JP7063262B2 - 転写紙保護層用樹脂組成物、及び、その製造方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年1月19日に日本に出願された特願2017-007245号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
<2>アクリル系重合体(A)が、アルキル基の炭素数3~6のアルキルメタクリレート由来の単量体単位を50~90質量%、及び、アルキル基の炭素数7~12のアルキルメタクリレート由来の単量体単位を10~50質量%含む、前記<1>に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
<3>さらに、消泡剤(C)を含む、前記<1>又は<2>に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
<4>アクリル系重合体(A)100質量部に対して、溶剤(B)を70~500質量部、消泡剤(C)を0.1~15質量部、可塑剤(D)を5~35質量部で含む、前記<3>に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
<5>消泡剤(C)が、ポリシロキサン又はアクリル系化合物である、前記<3>又は<4>に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
<6>前記アクリル系重合体(A)の重量平均分子量が50,000~200,000である、前記<1>~<5>のいずれか1項に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
<7>前記アクリル系重合体(A)のガラス転移温度が10℃以上である、前記<1>~<6>のいずれか1項に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
<8>可塑剤(D)が、ポリエステル系、安息香酸系又はフタル酸エステル系の可塑剤である、前記<1>~<7>のいずれか1項に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
<9>前記<1>~<8>のいずれか1項に記載の転写紙保護層用樹脂組成物を製造する方法であって、アクリル系重合体(A)、25℃でASTM D445に準拠した方法で測定した動粘度が1.5mm2/s以下のナフテン系溶剤及びイソパラフィン系溶剤から選ばれる少なくとも1種の溶剤(B1)並びに可塑剤(D)を配合する、転写紙保護層用樹脂組成物の製造方法。
<10>さらに、消泡剤(C)を配合する、前記<9>に記載の転写紙保護層用樹脂組成物の製造方法。
本発明の転写紙保護層用樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう。)は、アクリル系重合体(A)、溶剤(B)及び可塑剤(D)を含む。溶剤(B)は、25℃でASTM D445に準拠した方法で測定した動粘度が1.5mm2/s以下のナフテン系溶剤及びイソパラフィン系溶剤から選ばれる少なくとも1種の溶剤(B1)を70質量%以上含む。溶剤(B)は溶剤(B1)以外の溶剤(B2)を含んでもよい。また、溶剤(B)に含まれる芳香族化合物は2質量%以下である。
樹脂組成物は、さらに、消泡剤(C)を含んでいてもよい。
樹脂組成物は、その他の添加剤をさらに含んでもよい。
アクリル系重合体(A)は、アルキル基の炭素数が3~12のアルキル(メタ)アクリレート由来の単量体単位を含む。
アルキル基の炭素数が3~12のアルキル(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、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、Sec-ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートおよびラウリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、いずれかを単独で、または複数種を組み合わせて用いることができる。なお、後述する溶剤(B)への溶解性の観点から、アルキル(メタ)アクリレートは、アルキル基の炭素数は4~8のものがより好ましい。
他の単量体としては、アルキル基の炭素数が3~12のアルキル(メタ)アクリレートと共重合可能なものであればよく、たとえば、単官能のビニルモノマーが挙げられる。このようなビニルモノマーの具体例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレートおよびアルキル基の炭素数が13以上のアルキル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およびクロトン酸等のα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートおよび4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有アルキル(メタ)アクリレート、スチレンおよびα-メチルスチレン等の芳香族モノビニルモノマー、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル並びに(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、いずれか1種を単独で、または複数種を組み合わせて用いることができる。
他の単量体としては、保護層の引張強度を発現させる観点から、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸及びアミノ基含有アルキル(メタ)アクリレートが好ましく、(メタ)アクリル酸およびジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
アクリル系重合体(A)のガラス転移温度は、単量体単位の種類及び質量分率から、下記(1)式で表されるFoxの式より求められる。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi) ・・・・・(1)
上記(1)式において、Tgはアクリル系重合体(A)のガラス転移温度(単位はK)、Wiはアクリル系重合体(A)を構成する単量体i由来の単量体単位の質量分率、Tgiは単量体iの単独重合体のガラス転移温度(単位はK)を示す。Tgiの値は、POLYMERHANDBOOK Volume 1(WILEY-INTERSCIENCE)に記載の値を用いることができる。
溶剤(B)は、25℃でASTM D445に準拠した方法で測定した動粘度が1.5mm2/s以下のナフテン系溶剤及びイソパラフィン系溶剤から選ばれる少なくとも1種の溶剤(B1)を70質量%以上含む。溶剤(B1)は、動粘度が1.5mm2/s超のナフテン系溶剤及び/又はイソパラフィン系溶剤に比べて、樹脂組成物の成膜性を良好にすることができる。
溶剤(B1)としては、例えば、ヘキサン、ヘプタンや、エクソンモービル社製のエクソール(登録商標)DSP80/100、エクソールDSP100/120、エクソールD30およびエクソールD40等のナフテン系溶剤や、エクソンモービル社製のアイソパー(登録商標)EおよびアイソパーG等のパラフィン系溶剤等の芳香族含有量の少ない溶剤が挙げられる。これらの中でも、溶剤(B1)としては、樹脂組成物の成膜性の観点から、エクソールD30、エクソールD40およびアイソパーGが好ましい。溶剤(B1)は、上記の溶剤を単独で用いてもよいし、あるいは、2種以上を併用して用いることもできる。溶剤(B1)は、アクリル系重合体(A)、消泡剤(C)及び可塑剤(D)、並びに添加剤等のその他の成分と共に配合される溶剤であってもよい。
溶剤(B)に占める溶剤(B1)の含有量は、前記のように70質量%以上である。即ち、保護層の気泡を低減させる観点から、この含有量は70質量%以上であり、80質量%以上が好ましい。
また、溶剤(B2)の含有量は、溶剤(B1)の残余であり、30質量%以下であり、20質量%以下が好ましい。溶剤(B2)が芳香族を含む場合には、臭気の観点から、溶剤(B2)の含有量は少ないほど好ましい。
さらに、本発明の樹脂組成物においては、溶剤(B)に含まれる芳香族含有量が2質量%以下となるように、溶剤(B1)及び溶剤(B2)を選定する。臭気の観点から、芳香族含有量は少ないほど好ましく、1.5質量%以下が好ましい。一般に、芳香族含有量はガスクロマトグラフィーにより測定される。
消泡剤(C)は、泡の発生を防いだり、発生した泡を破泡したりする添加剤である。消泡剤(C)としては、例えば、ポリアルキルジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性シロキサンおよびポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサンを活性成分とするシリコーン系消泡剤、アクリル系化合物等のポリマーを活性成分とする非シリコーン・ポリマー系消泡剤並びに疎水粒子をキャリヤオイルに分散させたミネラルオイル系消泡剤等が挙げられる。消泡剤(C)としては、成膜性の観点から、シリコーン系消泡剤および非シリコーン・ポリマー系消泡剤が好ましく、ポリアルキルジメチルシロキサンを活性成分とするシリコーン系消泡剤及びアクリル系化合物を活性成分とする非シリコーン・ポリマー系消泡剤がより好ましい。
可塑剤(D)は、アクリル重合体(A)を可塑化する能力を有する添加剤である。可塑剤(D)としては、例えば、フタル酸エステル、リン酸エステル、アジピン酸エステルおよびエーテル系化合物が挙げられる。フタル酸エステルとしては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニルおよびフタル酸ジイソデシル等のフタル酸ジアルキルエステル;フタル酸ブチルベンジル等のフタル酸アルキルベンジル;フタル酸アルキルアリール;フタル酸ジベンジル;フタル酸ジアリール等が挙げられる。リン酸エステルとしては、リン酸トリクレシル等のリン酸トリアリール系、リン酸トリアルキル系およびリン酸アルキルアリール系等のリン酸エステルが挙げられる。アジピン酸エステルとしては、アジピン酸ジブチルおよびアジピン酸ジオクチル等の脂肪族二塩基酸エステルが挙げられる。エーテル系化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびジブチルグリコールアジペート等が挙げられる。可塑剤(D)としては、その他に、安息香酸系、トリメリット酸系およびポリエステル系並びにエポキシ化大豆油等の大豆油系等の可塑剤も使用できる。これらの可塑剤は、1種を単独で用いるだけでなく、2種以上の可塑剤を混合して用いることも可能である。また、可塑剤(D)としては、樹脂組成物の成膜性の観点から、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、安息香酸エステルおよびトリメリット酸エステルが好ましく、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリス(2-エチルへキシル)および安息香酸エステルがより好ましく、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニル、アジピン酸ジオクチル、トリメリット酸トリオクチルおよび安息香酸エステルが特に好ましい。
本発明の樹脂組成物には前記の(A)、(B)、(C)及び(D)成分に、さらに、添加剤等のその他の成分を配合してもよい。このような添加剤としては、たとえば、印刷等の方法で塗布する際の粘度安定性、柔軟性、乾燥性等を向上させるための、チキソ剤等の助剤を挙げることができる。チキソ剤としては、たとえば、脂肪酸アマイド系ワックス等のアミド系ワックス、ヒマシ油および水添ヒマシ油等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物の固形分濃度は、20~50質量%が好ましく、25~45質量%がより好ましい。この固形分濃度は、低いほど樹脂組成物の粘度が低くなる。一方、樹脂組成物の固形分濃度は、高いほど塗膜が厚くなり、陶磁器等への貼り付けがしやすくなる。ここで、本明細書で説明する固形分とは、溶剤以外の全ての成分を意味する。
本発明の樹脂組成物は、アクリル系重合体(A)と、25℃でASTM D445に準拠した方法で測定した動粘度が1.5mm2/s以下のナフテン系溶剤及びイソパラフィン系溶剤から選ばれる少なくとも1種の溶剤(B1)と、可塑剤(D)とを配合して製造することができる。このとき、必要に応じて、消泡剤(C)や、添加剤等のその他の成分を配合してもよい。
本発明の樹脂組成物の製造方法としては、撹拌機、冷却管、及び温度計を備えた混合装置に溶剤(B1)を仕込み、これを撹拌しながらアクリル系重合体(A)を少しずつ添加し、アクリル系重合体(A)が溶解したのを確認した後、消泡剤(C)、可塑剤(D)、必要に応じてその他の添加剤を添加する方法が好ましい。アクリル系重合体(A)、消泡剤(C)、可塑剤(D)またはその他の成分は、溶剤とともに配合してもよい。
本発明の樹脂組成物は、絵付け用転写紙等の積層体に設けられる保護層の材料として用いることができる。絵付け用転写紙としては、たとえば、台紙と水溶性糊剤層と印刷インキ層と保護層とがこの順で積層されたものが挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、アクリル系重合体(A)と、25℃でASTM D445に準拠した方法で測定した動粘度が1.5mm2/s以下のナフテン系溶剤及びイソパラフィン系溶剤から選ばれる少なくとも1種の溶剤(B1)を70質量%以上含み、芳香族化合物が2質量%以下である溶剤(B)と、可塑剤(D)とを含むため、低臭気であり、保護層を形成する際の成膜性も良好である。たとえば、樹脂組成物を印刷等により塗布して塗膜を形成した際に、塗膜に気泡やクレーターが発生しにくい。そのため、これを乾燥して形成される保護層も、気泡やクレーターの少ないものとなる。
本発明の積層体について、絵付け用転写紙を例に挙げ、添付の図面を参照し、その実施形態を示して説明する。
図1は、本発明の絵付け用転写紙の一実施形態を示す概略断面図である。
本実施形態の絵付け用転写紙1は、台紙3と、水溶性糊剤層5と、印刷インキ層7と、保護層9とが、この順で積層されたものである。
水溶性糊剤層5は、台紙3の片面の全面を覆うように形成されている。印刷インキ層7は、水溶性糊剤層5上に部分的に形成されている。保護層9は、印刷インキ層7を被覆するように形成されている。保護層9の一部は水溶性糊剤層5と接している。
印刷インキ層7としては、例えば、熱硬化型インキ、熱可塑性インキおよびUV硬化型インキ等が挙げられる。印刷インキ層7は、陶磁器等に転写される絵柄で形成される。印刷インキ層7は、単層でもよく、多層でもよい。
インキとしては、たとえば、熱硬化型インキ、熱可塑性インキおよびUV硬化型インキ等が挙げられる。
印刷インキ層7は、公知の方法により形成できる。たとえば、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷およびオフセット印刷等により、インキを水溶性糊剤層5上に塗布し、必要に応じて硬化させることによって印刷インキ層7を形成できる。
樹脂組成物の塗布方法としては、たとえば、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷およびオフセット印刷等が挙げられる。樹脂組成物の乾燥は、溶剤(B)を揮発させればよい。
まず、絵付け用転写紙1を水または温水に浸漬し、水溶性糊剤層5を溶解させて、印刷インキ層7の付いた保護層9を台紙3から剥離する。この印刷インキ層7の付いた保護層9を、例えば、陶磁器等のような被転写物の所定の位置に、陶磁器等と印刷インキ層7とが接触するように貼り付ける。そして、印刷インキ層7の付いた保護層9と陶磁器等との間の水分や気泡等を除去した後、保護層9を焼成して陶磁器等の表面に印刷インキ層7が残ることで、陶磁器等への絵付けが行われる。
たとえば、水溶性糊剤層5は、少なくとも印刷インキ層7及び保護層9が形成される位置に設けられていればよく、台紙3の片面の全面を覆うものでなくてもよい。
<成膜性>
市販のシリンダー印刷機を用い、水溶性糊剤が片面の全面に均一に塗布された台紙(株式会社ムラカミ製 SPA 215×290mm)上に、熱硬化型インキ(帝国インキ社製MEG)をナイロン製300メッシュのスクリーンで印刷して、絵付けの花柄模様となる印刷インキ層を形成し、室温で12時間放置した。その後、さらに、その上に、樹脂組成物をナイロン製60メッシュのスクリーンで印刷して樹脂組成物の塗膜を形成し、1分間放置した。放置後、この塗膜を目視で観察し、評価を以下のように実施し、結果を下記表2に示した。
良:気泡やクレーターが無いもの。
不良:気泡やクレーターがあるもの。
上記で得られた樹脂組成物の臭気を確認し、その評価を以下のように実施し、結果を下記表2に示した。
良:刺激臭を感じなかった。
不良:刺激臭を感じた。
撹拌機、冷却管、及び温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水900部、メタクリル酸2-スルホエチルナトリウム60部、メタクリル酸カリウム10部及びメチルメタクリレート12部を入れて撹拌し、重合装置内を窒素置換しながら、50℃に昇温した。その中に、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩0.08部を添加し、さらに60℃に昇温した。昇温後、滴下ポンプを使用して、メチルメタクリレートを、0.24部/分の速度で75分間連続的に滴下した。滴下終了後、反応溶液を60℃で6時間保持した後、室温に冷却して、透明な水溶液である固形分10%の分散剤を得た。
撹拌機、冷却管、及び温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.3部及び分散剤(固形分10%)0.3部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。
次に、イソブチルメタクリレートを81部、2-エチルヘキシルメタクリレート19部、ドデシルメルカプタン0.2部、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.3部を加え、水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、80℃に昇温して1時間反応し、さらに重合率を上げるため、後処理温度として90℃に昇温して60分保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、ポリマーを含む水性懸濁液を得た。
この水性懸濁液を、目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄した後に脱水し、40℃で16時間乾燥して、重量平均分子量が110,000であるアクリル系重合体A1を90部得た。
アクリル系重合体A1は、その原料の仕込み量から、アルキル基の炭素数が3~12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を100質量%含み、その内訳は、イソブチルメタクリレート単位81質量%、2-エチルヘキシルメタクリレート単位19質量%である。また、アクリル系重合体A1のガラス転移温度は50℃である。
下記表1に示す配合量(部)で各原料を配合し、高速分散機で混合して転写紙保護層用樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物について、前述の臭気及び成膜性の評価を行い、それらの結果を下記表2に示した。
A-S-A(登録商標) T-380-20BS:商品名、伊藤製油社製脂肪酸アマイド系ワックス(有効成分20%;溶剤:石油系溶剤65%、ベンジルアルコール15%)
BYK(登録商標)-077:商品名、ビックケミージャパン社製シリコーン系消泡剤(有効成分52%;溶剤:高沸点芳香族溶剤)
BYK(登録商標)-052:商品名、ビックケミージャパン社製アクリル系消泡剤(有効成分20%;溶剤:ミネラルスピリット)
エクソール(登録商標)D30:商品名、エクソンモービル社製ナフテン系溶剤(有効成分100%; 動粘度:0.99mm2/s; 芳香族含有量:0.01%以下)
エクソール(登録商標)D40:商品名、エクソンモービル社製ナフテン系溶剤(有効成分100%; 動粘度:1.3mm2/s; 芳香族含有量:0.05%)
アイソパー(登録商標)G:商品名、エクソンモービル社製イソパラフィン系溶剤(有効成分100%; 動粘度:1.49mm2/s; 芳香族含有量:0.005%以下)
アイソパー(登録商標)L:商品名、エクソンモービル社製イソパラフィン系溶剤(有効成分100%; 動粘度:1.6mm2/s; 芳香族含有量:0.01%以下)
アイソパー(登録商標)M:商品名、エクソンモービル社製イソパラフィン系溶剤(有効成分100%; 動粘度:3.57mm2/s; 芳香族含有量:0.01%)
スワゾール(登録商標)1000:商品名、丸善石油社製芳香族炭化水素系溶剤(有効成分100%; 動粘度:0.9mm2/s; 芳香族含有量:100%)
3 台紙
5 水溶性糊剤層
7 印刷インキ層
9 保護層
Claims (10)
- アルキル基の炭素数3~12のアルキル(メタ)アクリレート由来の単量体単位を50質量%以上含むアクリル系重合体(A)、溶剤(B)及び可塑剤(D)を含む転写紙保護層用樹脂組成物であって、溶剤(B)は25℃でASTM D445に準拠した方法で測定した動粘度が1.5mm2/s以下のナフテン系溶剤及びイソパラフィン系溶剤から選ばれる少なくとも1種の溶剤(B1)を70質量%以上含み、芳香族化合物が2質量%以下である、転写紙保護層用樹脂組成物。
- アクリル系重合体(A)が、アルキル基の炭素数3~6のアルキルメタクリレート由来の単量体単位を50~90質量%、及び、アルキル基の炭素数7~12のアルキルメタクリレート由来の単量体単位を10~50質量%含む、請求項1に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
- さらに、消泡剤(C)を含む、請求項1又は2に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
- アクリル系重合体(A)100質量部に対して、溶剤(B)を70~500質量部、消泡剤(C)を0.1~15質量部、可塑剤(D)を5~35質量部で含む、請求項3に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
- 消泡剤(C)が、ポリシロキサン又はアクリル系化合物である、請求項3又は4に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
- 前記アクリル系重合体(A)の重量平均分子量が50,000~200,000である、請求項1~5のいずれか1項に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
- 前記アクリル系重合体(A)のガラス転移温度が10℃以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
- 可塑剤(D)が、ポリエステル系、安息香酸系又はフタル酸エステル系の可塑剤である、請求項1~7のいずれか1項に記載の転写紙保護層用樹脂組成物。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の転写紙保護層用樹脂組成物を製造する方法であって、
アクリル系重合体(A)、25℃でASTM D445に準拠した方法で測定した動粘度が1.5mm2/s以下のナフテン系溶剤及びイソパラフィン系溶剤から選ばれる少なくとも1種の溶剤(B1)並びに可塑剤(D)を配合する、転写紙保護層用樹脂組成物の製造方法。 - さらに、消泡剤(C)を配合する、請求項9に記載の転写紙保護層用樹脂組成物の製造方法。
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