JP2012193250A - インキ組成物 - Google Patents

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Tetsuya Sai
哲哉 佐井
Hiroshi Tsukawaki
博 塚脇
Katsuyuki Suzuki
克行 鈴木
Daisuke Maeda
大輔 前田
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Abstract

【課題】ニトロセルロース樹脂とロジン系樹脂の混合系印刷インキ組成物において、重ね刷り適性が良好であり、紙基材の汎用性に優れた印刷インキ組成物を提供することにある。
【解決手段】本発明は、ニトロセルロース樹脂と酸価が150〜250KOHmg/gのロジン系樹脂をインキバインダーとして用いることにより、重ねの印刷効果が良好であり、塗工層の設けられていないノンコート紙に対しても接着性に優れた印刷物を提供することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、重ね刷り適性の良好な紙用溶剤型グラビアインキ組成物に関する。
従来、グラビアインキのバインダー成分として、ウレタン樹脂、塩酢ビ樹脂、アクリル系樹脂、ニトロセルロース樹脂、ポリアマイド樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂等が使用されている。
さらに、最近では、環境問題に取り組むメーカーが多くなり、環境衛生に優れた材料を用いて製品を構成する動きがある。例えば、印刷インキでは使用する溶剤において、トルエンを選択しないような研究がなされている。そこで、非芳香族系溶剤に適した樹脂として、ニトロセルロース樹脂、ウレタン樹脂、塩酢ビ樹脂、アクリル系樹脂から選ばれる1種類または2種類以上を混合して主樹脂として使用している。
また、紙用グラビアインキについては、紙基材への接着性の観点から、ニトロセルロース樹脂を単独若しくは、上記樹脂と併用して使われるのが一般的である。
さらに、ニトロセルロース樹脂とアクリル系樹脂を用いた印刷インキは、プラスチックフィルム(例えば、ポリエステル系フィルム、ポリスチレン系フィルム)に対して印刷適性、接着性(密着性)が良好である。しかしながら、印刷インキを重ね印刷したときに、先に印刷したインキ被膜上へ後から印刷した印刷インキが良好な転移性を示さず、色調再現性が劣る現象( 汚れ、ユズ肌、逆トラッピング等) が発生し、美粧性に難点が発生することがあった。また、塗工層の設けられていないノンコート紙への密着性が劣り、紙基材への汎用性が不十分であった。
特開2006−299136号公報 特開2008−163231号公報 特開2001−031899号公報
本発明の目的は、紙用溶剤型グラビアインキ組成物において、重ね刷り適性が良好であり、紙基材の汎用性に優れた印刷インキ組成物を提供することにある。
本発明者等は、鋭意検討を行った結果、着色剤、ニトロセルロース樹脂、特定のロジン系樹脂および非芳香族系溶剤を含有させた紙用溶剤型グラビアインキ組成物は、重ね刷り適性が、良好であり、紙基材の汎用性に優れたことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
着色剤(A)、
ニトロセルスロース樹脂(B)
ロジン、水添ロジン、酸変性ロジン、エステル化ロジンから選ばれる1種以上のロ ジン系樹脂(C)
ならびに
非芳香族系溶剤(D)
を含有することを特徴とする紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物に関するものである。
さらに、本発明は、前記ロジン系樹脂(C)が、酸価150〜250KOHmg/gおよび軟化点100〜170℃であることを特徴とする上記の紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物に関するものである。
また、本発明は、
ニトロセルスロース樹脂(B)の固形分重量をW1
および
ロジン、水添ロジン、酸変性ロジン、エステル化ロジンから選ばれる1種以上のロジ ン系樹脂(C)の固形分重量をW2
とした時、
固形分重量比W1:W2=20:80〜95:5
であることを特徴とする上記の紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物に関するものである。
さらに、本発明は、上記の紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物を紙基材に印刷してなる印刷物に関するものである。
本発明は、ニトロセルロース樹脂とロジン系樹脂とをインキバインダーとして用いることにより、重ね刷り適性が良好であり、紙基材の汎用性に優れた印刷インキ組成物を提供することができる。
本発明に用いる着色剤(A)には、有機顔料、無機顔料があるが、顔料の他に染料も用いることができる。有機顔料の具体例としては、カーミン6B、レーキレッドC、パーマネントレッド2B、ジスアゾイエロー、ピラゾロンオレンジ、カーミンFB、クロモフタルイエロー、クロモフタルレッド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジオキサジンバイオレット、キナクリドンマゼンダ、キナクリドンレッド、インダストロンブルー、ピリミジンイエロー、チオインジオボルドー、チオインジゴマゼンタ、ペリレンレッド、ペリノンオレンジ、イソインドリノンイエロー、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等が挙げられる。無機顔料の具体例としては、カーボンブラック、アルミニウム粉、ブロンズ粉、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、群青、紺藍、ベンガラ、黄色酸化鉄、鉄黒、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。また染料の具体例としては、タートラジンレーキ、ローダリン6Gレーキ、ビクトリアピュアブルーレーキ、アルカリブルーGトーナー、ブリリアントグリーンレーキ等が挙げられ、この他コールタールも用いることができる。着色剤は単独で、または色相及び濃度の調整等を目的として2種以上を混合して用いることもできる。着色剤はインキの濃度、着色力を確保する量、好ましくはインキの総重量に対して4〜50重量%用いられる。着色剤を含まなくとも、同等の重ね刷り適性が得られる。
また、本発明には、さらに、気相法シリカ、湿式法シリカ、有機処理シリカ、アルミナ処理シリカ等の微粉末シリカ、ポリエチレンワックス、脂肪酸アマイドワックス、消泡剤、レベリング剤、可塑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、難燃剤及び体質顔料を併用する際の顔料分散剤等の添加剤類も必要に応じて使用することができる。
本発明に用いるニトロセルロース樹脂(B)としては、窒素量10〜13%、平均重合度35〜90が好ましく用いられ、より好ましくは、窒素量10.7〜12.2%、平均重合度45〜70である。
本発明で用いられるニトロセルロース樹脂(B)としては、市販品を用いてもよく、例えば、KOREA CNC社製「HIG1/2G KCNC、1/4G、1/8G、1/16G」などがある。
本発明で用いられるロジン系樹脂(C)としては、ロジン、水添ロジン、酸変性ロジン、エステル化ロジンから選ばれる1種または2種以上を使用する。ロジンとしては、アビエチン酸、レボピマール酸、パルストリン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、或いはジヒドロアビエチン酸など樹脂酸を主成分とするトール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジンなどの未変性ロジンが挙げられる。水添ロジンとしては、上記ロジンを水素化したものが挙げられる。酸変性ロジンとしては、ディールズ・アルダー付加反応によりロジンに無水マレイン酸を付加したマレオピマール酸、フマル酸を付加したフマロピマール酸等が挙げられる。エステル化ロジンとしては、ロジンとグリセリンをエステル化反応させて得られるグリセリンエステルや、ペンタエリスリトールとエステル化して得られるペンタエリスリトールエステルが挙げられる。ロジン系樹脂(C)の酸価は、150〜250KOHmg/gが好ましい。ロジン系樹脂(C)の酸価が150KOHmg/g未満であると重ね刷り適性の効果が劣る傾向にあり、250KOHmg/gを超えると溶剤に対する溶解性の劣化から、インキの貯蔵安定性に問題が生じやすい。また、ロジン系樹脂(C)の軟化点は、100〜170℃がこの好ましい。ロジン系樹脂(C)の軟化点が100℃未満のであると、インキ塗膜が柔らかくなりブロッキング性が劣る傾向にあり、軟化点が170℃を超えると溶剤に対する溶解性の劣化から、インキの貯蔵安定性に問題が生じやすくなる。
本発明の印刷インキにおいて、
ニトロセルロース樹脂(B)の固形分重量をW1
および
ロジン、水添ロジン、酸変性ロジン、エステル化ロジンから選ばれる1種以上のロジ ン系樹脂(C)の固形分重量をW2
とした時、
固形分重量比W1:W2=20:80〜95:5の範囲であることが好ましい、より好ましくは30:70〜80:20である。固形分重量比W1:W2=0:100〜19:81の範囲では、塗工層の設けられていないノンコート紙への密着性が劣る傾向となり、W1:W2=96:4〜100:0の範囲では、重ね刷り適性の効果が劣る傾向となる。
本発明に使用される溶剤としては、炭化水素系、ケトン系、エステル系、アルコ−ル系の非芳香族系を使用する。具体的には、メチルシクロへキサン、エチルシクロへキサン等の炭化水素系、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン等のケトン系、酢酸エチル、酢酸nプロピル、酢酸ブチル等のエステル系、メタノ−ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、イソプロパノ−ル(IPA)、ブタノ−ル等のアルコ−ル系有機溶剤を使用することができる。印刷後のインキ皮膜に残留する溶剤量低減等を考慮して適宜単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
さらに、本発明の紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物は、アート紙やコート紙等の塗工層を有する紙基材、上質紙等の塗工層を設けていない紙基材に対し、グラビア輪転機により印刷され、得られた印刷物は、食品など商品の包装材料として使用される。
以下に、実施例および比較例により、一層具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。本発明において、「部」および「%」は、特に断りのない限り、それぞれ「重量部」および「重量%」を意味するものとする。
なお、ロジン系樹脂(C)の酸価は、樹脂固形分1g中に含有する酸性基を中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数であり、JIS K0070に従って測定を行った。
また、軟化点については、環球法により測定した。環球法による軟化点の測定は、規格試験法において広く採用されている方法であり、JIS K 2046があげられる。具体的には試料を充てんした黄銅製環を水浴中に水平に保持し、試料の中心に一定重量の鋼球をのせ、一定速度で浴温を上昇させ、試料が次第に軟化し、鋼球が下降し、ついに厚さ25mmの位置の底板に達したときの温度計の示度をもって軟化点とするものである。
<調製例1>
< ニトロセルロースワニス>
ニトロセルロース(HIG1/8G KCNC、KOREA CNC社製)72部(固形分70%)を、酢酸エチル14部とイソプロピルアルコール14部に混合溶解させて、固形分50%の試験用ニトロセルロースワニス(ワニスA)を得た。
<調製例2>
< ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価169KOHmg/g、軟化点81℃のトール油ロジン(ハートールR−X、ハリマ化成株式会社製)を50部、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用ロジンワニス(ワニスB)を得た。
<調製例3>
<ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価169KOHmg/g、軟化点81℃のトール油ロジン(ハートールR−X、ハリマ化成株式会社製)を50部仕込み加熱溶解後、水素付加処理した後、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用水添ロジンワニス(ワニスC)を得た。
<調製例4>
<ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価235KOHmg/g、軟化点130℃の酸変性ロジン(パインクリスタルKE−604、荒川化学工業株式会社製)を50部、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用酸変性ロジンワニス(ワニスD)を得た。
<調製例5>
<ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価185KOHmg/g、軟化点85℃の酸変性ロジン(ハリマックT−80、ハリマ化成株式会社製)を50部、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用酸変性ロジンワニス(ワニスE)を得た。
<調製例6>
<ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価100KOHmg/g、軟化点180℃の酸変性ロジン(マルキード3002、荒川化学工業株式会社製)を50部、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用酸変性ロジンワニス(ワニスF)を得た。
<調製例7>
<ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価25KOHmg/g、軟化点140℃の酸変性ロジン(ハリマック145P、ハリマ化成工業株式会社製)を50部、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用酸変性ロジンワニス(ワニスG)を得た。
<調製例8>
<ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価270KOHmg/g、軟化点140℃の酸変性ロジン(マルキードNo34、荒川化学工業株式会社製)を50部、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用酸変性ロジンワニス(ワニスH)を得た。
<調製例9>
<ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価130KOHmg/g、軟化点130℃の酸変性ロジン(マルキードNo32、荒川化学工業株式会社製)を50部、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用酸変性ロジンワニス(ワニスI)を得た。
<調製例10>
<ロジン系ワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、酸価12KOHmg/g、軟化点140℃のロジンエステル(ペンセルD−135、荒川化学工業株式会社製)を50部、酢酸エチル35部及びイソプロピルアルコール15部仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用エステル化ロジンワニス(ワニスJ)を得た。
<調製例11>
<塩酢ビワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに日信化学工業株式会社製「ソルバインA」を50部及び酢酸エチル50部を仕込み、窒素気流下に50℃で2時間溶解し、固形分50%の試験用塩酢ビワニス(ワニスK)を得た。
<合成例1>
< アクリルワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、メタアクリル酸26部、メチルメタクリレート56部、アクリル酸8部、スチレン10部およびメチルエチルケトン200部を仕込み、窒素気流下で、攪拌しながら90 ℃ まで昇温して、アゾビスイソブチロニトリル2部を加えて2 時間重合反応を行い、分離・精製したもの50 部を、酢酸エチル34 部とイソプロピルアルコール16部を添加し、固形分50%の試験用アクリルワニス(ワニスL)を得た。
<合成例2>
< ウレタンワニス>
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコにアジピン酸と3−メチル−1、5−ペンタンジオールから得られる数平均分子量2000のポリエステルジオール240.6部とイソホロンジイソシアネート39.8部および酢酸エチル60.0部を仕込み、窒素気流下に90℃で6時間反応させた。次いでイソホロンジアミン20.12部、アセトアミド0.75部、酢酸エチル150.7部、イソプロピルアルコール 90.6部を添加し、固形分50%の試験用ポリウレタンワニス(ワニスM)を得た。
[実施例1]
次に、黄顔料(山陽色素(株)社製「ピグメントイエロー1450」):10部、試験用ニトロセルロースワニス(ワニスA):20部、試験用ロジンワニス(ワニスB):30部、混合溶剤(n − プロピルアセテート: 酢酸エチル: イソプロピルアルコール= 25 : 25 : 50 ( 重量比)):30部、ポリエチレンワックス(三井化学(株)製、ハイワックス220P):10部をアイガーミルで混練し、下地用黄インキ組成物を調製した。
また、重ね刷り用途として、藍インキ組成物を以下に示す通りに調製した。
藍顔料(DIC(株)社製「ファストゲンブルーFGF−SD」):10部、試験用ニトロセルロースワニス(ワニスA):20部、試験用ロジンワニス(ワニスB):30部、混合溶剤(n−プロピルアセテート: 酢酸エチル: イソプロピルアルコール= 25 : 25 : 50 ( 重量比)):30部、ポリエチレンワックス(三井化学(株)製、ハイワックス220P):10部をアイガーミルで混練し、重ね刷り用藍インキ組成物を調製した。
次いで、これらのインキ組成物を、粘度調整溶剤として希釈溶剤を用い、離合社製のザーンカップNo.3で15秒になるように粘度を調整してインキ組成物を得た。
なお希釈溶剤として酢酸エチル: イソプロピルアルコール= 70: 30( 重量比)を用いた。
[実施例2〜14および比較例1〜3]
実施例2〜14および比較例1〜3の下地用黄インキ組成物については、実施例1の黄顔料を用い、表1に示す配合により実施例1と同様な方法で調製した。重ね刷り用藍インキも同様に、実施例1の藍顔料にて、表1に示す配合により実施例1と同様な方法で調製した。
[評価項目]
実施例1〜14および比較例1〜3で得られた下地用黄インキ組成物及び重ね刷り用藍インキ組成物を用い、イワセ印刷機械(株)のベビー印刷機にて、黄インキ組成物は、コンベンショナル30μベタ版にて、藍インキ組成物は、175 線/ インチヘリオ彫刻製版にて重ね刷りを行った。の順に印刷した。紙基材は、塗工層を有するアート紙、コート紙及び塗工層の設けられていない上質紙とし、重ね刷り、ブロッキング性の評価については、アート紙にて評価を行い、密着性については、アート紙、コート紙及び上質紙にて評価を行った。以下に評価方法と評価基準を示す。また、評価結果を表1に示す。
<重ね刷り適性>
藍インキ組成物を重ね刷りした印刷物の網点パーセントが100% から3% 印刷部を、以下の評価基準で評価し、表1に示す。
(評価基準)
◎ ・・・網点パーセント100% 部から3%まで諧調再現性が良好である。
○・・・網点パーセント100% 部から3%まで諧調再現性が良好である。
△ ・・・網点パーセント100% 部から10%まで諧調再現性が良好である。
× ・・・網点パーセント70% 部以下の諧調再現性がない。
なお、実用レベルは△以上である。
<ブロッキング性>
藍インキ組成物を重ね刷りした印刷物の印刷面と非印刷面が接触するように重ね合わせ、10kg/cm2の荷重をかけ、40℃80%RHの環境下に24時間経時させ、取り出し後、非印刷面へのインキの転移の状況を、以下の評価基準で評価し、表1に示す。
(評価基準)
◎ ・・・剥離抵抗がなく、非印刷面へのインキの転移量が0 % である。
○ ・・・剥離抵抗は有するが、非印刷面へのインキの転移量が0 % である。
△ ・・・剥離抵抗を有し、非印刷面へのインキの転移量が0%〜10% である。
× ・・・剥離抵抗を有し、非印刷面へのインキの転移量が10 % 以上である。
なお、実用レベルは△以上である。
<密着性>
藍インキ組成物を重ね刷りした塗工層を有するアート紙、コート紙及び塗工層の設けられていない上質紙印刷物に対し、セロハンテープを貼り付け、これを急速に剥がしたときの状況を、以下の評価基準で評価し、表1に示す。
(評価基準)
◎ ・・・印刷皮膜が全く剥がれなかった
○ ・・・80%以上の印刷皮膜が残った。
△ ・・・50〜80%の印刷皮膜が残った。
× ・・・50%以下の印刷皮膜しか残らなかった。
なお、実用レベルは△以上である。
<インキ安定性>
黄インキ組成物及び藍インキ組成物の仕上がり時インキ粘度と40℃-30日間保管後の粘度を測定し、増粘の程度を、以下の評価基準で評価し、表1に示す。
粘度は離合社製のザーンカップNo.3で測定した。
また仕上がり時インキと40℃-30日間保管後のインキの沈殿物の有無を評価した。
(評価基準)
◎ ・・・粘度増加なしおよび沈殿物なし
○ ・・・粘度増加5秒未満および沈殿物なし
△ ・・・粘度増加10秒未満および/または沈殿物がみられるが攪拌によって戻 る。
× ・・・粘度増加10秒以上および/または沈殿物があり、攪拌によって戻らな い。
なお、実用レベルは△以上である。
Figure 2012193250
表1からわかるとおり、実施例1〜14は、比較例1〜3に比べて良好な重ね刷り適性及び密着性を示すことがわかった。さらに、実施例1〜4,7、12は、実施例1〜14の中で、特に重ね刷り適性及び密着性に優れていることがわかった。

Claims (4)

  1. 着色剤(A)、
    ニトロセルロース樹脂(B)、
    ロジン、水添ロジン、酸変性ロジンおよびエステル化ロジンから選ばれる1種以上の ロジン系樹脂(C)
    ならびに
    非芳香族系溶剤(D)
    を含有することを特徴とする紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物。
  2. 前記ロジン系樹脂(C)が、酸価150〜250KOHmg/gおよび軟化点100〜170℃であることを特徴とする請求項1 記載の紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物。
  3. ニトロセルロース樹脂(B)の固形分重量をW1
    および
    ロジン、水添ロジン、酸変性ロジンおよびエステル化ロジンから選ばれる1種以上の ロジン系樹脂(C)の固形分重量をW2
    とした時、
    固形分重量比W1:W2=20:80〜95:5
    であることを特徴とする請求項1または2に記載の紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物
  4. 請求項1〜3何れか1項に記載の紙用溶剤型グラビア輪転用印刷インキ組成物を紙基材に印刷してなる印刷物。
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