JP2004339386A - 水性印刷インキ組成物および印刷物 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑性が良好でドクターブレードの耐摩耗性に優れた水性印刷インキ組成物を得ること。また、グラビア印刷、フレキソ印刷における生産効率が改善でき、版かぶり性が少なく画像良好で、被印刷体への密着性、印刷物の光沢等の印刷品質が良好な印刷物を提供すること。
【解決手段】ベヒクル成分として水溶性または水分散性の水性樹脂を用い、脂肪酸または脂肪酸塩を０．１〜１０重量％含有することを特徴とする水性印刷インキ組成物。脂肪酸または脂肪酸塩の脂肪族炭素数が５〜２１であることを特徴とする水性印刷インキ組成物。脂肪酸塩がアルカリ金属、アンモニウム、アミンのいずれかの塩である水性印刷インキ組成物。上記水性印刷インキ組成物を印刷して得られる印刷物。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性印刷インキ組成物に関する。更に詳しくはグラビア印刷、フレキソ印刷に好適に用いられ、ドクターブレード摩耗性が良好な水性印刷インキ組成物及び印刷適性が良好な印刷物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グラビア印刷は、表面にセルが形成されたグラビアシリンダーに印刷インキを供給し、ドクターブレードによりシリンダー表面の余分なインキを掻き落とした後、紙、プラスチック等の被印刷体に印刷を行うもので、出版物、包装材料、建材用シート等への印刷方法として盛んに使用されている。グラビア印刷の他版式にはない特徴の一つとして、余分なインキをドクターブレードにより掻き落とすという印刷上のプロセスが挙げられる。この特徴により、グラビア印刷は他版式印刷にはない印刷上の問題点がいくつか発生する。
【０００３】
そのひとつは、ドクターブレードのインキ掻き取りに起因する版かぶりである。版かぶりとは、版の非画線部にドクターブレードによって掻き取りきれない部分が生じ、本来被印刷体に転移してはならない余白部分にまでインキが付着し、汚れとなるものをいう。一般に水性印刷インキは、溶剤型印刷インキに比べて版かぶりしやすい。これは、水性印刷インキはグラビア版上で乾燥したインキ皮膜が再度印刷インキによって溶解される再溶解性やドクタリング時の潤滑性が不充分なので、ドクターブレード摩耗が発生するためと考えられている。
【０００４】
この問題点に対して再溶解性を向上させる手段を講じると、インキ皮膜を形成した後の耐水性、耐ブロッキング性が劣化して好ましくない。そこで、インキに使用する顔料の選択や印刷条件によって印刷時のインキの粘度を下げる等により対応しているのが現状である。
【０００５】
上記問題点の解決を試みた技術として、水性印刷インキ組成物にＮ−ベンゾイルアミノアルカン酸のアミン塩を用いたり、オレフィン・不飽和カルボン酸共重合物の金属塩を用いたり、硫酸化植物油のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩を用いたりする方法が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照。）。しかし、いずれもドクターブレード摩耗が十分に改善されているとはいえなかった。
【０００６】
また、フレキソ印刷の印刷方式として２ロール方式、ドクター方式、ドクターチャンバー方式等が挙げられる。そしてドクター方式、ドクターチャンバー方式にも表面にセルが形成されたアニロックスロールに印刷インキを供給し、ドクターブレードによりアニロックスロール表面の余分なインキを掻き落とす工程があり、グラビア印刷同様、従来の水性印刷インキ組成物ではドクターブレードの摩耗量が多いため寿命が短いという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−２２０３８５号公報
【特許文献２】
特開平７−１２６５６２号公報
【特許文献３】
特開平１１−９２７０４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意検討の結果、水溶性または水分散性樹脂等の水性樹脂をベヒクルとする水性印刷インキ組成物において、脂肪酸または脂肪酸塩を添加することにより、インキの潤滑性が向上してドクターブレードとシリンダー間の摩擦が低下しドクターブレード摩耗が低減すること、また印刷物に版かぶりが起こりにくくなることを見い出し、本発明に至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、水性樹脂と、脂肪酸または脂肪酸塩を０．１〜１０重量％含有することを特徴とする水性印刷インキ組成物である。
第２の発明は、脂肪酸または脂肪酸塩における脂肪族炭素数が５〜２１であることを特徴とする第１の発明に記載の水性印刷インキ組成物である。
【００１０】
第３の発明は、脂肪酸塩がアルカリ金属、アンモニウム、アミンのいずれかの塩であることを特徴とする第１または第２の発明に記載の水性印刷インキ組成物である。
第４の発明は、第１ないし第３の発明いずれか記載の水性印刷インキ組成物を印刷して得られる印刷物である。
【００１１】
【発明の実施の態様】
本発明の水性印刷インキ組成物においてベヒクル成分として使用される水性樹脂は、一般のインキ、塗料、および記録剤などに使用される水溶性、またはエマルジョン、ディスパージョン等の水分散性の樹脂が挙げられる。これらの１種、またはこれらの樹脂を混合したものでも良い。
【００１２】
具体的にはポリウレタン樹脂、ポリウレタンウレア樹脂、アクリル変性ウレタン樹脂、アクリル変性ウレタンウレア樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル酸共重合樹脂、スチレン−マレイン酸共重合樹脂、エチレン−アクリル酸共重合樹脂、ポリエステル樹脂、シェラック、ロジン変性マレイン酸樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル−アクリル酸共重合樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、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、ブチラール等が挙げられる。これらは１種でも、または２種以上の併用もできる。
【００１３】
本発明の水性印刷インキ組成物において使用される、脂肪酸または脂肪酸塩における脂肪族炭素数は５〜２１の範囲が好ましい。炭素数５未満では潤滑性が低下する傾向があり、また、炭素数２１を超えると印刷品質が低下する傾向がある。
【００１４】
脂肪酸としては、具体的にはカプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エイコセン酸、エルカ酸等の不飽和脂肪酸、リシノール酸、１２−ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシ脂肪酸、または牛脂、牛乳脂、豚脂、魚脂、アマニ油、オリーブ油、コーン油、ゴマ油、米ぬか油、サフラワー油、大豆油、ナタネ油、パーム油、パーム核油、ヒマシ油、ひまわり油、綿実油、ヤシ油、落花生油等の動植物油から得られる脂肪酸が挙げられる。これらは１種、または２種以上の併用ができる。特にラウリン酸、オレイン酸、リシノール酸が好ましい。
【００１５】
また、脂肪酸塩としては、前記脂肪酸のナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、メチルアミン、エチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン等のアミン塩が挙げられる。これらは１種、または２種以上の併用ができる。特にオレイン酸アンモニウム、リシノール酸トリエタノールアミンが好ましい。
【００１６】
本発明の水性印刷インキ組成物における脂肪酸または脂肪酸塩の含有量は０．１〜１０重量％である。好ましくは０．１〜５重量％の範囲である。脂肪酸または脂肪酸塩の含有量が少なすぎると、充分なドクターブレード耐摩耗性の向上や版かぶり低減効果が得られない。一方、多すぎると印刷物の光沢、耐水性、被印刷体への密着性等の印刷品質が劣化する傾向がある。また、上記脂肪酸または脂肪酸塩を併用しても良い。併用する場合は、水性印刷インキ組成物における脂肪酸または脂肪酸塩の合計量が０．１〜１０重量％の範囲であり、好ましくは０．１〜５重量％の範囲である。
【００１７】
本発明の水性印刷インキ組成物は、上記ベヒクル成分、脂肪酸または脂肪酸塩の他、顔料などの着色剤、必要に応じて充填材等の添加剤を加え、公知の方法により製造される。
また、本発明の水性印刷インキ組成物をプラスチックや紙等の公知の被印刷体にグラビア印刷、フレキソ印刷方法により印刷することにより本発明の印刷物が得られる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明の範疇を逸脱しない限り本発明はこれに限定されない。なお、例中「部」とは「重量部」を、「％」とは「重量％」をそれぞれ表わす。
【００１９】
［水性樹脂の製造例］
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、温度計を備えた４ツ口の２０００ｍｌフラスコに平均分子量２，０００（水酸基価５５．８）のポリテトラメチレングリコール１１１．０部、平均分子量２，０００（水酸基価５６．３）のポリエチレングリコール１０．７部、１，４シクロヘキサンジメタノール４．３部、ジメチロールブタン酸２３．４部、ジブチル錫ジラウレート０．１部、メチルエチルケトン２００部を仕込み、乾燥窒素で置換し８０℃まで昇温した。攪拌下、イソホロンジイソシアネート８０．４部を２０分で滴下し３時間反応させた。反応物を４０℃に冷却し、Ｎ，Ｎ−ビス（アミノプロピル）メチルアミン１２．６部、イソホロンジアミン７．７部、メチルエチルケトン１００部からなる混合物を３０分で滴下し、更に同じ温度で１時間反応させ鎖延長を行った。次に水８８０部、アンモニア水９．６部を添加し、昇温して溶剤４３０部を脱溶剤し、固形分が２５％になるよう調整し、重量平均分子量３８，７００の水性ウレタンウレア樹脂を得た。
【００２０】
［脂肪酸塩の製造例１］
５００ｍｌビーカーにオレイン酸４７．２部、２８％アンモニア水１０．２部、水４２．６部を仕込み、３０分間撹拌し、有効成分５０％のオレイン酸アンモニウム（脂肪酸塩１）を得た。
【００２１】
［脂肪酸塩の製造例２］
５００ｍｌビーカーにリシノール酸 ６６．８部、トリエタノールアミン３３．２部を仕込み、３０分間撹拌してリシノール酸トリエタノールアミン（脂肪酸塩２）を得た。
【００２２】
〔実施例１〜４および比較例１〜４〕
表１に示した各成分の混合物をサンドミルで練肉し、各々水性印刷インキ組成物を製造した。
【００２３】
【表１】

【００２４】
表中の添字による指示は下記の通りである。
１）白色顔料、テイカ（株）製
２）水性ウレタンウレア樹脂（固形分 ２５％）
３）脂肪酸塩１
４）脂肪酸塩２
５）硫酸化植物油、共栄社化学（株）製、商品名「ロート油」
【００２５】
水性印刷インキ組成物１００部を水４５部、エタノール１５部及びノルマルプロパノール４０部の混合溶媒で５０％濃度に希釈し、被印刷体として厚さ１２μｍのコロナ放電処理ポリエステルフィルム 商品名「東洋紡エステルフィルム Ｅ５１００」（東洋紡績（株）製）のコロナ放電処理面に、版深２５μｍのヘリオ版、刃先厚み６５μｍのドクターブレード（商品名「ニュードクターハイブレード」（富士商興（株）製）、以下ドクターブレードと略記する）を備えたグラビア印刷機で乾燥温度８０℃、印刷速度 １５０ｍ／分の条件でグラビア印刷し、版かぶり性及びドクターブレードの摩耗量を測定した。これらの結果を表２に示す。
【００２６】
（１）ドクターブレード摩耗性
版を印刷しない状態で、印刷速度 １５０ｍ／分にて９０分間空転させた。その後、キーエンス製マイクロスコープＶＨを用いて、ドクターブレードの刃先長さを測定し、未使用ドクターブレードの刃先長さとの差をドクターブレード摩耗量（μｍ）とした。
【００２７】
（２）版かぶり性
版を印刷しない状態で印刷速度 １５０ｍ／分にて０分間、４５分間、及び９０分間空転させた。その後、印刷速度 １５０ｍ／分で各々１分間印刷を行った。得られた被印刷体の無地部分への地汚れの程度（版かぶり）を目視にて評価した。評価基準は下記に示す通りであるが、中間の値も採用した。
○：版かぶりが全くない。
△：版かぶりがわずかにある。
×：版かぶりが著しくある。
【００２８】
【表２】

【００２９】
【発明の効果】
本発明の水性印刷インキ組成物は、水性樹脂と、脂肪酸または脂肪酸塩を０．１〜１０重量％含有するので、潤滑性が良好でドクターブレード磨耗性が低い。
本発明の水性印刷インキ組成物は、脂肪酸または脂肪酸塩の脂肪族炭素数が５〜２１であるので、潤滑性が更に良好でドクターブレード磨耗性が特に低い。
また、脂肪酸塩がアルカリ金属、アンモニウム、アミンのいずれかの塩であるので、潤滑性が更に良好でドクターブレード磨耗性が特に低い。
【００３０】
上記水性印刷インキ組成物を用いてグラビア印刷またはフレキソ印刷を行うと、ドクターブレード磨耗性が低いため版かぶり性が低減し、良好な印刷物が得られる。また、被印刷体への密着性、印刷物の光沢や耐水性の向上等良好な印刷品質が得られる。
また、本発明により、印刷工程におけるドクターブレードの磨耗や版かぶり性に由来した生産効率の改善ができる。

Claims (4)

1. 水性樹脂と、脂肪酸または脂肪酸塩を０．１〜１０重量％含有することを特徴とする水性印刷インキ組成物。
2. 脂肪酸または脂肪酸塩における脂肪族炭素数が５〜２１であることを特徴とする請求項１に記載の水性印刷インキ組成物。
3. 脂肪酸塩がアルカリ金属、アンモニウム、アミンのいずれかの塩であることを特徴とする請求項１または２に記載の水性印刷インキ組成物。
4. 請求項１ないし３いずれか記載の水性印刷インキ組成物を印刷して得られる印刷物。