JPH1081063A

JPH1081063A - 印刷可能な材料用の被覆剤及び被覆されたインクジェット印刷可能な材料

Info

Publication number: JPH1081063A
Application number: JP10374697A
Authority: JP
Inventors: Fussnegger Bernhard; フスネッガーベルンハルト; Baumeister Manfred; バウマイスターマンフレート
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 1998-03-31
Also published as: CA2203175A1; US5939469A; DE19616529A1; EP0803373A1

Abstract

(57)【要約】【課題】印刷可能な材料用の被覆剤【解決手段】印刷可能な材料を被覆するための被覆剤
に、（ａ）少なくとも３．８のｐＫ_aを有する少なくとも１種の塩基性ビニル複素環５０〜９９．５重量％、（ｂ）その他の共重合可能なモノマー０〜４９．５重量％及び（ｃ）架橋剤０．５〜１０重量％のポリマーを含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも３．８
のｐＫ_aを有する塩基性ビニル複素環をベースとするポ
リマーを、印刷可能な材料、殊に、インキジェット印刷
用プラスチック製フィルム及び紙の被覆のために使用す
ることに関する。

【０００２】

【従来の技術】インキジェット用インクは、水又は水性
有機混合物中のアニオン性染料の溶液である。印刷物を
製造するために、これらのインキを、ドットの形で、印
刷可能な表面に噴霧する。施与されるインキドットのサ
イズ及び形の変化を、結果としてインキランニングを防
ぎ、かつエッジが不定になるのを防ぐために、インキを
直ちにその施与物上に固定する必要がある。これは、印
刷可能な物質を予め被覆しているポリマー上に、アニオ
ン性染料を固定することにより行われる。このインキ
は、ポリマーと、イオンにより（カチオン性ポリマー）
又はπ−π相互作用（中性ポリマー）により結合する。

【０００３】今日使用される染料−固定成分には、主
に、４級アンモニウム化合物タイプの可溶性カチオン性
ポリマーが包含される。これらは、それらがその上に吸
収される吸収性顔料と共に処方される。

【０００４】特開平（ＪＰ）０６−１４３８００号公報
は、４級ポリエチレンイミンと組み合わされたシリカゲ
ルを記載しており、その際、成分の２層構造を意図して
いる。

【０００５】特開昭（ＪＰ）０６−０９２００７号公報
は、実際の製紙工程で、充填物として、トリメチルアン
モニウムメタクリレートとビニルアルコールとのコポリ
マーを含有する処方物で処理された炭酸カルシウムを使
用することを提案している。

【０００６】ヨーロッパ特許（ＥＰ）第４８７３４９号
明細書は、カチオン性ポリアミン（Cypro 514（登録商
標））で処理されているシリカゲル粒子を記載してい
る。

【０００７】特開平（ＪＰ）０１−００９７７６号公報
は、この目的のために、ジアリルジメチルアンモニウム
クロリドとアクリルアミドとのカチオン性コポリマーを
提案している。

【０００８】特開昭（ＪＰ）６３−３０７９７９号公報
は、インキジェット印刷用の紙に、ビニルイミダゾー
ル、ビニルピロリドン及びビニルベンジルスルホン酸
（６０：３０：１０）の親水性可溶性コポリマーの被覆
を施与することを提案している。

【０００９】前記被覆物のタイプの欠点は、これら全て
が、三次元多孔性キャビティシステム中への吸収又は粘
度の増加により染料結合及び溶剤固定を行う２成分を必
要とすることである。特開昭（ＪＰ）６３−３０７９７
９号公報の場合には、多孔性系を、ゼラチンと１，４−
ブタンジオールジグリシジルエーテルとの架橋により製
造する。決定的に不利な点は、この成分の反応性であ
る。水の添加及び架橋反応に続いて、この処方物は、被
覆装置中で、ほんの短い時間しか処理することができな
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、印刷可能な材料を被覆するために好適で、かつ前記
の欠点を有さないポリマーを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的は、（ａ）少なくとも３．８のｐＫ_aを有する少なくとも１種の塩基性ビニル複素環５０〜９９．５重量％、（ｂ）その他の共重合可能なモノマー０〜４９．５重量％及び（ｃ）架橋剤０．５〜１０重量％のポリマーを、印刷可能な材料を被覆するために使用す
ることを提案する本発明の要旨により、かつ従属請求項
中で更に詳述されている実施態により達成されることを
発見した。

【００１２】ヨーロッパ特許（ＥＰ−Ａ）第４３８７１
３号明細書では、この種のポリマーを、ワイン及び同様
の飲料から重金属を除去するために使用する。ポリマー
の製造に関しては、詳細は、この文献による。

【００１３】この場合、塩基性ビニル複素環（ａ）は、
少なくとも３．８のｐＫ_aを有し、ビニル基及び少なく
とも１個の塩基性３級環窒素を有する飽和及び芳香族不
飽和複素環である。ビニルに加えて、この環は、１〜４
個の炭素を有するアルキル、フェニル又はベンジル又は
更に、第２の融合環を有することもできる。このような
複素環（ａ）の例は、Ｎ−ビニルイミダゾール（ＶＩ）
及びそれらの誘導体、例えば、２−メチル−１−ビニル
イミダゾール、４−メチル−１−ビニルイミダゾール、
５−メチル−１−ビニルイミダゾール、２−エチル−１
−ビニルイミダゾール、２−プロピル−１−ビニルイミ
ダゾール、２−イソプロピル−１−ビニルイミダゾー
ル、２−フェニル−１−ビニルイミダゾール及び１−ビ
ニル−４，５−ベンズイミダゾールである。使用可能な
化合物のその他の例は、２−ビニルピリジン、４−ビニ
ルピリジン及び２−メチル−５−ビニルピリジンであ
る。勿論、塩基性ビニル複素環相互の混合物も、使用可
能である。

【００１４】有利なモノマー（ａ）は、Ｎ−ビニルイミ
ダゾール及び２−メチル−Ｎ−ビニルイミダゾールであ
る。

【００１５】モノマー（ａ）を、ポリマー全重量に対し
て、５０〜９９．５％で、有利に６０〜９６％の割合で
使用する。

【００１６】適当な架橋剤（ｃ）は、その分子が、２個
以上のラジカル共重合可能なビニルを有するもの、特
に、アルキレンビスアクリルアミド、例えば、メチレン
ビスアクリルアミド及びＮ，Ｎ′−ビスアクリロイルエ
チレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジビニルエチレン尿素、
Ｎ，Ｎ′−ジビニルプロピレン尿素、エチリデン−ビス
−３−(Ｎ−ビニルピロリドン)、更にＮ，Ｎ′−ジビニ
ルジイミダゾリル−(２，２′)−ブタン、１，１′−ビ
ス(３，３′−ビニルベンズイミダゾリド−２−オン)−
１，４−ブタンである。使用可能なその他の架橋剤の例
は、アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、例
えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート及び
テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、芳
香族ジビニル化合物、例えば、ジビニルベンゼン及びジ
ビニルトルエン、更に、アクリル酸アリル、ジビニルジ
オキサン、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル及
びこれらの混合物である。重合を、水の存在下に実施す
る場合には、その適性は、勿論、水性モノマー混合物中
へのそれらの可溶性に依存している。

【００１７】架橋剤（ｃ）は、ポリマー中の全てのモノ
マーの重量に対して、０．５〜１０％、有利に、１〜４
％の割合で使用する。

【００１８】コモノマー（ｂ）を、重合の際に、全モノ
マー混合物の重量に対して、４９．５％まで、有利に、
３０％まで、特に有利に２０％までの割合で導入する。
適当なコモノマー（ｂ）の例は、スチレン、アクリレー
ト、ビニルエステル、アクリルアミド及びＮ−ビニル−
ジヒドロピリジンである。有利に使用されるコモノマー
（ｂ）は、Ｎ−ビニルラクタム、例えば、３−メチル−
Ｎ−ビニルピロリドン、特に、Ｎ−ビニルカプロラクタ
ム及びＮ−ビニルピロリドン（ＶＰ）である。

【００１９】本発明の方法で使用するために特に好適な
ポリマーは、Ｎ−ビニルイミダゾール（ＶＩ）、Ｎ−ビ
ニルピロリドン（ＶＰ）及びＮ，Ｎ′−ジビニルエチレ
ン尿素（ＤＶＥＵ）のもの、特にＶＩ８０〜９０重量
％、ＶＰ５〜１５重量％及びＤＶＥＵ２〜５重量％のも
のである。

【００２０】溶剤を用いない重合のためには、塩基性ビ
ニル複素環、架橋剤及び使用する場合には、Ｎ−ビニル
ラクタム又はその他のコモノマーからなるモノマー混合
物を、窒素を導くことにより不活性にし、次いで、１０
０〜２００℃、有利に１５０〜１８０℃に加熱する。混
合物中に窒素の弱流を導き続けるのが有利である。バッ
チを、適用減圧下に沸騰させると、特に有利である。次
いで、混合物は、使用モノマー及び選択温度により、１
〜２０時間以内に重合する。例えば、２−メチル−ビニ
ルイミダゾールとＮ，Ｎ′−ジビニルエチレン尿素２％
とを１５０℃及び３１０ミリバールで、強力撹拌機を用
いてのバッチの撹拌下に重合させる場合には、最初のポ
リマー粒子は、２．５時間後に生じ、かつ徐々に１０時
間経つまで増加し、そのバッチは、茶色粉末からなり、
これを、水ですすぎ、かつ乾燥させると、粗製ポリマー
粉末９０％を上回る収率が得られる。

【００２１】有利な製造技術は、水中での沈殿重合の技
術である。反応混合物のモノマー濃度は、バッチが、反
応期間を通して容易に撹拌可能であり続けるように、選
択するのが便利である。水が少量すぎる場合には、ポリ
マー粒子は、実際に粘着性になり、結果的に、水が全く
存在しない場合よりも、更に撹拌が困難になる。慣用の
撹拌容器の場合には、有利なモノマー濃度は、水性混合
物に対して、約５〜３０重量％、有利に、８〜１５重量
％である。強力撹拌機が使用可能な場合には、５０重量
％まで増加させることができる。重合を比較的濃い溶液
で開始して、次いで、反応の進行に応じて、水でそれを
希釈するのも、有利である。コモノマー及び／又は架橋
剤の起こりうる加水分解を回避するために、重合を、６
を上回るｐＨで実施するのが有利である。ｐＨは、少量
の塩基、例えば、水酸化ナトリウム又はアンモニア又は
慣用の緩衝塩、例えば、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリ
ウム又はリン酸ナトリウムの添加により調節することが
できる。酸素は、重合混合物の沸騰を保持することによ
り、かつ／又は前記のように、不活性ガス、例えば窒素
を用いて除去することができる。この場合の重合温度
は、３０〜１５０℃であってよく、有利には、４０〜１
００℃である。

【００２２】例えば、溶解された酸素を完全に除去する
ために、少量（モノマー混合物に対して、０．０１〜１
重量％）の還元剤、例えば、亜硫酸ナトリウム、ピロ硫
酸ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウム、アスコルビン
酸又は同様の物を、重合の開始前又は開始時に添加する
のが有利である。

【００２３】沈殿重合の特に有利な実施態では、水溶性
コモノマー（有利にはＮＶＰ又はＮ−ビニルラクタ
ム）、数種の架橋剤、水及び使用する場合には、緩衝剤
及び還元剤を、最初のポリマー粒子が生じるまで、弱い
窒素流中で加熱する。次いで、窒素の吹き入れにより予
め不活性化されているビニル複素環及び架橋剤の残り及
び使用の場合には希釈剤としての水の混合物を、０．２
〜６時間に渡り添加する。

【００２４】重合の開始を、しばしば、少なくとも３．
８のｐＫ_aを有する塩基性ビニル複素環をベースとする
低い膨張性の架橋ポリマー又はビニルラクタム、特に、
Ｎ−ビニルイミダゾール及びＮ−ビニルピロリドンを、
モノマー混合物に対して０．０１〜５重量％添加するこ
とにより進行させることができる。

【００２５】製造されたポリマーは、水性分散液から、
濾過又は遠心分離により単離し、次いで、水ですすぎ、
かつ慣用の装置、例えば、熱対流炉又は真空炉、パドル
ドライヤー又はフロードライヤー中で乾燥させることが
できる。

【００２６】本発明による使用のために、ポリマーを通
常、被覆処方物の全乾燥量に対して、０．５〜９０％、
有利に２〜２０％の量で使用する。ポリマー粒子の粒度
分布は、通常、０．０１〜１００μｍ、有利に０．３〜
２０μｍの範囲を含む。

【００２７】被覆調製物のその他の成分は、バインダー
であり、かなり好適な例は、６０〜９０のＫ値を有する
ポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンであ
る。

【００２８】被覆調製物のその他の可能な成分は、製紙
で公知の充填物、例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウ
ム、カオリン、タルク、二酸化チタニウム及びケイ酸塩
である。

【００２９】成分を、液体媒体、有利に水中に、通常、
３０〜８０％であり、かつ１００〜３０００ｍＰａ・ｓ
の粘度（ブルックフィールド）である固体含有率まで懸
濁する。

【００３０】この懸濁液を直ちに、印刷可能な材料、即
ち、特に紙、厚紙及びプラスチックフィルムを被覆する
ために使用する。

【００３１】ポリマー含有被覆組成物を施与する前に、
印刷可能な材料は、通常、いかなる予備処理も必要とし
ない。

【００３２】

【実施例】次の例で、本発明を詳述する。

【００３３】例１還流コンデンサーを有する撹拌容器中で、Ｎ−ビニルイ
ミダゾール５０部、２−メチル−１−ビニルイミダゾー
ル３０部及びＮ，Ｎ′−ジビニルエチレン尿素３部が添
加されたＮ−ビニルピロリドン３０部からなる混合物
を、１６０℃／２５０ミリバールで加熱した。約９０分
後、最初の不溶性ポリマー粒子が生じた。２時間の撹拌
の後に、反応バッチは、無水粉末を有し、次にこれを、
吸い込みフィルタ上で洗浄し、かつ熱対流炉中で６０℃
で乾燥させた。収率は、９３．５％であった。

【００３４】例２Ｎ−ビニルピロリドン４部、Ｎ，Ｎ′−ジビニルエチレ
ン尿素（ＤＶＥＵ）０．１部、水５０部及び５％濃度の
水酸化ナトリウム０．５部溶液からなる混合物を、撹拌
容器中に装入し、かつ窒素流中で６０℃に加熱した。亜
硫酸ナトリウム０．０１部を添加し、かつ混合物を、７
０℃で１時間撹拌した。懸濁液が得られ、これに、水５
０部中のＮ−ビニルイミダゾール３７部及びＤＶＥＵ
１．２部の溶液を、３時間かけて配量導入した。次い
で、この混合物を、７０℃で２時間重合させた。生成物
を、吸い込みフィルタ上で洗浄し、水ですすぎ、かつ熱
対流炉中６０℃で乾燥させることにより処理すると、白
色微粒子が、９５％の収率で得られた。

【００３５】例３還流コンデンサーを装着された撹拌容器中に、Ｎ，Ｎ′
−ジビニルエチレン尿素０．６部を添加された水２００
部中のＮ−ビニル−１，４−ジヒドロピリジン１５部及
びＮ−ビニルピロリドン１５部の混合物の溶液を先ず、
撹拌下に、６０℃で、窒素ガス処理し、次いで、亜ジチ
オン酸ナトリウム１部を添加した。１時間後、水２００
部中のＮ−ビニルイミダゾール７０部及びＮ，Ｎ′−ジ
ビニルエチレン尿素１．４部の溶液を、その前に得られ
た最初の懸濁液に添加した。このバッチを、撹拌下に８
０℃に加熱し、かつ８時間重合させた。生じた沈殿ポリ
マーを、吸い込みフィルタ上で分離し、水で丁寧に洗
い、かつ真空炉中、５０℃で乾燥させた。白色のかすか
な臭いのある粉末の収率は、９４．７％であった。

【００３６】例４例２の粉砕されたポリマー１０部を、水１００部中に、
２μｍ未満の粒径を有する炭酸カルシウム（９５％）８
０部及びLuviskol K90（登録商標：ポリビニルピロリド
ン）１０部と共に導入し、かつこの混合物を均質化し
た。

【００３７】生じた分散液を、ロールドクター、ドクタ
ーナイフ、フィルムプレス、エアブラシ又はコーティン
グプレスを用いて、紙上に水平被覆として施与した。施
与量は、紙１ｍ²辺り、２〜１５ｇであった。

【００３８】例５例２の粉砕されたポリマー１０部を、水１００部中に、
２μｍ未満の粒径を有する炭酸カルシウム（９５％）７
５部及びポリ(トリメチルアンモニウムメチルメタクリ
レート)１０部及びポリビニルアルコールKurraray R113
0（登録商標）５部と共に導入し、かつこの混合物を均
質化した。

【００３９】生じた分散液を、ロールドクター、ドクタ
ーナイフ、フィルムプレス、エアブラシ又はコーティン
グプレスを用いて、紙上に水平被覆として施与した。施
与量は、紙１ｍ²辺り、２〜１５ｇであった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷可能な材料を被覆するための被覆剤
において、（ａ）少なくとも３．８のｐＫ_aを有する少なくとも１種の塩基性ビニル複素環５０〜９９．５重量％、（ｂ）その他の共重合可能なモノマー０〜４９．５重量％及び（ｃ）架橋剤０．５〜１０重量％のポリマーを含有する、印刷可能な材料を被覆するため
の被覆剤。
【請求項２】共重合される塩基性ビニル複素環が、Ｎ
−ビニルイミダゾール、２−メチル−１−ビニルイミダ
ゾール又はこれらの混合物であるポリマーを含有する、
印刷可能な材料を被覆するための請求項１に記載の被覆
剤。
【請求項３】共重合されるコモノマー（ｂ）が、専
ら、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタ
ム、Ｎ−ビニル−１，４−ジヒドロピリジン又はそれら
の混合物であるポリマーを含有する、印刷可能な材料を
被覆するための請求項１又は２に記載の被覆剤。
【請求項４】共重合される架橋剤（ｃ）が、Ｎ，Ｎ′
−ジビニルエチレン尿素であるポリマーを含有する、印
刷可能な材料を被覆するための請求項１から３のいずれ
かに記載の被覆剤。
【請求項５】還元剤の存在下に製造されたポリマーを
含有する、印刷可能な材料を被覆するための請求項１か
ら４のいずれかに記載の被覆剤。
【請求項６】水の存在下に、３０〜１５０℃で製造さ
れたポリマーを含有する、印刷可能な材料を被覆するた
めの請求項１から５のいずれかに記載の被覆剤。
【請求項７】粒径が、０．０１〜１００μｍであるポ
リマーを含有する、印刷可能な材料を被覆するための請
求項１から６のいずれかに記載の被覆剤。
【請求項８】紙又は厚紙を被覆するための、印刷可能
な材料を被覆するための請求項１から７のいずれかに記
載の被覆剤。
【請求項９】インキジェット印刷用の材料を被覆する
ための、印刷可能な材料を被覆するための請求項８に記
載の被覆剤。
【請求項１０】インキジェット印刷可能な材料におい
て、印刷の前に、請求項１から９のいずれかに記載のポ
リマーで被覆されていることを特徴とする、インキジェ
ット印刷可能な材料。