水性印刷墨液组合物

摘要

本发明提供一种水性印刷墨液组合物，其将乙烯‑丙烯酸共聚物作为粘合剂使用，无需使用亲水性强的表面活性剂等分散剂就使颜料的分散性良好，且不会引起凝胶化等原料之间的不相溶。本发明的水性印刷墨液组合物的特征在于，含有颜料、和将α‑甲基苯乙烯单体、与含有碳原子数14～18的醇与α、β‑不饱和羧酸的酯化合物作为必需成分的单体类共聚而得的共聚物。

权利要求

1.一种凹版印刷用或柔版印刷用水性印刷墨液组合物，其特征在于，

含有颜料、和将α-甲基苯乙烯单体与含有碳原子数14～18的醇与α、β-不饱和羧酸的酯化合物作为必需成分的单体类共聚而得的共聚物。

2.根据权利要求1所述的凹版印刷用或柔版印刷用水性印刷墨液组合物，其中，α-甲基苯乙烯单体的含有率为共聚物总量的5～25mol％，酯化合物的含有率为共聚物总量的5～60mol％。

3.根据权利要求1或2所述的凹版印刷用或柔版印刷用水性印刷墨液组合物，其中，所述共聚物的酸值为60～200mgKOH/g，重均分子量以Mw表示为10,000～50,000。

4.一种水性印刷墨液，其使用了权利要求1～3中任一项所述的凹版印刷用或柔版印刷用水性印刷墨液组合物。

说明书

水性印刷墨液组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有高耐碱性等耐药品性、并且印刷适应性、操作性优异的水性印刷墨液组合物。

背景技术

[0002] 以往，在面向食品、生活用品的包装中所用的软包装材料的凹版、柔版印刷中，从印刷适应性的方面考虑，溶剂型墨液为主流。然而，近年来从保全地球环境的观点考虑，在软包装材料市场中，由于来自溶剂型墨液的溶剂蒸气的大气排放会引起环境负担增大，因此逐渐被视为问题。因此，以大幅度削减溶剂使用量为目的，正在推进墨液的水性化。

[0003] 另一方面，在面向洗涤剂、肥皂等卫生产品的包装中，这些产品成分等会与印刷图案接触，而此前被认为水分散性较为良好、且作为印刷墨液的粘合剂等使用的水性丙烯酸系乳液没有耐碱性，会产生将所印刷的图案溶解损坏的问题。因此，提出了采用了可获得耐药品性良好的涂膜的乙烯-丙烯酸系共聚物的水性印刷墨液的制造方法(例如专利文献1及2)、在相同的树脂成分和颜料中以特定的比率配合特殊的表面活性剂(乙炔二醇类)的墨液组合物(例如专利文献3)。然而，除此以外在将颜料分散的操作、使用墨液组合物制作墨液的操作中，还会随着颜料的种类不同而因原料之间的不相溶而产生凝胶化、固体部的沉淀、漂浮等。另外，在利用表面活性剂将颜料分散的情况下，对聚乙烯等低极性塑料膜基材的润湿性变差，变得容易引起印刷物浓度降低等印刷不良等，存在损害作为印刷用墨液的性能的问题。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本特开昭60-181178

[0007] 专利文献2：日本特开平7-41719

[0008] 专利文献3：日本特开2011-144335

发明内容

[0009] 发明所要解决的课题

[0010] 因而，本发明的目的在于，提供一种水性印刷墨液组合物，其将乙烯-丙烯酸共聚物作为粘合剂使用，无需使用亲水性强的表面活性剂等分散剂就使颜料的分散性良好，且不会产生凝胶化等原料之间的不相溶。

[0011] 用于解决课题的方法

[0012] 本发明人为了解决所述的课题而进行了深入的研究，结果发现，含有颜料、和将α-甲基苯乙烯单体与使用了特定的不饱和羧酸酯的单体类共聚而得的共聚物的水性印刷墨液组合物的分散稳定性良好，从而完成了发明。

[0013] 即，本发明提供一种水性印刷墨液组合物，其特征在于，含有颜料、和将α-甲基苯乙烯单体与含有碳原子数14～18的醇与α、β-不饱和羧酸的酯化合物作为必需成分的单体类共聚而得的共聚物。

[0014] 另外，本发明提供一种水性印刷墨液组合物，其中，所述α-甲基苯乙烯单体的含有率为所述共聚物总量的5～25mol％，所述酯化合物的含有率为5～60mol％。

[0015] 另外，本发明提供一种水性印刷墨液组合物，其中，所述共聚物的酸值为60～200mgKOH/g，重均分子量(Mw)为10,000～50,000。

[0016] 另外，本发明还提供使用了所述水性印刷墨液组合物的水性印刷墨液。

[0017] 发明效果

[0018] 本发明的水性印刷墨液组合物的分散性优异，而且使用了该水性印刷墨液组合物的水性印刷墨液的稳定性、墨液涂膜的耐药品性优异。

具体实施方式

[0019] 本发明的水性印刷墨液组合物中使用的颜料的分散中所用的丙烯酸系共聚物是将α-甲基苯乙烯、与以碳原子数14～18的醇与α、β-不饱和羧酸的酯化合物作为必需成分的聚合性单体类共聚而得的。

[0020] 本发明的水性印刷墨液组合物通过使用α-甲基苯乙烯单体，而使涂膜形成性变得良好，此外，不易产生凝胶化等原料之间的不相溶，分散性进一步提高，使用该水性颜料分散体制作的水性墨液组合物的处置性提高。

[0021] 另外，本发明的水性印刷墨液组合物以碳原子数14～18的醇与α、β-不饱和羧酸的酯化合物作为必需成分。

[0022] 对于本发明的水性印刷墨液组合物中所用的所述共聚物中的α-甲基苯乙烯单体的含有率，优选该含有率为共聚物总量的5mol％以上～25mol％以下的范围。对于水性印刷墨液组合物中所用的所述共聚物中的α-甲基苯乙烯单体的含有率，如果含有率为共聚物总量的5mol％以下，则难以获得墨液涂膜的耐药品性和强度，如果为25mol％以上，则颜料分散性降低而产生凝胶化、颜料沉淀等，墨液稳定性降低。另外，通过使用所述α-甲基苯乙烯单体，与苯乙烯单体相比，进一步提高颜料的分散性，使用了该组合物的水性印刷墨液的流动性良好，使用该水性墨液组合物制作的水性墨液的贮藏稳定性提高。

[0023] 另一方面，对于由所述碳原子数14～18的醇和α、β-不饱和羧酸构成的酯化合物的含有率，如果含有共聚物总量的5mol％以上，则从提高颜料分散性的方面考虑优选，如果为共聚物总量的60mol％以下，则从使用该分散体形成的皮膜的干燥性和皮膜强度保持的方面考虑优选。

[0024] 作为所述酯化合物，可以举出甲基丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯等。

[0025] 此外，如果将本发明中所用的所述共聚物的酸值设为60mgKOH/g以上，则从水分散性良好的方面考虑优选，如果设为200mgKOH/g以下，则从提高耐水性的方面考虑优选。

[0026] 另外，本发明的水性印刷墨液组合物中所用的所述共聚物的重均分子量(Mw)优选为10,000～50,000的范围。如果Mw小于10,000，则墨液涂膜的物理强度不足，如果大于50,000，则所述共聚物的粘度明显升高而使颜料分散性及在水中的分散性、处置性等操作性降低。

[0027] 此外，作为将本发明的水性印刷墨液组合物中所用的所述共聚物中和时所用的挥发性的碱性物质，可以举出氨水、三乙胺、二乙胺、单乙胺、三丁胺、二甲基乙醇胺、单乙醇胺、吗啉、N-甲基福尔马林(N-メチルホルマリン)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等。

[0028] 此外，本发明的水性印刷墨液组合物中可以添加以丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-乙酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十一烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙酯等与碳原子数13以下的醇的不饱和羧酸酯化合物、丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯为代表的单体。

[0029] 另外，根据需要可以将以聚酯树脂、聚氨酯树脂、氯化聚丙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸系树脂、苯乙烯-马来酸系树脂为代表的聚合物添加到本发明的水性印刷墨液组合物中。

[0030] 在本发明的水性印刷墨液组合物中，还可以使用着色剂、溶剂、与其它目的对应的助剂。

[0031] 作为所述着色剂，可以使用在一般的水性印刷墨液组合物中所用的无机颜料、有机颜料、填充颜料等。

[0032] 作为所述溶剂，可以单独使用水或使用水和与水混和的有机溶剂。作为有机溶剂，例如有甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇等醇类或丙二醇、丙三醇等多元醇类、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单正丙醚、乙基卡必醇等醚类等。

[0033] 另外，作为其他的助剂成分，也可以适当地使用用于赋予耐摩擦性、润滑性等的烷烃系蜡、聚乙烯系蜡、巴西棕榈蜡等蜡类或油酰胺、硬脂酰胺、芥酸酰胺等脂肪酸酰胺类、及用于抑制印刷时的发泡的硅系、非硅系消泡剂、以及提高颜料的润湿性的各种分散剂等。

[0034] 本发明的水性印刷墨液组合物是使用凹版、柔版印刷墨液的制造中普遍使用的Eiger Mill(アイガ一ミル)、混砂机、Gamma Mill(ガンマミル)、粉碎机(アトライタ一)等来制造的。

[0035] 而且，本发明的水性印刷墨液组合物可以通过油性印刷墨液一般所使用的印刷方式、即凹版印刷、柔版印刷等而印刷于塑料膜、聚乙烯涂布纸等。

[0036] 使用本发明的水性印刷墨液组合物而得到的墨液的粘度(蔡恩杯No.3)通常在凹版印刷用途中为13～25秒即可，在柔版印刷用途中为22～30秒即可，然而考虑到各种印刷适应性而一般为10～23秒，优选为14～20秒。

[0037] 实施例

[0038] 以下，使用实施例、比较例对本发明进行具体的说明。需要说明的是，实施例中的“份”“％”只要没有特别指出，就是重量基准。

[0039] 制造例1

[0040] 向具备搅拌机、回流冷却器、温度控制装置、以及氮气导入管的反应容器中，投入异丙醇900份和乙醇900份，在氮气的气氛下升温到80℃的温度。用4小时向其中滴加包含α-甲基苯乙烯100份、甲基丙烯酸十六烷基酯(C16)400份、甲基丙烯酸甲酯155份、丙烯酸乙酯150份、甲基丙烯酸195份、2，2’-偶氮二(2-甲基丁腈)40份、和异丙醇100份的混合物。

[0041] 滴加结束后，在相同温度下继续搅拌，进行15小时的反应后，降温到60℃，加入包含二甲基乙醇胺40份和水100份的混合物，搅拌至均匀。然后，加入离子交换水900份，均匀地进行搅拌后，利用减压蒸馏，除去异丙醇和乙醇的大部分。加入二甲醇胺，直至该水溶液的pH为8.0，得到挥发成分为42％、酸值为130mgKOH/g、重均分子量为39,000、聚合物比重为0.929的水性树脂。

[0042] 制造例2

[0043] 利用与制造例1相同的步骤，用4小时滴加包含α-甲基苯乙烯100份、甲基丙烯酸十六烷基酯(C16)200份、甲基丙烯酸十四烷基酯(C14)200份、甲基丙烯酸甲酯155份、丙烯酸乙酯150份、甲基丙烯酸195份、2，2’-偶氮二(2-甲基丁腈)40份、异丙醇100份的混合物。

[0044] 滴加结束后，也在相同温度下继续搅拌，进行15小时的反应，然后降温到60℃，加入包含二甲基乙醇胺40份和水100份的混合物，搅拌至均匀。然后，加入离子交换水900份，均匀地进行搅拌后，利用减压蒸馏，除去异丙醇和乙醇的大部分。加入二甲醇胺至该水溶液的pH为8.0，并搅拌至均匀，得到不挥发成分为45％、酸值为120mgKOH/g、重均分子量为37,000、聚合物比重为0.928的水性树脂。

[0045] 制造例3

[0046] 利用与制造例1相同的步骤，用4小时滴加包含α-甲基苯乙烯100份、甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)400份、甲基丙烯酸甲酯155份、丙烯酸乙酯150份、甲基丙烯酸195份、2，2’-偶氮二(2-甲基丁腈)40份、异丙醇100份的混合物。

[0047] 滴加结束后，也在相同温度下继续搅拌，进行15小时的反应，然后降温到60℃，加入包含二甲基乙醇胺40份和水100份的混合物，搅拌至均匀。然后，加入离子交换水900份，均匀地进行搅拌后，利用减压蒸馏，除去异丙醇和乙醇的大部分。加入二甲醇胺至该水溶液的pH为8.0，并搅拌至均匀，得到不挥发成分为42％、酸值为125mgKOH/g、重均分子量为42,000、聚合物比重为0.931的水性树脂。

[0048] 制造例4

[0049] 利用与制造例1相同的步骤，用4小时滴加包含苯乙烯100份、甲基丙烯酸十六烷基酯(C16)400份、甲基丙烯酸甲酯155份、丙烯酸乙酯150份、甲基丙烯酸195份、2，2’-偶氮二(2-甲基丁腈)40份、异丙醇100份的混合物。

[0050] 滴加结束后，也在相同温度下继续搅拌，进行15小时的反应，然后降温到60℃，加入包含二甲基乙醇胺40份和水100份的混合物，搅拌至均匀。然后，加入离子交换水900份，均匀地进行搅拌后，利用减压蒸馏，除去异丙醇和乙醇的大部分。加入二甲醇胺至该水溶液的pH为8.0，并搅拌至均匀，得到不挥发成分为44％、酸值为115mgKOH/g、重均分子量为39,000、聚合物比重为0.930的水性树脂。

[0051] 制造例5

[0052] 利用与制造例1相同的步骤，用4小时滴加包含α-甲基苯乙烯100份、甲基丙烯酸十二烷基酯(C12)400份、甲基丙烯酸甲酯155份、丙烯酸乙酯150份、甲基丙烯酸195份、2，2’-偶氮二(2-甲基丁腈)40份、异丙醇100份的混合物。

[0053] 滴加结束后，也在相同温度下继续搅拌，进行15小时的反应，然后降温到60℃，加入包含二甲基乙醇胺40份和水100份的混合物，搅拌至均匀。然后，加入离子交换水900份，均匀地进行搅拌后，利用减压蒸馏，除去异丙醇和乙醇的大部分。加入二甲醇胺至该水溶液的pH为8.0，并搅拌至均匀，得到不挥发成分为43％、酸值为120mgKOH/g、重均分子量为36,000、聚合物比重为0.926的水性树脂。

[0054] 实施例1

[0055] 将制造例1中制成的水性树脂20份、40份的蓝色颜料FASTOGEN BLUE LDB 30、异丙醇4份、水36份配合，充分地搅拌混合后，用混砂机混炼而得到研磨基料(A)。向该研磨基料(A)26份中加入ザイクセン-L 70份、聚乙烯蜡3.8份、硅系消泡剂0.2份，再加入水性稀释剂调整至粘度以蔡恩杯No.3计为16秒，得到了水性墨液。

[0056] 实施例2

[0057] 以下，同样地对制造例2中制成的水性树脂20份，利用与实施例1相同的配合及步骤进行粘度调整，得到了水性墨液。

[0058] 实施例3

[0059] 以下，同样地对制造例3中制成的水性树脂20份，利用与实施例1相同的配合及步骤进行粘度调整，得到了水性墨液。

[0060] 比较例1

[0061] 以下，同样地对制造例4中制成的水性树脂20份，利用与实施例1相同的配合而尝试了水性墨液的调整，然而发生了凝胶化，无法制备出墨液。

[0062] 比较例2

[0063] 以下，同样地对制造例5中制成的水性树脂20份，利用与实施例1相同的配合而尝试了水性墨液的调整，然而发生了凝胶化，无法制备出墨液。