基性化合物として、一般式（１）：

【００１２】

【化４】

【００１３】（式中、Ｒ¹ およびＲ² は独立に炭素数１
または２のアルキル基を表わす）で示される乾燥遅延剤
を前記中和量の０．０３当量以上含有させることを特徴
とする体質顔料含有水性樹脂組成物の乾燥遅延方法に関
する。

【００１４】また、本発明は、前記乾燥遅延方法におい
て、前記揮発性塩基性化合物のうち、前記中和量の０．
０５〜０．３当量が、ジメチルエタノールアミンおよび
／またはジエチルエタノールアミンであることを特徴と
する体質顔料含有水性樹脂組成物の乾燥遅延方法に関す
る。

【００１５】

【作用および実施例】水性樹脂組成物の乾燥性を上げる
有効な方法の一つとして系中の固形分を多くする方法が
ある。現在そのために主として二通りの手法が試みられ
ており、一つは、エマルジョン樹脂を多量に添加する方
法、もう一つは、体質顔料を添加する方法である。ここ
でエマルジョン樹脂を多量に添加する方法は、水性樹脂
組成物の特に印刷時の流動性を著しく低下させることか
ら好ましい方法とは言えない。それに対して、体質顔料
を多く含有させた水性樹脂組成物は流動性が低下しない
ことより非常に有効である。しかし、高い乾燥性を有す
る水性樹脂組成物は、印刷時、版上で乾燥して再溶解し
なくなり目詰まりなどを起こして良好な印刷物がえられ
なくなる。ここで、水性樹脂を中和する塩基性化合物と
して、アンモニアなどの高揮発成分を使用すると、水性
樹脂組成物の版上乾燥を防止することができない。一
方、モノエタノールアミンやトリエタノールアミンを塩
基性化合物として使用すると、これらは低揮発成分であ
るため、版上乾燥が遅延できるものの同時に紙上乾燥も
遅くなる。本発明で特定する乾燥遅延剤は低揮発成分で
あるため、水性樹脂組成物の版上乾燥を遅延するが、モ
ノエタノールアミンなどと比較して疎水性成分であるた
め、紙上に印刷された後は系中からの水抜けを速くし、
紙上乾燥を損なわないものである。本発明は、水性樹脂
組成物の版上での乾燥性を遅延し、紙上乾燥を妨げない
乾燥遅延剤を使用することにより良好な印刷物を高速で
印刷できることを見出したものである。

【００１６】以下本発明について、詳細に説明する。

【００１７】本発明の水性樹脂組成物は、カルボキシル
基含有水性樹脂、体質顔料、塩基性化合物、および水か
ら主として構成される。

【００１８】まず、本発明における水性樹脂組成物に使
用するカルボキシル含有水性樹脂としては、一般に酸価
が１０〜３５０の範囲のアルカリ可溶型水性樹脂または
自己乳化型水性樹脂が使用できる。アルカリ可溶型水性
樹脂の具体的としては、スチレン−マレイン酸共重合
体、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリル
−マレイン酸共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、ア
クリル樹脂、マレイン酸樹脂などが例示できる。また、
自己乳化型水性樹脂としては、塩基性化合物の存在下で
自己乳化可能な樹脂であり、具体例としては、スチレン
−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル共重合体、
スチレン−アクリル−マレイン酸共重合体、ロジン変性
マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂などが
例示できる。これらカルボキシル基含有水性樹脂の酸価
が１０未満の場合は溶解または自己乳化が困難となり、
逆に３５０を超えると耐水性において劣る結果となる。

【００１９】なお、上記の酸価より小さい樹脂であって
も、水酸基などを分子内に導入して水中に分散可能なも
のについては使用を妨げるものではない。

【００２０】また、上記カルボキシル基含有水性樹脂と
併用可能なカルボキシル基を含有していない水分散型樹
脂としては、アクリル系、スチレン系、その他のビニル
モノマーを乳化重合せしめて得られたカルボキシル基を
含有していない水分散型樹脂が利用できる。

【００２１】次に、水性樹脂組成物を中和する塩基性化
合物について説明する。

【００２２】前記カルボキシル基含有水性樹脂を中和す
る塩基性化合物としては、アンモニア、エチルアミン、
ジエチルアミン、トリエチルアミンなどの高揮発性塩基
性化合物、モルホリン、モノエタノールアミン、ジエタ
ノールアミンなどの低揮発性塩基性化合物、前記一般式
（１）で示されるジメチルエタノールアミン、ジエチル
エタノールアミンなどの乾燥遅延剤が例示できる。

【００２３】これら揮発性塩基性化合物の使用量は、カ
ルボキシル基含有水性樹脂に対する中和量の０．３当量
以上であり、そのなかでも一般式（１）で示される、ジ
メチルエタノールアミンおよび／またはジエチルエタノ
ールアミンなどの乾燥遅延剤を必須成分とし、その使用
量は前記中和量の０．０３当量以上、好ましくは０．０
５当量以上である。

【００２４】前記揮発性塩基性化合物の使用量が、０．
３当量未満では、水性樹脂組成物の耐水性、乾燥性が低
下するなどの問題が生じる。

【００２５】また、一般式（１）で示されるジメチルエ
タノールアミンおよび／またはジエチルエタノールアミ
ンなどの乾燥遅延剤の使用量が０．０３当量未満では、
版上で乾燥する問題および水性樹脂組成物の流動性が低
下する問題が生じる。

【００２６】また、カルボキシル基含有水性樹脂のカル
ボキシル基を中和する塩基性化合物の全量を一般式
（１）で示されるジメチルエタノールアミンおよび／ま
たはジエチルエタノールアミンなどの乾燥遅延剤とする
こともできるが、水性樹脂組成物の耐水性、乾燥性が要
求される場合には、前記中和量の０．３当量以下で使用
することが好ましい。

【００２７】また、耐水性、乾燥性が良好な水分散型樹
脂を併用することにより、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどの不揮発性塩基性化合物を前記中和量の０．
７当量程度まで併用することができる。

【００２８】すぐれた耐水性、乾燥性と版上での乾燥遅
延性をうる点からとくに好ましい塩基性化合物の組合せ
は、アンモニアとジメチルエタノールアミンおよび／ま
たはジエチルエタノールアミンとの組合せである。

【００２９】前記塩基性化合物の総使用量は、カルボキ
シル基含有水性樹脂のカルボキシル基に対して、１．０
〜１．２当量程度が好ましく、それより過剰に使用する
こともできるが、水性樹脂組成物を水中に溶解あるいは
分散させる効果は、１．０〜１．２当量の使用量のとき
と大差ないものとなる。

【００３０】最後に、水性樹脂組成物の乾燥性、耐水
性、撥水紙などの濡れ性を改良する体質顔料としては、
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、沈降性硫酸バリウ
ム、水酸化アルミニウムなどが例示でき、これらは単独
でまたは２種以上を併用して使用することができる。

【００３１】以上の各種材料からなる本発明にかかわる
水性樹脂組成物は、通常、水性樹脂組成物中に、固形分
として、カルボキシル基含有水性樹脂を５〜５０重量
％、体質顔料を５〜６０重量％含有するものである。カ
ルボキシル基含有水性樹脂の使用量が５重量％未満で
は、水性樹脂組成物の皮膜形成能が低くなり、５０重量
％を超えると流動性が低下する。体質顔料の使用量が、
５重量％未満では、水性樹脂組成物の紙上乾燥性が向上
せず、６０重量％を超えると水性樹脂組成物の安定性が
低下する。

【００３２】本発明にかかわる水性樹脂組成物には、さ
らに必要に応じて、着色剤、消泡剤、水混和性溶剤、可
塑剤、顔料分散剤、ワックスなどの各種添加剤が適宜使
用できる。

【００３３】本発明にかかわる水性樹脂組成物の製造
は、カルボキシル基含有水性樹脂を塩基性化合物で中和
した後、体質顔料、必要に応じて、着色剤、各種添加剤
を混合し、分散機、練肉機を使用し、常法に従って行う
ことができる。

【００３４】以下、実施例に基づき、本発明をさらに具
体的に説明するが、これに限定されるものではない。

【００３５】ここでまず実施例および比較例で使用した
水性印刷インキ組成物の各成分、即ち、カルボキシル基
含有水性樹脂、体質顔料、塩基性化合物、着色剤、消泡
剤についてそれぞれ説明する。

【００３６】（１）塩基性化合物 アンモニア、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタ
ノールアミン、水酸化ナトリウム （２）カルボキシル基含有水性樹脂 １．アルカリ可溶型水性樹脂溶液 スチレン−アクリル樹脂、ジョンクリルＪ−６８、ジョ
ンソンポリマー社製（酸価１９５、分子量１００００、
ガラス転移温度７０℃、固形分１００％）の樹脂酸価を
表１の当量比率になるように上記塩基性化合物を使用し
て中和し、固形分２５重量％、ｐＨ＝８．０のアルカリ
可溶型水性樹脂溶液１〜１７をえた。

【００３７】２．自己乳化型水性樹脂分散液１ スチレン−アクリルエマルジョン、ジョンクリルＪ−７
８０、ジョンソンポリマー社製（酸価４９、ガラス転移
温度９５℃、固形分４８重量％、塩基性化合物：中和量
のアンモニア） ３．自己乳化型水性樹脂分散液２ スチレン−アクリルエマルジョン、ジョンクリルＪ−７
４、ジョンソンポリマー社製（酸価５４、ガラス転移温
度２８℃、固形分４５重量％、塩基性化合物：中和量の
アンモニア） （３）着色剤 ファストゲンブル−ＴＧＲ、大日本インキ化学工業
（株）社製 （４）体質顔料 炭酸カルシウム、白艶華ＤＤ、白石カルシウム（株）社
製 （５）消泡剤 シリコン系消泡剤

【００３８】

【表１】

【００３９】実施例１〜１３および比較例１〜６ 前記のアルカリ可溶型水性樹脂溶液１〜１７、自己乳化
型水性樹脂分散液１、自己乳化型水性樹脂分散液２、体
質顔料、着色剤、消泡剤および水をそれぞれ表２の配合
になるようにサンドミルで練肉、混合し、水性印刷イン
キ組成物を調製した。えられた水性印刷インキ組成物に
ついて下記の試験を行なった。結果を表２に示す。表２
において、各成分の量は重量部である。

【００４０】〔試験方法〕 （１）耐水性：実施例１〜１３および比較例１〜６でえ
られた各水性印刷インキ組成物をハンドプルファーを使
用して、コート紙、レンゴーＣＲＣ（レンゴー社製）に
展色した。その展色物を、学振式染色物摩擦堅牢試験機
（（株）大栄科学精器製作所製）を使用し、水を含ませ
た晒し布で２００ｇの荷重下で５回摩擦し、晒し布への
インキの取られ具合により評価を行った。 評価基準 Ａ：全く晒し布へのインキ汚れがない。 Ｂ：僅かであるが晒し布へのインキ汚れが発生する。 Ｃ：かなり多く晒し布へのインキ汚れが発生する。 Ｄ：完全にインキが晒し布へ取られる。

【００４１】（２）紙上乾燥性：実施例１〜１３および
比較例１〜６でえられた各水性印刷インキ組成物を０．
１５ｍｍバーコーターを使用して、コート紙、レンゴー
ＣＲＣ（レンゴー社製）に展色し、その後の指触試験で
インキの取られ具合により評価を行った。 評価基準 Ａ：展色後１０秒経過時点で指へのインキ付
着がない。 Ｂ：展色後３０秒経過時点で指へのインキ付着がない。 Ｃ：展色後１２０秒経過時点で指へのインキ付着がな
い。 Ｄ：展色後１２０秒経過時点で指へのインキ付着があ
る。

【００４２】（３）版上乾燥性：実施例１〜１３および
比較例１〜６でえられた各水性印刷インキ組成物を０．
１５ｍｍバーコーターを使用して、フレキソ用サイレル
版上に展色し、その後の指触試験でインキの取られ具合
により評価を行った。 評価基準 Ａ：３０秒を超えて乾燥するもの。 Ｂ：１０〜３０秒で乾燥するもの。 Ｃ：１０秒以内で乾燥するもの。

【００４３】（４）流動性：実施例１〜１３および比較
例１〜６でえられた各水性印刷インキ組成物を使用し
て、４０℃の雰囲気下で、印刷機を空転運転させ、イン
キを１２時間継続循環させた（この際、循環槽中のイン
キ量が一定となるように、揮発分に相当する水を添加し
液量を一定化した）。そののちインキの粘度をＢ型粘度
計を使用し３０ｒｐｍで測定し、下記粘度比を求め判定
を行なった。 粘度比＝１２時間循環後のインキの粘度／初期粘度 評価基準 Ａ：粘度比が１．５以下のもの。 Ｂ：粘度比が１．５を超え、２．０以下のもの。 Ｃ：粘度比が２．０を超え、４．０以下のもの。 Ｄ：粘度比が４．０を超えるもの。

【００４４】

【表２】

【００４５】つぎに本発明の好ましい態様を示す。

【００４６】（１）請求項２項記載の発明において、前
記塩基性化合物が、アンモニアと、ジメチルエタノール
アミンおよび／またはジエチルエタノールアミンとから
なる体質顔料含有水性樹脂組成物の乾燥遅延方法。

【００４７】（２）前項（１）記載の発明において、ア
ンモニアと、ジメチルエタノールアミンおよび／または
ジエチルエタノールアミンの合計量が前記中和量の０．
３当量以上であり、ジメチルエタノールアミンおよび／
またはジエタノールアミンの合計量が前記中和量の０．
０５〜０．３当量である体質顔料含有水性樹脂組成物の
乾燥方法。

【００４８】（３）請求項２、または前記（１）もしく
は（２）項記載の発明において、前記カルボキシル基含
有水性樹脂が、酸価が１０〜３５０の範囲のアルカリ可
溶型水性樹脂および／または酸価が１０〜３５０の範囲
の自己乳化型水性樹脂である体質顔料含有水性樹脂組成
物の乾燥遅延方法。

【００４９】（４）請求項２、または前記（１）、
（２）もしくは（３）項記載の発明において、前記体質
顔料が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、沈降性硫
酸バリウムおよび水酸化アルミニウムよりなる群から選
ばれた少なくとも１種である体質顔料含有水性樹脂組成
物の乾燥遅延方法。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、体質顔料含有水性樹脂
組成物の塩基性化合物中に、ジメチルエタノールアミン
および／またはジエチルエタノールアミンなどの乾燥遅
延剤を含有させることにより、水性樹脂組成物の版上、
コーター上での乾燥を遅延し、かつ紙上乾燥を防げな
い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古大工 昌敬 大阪市西区江戸堀一丁目23番37号 サカタ インクス株式会社内 (72)発明者 長島 秀樹 大阪市西区江戸堀一丁目23番37号 サカタ インクス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（１）： 【化１】 （式中、Ｒ¹ およびＲ² は独立に炭素数１または２のア
   ルキル基を表わす）で示される化合物からなる体質顔料
   含有水性樹脂組成物用乾燥遅延剤。
2. 【請求項２】 体質顔料、カルボキシル基含有水性樹
   脂、該カルボキシル基含有水性樹脂に対する少なくとも
   中和量の塩基性化合物、および水を主要成分とする水性
   樹脂組成物において、前記塩基性化合物として、前記カ
   ルボキシル基含有水性樹脂に対する中和量の０．３当量
   以上の揮発性塩基性化合物を含有させ、かつ該揮発性塩
   基性化合物として、一般式（１）： 【化２】 （式中、Ｒ¹ およびＲ² は独立に炭素数１または２のア
   ルキル基を表わす）で示される乾燥遅延剤を前記中和量
   の０．０３当量以上含有させることを特徴とする体質顔
   料含有水性樹脂組成物の乾燥遅延方法。
3. 【請求項３】 前記揮発性塩基性化合物のうち、前記中
   和量の０．０５〜０．３当量が、ジメチルエタノールア
   ミンおよび／またはジエチルエタノールアミンであるこ
   とを特徴とする請求項２記載の体質顔料含有水性樹脂組
   成物の乾燥遅延方法。