JP2003253599A

JP2003253599A - Water-soluble surfactant composition

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Publication number: JP2003253599A
Application number: JP2002052573A
Authority: JP
Inventors: Toru Mizusaki; 透水崎; Hideichiro Shinohara; 秀一郎篠原
Original assignee: Nissin Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nissin Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JP3841164B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-soluble surfactant composition having a small contact angle soon after dropped and a low dynamic surface tension, exerting wettability and permeability to the substrate and defoaming property when added to ink or the like, corresponding to high-speed printing and high-speed coating and suitable for environmental problem. <P>SOLUTION: This water-soluble surfactant composition comprises (A) 20-80 wt.% one or more selected from acetylenic glycols and ethoxylated acetylenic glycols and (B) 20-80 wt.% one or more selected from polyoxyalkylene alkylethers having 9-18 HLB and represented by the formula (3), R<SP>3</SP>O(C<SB>3</SB>H<SB>6</SB>O)W(C<SB>2</SB>H<SB>4</SB>O)X(C<SB>3</SB>H<SB>6</SB>O)Y(C<SB>2</SB>H<SB>4</SB>O)ZH (3) (R<SP>3</SP>is a 1-20C alkyl; W is a positive number of 1-20; X, Y and Z are each 0 or a positive number of 1-20.) and has ≤60° contact angle of its 0.1 wt.% aqueous solution after 30 s from dropped and ≤50 mN/m dynamic surface tension at 1 Hz and at 10 Hz. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、水溶性界面活性剤
組成物に関するものであり、特には、インキや紙コート
剤などに配合した場合、動的表面張力が低いため優れた
濡れ性、浸透性、消泡性を発揮し、高速印刷及び高速塗
工にも対応でき、さらに近年の環境問題にも適合した水
溶性界面活性剤組成物に関するものである。【０００２】【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
パソコンなどのＯＡ機器用のプリンターに水性インキを
用いた記録方式が使われる比率が高まっており、それに
伴ってインキの需要も拡大しつつあるが、その一方でプ
リントの品位、彩度、外観、画像をさらに良くするため
に、より高度な特性を持つインキが要求されるようにな
ってきた。【０００３】また、印刷業界や製紙業界においても、常
に生産性向上に伴う高速化への対応が余儀なくされてお
り、高速印刷や高速塗工に対応したインキや紙コート剤
の性能向上が要求されている。【０００４】このような背景から、インキや水性塗料業
界においては、基材に対する湿潤化及び浸透性付与のた
め優れた表面張力低下能を付与する界面活性剤を必要と
している。界面活性剤を選択する場合、系が静的状態に
ある時には静的表面張力が低いことが、また、前述の生
産性向上による印刷スピードアップの必要性からの高速
度使用時には動的表面張力が低いことが非常に重要にな
っている。【０００５】２，４，７，９−テトラメチル−５−デシ
ン−４，７−ジオール及びそのエトキシル化体のような
アセチレングリコール系界面活性剤は、静的表面張力と
動的表面張力の低下能とのバランスがとれており、従来
の非イオン及び陰イオン性界面活性剤のマイナス点をほ
とんど有していないこと、しかも消泡性も有することか
ら、インキ、塗料用の湿潤剤、分散助剤などとして使用
されてきた。【０００６】しかし、アセチレングリコール系界面活性
剤は、水への溶解性が低い、あるいは常温で固体などの
問題点を有するため、ポリエチレングリコールやポリオ
キシエチレンノニルフェニルエーテルなどを可溶化剤と
して併用し、水性インキや紙コート剤などに添加した際
の自己乳化性を付与していた。【０００７】特開２０００−２９０５４９号公報では、
水性インキ用としてアセチレングリコール系界面活性剤
にポリエチレングリコールなどを併用した例が記載され
ているが、両者を予め溶解したり分散させるなどの手法
を用いないと可溶化剤として使用したポリエチレングリ
コールが水に抽出され、アセチレングリコール系界面活
性剤の凝集物が発生するなどの問題を有していた。【０００８】そして、近年の環境問題から、ＰＲＴＲ対
象物質、環境ホルモン関連物質の使用が危惧されてお
り、法的な規制が厳しくなりつつあるが、このような情
勢の中、環境対応した界面活性剤の要求が多くなり、各
社からポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの代
替品が提供されている。【０００９】しかし、これら代替品は、静的な表面張力
は同じであっても、動的表面張力に大きく影響するもの
や接触角が大きくなるものが存在し、アセチレングリコ
ール系界面活性剤の可溶化剤として配合した時、必ずし
も従来品と同じような性能が得られなかった。【００１０】本発明は、上記事情を改善するためになさ
れたもので、低い動的表面張力を有するため、印刷時あ
るいは塗工時の優れた基材への濡れ性、浸透性、消泡性
を発揮し、高速印刷にも対応でき、さらに水への溶解性
や環境問題にも配慮した水溶性界面活性剤組成物を提供
することを目的とする。【００１１】【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、前記の課題を解決するため鋭意検討を行っ
た結果、アセチレングリコール系界面活性剤と特定ＨＬ
Ｂの範囲にあるポリオキシアルキレンアルキルエーテル
の配合物を用いることにより、インキや紙コート剤など
の添加剤として使用した場合に、低い動的表面張力によ
る優れた濡れ性、浸透性、消泡性を有し、しかも環境問
題にも適合するため、上述した従来の問題点を解決し得
ることを知見し、発明をなすに至った。【００１２】即ち、本発明は、（Ａ）下記式（１）【化３】（式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ炭素数１〜５のアルキル
基を示す。）で表されるアセチレングリコール及び下記
式（２）【化４】（式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ炭素数１〜５のアルキル
基を示し、ｍ及びｎはそれぞれ０．５〜２５の正数であ
り、ｍ＋ｎは１〜４０である。）で表されるアセチレン
グリコールのエトキシル化体から選ばれる１種又は２種
以上
２０〜８０重量％（Ｂ）下記式（３）Ｒ³Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_w（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_x（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_Y（Ｃ₂
Ｈ₄Ｏ）_zＨ（３）（式中、Ｒ³は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｗ
は１〜２０の正数であり、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ０又は
１〜２０の正数である。）で表されるＨＬＢが９〜１８
のポリオキシアルキレンアルキルエーテルの１種又は２
種以上
２０〜８０重量％を含有し、その０．１重量％水溶液の滴下３０秒後の接
触角が６０度以下、１Ｈｚ及び１０Ｈｚ時の動的表面張
力がそれぞれ５０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする
水溶性界面活性剤組成物を提供する。【００１３】以下、本発明についてさらに詳しく説明す
る。本発明の水溶性界面活性剤組成物の成分（Ａ）は、
上述したように、下記式（１）で示されるアセチレング
リコール及び下記式（２）で示されるアセチレングリコ
ールのエトキシル化体から選ばれる１種又は２種以上の
アセチレングリコール類である。【００１４】【化５】（式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ炭素数１〜５のアルキル
基を示し、ｍ及びｎはそれぞれ０．５〜２５の正数であ
り、ｍ＋ｎは１〜４０である。）【００１５】上記式（１）のアセチレングリコールとし
ては、例えば、２，５，８，１１−テトラメチル−６−
ドデシン−５，８−ジオール、５，８−ジメチル−６−
ドデシン−５，８−ジオール、２，４，７，９−テトラ
メチル−５−デシン−４，７−ジオール、４，７−ジメ
チル−５−デシン−４，７−ジオール、８−ヘキサデシ
ン−７，１０−ジオール、７−テトラデシン−６，９−
ジオール、２，３，６，７−テトラメチル−４−オクチ
ン−３，６−ジオール、３，６−ジエチル−４−オクチ
ン−３，６−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチ
ン−３，６−ジオール、２，５−ジメチル−３−ヘキシ
ン−２，５−ジオール等を挙げることができ、式（２）
のアセチレングリコールのエトキシル化体としては、上
記アセチレングリコールのエチレンオキサイド誘導体を
挙げることができ、そのアセチレングリコール中のエチ
レンオキサイド単位の付加モル数は各０．５〜２５モル
であり、総数は１〜４０モルである。エチレンオキサイ
ドの付加モル数が４０モルを超えた場合、静的及び動的
表面張力が大きくなり、濡れ剤としての効果がなくな
る。【００１６】これらのアセチレングリコール類［成分
（Ａ）］は、その１種を単独で又は２種以上を混合して
使用することができ、本発明の界面活性剤組成物を調製
する際に用いられる量は、２０〜８０重量％であり、好
ましくは２５〜７５重量％である。２０重量％未満だと
動的表面張力が上昇し、高速印刷時のハジキ発生の原因
になるし、８０重量％を超えると水への溶解性が悪くな
り、配合した際に凝集物が発生し、表面張力低下効果が
得られず、ハジキが発生したり低温放置安定性が著しく
低下し配合困難になる。【００１７】成分（Ａ）のアセチレングリコール類に配
合する成分（Ｂ）のポリオキシアルキレンアルキルエー
テルは、下記式（３）で表されるものである。Ｒ³Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_w（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_x（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_Y（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_zＨ（３）（式中、Ｒ³は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｗ
は１〜２０の正数であり、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ０又は
１〜２０の正数である。）【００１８】この場合、Ｒ³は好ましくは炭素数５〜２
０、さらに好ましくは１０〜１８のアルキル基であり、
また、Ｗ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚは５〜３０、特に５〜２５である
ことが好ましい。【００１９】式（３）のポリオキシアルキレンアルキル
エーテルとしては、式（３）で表されるポリオキシアル
キレンアルキルエーテルであればよいが、具体的には、
Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₄（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）Ｈ、Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｏ
（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₄（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₁₀Ｈ、Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆
Ｏ）₄（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₂₀Ｈ、Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₈（Ｃ
₂Ｈ₄Ｏ）₂₀Ｈ、Ｃ₁₀Ｈ₂₁Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₂₀Ｈ、Ｃ₁₈Ｈ₃₇
Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₂₀（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_1.5Ｈ、Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｏ（Ｃ₃
Ｈ₆Ｏ）₄（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₁₀（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₄（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₁₀
Ｈ、Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₄（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₁₀（Ｃ₃Ｈ₆
Ｏ）₄Ｈ等を挙げることができ、その１種を単独で又は
２種以上を混合して使用することができる。尚、これら
成分（Ｂ）のＨＬＢは９〜１８、特に９〜１７であるこ
とが好ましく、ＨＬＢが９未満では疎水性が増し、水へ
の溶解度が低下し、十分な水溶性が得られなくなるし、
１８を超えた場合は動的表面張力が大きいため、印刷時
の滲みの原因になる。【００２０】本発明の界面活性剤組成物を調製する際に
用いられる成分（Ｂ）の量は２０〜８０重量％であり、
好ましくは２０〜７５重量％である。２０重量％未満だ
と成分（Ａ）のアセチレングリコール類の十分な可溶化
が行われず、凝集物の発生が生じるし、８０重量％を超
えると配合時の泡立ちが多くなり、吐出不良による印字
不良又はピンホールやムラなどの塗工不良が発生する。【００２１】本発明では、上記２成分の合計が１００重
量％になるように用いるのが好ましいが、さらに第三成
分［成分（Ｃ）］として、イオン交換水、あるいはエチ
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、ポリエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジ
オール、グリセリンなどの水溶性有機溶剤を併用しても
良く、本界面活性剤組成物の特性を損なわない限り、０
〜２５重量％、好ましくは５〜２０重量％の量で用いる
ことができる。【００２２】本発明の界面活性剤は、例えば、上記各成
分をプロペラ式攪拌機などの公知の混合調製方法によっ
て混合することにより得られる。また、常温にて固体の
成分については、必要により加温して混合するものであ
る。【００２３】ここで、得られた水溶性界面活性剤組成物
は、その０．１重量％水溶液の接触角が６０度以下、好
ましくは１０〜６０度、さらに好ましくは２５〜６０
度、さらに動的表面張力が５０ｍＮ／ｍ以下、好ましく
は１０〜５０ｍＮ／ｍ、さらに好ましくは２５〜５０ｍ
Ｎ／ｍであることが必要である。なお、接触角は接触角
計ＣＡ−Ｄ型（協和界面科学社製）を用いて０．１重量
％水溶液の滴下３０秒後の値を測定したものであり、動
的表面張力はバブルプレッシャー型動的表面張力計クル
スＢＰ−２（ＫＲＵＳＳ社製）を用いて０．１重量％水
溶液の１Ｈｚ及び１０Ｈｚ時の値を測定したものであ
る。【００２４】０．１重量％界面活性剤組成物水溶液の滴
下３０秒後の接触角が６０度を超えると、インキに配合
した際にハジキの発生や吸収性が悪くなるためインキの
滲みが発生するし、同じく０．１重量％水溶液の１Ｈｚ
及び１０Ｈｚ時の動的表面張力が５０ｍＮ／ｍを超える
と、プリンターなどの印刷機で印刷などを行った際、ハ
ジキや浸透力不足による滲みが発生する。【００２５】本発明の界面活性剤組成物を用いてインキ
を製造したり、紙コート剤の水性濡れ剤として使用する
場合、インキ全量又は紙コート剤全量に対して好ましく
は０．０５〜１０重量％、より好ましくは０．０５〜５
重量％の添加量で使用することが望ましい。【００２６】【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。なお、例中の部及び％はそれぞれ重量部
と重量％を示す。【００２７】［実施例１］７０℃に加温した２，４，
７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール
（エアプロダクツ社製、商品名サーフィノール１０４）
５５部をプロペラ式攪拌機付容器に投入後、攪拌しなが
らポリオキシアルキレンアルキルエーテル（日光ケミカ
ルズ社製、商品名ニッコールＰＢＣ−３３、ＨＬＢ１
０．５）４５部を徐々に投入混合し、２時間連続攪拌
後、室温まで冷却した。冷却後、２００メッシュ濾布に
て濾過し、界面活性剤組成物（以下、これをＭ−１とい
う）を得た。さらに、組成物Ｍ−１の０．１部をイオン
交換水１００部に加え、マグネチックスタラーにて攪拌
して０．１％水溶液とし、これを用いて水溶液の外観、
接触角、動的表面張力、静的表面張力を測定した。その
結果を表２に示す。【００２８】また、この界面活性剤組成物を用いて下記
の配合処方によりインキ及び紙コート剤を作製し、イン
キ配合物の場合は、印字濃度、ドット径、印字画像の解
像度、インキ吸収性を測定し、その結果を表３に、紙コ
ート剤の場合は、ハジキ、起泡性を測定し、その結果を
同じく表３に示した。【００２９】〈インキ配合〉染料（商品名Ｃｉｂａｆｉ
ｘダイレクトブラック１９、日本チバガイギー社製）５
部をイオン交換水７０部にプロペラ式攪拌機で攪拌しな
がら徐々に添加した後、界面活性剤組成物Ｍ−１を１
部、ポリエチレングリコールを１０部、グリセリンを１
５部添加し、１時間攪拌して、ブラック（Ｂ）インキ
（以下、このインキをイ−１という）を得た。さらに、
上記染料の代わりに、それぞれＣｉｂａｆｉｘダイレク
トレッド９、Ｃｉｂａｆｉｘダイレクトブルー８６、Ｃ
ｉｂａｆｉｘダイレクトイエロー２３を用いて上記と同
様の方法により、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエ
ロー（Ｙ）インキを作製した。【００３０】〈紙コート剤配合〉紙コート剤用エマルジ
ョン（日信化学社製、商品名ビニブラン２７５０）１０
０部に対して界面活性剤組成物Ｍ−１を１部添加し、プ
ロペラ式攪拌機で３０分間攪拌した後、紙コート剤（以
下これをコ−１という）を得た。【００３１】なお、各特性の測定は下記のようにして行
った。【００３２】《界面活性剤組成物水溶液の評価》１）水溶液の外観上記界面活性剤組成物の０．１％水溶液の外観、及び不
溶解物の有無の確認を下記の基準により行った。 ○：水溶液が透明で、不溶解物が認められない。 △：水溶液が白濁しているが、不溶解物は認められな
い。 ×：一部不溶解物が認められる。 ××：ほとんど溶解せず。２）接触角界面活性剤組成物の０．１％水溶液を、協和界面科学社
製接触角計ＣＡ−Ｄ型を用いて、滴下３０秒後の接触角
を測定した。３）動的表面張力ＫＲＵＳＳ社製バブルプレッシャー型動的表面張力計ク
ルスＢＰ−２を用いて、界面活性剤組成物の０．１％水
溶液の１Ｈｚ及び１０Ｈｚ時における動的表面張力を測
定した。４）静的表面張力協和界面科学社製表面張力計ＥＳＢ−Ｖ型を用いて、界
面活性剤組成物の０．１％水溶液の静的な表面張力を測
定した。【００３３】《インキの評価》１）印字濃度キャノンプリンターＢＪＣ４５５Ｊでブラック（Ｂ）イ
ンキを用いて印字したドットについて、サクラマイクロ
デンシトメーターＰＤＭ−５型（サクラ製機社製）でド
ットの濃度を測定した。２）ドット径キャノンプリンターＢＪＣ４５５Ｊでブラック（Ｂ）イ
ンキを用いて印字し、１００倍に拡大してドット径を測
定した。３）印字画像の解像度キャノンプリンターＢＪＣ４５５Ｊでブラック（Ｂ）イ
ンキをベタ印刷し、マクベス濃度計ＲＤ−９１８型（マ
クベス社製）で測定した。また、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）インキについても同様の方法
により測定した。４）インキ吸収性キャノンプリンターＢＪＣ４５５Ｊでブラック（Ｂ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）インキ
を同時に同一場所に噴射し、１秒後に紙押さえ板でこす
り、インキによる汚れを下記の基準により測定した。 ○：白色部分に汚れのないもの。 △：微かに汚れるもの。 ×：汚れがひどいもの。【００３４】《紙コート剤の評価》１）ハジキ日商グラビア社製印刷適正試験機（ＧＲＡＶＯ−ＰＲＯ
ＯＦ）にて、紙コート剤を５０ｍ／分の塗工速度で塗工
し、印刷面のハジキなどを目視にて下記の基準により確
認した。 ○：ハジキ及びピンホールが認められない。 △：一部ハジキ及びピンホールが認められる。 ×：ハジキ及びピンホールが多く認められる。２）起泡性紙コート剤をコート剤／水＝１／２の比率で希釈し、サ
ンプルとした。このサンプル２０ｍｌを１００ｍｌメス
シリンダーに入れ、１８０回往復／分のシェーカーで１
分間振盪し、振盪終了５分後の泡のｍｌ数を測定した。【００３５】［実施例２〜５、比較例１〜５］実施例１
と同様にして表１に示される配合物の種類及び配合量
（％）で攪拌混合し、界面活性剤組成物（Ｍ−２〜Ｍ−
１０）を得た。なお、実施例１については、配合物の配
合量を％で再記した。上記界面活性剤を用いて実施例１
と同様にして０．１％水溶液を作り、同様にして水溶液
の評価を行って、その結果を表２に示した。さらに、実
施例１と同様にしてインキ（イ−２〜イ−１０）及び紙
コート剤（コ−２〜コ−１０）を作製し、同様にしてイ
ンキ及び紙コート剤の評価を行って、その結果を表３に
示した。また、固体のものについては、５０℃に加温
し、成分を混合した。【００３６】［比較例６］界面活性剤組成物として、市
販品：ダプロＷ−７７（エレメンティス・ジャパン社製
商品名、サクシネート系界面活性剤）を用いて、実施例
１と同様の評価を行い、その結果を表２，表３に示し
た。【００３７】【表１】【００３８】〈成分Ａ〉Ｓ−８２：サーフィノール８２（エアプロダクツ社製商
品名、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオ
ール）Ｓ−１０４：サーフィノール１０４（エアプロダクツ社
製商品名、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン
−４，７−ジオール）Ｓ−４４０：サーフィノール４４０（エアプロダクツ社
製商品名、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン
−４，７−ジオールのエトキシル化体、エチレンオキサ
イドの付加モル数３．５）Ｓ−４６５：サーフィノール４６５（エアプロダクツ社
製商品名、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン
−４，７−ジオールのエトキシル化体、エチレンオキサ
イドの付加モル数１０）ＤＦ−１１０：サーフィノールＤＦ−１１０（エアプロ
ダクツ社製商品名、２，５，８，１１−テトラメチル−
６−ドデシン−５，８−ジオール）【００３９】〈成分Ｂ〉ＮＰ−１：ニッコールＰＢＣ−３３（日光ケミカルズ社
製商品名、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄ＣＨ₂Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₄（Ｃ
₂Ｈ₄Ｏ）₁₀Ｈ、ＨＬＢ１０．５）ＮＰ−２：ニッコールＰＢＣ−３１（日光ケミカルズ社
製商品名、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄ＣＨ₂Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₄（Ｃ
₂Ｈ₄Ｏ）Ｈ、ＨＬＢ９．５）ＮＰ−３：ニッコールＰＢＣ−３４（日光ケミカルズ社
製商品名、ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₄ＣＨ₂Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₄（Ｃ
₂Ｈ₄Ｏ）₂₀Ｈ、ＨＬＢ１６．５）ＮＰ−４：ニッコールＰＥＮ４６１２（日光ケミカルズ
社製商品名、Ｃ₂₄Ｈ₄₉Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₆（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₁₂
Ｈ、ＨＬＢ８．５）ＮＰ−５：ニッコールＰＥＮ４６２０（日光ケミカルズ
社製商品名、Ｃ₂₄Ｈ₄₉Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₆（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₂₀
Ｈ、ＨＬＢ１１．０）ＮＰ−６：ニッコールＰＥＮ４６３０（日光ケミカルズ
社製商品名、Ｃ₂₄Ｈ₄₉Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）₆（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₃₀
Ｈ、ＨＬＢ１２．０）【００４０】【表２】市販品：ダプロＷ−７７（エレメンティス・ジャパン社
製商品名、サクシネート系界面活性剤）【００４１】【表３】【００４２】【発明の効果】本発明の水溶性界面活性剤組成物は、滴
下直後の接触角が小さく、動的表面張力も低いため、イ
ンキなどに添加した際、基材への濡れ性、浸透性及び消
泡性を発揮し、高速印刷及び高速塗工にも対応でき、し
かも環境問題にも適合した優れた界面活性剤組成物であ
る。この特性により、本発明の水溶性界面活性剤は実用
的に極めて有利である。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water-soluble surfactant composition, and more particularly, to a dynamic surface composition when incorporated into an ink or paper coating agent. The present invention relates to a water-soluble surfactant composition which exhibits excellent wettability, permeability and defoaming property due to low tension, can cope with high-speed printing and high-speed coating, and is also suitable for recent environmental problems. . 2. Description of the Related Art In recent years,
The proportion of recording systems that use water-based inks in printers for OA equipment such as personal computers is increasing, and the demand for inks is also increasing with this. On the other hand, print quality, saturation, appearance, In order to improve the image, inks having higher characteristics have been required. [0003] In the printing industry and the papermaking industry as well, there is always a need to respond to higher speeds due to increased productivity, and there is a demand for improved performance of inks and paper coating agents corresponding to high-speed printing and high-speed coating. ing. [0004] From such a background, in the ink and water-based paint industry, a surfactant which imparts an excellent surface tension lowering ability for wetting and imparting permeability to a substrate is required. When selecting a surfactant, the static surface tension is low when the system is in a static state, and the dynamic surface tension is low when using at high speeds due to the need for speeding up printing due to the aforementioned productivity improvement. Low is becoming very important. [0005] Acetylene glycol-based surfactants such as 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol and its ethoxylated form reduce static and dynamic surface tension. Performance, and has almost no negative points of conventional nonionic and anionic surfactants, and also has defoaming properties. It has been used as an agent. However, acetylene glycol-based surfactants have problems such as low solubility in water or solids at room temperature. Therefore, polyethylene glycol or polyoxyethylene nonyl phenyl ether is used in combination as a solubilizing agent. , A self-emulsifying property when added to a water-based ink or paper coating agent. [0007] In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-290549,
An example in which polyethylene glycol or the like is used in combination with an acetylene glycol-based surfactant for an aqueous ink is described, but unless a method such as pre-dissolving or dispersing both is used, the polyethylene glycol used as a solubilizing agent becomes water. Acetylene glycol-based surfactants. [0008] In recent years, there has been a concern that the use of substances subject to PRTR and environmental hormone-related substances has been feared due to environmental problems, and legal regulations have been becoming stricter. As the demand for the agent increases, various companies offer alternatives to polyoxyethylene nonylphenyl ether. However, some of these alternatives have the same static surface tension, but have a large effect on the dynamic surface tension or have a large contact angle. When blended as a solubilizer, the same performance as the conventional product was not necessarily obtained. The present invention has been made to improve the above circumstances, and has a low dynamic surface tension, so that it has excellent wettability, permeability and defoaming property to a substrate at the time of printing or coating. It is an object of the present invention to provide a water-soluble surfactant composition which can exhibit high speed printing, can cope with high-speed printing, and also considers solubility in water and environmental issues. Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that an acetylene glycol-based surfactant and a specific HL
By using a compound of polyoxyalkylene alkyl ether in the range of B, when used as an additive such as ink or paper coating agent, excellent wettability, permeability and defoaming property due to low dynamic surface tension It has been found that the above-mentioned conventional problems can be solved in order to satisfy the environmental problems, and the inventors have made the invention. That is, the present invention relates to (A) the following formula (1): (Wherein R ¹ and R ² each represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), and acetylene glycol represented by the following formula (2): (Wherein, R ¹ and R ² each represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, m and n are each a positive number of 0.5 to 25, and m + n is 1 to 40). Or two or more selected from ethoxylated forms of acetylene glycol
20 to 80 wt% (B) the following formula ^{(3) R 3 O (C} 3 H 6 O) w (C 2 H 4 O) x (C 3 H 6 O) Y (C 2
H ₄ O) _z H (3) (wherein, R ³ represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms;
Is a positive number of 1 to 20, and X, Y, and Z are 0 or positive numbers of 1 to 20, respectively. ) Is 9-18.
One or two polyoxyalkylene alkyl ethers
More than species
20 to 80% by weight, and the contact angle after 30 seconds of dropping of the 0.1% by weight aqueous solution thereof is 60 degrees or less, and the dynamic surface tension at 1 Hz and 10 Hz is 50 mN / m or less, respectively. To provide a water-soluble surfactant composition. Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Component (A) of the water-soluble surfactant composition of the present invention comprises:
As described above, one or more acetylene glycols selected from the acetylene glycol represented by the following formula (1) and the ethoxylated acetylene glycol represented by the following formula (2). Embedded image (In the formula, R ¹ and R ² each represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, m and n are each a positive number of 0.5 to 25, and m + n is 1 to 40.) As the acetylene glycol of the above formula (1), for example, 2,5,8,11-tetramethyl-6-
Dodecine-5,8-diol, 5,8-dimethyl-6
Dodecine-5,8-diol, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 4,7-dimethyl-5-decyne-4,7-diol, 8-hexadecine-7 , 10-diol, 7-tetradecine-6,9-
Diol, 2,3,6,7-tetramethyl-4-octyne-3,6-diol, 3,6-diethyl-4-octyne-3,6-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3 , 6-diol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2,5-diol and the like;
Examples of the ethoxylated form of acetylene glycol include an ethylene oxide derivative of the above acetylene glycol. The number of moles of ethylene oxide unit added in the acetylene glycol is 0.5 to 25 mol, and the total number is 1 to 25. 40 moles. If the number of moles of added ethylene oxide exceeds 40 moles, the static and dynamic surface tensions increase and the effect as a wetting agent is lost. These acetylene glycols (component (A)) can be used singly or as a mixture of two or more, and are used when preparing the surfactant composition of the present invention. The amount obtained is between 20 and 80% by weight, preferably between 25 and 75% by weight. If it is less than 20% by weight, the dynamic surface tension increases, causing repelling at the time of high-speed printing. If it exceeds 80% by weight, the solubility in water is deteriorated, and an agglomerate is generated when blended. In addition, the effect of lowering the surface tension cannot be obtained, repelling occurs, and the low-temperature storage stability is remarkably reduced, making the compounding difficult. The polyoxyalkylene alkyl ether of the component (B) mixed with the acetylene glycol of the component (A) is represented by the following formula (3). ^{_{_{R 3 O (C 3 H 6}}} O) w (C 2 H 4 O) x (C 3 H 6 O) Y (C 2 H 4 O) z H (3) ( wherein, R ³ is 1 to carbon atoms 20 represents an alkyl group;
Is a positive number of 1 to 20, and X, Y, and Z are 0 or positive numbers of 1 to 20, respectively. In this case, R ³ preferably has 5 to 2 carbon atoms.
0, more preferably 10 to 18 alkyl groups,
Further, W + X + Y + Z is preferably 5 to 30, particularly preferably 5 to 25. As the polyoxyalkylene alkyl ether of the formula (3), any polyoxyalkylene alkyl ether represented by the formula (3) may be used.
C ₁₆ H ₃₃ O (C ₃ H ₆ O) ₄ (C ₂ H ₄ O) H, C ₁₆ H ₃₃ O
(C ₃ H ₆ O) ₄ (C ₂ H ₄ O) ₁₀ H, C ₁₆ H ₃₃ O (C ₃ H ₆
O) ₄ (C ₂ H ₄ O) ₂₀ H, C ₁₆ H ₃₃ O (C ₃ H ₆ O) ₈ (C
₂ H ₄ O) ₂₀ H, C ₁₀ H ₂₁ O (C ₃ H ₆ O) ₂₀ H, C ₁₈ H ₃₇
O (C ₃ H ₆ O) ₂₀ (C ₂ H ₄ O) _1.5 H, C ₁₆ H ₃₃ O (C ₃
H ₆ O) ₄ (C ₂ H ₄ O) ₁₀ (C ₃ H ₆ O) ₄ (C ₂ H ₄ O) ₁₀
H, C ₁₆ H ₃₃ O (C ₃ H ₆ O) ₄ (C ₂ H ₄ O) ₁₀ (C ₃ H ₆
O) ₄ H and the like, and one kind thereof can be used alone, or two or more kinds can be used in combination. The HLB of these components (B) is preferably from 9 to 18, particularly preferably from 9 to 17. If the HLB is less than 9, the hydrophobicity increases, the solubility in water decreases, and sufficient water solubility cannot be obtained. And
If it exceeds 18, the dynamic surface tension is large, which causes bleeding during printing. The amount of the component (B) used in preparing the surfactant composition of the present invention is 20 to 80% by weight,
Preferably it is 20 to 75% by weight. If the amount is less than 20% by weight, the acetylene glycol of the component (A) is not sufficiently solubilized, and agglomerates are generated. If the amount is more than 80% by weight, foaming at the time of compounding increases, resulting in poor printing due to poor discharge. Or, coating defects such as pinholes and unevenness occur. In the present invention, it is preferable to use the above two components in a total amount of 100% by weight. Further, as the third component [component (C)], ion-exchanged water or ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene Water-soluble organic solvents such as glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and glycerin may be used in combination. As long as the characteristics of
It can be used in an amount of ２５25% by weight, preferably 5-20% by weight. The surfactant of the present invention can be obtained, for example, by mixing the above-mentioned components by a known mixing preparation method such as a propeller-type stirrer. In addition, components that are solid at room temperature are heated and mixed as necessary. Here, the obtained water-soluble surfactant composition has a contact angle of a 0.1% by weight aqueous solution of 60 ° or less, preferably 10 to 60 °, more preferably 25 to 60 °.
Degree, dynamic surface tension is 50 mN / m or less, preferably 10 to 50 mN / m, more preferably 25 to 50 mN / m.
It needs to be N / m. The contact angle was measured by using a contact angle meter CA-D (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) 30 seconds after the dropping of a 0.1% by weight aqueous solution, and the dynamic surface tension was measured by a bubble pressure type. The values at 1 Hz and 10 Hz of a 0.1% by weight aqueous solution were measured using a dynamic surface tensiometer Cruz BP-2 (manufactured by KRUSS). If the contact angle of the 0.1% by weight aqueous solution of the surfactant composition after 30 seconds from the dropwise addition exceeds 60 degrees, bleeding of the ink occurs due to the occurrence of cissing and poor absorption when blended into the ink. 1% of 0.1% by weight aqueous solution
When the dynamic surface tension at 10 Hz and 10 Hz exceeds 50 mN / m, when printing is performed by a printing machine such as a printer, repelling or bleeding due to insufficient penetration force occurs. When an ink is produced using the surfactant composition of the present invention or used as an aqueous wetting agent for a paper coating agent, it is preferably 0.05 to 10% by weight based on the total amount of the ink or the total amount of the paper coating agent. %, More preferably 0.05 to 5
It is desirable to use it in a weight% addition amount. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In the examples, parts and% indicate parts by weight and% by weight, respectively. Example 1 2,4 heated to 70 ° C.
7,9-Tetramethyl-5-decyne-4,7-diol (Surfynol 104, trade name, manufactured by Air Products)
After charging 55 parts into a container equipped with a propeller-type stirrer, the polyoxyalkylene alkyl ether (manufactured by Nikko Chemicals Co., Nichol PBC-33, HLB1)
0.5) 45 parts were gradually added and mixed, and after continuous stirring for 2 hours, the mixture was cooled to room temperature. After cooling, the mixture was filtered through a 200-mesh filter cloth to obtain a surfactant composition (hereinafter referred to as M-1). Further, 0.1 part of the composition M-1 was added to 100 parts of ion-exchanged water, and stirred with a magnetic stirrer to form a 0.1% aqueous solution.
The contact angle, dynamic surface tension, and static surface tension were measured. Table 2 shows the results. Further, an ink and a paper coating agent are prepared by using the surfactant composition according to the following formulation, and in the case of the ink composition, the print density, the dot diameter, the resolution of the printed image, and the ink absorbency are determined. The results are shown in Table 3, and in the case of a paper coating agent, repelling and foaming properties were measured. The results are also shown in Table 3. <Ink formulation> Dye (trade name Cibafi)
x Direct Black 19, Nippon Ciba Geigy) 5
Of the surfactant composition M-1 was slowly added to 70 parts of ion-exchanged water while stirring with a propeller stirrer.
Parts, polyethylene glycol 10 parts, glycerin 1
5 parts were added and stirred for 1 hour to obtain a black (B) ink (hereinafter, this ink is referred to as "a-1"). further,
Instead of the above dyes, Cibafix Direct Red 9, Cibafix Direct Blue 86, C
Magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) inks were prepared in the same manner as described above using ibafix Direct Yellow 23. <Formulation of paper coating agent> Emulsion for paper coating agent (trade name: VINIBLAN 2750, manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd.) 10
One part of surfactant composition M-1 was added to 0 parts, and the mixture was stirred with a propeller stirrer for 30 minutes to obtain a paper coating agent (hereinafter referred to as Co-1). The characteristics were measured as described below. << Evaluation of Aqueous Solution of Surfactant Composition >> 1) Appearance of Aqueous Solution The appearance of a 0.1% aqueous solution of the above surfactant composition and the presence or absence of insolubles were confirmed according to the following criteria. ：: The aqueous solution is transparent and no insoluble matter is observed. Δ: The aqueous solution was cloudy, but no insolubles were observed. ×: Insolubles are partially observed. XX: Almost no dissolution. 2) Contact angle The contact angle 30 seconds after dropping of a 0.1% aqueous solution of the surfactant composition was measured using a contact angle meter CA-D manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. 3) Dynamic surface tension The dynamic surface tension at a frequency of 1 Hz and 10 Hz of a 0.1% aqueous solution of the surfactant composition was measured using a bubble pressure type dynamic surface tensiometer Cruz BP-2 manufactured by KRUSS. 4) Static surface tension The static surface tension of a 0.1% aqueous solution of the surfactant composition was measured using a surface tension meter ESB-V manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. << Evaluation of Ink >> 1) Print Density Regarding dots printed with black (B) ink using a Canon Printer BJC455J, the dot density was measured using a Sakura Micro Densitometer PDM-5 (manufactured by Sakura Seiki). It was measured. 2) Dot Diameter Printing was performed using a black (B) ink with a Canon Printer BJC455J, and the dot diameter was measured by enlarging it 100 times. 3) Resolution of Printed Image The black (B) ink was solid-printed with a Canon printer BJC455J and measured with a Macbeth densitometer RD-918 type (manufactured by Macbeth). In addition, magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) inks were measured in the same manner. 4) Black (B) with an ink-absorbing Canon Printer BJC455J,
Magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) inks were simultaneously ejected to the same place, rubbed with a paper press plate after one second, and stains with the ink were measured according to the following criteria. ：: No stain on the white portion. Δ: Slightly soiled. X: A thing with severe dirt. << Evaluation of Paper Coating Agent >> 1) Printability tester (GRAVO-PRO) manufactured by Hajiki Nissho Gravure Co., Ltd.
OF), a paper coating agent was applied at a coating speed of 50 m / min, and cissing on the printed surface was visually checked according to the following criteria. ：: No cissing or pinholes were observed. Δ: Repelling and pinholes were partially observed. ×: Many cissings and pinholes are observed. 2) The foaming paper coating agent was diluted at a coating agent / water ratio of 1/2 to obtain a sample. 20 ml of this sample is placed in a 100 ml measuring cylinder, and is reciprocated 180 times by a shaker for 180 times.
After shaking for 5 minutes, the number of ml of foam was measured 5 minutes after the completion of shaking. [Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 5] Example 1
In the same manner as described above, the types and amounts (%) of the blends shown in Table 1 were stirred and mixed, and the surfactant compositions (M-2 to M-
10) was obtained. In addition, about Example 1, the compounding quantity of the compound was described in% again. Example 1 Using the Surfactant
A 0.1% aqueous solution was prepared in the same manner as described above, and the aqueous solution was evaluated in the same manner. The results are shown in Table 2. Further, an ink (a-2 to a-10) and a paper coating agent (co-2 to co-10) were prepared in the same manner as in Example 1, and the ink and the paper coating agent were evaluated in the same manner. Table 3 shows the results. In the case of a solid, the mixture was heated to 50 ° C. and the components were mixed. [Comparative Example 6] The same evaluation as in Example 1 was performed using a commercial product: DAPRO W-77 (trade name, manufactured by Elementis Japan, succinate surfactant) as a surfactant composition. Table 2 and Table 3 show the results. [Table 1] <Component A> S-82: Surfynol 82 (trade name, manufactured by Air Products, 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol) S-104: Surfynol 104 (manufactured by Air Products) Trade name, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol) S-440: Surfynol 440 (trade name, manufactured by Air Products, 2,4,7,9-tetramethyl-) S-465: Surfynol 465 (trade name, 2,4,7,9-tetramethyl-, manufactured by Air Products) ethoxylated 5-decyne-4,7-diol, added mole number of ethylene oxide 3.5) Ethoxylated 5-decyne-4,7-diol, ethylene oxide addition mole number 10) DF-110: Surfynol DF-110 (trade name, manufactured by Air Products, Inc.) , 5,8,11-tetramethyl -
<Component B> NP-1: Nikkor PBC-33 (trade name, manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., CH ₃ (CH ₂ ) ₁₄ CH ₂ O (C ₃ H ₆ O)) ₄ (C
_{_{_{2 H 4 O) 10 H,}}} HLB10.5) NP-2: Nikkol PBC-31 (Nikko Chemicals Co., trade _{_{_{name, CH 3 (CH 2) 14}}} CH 2 O (C 3 H 6 O) 4 (C
₂ H ₄ O) H, HLB 9.5) NP-3: Nikkor PBC-34 (trade name, manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., CH ₃ (CH ₂ ) ₁₄ CH ₂ O (C ₃ H ₆ O) ₄ (C
₂ H ₄ O) ₂₀ H, HLB 16.5) NP-4: Nikkor PEN 4612 (trade name, manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., C ₂₄ H ₄₉ O (C ₃ H ₆ O) ₆ (C ₂ H ₄ O) ₁₂
H, HLB8.5) NP-5: Nikkor PEN4620 (Nikko Chemicals Co., trade _{_{name, C 24 H 49 O (C}} 3 H 6 O) 6 (C 2 H 4 O) 20
H, HLB 11.0) NP-6: NIKKOR PEN4630 (trade name, manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., C ₂₄ H ₄₉ O (C ₃ H ₆ O) ₆ (C ₂ H ₄ O) ₃₀
H, HLB 12.0) Commercial product: DAPRO W-77 (trade name, manufactured by Elementis Japan, succinate surfactant) The water-soluble surfactant composition of the present invention has a small contact angle immediately after dropping and a low dynamic surface tension. It is an excellent surfactant composition that exhibits permeability and defoaming properties, can respond to high-speed printing and high-speed coating, and is also suitable for environmental issues. Due to this property, the water-soluble surfactant of the present invention is extremely advantageous in practical use.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 FC02 FC06 2H086 BA59 BA60 4D011 CB01 CB05 4J039 AE07 BC07 BC12 BE22 CA03 CA06 EA10 4L055 AG34 AH29 AH33 BE07 BE08 EA19 FA22 FA30 GA19 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page F-term (reference) 2C056 FC02 FC06 2H086 BA59 BA60 4D011 CB01 CB05 4J039 AE07 BC07 BC12 BE22 CA03 CA06 EA10 4L055 AG34 AH29 AH33 BE07 BE08 EA19 FA22 FA30 GA19

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】（Ａ）下記式（１）【化１】（式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ炭素数１〜５のアルキル
基を示す。）で表されるアセチレングリコール及び下記
式（２）【化２】（式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ炭素数１〜５のアルキル
基を示し、ｍ及びｎはそれぞれ０．５〜２５の正数であ
り、ｍ＋ｎは１〜４０である。）で表されるアセチレン
グリコールのエトキシル化体から選ばれる１種又は２種
以上
２０〜８０重量％（Ｂ）下記式（３）Ｒ³Ｏ（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_w（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_x（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_Y（Ｃ₂
Ｈ₄Ｏ）_zＨ（３）（式中、Ｒ³は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｗ
は１〜２０の正数であり、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ０又は
１〜２０の正数である。）で表されるＨＬＢが９〜１８
のポリオキシアルキレンアルキルエーテルの１種又は２
種以上
２０〜８０重量％を含有し、その０．１重量％水溶液の滴下３０秒後の接
触角が６０度以下、１Ｈｚ及び１０Ｈｚ時の動的表面張
力がそれぞれ５０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする
水溶性界面活性剤組成物。(A) The following formula (1): (Wherein R ¹ and R ² each represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), and acetylene glycol represented by the following formula (2): (Wherein, R ¹ and R ² each represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, m and n are each a positive number of 0.5 to 25, and m + n is 1 to 40). Or two or more selected from ethoxylated forms of acetylene glycol
20 to 80 wt% (B) the following formula ^{(3) R 3 O (C} 3 H 6 O) w (C 2 H 4 O) x (C 3 H 6 O) Y (C 2
H ₄ O) _z H (3) (wherein, R ³ represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms;
Is a positive number of 1 to 20, and X, Y, and Z are 0 or positive numbers of 1 to 20, respectively. ) Is 9-18.
One or two polyoxyalkylene alkyl ethers
More than species
20 to 80% by weight, and the contact angle after 30 seconds of dropping of the 0.1% by weight aqueous solution thereof is 60 degrees or less, and the dynamic surface tension at 1 Hz and 10 Hz is 50 mN / m or less, respectively. Water-soluble surfactant composition.