JPS6018559A - 水性インク - Google Patents

水性インク

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JPS6018559A
JPS6018559A JP58125463A JP12546383A JPS6018559A JP S6018559 A JPS6018559 A JP S6018559A JP 58125463 A JP58125463 A JP 58125463A JP 12546383 A JP12546383 A JP 12546383A JP S6018559 A JPS6018559 A JP S6018559A
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JP
Japan
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water
polymer
emulsion
sulfonic acid
acid
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JP58125463A
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English (en)
Inventor
Koji Shintani
新谷 孝司
Tokuaki Emura
江村 徳昭
Tetsuo Tanaka
哲夫 田中
Yasuhiro Oda
康弘 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ルジョンを基材とする水性インクに関するものである。
さら忙詳しくは、1μ以下の平均粒子径を有するポリマ
ー粒子が、カチオン性染料によって染色されて、水中に
安定に分散されている着色されたポリマー粒子の水性エ
マルジョンを基材とする水性インクに関するものである
従来から、水性インクとして水可溶性染料を水に溶解し
て着色剤とし邂ものが知られている。これらの従来の水
性インクは、染料が水溶性のため、記録されたインクが
水や汗で滲みを生じたり、又印刷部位が、消失したりす
る欠点を有している。
一方、特開昭52−80340公報には、アクリロニト
リル系重合体にスルホン酸基を導入し、これを染色した
ものが、印刷インク等に使用することができる旨記載さ
れているが、上記の欠点がどの程度解消されているか不
明であるばかりか、重合を120℃以上の高温で、しだ
がって、かなり高い圧力下で行わねばならない。
本発明者らは、かかる従来の問題点に着目して、比較的
低い温度で製造することが出来るポリマーエマルジョン
であって、微細なポリマー粒子自体を着色する事によっ
て、印刷後あるいは記録後、ポリマーエマルジョンの乾
燥によって直ちに透明性の良好な、少なくとも常温にお
いてフィルム形成能を有する着色ポリマーエマルジョン
について研究を行い本発明に至った。
本発明は、エチレン性不飽和スルホン酸又はその塩と、
これと100℃以下の温度で共重合して平均粒子径1μ
以下のポリマー奪生成することが出来る他のエチレン性
不飽和モノマーの1種又は2種以上を重合して得られた
ポリマーであって、そのポリマー中に少なくとも2X1
0−’グラム当量/グラム・ポリマー以上のスルホン酸
又はその塩を導入した1μ以下の平均粒子径を有するポ
リマーの粒子がカチオン性染料で染色された着色ポリマ
ー粒子を含むポリマーエマルジョンを基材とする水性イ
ンクを提供するものである。
本発明の水性インクは、エチレン性不飽和スルホン酸又
はその塩と上記の他のエチレン性不飽和モノマーとを、
モノマーと水の総量に対して35〜95 wt%の範囲
内の水が存在する系において、100℃以下の重合温度
で重合し、その際生成するポリマー中に少くとも2 X
 10−’グラム当量/グラム・ポリマー以上のスルホ
ン酸基が導入される様に原料モノマーの供給比を調整し
、得られたポリマーエマルジョンにカチオン性染料を添
加する事によって得られる。
本発明の実施に際して、エチレン性不飽和スルホン酸又
はその塩としては、例えば、ビニルスルホン酸、アリル
スルホン酸、メタリルスルホン酸。
スチレンスルホン酸、ビニルベンジルスルホン酸。
アクリロイルオキシエチルスルホン酸、メタクロイルオ
キシプロピルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メ
チルプロパンスルホン酸等の不飽和スルホン酸及びこれ
らの塩、例えばリチウム塩。
ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等をあげる
事が出来る。
又本発明において、他のエチレン性不飽和モノマーとし
ては、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類
、ビニルエステル類、スチレン類。
オレフィン類、及びアミン基、カルボキシル基。
アミド基、水酸基等の親水性官能基を有する七ツマー等
のうちから選ぶ事が出来る。
即ち、アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル
アクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアク
リレート、n−ブチルアクリレート。
2−エチルへキシルアクリレート、グリシジルアクリレ
ート等をあげる事が出来る。メタクリル酸エステル類と
しては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタク
リレート、n−プロピルメタクリレート、n−ブチルメ
タクリレート、グリシジルメタクリレート等をあける事
が出来る。ビニルエステル類としては、例えば、ビニル
アセテート、ビニルプロピオネート、ビニルメトキシア
セテート+安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル等ヲあげ
る事が出来る。スチレン類としては、例えばスチレン、
メチルスチレン、クロルスチレン等ヲあげる事が出来る
。オレフィン類としては、ブタジェン、クロロブレン、
塩化ビニル、塩化ビニリデン等をあげる事が出来る。さ
らに、親水性官能基を有するモノマーとしては、ジメチ
ルアミンエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメ
タクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸
、マレイン酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ヒ
ドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタク
リレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等を
あげる事が出来る。
これらのモノマーを水中で重合すれば、スルホン酸又は
その塩をポリマー粒子に導入する事が出来る。この様な
エチレン性不飽和スルホン酸又はその塩と、他のエチレ
ン性不飽和モノマーとの重合方法は、通常実施されてい
る乳化重合方法と同様で良く、エチレン性不飽和スルホ
ン酸又はその塩及びこれと共重合可能な他のエチレン性
不飽和モノマー成分を、一般的な重合開始剤である過硫
酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、あるい
はキエメンハイドロペルオキシド、t−ブチルハイドロ
ペルオキシドの様な有機過酸化物等と共に各々を一括に
、おるいは部分的に、又は連続的に攪拌下の重合器内に
導入して水中で反応させることによって容易に実施し得
るが重合温度は100℃以下で十分である。又通常の乳
化重合の場に使用される界面活性剤が、重合反応系に存
在してもさしつかえない。
かかる重合方法によって得られるポリマー粒子の平均粒
子径は、重合系に存在するエチレン性不飽和スルホン酸
又はその塩の使用量9重合開始剤の使用量、水の使用量
1重合温度等によって左右される。基本的には、エチレ
ン性不飽和スルホン酸又はその塩の使用量が多くなると
粒子径は小さくなる傾向を、重合開始剤の使用量が多く
なると粒子径は小さくなる傾向を、女水の使用量が少く
なると粒子径は大きくなる傾向を示す。本発明の着色ポ
リマー粒子の安定な水性エマルジョンを得るだめには、
重合によって得られるポリマーの平均粒子径は1μ以下
でなければならず、13μ以下が望ましい。
又、該ポリマー中に2 X 10−″5グラム当量/グ
ラム・ポリマー以上、好ましくは5 X 10−’グラ
ム尚量/グラム・ポリマー以上のスルホン酸基が導入さ
れなければならない。スルホ/酸基の導入が少な過ぎる
とポリマーの凝集物が生成するし、微細なボ・リマー粒
子を得る事が出来なくなるからである。一方重合体中に
導入するスルホン酸基の量が多くなるとポリマー粒子は
小さくなるが、水性エマルジョンの粘度が高くなる事も
あり、実用的には1×10−3グラム当量/グラム・ポ
リマー以下、好ましくは5×10″グラム当量/グラム
・ポリマー以下にとどめるのが良い。この様な導入率に
なるように、エチレン性不飽和スルホ/酸又はその塩と
、それと共重合可能な他のエチレン性不飽和モノマーと
を共重合させるには通常前者の濃度をα4〜10wt%
、好ましくは1〜S Wtチ、そして後者のそれを10
〜60 wt%好ましくは50〜55 wt%にして反
応させればよい。
次いで、水性エマルジョンとして得られた微粒状ポリマ
ーの染色方法であるが、通常のトリフェニルメタン系、
アゾ系、メチン系、オキサジン系あるいはアンスラキノ
ン系等で知られているカチオン染料や塩基性染料のよう
なカブオン性染料を用いればよい。
工業的に最も簡便な染色としては、重合が終了したポリ
マー粒子のエマルジョンを、蟻酸、酢酸。
酪酸、酒石酸、リンゴ酸等の有機酸;塩酸、硫酸等の無
機酸によって、pH2〜7好ましくはp)73〜5に調
整し染料を添加する通常の染色方法によって実施し得る
。尚、かかる染色条件は、本発明の趣旨から限定される
ものではない。
本発明の着色ポリマーエマルジョンを基材とする水性イ
ンクは、エマルジョン中のポリマー粒子自体が着色され
ているために、乾燥によって直接に着色フィルムを形成
するという極めて大きな特徴を有するのである。したが
って、印刷、記録あるいは筆記などによって、水不溶性
の着色薄膜を形成し、従来の水性インクに見られるイン
クが、水や汗によって滲みを生じたシ、印刷部位が消失
したシする欠点は、完全に解消されるのである。
さらに、本発明によって従来、色の鮮明さにおいて優れ
た特徴を有し、日光堅ろう度の低い事が唯一の欠点とさ
れてきた塩基性染料やカチオン染料の日光堅ろう度が、
ポリマーに染着されて向上する事が判明したのである。
したがって、本発明における第2の利点は、色の鮮明な
日光堅ろう度が改良された水性インクが提供される事に
ある。
本発明のかかる特徴を有する水性インクは、それ自体、
水性インクとして使用出来るが、インクの乾燥性の調節
剤、防腐剤等、通常水性インクに使用される各種添加剤
を添加して使用してもよい。
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する
が本発明は、これらの実施例の記載によってその範囲を
何等制限されるものではない。閘、実施例中、部および
パーセントは特に断りない限り重量基準を示す。
伺、スルホン酸基の定量は、燃焼法によりイオウを定量
して行った。平均粒子径は、濁度法で測定した。日光堅
ろう度は、アート紙に1ミルのドクターブレードを使用
して、z o wt%に調整した着色エマルジョンを塗
布し、室温で乾燥したものを試験片とし、この試験片を
キセノンアークフェトメーター(ブラックパネル温度6
5℃±3℃)による48時間の試験のブルースケール(
JIS法)で示す。
実施例−1 窒素置換した500d7ラスコに、エマルゲン20C(
花王アトラス社製) 1.09と水65gを仕込み、窒
素ガスを流しながら攪拌して60℃に昇温した。スチレ
ン4α59.n−ブチルアクリレ−)6部5gを混合し
たモノマー混合液;スピノマーNa58 (東洋曹達製
p−スチレンスルホン酸ナトリウム純度82.0%)3
7gを水759に溶解したp−スチレンスルホン酸ナト
リウム水溶液;及び過硫酸アンモニウム[15gを水4
09に溶解した重合開始剤水溶液を各々3時間で添加し
て60℃で重合した。各液の添加終了後さらに2時間重
合温度を保持した。
得うれたポリマーエマルジョンのポリマー粒子の平均粒
子径は、約(110μであっ春。又ポリマー中にはt4
X10””グラム当量/グラムーポリマーのスルホン酸
基が含有されていた。ポリマーエマルシコンの110°
Cでの蒸発残分け、37.0%であった。
次いで、得られたポリマーエマルシコンの樹脂分100
部に対しカチオン性染料(カナロンブルー50LH,カ
チロンイエローT−RLH,メチレンブルーFZ、メチ
ルノぐイオレットピュアー、いずれも保土谷化学製)1
.5部、水10部、50チ酢酸水溶液1.0部を添加し
て95℃〜98℃で1時間攪拌した後室温に冷却した。
この様にして得られた着色したポリマーエマルシコンの
一部をとシガラス流延板に流延して25°Cの恒温室に
放置した所、各々透明でかつ鮮明で柔軟なフィルムが得
られた。
かくして得られた着色ポリマーエマルジョンを、フェル
トペンに含浸させてアート紙、ケント紙。
クラフト紙等に文字を画くことが出来た。乾燥した文字
は、優れた耐水性を示し、滲みや水への浸漬によるイン
クの流失等の現象は全く見られなかった。
又各染料自体の日光堅ろう度は、いずれもブルースケー
ル1級以下でありたが、上記の着色エマルジョンのそれ
は3〜4級であった。
実施例−2 窒素置換した500dフラスコに次の成分を添加し、窒
素ガスを流しなから40°Cに昇温した。
ト50gおよびメタクリル酸1gを混合したモノマー混
合液;スピノマーNa58 (東洋曹達製p−スチレン
スルホン酸ナトリウム純度82.0tIJ)2.5gを
水47.5 Fに溶解したp−スチレンスルホン酸ナト
リウム水溶液;過硫酸アンモニウム0.59に水49.
59に溶解した過硫酸アンモニウム水溶液とを各々3時
間で添加して40°Cで重合した。各液添加終了後さら
に5時間重合温度を保持した。
得うれたポリマーエマルジョンのポリマー粒子の平均粒
子径は、約α11μであった。又ポリマー中には1.2
X10一番グラム当量/グラム・ポリマーのスルホン酸
基が含有されていた。ポリマーエマルジョンの110℃
での蒸発残分は、41.1%であった。次いで得られた
ポリマーエマルジョンの樹脂100部に対し、カチオン
性染料(カチロンレッドGLM、カチロンレツド6BH
,カチロンイエローaLH,いずれも保土谷化学製)1
.0部、水10部、酢酸1部を添加して98℃で60分
間攪拌した後室温に冷却した。
!6れた着色ポリマーエマルジョンの一部をガラス流延
板に流延して、室温(25°C〜28°C)で放置した
ところ各々透明で、かつ鮮明、柔軟な着色フィルムが得
られた。
実施例−1と同様に7jl−ルトベンを作製したが、か
すれや目詰シのない良好なフェルトベンが得られた。さ
らに乾燥した文字は、優れた耐水性を示し、水道水に浸
漬しても滲み流去は全く観察されなかった。父上配着色
エマルジョンでの日光堅ろう度はいずれもブルースケー
ル4〜5級であった。
染料自体は、いずれも1級以下であった。
実施例−5 窒素置換したフラスコに次の成分を添加して窒素ガスを
流しながら、40℃に昇温した。
次に、メチルメタクリレ−)559.エチルアクリレー
ト659.アクリル酸1.0gを混合したモノマー混合
液;p−スチレンスルホン酸カリウム五〇gを水479
に溶解したp−スチレンスルホン酸カリウム水溶液;及
び過硫酸カリウム(L5りを水495gに溶解した過硫
酸カリウム水溶液とを各々3時間で添加して40℃で重
合した。各液添加終了後さらに2時間重合温度を保持し
た。
得られたポリマーエマルジョンのポリマー粒子の平均粒
子径は[1L08μで、110”Cの蒸発残分は41.
2%であった。又ポリマー中には1.4 X10’″4
グラム当量/グラム・ポリマーのスルホン酸基が含有さ
れていた。
次いで、得られたポリマーエマルジョンの樹脂分100
部に対しカチオン性染料(カナロンイエロー5GLH,
カチロンレツドGL)1.マラカイトグリーン、いずれ
も保土谷化学製)2.0部、水20部、酢酸(L5部を
各々添加して95℃〜98℃で60分間染色した後室温
に冷却した。
実施例−1と同様に各々の着色ポリマーエマルジョ/を
ガラス流延板に流延して室温に放置したところ、透明で
、柔軟性のある鮮明な着色フィルムが得られた。フィル
ムの切片をアセトン/水−1:1混合液に各々1週間浸
漬したが、いずれのフィルムからも染料の溶出は認めら
れなかった。
着色ポリマーエマルジョンをフェルトペンに含浸させて
、紙、布、板に文字を画く事が出来た。
父上記染料自体の日光堅ろう度は、いずれもブルースケ
ール1級以下であったが、上記エマルジョンのそれは3
〜5級であった。
特許出願人 東洋曹達工業株式会社 手続補正書 昭和58年9月5日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1事件の表示 昭和58年特許願第 125463 号2発明の名称 水性インク 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 電話番号(5s513ろ11 4補正命令の日付 自 発 5補正により増加する発明の数 0 ・−゛ イ、、+
、、−1 6補正の対象 明細岩 7補正の内容 明細書の浄書(内容に変更なし) 手続補正書 昭和59年6月15日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1事件の表示 昭和58年特許願第125463号 2発明の名称 水性インク 6補正をする者 事件との関係 特許出願人 電話番号(585)3511 6補正の対象 「昭和58年9月5日付手続補正書の明細書の発明の詳
細な説明の欄」 7補正の内容 明細書第10頁第6行目と第7行目の間に「又、本発明
の水性インクはノーカーボン紙などの様に酸性を呈する
紙面に筆記しても変退色しないなど、化学的にも安定性
の高いインクが提供される。」を挿入する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11 (a) エチレン性不飽和スルホン酸又はその
    塩と・これと100℃以下の温度で共重合して平均粒子
    径1μ以下のポリマーを生成することができる他のエチ
    レン性不飽和モノマーとの共重合体粒子であって、 イ)スルホン酸基2X10−グラム当量/グラム・ポリ
    マー以上 口)平均粒子径1μ以下 の共重合体粒子を (b) カチオン性染料で染色したポリマー粒子を含む
    着色ポリマーエマルジョンを基材とする水性インク。
JP58125463A 1983-06-29 1983-07-12 水性インク Pending JPS6018559A (ja)

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US06/625,254 US4623689A (en) 1983-06-29 1984-06-27 Aqueous colored polymer, process for preparing same and ink comprising same
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