JP3027716B2

JP3027716B2 - 大豆油ベース凹版インキ及びその製法

Info

Publication number: JP3027716B2
Application number: JP8175352A
Authority: JP
Inventors: ティー．モィニハンジョン
Original assignee: US Government
Current assignee: US Government
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: DE69609769T2; JPH09100431A; CA2177804A1; US5569701A; AU714921B2; CA2177804C; EP0745652A2; AU5464296A; NZ286712A; DE69609769D1; EP0745652B1; EP0745652A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油ベースのオイ
ルより、むしろ植物（大豆）ベースの油から得られる新
規で独特のワニス組成に関する。インキ顔料及び他の成
分がワニスに添加されるが、このワニスは米国貨幣及び
他の債券や有価証券の製造に用いられる凹版インキのベ
ヒクルとして有用である。凹版インキはオフセットや平
版インキとは異なるものであって、極めて粘凋な高固形
分インキであり、そして他の印刷の方法に用いるには有
用ではない。

【０００２】

【従来の技術】米国彫版印刷局（ＴｈｅＵｎｉｔｅｄ
ＳｔａｔｅｓＢｕｒｅａｕｏｆＥｎｇｒａｖｉ
ｎｇａｎｄＰｒｉｎｔｉｎｇ）は、他の債券や有価
証券と同様に米国貨幣の製造に対し、３１Ｕ．Ｓ．
Ｃ．§５１１４の下に責任の有る政府機関である。この
局は世界における最も最大の紙幣製造工場である。この
局は次に大きい７つの製造者を合わせたものより更に多
くの紙幣を製造している。

【０００３】３１Ｕ．Ｓ．Ｃ．§５１１４は、彫刻さ
れた版の使用を含む、凹版印刷方法によって紙幣が作ら
れることを要求している。再生される画像は印刷版の表
面下に彫刻されているので、印刷版を完全にインキで覆
い、インキを彫刻中にむりやり押し込み、そしてその後
に印刷版の表面上に残っている過剰のインキを全て拭き
取ることが必要である。”特色のある”ボロ布（７５％
の綿／２５％の麻）の紙幣用紙はこの後、数トンの圧力
で彫刻中に無理に押し込まれ、インキの乗った画像を版
から取り上げる。この”特色有る”紙は、米国の独占的
な使用の為、１８Ｕ．Ｓ．Ｃ．§４７４ａの規定の下
に、財務省長官によって承認されている。適当な許可な
しに、この紙を単に所有することは、刑法上罰せられ
る。

【０００４】凹版インキはワニス、顔料、乳化剤、増量
剤、ワックス、溶剤、鉱物油、乾燥剤及び脱イオン化さ
れた水から構成されている。印刷版に適用された高固形
分凹版インキのほぼ８０％は拭き取られ、そして回収さ
れ元に戻すことができる量を除いては、その製品はコス
ト的に無駄となってしまう。法によって要求されていな
いけれども、インキが有害な廃棄物かのように、化学的
ベースのワニス又は他の成分が有害化学物質のＥＰＡの
リストに将来含まれることを警戒して、印刷局はこの過
剰のインキを安全な処理地に処分してきた。過剰のイン
キの浪費及び環境的に安全な処理コストから生ずるこの
印刷方法のコスト高にもかかわらず、この方法は３次元
印刷画像を結果として生ずるので貨幣の製造の必須の部
分として残されている。この画像は主として偽造を防止
することにある。これらの理由から、大量の凹版印刷イ
ンキの使用は主として紙幣工場に限られている。

【０００５】１９８０年の始めまで、紙幣印刷には紙拭
き取りシステムを用いて、印刷版から紙幣インキを除去
していた。紙拭き取り方法のために彫版印刷局で用いら
れたこのインキは、大部分はその中で製造され、そして
任意の私的請負人又は印刷局に占有されていなかった。
しかしながら、印刷局のインキ処方は分類されていた。

【０００６】貨幣製造に対する要求はその時点で着実に
増加しており、そして次の１０年間には著しい増加が見
積もられた。事実、局は最後の１０年間の初期における
年間約３０億の紙幣の製造から、この１０年間の当初に
おける紙幣の製造は９０億以上に達している。１９８０
年の初期に、印刷局は旧式のそして使い古した紙幣印刷
機を新しいそして更に技術的に進歩した印刷装置に置き
換えることを開始した。新しい凹版印刷設備は紙拭き取
りシステムをもはや採用しておらず、新しい水−拭き取
り又はシリンダー拭き取りシステムを採用した。

【０００７】新しい拭き取りシステムはゴム引きロール
（シリンダー）を用いて印刷版からインキを除去する。
シリンダーは苛性ソーダとひまし油から成る拭き取り溶
液が塗布され、スクレーパー（ドクターブレード）と共
にインキの除去を容易にする。新しい印刷機上のシリン
ダー拭き取りシステムは、新しい処方のインキの使用を
必要とすることが直ちに見出された。その結果として、
印刷局はそのインキ、インキ処方、そして特にインキの
ワニスを独占すべきであると考えている私的な会社から
取得することを開始した。

【０００８】有価証券書類、特に貨幣を印刷する最近の
方法は、シート供給非−熱セット凹版である。シート供
給非−熱セットインキは、酸化しうる樹脂、及びアルキ
ッド、及び非常に遅い乾燥性をベースにしている。一般
的に、紙幣の１面が最初印刷され、そして２４〜４８時
間後に他の面が印刷される。このようなインキの代表的
な最大印刷速度は約７５ｍ／分である。米国特許第４，
９６６，６２８号は、有価証券の印刷に適する代表的な
非−熱セットシート供給の凹版インキを開示している。

【０００９】”凹版印刷”の用語は、彫刻されたパター
ン、及び彫刻された凹みを有する印刷シリンダー又は印
刷プレートが、証書を作るため印刷支持体に転写される
印刷インキで満たされている印刷方法に関するものであ
る。このタイプの印刷においては、一般的に回転してい
る彫刻されたシリンダー（スチール、ニッケル又は銅及
びクローム鍍金したものから通常作成される）が、１つ
以上のテンプレート（ｔｅｍｐｌａｔｅ）インキングシ
リンダーによってインキが供給され、これによって色の
異なるインキの模様が印刷シリンダーに移される。シリ
ンダー表面上の任意の過剰のインキは、その後に過剰の
インキを拭き取る為の乳化メヂウムとして水酸化ナトリ
ウムとスルホン化ひまし油の希釈水溶液を用いて、プラ
スチゾルで覆われた回転拭き取りシリンダーによって拭
き取られる。その後に、印刷パターンは、１０５ｋｇ／
ｃｍ^２迄の圧力の下で、支持体に転写される。

【００１０】最近、熱セット凹版印刷インキが出願者の
実験室において開発された。このインキは、同一出願人
に許可された米国特許第５，１００，９３４号に記載さ
れている。前記米国特許に記載されたインキは、有価証
券、特に紙幣を熱セット凹版で印刷することを可能に
し、これにより改善された製品及び印刷方法を結果とし
て生ずるものであって、面を印刷した直後に、印刷され
た証書の表面を印刷することを可能とするものである。
しかしながら、前記の米国特許に記載のインキは、比較
的高い熱セット温度を必要とする。このような高い温度
は非常に早い乾燥及び高いスループット（ｔｈｒｏｕｇ
ｈｐｕｔ）速度を保証すると同時に、高い熱セット温度
はまた紙支持体の望ましくない黄ばみ及び／又はしわを
生ずる傾向がある。

【００１１】有価証券凹版印刷インキは次の要求を満足
する必要がある。（ａ）印刷シリンダーにインキが転移する、そして
シリンダーから支持体に転移する点における、正しいレ
オロジー的な性質；（ｂ）過剰のインキが、拭き取りシリンダーによっ
て、容易にそして定量的に彫版表面の非画像部から除去
される能力（拭き取り能力）；（ｃ）約１％のＮａＯＨ及び０．５％のスルホン化
ひまし油又は他の活性剤を含む、希釈苛性ソーダ水溶液
のようなクレンザーを用いることによって、拭き取りシ
リンダーを容易に洗浄できること；（ｄ）印刷ロール上のインキの安定性；すなわ
ち、印刷工程の間、揮発物質の蒸発をコントロールし、
ロール上のインキの早すぎる乾燥を防止すること，（ｅ）印刷直後、２００μ厚さ迄の印刷フィルムを
有する紙を処理することができるフィルム形成特性；（ｆ）２００μ 厚さ迄の彫版を用い、２００ｍ／
分までの速度で印刷する時の適当な乾燥性；（ｇ）貨幣及び偽造品に関する１９６９年の第５回
国際会議における国際刑事警察機構（ＩＮＴＥＲＰＯ
Ｌ）、及びＢＥＰ８８−２１４（ＴＮ）§Ｍ５における
米国彫版印刷局によって確立された明細に従う、印刷証
券の顕著な化学的及び機械的抵抗性；

【００１２】紙幣用凹版インキとして有用であるために
は、紙幣上のインキが次のような試験を通るかどうか決
めるため試験される：（ａ）溶剤、酸、アルカリ、石鹸及び洗剤に対する
化学的抵抗性；（ｂ）摩擦試験によるインキフィルムの無傷性；（ｃ）しわくちゃにする試験；（ｄ）洗濯試験；（ｅ）土壌試験；（ｆ）湿度及び温度安定性；（ｇ）屈曲試験；（ｈ）耐消色試験；及び（ｈ）磁性特性試験

【００１３】これらのインキの環境及び作業員に対する
安全性の要求が同様に非常に重要である。局で施行され
ている、適用される環境の法令及び規定の要求に従っ
て、紙幣インキ中の揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）のレ
ベルが特定の値に制限される。私的な契約者によって供
給されたインキサンプルの周期的な試験（印刷局作業許
可書によって要求される）は、インキが常にこれらの制
限内に入っていないことが立証された。更に、局の従業
員は幾つかのバッチから有害な臭いの苦情を述べたが、
他のインキには無かった。インキに添付の物質安全デー
ターシートがインキ中には有害物質又は他の危険物質が
含まれていない事を示している事実にも関わらず、作業
者は化学物質敏感性及び他の健康の問題を要求した。私
的契約者からの供給インキの処方を入手できない点が、
これらの問題の研究を非常に阻害した。

【００１４】更に、経費計上に関する代表者委員会の米
国下院は、同様に米国農業製品の促進と石油依存の減少
を、彫版印刷局（ＢＥＰ）における米国有価証券の製造
に大豆油ベースのインキを使用することを通じて要求し
た。加えるに、大豆油は最も大きい農業作物副産物の一
つであり、そして大豆の約２０％が大豆油である。イン
キのような工業市場に対する探索は、やがて米国農場経
営者の生産物の市場の増大をもたらすものである。米国
は世界最大の大豆生産国であり、そして他の国への大き
い大豆輸出国である。大豆市場は石油の価格に比較して
大きく安定しており、大豆油が開発されたために大きく
低下又は上昇する価格変動は無かった。

【００１５】紙幣のデザインや外観の変更は稀であるけ
れども、インキ処方の変更は比較的通常になされること
であった。上記に示す如く、インキ処方の変更は新しい
製造設備や方法によって必要とされた。環境品質と職業
安全分野の過去２０年間の増大した焦点は、さらに増大
する数多くの物質に関する規制、要求を導いた。更に環
境的影響のない、或いは職業的に安全な成分を選んで、
あるインキ成分を除去することは、その結果としてイン
キの粘着力や印刷耐性の他の問題を生じた。

【００１６】印刷局は私的工業市場からのインキの入手
を通して、上記問題を常に十分に表明することはできな
かった。凹版インキの特有の性質及び制限された使用に
よって、これらのインキは広く製造されず、そしてこの
インキの研究開発の技術は広く入手できるものではなか
った。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大豆
油ベースの凹版インキを提供することにある。本発明の
他の目的は、紙幣の用途にかなう適当な耐久性と化学的
な耐性を有する大豆油ベースの凹版インキを提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、大豆油ベースの凹版イ
ンキの製造方法を提供することに有る。これらの及び他
の目的は、以下に記載の本発明によって達成される。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
部に大豆油から合成されたアルキッドを含有する凹版イ
ンキを提供するものである。アルキッドはインキのワニ
ス部分の中にある。所望により、ワニスはまた熱硬化性
フェノール樹脂及び／又は溶剤を含む。

【００１９】アルキッドは大豆油、及び所望により桐油
及び／又はあまに油、トリメリト酸無水物、ペンタエリ
スリトール、及び触媒の反応生成物をから成る。ワニス
は更にｔ−ブチルフェノール、ビスフェノール、ホルム
アルデヒド、及び酸例えばシュウ酸の混合物の反応生成
物から成る熱可塑性フェノール性樹脂を含有することが
できる。約５〜約５０重量パーセントの大豆油を構成成
分とする混合物から作られたアルキッドが良好である。
好ましくは、ワニスは約５〜約３０重量パーセントのワ
ニスを構成する。高レベルの大豆油は、インキに十分な
化学耐性を与えない。ワニスは同様に、溶剤及び／又は
アルキッド化されない乾性油を含むことができる。ワニ
スは、顔料、乳化剤、及び他の成分を添加して、シリン
ダータイプ拭き取り形の紙幣インキ用の、又は郵便切手
や有価証券用の凹版インキとして調合される。インキは
緑、黒、又は他の代表的な色に着色することができる。

【００２０】本発明はまた、凹版インキの製造方法を提
供する。方法は、触媒例えばリチウムアセテート又は水
酸化ナトリウム、大豆油、所望により桐油及び／又はあ
まに油、及びペンタエリスリトールを、約１８０゜〜約
２２０℃の温度で約０．５〜約１．５時間混合して、ア
ルコリシスを起こさせることを含む。トリメリト酸無水
物が約１６５゜〜約１８０℃で混合物に加えられ、そし
て混合物をこの温度で約１０〜約３０分間保持してアル
キッドを作る。一般に、混合物はこの時間の間、還流さ
れる。所望により、フェノール樹脂、及び／又は溶剤、
及び／又は乾性油がアルキッド含有混合物と混合されて
ワニスを作る。しかる後に、ワニスと他の成分例えば顔
料や乳化剤が混合されて凹版インキを作る。乳化剤は室
温で水に不溶性で、紙幣に良好な操作性を与える。しか
しながら、乳化剤は６０℃の水には可溶性であるべきで
ある。拭き取りロールは一般に６０℃で紙幣の”白い”
部分の過剰のインキを洗い落とし、それで印刷機は紙幣
上に細い線を引き続いて印刷することができる。

【００２１】本発明は次の利点を有している。紙幣の耐
久性と化学薬品耐性を増加させる。植物性ベースインキ
ワニスを使用することによって石油ベースのインキワニ
スよりも、局の操作上の環境インパクトを低減する。更
に、環境上の考慮は、公衆に触れそして廃棄物処理に許
容されねばならないインキ中に、食用に適する大豆油の
使用を促進する大きな原因となった。大気清浄化に関す
る法令は揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）の減少を、法令
の通過後最初の３年以内に１５％まで、そしてその後５
年で米連邦政府標準が対処するまで５０％に減少するこ
とを要求している。ＶＯＣｓを含んでいるけれども、大
豆油ベースのインキは極微小の蒸気を生成するのみであ
る。大豆油ベースインキは、更に経済的に製造されたイ
ンキワニスの使用、及び廃棄物処理のコストの減少によ
って製造コストを減少する。

【００２２】大豆油ベースインキは、私的契約者の専売
インキ成分及び処方に関する情報の欠如によって生ずる
彫版印刷局の職業安全性及び健康問題運営の紛糾及び／
又は問題を緩和する。

【００２３】本発明の大豆油ベースインキは、紙幣イン
キのような廃棄インキ処理及び環境要求に関して同一の
問題を有している、郵便切手や有価証券のインキにも利
点を有している。

【００２４】本発明は少なくとも一部に大豆油から合成
されたアルキッドを含有する凹版インキを提供する。イ
ンキは約５〜約３０重量％のワニス、約１５〜約５０重
量％の顔料、約０．５〜約１０重量％の乳化剤（即ち活
性剤）、約１０〜約５０重量％の増量剤、約１〜約１０
重量％のワックス、約０〜約１２重量％の鉱物油、約
０．５〜約１０重量％のグリコール及び／又はグリコー
ルエーテル、約０．１〜約５重量％の乾燥剤、約０〜約
２０重量％の水、約０〜約２５重量％の粗桐油又は他の
乾性油、約０〜約２５重量％のアルキッド（ワニス中の
もの以外）、約０〜約２５重量％のフェノール樹脂（ワ
ニス中のもの以外）、及び凹版インキ組成物に通常用い
られる他の添加剤を含有する。

【００２５】ワニスワニスは約３０〜約１００（好ましくは約５０〜約９
０）重量％のアルキッド、０〜約７０（好ましくは約５
〜約３０）重量％の熱可塑性フェノール樹脂、及び約０
〜約２０重量％の溶剤を含有する。ワニスのアルキッド
部分は、約５〜約５０（好ましくは約１０〜約３０）重
量％の大豆油、０〜約７０（好ましくは約２０〜約７
０）重量％の桐油又はあまに油、約５〜約３０（好まし
くは約１０〜約２０）重量％のトリメリト酸無水物、約
０．０５〜約２（好ましくは約０．０５〜約０．５）重
量％の触媒、及び約２〜約１０（好ましくは約２〜約
５）重量％のペンタエリスリトールの混合物の反応生成
物を含有する。約０〜約２５重量％の溶剤をまた、反応
混合物に含ませることができる。代表的な触媒として、
金属酸化物、金属水酸化物例えば水酸化ナトリウム、リ
チウムアセテート二水和物、又は他のアセテートが含ま
れる。好ましい触媒はリチウムアセテート二水和物であ
る。代表的な溶剤は、マギーブラザースオイル社、
フランクリンパーク、イリノイ（ＭａｇｉｅＢｒｏｔ
ｈｅｒｓＯｉｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｆｒａｎｋｌｉｎ
Ｐａｒｋ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）によって製造されたマ
ギーゾル４４（ＭＡＧＩＥＳＯＬ４４）オイルで
ある。溶剤は、アルキッドが以下に示すフェノール樹脂
と混合されている場合、粘度を減少させるために特に有
用である。アルキッドは溶剤を添加する前では約６０〜
約７５の酸価を有しており、そして溶剤とアルキッドの
混合物は約５０〜約６０の酸価を有していることが好ま
しい。

【００２６】アルキッドは、大豆油、及び任意の桐油及
び／又はあまに油をペンタエリスリトール及び触媒と混
合し、そして混合物を加熱することによって作られる。
白色ペンタエリスリトールの固体が溶解した時、混合物
を十分に加熱する。一般的に、これは混合物を約１８０
゜〜２２０℃で約１／２〜約１１／２時間保持すること
によって起こる。これは混合物のアルコリシスを達成さ
せる。しかる後、混合物を約１６５゜〜約１８０℃の温
度に保持して、トリメリト酸無水物を混合物に加えそし
て混合物をこの温度で約１０〜約３０分間保つ。一般的
に、これらの成分は還流下で混合される。この工程でア
ルキッドが作られる。

【００２７】熱可塑性フェノール樹脂はノボラック樹脂
であり、これは油溶性で約１４０゜〜約２００℃、好ま
しくは約１４０゜〜約１８０℃の融点を有している。代
表的な適当なフェノール樹脂は、約３０〜約９０重量％
のアルキル−変性フェノール、約５〜約２５重量％の未
置換又は部分置換されたビスフェノール、及びホルムア
ルデヒド源の混合物を、酸の存在下で結合させた反応生
成物である。アルキル変性フェノールは好ましくは、ノ
ニルフェノール又はｔｅｒｔ−ブチルフェノールを、最
も好ましくはｔｅｒｔ−ブチルフェノールを含む。ビス
フェノールは好ましくはビスフェノールＡである。ホル
ムアルデヒド源は、好ましくはホルマリン（水と３０％
ホルムアルデヒドの溶液）、トリオキサン（ホルムアル
デヒドの三量体）又は最も好ましくはパラホルムアルデ
ヒドである。酸はシュウ酸、マレイン酸、リン酸、又は
有機一又は二塩基酸である。好ましくはシュウ酸が用い
られる。

【００２８】一般的に、フェノール樹脂は、約１３０゜
から約３〜４時間かけて約３００℃に徐々に上昇させる
温度で成分を混合することによって作られる。その後混
合物を冷却し、固形化する。固体のフェノール樹脂はそ
の後フレーク状にされる。自分自身でフェノール樹脂を
作る代わりに、ロウターインターナショナル社、ノー
スブルック、イリノイ（ＬａｗｔｅｒＩｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈｂｒｏｏｋ，Ｉ
ｌｌｉｎｏｉｓ）で作られているＫ１１１１のような適
当なフェノール樹脂を用いることができる。

【００２９】樹脂フレークとワニス（溶剤含有アルキッ
ド）が樹脂フレークを溶解するに十分な温度と時間で混
合される。代表的な混合条件としては、１７５℃、１０
分間が適当である。

【００３０】若し望むなら、乾性油、炭化水素油、又は
グリコールのような溶剤を、アルキッドとフェノール樹
脂の混合物に加えてワニスの粘度を減少させることがで
きる。溶剤として適当な代表的な炭化水素の油として
は、マギーゾル５２オイル、及び４４オイルが
含まれる。これらはマギーブラザースオイル社、フ
ランクリンパーク、イリノイ（ＭａｇｉｅＢｒｏｔ
ｈｅｒｓＯｉｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｆｒａｎｋｌｉｎ
Ｐａｒｋ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）で作られている水素処
理された炭化水素油である。代表的な溶剤として同様
に、ヘキシレングリコールのような１種以上のグリコー
ル、グリコールのエーテル、４７０オイル（マギーブ
ラザースオイル社）、桐油、アマニ油、トール油、サ
フラワー油、サンフラワー油、カノラ油、脱水キャスタ
ー油、ペリラ油、ヘンプシード油、ウオルナット油、又
はこれらの混合物が含まれる。希釈されたワニスベース
（アルキッド、フェノール樹脂、及び溶剤を含有する）
は一般的に、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した、
約１０００〜約２０００の平均分子量重量を持ってい
る。アルキッドと樹脂は結合し巨大分子を形成している
と信じられる。

【００３１】インキの調製インキを調製するためにワニスは、顔料、乳化剤（活性
剤）、増量剤、ワックス、鉱物油のような溶剤、グリコ
ール類及び／又はグリコールエーテル、乾燥剤、乾性
油、樹脂、他のアルキッド、水、及び当業者らに知られ
ている通常の他の成分と混合される。

【００３２】ワニスと他の成分は一般的にミキサー中で
約１５分間混合される。その後混合物は、３ロールミル
のような他のミキサーに２回通して、更に各成分を混合
する。任意の、上記リストアップした”他の混合成分”
を含む希釈剤を添加して、粘度又は色調のようなインキ
のパラメーターを適当に調節する。

【００３３】例えば、緑のインキを作るためには、ワニ
スと他の成分は一般的に１工程で混合される。黒のイン
キを作るためには、ワニスと黒色酸化鉄（顔料）、及び
溶剤を混合してインキベースを作る。その後に、他の成
分が加えられる。その代わりの方法として、ワニスと全
ての他のインキ成分を、１工程で混合することもでき
る。

【００３４】顔料としてはシート供給凹版印刷用の任意
の代表的な顔料を含む。これは酸化鉄、酸化カルシウ
ム、酸化亜鉛、酸化アンチモン、クロム酸亜鉛、カーボ
ンブラック、及びこれらの混合物を含む。

【００３５】有価証券、特に紙幣の印刷に対して好まし
い顔料は、ＣＩピグメントイエロー１２、ＣＩピ
グメントイエロー４２、ＣＩピグメントブラ
ック７、ＣＩピグメントブラック１１、ＣＩ
ピグメントレッド９、ＣＩピグメントレッド２
３、ＣＩピグメントレッド１４６、ＣＩピグメン
トレッド２２４、ＣＩピグメントグリーン７
、ＣＩピグメントグリーン３６、ＣＩピグメ
ントブルー１５３、ＣＩピグメントバイオレッ
ト２３、及びＣＩピグメントバイオレット３２
である。

【００３６】乳化剤は好ましくは、室温においては水に
不溶性であるが、約５０〜約７５℃では水に溶解する。
乳化剤すなわち活性剤はアニオン性、非−イオン性、及
びカチオン性活性剤、巨大分子化合物、両性化合物、又
はこれらの混合物を含む。アニオン性活性剤としては、
アルキルアリールスルホネートのアミン塩、キャスター
オイルスルホネートのナトリウム、リチウム、又はカリ
ウム塩、またはステパン社（ＳｔｅｐａｎＣｏｍｐａ
ｎｙ）で作られているアトラスＧ−３３００（Ａｔｌａ
ｓ−Ｇ３３００）が含まれる。アトラスＧ−３３００が
好ましく、これは室温で水に不溶性であるが６０℃では
可溶性であり、この６０℃の温度で凹版印刷の拭き取り
ロールが紙幣の”白色”部分の過剰のインキを洗い落と
し、それでその場所に引き続いて細い線を印刷すること
ができるためである。非−イオン性活性剤としては、ス
テパンケミカル社（ＳｔｅｐａｎＣｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙ）で作られているマコン８（ＭＡＫＯ
Ｎ８）、アルキルフェノキシポリエチレンエタノ
ールが含まれる。カチオン性活性剤としては、３級又は
２級アミノ基を持つエポキシ樹脂、又は変性エポキシ樹
脂の塩、又はエクソンケミカル社（ＥｘｘｏｎＣｈ
ｅｍｉｃａｌＣｏ．）の部門のトマープロダクト社
（ＴｏｍａｈＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｃ．）で作られ
た第４級アンモニウムクロライドが含まれる。巨大分子
活性剤としては、ポリアミン、ポリエーテル、又はビニ
ルポリマーが含まれる。両性の化合物は酸性及び塩基性
基を含むもので、例えばゴールドシュミットケミカ
ル社（ＧｏｌｄｓｈｍｉｄｔＣｈｅｍｉｃａｌＣ
ｏ．）で作られたテゴ−ベタインＳ（Ｔｅｇｏ−Ｂｅ
ｔａｉｎＳ）が含まれる。

【００３７】増量剤は、チャイナクレー、硫酸バリウ
ム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、カオリン、タル
ク、シリカ、コーン澱粉、二酸化チタン、又はこれらの
混合物が含まれる。

【００３８】ワックスとしては、ポリテトラフルオロエ
チレンワックス、ポリエチレンワクス、フィシャー−ト
ロプシワックス、シリコン流体、又はこれらの混合物を
含む。

【００３９】溶剤としては、鉱物油、グリコールエーテ
ル、ベンゼントルエン、キシレン、ナフサ、ミネラルス
ピリット、ヘキサン、イソーオクタン、石油エーテル、
又はこれらの混合物を含む。適当なグリコールとしては
エチレングリコールモノメチルエーテル、ヂエチレング
リコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール
モノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、及びこれらの混合物が含まれる。好ましいエーテル
は、インレンレイデイ社、バルチモア、メリーランド
（ＩｎｌｅｎｌｅｉｄｙＣｏ．，Ｂａｌｔｉｍｏｒ
ｅ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）で作られているカルビトール
（ＣＡＲＢＩＴＯＬ）、ジエチレングリコールモノエチ
ルエーテルである。

【００４０】乾燥剤としては、脂肪酸錯体の重金属塩で
ある金属塩乾燥剤が含まれる。これらは、ナフチオニッ
ク酸、ネオデカノイック酸、リノレイック酸、オクタノ
イック酸、ノナノイック酸、及びトール油酸の、鉛、コ
バルト、マンガン、セリウムカルシウム、ジルコニウ
ム、又は亜鉛の塩が含まれる。

【００４１】乾性油としては、粗桐油、及び他の乾性油
が含まれる。桐油は約２００℃に加熱することによって
その粘度を上昇させる。

【００４２】樹脂としては、炭化水素樹脂と組み合わせ
たフェノール樹脂又はアルキッド、熱可塑性フェノール
樹脂（ワニス中のそれ以外）、桐油／フェノール樹脂付
加体樹脂、ロジン付加体樹脂（好ましくはマレイン酸無
水物との付加体）マレイック樹脂又はこれらの混合物を
含む。

【００４３】アルキッド（ワニス中のそれ以外）として
は、ロータインターナショナル、ノースブルック、イ
リノイ(ＬａｗｔｅｒＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，
Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈｂｒｏｏｋ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）
で製造されているソルバー（ＳＯＬＶＡＲ）、又はロー
ターインターナショナル社、ノースブルック、イリノイ
で製造している１００Ｓ、又は炭化水素と組み合わせ
たアルキッドを含む。

【００４４】本発明のインキの長所は、低レベルの揮発
性有機化合物（ＶＯＣ）を含んでいる点にある。揮発性
の合計は、ＡＳＴＭ２３６９によって測定される。そ
の後、ＡＳＴＭＤ３７９２によって、水の分を差し
引いてＶＯＣ％を決定する。好ましくは、ＶＯＣは約
３〜約１０の範囲である。

【００４５】

【発明の実施の形態】本発明は限定することのない次の
実施例によって更に説明される。

【００４６】

【実施例】実施例１〜４実施例の工程は次の通り：アルキッド−変性大豆油含有
物質を、表１に示した、リチウムアセテート、桐油、大
豆油、ペンタエリスリトール、トリメリト酸無水物（以
降ＴＭＡ）を、大豆油、桐油、及びＴＭＡがアルキド含
有ワニスを形成するのに適当な条件で結合させて作っ
た。一般に、アルキッド−変性乾性油は、桐油、大豆
油、ペンタエリスリトール、及びリチウムアセテートを
２２０℃で約４５〜約６０分間混合することによって作
られた。ペンタエリスリトールは最初白色固体として加
えたが、これは４５分間混合する間に溶解した。この溶
解は、大豆油と桐油とでアルコリシスの反応が進んだこ
とを示している。温度を約１７５℃に下げ、そしてトリ
メリト酸無水物を加え、そして混合物を約１６５℃〜１
８０℃の間の温度に約１０〜約３０分間保持した。得ら
れたアルキッド−含有ワニスをその後周囲の温度に冷却
した。ワニスをその後、表２に示した溶剤で希釈し
た。

【００４７】実施例５〜９実施例１〜４の希釈したワニスを、顔料及び表３に示
す他の成分と混合し、緑、又は黒のシリンダー拭き取り
紙幣インキを作った。インキは、表４〜表７にリストア
ップした性質を評価した。表４〜表７に示すように、紙
幣は薬品に２４時間さらされ、薬品の存在下で擦って、
そして物理的な抵抗性を試験した。紙幣は印刷後、７日
間標準品質管理試験を行った。

【００４８】ワニスは５ガロン試験量で彫版印刷局にて
作られたアルキッドをベースにしたもので、ワニス中の
乾性油の含有量は大豆油５１％（実施例１及び２）か
ら、大豆油２５％（実施例３）、及び大豆油５％（実施
例４）に各々変化させ、油の残りは桐油である。５１％
大豆油ワニスは、製造において試みた２つの緑のインキ
ではアルカリの抵抗性が十分ではなかったが、他の薬品
及び物理的抵抗性試験には全て通過した。インキに組み
込まれた時、２５％大豆油ワニスは５％大豆油ワニスが
示したと同様に十分な抵抗性を示した。

【００４９】最も大きな結果は、セット−オフ（ｓｅｔ
−ｏｆｆ）以外は既に彫版印刷局で使用している商業ベ
ースのインキと同等であることであった。セット−オフ
はインキ処方の１つの要因である。セット−オフの現象
は大豆油を使用していることに関係しているとは考えら
れず、そして現在この処方の使用を妨げられない。

【００５０】これらのインキは非常に容易に拭き取ら
れ、これは拭き取りロールの摩耗を潜在的に減少させる
徴候を示すものである。２種のインキ、即ち実施例７及
び８は、経費計上に関する米国下院議員委員会から提出
された問題点を、調査報告１０１−５８９において明確
に次の通り満足させ処理している。１．大豆油を基礎としたインキは、現在の紙幣インキの
コストと同等である。２．印刷試験は設備適合性に異常な問題がないことを示
し、そして大豆油インキのためより少ないトータル印刷
電流量で走行性能に改良を示し、このことは拭き取りロ
ール交換の減少に帰する印刷機の作業休止時間の減少、
及び製造コストの低減にあると解釈される。３．再生産品質は優れている。４．模造に対する保証は何の問題も呈しなかったし、何
もないことが期待される。

【００５１】この報告書は紙幣印刷分野のみに提出して
いるが、この結果は郵便切手及び有価証券更にその他の
進展に応用することができる。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】

【表４】

【００５６】

【表５】

【表６】

【００５７】

【表７】

【表８】

【００５８】

【表９】

【表１０】

【００５９】

【表１１】

【表１２】

【００６０】実施例９アルキッド、フェノール樹脂、及び溶剤から成るワニス
を次のように作った。４６．３３重量部の桐油、１５．
４７重量部の大豆油、及び３．７１重量部のペンタエリ
スリトールを、０．０９重量部のリチウムアセテート二
水加物の存在下、約２２０℃で約４５分間混合すること
によってアルキッドを作った。その後８．８４重量部の
トリメリト酸無水物を加え、そして混合物を約１７５℃
で約１０分間混合した。

【００６１】ワニス用のフェノール樹脂は、８．７０７
重量部のｔ−ブチルフェノール（沸点２２４℃）、１．
６２８重量部のビスフェノールＡ、０．０３５重量部の
シュウ酸、及び２．１９０重量部のパラホルムアルデヒ
ド（融点１２０〜１７０℃）の混合物を混合して作っ
た。混合物を１３０℃の温度に、３０分間以上加熱し
た。混合物その後３５分間以上約１９５゜Ｃの温度に加
熱した。この加熱は還流の下で行った。この点で混合物
は、ガードナー／ホルト、（Ｇａｒｄｎｅｒ／Ｈｏｌｄ
ｔ）の粘度で”Ｄ”を有していた。混合物をその後冷却
し、キシレン中不揮発分（ＮＶ）６０％、室温で”Ｄ”
のガードナー／ホルトの粘度を有するフェノール樹脂を
得た。引き続いて、混合物を還流せずに（コンデンサー
を取り外し水を除去する）室温から約２６０℃に、約４
５分間以上かけて再加熱し、しかる後混合物を約２６０
℃に約１時間保持しその後冷却した。この結果、キシレ
ン中６０％不揮発分（ＮＶ）で、ガードナー／ホルト粘
度が約”Ｈ１／４”のフェノール樹脂含有混合物を得
た。

【００６２】最後の工程として、樹脂含有混合物を約３
０分間以上の間、約３００℃に加熱した。混合物を約３
００℃で約２０分間保持した。得られたフェノール樹脂
含有物質は、６０％ＮＶ／キシレンで”Ｖ＋１／２”の
ガードナー／ホルト粘度、及びエタノール中３５．１Ｎ
Ｖの溶解度を有していた。更に、得られた物質は固状で
あり、その後フレーク状にした。

【００６３】しかる後にアルキッド含有ワニスは、７
４．４４部のアルキッド、１２．５６部のフェノール樹
脂、及び１３．００部のマギーソル４４鉱物油（沸点４
４０°Ｆ）を約１７５℃の温度で混合し、そして約１０
分間樹脂フレークが溶解するまで混合することによって
作った。

【００６４】実施例１０グリーンのインキを作るため、実施例９に記載の方法と
本質的に同一の方法で作ったワニスを、顔料及び表８に
記載の他の成分と混合した。ワニスと他の構成成分を良
く混合し、そして３ロールミルで２回粉砕した。

【表１３】

【００６５】実施例１０のインキを１００ドル札に印刷
し試験した。インキは、標準紙幣耐久性試験によって、
表９に示す結果を得た。

【表１４】

【００６６】実施例１１ブラックインキを作るため、ブラックベースを表１０に
リストアップした組成物と混合し２回細かく粉砕して作
った。その後、ブラックベースを実施例１０のワニス、
顔料、及び表１１に記載の他の成分（これは同様に良く
混合しその後２回粉砕した）と混合した。

【００６７】

【表１５】

【００６８】

【表１６】

【００６９】実施例１２実施例１０のワニスと表１２の他の成分を完全に混合
し、そして混合物を二回粉砕することによって、ブラッ
クインキが同様に作られる。

【表１７】

【００７０】実施例１３実施例１２と類似のインキを、１＄紙幣に印刷し試験し
た。インキは標準紙幣耐久性試験において、表１３に記
載の結果を示した。

【表１８】

【００７１】本発明の特定の態様を示し記載したが、多
くの修正を本発明の意図及び範囲から外れることなく行
うことができることは明らかである。従って、本発明は
先の記載によって何ら限定されることなく、ここに添付
の請求の範囲によってのみ限定されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−339352（ＪＰ，Ａ) 特開平４−279629（ＪＰ，Ａ) 特開平１−313577（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワニス約５〜約３０重量％を含有する凹
版インキ組成物であって、該ワニスは、アルキッド約３０〜約１００重量％、熱可
塑性ノボラック樹脂約０〜約７０重量％及び溶剤約０〜
約２５重量％を含有し；該アルキッドは、触媒約０．０５〜約２重量％の存在
下、大豆油約５〜約５０重量％、桐油又はアマニ油約０
〜約７０重量％、トリメリト酸無水物約５〜約３０重量
％及びペンタエリスリトール約２〜約１０重量％から成
る混合物を反応させた反応生成物を含有する；上記凹版インキ組成物。
【請求項２】触媒はリチウムアセテートを含有し、且
つ、該触媒の量はアルキッドの約０．０５〜約０．５重
量％である、請求項１記載の凹版インキ組成物。
【請求項３】アルキッドは、触媒約０．０５〜約０．
５重量％の存在下、昇温して反応した、大豆油約１０〜
約３０重量％、桐油約２０〜約７０重量％、トリメリト
酸無水物約１０〜約２０重量％、ペンタエリスリトール
約２〜約５重量％の混合物の反応生成物である、請求項
1記載の凹版インキ組成物。
【請求項４】溶剤の量はワニスの０〜約２５重量％で
ある、請求項１記載の凹版インキ組成物。
【請求項５】アルキッド約５０〜約９０重量％、ノボ
ラック樹脂約５〜約３０重量％及び溶剤約１０〜約２０
重量％を含有する、請求項１記載の凹版インキ組成物。
【請求項６】フェノール性ノボラック樹脂は約１４０
^o〜約２００^oＣの融点を有する、請求項１記載の凹版イ
ンキ組成物。
【請求項７】フェノール性ノボラック樹脂は、アルキ
ル変性フェノール約３０〜約９０重量％と、未置換又は
部分的に置換されたビスフェノール約５〜約２５重量％
と、ホルムアルデヒドとの混合物の、酸の存在下で結合
された反応生成物である、請求項１記載の凹版インキ組
成物。
【請求項８】アルキル変性フェノールがtert-ブチル
フェノール、ノニルフェノール及びこれらの混合物から
選ばれ；ビスフェノールがビスフェノールＡであり；ホ
ルムアルデヒドがホルマリン、トリオキサン、パラホル
ムアルデヒド及びこれらの混合物から成る群から選ばれ
た種類のものであり；酸がシュウ酸、マレイン酸、リン
酸、有機一塩基酸、有機二塩基酸及びこれらの混合物か
ら成る群から選ばれる；請求項７記載の凹版インキ組成
物。
【請求項９】顔料約１５〜約５０重量％；乳化剤約
０．５〜約１０重量％；増量剤約１０〜約５０重量％；
ワックス約１〜約１０重量％；鉱物油約０〜約１２重量
％；グリコール、グリコールエーテル、又はこれらの混
合物約０．５〜約１０重量％；乾燥剤約０．１〜約５重
量％；水約０〜約２０重量％；乾性油約０〜約２５重量
％；ワニス中のアルキッドの他にアルキッド約０〜約２
５重量％；及び、ワニス中のフェノール樹脂の他にフェ
ノール樹脂約０〜約２５重量％；を更に含有する、請求
項１記載の凹版インキ組成物。
【請求項１０】乳化剤が、室温で水に不溶性であり、
且つ約４０〜８０℃で水に可溶性である、請求項８記載
の凹版インキ組成物。
【請求項１１】凹版インキ組成物の製造方法であっ
て：ワニス約５〜約３０重量％を含有する混合物を形成する
工程であって、該ワニスがアルキッド約３０〜約１００
重量％、熱可塑性ノボラック樹脂約０〜約７０重量％、
及び溶剤約０〜約２５重量％を含有する上記工程；並び
に大豆油約５〜約５０重量％、桐油又はアマニ油約０〜
約７０重量％、トリメリト酸無水物約５〜約３０重量
％、及びペンタエリスリトール約２〜約１０重量％から
成る混合物を、触媒約０．０５〜約２重量％の存在下で
昇温して、反応させることによりアルキッドを形成する
工程；を含む、上記製造方法。
【請求項１２】触媒がリチウムアセテートを含有し、
且つ、触媒の量はアルキッドの約０．０５〜約０．５重
量％である、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】アルキッドが、大豆油約１０〜約３０
重量％、桐油約２０〜約７０重量％、トリメリト酸無水
物約１０〜約２０重量％、ペンタエリスリトールの混合
物約２〜約５重量％を、触媒約０．０５〜約０．５重量
％の存在下で昇温して結合した反応生成物である、請求
項１１記載の方法。
【請求項１４】溶剤の量はワニスの０〜約２５重量％
である、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】インキは、アルキッド約５０〜約９０
重量％、ノボラック樹脂約５〜約３０重量％、及び溶剤
約１０〜約２０重量％を含有する、請求項１１記載の方
法。
【請求項１６】フェノール性ノボラック樹脂が、約１
４０°〜約２００℃の融点を有する、請求項１１記載の
方法。
【請求項１７】フェノール性ノボラック樹脂は、アル
キル変性フェノール約３０〜約９０重量％と、未置換又
は部分的に置換されたビスフェノール約５〜約２５重量
％と、ホルムアルデヒドとの混合物を、酸触媒の存在下
で結合させた反応生成物である、請求項１１記載の方
法。
【請求項１８】アルキル変性フェノールが、tert-ブ
チルフェノール、ノニルフェノール及びこれらの混合物
から選ばれ；ビスフェノールがビスフェノールＡであ
り；ホルムアルデヒドがホルマリン、トリオキサン、パ
ラホルムアルデヒド及びこれらの混合物から成る群から
選ばれた種類のものであり；酸がシュウ酸、マレイン
酸、リン酸、有機一塩基酸、有機二塩基酸及びこれらの
混合物から成る群から選ばれる；請求項１７記載の方
法。
【請求項１９】顔料約１５〜約５０重量％、乳化剤約
０．５〜約１０重量％、増量剤約１０〜約５０重量％、
ワックス約１〜約１０重量％、鉱物油約０〜約１２重量
％、グリコール、グリコールエーテル又はこれらの混合
物約０．５〜約１０重量％、乾燥剤約０．１〜約５重量
％、水約０〜約２０重量％、乾性油約０〜約２５重量
％、ワニス中のアルキッドの他にアルキッド約０〜約２
５重量％、及びワニス中のフェノール樹脂の他にフェノ
ール樹脂約０〜約２５重量％を更に含有する、請求項１
１記載の方法。
【請求項２０】乳化剤が室温で水に不溶性であり、且
つ約４０〜８０℃で水に可溶性である、請求項１９記載
の方法。