JP5978964B2 - 水溶性界面活性剤組成物、インキ及び紙コート剤 - Google Patents

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Description

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、更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、及び該組成物を配合したインキ、紙コート剤に関するものである。
近年、パソコンなどのOA機器用プリンターは、低価格化、印字品質、信頼性の向上により、オフィスや家庭で急速な普及をみせている。それに伴ってインキの需要も一般家庭用からインダストリーユースまで拡大しつつあるが、その一方でプリントの品位、彩度、外観、画像、保存安定性を更に良くするために、従来の染料インキから顔料インキなどの、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ており、インキの種類も増加しつつある。
また、印刷業界や製紙業界においても、近年の環境問題などから水性化が進みつつある。しかし、水系の場合、乾燥スピードが遅いため、溶剤系より生産スピードが遅くなることから、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。
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、浸透性及び分散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優れていることが、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の指標が重要になっている。
従来からノニルフェノールのエチレンオキサイド付加物やポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、インキ、塗料用湿潤剤、分散助剤などとして有用であるとされてきた。しかしながら、ノニルフェノールのエチレンオキサイド付加物は、環境ホルモン含有物質の可能性があり、使用が危惧されている。また、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、安全性は高いものの、起泡性が高く、それに起因し、顔料分散性を損ない、高速印字に対応できなかった。
そこで、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルに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を配合した水溶性界面活性剤組成物が、特開2002−348500号公報、特開2003−113397号公報、特開2003−253599号公報、特開2003−080839号公報(特許文献1〜4)で提案されている。これは優れた表面張力低下能、接触角低下能、消泡性を有するが、近年の高速印刷技術の向上に伴って、更に優れた性能として顔料分散性能、消泡性能を持つ界面活性剤組成物が望まれている。
また、グリシジルエーテルでキャップされたアセチレンジオールエトキシレートについては、特開2003−238472号公報(特許文献5)に提案されている。これは表面張力低下能、濡れ性、消泡性に優れるが、水溶解性が悪いために、透明性を有したコート剤とはならず、十分な性能を満たすことができない。
特開2002−348500号公報 特開2003−113397号公報 特開2003−253599号公報 特開2003−080839号公報 特開2003−238472号公報
本発明は、上記事情を改善するためになされたもので、優れた消泡性、分散性を発揮し、更に低い動的表面張力を有するため、優れた濡れ性、浸透性を付与し、水への溶解性や環境問題にも配慮した高速印刷及び高速塗工にも対応可能な、水溶性界面活性剤組成物、及び該組成物を配合したインキ、紙コート剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、(A)グリシジルエーテルでキャップされたアセチレンジオールエトキシレートと、(B)特定HLBの範囲にあるポリオキシアルキレンアルキルエーテルとを特定割合で含有してなる水溶性界面活性剤組成物が、特にインキや紙コート剤などに配合した場合、優れた消泡性、分散性を発揮し、更に低い動的表面張力を有するため、優れた濡れ性、浸透性を付与し、水への溶解性が良好であり、高速印刷及び高速塗工にも対応でき、更に近年の環境問題にも適合することを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、下記に示す水溶性界面活性剤組成物、インキ及び紙コート剤を提供する。
〔1〕
(A)下記平均組成式(I)
Figure 0005978964
(式中、R1は独立に水素原子、又は炭素数1〜6の直鎖状、炭素数3〜6の分枝状もしくは環状のアルキル基であり、R2は独立に炭素数1〜12の直鎖状アルキル基又は炭素数3〜12の分枝状もしくは環状のアルキル基であり、R3は−CH2OR4であり、R4は独立に炭素数2〜30の直鎖状、炭素数3〜30の分枝状もしくは環状のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基又は炭素数7〜30のアラルキル基であり、n,m,p,qは正数であり、n+mの平均値は1〜100であり、p+qの平均値は0.5〜5である。)
で表されるグリシジルエーテルでキャップされたアセチレンジオールエトキシレート1〜20質量%と、
(B)下記平均組成式(II)
5O(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)dH (II)
(式中、R5は炭素数5〜20の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基であり、a,b,c,dは0又は0〜25の正数である。但しa及びbのいずれかは0ではなく、かつ0≦a+c≦50、0≦b+d≦30である。)
で表されるHLBが8〜18のポリオキシアルキレンアルキルエーテル60〜99質量%
を含有してなり、0.1質量%水溶液の滴下30秒後の接触角が20度以下、かつ0.1質量%水溶液を100mlメスシリンダーに20ml採取し、180回/分×40mmの条件で1分間振とうした時の5分後の泡の高さが18ml以下であることを特徴とする水溶性界面活性剤組成物。
〔2〕
(A)成分のグリシジルエーテルが、2−エチルへキシジルグリシジルエーテル及び/又はラウリルグリシジルエーテルである〔1〕に記載の水溶性界面活性剤組成物。
〔3〕
上記平均組成式(II)のR5が、炭素数5〜15の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基である〔1〕又は〔2〕に記載の水溶性界面活性剤組成物。
〔4〕
0.1質量%水溶液の1Hz及び10Hz時の動的表面張力がそれぞれ56mN/m以下であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の水溶性界面活性剤組成物。
〔5〕
0.1質量%水溶液の滴下30秒後の接触角が5〜15度である〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の水溶性界面活性剤組成物。
〔6〕
0.1質量%水溶液を100mlメスシリンダーに20ml採取し、180回/分×40mmの条件で1分間振とうした時の直後の泡の高さが37ml以下である〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の水溶性界面活性剤組成物。
〔7〕
〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の水溶性界面活性剤組成物を配合したインキ。
〔8〕
〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の水溶性界面活性剤組成物を配合した紙コート剤。
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低く、動的表面張力も低いため、インキに添加した際は、基材への濡れ性、浸透性及び消泡性を発揮し、紙コート剤に添加した際は、受容層に使用される微粒子の分散性を上げ、印字性、発色性を発揮し、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組成物は実用的に極めて有利である。
本発明の水溶性界面活性剤組成物は、(A)グリシジルエーテルでキャップされたアセチレンジオールエトキシレートと、(B)特定HLBの範囲にあるポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する。
ここで、(A)成分のグリシジルエーテルでキャップされたアセチレンジオールエトキシレートとは、アセチレンジオールエトキシレートのOH末端とグリシジルエーテルのエポキシ基部分が結合した状態を意味するものであり、下記平均組成式(I)で表されるものである。
Figure 0005978964
(式中、R1は独立に水素原子、又は炭素数1〜6の直鎖状、炭素数3〜6の分枝状もしくは炭素数3〜6の環状のアルキル基であり、好ましくは炭素数3〜5の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基であり、好ましくは、イソブチル基、イソペンチル基である。R2は独立に炭素数1〜12、好ましくは炭素数1〜5の直鎖状、炭素数3〜5の分枝状又は環状のアルキル基であり、好ましくは、メチル基である。R3は−CH2OR4であり、R4は独立に炭素数2〜30、好ましくは炭素数2〜15の直鎖状、炭素数3〜30の分枝状もしくは環状のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基又は炭素数7〜30のアラルキル基であり、好ましくは、炭素数5〜15の直鎖状又は分枝状のアルキル基であり、より好ましくは、エチルヘキシル基、ラウリル基である。n,m,p,qは正数であり、n+mの平均値は1〜100、好ましくは3〜30、更に好ましくは8〜20であり、また、p+qの平均値は0.5〜5、好ましくは0.8〜2である。)
(A)成分は、下記式
Figure 0005978964
(式中、R1及びR2は上記に規定したとおりである。)
で示されるアセチレンジオールをエトキシル化し、続いてオキシランを含有する好適な物質によって付加物化することにより製造される。
好ましいアセチレンジオール出発物質は、R1が炭素数3〜5の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基であり、またR2がメチル基である。より好ましいアセチレンジオール出発物質は、R1が炭素数4〜5の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基であり、またR2がメチル基である。最も好ましいアセチレンジオール出発物質は、R1がイソブチル基又はイソペンチル基であり、またR2がメチル基である。
エトキシル化された中間体を製造するのに使用されるエチレンオキサイドの量は、上記アセチレンジオール中のOH基1モルに対し1〜100モルまで変化することができる。好ましい中間体は上記アセチレンジオール中のOH基1モルに対し3〜30モルのエチレンオキサイドを含む。最も好ましい中間体は上記アセチレンジオール中のOH基1モルに対し8〜20モルのエチレンオキサイドを含む。
上記中間体のキャッピング剤として、任意のグリシジルエーテル、即ち下記式
Figure 0005978964
で示されるグリシジルエーテルを使用することが好適である。該グリシジルエーテルの量は、上記アセチレンジオールエトキシレート中のOH基1モルに対し0.5〜5モル、好ましくは0.8〜2モルである。
上記式中の置換基R4は、炭素数2〜30、好ましくは炭素数2〜15の直鎖状、炭素数3〜30の分枝状もしくは環状のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基又は炭素数7〜30のアラルキル基であり、好ましくは炭素数5〜15の直鎖状又は分枝状のアルキル基であり、より好ましくはエチルヘキシル基又はラウリル基である。
好適なグリシジルエーテルの例としては、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル(ラウリルグリシジルエーテル)、オクタデシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテルなどが挙げられ、好ましくは、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル及びドデシルグリシジルエーテル(ラウリルグリシジルエーテル)であり、特に、下記構造式で示されるものが好ましい。
Figure 0005978964
このような(A)グリシジルエーテルでキャップされたアセチレンジオールエトキシレートは、特開2003−238472号公報に記載されているものなどが挙げられる。
本発明の水溶性界面活性剤組成物を調製する際に用いられる(A)成分の配合割合は、組成物100質量%中1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1.5〜20質量%である。紙コート剤に配合した際、1質量%未満であると泡が発生し、塗工時にムラなどの塗工不良が発生するため、十分な塗工性が得られず、また、60質量%を超えると水溶解性が悪くなり、塗工不良が発生してしまう。また、インキに配合した際、同様に1質量%未満であると泡が発生し、印刷時の滲みの原因になるし、60質量%を超えると水溶解性が悪くなり、印刷時の滲みの原因になる。
(B)成分のポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、下記平均組成式(II)で表されるものである。
5O(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)dH (II)
(式中、R5は炭素数5〜20の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基であり、a,b,c,dは0又は0〜25の正数である。但しa及びbのいずれかは0ではなく、かつ0≦a+c≦50、0≦b+d≦30である。)
この場合、R5は炭素数5〜15、好ましくは炭素数10〜14の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基であり、より好ましくは炭素数10〜14の分枝状アルキル基である。
また、a,b,c,dは0又は0〜25の正数であり、a+b+c+dは2〜60の正数、特に5〜50の正数であることが好ましい。更に、a,bのいずれかは0ではなく、かつ0≦a+c≦50、好ましくは3≦a+c≦45、0≦b+d≦30、好ましくは0≦b+d≦10である。
(B)成分のポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、式(II)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、
1225O(C24O)6(C36O)2(C24O)6(C36O)8H、
1327O(C24O)6(C36O)2(C24O)6(C36O)8H、
1225O(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
(但し、a+c=15、b+d=4)、
1327O(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
(但し、a+c=15、b+d=4)、
1225O(C24O)8(C36O)2(C24O)6H、
1327O(C24O)8(C36O)2(C24O)6H、
1225O(C24O)12(C36O)2(C24O)12H、
1327O(C24O)12(C36O)2(C24O)12H、
CH3(CH29(CH3)CHO(C24O)7(C36O)4.5H、
CH3(CH211(CH3)CHO(C24O)7(C36O)4.5H、
CH3(CH29(CH3)CHO(C24O)5(C36O)3.5H、
CH3(CH211(CH3)CHO(C24O)5(C36O)3.5H、
1429O(C24O)14(C36O)2H、
1123O(C24O)8H、
1021O(C24O)11H、
RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
(但し、a+c=15、b+d=1、R:炭素数10の分枝アルキル)、
RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
(但し、a+c=4、b+d=1、R:炭素数10の分枝アルキル)、
RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
(但し、a+c=44、b+d=1、R:炭素数10の分枝アルキル)、
RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
(但し、a+c=19、b+d=1、R:炭素数14の直鎖アルキル)、
RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
(但し、a+c=19、b+d=1、R:炭素数14の分枝アルキル)、
RO(C24O)11
(但し、R:炭素数10の直鎖アルキル)
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。
なお、これら(B)成分のHLBは8〜18、特に9〜15であることが好ましく、HLBが8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く泡立ちやすいため、印刷時の滲みの原因になる。
なお、前記HLB値は、界面活性剤の親油基に付加された親水基が無限に長く親水性が最も大きい仮想的な化合物を20と、親水基の全く無い親油性の化合物を0と定め、それらに対する相対値として界面活性剤ごとに算出される値であり、一般的にGriffinの式にて算出することができる。
以下に、HLB値の算出に用いたGriffinの式を示す。
HLB値=20×Mw/M
M:非イオン性界面活性剤の分子量、Mw:親水性部分の分子量
本発明の水溶性界面活性剤組成物を調製する際に用いられる(B)成分の量は、組成物100質量%中、60〜99質量%であり、好ましくは60〜98.5質量%である。40質量%未満だと(A)成分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、顔料分散性が悪く、99質量%を超えると配合時の泡立ちが多くなり、顔料分散性が悪く、吐出不良による印字不良又はムラなどの塗工不良が発生する。
また、本発明においては、他の界面活性剤であるアニオン系やカチオン系のものを使用すると、泡立ちやすくなる場合があり、好ましくない。
本発明の水溶性界面活性剤組成物は、更に第三成分である(C)成分としてイオン交換水、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、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よく、本水溶性界面活性剤組成物の特性を損なわない限り、組成物100質量%中、0〜39質量%、好ましくは0〜30質量%、より好ましくは0〜25質量%の量で用いることができる。なお、配合する場合は、5質量%以上とすることが好ましい。
本発明の水溶性界面活性剤組成物は、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って得られる。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。
ここで、得られた水溶性界面活性剤組成物は、その0.1質量%水溶液の滴下30秒後の接触角が好ましくは20度以下、より好ましくは5〜15度である。更に1Hz及び10Hz時の動的表面張力がそれぞれ好ましくは56mN/m以下、より好ましくは18〜50mN/m、更に好ましくは20〜46mN/mである。また、水溶性高分子化合物に対して消泡性を有することが好ましく、その指標として、起泡性は、振とう直後の泡の高さが好ましくは37ml以下、より好ましくは30ml以下、5分後の泡の高さが好ましくは18ml以下、より好ましくは15ml以下である。
ここで、水溶性高分子化合物としては特に制限なく、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、天然の水溶性高分子化合物としては、アラビアガム、トラガンガム、グアーガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子化合物、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子化合物、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子化合物、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子化合物などが挙げられる。また、天然物を原料として化学修飾した水溶性高分子化合物としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子化合物、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子化合物、アルギン酸プロピレングリコールエステル等の海藻系高分子化合物などが挙げられる。また、合成系の水溶性高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子化合物、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はそのアルカリ金属塩、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物等が挙げられる。
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質量%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−100(KRUSS社製)を用いて0.1質量%水溶液の1Hz及び10Hzの値を測定したものであり、起泡性は、0.1質量%水溶液を100mlメスシリンダーに20ml採取し、180回/分×40mmの条件で1分間振とうした時の直後及び5分後の泡の高さmlを測定したものである。
得られた水溶性界面活性剤組成物の0.1質量%水溶液の滴下30秒後の接触角が20度を超えると、インキに配合した後、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場合がある。同じく0.1質量%水溶液の1Hz及び10Hz時の動的表面張力が56mN/mを超えると、刷毛塗りやバーコーター塗工の際にハジキが認められなくても印刷機や塗工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場合がある。更に、振とう直後の泡の高さが37mlを超えるとインキの分散性不良等に起因する滲みが発生する場合がある。
本発明の水溶性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、水溶性界面活性剤組成物は、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質量%、より好ましくは0.05〜5質量%の添加量で使用することが望ましい。
本発明の水溶性界面活性剤組成物をインキに使用する場合は、本発明の水溶性界面活性剤組成物のほか、着色料、水や溶剤などの溶媒、樹脂、その他添加剤を任意に含むことができる。
着色料としては、染料、有機顔料又は無機顔料を好適に用いることができる。例えば、染料としては、カラーインデックスにおいて、酸性染料、直接染料、反応染料、建染染料、硫化染料又は食品用色素に分類されているものの他に油溶染料、塩基性染料に分類される着色剤を用いることもできる。また、顔料として、黒色インキ用としては、ファーネスブラック(カラーブラック)、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、具体的には、例えば、レイヴァン(Raven)7000、レイヴァン5750、レイヴァン5250、レイヴァン5000、レイヴァン3500、レイヴァン2000、レイヴァン1500、レイヴァン1250、レイヴァン1200、レイヴァン1190ULTRA−II、レイヴァン1170、レイヴァン1255(以上、コロンビア社製)、ブラックパールズ(Black Pearls)L、リーガル(Regal)400R、リーガル330R、リーガル660R、モウグル(Mogul)L、モナク(Monarch)700、モナク800、モナク880、モナク900、モナク1000、モナク1100、モナク1300、モナク1400、ヴァルカン(Valcan)XC−72R(以上、キャボット社製)、カラーブラック(Color Black)FW1、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラックFW18、カラーブラックFW200、カラーブラックS150、カラーブラックS160、カラーブラックS170、プリンテックス(Printex)35、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス140U、プリンテックス140V、スペシャルブラック(Special Black)6、スペシャルブラック5、スペシャルブラック4A、スペシャルブラック4(以上、デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上、三菱化学社製)等、又は銅酸化物、鉄酸化物(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料が挙げられる。更にカラーインキ用としては、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG)、3、12(ジスアゾイエローAAA)、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83(ジスアゾイエローHR)、93、94、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、153、180、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22(ブリリアントファーストスカーレット)、23、31、38、48:2(パーマネントレッド2B(Ba))、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3(パーマネントレッド2B(Sr))、48:4(パーマネントレッド2B(Mn))、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81(ローダミン6Gレーキ)、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、202、206、209、219、C.I.ピグメントバイオレット19、23、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルーR)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルーG)、15:4、15:6(フタロシアニンブルーE)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等が使用できる。
インキを調製する際の着色料の使用量は特に限定されないが、インキ中0.1〜15質量%が好ましく、より好ましくは2〜10質量%である。
溶媒としては、水、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、分子量2,000以下のポリエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトールなどのグリコール類、炭素数1〜4のアルキルアルコール類、グリコールエーテル類、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホランなどがあり、これらの1種又は2種以上を適宜選択して使用することができる。
インキを調製する際の溶媒の使用量は特に限定されないが、インキ中、50〜99質量%が好ましく、より好ましくは60〜95質量%である。
樹脂としては、ポリマーを形成する物質の疎水基が少なくともアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基から選ばれた1種以上であることが好ましい。そして、親水基が少なくともカルボキシル基、スルホン酸基、ヒドロキシル基、アミノ基、もしくはアミド基又はそれらの塩基であることが好ましい。それら分散ポリマーを形成する物質の具体例として2重結合を有するアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基あるいはアリール基を有するモノマーやオリゴマー類を用いることができる。例えば、スチレン、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ブチルメタクリレート、(α,2,3又は4)−アルキルスチレン、(α,2,3又は4)−アルコキシスチレン、3,4−ジメチルスチレン、α−フェニルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノ(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、その他アルキル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基のジエチレングリコール又はポリエチレングリコールの(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、イソボニル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、その他含フッ素、含塩素、含珪素(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、マレイン酸アミド、(メタ)アクリル酸等の1官能の他に架橋構造を導入する場合は(モノ、ジ、トリ、テトラ、ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール及び1,10−デカンジオール等の(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリン(ジ、トリ)(メタ)アクリレート、ビスフェノールA又はFのエチレンオキシド付加物のジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等アクリル基やメタクリル基を有する化合物を用いることができる。
インキを調製する際の樹脂の使用量は特に限定されないが、インキ中、0〜30質量%が好ましく、より好ましくは0〜20質量%である。なお、配合する場合には1質量%以上とすることが好ましい。
その他添加剤としては、紫外線吸収剤、酸化防止剤、pH調整剤、防腐剤、粘度調整剤などを適宜配合することもできる。これらその他の添加剤は、上記の材料のほかに、インキ組成物100質量%中の残部として配合させることができる。
上記の本発明の水溶性界面活性剤組成物、着色料、溶剤、樹脂、その他添加剤等を分散・溶解して混合攪拌することにより、優れた特性を有するインキが得られる。
得られたインキとしては、粘度を4mPa・s以下(0を含まず)に調整することで、印字特性が優れることになる。
また、本発明の水溶性界面活性剤組成物を紙コート剤に使用する場合は、本発明の水溶性界面活性剤組成物のほか、微粒子、親水性バインダー、その他添加剤を含むことができる。
微粒子としては、例えば、有機微粒子、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、及び擬ベーマイト型水酸化アルミニウム微粒子から選ばれる少なくとも1種の微粒子が挙げられる。これらの中でも、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、及び擬ベーマイト型水酸化アルミニウム微粒子が好ましい。
その平均一次粒子径は50nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましく、特に15nm以下であることが好ましい。とりわけ微粒子の平均一次粒子径が15nm以下であると、インキ吸収特性を効果的に向上させることができ、また同時にインキ受容層表面の光沢性をも高めることができる。また、前記微粒子の平均一次粒子径の下限は特に限定はないが、1nm以上であることが好ましい。
紙コート剤を調製する際の微粒子の使用量は特に限定されないが、紙コート剤中、1〜50質量%が好ましく、5〜40質量%がより好ましい。
親水性バインダーとしては、例えばポリビニルアルコール、酸化澱粉、エーテル化澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、シラノール変性ポリビニルアルコール、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体などの共役ジエン系ラテックス、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル共重合体などのアクリル系共重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体などのビニル系重合体ラテックス、無水マレイン酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂などの合成樹脂が挙げられ、これらの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。
インキ吸収性の観点から、上記の水溶性樹脂の中でも、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、エーテル結合を有する樹脂、カルバモイル基を有する樹脂、カルボキシ基を有する樹脂、及びゼラチン類から選ばれる少なくとも1種を含有することがより好ましい。
ポリビニルアルコールを使用する場合のケン化度としては、発色濃度の観点から、82モル%以上が好ましく、86〜99モル%がより好ましい。また、重合度としては、十分な膜強度を得る観点から、300〜4,500が好ましく、500〜2,600がより好ましい。
紙コート剤を調製する際の親水性バインダーの使用量は特に限定されないが、紙コート剤中、1〜5質量%水溶液で45〜95質量%が好ましく、55〜90質量%がより好ましい。
その他の添加剤としては、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水白化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などを適宜配合することもできる。これらの添加剤は、紙コート剤100質量%中に上記材料を除いた残部として添加することが可能である。
上記本発明の水溶性界面活性剤組成物、微粒子、親水性バインダー、その他添加剤を配合させることにより、紙コート剤が得られ、印刷用に塗工する面に本発明のコート剤を浸漬又は塗布、噴霧などに用いられるグラビアコート等の公知の方法で塗工させることで塗工紙が得られる。この際、塗工量として3〜50g/m2、より好ましくは5〜20g/m2で調整して塗工させ、塗工スピードとして20〜2,000m/分、より好ましくは40〜2,000m/分にコントロールすることにより、塗工紙が得られる。
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、下記の例において、部及び%はそれぞれ質量部、質量%を示す。
[実施例1]
70℃に加温した下記A−1で示される2−エチルヘキシルグリシジルエーテルでキャップされたアセチレンジオールエトキシレート2部をプロペラ式攪拌機付容器に投入後、攪拌しながら下記B−1で示されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル78部、プロピレングリコール5部、水15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。
[実施例2〜、比較例1〜8]
実施例1と同様に、表1で示した配合組成で界面活性剤組成物M−2〜M−17を得た。
Figure 0005978964
A−1:2−エチルヘキシルグリシジルエーテルでキャップされた2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのエチレンオキサイド付加物(式(I)において、n+mの平均値約10、p+qの平均値約2)
A−2:ラウリルグリシジルエーテルでキャップされた2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのエチレンオキサイド付加物(式(I)において、n+mの平均値約14、p+qの平均値約2)
A’−1:2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのエチレンオキサイド付加物(エチレンオキサイド付加モル数:3.5)
A’−2:2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのエチレンオキサイド付加物(エチレンオキサイド付加モル数:10)
B−1:RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
a+c=15、b+d=1、a,b,c,d>0、HLB=15、R:炭素数10の分枝アルキル
B−2:RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
a+c=4、b+d=1、a,b,c,d>0、HLB=9、R:炭素数10の分枝アルキル
B−3:RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
a+c=44、b+d=1、a,b,c,d>0、HLB=18、R:炭素数10の分枝アルキル
B−4:RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
a+c=19、b+d=1、a,b,c,d>0、HLB=15、R:炭素数14の直鎖アルキル
B−5:RO(C24O)11
HLB=11、R:炭素数10の直鎖アルキル
B−6:RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
a+c=19、b+d=1、a,b,c,d>0、HLB=15、R:炭素数14の分枝アルキル
B’−1:RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
a+c=93、b+d=1、a,b,c,d>0、HLB=19、R:炭素数10の分枝アルキル
B’−2:RO(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)d
a+c=24、b+d=1、a,b,c,d>0、HLB=15、R:炭素数21の直鎖アルキル
なお、各物性の測定は下記のようにして行った。結果を表2に示す。
<水溶解性>
上記水溶液の外観及び不溶解物の有無の確認を行った。
○: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
<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−100を用いて、界面活性剤組成物の0.1%水溶液の1Hz及び10Hzの動的表面張力を測定した。
<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、日本テストパネル社製SUS−304に滴下30秒後の接触角を測定した。
<起泡性>
0.1%水溶液を100mlメスシリンダーに20ml採取し、180回/分×40mmの条件で1分間振とうした時の直後及び5分後の泡の高さ(ml)を測定した。振とう終了直後気泡性は37ml以下で、30ml以下が好ましく、5分後の気泡性は18ml以下で、15ml以下が好ましい。
Figure 0005978964
[インキ配合]
[実施例
インキとして、ブラック顔料であるカラーブラックS170(デグッサ社製)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(分子量200)を10部、グリセリンを15部添加し、1時間攪拌した後、インキ組成物(以下、これをイ−1という)を得た。
更に、上記ブラック顔料の代わりに、それぞれマゼンタ顔料(C.I.ピグメントレッド122)、シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)、イエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー74)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。
[実施例1016、比較例9〜16]
実施例と同様にして、表3で示した配合で界面活性剤組成物M−2〜M−17を用いたインキ組成物イ−2〜イ−17を得た。
なお、各特性の測定は下記のようにして行った。結果を表3に併記する。
[インキの評価]
1)インキ分散性
インキを分散調合直後、1.5ミルのドクターナイフで硝子板に塗布し、凝集物に起因すると考えられる塗工ムラの有無を目視で確認した。
○:塗工ムラ無し
×:塗工ムラ有り
顔料分散性が悪いと、印字濃度、ドット径、印字画像の色濃度等が劣る場合がある。
2)粘度
インキ組成物をB型粘度計(25℃)を用いて測定した。
3)印字濃度
セイコーエプソン製MJ−930で黒インキを用いて普通紙に印字したドットに関し、サクラマイクロデンシトメーターPDM−5型(サクラ精機社製)でドット濃度を測定した。ドット濃度は0.99〜1.10で、1.01〜1.10が好ましい。
4)ドット径
セイコーエプソン製MJ−930で黒インキを用いて普通紙に印字し、100倍に拡大し、ドット径を測定した。ドット径は200〜250μmで、220〜240μmが好ましい。
5)印字画像の色濃度
セイコーエプソン製MJ−930でブラック(B)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)を普通紙にベタ印刷し、マクベス濃度計RD−918(マクベス社製)で測定した。色濃度は1.35〜2.00で、1.40〜2.00が好ましい。
6)インキ吸収性
セイコーエプソン製MJ−930でブラック(B)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)を同時に普通紙の同一場所に噴射し、1秒後に紙押さえ板でこすり、インキによる汚れを測定した。
○:白色部分の汚れのないもの
△:微かに汚れるもの
×:汚れがひどいもの
Figure 0005978964
[紙コート剤配合]
[実施例17
紙コート剤として、クラレポバール117(重合度1,700、ケン化度98〜99モル%ポリビニルアルコール)の2.5%水溶液100部に対し、界面活性剤組成物M−1を1部、気相法シリカ微粒子(AEROSIL300SF75,日本アエロジル製、平均一次粒子径7nm)を10部添加し、プロペラ式攪拌機で30分攪拌した後、紙コート剤配合物(以下、これをコ−1という)を得た。
[実施例1824、比較例17〜24]
実施例17と同様にして、表4で示した配合で界面活性剤組成物M−2〜M−17を用いた紙コート剤配合物コ−2〜コ−17を得た。
なお、各特性の測定は下記のようにして行った。結果を表4に併記する。
[紙コート剤の評価]
1)シリカ分散性
上記方法で分散して得られた紙コート剤配合物を分散調合直後、6ミルのドクターナイフで硝子板に塗布し、凝集物の有無を目視で確認した。
○:凝集物無し
×:凝集物有り
シリカ分散性が悪いと、コートされた紙の印刷時の印字性、発色性、インキ吸収性が劣る場合がある。
2)ハジキ
日商グラビア社製印刷適正試験機(GRAVO−PROOF)にて、紙コート剤を50m/分の塗工速度で無サイズ紙に8g/m2塗工し、塗工面のハジキなどの状態を目視にて確認した。
○: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
3)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分間振とうし、振とう終了直後及び5分後の泡のml数を測定した。振とう終了直後起泡性は20ml以下で、15ml以下が好ましく、5分後の起泡性は15ml以下で、10ml以下が好ましい。
Figure 0005978964

Claims (8)

  1. (A)下記平均組成式(I)
    Figure 0005978964
    (式中、R1は独立に水素原子、又は炭素数1〜6の直鎖状、炭素数3〜6の分枝状もしくは環状のアルキル基であり、R2は独立に炭素数1〜12の直鎖状アルキル基又は炭素数3〜12の分枝状もしくは環状のアルキル基であり、R3は−CH2OR4であり、R4は独立に炭素数2〜30の直鎖状、炭素数3〜30の分枝状もしくは環状のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基又は炭素数7〜30のアラルキル基であり、n,m,p,qは正数であり、n+mの平均値は1〜100であり、p+qの平均値は0.5〜5である。)
    で表されるグリシジルエーテルでキャップされたアセチレンジオールエトキシレート1〜20質量%と、
    (B)下記平均組成式(II)
    5O(C24O)a(C36O)b(C24O)c(C36O)dH (II)
    (式中、R5は炭素数5〜20の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基であり、a,b,c,dは0又は0〜25の正数である。但しa及びbのいずれかは0ではなく、かつ0≦a+c≦50、0≦b+d≦30である。)
    で表されるHLBが8〜18のポリオキシアルキレンアルキルエーテル60〜99質量%
    を含有してなり、0.1質量%水溶液の滴下30秒後の接触角が20度以下、かつ0.1質量%水溶液を100mlメスシリンダーに20ml採取し、180回/分×40mmの条件で1分間振とうした時の5分後の泡の高さが18ml以下であることを特徴とする水溶性界面活性剤組成物。
  2. (A)成分のグリシジルエーテルが、2−エチルへキシジルグリシジルエーテル及び/又はラウリルグリシジルエーテルである請求項1に記載の水溶性界面活性剤組成物。
  3. 上記平均組成式(II)のR5が、炭素数5〜15の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基である請求項1又は2に記載の水溶性界面活性剤組成物。
  4. 0.1質量%水溶液の1Hz及び10Hz時の動的表面張力がそれぞれ56mN/m以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水溶性界面活性剤組成物。
  5. 0.1質量%水溶液の滴下30秒後の接触角が5〜15度である請求項1〜4のいずれか1項に記載の水溶性界面活性剤組成物。
  6. 0.1質量%水溶液を100mlメスシリンダーに20ml採取し、180回/分×40mmの条件で1分間振とうした時の直後の泡の高さが37ml以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の水溶性界面活性剤組成物。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の水溶性界面活性剤組成物を配合したインキ。
  8. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の水溶性界面活性剤組成物を配合した紙コート剤。
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