JP2005290083A - 水なし平版印刷インキ組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】
水なし平版印刷における印刷の高速化、使用用紙の低級化に対応する為、紙むけ耐性や着肉性の向上を行い、かつ光沢、流動性、地汚れ耐性に優れた水なし平版インキ組成物を提供するものである。
【解決手段】
環化ゴム及び重量平均分子量が１０００未満のα−オレフィン重合物を含有することを特徴とする水無し平版印刷用インキ組成物であり、α−オレフィン重合物の動粘度が３〜１００ｃSt（＠４０℃）、溶解性パラメーターが６〜１０(cal/cc)^0.5（＠２５℃）であり、炭素数８〜１２のα−オレフィンを重合してなることを特徴とする水無し平版印刷用インキ組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、湿し水を必要としない水なし平版印刷における印刷の高速化、使用用紙の低級化に対応する為、流動性、紙剥け耐性、着肉性、光沢が極めて良好でかつ地汚れ耐性に優れた水なし平版印刷インキ組成物を提供するものである。

印刷の主流をなす平版印刷は非画線部に湿し水を供給し、湿し水とインキ反発性を利用し画像部と非画像部を形成してなる。しかしこの平版印刷方式は印刷品質のバラツキの原因が湿し水及び湿し水とインキの乳化に起因するところが大きく、それを制御する為に多大な設備、消耗材、時間や熟練した技術が必要となっていた。

近年この湿し水に関わる問題を解決する方法として水なし平版印刷法が提案され、特に湿し水に替わってインキ反発性を示すことを目的として非画線部にシリコーンゴムを設けて印刷する方法が実用化されている。このような水なし平版印刷において従来の油性インキを用いて印刷すると非画線部での充分なインキ反発性が得られず、地汚れが発生して好ましくないことが知られている。この水なし印刷における地汚れという現象は印刷中に印刷機の駆動部やローラーの摩擦に起因する温度上昇と、湿し水を用いない事から水の蒸発による版面の冷却効果がなくなる事による版面温度の上昇によりインキ自体の凝集力が低下し、本来インキを反発すべき非画線部にインキが付着し正常な印刷画像を得ることができない。

この水なし印刷特有の問題を解決するために、例えばインキビヒクル成分中の樹脂を高分子量化して凝集力を上げる（特開平０５−２７９６１３号公報）、増粘剤を用いる（特開平０６−１５７９６０号公報）、シリコーン変性樹脂やオルガノポリシロキサン（特開昭５０− ７１４１０）により付着エネルギーを下げる、オルガノポリシロキサン、オレフィン系ポリマーやジエン系ポリマーによる地汚れ耐性の向上等の手法が取られてきた。
特開平０５−２７９６１３号公報 特開平０６−１５７９６０号公報 特開昭５０−７１４１０号公報 特開２００２−９７３９８号公報

樹脂を高分子量化して凝集力を上げることや増粘剤を用いる手法では高粘度のインキを得ることが出来、地汚れ耐性は向上するが、印刷時のインキのローラー間での転移性、印刷機上での安定性等の印刷適性が劣化するという問題があった。

またシリコーンオイルを添加する方法は過去から行われてきており地汚れ耐性の向上に効果があるが、光沢の劣化、着肉性の劣化に加えて印刷物としての後加工性が悪い場合があることや、オフ輪印刷で乾燥機の中で揮発することにより触媒脱臭装置の触媒毒になることから適用が制限されていた。またシリコーンオイルはインキ成分と相溶性が悪く分離し易い為に印刷機上での安定性が劣る場合が多くあり、ローラー間での転移不良が発生したり、甚だしい場合にはローラーにインキが付着しなくなったりするなどの印刷機上での安定性が不足するという問題があった。

シリコーンオイルに加えてジエン系ポリマー、オレフィン系ポリマーも分子量領域によっては地汚れ耐性の発現は見られるものの、ビヒクルとの相溶性が劣ることからインキが硬調になり流動性・着肉性・転移性・光沢の劣化につながりノンヒート印刷など適用分野が限られ満足できる品質のものではなかった。

水なし平版印刷は近年めざましい普及を遂げているが、印刷の高速化が進んでいることや再生紙を始めとして低級な用紙の使用が増えていることから、紙むけ耐性を付与する為のインキの低タック化や、紙への着肉性を向上させる必要が以前にも増して要求されている。また更用紙においても水なし印刷が行われようとしている為、これまで以上にインキの低タック化及び着肉性の向上が求められている。紙むけ耐性や着肉性を向上させる為にはインキ中の溶剤量を増やせば良いが、その弊害として粘度も低下し地汚れ耐性が劣化する。地汚れ耐性を持たせ、低タック化を行い、着肉性を向上し光沢などあらゆる印刷物品質の向上という難しい課題が求められている。

本発明が解決しようとする課題は紙むけ耐性、着肉性、転移性、流動性、光沢の向上を行い、かつ地汚れ耐性に優れた水なし平版印刷インキ組成物を提供するものである。

即ち本発明は、環化ゴム及び重量平均分子量が１０００未満のα−オレフィン重合物を含有することを特徴とする水無し平版印刷用インキ組成物に関する。

また、本発明は、α−オレフィン重合物の動粘度が３〜１００ｃSt（＠４０℃）、溶解性パラメーターが６〜１０(cal/cc)^0.5（＠２５℃）であることを特徴とする上記水無し平版印刷インキ用組成物に関する。

また、本発明は、α−オレフィン重合物が炭素数８〜１２のα−オレフィンを重合してなることを特徴とする上記水無し平版印刷用インキ組成物に関する。

さらに、本発明は、バインダー樹脂としてロジン変性フェノール樹脂、アルキド樹脂、石油樹脂から選択される単独ないし複数の樹脂を含有することを特徴とする上記水無し平版印刷用インキ組成物に関する。

さらに、本発明は、ロジン変性フェノール樹脂の樹脂粘度が１８〜５０Pa・ｓ（＠２５℃）であることを特徴とする上記水無し平版印刷用インキ組成物に関する。ここで樹脂粘度は樹脂／アマニ油＝１／２の重量比の混合物を１８０〜２００℃で加熱攪拌溶解して得たワニスのコーンプレート型粘度計による２５℃での粘度とする。

さらに、本発明は、炭素数が12〜18である直鎖又は分岐構造を有するα−オレフィンを含有することを特徴とする上記水無し平版印刷用インキ組成物に関する。

加えて、本発明は、溶剤成分として鉱物油類を含有しないことを特徴とする上記水無し平版印刷用インキ組成物に関する。

加えて、本発明は、上記水無し平版印刷用インキ組成物を使用した印刷物に関する。

本発明方法によって紙むけ耐性、着肉性に優れ、かつ地汚れ適性に優れた極めて実用性の高い水なし平版印刷用インキ組成物を得て、そのインキを使用して光沢・網点再現性に優れた印刷物を得ることが出来る。また、併せて印刷インキからの揮発成分を抑制もしくは無くすことが可能な環境安全性に優れた印刷インキ及び印刷物を得ることが可能となった。

本発明は従来の技術を単に組み合わせただけでは不十分であった各種水無し平版印刷適性をαオレフィン重合物と環化ゴムを必須材料とした上でバインダー樹脂と溶剤の特性を最適化したバランスのとれたビヒクルを提供することによってなされものであり、以下詳細に説明する。

本発明に使用される環化ゴムは天然又は合成ゴムを酸処理することによって得られる。使用される環化ゴムの重量平均分子量は５０００〜５００００が好ましく、より好ましくは重量平均分子量８０００〜３００００である。環化ゴムの重量平均分子量が５０００未満だと充分な地汚れ耐性が得られにくく好ましくない。また環化ゴムはＡＦソルベント５に１０重量％希釈した混合溶液が透明な状態から白濁する状態へ変化する温度領域が５０℃〜９０℃の範囲であるのもが好ましい。

環化ゴムは、植物油類又は鉱物油類が単独または２種類以上の組み合わせの溶剤、必要に応じてアルミニウムキレートなどのゲル化剤や環化ゴム以外のバインダー樹脂と一緒に１９０℃程度で加熱撹拌してワニス組成物としてインキに使用する。環化ゴムの添加量は印刷インキ組成物の全量に対して０．５〜２５重量％であり、より好ましくは１％〜１５重量％である。０．５重量％以下だと充分な地汚れ耐性が得られにくく、２５重量％以上だとインキとした場合のタック値が高くなり紙剥けの原因となりうる。

本発明に使用される重量平均分子量が１０００未満のα−オレフィン重合物は重量平均分子量が１０００未満であればその構造を問わないが、インキの流動特性、光沢などを考慮すると側鎖を持たないイソパラフィン構造のＷＡＸフリーのオレフィン重合物が好ましく使用される。重量平均分子量が１０００以上であると水無し平版インキの地汚れ耐性や耐摩擦性の向上が特に高分子になるほど認められるが、インキの流動性、着肉性、転移性、光沢が劣化してしまう。

更にはα−オレフィン重合物の動粘度が４０℃で３〜１００ｃStが好ましい。１００ｃStを超えると所望の光沢、流動特性が得られないし、分子量との兼合いでは所謂パラフィンワックスといわれるワックス状の形態をなしブロッキングや耐摩擦性能を得ることができるが所望の流動特性や光沢のある印刷物を得ることが出来ない。

またα−オレフィン重合物の２５℃での溶解性パラメーターは６〜１０(cal/cc)^0.5であることが好ましい。一般に印刷インキに使用される主要溶剤、樹脂の溶解性パラメーターは６〜１２(cal/cc)^0.5が殆どであることからそれと近似した領域のα−オレフィン重合物を使用することが流動性、光沢の点で好ましい。溶解性パラメーターが１５(cal/cc)^0.5を超えるとビヒクルとの相溶性に差が生じ粘度アップとなり好ましくない。

本発明で好ましく使用される重量平均分子量が１０００未満、動粘度が３〜１００ｃSt（＠４０℃）、溶解性パラメーターが６〜１０(cal/cc)^0.5（＠２５℃）であるα−オレフィン重合物を得るには、基となるα−オレフィンモノマーとしては炭素数８〜１２のα−オレフィンを使用することが好ましい。炭素数が８未満ないし１２を超えるα−オレフィンを使用するとポリマーの構造からする粘度や溶解性パラメーター、反応終点を制御する点で困難度を増すことから、主に炭素数１０のデセンを主原料に前記範囲の炭素数のα−オレフィンが最適である。

α−オレフィン重合物はインキを製造する工程の任意の工程で添加することができる。その添加量は０．１〜１０重量％が好ましい。０.１重量％未満であると十分な流動性、光沢が得られず、また１０重量％を超えると光沢、流動性の点で向上するものの地汚れ耐性が不十分となる。

前記環化ゴムとα−オレフィン重合物を最適に組み合わせることにより流動性、光沢、地汚れ耐性に優れる水無し平版印刷インキ組成物が得られるが、必要に応じてバインダー樹脂を添加することが好ましい。何故なら環化ゴムは地汚れ耐性は非常に優れるものの分子量を余り大きくできず、その構造からして実質有効な架橋点が殆どないことからゲル化反応によるビヒクルを得ることが難しい。これを補う目的で併用されるバインダー樹脂としてはロジン変性フェノール樹脂、アルキド樹脂、石油樹脂から選択される単独ないし複数の樹脂を含有することが好ましい。

本発明で使用されるアルキド樹脂は、多塩基酸とポリオールと油脂からなる油変性アルキド樹脂が好ましい。

本発明で使用される石油樹脂はインデン、メチルインデン、ビニルトルエン、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、メチルブテン、イソプレン、ペンテン、シクロペンテン、ペンタジエンなどを成分とする二重結合を有する石油樹脂が例示できる。二重結合を有する石油樹脂としては、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエンを原料とするＤＣＰＤ系石油樹脂；ペンテン、ペンタジエン、イソプレンなどのＣ５系石油樹脂；インデン、メチルインデン、ビニルトルエン、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレンなどを原料とするＣ９系石油樹脂、前記ＤＣＰＤ系とＣ５系原料からなる共重合石油樹脂、前記ＤＣＰＤ系とＣ９系原料からなる共重合石油樹脂、前記Ｃ５系とＣ９系原料からなる共重合石油樹脂、前記ＤＣＰＤ系とＣ５系とＣ９系原料からなる共重合石油樹脂などがあげられ、無触媒あるいはフリーデルクラフツ型触媒（カチオン重合）などを用いて製造される。特に、極性基付与が容易であり、所望の軟化点に調整し易いため、ＤＣＰＤ系石油樹脂、ＤＣＰＣ系とＣ５系原料からなる共重合石油樹脂、ＤＣＰＤ系とＣ９系原料からなる共重合石油樹脂、ＤＣＰＤ系とＣ５系とＣ９系原料からなる共重合石油樹脂が好ましい。

本発明に使用されるロジン変性フェノール樹脂としては、特に制約はなくロジンとしてはガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンなどが代表的に使用できる。フェノール樹脂としてはノボラック型、レゾール型、ノボラック−レゾール複合型のフェノール樹脂が使用できる。ポリオールとしてはグリセリン、ペンタエリスリトールなどが代表的に使用できる。ロジン変性フェノール樹脂の製法としてはこれらの樹脂原料の投入順、反応触媒、性状としては分子量、溶解性など特に制限はないが、２５℃での樹脂粘度が１８〜５０Pa・ｓであることが好ましい。尚ここで樹脂粘度とは樹脂／アマニ油＝１／２の重量比の混合物を１８０〜２００℃で加熱攪拌溶解して得たワニスのコーンプレート型粘度計による２５℃での粘度とする。樹脂粘度が１８Ｐａ・ｓ未満であるとインキとしての凝集力が不十分であり地汚れ耐性が劣り、５０Ｐａ・ｓを超えるとインキとした場合流動性が劣化し好ましくない。

必要に応じて炭素数が12〜18である直鎖又は分岐構造を有するα−オレフィンを含有させることによりさらに地汚れ、流動性、光沢に優れる水無し平版印刷インキ組成物を得ることができ好ましい。このα−オレフィンの添加量は特に制限はないが１〜１５重量％の範囲で使用するバインダー樹脂の特性に合わせて添加することが好ましい。

溶剤成分として鉱物油類を含有させないインキ組成物として配合する場合に使用できる溶剤類として、動植物油類や脂肪酸エステル、脂肪酸エーテルが使用できる。
動植物油類としては、亜麻仁油、大豆油、桐油、トール油、綿実油、サフラワー油、菜種油、脱水ひまし油、再生植物油などが例示される。

脂肪酸エステルとしては、炭素数８〜２０の飽和及び又は不飽和脂肪酸のアルキルエステルが例示できる。アルキル部分は炭素数１〜８の直鎖又は分岐のアルキル基が例示できる。

脂肪酸エーテルとしては、炭素数６〜２０の飽和及び又は不飽和の脂肪酸アルコールを由来とするエーテルが例示できる。

また、本発明の印刷インキには色材として顔料、染料、体質顔料、補助剤として耐摩擦剤、乾燥調整剤、粘度調整剤、各種溶剤を必要に応じて添加しインキとして使用することが出来るが、これら例示物質に何ら限定されるものではない。

本発明の水無し平版印刷インキは紙、プラスチックフィルムなどの印刷基材に任意の定法印刷方式で印刷し印刷物を得ることが出来る。

以下に具体例を示して本発明の説明を行うが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるものではない。尚、例中「部」とは重量部、「％」とは重量％を示す。

（ワニス製造例）
バインダー樹脂として環化ゴム（重量平均分子量２３０００、軟化点１２２〜１３８℃）、ロジン変性フェノール樹脂Ａ（重量平均分子量２２４０００、軟化点１７８℃、樹脂粘度４２Ｐａ・ｓ）、ロジン変性フェノール樹脂B(重量平均分子量８００００、軟化点１７０℃、樹脂粘度１５Ｐａ・ｓ)、大豆油変性アルキド樹脂（油長８０、大豆油変性無水フタル酸−ペンタエリスリトールエステル）、石油樹脂（マレイン酸変性Ｃ５系石油樹脂、重量平均分子量２３００、軟化点１６５℃）。α−オレフィン重合物としてオレフィンポリマーＡ（デセンポリマー、溶解性パラメーター８．１７(cal/cc)^0.5（＠２５℃）、粘度６６ｃSt（＠４０℃）、重量平均分子量７２０）、オレフィンポリマーＢ（オクテン、デセン、ドデセンの混合ポリマー、溶解性パラメーター８．１４(cal/cc)^0.5（＠２５℃）、粘度３１ｃSt（＠４０℃）、重量平均分子量５４４）、オレフィンポリマーＣ（デセンポリマー、溶解性パラメーター７．９９(cal/cc)^0.5（＠２５℃）、粘度５ｃSt（＠４０℃）、重量平均分子量２８４）、オレフィンポリマーＤ（イソプレンポリマー、溶解性パラメーター１５．４(cal/cc)^0.5（＠２５℃）、粘度８００ｃSt（＠４０℃）、重量平均分子量１８００）。溶剤としてＡＦソルベント５（新日本石油化学（株）製、アロマフリーインキソルベント）、ダイヤレン（三菱化成（株）製、α−オレフィン、平均沸点３０１℃）、大豆油、大豆油脂肪酸ブチルエステル。架橋剤としてアルミキレート（アルミニウム ジイソプロキシドモノエチルアセテート）。

前記材料を表１の配合（重量％）に従い定法に従って１9０℃１時間加熱反応させ実施例ワニス１〜７、比較例ワニス８〜９を得た。

（インキ製造例）
実施例ワニス１〜７、比較例ワニス８〜９を使用して表２の配合（重量％）に従い顔料としてフタロシアニンブルー（東洋インキ製造（株）製 ＬＩＯＮＯＬＢＬＵＥ ＦＧ７３３０）を用い３本ロールを用いて定法に従い実施例インキ１〜９、比較例インキ１０〜１２を得た。

（インキ及び印刷適性評価）
実施例インキ１〜９、比較例インキ１０〜１２について枚葉オフセット印刷機を用いて印刷物を得た。印刷条件：印刷速度８０００枚／時でコート紙を２０００枚印刷、版面温度２８〜３１℃、印刷版ＨＧ−２（東レ（株）製）
評価項目：得られた印刷物とインキ特性を以下の点で評価した結果を表３に示す。1)光沢（ベタ部の６０−６０°反射光沢を測定、値が高いほど光沢良好）2)地汚れ（ベタ部と７０％網点部のコントラスト（Ｋ値）、値が高いほど地汚れが良好）3)スロープ（スプレッドメーターを使用し１００秒後と１０秒後のフロー値の差を測定、値が高いほど流動性は良好）

本発明に係わる実施例インキ１〜８は比較例インキ１０〜１１比べ、地汚れ耐性、光沢、流動性において優れることが判る。また石油系溶剤を含有しない実施例インキ９が比較例インキ１２と比較して地汚れ耐性、光沢、流動性において優れることが判る。

本発明の分子量が１０００未満のα−オレフィン重合物は水無し平版印刷ばかりでなくコンベンショナルな湿し水を有する平版印刷インキ組成物に適用できる可能性が見込める。

Claims (8)

1. 環化ゴム及び重量平均分子量が１０００未満のα−オレフィン重合物を含有することを特徴とする水無し平版印刷用インキ組成物。
2. α−オレフィン重合物の動粘度が３〜１００ｃSt（４０℃）、溶解性パラメーターが６〜１０(cal/cc)^0.5（２５℃）であることを特徴とする請求項１記載の水無し平版印刷インキ用組成物。
3. α−オレフィン重合物が炭素数８〜１２のα−オレフィンを重合してなることを特徴とする請求項１または２記載の水無し平版印刷用インキ組成物。
4. バインダー樹脂としてロジン変性フェノール樹脂、アルキド樹脂、石油樹脂から選択される単独ないし複数の樹脂を含有することを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の水無し平版印刷用インキ組成物。
5. ロジン変性フェノール樹脂の樹脂粘度が１８〜５０Pa・ｓ（２５℃）であることを特徴とする請求項４記載の水無し平版印刷用インキ組成物。ここで樹脂粘度は樹脂／アマニ油＝１／２の重量比の混合物を１８０〜２００℃で加熱攪拌溶解して得たワニスのコーンプレート型粘度計による２５℃での粘度とする。
6. 炭素数が12〜18である直鎖又は分岐構造を有するα−オレフィンを含有することを特徴とする請求項1ないし５いずれか記載の水無し平版印刷用インキ組成物。
7. 溶剤成分として鉱物油類を含有しないことを特徴とする請求項1ないし６いずれか記載の水無し平版印刷用インキ組成物。
8. 請求項１ないし７いずれか記載の水無し平版印刷用インキ組成物を使用した印刷物。