説明

グラビアインキ

【課題】分散性、流動性、残肉保存安定性、長時間にわたる印刷機上安定性(版かぶり)、レトルト処理時のラミネート適性に優れ、酸性顔料やバインダー樹脂や溶剤に制限されないグラビアインキの提供。
【解決手段】片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)のヒドロキシル基と、ジイソシアネート(B)のイソシアネート基を反応してなる片末端領域に2つのイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(E)のイソシアネート基と、ポリアミン(C)を含むアミン化合物の一級及び/又は二級アミノ基を反応させてなる分散剤であり、アミン価が1〜100mgKOH/gである分散剤、顔料、及びポリウレタン樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ニトロセルロース樹脂、ポリアミド樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂から選ばれる一種以上のバインダー樹脂、溶剤から構成されることを特徴とするグラビアインキ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、顔料、分散剤、バインダー樹脂、溶剤から構成され、顔料分散性や流動性に関する経時保存安定性と印刷機上安定性、ラミネート適性に優れたグラビアインキを提供する事を目的とする。
【背景技術】
【0002】
グラビア印刷は被印刷体に美粧性、機能性を付与する目的で広く使用されている。包装材料で用いられる場合、美粧性は商品の売れ行きを左右する可能性があると考えられ、近年、華美で印刷難易度の高いデザインが採用されるとともに、種々の高機能性を付加された高品位印刷物が求められている。そのため、印刷メーカー、印刷インキメーカーにおいて様々な方向から性能を向上する試みがなされている。
一般に、グラビアインキにおいては、顔料を安定に高濃度で分散することが難しく、保存安定性や印刷機上安定性に対して種々の問題を引き起こすことが知られている。例えば、微細な粒子からなる顔料を含む分散体は経時で再凝集し易く、印刷濃度の低下や濃度ムラ、グラビアドクターの劣化に伴う版かぶりなどの不良を生じる。この場合、顔料、顔料誘導体、分散剤、バインダー樹脂、溶剤、添加剤の選択により改善が試みられている。しかし、長期に渡る残肉保存安定性や、長時間にわたる印刷機上安定性の面で要求品質に未達であり、残肉使用期間の短縮や、こまめな印刷管理や検品作業など煩雑な作業を引き起こす問題点を抱えている。
【0003】
そこで、一般的には分散状態を良好に保つ為に分散剤が利用されている。分散剤は顔料に吸着する部位と、樹脂や溶剤に親和性の高い部位との構造を持ち合わせ、双方のバランスで分散剤の性能が決まる。分散剤は顔料表面状態に合わせて、使い分けられているが、酸性顔料又は酸性誘導体に対して塩基性の分散剤が使用されるのが一般的である。塩基性の官能基としてアミノ基を有する分散剤は、例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6等に記載されている。
【0004】
しかし、特許文献1、特許文献2、及び特許文献3に記載の分散剤では、分散能力は持ち合わせるが、側鎖が限定され、使用できる溶剤やバインダー樹脂の種類が限定されていた。また、特許文献4、特許文献5、及び特許文献6に記載の分散剤では、ある程度の分散能力は持ち合わせるが、低粘度で安定な分散体をつくるには使用量を多くする必要があった。しかし、使用量を多くすることは、インキ、塗料等への展開を考える上で、塗膜の耐性が落ちる場合がある等好ましいものではなかった。
【0005】
また、特許文献7、及び特許文献8では水酸基2個を有するメルカプタン化合物を開始剤として重合性不飽和結合を有する化合物を重合させて得られるポリオールを用いることを特徴とするポリウレタン樹脂についての記述があるが、これを分散剤として使用した際には塩基性部位としてアミンが残存していないため、酸性に偏った表面を有する顔料に対して、十分な分散性が得られなかった。
【0006】
また、特許文献9では水酸基2個を有するメルカプタン化合物を開始剤として重合性不飽和結合を有する化合物を重合させて得られるポリオールを用いることを特徴とするポリウレタン/ウレア樹脂についての記述があるが、粒子状ポリウレタンのため、これを分散剤として使用した際には酸性に偏った表面を有する顔料に対して、十分な分散性が得られなかった。
【特許文献1】特開平9−169821号公報
【特許文献2】特開平9−194585号公報
【特許文献3】特開2004−089787号公報
【特許文献4】特開平1−236930号公報
【特許文献5】特開平3−103478号公報
【特許文献6】特開平16−344795号公報
【特許文献7】特表昭57−500246号公報
【特許文献8】特開昭63−066211号公報
【特許文献9】特開平5−194702号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、分散性や流動性に関する残肉保存安定性、長時間にわたる印刷機上安定性(版かぶり)、レトルト処理時のラミネート適性に優れ、酸性顔料やバインダー樹脂や溶剤に制限されないグラビアインキの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)のヒドロキシル基と、ジイソシアネート(B)のイソシアネート基を反応してなる片末端領域に2つのイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(E)のイソシアネート基と、ポリアミン(C)を含むアミン化合物の一級及び/又は二級アミノ基を反応させてなり、アミン価が1〜100mgKOH/gである分散剤、顔料、及びポリウレタン/ウレア樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ニトロセルロース樹脂、ポリアミド樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂から選ばれる一種以上のバインダー樹脂、溶剤から構成されることを特徴とするグラビアインキである。
また、前記分散剤が、顔料100重量部に対して3〜12重量部使用されることを特徴とするグラビアインキである。
また、前記グラビアインキが、下記一般式(1)、下記一般式(2)、及び下記一般式(3)で表される酸性置換基を有する色素誘導体の群から選ばれる少なくとも一種類以上の色素誘導体を含み、該色素誘導体が顔料100重量部に対して3〜10重量部使用されることを特徴とするグラビアインキである。
【0009】
一般式(1):
P−Z1
(一般式(1)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、Z1は、スルホン酸基、又はカルボキシル基である。)
一般式(2):
(P−Z2)[N+(R1,R2,R3,R4)]
(一般式(2)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、R1は、炭素数5〜20のアルキル基であり、R2,R3,及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1〜20のアルキル基であり、Z2は、SO3-又はCOO-である。)
一般式(3):
(P−Z2)M+/l
(一般式(3)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、Mは、ナトリウム原子、カリウム原子、カルシウム原子、バリウム原子、ストロンチウム原子またはアルミニウム原子、lはMの価数であり、Z2は、SO3-、又はCOO-である。)
また、前記ポリウレタン/ウレア樹脂が、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、低分子ポリオール、ポリイソシアネート、鎖延長剤、末端停止剤を反応させてなることを特徴とするグラビアインキに関する。
【発明の効果】
【0010】
本発明のグラビアインキにより、従来得られなかった分散性、流動性が得られ、経時における顔料の再凝集も抑制されている為、残肉保存安定性や長時間にわたる印刷機上安定性(版かぶり)も得られる。更に塗膜の耐熱性も保持している為、レトルト処理時のラミネート適性に優れ、汎用のバインダー樹脂や溶剤に最適なグラビアインキの提供することができる。
【0011】
以下、「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリロイルオキシ」、又は「(メタ)アクリルアミド」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル及び/又はメタクリル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、「アクリロイルオキシ及び/又はメタクリロイルオキシ」、又は「アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド」を表すものとする。
本発明に用いる分散剤は、
片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)のヒドロキシル基と、
ジイソシアネート(B)のイソシアネート基を反応してなる片末端領域に2つのイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(E)のイソシアネート基と、
ポリアミン(C)[及び場合によりモノアミン(D)]を含むアミン化合物の一級及び/又は二級アミノ基と、
を反応させることによって合成される。
【0012】
本発明に用いる分散剤の各構成要素について説明する。
【0013】
<片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)>
片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)(以下、ビニル重合体(A)と略記する場合がある。)は、分子内に2つのヒドロキシル基と1つのチオール基とを有する化合物(a1)の存在下に、エチレン性不飽和単量体(a2)をラジカル重合することで得ることができる。ビニル重合体(A)のビニル重合体部位は、バインダー樹脂等の顔料担体及び分散媒である溶剤に親和性の高い部位であり、下記一般式(4)で表される。
【0014】
一般式(4):
【0015】
【化1】

【0016】
[一般式(4)中、
6は、化合物(a1)からヒドロキシル基とチオール基とを除く残基であり、
7は、エチレン性不飽和単量体(a2)から二重結合部位及びR8を除く残基であり、
8は水素原子又はメチル基であり、
nは、2以上の整数、好ましくは3〜200の整数である。
【0017】
ここでR6がビニル重合体(A)でいう、末端領域となる。]
<分子内に2つのヒドロキシル基と1つのチオール基とを有する化合物(a1)>
分子内に2つのヒドロキシル基と1つのチオール基とを有する化合物(a1)(以下、化合物(a1)と表記する場合がある。)としては、分子内に2つのヒドロキシル基と1つのチオール基とを有する化合物であれば特に限定されず、例えば、1−メルカプト−1,1−メタンジオール、1−メルカプト−1,1−エタンジオール、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール(チオグリセリン、若しくはチオグリセロールとも言う。)、2−メルカプト−1,2−プロパンジオール、2−メルカプト−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メルカプト−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1−メルカプト−2,2−プロパンジオール、2−メルカプトエチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、又は2−メルカプトエチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。
【0018】
一般式(4)中の化合物(a1)からヒドロキシル基とチオール基とを除く残基R6は、特に限定されないが、溶剤、ワニス、又はバインダー樹脂との相溶性の観点から、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状アルキル基が好ましく、上記に挙げた化合物(a1)のような、炭素数1〜7の直鎖状又は分岐状アルキル基がより好ましい。2つのヒドロキシル基と1つのチオール基は、それぞれ異なる炭素に結合していても、一部同じ炭素に結合していても、すべて同じ炭素に結合していても構わない。
【0019】
目的とする片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)の分子量にあわせて、化合物(a1)とエチレン性不飽和単量体(a2)と、任意に重合開始剤とを混合して加熱することでビニル重合体(A)を得ることができる。化合物(a1)は、エチレン性不飽和単量体(a2)100重量部に対して、0.5〜30重量部用いて、塊状重合又は溶液重合により得ることが好ましく、より好ましくは1〜20重量部、更に好ましくは2〜15重量部、特に好ましくは2〜10重量部である。反応温度は、40〜150℃、好ましくは50〜110℃である。0.5重量部未満であると、ビニル重合体部位の分子量が高すぎて、顔料担体及び溶剤に対する親和性部位として、その絶対量が増えてしまい、分散性の効果自体が低下する場合があり、30重量%を超えると、ビニル重合体部(A)の分子量が低すぎて、顔料担体及び溶剤に対する親和性部位として、その立体反発の効果がなくなると共に、顔料の凝集を抑えることが困難になる場合がある。
【0020】
<重合開始剤>
重合の際、エチレン性不飽和単量体(a2)100重量部に対して、任意に0.001〜5重量部の重合開始剤を使用することができる。重合開始剤としては、アゾ系化合物及び有機過酸化物を用いることができる。好ましくはアゾ系化合物を用いる。
【0021】
アゾ系化合物の例としては、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリック酸)、2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、又は2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]等が挙げられる。
【0022】
有機過酸化物の例としては、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、又はジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
【0023】
これらの重合開始剤は、単独で、もしくは2種類以上組み合わせて用いることができる。
【0024】
<重合溶剤>
溶液重合の場合には、重合溶媒として、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、又はジエチレングリコールジ低級アルキルエーテル等が用いられ、特にこれらに限定されるものではないが、分散安定性と低臭気の観点で、酢酸n−プロピルが特に好ましい。更にイソシアネートの反応性から活性水素基を有しない溶剤が好ましい。
【0025】
これらの重合溶媒は、2種類以上混合して用いることもできるが、最終用途で使用する溶剤であることが好ましい。
【0026】
<エチレン性不飽和単量体(a2)>
エチレン性不飽和単量体(a2)としては、例えば、
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、又はイソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、又はフェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート類;
テトラヒドロフルフリール(メタ)アクリレート、又はオキセタン(メタ)アクリレート等の複素環式(メタ)アクリレート類;
メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等のN置換型(メタ)アクリルアミド類;
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、又はN,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリレート類;あるいは、
(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類等が挙げられる。
【0027】
また、上記アクリル系単量体と併用できる単量体として、
スチレン、又はα−メチルスチレン等のスチレン類;
エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
あるいは、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。
【0028】
また、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体を併用することもできる。カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、又はクロトン酸等から1種又は2種以上を選択することができる。
【0029】
<重合条件等>
上記に例示したエチレン性不飽和単量体(a2)の中でも、分散性及び塗膜耐性の観点から、低級アルキル(メタ)アクリレート(低級アルキル部分の炭素原子数は1〜4)、特にメチルメタクリレートが好ましく用いられ、顔料担体及び分散媒との親和性の観点から、メチルメタクリレートと、n−ブチルメタクリレート又はt−ブチルメタクリレートと、を併用することがより好ましい。エチレン性不飽和単量体(a2)として、メチルメタクリレートを使用し、n−ブチルメタクリレート又はt−ブチルメタクリレートを使用しない場合には、エチレン性不飽和単量体(a2)の合計100重量%中、メチルメタクリレートの割合が30〜100重量%であることが好ましく、50〜100重量%であることがより好ましい。また、エチレン性不飽和単量体(a2)として、メチルメタクリレートと、n−ブチルメタクリレート又はt−ブチルメタクリレートと、を併用する場合には、両者の合計が、エチレン性不飽和単量体(a2)の30〜100重量%を占めることが好ましく、50〜100重量%を占めることがより好ましい。エチレン性不飽和単量体(a2)として、メチルメタクリレートを使用した場合、更には、メチルメタクリレートと、n−ブチルメタクリレート又はt−ブチルメタクリレートと、を併用した場合には、顔料分散性がより良好となる。メチルメタクリレートと、n−ブチルメタクリレート又はt−ブチルメタクリレートと、の共重合部位は、分散性等の基本物性を保ちつつ、バインダー樹脂や分散溶媒との親和性もよく、汎用性が高い。
【0030】
片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)の、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)としては、500〜30,000であることが好ましく、1,000〜15,000であることがより好ましく、1,000〜8,000であることが特に好ましい。該重量平均分子量が500未満では、溶媒親和部による立体反発の効果が少なくなるとともに、顔料の凝集を防ぐことが困難となり、分散安定性が不十分となる場合がある。また、30,000を超えると、溶媒親和部の絶対量が増えてしまい、分散性の効果自体が低下する場合がある。更に、分散体の粘度が高くなる場合がある。
【0031】
該重量平均分子量が500〜30,000であれば、顔料の凝集を防ぐことにより、グラビアインキの粘度上昇を抑えることに有利である。
【0032】
片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、塗膜の耐性が向上するという点から、50〜200℃が好ましく、50〜120℃がより好ましい。
【0033】
片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)のTgは、下記のFoxの式で算出した値を用いた。なお、分子内に2つのヒドロキシル基と1つのチオール基とを有する化合物(a1)由来の骨格もビニル重合体(A)中に存在するが、ガラス転移温度を計算する以下の計算から除くものとする。
【0034】
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・+Wn/Tgn
W1からWnは、使用している各単量体の重量分率を示し、Tg1からTgnは、各単量体から得られるそれぞれのホモポリマーのガラス転移温度(単位は絶対温度「K」)を示す。
【0035】
算出に使用する主なホモポリマーのTgを下記に例示する。
メチルメタクリレート:105℃(378K)
n−ブチルメタクリレート:20℃(293K)
t−ブチルメタクリレート:107℃(380K)
ラウリルメタクリレート:−65℃(208K)
2−エチルヘキシルメタクリレート:−10℃(263K)
シクロヘキシルメタクリレート:66℃(339K)
n−ブチルアクリレート:−45℃(228K)
エチルアクリレート:−20℃(253K)
ベンジルメタクリレート:54℃(327K)
スチレン:100℃(373K)
<ジイソシアネート(B)>
ジイソシアネート(B)としては、ポリウレタン等の合成時に従来から使用されている、公知のものを使用することができ、例えば、芳香族基を有するジイソシアネート(b1)、脂肪族基を有するジイソシアネート(b2)、芳香基及び脂肪族基を有するジイソシアネート(b3)、又は脂環族基を有するジイソシアネート(b4)等が挙げられる。
【0036】
芳香族基を有するジイソシアネート(b1)としては、キシリレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、又は1,3−ビス(イソシアネートメチル)ベンゼン等が挙げられる。
【0037】
脂肪族基を有するジイソシアネート(b2)としては、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、又は2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0038】
芳香族基及び脂肪族基を有するジイソシアネート(b3)としては、ω,ω’−ジイソシアネート−1,3−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、又は1,3−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0039】
脂環族基を有するジイソシアネート(b4)としては、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(IPDI)、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、又はメチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0040】
以上、列挙したジイソシアネート(B)は、必ずしもこれらに限定されるものではなく、2種類以上を併用して使用することもできる。
【0041】
ジイソシアネート(B)としては、3−イソシアナートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート[別名:イソホロンジイソシアネート、IPDI]が難黄変性であるために好ましい。
【0042】
<ポリアミン(C)>
ポリアミン(C)としては、少なくとも2つの一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物であり、イソシアネート基と反応しウレア結合を生成するために用いられる。このようなアミンとしてジアミン(c1)が挙げられる。
【0043】
2つの一級アミノ基を有するジアミン(c1)としては、ポリウレタン等の合成時に、鎖延長剤として、従来から使用されている、公知のものを使用することができ、具体的には、
エチレンジアミン、プロピレンジアミン[別名:1,2−ジアミノプロパン又は1,2−プロパンジアミン]、トリメチレンジアミン[別名:1,3−ジアミノプロパン又は1,3−プロパンジアミン]、テトラメチレンジアミン[別名:1,4−ジアミノブタン]、2−メチル−1,3−プロパンジアミン、ペンタメチレンジアミン[別名:1,5−ジアミノペンタン]、ヘキサメチレンジアミン[別名:1,6−ジアミノヘキサン]、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、又はトリレンジアミン等の脂肪族ジアミン;
イソホロンジアミン、又はジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミン等の脂環式ジアミン;あるいは、
フェニレンジアミン、又はキシリレンジアミン等の芳香族ジアミン等を挙げることができる。
【0044】
また、2つの二級アミノ基を有するジアミン(c1)としては、ポリウレタン等の合成時に、鎖延長剤として、従来から使用されている、公知のものを使用することができ、具体的には、
N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、又はN,N’−ジ−tert−ブチルエチレンジアミン等を挙げることができる。
【0045】
また、一級及び二級アミノ基を有するジアミン(c1)としては、ポリウレタン等の合成時に、鎖延長剤として、従来から使用されている、公知のものを使用することができ、具体的には、
N−メチルエチレンジアミン[別名:メチルアミノエチルアミン]、N−エチルエチレンジアミン[別名:エチルアミノエチルアミン]、N−メチル−1,3−プロパンジアミン[別名:N−メチル−1,3−ジアミノプロパン又はメチルアミノプロピルアミン]、N,2−メチル−1,3−プロパンジアミン、N−イソプロピルエチレンジアミン[別名:イソプロピルアミノエチルアミン]、N−イソプロピル−1,3−ジアミノプロパン[別名:N−イソプロピル−1,3−プロパンジアミン又はイソプロピルアミノプロピルアミン]、又はN−ラウリル−1,3−プロパンジアミン[別名:N−ラウリル−1,3−ジアミノプロパン又はラウリルアミノプロピルアミン]等挙げることができる。
【0046】
ポリアミンは少なくとも2つの一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物であり、一級及び/又は二級アミンがイソシアネート基と反応してウレア基を生成する、このウレア基が顔料吸着部位になるが、ポリアミン(C)が、両末端に2つの一級及び/又は二級アミノ基を有し、更に、両末端以外に二級及び/又は三級アミノ基を有する化合物である場合には、酸性顔料に対しての吸着性が向上するため、特に好ましい。
【0047】
このようなポリアミン(C)としては、以下の様な両末端に2つの一級及び/又は二級アミノ基を有し、更に、両末端以外に二級及び/又は三級アミノ基を有するポリアミン(c2)が挙げられる。
【0048】
ポリアミン(c2)としては、
メチルイミノビスプロピルアミン[別名:N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン]、ラウリルイミノビスプロピルアミン[別名:N,N−ビス(3−アミノプロピル)ラウリルアミン]、イミノビスプロピルアミン[別名:N,N−ビス(3−アミノプロピル)アミン]、N,N’−ビスアミノプロピル−1,3−プロピレンジアミン、又はN,N’−ビスアミノプロピル−1,4−ブチレンジアミン等を挙げることができ、
2つの1級アミノ基と1つの3級アミノ基を有するメチルイミノビスプロピルアミン、又はラウリルイミノビスプロピルアミンは、ジイソシアネートとの反応制御がし易く好ましい。
【0049】
2つの1級アミノ基と1つの2級アミノ基を有するイミノビスプロピルアミンは、顔料への吸着性が良く好ましい。
【0050】
ポリアミン(C)としては、2つ以上の一級及び/又は二級アミノ基を有する重合体(c3)も使用することができる。
【0051】
一級及び/又は二級アミノ基を有する重合体(c3)としては、一級アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体や二級アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体、例えば、ビニルアミンやアリルアミンの単独重合体(いわゆるポリビニルアミンやポリアリルアミン)、あるいはそれらと他のエチレン性不飽和単量体との共重合体、及び、エチレンイミンの開環重合体や塩化エチレンとエチレンジアミンとの重縮合体やオキサゾリドン−2の開環重合体(いわゆるポリエチレンイミン)から選ばれることが好ましい。重合体中における一級及び/又は二級アミノ基の含有率としては、重合体を基準として、単量体単位で10〜100重量%が好ましく、20〜100重量%がより好ましい。含有率が10重量%以上であれば、顔料の凝集を防ぎ、粘度の上昇を抑えることに効果的である。
【0052】
一級アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体や二級アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体としては、例えば、
(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、又はフマール酸等の不飽和カルボン酸;
スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、クロロメチルスチレン、インデン、又はビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、又は2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;
ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルアリールエステル;
グリシジル(メタ)アクリレート、又は2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の官能基を有する(メタ)アクリル酸置換アルキルエステル;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、又はジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の三級アミノ基を有する(メタ)アクリル酸置換アルキルエステル;
(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、n−ブチル(メタ)アクリルアミド、tert−ブチル(メタ)アクリルアミド、又はtert−オクチル(メタ)アクリルアミド等のアルキル(メタ)アクリルアミド;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、又はジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の置換アルキル(メタ)アクリルアミド;
1,3−ブタジエン、又はイソプレン等のジエン化合物;
片末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレートオリゴマー、片末端メタクリロイル化ポリスチレンオリゴマー、又は片末端メタクリロイル化ポリエチレングリコール等の重合性オリゴマー(マクロモノマー);あるいは、
シアン化ビニル等を挙げることができる。
【0053】
一級及び/又は二級アミノ基を有する重合体の、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)としては、300〜75,000であることが好ましく、300〜20,000であることがより好ましく、500〜5,000であることが特に好ましい。該重量平均分子量が300〜75,000であれば、顔料の凝集を防ぐことにより、グラビアインキの粘度上昇を抑えることに効果的である。
【0054】
<モノアミン(D)>
分散剤を構成するアミン化合物としては、ポリアミン(C)の他に、更にモノアミン(D)も使用することができる。モノアミン(D)としては、分子内に第一級アミノ基又は第二級アミノ基を1個有するモノアミン化合物であり、モノアミン(D)は、ジイソシアネート(B)とポリアミン(C)の反応において高分子量化しすぎるのを抑えるため、反応停止剤として使用される。モノアミン(D)は、分子内に第一級アミノ基又は第二級アミノ基以外の他の極性官能基を有していることもできる。このような極性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、シアノ基、ニトロキシル基等が挙げられる。
【0055】
モノアミン(D)としては、ポリウレタン等の合成時に、反応停止剤として、従来から使用されている、公知のものが使用でき、具体的には、
アミノメタン、アミノエタン、1−アミノプロパン、2−アミノプロパン、1−アミノブタン、2−アミノブタン、1−アミノペンタン、2−アミノペンタン、3−アミノペンタン、イソアミルアミン、N−エチルイソアミルアミン、1−アミノヘキサン、1−アミノヘプタン、2−アミノヘプタン、2−オクチルアミン、1−アミノノナン、1−アミノデカン、1−アミノドデカン、1−アミノトリデカン、1−アミノヘキサデカン、ステアリルアミン、アミノシクロプロパン、アミノシクロブタン、アミノシクロペンタン、アミノシクロヘキサン、アミノシクロドデカン、1−アミノ−2−エチルヘキサン、1−アミノ−2−メチルプロパン、2−アミノ−2−メチルプロパン、3−アミノ−1−プロペン、3−アミノメチルヘプタン、3−イソプロポキシプロピルアミン、3−ブトキシプロピルアミン、3−イソブトキシプロピルアミン、2−エチルヘキシロキシプロピルアミン、3−デシロキシプロピルアミン、3−ラウリロキシプロピルアミン、3−ミリスチロキシプロピルアミン、2−アミノメチルテトラヒドロフラン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルエチルアミン、N−メチルイソプロピルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジイソプロピルアミン、ジn−プロピルアミン、ジn−ブチルアミン、ジsec−ブチルアミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、ピペリジン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、2,4−ルペチジン、2,6−ルペチジン、3,5−ルペチジン、3−ピペリジンメタノール、ピペコリニックアシッド、イソニペコチックアシッド、メチルイソニペコテート、エチルイソニペコテート、2−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンブチリックアシッド塩酸塩、4−ピペリジノール、ピロリジン、3−アミノピロリジン、3−ピロリジノール、インドリン、アニリン、N−ブチルアニリン、o−アミノトルエン、m−アミノトルエン、p−アミノトルエン、o−ベンジルアニリン、p−ベンジルアニリン、1−アニリノナフタレン、1−アミノアントラキノン、2−アミノアントラキノン、1−アミノアントラセン、2−アミノアントラセン、5−アミノイソキノリン、o−アミノジフェニル、4−アミノジフェニルエーテル、β−アミノエチルベンゼン、2−アミノベンゾフェノン、4−アミノベンゾフェノン、o−アミノアセトフェノン、m−アミノアセトフェノン、p−アミノアセトフェノン、ベンジルアミン、N−メチルベンジルアミン、3−ベンジルアミノプロピオニックアシッドエチルエーテル、4−ベンジルピペリジン、α−フェニルエチルアミン、フェネシルアミン、p−メトキシフェネシルアミン、フルフリルアミン、p−アミノアゾベンゼン、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、アリルアミン、2−アミノ−2−メチル−プロパノール又はジフェニルアミン等が挙げられる。
【0056】
中でも、脂肪族アミンで第二級アミノ基のみを有するモノアミン化合物は、分散剤の分散性を向上させるため、好ましい。
【0057】
第二級アミノ基のみを有する脂肪族モノアミン化合物としては、
ジメチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルエチルアミン、N−メチルイソプロピルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジイソプロピルアミン、ジn−プロピルアミン、ジn−ブチルアミン、ジsec−ブチルアミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、ピペリジン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、2,4−ルペチジン、2,6−ルペチジン、3,5−ルペチジン、3−ピペリジンメタノール、2−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンエタノール、4−ピペリジノール、ピロリジン、3−アミノピロリジン、又は3−ピロリジノール等が挙げられる。
【0058】
また、三級アミノ基は、イソシアネート基と反応する活性水素を有していないため、一級又は二級アミノ基と、三級アミノ基とを有するジアミンは、モノアミン(D)と同様に反応停止剤として使用することができ、本発明による分散剤の重合体末端に、顔料吸着能を向上させる効果がある三級アミノ基を導入することができる。
【0059】
一級又は二級アミノ基と、三級アミノ基とを有するジアミンとしては、
N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、又はN,N,2,2−テトラメチル−1,3−プロパンジアミン等の一級アミノ基と三級アミノ基とを有するジアミン;あるいは、
N,N,N’−トリメチルエチレンジアミン等の二級アミノ基と三級アミノ基とを有するジアミンを挙げることができる。
【0060】
これらの反応停止剤として作用するアミン化合物は、一種類又は二種類以上混合して用いてもよい。なお、一級アミノ基とイソシアネート基が反応した後のウレア結合の活性水素は、反応性が低く、本発明の分散剤の重合条件では、それ以上イソシアネート基と反応し、分子量が大きくなることはない。
【0061】
<ウレタンプレポリマー(E)>
ウレタンプレポリマー(E)は片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)のヒドロキシル基と、ジイソシアネート(B)のイソシアネート基と、を反応して得られる。
【0062】
例えば、ビニル重合体(A)のモル数をα、ジイソシアネート(B)のモル数をβとした場合、α/β=α/(α+1)の時、理論上、片末端領域に2つのイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーが得られる。αを正の整数とすると、αが大きくなるほど分子量が高くなる。実際の構造制御については、詳しくは後述する。
【0063】
分散剤の重量平均分子量(Mw)は、1,000〜100,000であることが好ましく、より好ましくは1,500〜50,000、特に好ましくは1,500〜20,000である。重量平均分子量が1,000未満であれば、グラビアインキの安定性が低下する場合があり、100,000を超えると樹脂間の相互作用が強くなり、グラビアインキの増粘が起きる場合がある。また、得られた分散剤のアミン価は、1〜100mgKOH/gであることが好ましい。アミン価が1mgKOH/g未満であれば顔料と吸着する官能基が不足し、顔料分散に寄与することが困難になる場合があり、100mgKOH/gを超えると、ドライラミネート用接着剤のイソシアネート系硬化剤の大部分と反応してしまい、レトルト適性が低下する。
【0064】
<合成触媒(F)>
ウレタンプレポリマー(E)の合成時には、ポリウレタン等の合成触媒として従来から使用されている、公知の触媒(F)を使用することができ、例えば三級アミン系化合物、又は有機金属系化合物等を挙げることができる。
【0065】
三級アミン系化合物としては、例えば、
トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルホリン、又はジアザビシクロウンデセン(DBU)等を挙げることができる。
【0066】
有機金属系化合物としては錫系化合物、又は非錫系化合物を挙げることができる。
【0067】
錫系化合物としては、例えば、
ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジブロマイド、ジブチル錫ジマレエート、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキサイド、トリブチル錫アセテート、トリエチル錫エトキサイド、トリブチル錫エトキサイド、ジオクチル錫オキサイド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫トリクロロアセテート、又は2−エチルヘキサン酸錫等を挙げることができる。
【0068】
非錫系化合物としては、例えば、
ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、又はブトキシチタニウムトリクロライド等のチタン系;
オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、又はナフテン酸鉛等の鉛系;
2−エチルヘキサン酸鉄、又は鉄アセチルアセトネート等の鉄系;
安息香酸コバルト、又は2−エチルヘキサン酸コバルト等のコバルト系;
ナフテン酸亜鉛、又は2−エチルヘキサン酸亜鉛等の亜鉛系;あるいは、
ナフテン酸ジルコニウム等のジルコニウム系を挙げることができる。
【0069】
上記触媒の中で、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)、又は2−エチルヘキサン酸錫等が反応性や衛生性の点で好ましい。
【0070】
上記三級アミン系化合物、又は有機金属系化合物等の触媒は、場合によっては単独でも使用できるが、併用することもできる。
【0071】
ウレタンプレポリマー(E)合成時に用いる有機金属化合物触媒は、後述のアミンとの更なる反応においても、該反応を著しく促進する。
【0072】
かかる目的で使用される溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノ低級アルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ低級アルキルエーテルアセテート、又はジエチレングリコールジ低級アルキルエーテル等が用いられ、特にこれらに限定されるものではない。
【0073】
ウレタンプレポリマー(E)の溶解性、溶剤の沸点等、アミンの溶解性の点から、特に酢酸エチル、酢酸n−プロピル、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチレングリコールジ低級アルキルエーテル低級アルキル、又はこれらの混合溶剤が好ましい。その中でも、分散安定性と低臭気の観点で、酢酸n−プロピルが特に好ましい。
【0074】
また、溶剤を使用した場合のウレタンプレポリマー反応系内の濃度は、ウレタンプレポリマーの固形分濃度に換算して、反応制御の観点から、好ましくは30〜95重量%であり、粘度制御の観点から、更に好ましくは40〜90重量%である。30重量%未満では、反応が遅くなり、未反応物が残ることがあるため好ましくない。95重量%を超えると、反応が部分的に急激に進む場合があり、分子量等のコントロールが難しくなるため好ましくない。
【0075】
本発明のグラビアインキに使用する前記分散剤の使用量は、顔料100重量部に対して3〜12重量部が好ましく、3重量部より少ないと、分散液安定性が悪くなる場合があり、12重量部より多いと、インキ塗膜耐性が弱くなり、ラミネート適性が低下する。
【0076】
<その他の分散剤>
分散剤は、顔料の分散性や保存安定性を向上させるために、本発明の分散剤以外の公知分散剤と併用することもできる。そのような公知分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルとの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルとの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、又はステアリルアミンアセテート等を用いることができる。
【0077】
上記その他の分散剤の具体例としては、BYK Chemie社製「Anti−Terra−U(ポリアミノアマイド燐酸塩)」、「Anti−Terra−203/204(高分子量ポリカルボン酸塩)」、「Disperbyk−101(長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルとの塩)、107(水酸基含有カルボン酸エステル)、110、111(酸基を含む共重合物)、130(ポリアマイド)、161、162、163、164、165、166、170、180、又は182(高分子共重合物)」、「Bykumen(高分子量不飽和酸エステル)」、「BYK−P104、又はP105(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸)」、「P104S、又は240S(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とポリシロキサンとの混合物)」、あるいは、「Lactimon(長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸との部分アミド化物とポリシロキサンとの混合物)」が挙げられる。
【0078】
また、Efka CHEMICALS社製「エフカ44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、又は766」、「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、150(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、402、403、450、451、452、453(変性ポリアクリレート)、又は745(銅フタロシアニン系)」、共栄社化学社製「フローレン TG−710(ウレタンオリゴマー)」、「フローノンSH−290、又はSP−1000」、「ポリフローNo.50E、又はNo.300(アクリル系共重合物)」、あるいは、楠本化成社製「ディスパロン KS−860、873SN、874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、又は#7004(ポリエーテルエステル型)」が挙げられる。
【0079】
更に、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、又はEP」、「ホモゲノールL−18(ポリカルボン酸型高分子)」、「エマルゲン920、930、931、935、950、又は985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン24(ココナッツアミンアセテート)、又は86(ステアリルアミンアセテート)」、ルーブリゾール社製「ソルスパーズ5000(フタロシアニンアンモニウム塩系)、13940(ポリエステルアミン系)、17000(脂肪酸アミン系)、20000又は24000」、日光ケミカル社製「ニッコール T106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)、又はHexagline 4−0(ヘキサグリセリルテトラオレート)」、あるいは、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、又はPB822(塩基性分散剤)」等が挙げられる。
これらのその他の分散剤の使用量は、顔料分散性の観点から、前記分散剤100重量部に対し50重量部以下が好ましく、40重量部以下がより好ましい。50重量部より多いとインキ塗膜の耐性が悪化してしまう場合がある。
本発明に用いる分散剤は、顔料吸着性部位として、ポリウレタン/ウレア主鎖に、ウレタン結合及びウレア結合、更に好ましくは、一級及び/又は二級及び/又は三級アミノ基を有し、溶剤親和性部位として、側鎖にポリアクリレート鎖を有する構造を特徴としていることから、顔料吸着位部と溶剤親和性部位のバランスが良く、溶剤中で、優れた分散安定性を発現する。
【0080】
一方、溶剤親和性部位として機能するポリアクリレート鎖は、乾燥及び硬化後に、高いインキ塗膜耐性を発現する。
【0081】
更にインキ塗膜物性を向上させる目的で、バインダー樹脂を添加する場合、本発明のグラビアインキに使用している本発明分散剤の側鎖ポリアクリル鎖が、バインダー樹脂との相溶性に優れているため、グラビアインキの基本物性を損なうことなくインキ塗膜物性を向上させることができる。
【0082】
また、本発明のグラビアインキに含まれる顔料は、印刷インキ、塗料に使用される様々な顔料が使用できる。本発明で使用する顔料は、特に制限されないが、例えば、白色系無機顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化クロム、シリカなどが挙げられる。特に白インキの顔料には酸化チタンを用いる事が、着色力、隠ぺい力、耐薬品性、耐候性の点から好ましい。白色系以外の無機顔料としては、カーボンブラック、アルミニウム、マイカ(雲母)等が挙げられる。また、有彩色の有機顔料等も使用できる。
【0083】
<顔料>
本発明で使用することのできる有機顔料は、特に制限されないが、例えば、
溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、フタロシアニン顔料、ハロゲン化フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、ジオキサジン顔料、アントラキノン顔料、ジアンスラキノニル顔料、アンスラピリミジン顔料、アンサンスロン顔料、インダンスロン顔料、フラバンスロン顔料、ピランスロン顔料、又はジケトピロロピロール顔料等があり、
更に具体的な例をカラーインデックスのジェネリックネームで示すと、
ピグメントブラック7、ピグメントブルー15、ピグメントブルー15:1、ピグメントブルー15:3、ピグメントブルー15:4、ピグメントブルー15:6、ピグメントブルー22、ピグメントブルー60、又はピグメントブルー64等の青色顔料;
ピグメントグリーン7、ピグメントグリーン36、又はピグメントグリーン58等の緑色顔料;
ピグメントレッド9、ピグメントレッド48、ピグメントレッド49、ピグメントレッド52、ピグメントレッド53、ピグメントレッド57、ピグメントレッド97、ピグメントレッド122、ピグメントレッド123、ピグメントレッド144、ピグメントレッド146、ピグメントレッド149、ピグメントレッド166、ピグメントレッド168、ピグメントレッド177、ピグメントレッド178、ピグメントレッド179、ピグメントレッド180、ピグメントレッド185、ピグメントレッド192、ピグメントレッド202、ピグメントレッド206、ピグメントレッド207、ピグメントレッド209、ピグメントレッド215、ピグメントレッド216、ピグメントレッド217、ピグメントレッド220、ピグメントレッド221、ピグメントレッド223、ピグメントレッド224、ピグメントレッド226、ピグメントレッド227、ピグメントレッド228、ピグメントレッド238、ピグメントレッド240、ピグメントレッド242、ピグメントレッド254、又はピグメントレッド255等の赤色顔料;
ピグメントバイオレット19、ピグメントバイオレット23、ピグメントバイオレット29、ピグメントバイオレット30、ピグメントバイオレット37、ピグメントバイオレット40、又はピグメントバイオレット50等の紫色顔料;
ピグメントイエロー12、ピグメントイエロー13、ピグメントイエロー14、ピグメントイエロー17、ピグメントイエロー20、ピグメントイエロー24、ピグメントイエロー74、ピグメントイエロー83、ピグメントイエロー86、ピグメントイエロー93、ピグメントイエロー94、ピグメントイエロー95、ピグメントイエロー109、ピグメントイエロー110、ピグメントイエロー117、ピグメントイエロー120、ピグメントイエロー125、ピグメントイエロー128、ピグメントイエロー137、ピグメント、イエロー138、ピグメントイエロー139、ピグメントイエロー147、ピグメントイエロー148、ピグメントイエロー150、ピグメントイエロー151、ピグメントイエロー153、ピグメントイエロー154、ピグメントイエロー155、ピグメントイエロー166、ピグメントイエロー168、ピグメントイエロー180、ピグメントイエロー185、又はピグメントイエロー213等の黄色顔料;
ピグメントオレンジ13、ピグメントオレンジ36、ピグメントオレンジ37、ピグメントオレンジ38、ピグメントオレンジ43、ピグメントオレンジ51、ピグメントオレンジ55、ピグメントオレンジ59、ピグメントオレンジ61、ピグメントオレンジ64、ピグメントオレンジ71、又はピグメントオレンジ74等の橙色顔料;あるいは、
ピグメントブラウン23、ピグメントブラウン25、又はピグメントブラウン26等の茶色顔料が挙げられる。
【0084】
本発明のグラビアインキで使用する顔料濃度は、グラビアインキの総重量に対して、1〜50重量部が好ましい。1重量部より少ないと着色力が無く、50重量部より多いとインキの保存安定性が悪化する。また、これらの顔料は単独または2種以上を併用して用いる事ができる。
【0085】
<色素誘導体>
次に、本発明で使用することのできる酸性置換基を有する色素誘導体について説明する。本発明で使用することのできる酸性置換基を有する色素誘導体としては、下記一般式(1)、下記一般式(2)、及び下記一般式(3)で表される色素誘導体の群から選ばれる少なくとも一種類以上の色素誘導体を挙げることができる。
【0086】
一般式(1):
P−Z1
[一般式(1)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、Z1は、スルホン酸基又はカルボキシル基である。]
一般式(2):
(P−Z2)[N+(R1,R2,R3,R4)]
(一般式(2)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、R1は、炭素数5〜20のアルキル基であり、R2,R3,及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1〜20のアルキル基であり、Z2は、SO3-又はCOO-である。)
一般式(3):
(P−Z2)M+/l
(一般式(3)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、Mは、ナトリウム原子、カリウム原子、カルシウム原子、バリウム原子、ストロンチウム原子またはアルミニウム原子、lはMの価数であり、Z2は、SO3-、又はCOO-である。)
本発明のグラビアインキにおける色素誘導体の使用量は、顔料100部に対し3〜10重量部が好ましい。3重量部より少ないと残肉の経時安定が劣る傾向があり、10重量部より多いと、生インキの経時安定性が劣る傾向にあり、版かぶり性やラミネート物性が低下する可能性がある。
【0087】
グラビアインキにおける顔料の粒度分布は、分散機の粉砕メディアサイズ、粉砕メディアの充填率、分散処理時間、吐出速度、粘度等を適宜調節する事により、調整する事ができる。分散機としては、例えば、一般に使用されるローラーミル、ボールミル、ペブルミル、アトライター、サンドミル等を用いる事ができる。
<バインダー樹脂>
本発明に用いられるバインダー樹脂は、用途や基材に応じて、様々な樹脂を選択することができる。用いられる樹脂の例としては、ポリウレタン/ウレア樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリニトロセルロース樹脂、これらの樹脂は、単独で、または2種以上を混合して用いることができ、その含有量は、インキの総重量に対して5〜25重量%が好ましい。
【0088】
さらに、ラミネート用印刷インキにおいては、経時保存安定性、印刷機上安定性、ラミネート適性などから、本発明における印刷インキ組成物に用いられる樹脂のうち、ポリウレタン/ウレア樹脂をメインバインダーとして用いることが最も好ましい。本発明では、一般のインキ、塗料、および記録剤などに使用されているポリウレタン/ウレア樹脂を挙げることができる。
【0089】
本発明のバインダー樹脂に使用するポリウレタン/ウレア樹脂は、一般に用いられる各種公知のポリオールを用いて合成することができる。ポリオールは1種、または2種類以上を併用してもよい。
【0090】
ポリウレタン/ウレア樹脂は、ポリオールとポリイソシアネートを必要に応じイソシアネート基に不活性な溶媒を用い、また、更に必要であればウレタン化触媒を用いて10〜150℃の温度で反応させ、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを製造し、次いで、このプレポリマーに鎖延長剤を反応させて得るプレポリマー法、あるいは、有機ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物と鎖延長剤を一段で反応させて得るワンショット法など公知の方法により製造することが出来る。
【0091】
前記ポリオールの例としては酸化メチレン、酸化エチレン、テトラヒドロフランなどの重合体または共重合体のポリエーテルポリオール類(1);
エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2メチル−1,3プロパンジオール、2エチル−2ブチル−1,3プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,4−ブチンジオール、1,4−ブチレンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、ソルビトール、ペンタエスリトールなどの飽和または不飽和の低分子ポリオール類(2);
これらの低分子ポリオール類(2)と、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、こはく酸、しゅう酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸あるいはこれらの無水物とを脱水縮合または重合させて得られるポリエステルポリオール類(3);
環状エステル化合物、例えばポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリ(β−メチル−γ−バレロラクトン)等のラクトン類を開環重合して得られるポリエステルポリオール類(4);
前記低分子ポリオール類(2)などと、例えばジメチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、ホスゲン等との反応によって得られるポリカーボネートポリオール類(5);
ポリブタジエングリコール類(6);ビスフェノールAに酸化エチレンまたは酸化プロピレンを付加して得られるグリコール類(7);1分子中に1個以上のヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロプル、アクリルヒドロキシブチル等、或いはこれらの対応するメタクリル酸誘導体等と、例えばアクリル酸、メタクリル酸又はそのエステルとを共重合することによって得られるアクリルポリオール(8);エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を、例えば水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量ポリオールを開始剤として重合して得られるポリエーテルポリオール(9)などが挙げられる。特にポリエーテルポリオールはポリプロピレングリコールが好ましく、ポリエステルポリオールは3−メチル−1,5−ペンタンジオールとアジピン酸の重合物が好ましい。
【0092】
前記ポリウレタン/ウレア樹脂に使用されるポリイソシアネートとしては、前記分散剤に使用される各種ジイソシアネートと同様に使用できる。これらのジイソシアネート化合物は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
【0093】
また、前記ポリウレタン/ウレア樹脂に使用される鎖延長剤としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミンなどの他、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピルジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシピロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシピロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミンなど分子内に水酸基を有するアミン類も用いることが出来る。これらの鎖延長剤は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。特に反応性や溶解性を考慮すると、イソホロンジアミンが好ましい。
【0094】
また、反応停止を目的とした末端停止剤として、一価の活性水素化合物を用いることもできる。かかる化合物としては例えば、ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類やエタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類があげられる。更に、特にポリウレタン樹脂中にカルボキシル基を導入したいときには、グリシン、L−アラニン等のアミノ酸を反応停止剤として用いることができる。これらの末端停止剤は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
【0095】
プレポリマーを製造するに当たり、ポリオールとポリイソシアネートとの量は、ポリイソシアネート(F)のイソシアネート基の当量と有機ポリオール化合物の水酸基の当量の比であるNCO/OH比を1.1〜3.0の範囲となるようにすることが好ましい。この比が1.1より小さいときは十分な耐アルカリ性が得られない傾向があり、また、3.0より大きい場合には得られるプレポリマーの溶解性が低下する傾向が認められる。
【0096】
また、反応には溶剤を用いることが反応制御の面で好ましい。使用できる溶剤としては、ポリウレタン接着剤組成物を溶解するものが好ましく、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−プロピルなどのエステル類;クロルベンゼン、パークレンなどのハロゲン系炭化水素などが挙げられる。これらは単独で、または2種以上混合し混合溶媒として用いることもできる。
【0097】
さらに、このウレタン化反応には触媒を用いることもできる。使用できる触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルアニリンなどの3級アミン系の触媒;スズ、亜鉛などの金属系の触媒などが挙げられる。これらの触媒は通常ポリオール化合物に対して0.001〜1モル%の範囲で使用される。
【0098】
上記で得られた末端にイソシアネート基を有するプレポリマーと鎖延長剤であるジオール、ジアミン、トリオールなどとを10〜80℃で反応させ、末端に活性水素基を含有する高分子量のポリウレタン樹脂が得られる。
【0099】
末端停止剤を用いるときには、末端停止剤と鎖延長剤とを一緒に使用して鎖延長反応を行ってもよく、また鎖延長剤によりある程度鎖延長反応を行った後に末端停止剤を単独に添加して末端停止反応を行ってもよい。一方、末端停止剤を用いなくても分子量のコントロールは可能であるが、この場合には鎖延長剤を含む溶液中にプレポリマーを添加する方法が反応制御という点で好ましい。
【0100】
末端停止剤は分子量をコントロールするために用いられる。使用量が多くなると得られるポリウレタン/ウレア樹脂の分子量は低くなる。これは鎖延長剤と末端停止剤のプレポリマーに対する反応性により変化するが、一般的に、末端停止剤のアミノ基や水酸基の当量に対する鎖延長剤のアミノ基や水酸基の当量の比は0.5〜5.0の範囲が好ましい。この比が5.0を越える場合には高分子量化するためドライラミネート適性が悪くなる傾向があり、0.5未満の場合には分子量ならびに初期接着力が低下する傾向が認められる。
【0101】
また、プレポリマー中のイソシアネート基の当量に対する鎖延長剤および末端停止剤のアミノ基と水酸基の合計の当量の比は1.1〜3.0、好ましくは1.5〜2.0の範囲となるようにして反応させる。この比が大きく鎖延長剤または末端停止剤の使用量が多い場合にはこれらが未反応のまま残存し、臭気が残りやすくなる傾向がある。
【0102】
<溶剤>
本発明のグラビアインキには、一般的に使用される有機溶剤が広く利用できる。本発明の分散剤が溶解、もしくは均一に分散される有機溶剤であれば特に制限をうけるものではない。
【0103】
具体的な有機溶剤の例としては、
メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、又はn−ブチルアルコール等のアルコール類;
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−アミルケトン、メチルイソアミルケトン、ジエチルケトン、エチル−n−プロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチル−n−ブチルケトン、エチルイソブチルケトン、ジ−n−プロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、又はイソホロン等のケトン類;
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ヘキシル、酢酸オクチル、乳酸メチル、乳酸プロピル、又は乳酸ブチル等のエステル類;
γ−ブチロラクトン、又はε−カプロラクトン等のラクトン類;
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、又はジプロピレングリコール等のグリコール類;
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、又はテトラエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、又はジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類;
n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ノナン、イソノナン、ドデカン、又はイソドデカン等の飽和炭化水素類;
1−ヘキセン、1−ヘプテン、又は1−オクテン等の不飽和炭化水素類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、又はデカリン等の環状飽和炭化水素類;
シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、1,1,3,5,7−シクロオクタテトラエン、又はシクロドデセン等の環状不飽和炭化水素類;
N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、又は2−ピロリドン等の(N−アルキル)ピロリドン類;
N−メチル−2−オキサゾリジノン等のN−アルキルオキサゾリジノン類;あるいは、
ベンゼン、トルエン、又はキシレン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。
【0104】
これらの有機溶剤は単独で使用しても、2種類以上を混合して使用することもできるが、グラビアインキで使用する溶剤であることが好ましい。
【0105】
本発明のグラビアインキは、顔料、前記分散剤、バインダー樹脂、有機溶剤、必要に応じて色素誘導体、可塑剤、表面調整剤、紫外線防止剤、光安定化剤、酸化防止剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、消泡剤、粘度調整剤、ワックス、界面活性剤、レベリング剤等の種々の添加剤を使用することができる。
【0106】
前記方法で製造されたグラビアインキ粘度は、顔料の沈降を防ぎ、適度に分散させる観点から10mPa・s以上、グラビアインキ製造時や印刷時の作業性効率の観点から1000mPa・s以下の範囲であることが好ましい。なお、上記粘度はトキメック社製B型粘度計で25℃において測定された粘度である。
【0107】
グラビアインキの粘度は、使用される原材料の種類や量、例えば顔料、樹脂、有機溶剤などを適宜選択することにより調整することができる。また、顔料の粒度および粒度分布を調節することにより粘度を調整することもできる。
【0108】
グラビアインキ中に気泡や予期せずに粗大粒子などが含まれる場合は、印刷物品質を低下させるため、濾過などにより取り除くことが好ましい。濾過器は従来公知のものを使用することができる。
【0109】
以下、実施例に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、実施例および比較例中の部および%は、重量部および重量%を表わす。なお、水酸基は、樹脂1g中に含有する水酸基を中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数で、JIS K0070に従って行った値である。アミン価は、樹脂1g中に含有するアミノ基を中和するのに必要とする塩酸の当量と同量の水酸化カリウムのmg数である。アミン価の測定方法については、後述の通り行なった。分子量はTSKgelカラム(東ソー社製)を用い、GPC(東ソー社製、HLC−8320GPC)で、展開溶媒にDMFを用いたときのポリスチレン換算分子量である。アミン価の測定方法は、下記の通りである。
[アミン価の測定方法]
試料を0.5〜2g精秤する。(試料量:Sg)精秤した試料に中性エタノール(BDG中性)30mLを加え溶解させる。得られた溶液を0.2mol/Lエタノール性塩酸溶液(力価:f)で滴定を行なう。溶液の色が緑から黄に変化した点を終点とし、この時の滴定量(AmL)を用い次の(式1)によりアミン価を求めた。
(式1) アミン価=(A×f×0.2×56.108)/S
<ビニル重合体(A)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサー、及び攪拌機を備えた反応容器に、メチルメタクリレート 500部、チオグリセロール 11部、及び酢酸n−プロピル 511部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を90℃に加熱して、AIBN[2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)] 0.50部を添加した後7時間反応した。固形分測定により95%が反応したことを確認後、室温まで冷却して、重量平均分子量9,500の、片末端領域に2つの遊離ヒドロキシル基を有するビニル重合体(A−1)の固形分50%溶液を得た。
【0110】
<ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤(F−1)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサー、及び攪拌機を備えた反応容器に、ビニル重合体(A−1)の固形分50%溶液 1022部と、イソホロンジイソシアネート 45.2部と、酢酸n−プロピル 45.1部と、触媒としてジブチル錫ジラウレート 0.11gを仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を100℃に加熱して、3時間反応した後、40℃まで冷却して無色透明溶液を得た。ガス導入管、温度計、コンデンサー、及び攪拌機を備えた反応容器に、メチルイミノビスプロピルアミン 11.1部、ジブチルアミン 6.6部、酢酸n−プロピル 304.6部の混合液を仕込み、100℃まで加熱して無色透明溶液(B−1)1112.4部を30分かけて滴下し、更に1時間反応した後、室温まで冷却して反応を終了した。固形分を40%に調整し、ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤(F−1)の無色透明溶液を得た。分散剤(F−1)の重量平均分子量は43,200であり、アミン価9.0mgKOH/gであった。
【0111】
<ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤(F−2〜F−6)の合成>
前記ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤(F−1)の合成法と同様にして、アミン価0.5、1.0、40.0、100.0、200.0mgKOH/g(F−2、F−3、F−4、F−5、F−6)のポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤を合成した。
<バインダー樹脂(ポリウレタン/ウレア樹脂)の合成>
[合成例1]
ガス導入管、温度計、コンデンサー、及び攪拌機を備えた反応容器に、アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールから得られる数平均分子量2000のポリエステルジオール 54.719部、イソホロンジイソシアネート 3.989部、2−エチルヘキシル酸第1錫 0.010部及び酢酸n−プロピル 10.0部を窒素気流下に85℃で3時間反応させ、酢酸n−プロピル 10.0部を加え冷却し、末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液 78.718部を得た。次いでイソホロンジアミン 1.031部、ジ−n−ブチルアミン 0.261部、酢酸n−プロピル 30.4部およびイソプロピルアルコール 19.6部を混合したものに、得られた末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液 78.718部を室温で徐々に添加し、次に50℃で1時間反応させ、固形分30%、重量平均分子量60000、アミン価3.0 mgKOH/gのポリウレタン/ウレア樹脂溶液(G)を得た。
<その他バインダー樹脂の調整>
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(ソルバインTA5R 日信化学(株)製)、ポリニトロセルロース(1/8H、旭化成(株)製)、ポリアミド樹脂(サンマイド550H、エアプロダクツ社製)、塩素化ポリプロピレン樹脂(スーパークロン813A、日本製紙社製)を使用して、各樹脂30部と酢酸n−プロピル70部に混合溶解させて、各樹脂溶液(H、I、J、K)を調整した。
フタロシアニン系酸性誘導体(A):下記一般式(5)に示す
一般式(5):
P−[SO3H・H2N (CH211 CH3
(一般式(5)中、Pは、銅フタロシアニン残基である。)
アゾ系酸性誘導体(A):下記一般式(6)に示す。
一般式(6):
P−(SO3H)
(一般式(6)中、Pは、アゾ顔料残基である。)
アゾ系酸性誘導体(B):下記一般式(7)に示す。
一般式(7):
P−(COONa)
(一般式(7)中、Pは、アゾ顔料残基である。)
[実施例1]
C.I.ピグメントイエロー14を12部、前記ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤溶液(F−1、アミン価9mgKOH/g)1.8部(顔料100部に対して6部)、アゾ系酸性誘導体(A) 0.6部(顔料100部に対して5部)、酢酸n−プロピル/イソプロピルアルコール混合溶剤(重量比72/28)10部を撹拌混合しサンドミルで練肉し、その後、バインダー樹脂としてポリウレタン/ウレア樹脂溶液(G)38.7部、前記混合溶剤36.9部を混合し、黄/生インキ(G−1)を得た。得られた黄/生インキ(G−1)100部に、トルエン/イソプロピルアルコール混合溶剤(重量比90/10) 50部を希釈溶剤として添加混合し、黄/希釈インキ(G−2)を得た。
[実施例2〜4]
ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤にアミン価1.0、40.0、100.0mgKOH/g(F−3、F−4、F−5)を使用して、実施例1と同様にして、黄/生インキ(H−1、I−1、J−1)と黄/希釈インキ(H−2、I−2、J−2)を得た。
[実施例5〜8]
バインダー樹脂に塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂(H)、ニトロセルロース樹脂(I)、ポリアミド樹脂(J)、塩素化ポリプロピレン樹脂(K)を使用して、実施例1と同様に黄/生インキ(K−1、L−1、M−1、N−1)と黄/希釈インキ(K−2、L−2、M−2、N−2)を得た。
[実施例9]
顔料にカーボンブラック(リーガル99R、キャボット社製)、色素誘導体にフタロシアニン系酸性誘導体(A)を使用して、実施例1と同様に墨/生インキ(O−1)と墨/希釈インキ(O−2)を得た。
[実施例10]
顔料にカーボンブラック(リーガル99R、キャボット社製)を使用して、色素誘導体を使用しないで、実施例1と同様に墨/生インキ(P−1)と墨/希釈インキ(P−2)を得た。
[実施例11〜13]
顔料100部に対して、前記ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤(F−1、アミン価9mgKOH/g)の配合量を顔料100重量部に対して1、12、24部として、実施例1と同様に黄/生インキ(Q−1、R−1、S−1)と黄/希釈インキ(Q−2、R−2、S−2)を得た。
[実施例14〜17]
顔料100部に対して、前記アゾ系酸性誘導体(B)の配合量を0、1、3、15部として、実施例1と同様に黄/生インキ(T−1、U−1、V−1、W−1)と黄/希釈インキ(T−2、U−2、V−2、W−2)を得た。
[比較例1、2]
前記ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤を使用せず、実施例1と同様に黄/生インキ(X−1)と黄/希釈インキ(X−2)、墨/生インキ(Y−1)と墨/希釈インキ(Y−2)を得た。
[比較例3、4]
顔料100部に対して、アミン価0.5、200.0mgKOH/gのポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤 6部使用して、実施例1と同様に黄/生インキ(Z−1、AA−1)と黄/希釈インキ(Z−2、AA−2)を得た。
[比較例5〜7]
塩基性分散剤にポリアミド−ポリカプロラクトン系塩基性分散剤(アジスパーPB−821、味の素ファインテクノ社製)、ポリアミド−ポリエステル系塩基性分散剤(ソルスパース20000、ルーブリゾール社製)、ポリカルボン酸系分酸剤(ホモゲノールL−18、花王社製)を使用して、実施例1と同様に黄色生インキ(AB−1、AC−1、AD−1)と黄色希釈インキ(AB−2、AC−2、AD−2)を得た。
【0112】
実施例1〜17、及び比較例1〜7の生インキG−1〜AD−1について、経時保存安定性の尺度として(1)残渣量を評価した。また、グラビア希釈インキG−2〜AD−2について、経時保存安定性の尺度として(2)分離と(3)沈殿、分散性の尺度として(4)機上安定性(版かぶり)、ラミネート適性の尺度として(5)レトルト適性をそれぞれ評価した。
(1)残渣量:グラビア印刷インキを40℃で2週間保存後、ナイロン濾布(350メッシュ)にて濾過。残渣量を目視で評価。
【0113】
<評価基準>
◎:残渣量がほとんどなく、良好。
○:残渣量が僅かにあるのみで、概ね良好。
×:残渣量が非常に多くあり、大きな塊を形成している。
(2)分離:グラビア希釈インキを40℃で2週間保存後、ヘラ挿入によるインキ付着性から、液の上澄みと下澄みの濃度差を評価。
<評価基準>
◎:希釈インキが均一濃度で付着し、液中濃度が均一で良好。
○:希釈インキが極僅かな濃度ムラで付着するが、概ね良好。
△:希釈インキがヘラに縞目模様で付着し、液中濃度が不均一。
×:希釈インキの上下で大きな濃度差があり、液表面は透明の為、ヘラにほとんど付着せず。
(3)沈殿:グラビア希釈インキを40℃で2週間保存後、ヘラによる底部掻き取りから、沈殿量を目視で評価。
<評価基準>
◎:沈殿物は全く無く良好。
○:明らかな沈殿物は無いが、底部の濃度が僅かに高く、とろみがある。
×:硬い沈殿物が底部全面に大量発生している。
(4)機上安定性(版かぶり):NBR(ニトリルブタジエンゴム)製のゴム硬度80Hsの圧胴、刃先の厚みが60μm(母材の厚み40μm、片側セラミック層の厚み10μm)のセラミックメッキドクターブレード、東洋プリプレス株式会社製のクロム硬度1050Hvの電子彫刻版(スタイラス角度120度、250線/inch)、及び実施例1−14および比較例1−5で得られた希釈インキをグラビア印刷機(富士機械工業(株)製)にセットしドクター圧2kg/cm2、100m/分の回転速度で版を60分間空転した後に、片面コロナ処理PETフィルム「E−5100(東洋紡績株式会社製)」のコロナ処理面に、印刷速度100m/分で印圧2kg/cmで印刷、60℃の熱風で乾燥し、印刷物を得た。印刷中は、粘度コントローラーを用いて、各々の希釈溶剤を適宜補充して一定の粘度を保っている。
【0114】
<評価基準>
◎:非画像部にインキの転移が全く認められなかった。
○:非画像部にインキの転移が極僅かに認められた。
×:非画像部全面にインキの転移が認められた。
(5)レトルト適性:ドライラミネート機(富士機械工業(株)製)を使用して、前記方法により作成した印刷物とアルミ箔、CPPフィルム「ZK−93K」(東レ合成フィルム(株)製)をドライラミネート用接着剤TM−250HV/CAT−RT86(東洋モートン(株)製)にてラミネート物を得た。ラミネート物を20×12cmに切り出し、3方をヒートシール(温度:190℃、圧:2kgf、時間:1秒)した製袋を作成し、その中に1:1:1スープ(ケチャップ:酢:水=重量比で1:1:1)を充填して、残りをヒートシールした評価サンプルを作成した。そのサンプルをレトルト殺菌処理機(フレーバーエース、日阪製作所社製)にて120℃/30分間レトルト処理を行った。
【0115】
<評価基準>
1:1:1スープ(ケチャップ:酢:水=重量比で1:1:1)を充填し、120℃/30分のレトルト処理後、デラミ有無を目視評価し、接着強度を測定評価。
○:デラミが無く、接着強度も概ね良好。
○△:デラミは無く良好、接着強度が極僅かに低下するが、概ね良好。
×:デラミが発生して、接着強度も大きく低下。
【0116】

組成及び評価結果を表1,2に示す。
【0117】
【表1】

【0118】
【表2】

【0119】
実施例1〜4と比較例1、2から、ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤により経時保存安定性が向上している。
【0120】
実施例1〜4と比較例3、4から、前記ポリウレタン/ウレア系塩基性分散剤は、アミン価が1〜100mgKOH/gの場合、経時保存安定性や機上安定性が向上して、レトルト適性とのバランスも良好であった。一方、アミン価が0.5mgKOH/gでは分散剤の効果が低く、アミン価が200mgKOH/gではレトルト適性が低下した。
【0121】
実施例1と比較例5〜7から、塩基性分散剤の主鎖がポリウレタン/ウレア構造で、側鎖がアクリル構造の場合のみ性能が大幅に向上しており、この特徴的な構造が大きく影響している。
【0122】
実施例1と実施例5〜8から、グラビアインキで使用する一般的なバインダー樹脂においても有効である。特にバインダー樹脂がポリウレタン/ウレア樹脂の場合、版かぶり性が最適であった。実施例9、10から無機顔料のカーボンブラックにおいても有効であり、顔料選択性も幅広い。更に実施例11〜13から、前記分散剤は顔料100重量部に対して、3〜12重量部が好ましい。酸性基を有する顔料誘導体は含有しなくても性能は向上するが、顔料100重量部に対して、3〜10重量部加える事で、分散剤との酸塩基相互作用が強固になり、分散効果が一層高まった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
片末端領域に2つのヒドロキシル基を有するビニル重合体(A)のヒドロキシル基と、ジイソシアネート(B)のイソシアネート基を反応してなる片末端領域に2つのイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(E)のイソシアネート基と、ポリアミン(C)を含むアミン化合物の一級及び/又は二級アミノ基を反応させてなり、アミン価が1〜100mgKOH/gである分散剤、顔料、及びポリウレタン/ウレア樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリニトロセルロース樹脂、ポリアミド樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂から選ばれる一種以上のバインダー樹脂、溶剤から構成されることを特徴とするグラビアインキ。
【請求項2】
分散剤が、顔料100重量部に対して3〜12重量部使用されることを特徴とする請求項1記載のグラビアインキ。
【請求項3】
グラビアインキが、下記一般式(1)、下記一般式(2)、及び下記一般式(3)で表される酸性置換基を有する色素誘導体の群から選ばれる少なくとも一種類以上の色素誘導体を含み、該色素誘導体が顔料100重量部に対して3〜10重量部使用されることを特徴とする請求項1または2記載のグラビアインキ。
一般式(1):
P−Z1
(一般式(1)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、Z1は、スルホン酸基、又はカルボキシル基である。)
一般式(2):
(P−Z2)[N+(R1,R2,R3,R4)]
(一般式(2)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、R1は、炭素数5〜20のアルキル基であり、R2,R3,及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1〜20のアルキル基であり、Z2は、SO3-又はCOO-である。)
一般式(3):
(P−Z2)M+/l
(一般式(3)中、Pは、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ペリレン系、ペリノン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、及びアンスラピリミジン系から選ばれる一種の有機色素残基であり、Mは、ナトリウム原子、カリウム原子、カルシウム原子、バリウム原子、ストロンチウム原子またはアルミニウム原子、lはMの価数であり、Z2は、SO3-、又はCOO-である。)
【請求項4】
ポリウレタン/ウレア樹脂が、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、低分子ポリオール、ポリイソシアネート、鎖延長剤、末端停止剤を反応させてなることを特徴とする請求項1から3いずれか記載のグラビアインキ。

【公開番号】特開2011−63768(P2011−63768A)
【公開日】平成23年3月31日(2011.3.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−217715(P2009−217715)
【出願日】平成21年9月18日(2009.9.18)
【出願人】(000222118)東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】