JP2698392B2 - 親油性酸化チタンを含有するインキ - Google Patents

親油性酸化チタンを含有するインキ

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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、酸化チタンへ1分子中の総炭素数が4個以
上のエポキシド化合物を接触させながら加熱処理するこ
とにより得られた親油性酸化チタンを含有するオフセッ
ト印刷用のノーカーボン紙用減感インキ及び更にその酸
化チタンが前もって少なくともアルミニウム化合物で処
理された酸化チタンであるノーカーボン紙用減感インキ
に関する。
B.従来の技術および発明が解決しようとする課題 酸化チタンは隠蔽力の大きい白色顔料として、人絹や
化学繊維のツヤ消し、紙、塗料、印刷インキ、化粧品、
ゴム、プラスチックス、樹脂塗工された写真印画紙用支
持体等に広く利用されている。すなわち、多くの場合、
酸化チタンは液状有機物質や有機高分子等から成る有機
相に分散して使用される。
ところが、酸化チタンは多かれ少なかれその表面に水
酸基を持つ固体酸であって本質的に親水性であり、その
上、比重が約4以上と有機相と比べて極めて大きい。そ
のため、有機相への分散に際しては濡れ性の不足、沈
降、経時後のチョーキング等の、有機相との親和性欠
如、言い替えれば親油性不足に起因する問題に悩まされ
て来た。この対策として、W/O型界面活性剤の部類に入
る有機物がしばしば添加されるが、根本的な解決には到
っていない。
印刷インキ、とりわけオフセット用印刷インキは原理
的に親油性でなければならず、それを構成する諸成分は
どれも親油性が高い必要があるが、酸化チタンの親水性
のために湿し水への酸化チタンの移行、水負けなどのト
ラブルに見舞われることが多かった。また、ノーカーボ
ン紙用減感インキでは親水性傾向の強い減感剤(ポリア
ルキレンオキシド系化合物など)を多量に含むので、耐
水性の良い減感インキを作るためには該インキ中の共存
成分である結合剤樹脂ばかりでなく、酸化チタンも親油
性であることが望まれる。
C.課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明者等は、酸化チタン
を親油性有機物で修飾することを鋭意研究した。それ
も、該粉体を有機物で単に物理的に覆うのみでは容易に
剥離・離脱して不安定なものしか得られないので、酸化
チタンと化学的に強固に結合すると期待出来る手段を探
究し、ここに新規技術を発明するに到った。
本発明においては、酸化チタンへ親油性エポキシド化
合物を接触させながら加熱処理することにより、酸化チ
タンへ親油性有機物を化学的に沈着させて親油性にして
いる(上記処理の後、加温しながら恒量に達するまで真
空乾燥する時、白色顔料は処理前よりも重量が増加して
いる)。かくして得られた表面修飾白色粉体は未修飾の
ものに比べて、有機溶媒(例えばトルエン)への分散性
が顕著に向上する。
本発明でいうエポキシド化合物とは、分子中にエポキ
シ環構造 を1個または2個以上有する化合物であり、総炭素数4
個以上のものが親油化効果顕著であった。
本発明において有効なエポキシド化合物の具体例を挙
げれば、 メチルグリシジルエーテル 1−ブテンオキシド イソブチレンオキシド 2−ブテンオキシド ブタジエンモノオキシド 1−ペンテンオキシド トリメチルエチレンオキシド テトラメチルエチレンオキシド シクロヘキセンオキシド アリルグリシジルエーテル n−ブチルグリシジルエーテル メタクリル酸グリシジル スチレンオキシド 1−オクテンオキシド フェニルグリシジルエーテル 2−エチルヘキシルグリシジルエーテル ステアリルグリシジルエーテル トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル グリセロールポリグリシジルエーテル ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル 等、多数に上る。
総炭素数3個以下のプロピレンオキシドやエチレンオ
キシドでは親油化効果が不十分であったので、本発明か
らは除外される。
酸化チタンは結晶形によりアナターゼ型とルチル型の
2種に分けられ、どちらも工業的に使用されている。そ
して、多くの場合、配合物の耐候性などの実用物性を向
上させる目的で、酸化チタンの製造工程における仕上げ
工程で、無機もしくは有機アルミニウム化合物、ケイ素
化合物、亜鉛化合物等で表面処理が行なわれたものが販
売されている。
本発明者等は本発明において、多数の種類の酸化チタ
ン工業製品について上記のようなエポキシド化合物で親
油化処理を施した場合、勿論純粋な酸化チタンも親油化
されるが、少なくともアルミニウム化合物で処理済みの
酸化チタンはエポキシド化合物処理による有機物沈着が
促進され、かつ親油化も一層顕著に達成されることを見
出した。このことは、本発明の有用性を更に高めてい
る。
本発明においてノーカーボン紙用減感インキに含有さ
れる酸化チタンは前記のような有機相に分散して使用さ
れる用途の全てにおいて、有機相との親和性向上効果が
見られる。
就中、印刷インキ用顔料として用いた場合に目覚まし
い効果を発揮し、インキ保存中、印刷機運転中を通じて
安定なインキを与える。とりわけオフセット印刷用イン
キに適用した時はインキベヒクルヘの混和性が向上する
のみならず、オフセット印刷機上で湿し水によってイン
キ中の顔料が分離してしまうこともなくなり、良好とな
った。
本発明ではノーカーボン紙用減感インキに応用される
のでその効果は顕著で、該インキが減感剤と呼ばれるポ
リアルキレンオキシド系化合物を主体とするために親水
性傾向にあり、インキとして親油性を持たすためには配
合成分である結合剤樹脂、白色顔料、その他添加物をど
れも親油性にする必要があるが、従来親油性良好な白色
顔料がないためにトラブルが絶えなかったのが、本発明
によって著しい改善が見られたのである。
ノーカーボン紙用減感インキにはフレキソ印刷用、活
版(凸版)印刷用、オフセット印刷用などがあるが、ど
れも減感剤を主成分とし、有機高分子樹脂や有機液体を
含む。その中へ酸化チタンを良好に分散させ、かつ印刷
進行中にトラブルが起きないようにするには、酸化チタ
ンが有機相と親和性大でないといけない。
本発明においてノーカーボン紙用減感インキに含有さ
れる酸化チタンは、どの種類の減感インキにおいても有
機相との親和性が良好となり、高品質の減感インキを与
えた。
尚、本発明においてノーカーボン紙用減感インキに含
有される酸化チタンを得るには、実施例にも一部記して
ある通り、酸化チタンへ1分子中の総炭素数が4個以上
のエポキシド化合物の一種もしくは二種以上を加えて加
熱処理する。この際、揮発し得るエポキシド化合物であ
れば不活性な溶媒を更に加えるか、もしくは加ないで加
熱処理後過剰分を蒸留等の方法で除去すればよいし、不
揮発性エポキシド化合物であれば不活性な溶媒に溶解し
て所定量加えて処理する方が、酸化チタン表面に均一に
行き渡るので好ましい。
本発明においてノーカーボン紙用減感インキに含有さ
れる酸化チタンにおいては、酸化チタン粒子へエポキシ
ド化合物が化学結合によって強固に吸着しているとみら
れる。
酸化チタン粉砕工程と本発明記載の処理工程を同時に
行なうのが本発明においてノーカーボン紙用減感インキ
に含有される酸化チタンを工業的に得るのに有用であ
る。
D.実施例 本実施例においては、「部」は「重量部」を表わすも
のとする。
参考例1 和光純薬(株)製・試薬一級酸化チタン(アナターゼ
型TiO2)100.0gへ東京化成(株)製・試薬一級1−ブテ
ンオキシドを100.0g加え、激しくかき混ぜながら加熱還
流を10時間行なった。
次いで、過剰の1−ブテンオキシドを蒸留により回収
した(沸点58.5〜59.5℃)。得られた白色粉体を更に60
℃にて真空乾燥し、恒量に達したときの重量は102.6gで
あった。即ち、2.6%の重量増加を示した。
上記処理前後の酸化チタンをそれぞれ50mgずつ試験管
にとり、各々2mlのトルエンを加えて激しく振った後静
置したところ、処理前の酸化チタンは直ちに沈澱したの
に対して処理後のものはトルエンへ良く分散して、白色
懸濁液を与えた。
参考例2 石原産業(株)製・酸化チタン(商品名タイペークCR
−93;アルミニウム化合物およびケイ素化合物で表面処
理されたルチル型TiO2)100.0gへ1−ブテンオキシドを
100.0g加え、激しくかき混ぜながら10時間加熱還流を行
なった。その後、過剰の1−ブテンオキシドを蒸留・回
収し、白色粉体を得た。更に60℃にて真空乾燥して、11
2.0gの表面処理酸化チタンを得た(重量増加率12.0
%)。処理前の酸化チタンはトルエンに懸濁せず沈澱し
てしまうのに対して、処理後の白色粉体は容易には沈澱
せずに良好に分散した。
参考例3 酸化チタンとして石原産業(株)製の商品名タイペー
クCR−50(アルミニウム化合物で表面処理されたルチル
型TiO2)を用いて、参考例1、2と同条件で1−ブテン
オキシドによる表面処理を行なった。重量増加率は9.0
%であった。
参考例4 酸化チタンとして東北化学(株)製のアルミニウム化
合物で表面処理されたアナターゼ型TiO2を用いて、上記
と同条件で1−ブテンオキシドによる表面改質処理を行
なった。この場合の重量増加率は6.5%であった。
上記参考例1〜4から、一定処理条件における重量増
加率は用いた酸化チタンの種類によって異なり、少なく
ともアルミニウム化合物で前もって処理されてあった酸
化チタンは重量増加率が明らかに大きくなることが判っ
た。
参考例5 参考例2で用いたのと同じ酸化チタン(商品名タイペ
ークCR−93)10.00gへ1−オクテンオキシドを20.00g加
え、激しくかき混ぜながら20時間加熱還流を行なった。
過剰のエポキシド化合物を蒸留・回収し、白色の残渣を
シクロヘキサンで洗浄し、高速遠心分離器で分離後沈澱
を真空乾燥した。乾燥後の白色粉体の重量は10.55gであ
り、重量増加率は5.5%であった。得られた粉体はイン
キ用石油系溶剤に良く分散した。
参考例6 参考例2で用いたのと同じ酸化チタン(商品名タイペ
ークCR−93)50.00gへグリシジルメチルエーテルを100.
00g加え、激しくかき混ぜながら10時間加熱還流を行な
った。過剰のエポキシド化合物を蒸留・回収し、更に60
℃にて恒量に達するまで真空乾燥して、60.81gの表面処
理酸化チタンを得た(重量増加率21.6%)。このものは
メチルイソブチルケトンに対する分散性がはっきりと向
上していた。
参考例7 酸化チタン(商品名タイペークCR−93)100部へグリ
シジルフェニルエーテルを20部、ベンゼンを200部加
え、激しくかき混ぜながら10時間加熱還流を行なった。
溶媒を蒸留により除き、表面親油化された白色粉体を得
た。
参考例8 参考例7のグリシジルフェニルエーテルの代りにメタ
クリル酸グリシジルエステルを同量用いて、同様に行な
って表面親油化された酸化チタンを得た。
参考例9 酸化チタン(商品名タイペークCR−93)100部へポリ
テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル(分子
量、約1,400)を10部、n−ヘキサンを200部加え、激し
くかき混ぜながら5時間加熱還流を行なった。溶媒を留
去した後、更に60℃にて真空乾燥して、表面親油化され
た酸化チタンを得た。
実施例1 ノーカーボン紙用減感インキ(オフセット印刷機用)
を次のようにして調製した。
1モルの1,2−ジアミノプロパンへ12モルの1−ブテ
ンオキシドを付加重合せしめた分子量約900のポリアル
キレンオキシド系化合物(減感剤)60部へロジン変性フ
ェノール樹脂を20部加熱溶解した。これへ酸化チタンを
20部加え、三本練りロールにて練肉し、オフセット印刷
用減感インキを得た。ここで、酸化チタンとして石原産
業(株)の商品名タイペークCR−93(アルミニウム化合
物およびケイ素化合物で表面処理されたルチル型TiO2
を用いたインキをインキA、実施例2で1−ブテンオキ
シドによって親油化処理を施した酸化チタンを用いたイ
ンキをインキBと呼ぶ。
インキの保水性を調べるために、インキAまたはイン
キB10gへオフセット印刷用湿し水を20g加え、ホモジナ
イザーで5分間乳化した。過剰の湿し水量を秤量するこ
とにより、インキ中への湿し水の乳化率(乳化湿し水量
/インキ重量x100%)を求めた。
その結果、インキAは45%、インキBは37%であり、
インキBの方が疎水性が増したことが判った。そして、
上記ホモジナイザーでの過剰分の湿し水を観察すると、
インキAの方では著しく白濁していて酸化チタンが水で
抽出されているのに対して、インキBの方は湿し水が澄
明で酸化チタンが全く抽出されていなかった。即ち、配
合インキとして親油疎水化されていることが歴然として
おり、オフセットインキとしてはインキAは不適であ
り、インキBの方が適していると評価できた。
実施例2 実施例1で調製したインキA、もしくはインキBを用
いてフォーム輪転印刷機で、三菱製紙株式会社製ノーカ
ーボン紙(商品名、三菱NCR紙)の下用紙N−50へオフ
セット方式によって減感印刷を行なった。
インキA、Bの印刷機上適性を見るに、インキAでは
各ロール上でのインキの分布が不均一でむらが著しかっ
たのに対してインキBでは均一性に優れていて好ましか
った。即ち、本発明の親油性酸化チタンを含むインキの
方が下用紙上の印刷部分の均一性においても勝ってい
た。
更に、湿し水の供給をやや多い目にした印刷試験を行
なったところ、インキAでは水飛びが見られ、しかも白
濁した湿し水が飛沫となって飛んでいることが分かっ
た。一方、インキではこのようなことはなかった。すな
わち、インキBの方が水負けしにくいインキであること
が分かった。
E.発明の効果 以上述べて来た通り、本発明においてノーカーボン紙
用減感インキに含有される酸化チタンは十分に親油疎水
化され、各種用途において有機相との親和性が顕著に向
上したことによって高品質化が達成され、高性能の汎用
白色顔料であることが明らかとなった。
就中、印刷インキへ適用した場合には分散性良好とな
り、オフセット印刷においても湿し水によるトラブルが
避けられるようになった。また、特殊な印刷インキであ
るノーカーボン紙用減感インキにおいてもインキの親油
疎水化・耐水化に大きな効果を発揮した。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化チタンへ1分子中の総炭素数が4個以
    上のエポキシド化合物を接触させながら加熱処理するこ
    とにより得られた親油性酸化チタンを含有するオフセッ
    ト印刷用のノーカーボン紙用減感インキ。
  2. 【請求項2】酸化チタンが前もって少なくともアルミニ
    ウム化合物で処理された酸化チタンである請求項1記載
    のノーカーボン紙用減感インキ。
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