JP3658298B2 - 印刷インキ組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は植物油脂肪酸エステルを溶剤成分の主成分として含有し、揮発性有機溶剤の含有量を低減させた、環境調和型印刷インキ組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
印刷インキは、その中に含まれる揮発性有機溶剤の被印刷物への浸透及び大気中への蒸発と、印刷インキ中の不飽和結合を有する植物油の酸化重合とによりセットと乾燥を行っている。
【０００３】
浸透乾燥及び酸化乾燥型印刷インキは、印刷直後に印刷物を重ねた時に印刷面のインキが上の印刷物に付着しないよう短時間にセットすることが要求され、さらに酸化重合により乾燥した後は印刷物を加工しても印刷されたインキ被膜が損なわれないような作業性の良さが要求される。
【０００４】
印刷直後の重ね積みやハンドリングにおいて、インキがくっつく等により印刷物が損なわれないためには、印刷されたインキのセット性、乾燥性についてはある程度の速さが必要である。
【０００５】
従来から植物油として、アマニ油、桐油、大豆油等が用いられている。これまで、この植物油の酸化重合と揮発性有機溶剤の浸透のバランスにより、必要かつ十分なセット性及び乾燥速度を達成していた。
しかしながら、揮発性有機溶剤は印刷現場の環境を悪化させ、更には地球環境にも悪影響を及ぼすとして問題になってきている。そこで、揮発性有機溶剤の含有を極力低減させた印刷インキが求められてきた。
【０００６】
従来公知のインキにおいて、紙等の浸透性のある素材に対する印刷に於いては、植物油である大豆油を用い、更には揮発性有機溶剤成分をも植物油に置換した印刷インキが提案されているが、十分なセット性を得ることが出来ていない。具体的には印刷速度を落として少しでもインキがセットするように時間をかせいだり、できた印刷物を大量に重ねないように頻繁に印刷機から取り出す等により、生産性や作業性が悪くなるのを承知で使用せざるを得ず、用途が限られている。実用的に紙に印刷するインキを作るには、セット速度を十分な速さにするために揮発性有機溶剤の併用を余儀なくされている。
【０００７】
本発明者らは、重量平均分子量が３０，０００以上のロジン変性フェノール樹脂と該樹脂を溶解する植物油及び又は植物油脂肪酸エステルを含有するインキであり、揮発性有機溶剤の含有量を従来のインキに比べて大幅に削減してもセット性が損なわれない画期的なインキを発明した。
このインキは地球温暖化の一因とされるＶＯＣの削減効果が大きく、実用的な印刷を行うに何ら支障の無い優れたものである。
しかしながらセット性を確保するためには一定以上の分子量の樹脂を使用する必要があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、揮発性有機溶剤の含有量を極力低減させ、分子量が小さな樹脂を使用する場合でも高速セット性を有する環境対応型の紙印刷用印刷インキ組成物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、分子量が従来のものよりも小さなロジン変性フェノール樹脂であっても、該樹脂と植物油脂肪酸エステルとの組み合わせにより、課題を解決することを見出して、本研究を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明の第一の構成は、（ａ）ワニスが、平均の重量平均分子量が３０，０００未満であるロジン変性フェノール樹脂と該樹脂を溶解する植物油脂肪酸エステルとを含有し、（ｂ）揮発性有機溶剤の含有量が３重量％以下であることを特徴とする印刷インキ組成物である。
【００１１】
本発明の第二の構成は、（ａ）ワニスが、平均の重量平均分子量が３０，０００未満であるロジン変性フェノール樹脂と該樹脂を溶解する植物油脂肪酸エステルとを含有し、（ｂ）揮発性有機溶剤の含有量が３重量％以下である印刷インキ組成物であって、高速セット性を有することを特徴とする印刷インキ組成物である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる印刷用インキ組成物は、浸透乾燥及び酸化重合機構で乾燥する、平均の重量平均分子量が３０，０００未満であるロジン変性フェノール樹脂と植物油脂肪酸エステルとを含有し、揮発性有機溶剤の含有量が３重量％以下あることを特徴とする紙印刷に適した印刷インキ組成物である。
このインキは高速セット性に優れている。
【００１３】
インキがセットするとは、酸化重合して乾燥するのではなく、印刷中やその直後に印刷物を重ね、またハンドリングをしてもインキがくっついたりしない状態になることを言う。
感覚的にはセットが遅いとは、印刷物の表面のべたつきがいつまでも残る状態を言う。べたつきが強いままで印刷物を重ねると、前後の印刷物がインキでくっついて印刷物が損なわれる。
【００１４】
高速セット性とは、特定の用紙上に展色された印刷インキのセットに要する時間であり、以下に示す方法で計られた値で定義する。すなわち、高速セット性とは、ＪＩＳ Ｋ５７０１−１ ５．３．２ の附属書３に記載されている展色装置（ＲＩテスター）の２分割ゴムローラー上に試験インキ０．１２５ｍｌを均一に広げ、ＩＳＯ規格のジャパンカラーの標準用紙−Ｊａｐａｎ Ｐａｐｅｒ−を含む下記の用紙（１）王子製紙（株）製「ＯＫ金藤Ｎ四六版／１１０ｋｇ」、（２）三菱製紙（株）製「特菱アート両面四六版／１１０ｋｇ」、又は（３）王子製紙（株）製「ＯＫ金藤片面四六版／１１０ｋｇ」又は（４）王子製紙（株）製「ＯＫトップコートＮ四六版／１１０ｋｇ」の何れかの展色用紙に展色する。この展色した紙上のインキのＪＩＳ Ｋ５７０１−１ ６．２．１で決められたセット性を測定し、測定された時間が１５分以下であることと定義する。
【００１５】
本発明に係る印刷インキ組成物に用いられるロジン変性フェノール樹脂は、平均の重量平均分子量が３０，０００未満であるロジン変性フェノール樹脂であり、石油樹脂で内部変性された石油樹脂変性ロジン変性フェノール樹脂も含むものである。石油樹脂変性する場合、ロジン変性フェノール樹脂に対する変性量は５−１５％が好ましい。石油樹脂変性ロジン変性フェノール樹脂の併用は、印刷物の光沢の向上に寄与するが、全ロジン変性フェノール樹脂中の石油樹脂変性ロジン変性フェノール樹脂の割合は５０％以下が好ましい。複数の重量平均分子量を有するロジン変性フェノール樹脂を組み合わせることも可能であるが、全体として、平均の重量平均分子量が３０，０００未満である必要がある。
【００１６】
本発明に係る印刷インキ組成物には、ロジン変性フェノール樹脂とともに、石油樹脂を併用することが出来る。添加量としては、ロジン変性フェノール樹脂１００重量部に対して５０重量部以下で用いられる、好ましくは０〜２０重量部程度で印刷物の光沢向上に寄与する。
【００１７】
本発明に係る印刷インキ組成物に用いられる植物油としては、大豆油、亜麻仁油、キリ油、ひまし油、脱水ひまし油、コーン油、サフラワー油、カノール油等の油類及び合成油が例として挙げられる。また、本発明では、これら植物油を単独で用いても良いし、２種以上組み合わせて用いることもできる。
【００１８】
前記した植物油の中でも、乾燥性の理由により、亜麻仁油、大豆油が好ましく用いられる。
本発明に係る印刷インキ組成物に用いられる植物油脂肪酸エステルとしては、アマニ油脂肪酸メチルエステル、アマニ油脂肪酸エチルエステル、アマニ油脂肪酸プロピルエステル、アマニ油脂肪酸ブチルエステル、トール油ブチルエステル、大豆油２エチルヘキシルエステル、大豆油脂肪酸メチルエステル、大豆油脂肪酸エチルエステル、大豆油脂肪酸プロピルエステル、大豆油脂肪酸ブチルエステル、パーム油脂肪酸メチルエステル、パーム油脂肪酸エチルエステル、パーム油脂肪酸プロピルエステル、パーム油脂肪酸ブチルエステル、ヒマシ油脂肪酸メチルエステル、ヒマシ油脂肪酸エチルエステル、ヒマシ油脂肪酸プロピルエステル、ヒマシ油脂肪酸ブチルエステル等が挙げられる。
【００１９】
前記した植物油脂肪酸エステルの中で、トール油ブチルエステル、大豆油２エチルヘキシルエステル、大豆油脂肪酸メチルエステル、大豆油脂肪酸ブチルエステル等が好ましく用いられる。
【００２０】
印刷インキ組成物中に含有される植物油に対する植物油脂肪酸エステルの含有量の上限は、特には制限はないが、好ましくは印刷インキに対して１０〜４０重量％で、セット速度を向上させることができる。
【００２１】
本発明に係る印刷インキ組成物は含有する揮発性有機溶剤が３重量％以下であることを特徴としている。この揮発性有機溶剤は、意図的に添加するものではなく、必要に応じて添加される助剤、例えば、ワックス、ドライヤー、キレート化剤等が揮発性有機溶剤を含有する場合に、これらに起因する揮発性有機溶剤が最終の印刷インキ組成物に含有されることを示す。各種助剤も揮発性有機溶剤を含有しないものを用いることがより好ましいが、３重量％程度以下であると、現段階では許容範囲と言える。
【００２２】
印刷インキ組成物中の各必須成分の好ましい比率は、樹脂成分２５−４５％、植物油及び又は植物油脂肪酸エステル成分３５−６５％である。
【００２３】
本発明に係る、印刷インキ組成物には必要に応じ、ワックス、ドライヤー、キレート化剤等の印刷インキ用の各種添加剤を含有させてもよいが、添加剤に含有される揮発性有機溶剤の含有量の少ない添加剤が好ましい。ワックスとしては、ポリエチレンワックス、ＰＴＦＥワックス、サゾールワックス、ドライヤーとしては、コバルト、マンガン、鉛、亜鉛、鉄、カルシウム、セリウム、レアアース等の金属と、オクチル酸、ナフテン酸、ネオデカン酸、桐油酸、亜麻仁油酸、樹脂酸等のカルボン酸との塩である金属石鹸や、上記金属とのホウ酸塩等が例として挙げられる。キレート化剤としては一般にアルミニュームキレートと呼ばれるもので、アルミニウム−ｎ−ブトキシド、アルミニウム−ｉｓｏ−ブトキシド、アルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシドの誘導体で、ｎ−ブトキシ基、ｉｓｏ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基の各々の基の１つが、エチルアセテート、またはメチルアセトアセテートで置換された化合物が例として挙げられる。
【００２４】
本発明に係る印刷インキの製造に於けるワニスの製造は、従来公知の方法で実施することが出来る。すなわち、一例としてフラスコに、植物油として大豆油５０〜６０部、樹脂成分としてのロジン変性フェノール樹脂、ベッカサイトＦ７３０１（大日本インキ化学工業製）を３５〜４５部、更に必要に応じて、キレート化剤、アルミニウムキレート（ホープ製薬）０．５〜２部をこの順に仕込み、昇温し、２００℃１時間のクッキング条件でワニスを製造できる。
【００２５】
本発明に係わる印刷インキを製造するには、何れも従来技術と同様でよい。例えば前記の手順で予め調製されたワニスに、有機顔料、無機顔料の如き顔料、ワックス成分、追加のワニス成分、追加の植物油、金属石鹸の如き乾燥促進剤を添加して、３本ロール等で練肉することによっても製造出来る。
【００２６】
植物油脂肪酸エステルを含有する印刷インキを製造する場合も従来技術と同様でよい。例えば印刷インキ用樹脂、植物油脂肪酸エステル、植物油の一部を加熱することによって予めワニスを調整しておき、次いで三本ロールミルにより公知の有機顔料、無機顔料の如き顔料、ワニス、植物油、金属石鹸の如き乾燥促進剤を練肉する事によって製造しても良い。練肉後に植物油脂肪酸エステルを加え調整することによって製造することも可能であるが、予めワニス中に含有させることが好ましい。
【００２７】
【実施例】
以下本発明を実施例により説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
（ワニス調製例Ａ）
ロジン変性フェノール樹脂：ベッカサイトＦ−６３０３（重量平均分子量１．１万、大日本インキ化学工業株式会社製）４０重量％、大豆油脂肪酸メチルエステル：ＴＯＥＮＯＬ＃３１２０（当栄ケミカル株式会社製）６０重量％、アルミニュームキレート：アルミキレート（ホープ製薬製）０．３重量％を２１０℃で１時間加熱してワニス（Ａ）を調整した。
【００２９】
（ワニス調製例Ｂ）
ロジン変性フェノール樹脂：ベッカサイトＦ−６３０３（重量平均分子量１．１万、大日本インキ化学工業株式会社製）４０重量％、大豆サラダ油（日清製油製）４０重量％、大豆油脂肪酸メチルエステル：ＴＯＥＮＯＬ＃３１２０（当栄ケミカル株式会社製）２０重量％、アルミニュームキレート：アルミキレート（ホープ製薬製）０．３重量％を２１０℃で１時間加熱してワニス（Ｂ）を調整した。
【００３０】
（ワニス調製例Ｃ）
ロジン変性フェノール樹脂：ベッカサイトＦ−８３０１（重量平均分子量５万、大日本インキ化学工業株式会社製）４０重量％、大豆サラダ油（日清製油製）５０重量％、大豆油脂肪酸メチルエステル：ＴＯＥＮＯＬ＃３１２０（当栄ケミカル株式会社製）１０重量％、アルミニュームキレート：アルミキレート（ホープ製薬製）０．３重量％を２１０℃で１時間加熱してワニス（Ｃ）を調整した。
【００３１】
（比較ワニス調製例Ｄ）
ロジン変性フェノール樹脂：ベッカサイトＦ−６３０３（重量平均分子量１．１万、大日本インキ化学工業株式会社製）４０重量％、大豆サラダ油（日清製油製）６０重量％，アルミニュームキレート：アルミキレート（ホープ製薬製）０．３重量％を２１０℃で１時間加熱してワニス（Ｄ）を調整した。
【００３２】
（比較ワニス調整例Ｅ）
ロジン変性フェノール樹脂：ベッカサイトＦ−８３０１（重量平均分子量５万、大日本インキ化学工業株式会社製）４０重量％、アマニ油２０重量％及びＡＦソルベント５号（日石三菱株式会社）４０重量％、アルミニュームキレート：アルミキレート（ホープ製薬製）０．３重量％を２１０℃で１時間加熱してワニス（Ｅ）を調整した。
【００３３】
重量平均分子量の測定方法としては以下の機器、条件を使用する
ＧＰＣ装置
メーカー：東ソー
品番：ＳＣ−８０２０
使用カラム：ＳＵＰＥＲ Ｈ４０００
使用溶媒：ＴＨＦ
標準資料：ポリスチレン
サンプル濃度：０．１〜０．５％
（実施例１インキの調製）
上記ワニスＡを６５．５重量％、顔料として、フタロシアニンブルー：銘柄ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ（大日本インキ化学工業株式会社製）１６重量％、大豆油脂肪酸メチルエステル１７重量％、乾燥剤等の助剤１．５％を三本ロールミルにて練肉することによって実施例１インキを調製した。
【００３４】
（実施例２インキの調製）
上記ワニスＢを６５．５重量％、顔料として、フタロシアニンブルー：銘柄ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ（大日本インキ化学工業株式会社製）１６重量％、大豆油１７重量％、乾燥剤等の助剤１．５％を三本ロールミルにて練肉することによって実施例２インキを調製した。
【００３５】
（実施例３インキの調製）
上記ワニスＣを６５．５重量％、顔料として、フタロシアニンブルー：銘柄ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ（大日本インキ化学工業株式会社製）１６重量％、大豆油１７重量％、乾燥剤等の助剤１．５％を三本ロールミルにて練肉することによって実施例２インキを調製した。
【００３６】
（比較例１インキの調製）
上記ワニスＤを６５．５重量％、顔料として、フタロシアニンブルー：銘柄ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ（大日本インキ化学工業株式会社製）１６重量％、大豆油１７重量％、乾燥剤等の助剤１．５％を三本ロールミルにて練肉することによって比較例１インキを調製した。
【００３７】
（比較例２インキの調製）
上記ワニスＥを６５．５重量％、顔料として、フタロシアニンブルー：銘柄ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ（大日本インキ化学工業株式会社製）１６重量％、軽油１７重量％、乾燥剤等の助剤１．５％を三本ロールミルにて練肉することによって比較例２インキを調製した。
【００３８】
（セット性）
操作方法：前述
試験機：自動インキセット試験機（株式会社東洋精機製作所）
紙：王子製紙（株）製「ＯＫ金藤Ｎ四六版／１１０ｋｇ」
（光沢）
ＪＩＳ Ｋ５７０１−１ ５．３．２ の附属書３に記載されている展色装置（ＲＩテスター）の２分割ゴムローラー上に試験インキ０．１２５ｃｃを均一に広げ、王子製紙（株）製「ＯＫ金藤Ｎ四六版／１１０ｋｇ」に展色する。このインキ皮膜を入射角６０℃反射角６０℃のマクベス製ＬＡＢ−ＧＬＯＳＳで測定する。以上の評価結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】

【００４０】
実施例１、２及び比較例２で得られた平版印刷用インキ組成物を用いローランドＲ−７０４オフセット印刷機で、１０，０００枚／時の印刷速度にて印刷試験を行ったところ、いずれも、従来型である比較例２インキの性能を損なうことなく同等の印刷適性を示した。
【００４１】
【発明の効果】
本発明により、揮発性有機溶剤の含有量を極力低減させた、植物油脂肪酸エステルを溶剤成分として含有する、環境対応型の紙印刷用印刷インキ組成物であって高速セット性を有する印刷インキ組成物を提供することが出来る。

Claims (4)

1. （ａ）ワニスが、平均の重量平均分子量が３０，０００未満であるロジン変性フェノール樹脂と該樹脂を溶解する大豆油脂肪酸エステルとを含有し、（ｂ）揮発性有機溶剤の含有量が３重量％以下である印刷インキ組成物であって、高速セット性を有することを特徴とする紙印刷用の印刷インキ組成物。
2. 印刷インキ中の、前記した大豆油脂肪酸エステルの含有量が４０重量％以下である請求項１に記載の印刷インキ組成物。
3. 石油樹脂を含有する請求項１または請求項２の何れかに記載の印刷インキ組成物。
4. 前記したロジン変性フェノール樹脂が、石油樹脂変性ロジン変性フェノール樹脂を含有する請求項１〜３の何れかに記載の印刷インキ組成物。