JP4397649B2 - 平版印刷インキ - Google Patents

Description

本発明は平版印刷インキに関し、詳しくは、転移性が良好でありながら地汚れ防止性に優れ、耐裏移り性、耐ブロッキング性に優れ、且つ環境安全性、印刷機保守メンテナンス性に優れた平版印刷インキに関する。

平版印刷方式には湿式、乾式があり、湿式の平版印刷方式では製版によって実質的に同一平面上にインキ親和性部分（画像部）と非インキ親和性部分（地肌部）を形成し、これに湿し水を選択的に非画像部に与えるとともに、インキを画線部に付着させ、このインキをブランケットに転写後、紙等の被印刷物に再転写（オフセット）し印刷を行うものである。また、乾式の平版印刷方式では、湿し水を使わなくてもインキの反撥性が得られるように、非画像部に例えばシリコン系の皮膜を施した版を用いて印刷を行うものである。

また、平版印刷方式では、上記の版からインキを一旦ブランケットに移してから被印刷物に印刷する（オフセット印刷）のが一般的であるが、版からインキを直接被印刷物に移す直か刷り（ダイレクト印刷）も一部で行われている。

平版印刷で使用されるインキは、顔料である着色剤、ビヒクルであるワニス用樹脂、ワニス用溶剤あるいはオイル、及び乾燥助剤等から構成されている。

このようなインキによって平版印刷する場合、（１）比較的粘度の低いインキ（粘度が１０００〜３０００Ｐａのインキ）を使用すると非画像部へのインキの転移（地汚れ）が発生しやすい。この地汚れを防ぐ為には比較的粘度の高いインキ（粘度が６０００〜８０００Ｐａのインキ）を用いる必要がある。しかし、比較的粘度の高いインキを使用した場合、タック値も大きくなる事から、印刷機の駆動力の増強が必要になり、さらに印刷品質そのものも転移性に劣る為、ベタ埋まりが悪くざらついた画像になる。
本発明でいう「インキの粘度」とは、ストレスレオメーター（レオメトリックス社製ＤＳＲ−２００）で、直径２５ｍｍのパラレルプレート（ＧＡＰは０．５ｍｍ）を用い、測定温度を２０℃、角周波数を１０ｒａｄ／ｓ、歪量（または応力）を線形弾性領域内、としたときに測定される複素弾性率Ｇ＊の値である。

さらに、インキの紙上乾燥においても浸透乾燥の効果が小さいため、インキがまだ濡れてキングが発生する。（２）これを解消する為には従来、引火性、不快臭、環境破壊等多くの問題がある揮発性有機溶剤（初留点：２８０℃以下）を使用するか、（３）インキの残存によってインキングローラー、ブランケットが固化、固着する等多くの問題がある酸化重合乾燥を使用して、紙上乾燥性を補償する必要がある。

平版印刷インキの従来例を幾つか挙げると、特公昭６０−４９６６９号公報（特許文献１）には、ビヒクル成分としてフェノール又はマレイン酸樹脂、環化ゴム（変性ワニス）を用い、添加剤としてシリコーンポリエーテルを用いた平版印刷インキが開示されている。また、特開平１０−１４００７０号公報（特許文献２）には、インキソルベントとして天然の油脂類を１価アルコールでエステル交換して得られる脂肪酸エステルを用いた平版印刷インキが開示されている。

しかし、これらの平版印刷インキは低粘度の浸透乾燥型インキではなく、このためこれらインキを低粘度インキとして使用する場合には上記の問題が依然として残されている。

特公昭６０−４９６６９号公報 特開平１０−１４００７０号公報

本発明は、低粘度インキ使用時の地汚れが見られず、また、蒸発乾燥インキに含まれる有機溶剤による引火性、不快臭、環境破壊性の低下がもたらされるようなことがなく、更に、酸化重合乾燥インキに往々にしてみられるインキングローラー、ブランケットの固化、固着等を生じさせない、低粘度で浸透乾燥の平版印刷インキを提供することを課題とする。

本発明者らは、比較的低い粘度の平版印刷インキの使用では、非画像部へのインキの転移（地汚れ）が発生しやすいが、少なくとも分子量１．５×１０^４以上の成分を５〜９５重量％含有するフェノール変性環化ゴムをワニス用樹脂として使用した平版印刷インキによれば、地汚れを著しく減少させることを見い出した。本発明はこれに基づいてなされたものである。
本発明によれば上記課題は下記（１）（２）（３）によって達成される。

（１）ワニスにおける樹脂が少なくとも分子量１．５×１０^４以上の成分を５〜９５重量％含むフェノール変性環化ゴムを含有してなることを特徴とする平版印刷インキ。

（２）フェノール変性環化ゴムのインキ中に占める割合が５〜６０重量％であることを特徴とする上記（１）に記載の平版印刷インキ。

（３）前記ワニスにおけるインキソルベントが沸点２８０℃以上、ヨウ素価１００以下の溶剤及び／又はオイルを含有してなることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の平版印刷インキ。

本発明の平版印刷インキとしてワニス用樹脂として少なくとも分子量１．５×１０^４以上の成分を５〜９５重量％含むフェノール変性環化ゴムを使用したことから、インキ転写性に優れたものとなり、このため本発明のインキの使用によればローラやブランケット等へのインキ固着を生じさせることなく、地汚れのない良質の画像が得られる。

以下本発明を詳細に説明する。
本発明の平版印刷インキは、樹脂ワニスとして少なくとも分子量１．５×１０^４以上の成分を５〜９５重量％好ましくは１２．５〜３７．５重量％含むフェノール変性環化ゴムが用いられる。
フェノール変性環化ゴムにおける分子量が１．５×１０^４の成分が５重量％未満であると耐地汚れ不足となってしまい、逆に９５重量％を超えていると転移不良となってしまう。

本発明における、フェノール変性環化ゴムの代表的分子量分布を模式的に示すと、図１に示すようなふたこぶラクダ状のプロファイルとなっている。本発明者らはこの分布における分子量１．５×１０^４以上の成分の量を規定した。
この分子量分布は、もっとも簡単には低分子量グレードのフェノール変性環化ゴムと高分子量グレードのフェノール変性環化ゴムのブレンドによって作製される。すなわち、低分子量グレードのフェノール変性環化ゴム（Ｍｎは約２５００、Ｍｗは約８０００）と、高分子量グレードのフェノール変性環化ゴム（Ｍｎは約５０００、Ｍｗは約２３０００）を任意に配合し、分子量１．５×１０^４以上の成分の量を５〜９５重量％とする。これによって耐地汚れ性の向上が図れるようになる。

本発明の平版印刷インキで用いられるフェノール変性環化ゴムとしては、従来から平版印刷インキに使用されているフェノール変性環化ゴムを使用することができるが、この従来から平版印刷インキに使用されているフェノール変性環化ゴムは、いわゆる天然ゴムをフェノール混合有機溶剤に溶解し、硫酸あるいはルイス酸を触媒として作用させて製造しており、天然由来原料のため特性のバラツキが大きく、印刷適性の安定したインキを得る事がむずかしい。そこで、いわゆる合成天然ゴム、すなわち合成ポリイソプレンをフェノール混合有機溶剤に溶解し、硫酸あるいはルイス酸を触媒として作用させてフェノール変性環化合成天然ゴムを作製し、これを使用するのが好ましい。ただし、本発明は上記したようなフェノール変性環化ゴムの製法に限定されるものではない。

本発明の平版印刷インキではフェノール変性環化ゴム以外の樹脂をブレンドして使用する事も可能で、このフェノール変性環化ゴム以外の樹脂としては、従来から平版印刷インキに添加されている油溶性樹脂を使用すれば良く、具体的にはロジン、重合ロジン、水素化ロジン、ロジンエステル、水素化ロジンエステル等のロジン系樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂等のロジン変性樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、アルキド樹脂、重合ひまし油、天然ゴム、ゴム誘導体、等を１種または２種以上混合して使用して良い。また、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムオクトエート、パルミチン酸ナトリウム等のいわゆるゲル化剤によってゲル化してもよい。
このフェノール変性環化ゴム以外の樹脂の使用量は、ワニス用樹脂の０〜７５重量％程度である。

本発明の平版印刷インキに使用するオイル及び／又は溶剤としては、沸点が２８０℃以上（好ましくは２８０〜４００℃）で、ヨウ素価が１００以下（好ましくは１０〜１００）という条件下において、流動パラフィン、スピンドル油、軽油、灯油、マシン油、ギヤー油、潤滑油、モーター油等の石油系オイル；あまに油、トール油、とうもろこし油、オリーブ油、ナタネ油、ヒマシ油、大豆油、脱水ひまし油、等の植物系オイル；ポリイソブチレン類、水素化ポリデセン類、トリメチロールプロパンエステル類、ネオペンチルエステル類、ペンタエリスリトールエステル類、シロキサン類、シリコーン類、フロロカーボン類、アルキル置換ジフェニルエーテル類、フタル酸エステル類、リン酸エステル類等の合成オイル；また、パラフィン系、ナフテン系、アロマ系、イソパラフィン系、αオレフィン系の石油炭化水素溶剤、例えばエクソン社のアイソパーや新日本石油社の日石ソルベント、ＡＦゾルベント、三菱化成社のダイアレン等；また、大豆エステル、トールエステル、リモネン、ターピネオール等の植物系溶剤が使用可能である。これらの溶剤は単独でも２種以上混合して使用しても良い。
印刷インキ組成物に占めるオイル及び／又は溶剤の量は３０〜５０重量％が一般的である。

着色剤としては、従来の平版印刷インキに使用されている顔料であって、従来公知の顔料は本発明の平版印刷インキ組成物の着色剤としていずれもそのまま使用することができる。また、その使用量も従来公知の平版印刷インキと同様でよく、例えば、平版印刷インキの約１０〜４０重量％を占める割合が一般的である。

ドライヤーとしてはコバルト、マンガン、セリウム、ジルコニウム、鉛、鉄、亜鉛、銅、バナジウム、バリウム、カルシウム等の多価金属のナフテン酸、オクチル酸、樹脂酸、トール油脂肪酸等の油溶性カルボン酸、樹脂酸の塩等であり、これらのドライヤーは、平版印刷インキ中、金属として約０．００５〜０．５重量％を占める割合で使用するのが一般的である。

本発明の平版印刷インキは上記の着色剤、ワニス用樹脂及びドライヤーの他に、本発明の目的達成を妨げない範囲の多少の添加レベリング改良剤、増粘剤、皮張り防止剤、その多従来公知の添加剤を含むことができる。
以上の如き本発明の平版印刷インキの製造方法自体は従来公知の方法でよい。

本発明の平版印刷インキは比較的粘度が低く（粘度：１０００〜３０００Ｐａ）、これの使用によって、地汚れのない良質の画像が得られるようになる。フェノール変性環化ゴムを用いた平版印刷インキによってこのような効果がもたらされる理由は必ずしも解明されたわけではないが、下記のように考えられる。

フェノール変性環化ゴムは代表的には、下記に示したような構造を持ち、通常平版印刷用ワニスあるいはインキに用いられるロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、等に比較して、２次元的、すなわち直線的な分子構造である。その為、分子の絡み合い現象が発現しやすく、さらにフェノール変性となればＯＨ基間で水素結合力が発生し、２次元構造の絡み合いが更に強固になる。このような分子構造により印刷機上のハイシェアに対してインキの凝集力（すなわち粘度あるいはタック）が維持されやすく、非画像部へのインキ付着が抑制され耐地汚れ性が向上する。

平版印刷インキ中に占めるフェノール変性環化ゴムの割合は５〜６０重量％が好ましく、３０〜５０重量％がより好ましい。これにより、一層望ましい画像が得られるようになる。

本発明の平版印刷インキにおいては、インキソルベントとして沸点２８０℃以上（好ましくは２８０〜４００℃）で、ヨウ素価１００以下（好ましくは１０〜１００）の溶剤及び／又はオイルを含有しているのが有利である。これは次によると考えられる。

すなわち、（ｉ）比較的粘度の高いインキを使用した場合、インキの紙上乾燥において浸透乾燥の効果が小さく、これを補償する為に蒸発乾燥用いる場合が多い。この蒸発乾燥の為には、引火性、不快臭、環境破壊等多くの問題がある揮発性有機溶剤（初留点：２８０℃以下）を使用する必要がある。しかし、初留点が２８０℃以上でヨウ素価が１００以下のオイル及び／又は溶剤使用の平版印刷インキであれば、粘度が低く浸透乾燥が期待できる為、揮発性有機溶剤（初留点：２８０℃以下）を使用する必要がない。また（ii）比較的粘度の高いインキを使用した場合、インキの紙上乾燥において浸透乾燥の効果が小さく、これを補償する為に酸化重合乾燥を用いる場合が多い。この酸化重合乾燥の為には、インキの残存によってインキングローラー、ブランケットが固化、固着する等多くの問題がある酸化重合系オイルあるいは溶剤使用する必要がある。しかし、沸点が２８０℃以上でヨウ素価が１００以下のオイル及び／又は溶剤使用の平版印刷インキであれば、粘度が低く浸透乾燥が期待できる為、酸化重合系オイルあるいは溶剤（ヨウ素価：１００以上）を使用する必要がない。

次に実施例により本発明を具体的に説明する。
ただし、本発明の内容はこれら実施例に限られるものではない。以下に示す部、％はいずれも重量基準である。

（実施例１〜３、比較例１〜２）
表１にインキ処方を示す（数字は重量％）。
樹脂の分子量分布が変化するように処方を計画し、実施例１、２、３、比較例１、２を作製した。作成工程を説明すると、油溶性樹脂、オイル、有機溶剤のそれぞれ全量を混合した後、１８０℃に加熱、ワニスを作成する。これに顔料、オイル、有機溶剤を加え、調整、混合した後、三本ロールで分散しインキとした。

表２に評価結果を示す。

（１）粘度の目安としてタック値を測定、測定装置としてはインコメーター（東洋精機社製デジタルインコメーター）、測定条件は３０℃／１分値／４００ＲＰＭとした。印刷特性（インキ付着量及び地汚れ）は（株）リコー製軽オフセット輪転印刷機ＡＰ３７００での印刷から求めた。その時の印刷条件は、２３℃／６０％、印刷速度３速である。

（２）インキ転移性の目安として、１ｍ^２あたりのインキ付着量と画像濃度を測定、画像濃度は印刷物濃度測定装置（マクベス社製、プロセスメジャーメントＲＤ９１５）を使用して測定した。

（３）地汚れについては、発生の見られない良好なものから発生の顕著なものまで５段階にランクわけし、最も良好な状態を５、順次悪化するごとに、４、３、２、１とした。

（４）紙上乾燥性の目安として裏移りも評価、発生の見られない良好なものから発生の顕著なものまで５段階にランクわけし、もっとも良好な状態を５、順次悪化するごとに、４、３、２、１とした。

（５）また、揮発性のオイル、溶剤を使った場含のＶＯＣレベルの評価としては初留点（ｉｂｐ）を、また、酸化重合系のオイル、溶剤を使った場合のローラーやブランケットヘのインキ固着レベルの目安としてはヨウ素価（ｉｖ）を使用する。
そのインキで使用してい各溶剤のｉｂｐの最低温度が２８０℃以下の場合は、揮発性が懸念され、ＶＯＣが問題となる。そのインキで使用している各溶剤のｉｖの最大値が１００以上の場合は、酸化重合が懸念され、ローラーやブランケットへのインキ固着が問題となる。

実施例１〜３は本発明のインキ処方であり、良好な付着量と良好な地汚れ性が両立している。比較例１は分子量が１．５×１０^４より小さい部分を９５％より多く含む、低分子量なフェノール変性環化ゴムを使用したワニスで作られたインキで、裏移りは良好なものの付着量は少なく地汚れも劣っている。比較例２は、分子量が１．５×１０^４より小さい部分を５％より少なく含む、高分子量なフェノール変性環化ゴムを使用したワニスで作られたインキで、地汚れは良好なものの付着量は少なく裏移りも劣っている。
つまり、「少なくとも、分子量１．５×１０^４以上の成分を５〜９５重量％含むフェノール変性環化ゴムをふくむ平版印刷インキ用ワニス」を使用すれば、比較的粘度が低く、転移性に優れたインキでありながら地汚れが少ないと言える。

（実施例４〜７、比較例３〜５）
表３にインキ処方を示す（数字は重量％）。インキ作成工程は表１に同じである。

表４に評価結果を示す。タック値及び印刷特性の評価方法は表１に同じである。

実施例４、５、２、６は本発明のインキ処方であり、良好な付着量と良好な地汚れ性が両立している。比較例３、４、５はフェノール変性環化ゴムの成分比が５％より少ないワニスで作られたインキで、画像濃度は良好なものの地汚れに劣っている。実施例７は、フェノール変性環化ゴムの成分比が７０％より多いワニスで作られたインキで、地汚れは良好なものの画像濃度に劣っている。つまり、「請求項１記載のフェノール変性環化ゴムの成分比が５〜７０重量％である平版印刷インキ用ワニス」を使用すれば、比較的粘度が低く、転移性に優れたインキでありながら地汚れが少ないと言える。

（実施例８、９）
表５にインキ処方を示す（数字は重量％）。インキ作成工程は表１に同じである。

表６に評価結果を示す。タック値及び印刷特性の評価方法は表１に同じである。

実施例２は良好な付着量と良好な地汚れ性が両立している。またｉｂｐ、ｉｖも本発明の範囲にあり、ＶＯＣあるいはローラーやブランケットヘのインキ固着の問題もない。実施例８は付着量と地汚れ性に問題はないが、最大ｉｖが１００以上でローラーやブランケットヘのインキ固着の問題が懸念される。実施例９は付着量と地汚れ性に問題はないが、最小ｉｂｐが２８０℃以下でＶＯＣの問題が懸念される。つまり、「少なくとも、沸点が２８０℃以上、ヨウ素価が１００以下の溶剤あるいはオイルをふくむ平版印刷インキ用ワニス」を使用すれば、揮発性がないためＶＯＣが問題とならず、酸化重合性がないため、ローラーやブランケットヘのインキ固着が問題とならないと言える。

本発明の平版印刷インキは、湿し水を用いる通常のオフセット印刷にも、湿し水を用いないオフセット印刷にも有用なものである。

本発明におけるフェノール変性環化ゴムの代表的分子量を模式的に表した図である。

Claims (3)

1. インキ用ワニスにおける樹脂が少なくとも分子量１．５×１０^４以上の成分を５〜９５重量％含むフェノール変性環化ゴムを含有してなることを特徴とする平版印刷インキ。
2. フェノール変性環化ゴムのインキ中に占める割合が５〜６０重量％であることを特徴とする請求項１記載の平版印刷インキ。
3. インキ用ワニスにおける溶剤あるいはオイルの沸点が２８０℃以上、ヨウ素価が１００以下の溶剤及び／又はオイルを含有してなることを特徴とする請求項１又は２記載の平版印刷インキ。

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