JP3617303B2

JP3617303B2 - 印刷インキ

Info

Publication number: JP3617303B2
Application number: JP10072298A
Authority: JP
Inventors: 久飯野; 英司吉田
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2018-04-13
Also published as: JPH11293169A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業環境汚染が少なく、カーボンブラックの濡れ性が良好で、かつ、流動性、転移性、乾燥性および機上安定性に優れた浸透乾燥型の印刷インキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフセット印刷インキに用いる溶剤は含有している芳香族炭化水素を水添により非芳香族成分としたものが主体となっている。特に、三環以上の多環芳香族炭化水素を含む溶剤は環境衛生面での問題が指摘されている。
【０００３】
浸透乾燥型印刷インキは高速印刷時のインキの安定性保持のため、印刷機上での溶剤の蒸発を抑制することが必要であり、高沸点の溶剤を使用することが不可欠であった。このため従来までの溶剤は、石油精製の際の高沸点留分が主に用いられていたが、これらの溶剤は芳香族成分含有率が高く、近年は環境面から非芳香族成分を主体とする溶剤への置換が望まれている。
【０００４】
しかし、非芳香族成分を主体とした溶剤は、アニリン点が高く樹脂との溶解性が問題となる。特に、高沸点の非芳香族溶剤ではアニリン点が１００℃以上のものも多く、インキ化した場合に樹脂との溶解性の不良により流動性が劣化し、転移不良等の問題が発生する。
【０００５】
また、平版印刷は非画線部に湿し水を供給し、これによるインキ反発性を利用して画像を形成しており、インキはこの湿し水に乳化してローラー間を転移した後、紙へ印刷されるので、ローラー間の転移性及び紙への着肉性は、湿し水に乳化した乳化インキの流動性が大きく影響する。カーボンブラックを使用したインキはカーボンブラックの濡れ性が乏しいと乳化インキの流動性が劣るため、ローラー間の転移及び紙への着肉性が劣るという問題があった。
【０００６】
一方、脂肪酸エステルを主成分とする植物油は樹脂溶解性が良好であり、揮発分が少ない。
酸化重合型乾燥方式をとる平版印刷インキでは、乾性油と称する不飽和脂肪酸エステルを主成分とする植物油が利用されており、印刷後に脂肪酸中の不飽和部分の酸化重合で皮膜を形成してインキを定着させている。しかし植物油の含有率を高めていった場合には、樹脂溶解性過多により溶剤離脱が起こりにくくなり印刷後の乾燥性（以下セットと称する。）が劣化する。また、逆にインキ中の不飽和成分の比率が高くなるので、インキ自体は表面に乾燥皮膜を形成しやすくなり作業性も悪化する。
【０００７】
浸透乾燥型乾燥方式をとる平版印刷インキでは、乾性油の含有率を高めていくと機上安定性の向上には寄与するものの、樹脂からの溶剤離脱が遅くなることによるセットは酸化重合型インキと同様に劣化する。機上安定性とはインキの印刷機上での溶剤蒸発による流動性の劣化の程度を表す。流動性劣化が少ないこと、もしくは流動性が劣化するまでの時間が長いことがインキ性能として優れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ギルソナイトから抽出された軟化点１２０℃〜１２５℃の脂肪族系炭化水素樹脂とアニリン点が高く溶解性の劣る炭化水素系溶剤を使用して乾燥性と機上安定性のバランスをとることができ、かつ、優れたカーボンブラックの濡れ性で流動性、着肉性の優れた浸透乾燥型印刷インキを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、ギルソナイトから抽出された軟化点１２０℃〜１２５℃の脂肪族系炭化水素樹脂と、アニリン点が９０〜１１０℃の非芳香族系石油溶剤と、植物油とを含有することを特徴とする印刷インキに関する。
【００１０】
更に本発明は、カーボンブラックと、ギルソナイトから抽出された軟化点１２０℃〜１２５℃の脂肪族系炭化水素樹脂と、合成樹脂と、アニリン点が９０〜１１０℃の非芳香族系石油溶剤と、植物油とを含有する上記印刷インキに関する。
【００１１】
更に本発明は、カーボンブラック１０〜３０重量％と、ギルソナイトから抽出された軟化点１２０℃〜１２５℃の脂肪族系炭化水素樹脂０．５〜２０重量％と、合成樹脂５〜４０重量％と、アニリン点が９０〜１１０℃の非芳香族系石油溶剤１０〜４０重量％と、植物油１０〜５０重量％とからなる上記印刷インキに関する。
更に本発明は、印刷インキが浸透乾燥型インキである上記印刷インキに関する。
【００１２】
本発明の軟化点１２０℃〜１２５℃のギルソナイト樹脂は、ギルソナイトつまり天然アスファルタムから抽出された脂肪族系炭化水素からなる樹脂で、芳香族系炭化水素、灰分、軽質留分を実質的に含まない。
本発明のギルソナイト樹脂は、優れたカーボンブラック濡れ性を持ち、従来のギルソナイトで問題となる粘度の不安定性、凝集物による濾過時の目詰まり、臭い等の問題がない。又、非芳香族系石油溶剤及び植物油に対する溶解性に優れ、フレーク状で粉塵の心配がなく、人体への悪影響もなく安全性に優れている。
【００１３】
本発明のギルソナイト樹脂の添加量は、印刷インキ全量に対して０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１５重量％である。上記数値の下限より少ないとカーボンブラックの濡れが乏しく流動性が不足し、上記数値の上限より多いと湿し水に乳化したインキの着肉性が逆に劣化する。
【００１４】
本発明ではアニリン点が９０〜１１０℃、好ましくは９８〜１１０℃の非芳香族系の炭化水素からなる石油溶剤を使用する。石油溶剤の沸点は２７０℃以上であることが望ましく、沸点がそれより低くなると印刷機上での溶剤の蒸発が多くなり機上安定性が不良となり好ましくない。非芳香族系石油溶剤の配合量は、印刷インキ全量に対して１０〜４０重量％である。
【００１５】
本発明で使用する植物油は大豆油、ヤシ油等の半乾性油や不乾性油が望ましいが、必要に応じてアマニ油、桐油等の乾性油を併用することも可能である。植物油の配合量は、印刷インキ全量に対して１０〜５０重量％が望ましい。上記数値の下限より少ないと樹脂との溶解性不足によりインキの流動性が不足し、場合によっては機上安定性に問題を生じる。また、上記数値の上限より多いとセットが劣化する。
【００１６】
本発明に用いられるギルソナイト樹脂と共に使用される合成樹脂は、ロジン変性フェノール樹脂、石油樹脂、アルキッド樹脂などがある。好ましくはロジン変性フェノール樹脂を使用する。
ロジン変性フェノール樹脂は特に限定されないが、好ましくは、重量平均分子量が１〜４０万のものを使用する。ロジン変性フェノール樹脂の重量平均分子量が１万以下ではインキの粘弾性が不足し、４０万以上ではインキとしての流動性が不充分になるので、好ましくない。
ロジン変性フェノール樹脂の溶解性としては、日本石油（株）製０号ソルベント溶剤でのトレランスが１０〜４０％のものが望ましい。１０％以下ではインキのセットが劣化し、４０％以上ではインキ流動性が低下する。
【００１７】
トレランスとは樹脂Ｘｇを試験管に取り、溶剤で加熱溶解させたのちに２５℃に冷却したときの白濁しない最小樹脂濃度であり、数値が小さいほど溶解性が優れている。

【００１８】
合成樹脂の配合量は、印刷インキ全量に対して５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％である。上記数値の上限より多くなるとインキが硬調化し流動性が不十分となり、逆に少なくなるとインキの粘弾性が不足して好ましくない。
【００１９】
本発明において印刷インキの着色剤はカーボンブラックを使用する。カーボンブラックの配合量は、印刷インキ全量に対して、１０〜３０重量％である。
【実施例】
使用溶剤についての説明
本実施例に使用した溶剤の成分及び性状比較表を表１に示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
ワニス製造例１
ロジン変性フェノール樹脂を表２の配合で１８０℃で溶解させ１時間加熱攪拌することによりワニス化しワニスＡ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１を得た。ロジン変性フェノール樹脂は重量平均分子量が２２万、０号ソルベント溶剤でのトレランスが３０％、酸価２０、軟化点１６５℃の樹脂を使用した。
【００２２】
ワニス製造例２
ワニス１の製造工程中の材料にギルソナイトから抽出された軟化点１２０〜１２５℃の脂肪族系炭化水素樹脂（以下、ＥＲ−１２５ＲＥＳＩＮ）を表２の配合で１４０℃で１時間加熱攪拌することによりワニス化し、ワニスＦ１を得た。
【００２３】
【表２】

【００２４】
インキ製造例
得られたワニスを表３の配合で三本ロール及びハイスピードミキサーを用いてタック値（３０℃、インキ１．３２ｃｃ、４００ｒｐｍの条件における１分値）が３．５〜４．０になるようにインキを作製し、実施例１〜３、比較例４〜７をのインキを得た。また、得られたインキの溶剤及び植物油含有率を表３の下部に記す。
【００２５】
【表３】

【００２６】
評価結果
実施例及び比較例のインキについて機上安定性、セット、流動性及び着肉性についての評価を実施し、結果を表４に示した。
【００２７】
機上安定性は東洋精器（株）製デジタルインコメーターにて、４０℃，インキ０．５ｃｃ，１０００ｒｐｍの条件でのタック値の最大値と初期値の差（以下Ｔａｃｋ値と称す）と最大値を示すまでの経過時間（以下Ｔｍａｘ値と称す）により評価を行った。Ｔ値が小さくＴｍａｘ値が大きいほどインキのタック値変動が少なく、インキ性能として優れている。
【００２８】
セットは新聞用更紙を用いて濃度１．００の展色刷を作成し、展色直後から展色面にコート紙をあて、少しずつずらしながら圧力１０ｂａｒをかけ、更紙からコート紙へのインキの転移を観察、転移しなくなった時間（以下セット時間と称す）により評価を行った。セット時間が短いほどセットは優れているが、セット時間が短すぎる場合には、実印刷ではガイドローラー汚れの原因となる。
【００２９】
流動性はスプレッドメーターでの１０秒、３０秒、６０秒および９０秒における測定値を時間に対して片対数プロットすることで得られる直線の傾き（以下スロープと称す）で評価した。スロープ値が大きいほど流動性がある。乳化はインキに水を１０重量％添加し、ハイスピードミキサーを用いてインキと水が分離しなくなるまで混合したインキ、未乳化はインキそのままを測定した。
【００３０】
着肉性は三菱重工（株）製オフ輪印刷機ＬＩＴＨＯＰＩＡＢＴ２−８００ＮＥＯにて、日本製紙（株）製勇払ＳＬＤの用紙を用い１０００ｒｐｍで印刷し評価した。
【００３１】
【表４】

【００３２】
実施例１〜３は、比較例４〜５に比べ機上安定性、セット時間の双方について向上が図れている。
実施例１〜３は、ギルソナイト樹脂を用いていない比較例４〜７と比較しカーボンブラックの濡れが良好なため、乳化、未乳化のインキ流動性、着肉性に優れている。
比較例６は不飽和脂肪酸含有率の高いアマニ油を用いたものであり、セット時間はかなり早くなる。前述した通り実印刷でのガイドローラー汚れが多くなり、本発明の場合には不飽和脂肪酸の含有率の低い植物油、いわゆる半乾性油または不乾性油の使用が適している。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明で得られる印刷インキは従来までの浸透乾燥型インキに比較して機上安定性、セット、流動性、着肉性が向上した。また、本発明の印刷インキは、樹脂との溶解性が低いために使用が困難であった高アニリン点の溶剤の使用が可能となり、有害性が指摘されている芳香族成分の含有率が低い、もしくは含まない浸透乾燥型インキである。

Claims

ギルソナイトから抽出された軟化点１２０℃〜１２５℃の脂肪族系炭化水素樹脂と、アニリン点が９０〜１１０℃の非芳香族系石油溶剤と、植物油とを含有することを特徴とする印刷インキ。
カーボンブラックと、ギルソナイトから抽出された軟化点１２０℃〜１２５℃の脂肪族系炭化水素樹脂と、合成樹脂と、アニリン点が９０〜１１０℃の非芳香族系石油溶剤と、植物油とを含有する印刷インキ。
カーボンブラック１０〜３０重量％と、ギルソナイトから抽出された軟化点１２０℃〜１２５℃の脂肪族系炭化水素樹脂０．５〜２０重量％と、合成樹脂５〜４０重量％と、アニリン点が９０〜１１０℃の非芳香族系石油溶剤１０〜４０重量％と、植物油１０〜５０重量％とからなる請求項２記載の印刷インキ。
印刷インキが浸透乾燥型インキである請求項１〜３いずれか記載の印刷インキ。