JP2015189913A

JP2015189913A - オフセット印刷インキ組成物

Info

Publication number: JP2015189913A
Application number: JP2014069599A
Authority: JP
Inventors: 雄規伊藤; Yuki Ito; 朋広花田; Tomohiro Hanada; 直紀坂本; Naoki Sakamoto; 達哉水谷; Tatsuya Mizutani
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-11-02

Abstract

【課題】インキの乳化適性を緻密に調整し、かつ、その添加によりインキの著しい粘度低下が無く、優れた網点の再現性により良好な印刷物を得ることができるオフセット印刷インキ組成物を提供する。【解決手段】短鎖脂肪酸のトリグリセリドと、バインダー樹脂と、植物油類とからなることを特徴とするオフセット印刷インキ組成物。ただし、短鎖脂肪酸のトリグリセリドは下記一般式（Ａ）で表される化合物である。一般式（Ａ）RCOOCH(CH2OCOR)2（式中Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す）【選択図】なし

Description

本発明は、チラシ、書籍、コミック、カタログ、フリーペーパー等を印刷するオフセット印刷に使用されるオフセット印刷インキ組成物（以下、「インキ」と略す。）に関し、特に、添加剤によって乳化適性を微調整されたインキに関するものであり、更に詳しくは水有り印刷において乳化面でのトラブルを低減し、印刷品質の向上と印刷作業性の向上に関するものである。

オフセット水有り印刷では、インキがインキ壷から複数のローラーを経由して版面に供給され、湿し水が水舟から複数のローラーを経由して版面に供給される。版面の画線部は親油性であるのでインキが受理され、版面の非画線部は親水性であるので湿し水で被覆されることにより、紙面に画像が再現される。供給されるインキ量と供給される湿し水量が不均衡な場合、印刷トラブルが発生することがある。例を挙げると、版面の非画線部において湿し水が不足すると非画線残りと一般的に称するパイリング現象が発生する。また、湿し水が過剰に供給されると、インキ余り、水棒絡み、濃度変動、フライング等の印刷トラブルが誘発される。

特にオフセット印刷では近年、生産性向上を目的として印刷速度が益々高速化し、印刷機のローラー上でインキと湿し水が激しい乳化作用を受けて印刷適性が損なわれることが多い。

また、印刷用紙の古紙利用比率の上昇や輸入紙使用比率の増加により、インキと湿し水の需給バランスが変化し、最適かつ安定した乳化状態を保持することが困難になっている。

これらの乳化状態に起因する印刷トラブルを防止し、優れた印刷紙面を再現する為には、印刷機上でのインキと湿し水の乳化状態を制御できるインキの処方設計が必要となる。

従来から存在する乳化抑制は、いずれも少量の添加で効果が顕著に発現し、乳化適性の精密な制御を困難にしている。

また、特許文献１や２に示される様な従来の乳化抑制に代表されるジオールなどは、一般的にオフセットインキに使用される植物油や石油系溶剤に比べ非常に溶解性が良いことから、添加量を増加させるとインキの粘度が低下し網点が太るため画像再現性の劣化や、粘弾性不足によるミスチングに繋がるため、その添加量が制限される。一方、添加量を控えすぎると十分な乳化抑制効果が得られず、インキ余りや非画線残りなどのトラブルに繋がり易くなる。

特許公開２０００−２９０５７６特許公開２００５−２９００７９

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになさなれたものであり、その課題とするところは、インキの乳化適性を緻密に調整し、かつ、その添加によりインキの著しい粘度低下が無く、優れた網点の再現性により良好な印刷物を得ることができるインキを提供することである。

すなわち、本発明は、短鎖脂肪酸のトリグリセリドと、バインダー樹脂と、植物油類とからなることを特徴とするオフセット印刷インキ組成物に関する。
ただし、短鎖脂肪酸のトリグリセリドは下記一般式（Ａ）で表される化合物である。
一般式（Ａ）
RCOOCH(CH₂OCOR)₂
（式中Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す）

さらに、本発明は、オフセット印刷インキ組成物全量中、短鎖脂肪酸のトリグリセリドを１〜１５重量％含有することを特徴とする上記オフセット印刷インキ組成物に関する。

さらに、本発明は、上記オフセット印刷インキ組成物を、基材に印刷してなる印刷物に関する。

本発明において、短鎖脂肪酸のトリグリセリドとは、一般式（Ａ）で示される化合物である。
一般式（Ａ）
RCOOCH(CH₂OCOR)₂
（式中Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す）

本発明において短鎖脂肪酸のトリグリセリドは、乳化抑制効果を得るために必須の構成である。また、従来の乳化抑制に代表されるジオール等では少量の添加でもインキの粘度が低下してしまうが、短鎖脂肪酸のトリグリセリドの場合、添加により著しい粘度の低下が無いため、優れた網点の再現性により良好な印刷物を得ることができる点、また添加量のコントロールが容易でありインキの乳化適性を緻密に調整できる点、において優れている。

短鎖脂肪酸のトリグリセリドとして具体的には、トリアセチン、トリプロピニオン、トリブチリンが例示できる。
また、オフセット印刷インキ組成物全量中、短鎖脂肪酸のトリグリセリドが１〜１５重量部であることが好ましい。この範囲であれば、粘度や網点再現性等の点において好適である。

本発明において使用される顔料としては、一般的な無機顔料および有機顔料を示すことができる。無機顔料としては黄鉛、亜鉛黄、紺青、硫酸バリウム、カドミムレッド、酸化チタン、亜鉛華、弁柄、アルミナホワイト、炭酸カルシウム、群青、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム粉、などを示すことができる。有機顔料としては、アゾ系として、Ｃ系（βナフトール系）、２Ｂ系および６Ｂ系（βオキシナフトエ系）などの溶性アゾ顔料、βナフトール系、βオキシナフトエ酸アニリド系、モノアゾイエロー系、ジスアゾイエロー系、ピラゾロン系などの不溶性アゾ顔料、アセト酢酸アリリド系などの縮合アゾ顔料、フタロシアニン系として、銅フタロシアニン（αブルー、βブルー、εブルー）、塩素、臭素などのハロゲン化銅フタロシアン、金属フリーのフタロシアニン顔料、多環顔料としてペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系顔料を挙げることができる。顔料の添加量は、印刷インキ組成物の全量に対して５〜３０重量％である。
顔料を使用しなければ、クリアインキとして使用できる。従って、本発明において顔料は必須の構成ではない。

本発明で使用されるバインダー樹脂とはロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂および石油樹脂等を示し、それらは任意に単独または２種類以上を組み合わせて使用でき、顔料の良好な分散性を得るために好適であるため、ロジン変性フェノール樹脂を使用することが望ましい。

本発明で使用される石油系溶剤は、一般的にアロマフリー溶剤と称される芳香族炭化水素が１重量％未満である石油系溶剤である。アロマフリー溶剤の初留点は２４０℃以上かつ３００℃以下が望ましい。２４０℃を下回る初留点では、印刷機のローラー上において溶剤が蒸発し易く、タックの上昇を招く、３００℃を超える初留点では、ヒートセット型オフセット印刷の場合には、熱風乾燥工程で乾燥しにくくなり、乾燥不良を誘発する虞が生じる。このようなアロマフリー溶剤としては、ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社製、ＡＦソルベント７号等がある。
石油系溶剤を使用しなければ、ＮＶインキとして使用できる。従って、本発明において石油系溶剤は必須の構成ではない。

本発明における植物油類とは植物油および植物油由来の化合物であり、グリセリンと長鎖脂肪酸とのトリグリセリドにおいて、少なくとも１つの脂肪酸が炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ有する脂肪酸であるトリグリセリドと、それらのトリグリセリドから飽和または不飽和アルコールとをエステル反応させてなる脂肪酸モノエステル、あるいは植物油の脂肪酸とモノアルコールを直接エステル反応させた脂肪酸モノエステル、エーテル類が挙げられる。また、本発明では必要に応じて油としてそれ以外の動植物油、合成油を併用しても良い。

植物油としては、大豆油、再生大豆油、菜種油、ヤシ油、オリーブ油、アサ実油、アマニ油、エノ油、オイチシカ油、カカオ油、カポック油、カヤ油、カラシ油、キョウニン油、キリ油、ククイ油、クルミ油、ケシ油、ゴマ油、サフラワー油、ダイコン種油、大豆油、大風子油、ツバキ油、トウモロコシ油、ナタネ油、ニガー油、ヌカ油、パーム油、ヒマシ油、ヒマワリ油、ブドウ種子油、ヘントウ油、松種子油、綿実油、ヤシ油、落花生油、脱水ヒマシ油、ヤトロファ油等の植物油由来のものや、それらの熱重合油および酸素吹き込み重合油等を併用することもできる。動物油としては、牛脂、豚脂等がある。

本発明において、好適な植物油を挙げるとすれば、そのヨウ素価が５０〜１３０（ｍｇ／１００ｍｇ）である植物油が好ましく、さらにヨウ素価が６０〜１００（ｍｇ／１００ｍｇ）の植物油がより好ましい。ヨウ素価１３０（ｍｇ／１００ｍｇ）より高くなると、保存容器内でのインキの増粘や流動性の劣化を招きやすい。

脂肪酸モノエステルは上記植物油とモノアルコールとをエステル交換したものや植物油の脂肪酸とモノアルコールを直接エステル反応させた脂肪酸モノエステルである。モノアルコールの代表的なものは、メタノール、エタノール、ｎ−またはｉｓｏ−プロパノール、ｎ，ｓｅｃまたはｔｅｔ−ブタノール、ヘプチノール、２−エチルヘキサノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール等の飽和アルコール、オレイルアルコール、ドデセノール、フイセテリアルコール、ゾンマリルアルコール、ガドレイルアルコール、１１−イコセノール、１１−ドコセノール、１５−テトラコセノール等の不飽和脂肪族系アルコールが挙げられる。

エーテル類として代表的なものは、ジ−ｎ−オクチルエーテル、ジノニルエーテル、ジへプチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジデシルエーテル、ノニルへキシルエーテル、ノニルヘプチルエーテル、ノニルオクチルエーテル等が挙げられる。

本発明のオフセット印刷インキ組成物を製造するには、従来公知の方法で実施することが出来る。一例としてバインダー樹脂、石油系溶剤、植物油類、必要に応じてゲル化剤を加えて、１９０℃１時間のクッキング条件でワニスを製造する。次いで、例えば、前記のワニスに顔料、石油系溶剤、植物油類、顔料分散剤または顔料分散樹脂を加え、ビーズミルや３本ロール等で分散することにより印刷インキ用ベースを得ることが出来る。次いで、石油系溶剤、植物油類、その他の添加剤を加え、所定粘度に調整し印刷インキ組成物を得ることが出来る。インキの種類としては、オフセット輪転印刷機用インキが主なものであるが、これに限定されるものではない。

本発明のオフセット印刷インキ組成物の組成の一例としては、
・顔料５〜３０重量％
・バインダー樹脂２０〜４０重量％
・石油系溶剤２０〜４５重量％
・植物油類７〜２０重量％
・ワックス０．５〜６重量％
・その他添加剤１〜５重量％
・短鎖脂肪酸のトリグリセリド１〜１５重量％
などが好ましい組成として挙げられる。
本発明に使用される基材としてはコート紙やアート紙に代表される塗工紙や、上質紙および低級紙に代表される非塗工紙等のような一般的な印刷用紙が挙げられる。

以下に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、本発明において、特に断らない限り、「部」は、「重量部」を表し、「％」は「重量％」を表す。

本発明において、重量平均分子量は、東ソー（株）製ゲルパーミネーションクロマトグラフィ（ＨＬＣ−８０２０）で測定した。検量線は標準ポリスチレンサンプルにより作成した。溶離液はテトラヒドロフランを、カラムにはＴＳｇｅｌＳｕｐｅｒＨＭ−Ｍ（東ソー（株）製）３本を用いた。測定は流速０．６ｍｌ／分、注入量１０μｌ、カラム温度４０℃で行った。さらに、本発明において、特に断らない限り、「分子量」とは、重量平均分子量を示す。

本発明において、ノルマルパラフィン白濁度はＣｈｅｍｏｔｒｏｎｉｃＣｏｏｌ（Ｎｏｖｏｍａｔｉｃｓ社製）において測定した。本発明におけるノルマルパラフィン白濁度とは、樹脂１０重量％と１４〜１６の炭素数を有するノルマルパラフィン９０重量％を加熱混合した際に、白濁する下限温度をいう（それ以上の温度では白濁が観察されない。）。

本発明において、ヨウ素価はウイイス―ヘキサン法によって測定した。測定方法としては、対象となる植物油０．１５ｇをシクロヘキサン１０ｍｌに溶解させ、ウイイス液２５ｍｌを加え、フラスコを常温、暗所にて約１時間放置した。その後、０．１ｍｏｌ／ｌのチオ硫酸ナトリウム標準液で滴定した。単位はｍｇ／１００ｍｇである。

（ロジン変性フェノール樹脂製造例）
反応容器中でガムロジン１５００部に、予めキシレン溶媒中でターシャリーブチルフェノール６００部と９２重量％のパラホルムアルデヒド２１０部を水酸化ナトリウム触媒下で、１００℃で４時間反応させ、水分除去したフェノール樹脂を１５０℃で滴下し２時間反応させた。さらにペンタエリスリトール１６０部を添加し、触媒として酸化カルシウム１．５部を使用して２５０℃で１２時間反応させ、ロジン変性フェノール樹脂A（重量平均分子量８６０００、ノルマルパラフィン白濁度１０５℃）を得た。

（ロジン変性フェノール樹脂ワニス製造例）
撹拌機、水分離器付還流冷却器、温度計付き４つ口フラスコに、バインダー樹脂として前記ロジン変性フェノール樹脂（Ａ）５０部、大豆油１５部、高沸点石油系溶剤（ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社製ＡＦソルベント７）３５部、を１９０℃で１時間加熱撹拌してロジン変性フェノール樹脂ワニス１を得た。

（オフセット印刷インキ組成物の製造例）
ロジン変性フェノール樹脂ワニス１、７０部に、カーボンブラック（三菱化学株式会社製ＭＡ７７）２０部を加え、常法に従い三本ロールを用いてオフセット印刷インキ組成物を得た。

前記インキ組成物に、表１の配合割合になるよう短鎖脂肪酸のトリグリセリド及び／または石油系溶剤を添加して混合し、実施例１〜４、比較例１〜８のオフセット印刷インキ組成物を得た。なお、前記石油系溶剤にはＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社製ＡＦソルベント７を使用した。これはインキの収率を１００％にするためである。一般的に前記石油系溶剤は、乳化抑制の効果は無いとされている。

石油系溶剤：ＪＸ日鉱日石エネルギー社製、ＡＦソルベント７
短鎖脂肪酸のトリグリセリド（短鎖トリグリセリド）：トリアセチン
中鎖脂肪酸のトリグリセリド（中鎖トリグリセリド）：理研ビタミン（株）製、アクターＭ２脂肪酸組成Ｃ₈
長鎖脂肪酸のトリグリセリド（長鎖トリグリセリド）：大豆油
モノグリセリド：理研ビタミン（株）製、リケマールＰＬ−０１２
ジオール：２，５−ジメチル１，６ヘキサンジオール

（性能評価試験粘度測定）
コーンプレート型粘度計（ＨＡＡＫＥＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ６０００）、２５℃にて粘度を測定した。網点再現には粘度が高い方が、網点が太りにくく、良好な画像を形成することができる。２０Ｐａ・ｓ以上が好適である。

（性能評価試験最大含水率の評価）
前記実施例及び比較例のオフセット印刷インキ組成物の性能評価結果を表1に示す。オフセット印刷インキ組成物の乳化適性を評価する為に、オフセット印刷インキ組成物の最大含水率を測定した。測定方法としては、一定量のインキと一定量の精製水をハイスピードミキサーにて撹拌して混合し、インキ内部に取り込まれなかった過剰な精製水を除去した上で、乳化したインキの含水率をカール・フィッシャー水分計にて測定した。インキ性能の中で、インキ内部に湿し水を受容できる許容量（最大含水率）を微調整することが、印刷における水幅を制御することに繋がる。トリグリセリドを形成する脂肪酸が中鎖及び長鎖である比較例２や３、またモノグリセリドである比較例４では乳化抑制の効果は十分に得られない。また乳化抑制効果が得られる従来型のジオールを使用した比較例４〜７では乳化抑制効果がられるものの添加量の変化による微調整は難しい。

（性能評価試験）
オフセット印刷機としてＬＩＴＨＯＰＩＡＢＴ２−８００ＮＥＯ（三菱重工（株））にて、一般的な絵柄、濃度にて以下の印刷条件にて実施し、得られた印刷物の地汚れ、網点の再現性、また印刷後のローラー上へのインキ余りを確認し、相対評価を実施した。
用紙：三菱製紙製パールコートＮ（６５ｇ/ｍ²）
印刷速度：６００ｒｐｍ
版：ＣＴＰ版（富士フイルム（株））
印刷部数：２万部

（地汚れの評価基準）
得られた印刷物の地汚れについて、以下基準に基づき５段階の相対評価を実施した。
１：非常に多い
２：多い
３：通常の印刷レベル
４：少ない
５：非常に少ない

（網点再現性の評価基準）
得られた印刷物の網点再現性ついて、以下基準に基づき５段階の相対評価を実施した。
１：非常に良い
２：悪い
３：通常の印刷レベル
４：良い
５：非常に悪い

（インキ余りの評価基準）
印刷後のローラー上へのインキ余りを確認し、以下基準に基づき５段階の相対評価を実施した。
１：非常に多い
２：多い
３：通常の印刷レベル
４：少ない
５：非常に少ない

測定した性能評価試験結果を表１に示す。各評価とも「４」および「５」が実用レベルである。

実施例１〜４においてはその添加量に伴い乳化抑制効果の変化が見られ、かつ著しい粘度低下がないため、良好な網点再現性が得られる。トリグリセリド等を添加していない比較例１については、地汚れ耐性やインキ余りが実用レベルに無い。一方従来型のジオールを用いた比較例５〜８については一定の効果が得られるものの、低粘度になり、良好な網点再現ができない。また、トリグリセリドを形成する脂肪酸の中及び長鎖の比較例２〜４については十分な乳化抑制の効果も得られず、また、低粘度になることから良好な網点再現は得られない。

Claims

短鎖脂肪酸のトリグリセリドと、バインダー樹脂と、植物油類とからなることを特徴とするオフセット印刷インキ組成物。
ただし、短鎖脂肪酸のトリグリセリドは下記一般式（Ａ）で表される化合物である。
一般式（Ａ）
RCOOCH(CH₂OCOR)₂
（式中Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す）
オフセット印刷インキ組成物全量中、短鎖脂肪酸のトリグリセリドを１〜１５重量％含有することを特徴とする請求項１記載のオフセット印刷インキ組成物。
請求項１及び２記載のオフセット印刷インキ組成物を、基材に印刷してなる印刷物。