JP4900543B1 - 印刷インキ用ドライヤー及びそれを用いた印刷インキ - Google Patents

Abstract

脂肪酸マンガン塩（Ａ）及び下記一般式（１）で表されるアミノアルコール（Ｂ）を含有することを特徴とする印刷インキ用ドライヤーを提供する。該印刷インキ用ドライヤーは、人体への影響が懸念されるコバルト金属石鹸の使用量を低減又は使用せずに、コバルト金属石鹸が有する優れた乾燥性能と同等以上の乾燥性能を発揮する。

（式中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表し、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に炭素原子数２〜６のアルキレン基を表し、Ｙは−ＮＲ^３−（ただし、Ｒ^３は水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表す。）又は酸素原子を表す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、平版印刷用インキに代表される酸化重合乾燥型印刷インキの乾燥促進剤であるドライヤー及びそれを用いた印刷インキに関する。

平版印刷用インキに代表される酸化重合乾燥型印刷インキには、インキを乾燥させるための乾燥促進剤としてドライヤーが添加される。該インキに用いられるドライヤーとしては、コバルト、マンガン、鉛、鉄、亜鉛等の重金属と種々のカルボン酸との金属塩（以下、「金属石鹸」と略記することがある。）が一般的である。これらの金属石鹸の中でも、コバルト金属石鹸は、優れた乾燥性能を有しているため、これまで主要な乾燥促進剤として用いられてきた。

コバルト金属石鹸は、優れた乾燥性能を有しているが、より乾燥時間を短くするために多量に用いると、インキの表面乾燥が非常に早く進行してしまい、皮張りを生じてシワや縮みの原因となる問題があり、早い乾燥時間と皮張りによるシワや縮みの防止の両立は難しかった。そこで、この皮張りによるシワや縮みを防止しつつ、より乾燥時間を短くする方法として、コバルト金属石鹸とビピリジルとを併用した乾燥促進剤が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この乾燥促進剤は、皮張りによるシワや縮みを防止し、かつ乾燥時間が短く、高い乾燥性能を有していた。しかし、コバルト金属石鹸を用いる問題として、コバルト化合物は、国際がん研究機関の発ガン性リスク一覧において「ヒトに対する発癌性が疑われる」とされるグループ２Ｂにリストアップされており発ガン性が懸念される点、金属コバルトは希少金属であるため供給が不安定であり、コバルト金属石鹸はコスト的に高価である点などがあり、コバルト金属石鹸の使用量をより低減しつつ、高い乾燥性能を有する乾燥促進剤が求められていた。

そこで、より少ないコバルト金属石鹸の使用量で、高い乾燥性能が得られるものとして、コバルト金属石鹸、マンガン金属石鹸及び、ジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ｎ−ブチルジエタノールアミンから選ばれる少なくとも１種のアミノアルコールを含有する乾燥促進剤が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、依然コバルト金属石鹸を使用しているため、上記の発ガン性の懸念、原料の供給不安及びコスト高の問題を解決するものではなかった。

そこで、コバルト金属石鹸の使用量をさらに低減でき、乾燥時間が短く、かつ皮張りによるシワや縮みを防止できる高い乾燥性能を有するドライヤー（乾燥促進剤）が求められていた。

特開平６−１７２６８９号公報 特開２００１−４９１０２号公報

本発明が解決しようとする課題は、人体への影響が懸念されるコバルト金属石鹸の使用量をさらに低減でき、コバルト金属石鹸が有する優れた乾燥性能と同等以上の乾燥時間が短く、かつ皮張りによるシワや縮みを防止できる高い乾燥性能を有する印刷インキ用ドライヤーを提供することである。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、脂肪酸金属塩として、非コバルトの脂肪酸マンガン塩を用い、特定のアミノアルコールを併用することで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、脂肪酸マンガン塩（Ａ）及び下記一般式（１）で表されるアミノアルコール（Ｂ）を含有することを特徴とする印刷インキ用ドライヤー及びそれを用いた印刷インキに関する。

（式中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表し、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に炭素原子数２〜６のアルキレン基を表し、Ｙは−ＮＲ^３−（ただし、Ｒ^３は水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表す。）又は酸素原子を表す。）

本発明の印刷インキ用ドライヤーは、発ガン性の懸念、原料の供給不安及びコスト高の問題を解決しつつ、乾燥時間が短く、かつ皮張りによるシワや縮みを防止できるという優れた乾燥性能を有しているため、平版印刷用インキのドライヤー（乾燥促進剤）として非常に有用である。

本発明の印刷インキ用ドライヤーは、脂肪酸マンガン塩（Ａ）及び下記一般式（１）で表されるアミノアルコール（Ｂ）を含有するものである。

（式中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表し、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に炭素原子数２〜６のアルキレン基を表し、Ｙは−ＮＲ^３−（ただし、Ｒ^３は水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表す。）又は酸素原子を表す。）

前記脂肪酸マンガン塩（Ａ）は、脂肪酸のマンガン塩であり、前記脂肪酸としては、オクチル酸、ナフテン酸、ネオデカン酸、桐油酸、アマニ油酸、大豆油酸、樹脂酸、トール油脂肪酸等が挙げられる。これらの脂肪酸マンガン塩（Ａ）は、単独で用いることも２種以上併用することもできる。

前記脂肪酸マンガン塩（Ａ）は、脂肪酸を水に可溶な塩、通常はナトリウム塩として水に溶解し、これに水に可溶なマンガン塩を加え、複分解といわれるイオン交換反応を行い、水洗、脱水、ろ過することによって得ることができる。

前記アミノアルコール（Ｂ）は、下記一般式（１）で表される化合物である。本発明では、この下記一般式（１）の構造を有するアミノアルコールを用いることで、乾燥時間が短く、かつ皮張りによるシワや縮みを防止できるという優れた乾燥性能を発揮することができる。

（式中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表し、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に炭素原子数２〜６のアルキレン基を表し、Ｙは−ＮＲ^３−（ただし、Ｒ^３は水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表す。）又は酸素原子を表す。）

前記一般式（１）で表されるアミノアルコール（Ｂ）の中でも、よりシワや縮みを防止しつつ、より乾燥時間を短くできることから、Ｘ^１及びＸ^２がそれぞれ炭素原子数２〜３のアルキレン基であるものが好ましい。

前記アミノアルコール（Ｂ）の具体例としては、２−［（２−ジメチルアミノエチル）メチルアミノ］エタノール、２−（２−アミノエチル）アミノエタノール、１−（２−アミノエチル）アミノ−２−プロパノール、２−（３−アミノプロピルアミノ）エタノール、２-（２−ジメチルアミノエトキシ）エタノール等が挙げられる。なお、これらのアミノアルコール（Ｂ）は、単独で用いることも２種以上併用することもできる。

乾燥性能をより向上するためには、前記脂肪酸マンガン塩（Ａ）中のマンガン金属と前記アミノアルコール（Ｂ）との質量基準での配合比（Ａ）／（Ｂ）は、１／０．１〜１／３０の範囲であることが好ましく、１／０．３〜１／２０の範囲であることがより好ましく、１／０．５〜１／１０の範囲であることがさらに好ましい。

本発明の印刷用ドライヤーは、前記脂肪酸マンガン塩（Ａ）及び前記アミノアルコール（Ｂ）を希釈剤で希釈することにより、ハンドリング性の良い溶液として用いることが好ましい。前記希釈剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ヘプタン、ヘキサン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶媒；メタノール、エタノール、プロパノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；プロピルエーテル、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール等のエーテル系溶媒；カプロン酸メチルエステル、カプリン酸メチルエステル、ラウリン酸メチルエステル等の脂肪酸エステル；大豆油、亜麻仁油、菜種油、サフラワー油等の植物油脂などが挙げられる。これらの中でも、金属石鹸等のドライヤーの溶解性が高く、印刷インキへの溶解性も良好になることから、後述する脂肪酸エステル（Ｃ）又は植物油脂が好ましく、植物油脂の中でも印刷インキの希釈剤としても使用されている大豆油が好ましい。また、これらの希釈剤は、１種類のみで用いることも２種以上併用することもできる。

なお、本発明においては、「ドライヤー」という用語は、平版インキ製造の慣用に従って、金属石鹸等の乾燥促進剤そのものを意味する場合と、印刷インキの製造に使われる金属石鹸等を希釈剤で希釈した形態のものを意味する場合がある。

本発明の印刷インキ用ドライヤーにおいて、希釈剤として用いることが好ましい前記脂肪酸エステル（Ｃ）としては、下記一般式（２）で表される脂肪酸エステルが挙げられる。

（式中、Ｒ^４は炭素原子数５〜１１のアルキル基であり、Ｒ^５は炭素原子数１〜３のアルキル基である。）

前記脂肪酸エステル（Ｃ）は、炭素原子数６〜１２のカルボン酸と、炭素原子数１〜３のアルコールとをエステル化反応することにより得られるもので、前記カルボン酸及びアルコールの炭素鎖は、直鎖状でも分岐状でも構わない。

前記脂肪酸エステル（Ｃ）としては、例えば、カプロン酸メチルエステル、エナント酸メチルエステル、カプリル酸メチルエステル、ペラルゴン酸メチルエステル、カプリン酸メチルエステル、ラウリン酸メチルエステル、カプロン酸エチルエステル、エナント酸エチルエステル、カプリル酸エチルエステル、ペラルゴン酸エチルエステル、カプリン酸エチルエステル、ラウリン酸エチルエステル、カプロン酸プロピルエステル、エナント酸プロピルエステル、カプリル酸プロピルエステル、ペラルゴン酸プロピルエステル、カプリン酸プロピルエステル、ラウリン酸プロピルエステル等が挙げられる。これらの脂肪酸エステルは、単独で用いることも２種以上併用することもできる。また、これらの脂肪酸エステルの中でも、カプロン酸メチルエステル、カプリン酸メチルエステル、ラウリン酸メチルエステルは、臭気が少ないため好ましい。特に、ラウリン酸メチルエステルは、印刷インキ用ドライヤーの粘度低下と臭気の低減との両立を図ることができるため好ましい。

また、より低粘度でハンドリング性に優れた印刷インキ用ドライヤーとするために、前記脂肪酸マンガン塩（Ａ）及びアミノアルコール（Ｂ）の合計量と、前記脂肪酸エステル（Ｃ）との質量基準での配合比［（Ａ）＋（Ｂ）］／（Ｃ）は、１０／９０〜７０／３０の範囲であることが好ましく、２０／８０〜６０／４０の範囲であることがより好ましく、３０／７０〜５０／５０の範囲であることがさらに好ましい。

本発明の印刷インキは、上記印刷インキ用ドライヤーを配合したものである。通常、印刷インキは、バインダー樹脂であるワニス、顔料又は染料である着色剤、印刷インキ粘度及び乾燥性を調節する希釈剤からなるものである。前記ワニスは、不飽和脂肪酸基を有する樹脂で、例えば、ロジン変性フェノール樹脂、マレイン酸変性フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、石油樹脂、アルキッド樹脂等が挙げられる。また、前記着色剤としては、カーボンブラック、フタロシアニン顔料、弁柄、アゾ顔料、キナクリドン顔料等が挙げられる。さらに、希釈剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ヘプタン、ヘキサン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶媒；メタノール、エタノール、プロパノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；プロピルエーテル、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール等のエーテル系溶媒；カプロン酸メチルエステル、カプリン酸メチルエステル、ラウリン酸メチルエステル等の脂肪酸エステル；大豆油、亜麻仁油、菜種油、サフラワー油等の植物油脂などが挙げられる。

本発明の印刷インキの製造方法としては、前記ワニス、着色剤、希釈溶剤、本発明の印刷インキ用ドライヤー、さらに必要に応じてワックス等のその他の添加剤を三本錬肉ロール等の錬肉機で錬肉する方法が挙げられる。この際、本発明の印刷インキ用ドライヤーは、前記脂肪酸エステル（Ｃ）又は植物油脂で希釈したものを用いることが好ましい。

本発明の印刷インキ用ドライヤーの印刷インキへの配合量は、短い乾燥時間と皮張り防止を両立できることから、印刷インキ中のワニス１００質量部に対して、マンガン原子に換算して、０．００１〜１質量部の範囲が好ましく、０．０１〜０．５質量部の範囲がより好ましい。なお、本発明の印刷インキには必要に応じて、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、ビスマス、セリウム、カルシウム等のマンガン以外のドライヤーとなる金属石鹸を配合しても構わない。

以下に具体的な例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。

（実施例１）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−［（２−ジメチルアミノエチル）メチルアミノ］エタノール１３質量部をラウリン酸メチルエステル５６質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（１）を得た。

［ワニスの調製］
ロジン変性フェノール樹脂（ＤＩＣ株式会社製「ベッカサイトＦ８３０１」）４０質量部、大豆油（日清オイリオグループ株式会社製「大豆サラダ油（Ｓ）」）５０質量部、大豆油脂肪酸メチルエステル（当栄ケミカル株式会社製「ＴＯＥＯＬ ３１２０」）１０質量部及びアルミニウムキレート（ホープ製薬株式会社製「アルミキレート」）０．３質量部を２１０℃で１時間加熱してワニス（Ｖ）を調製した。

［評価用インキの調製］
上記で得られた印刷インキ用ドライヤー（１）及びワニスを用いて、下記の配合量で配合した後、三本ロールミルで練肉して評価用インキを調製した。なお、フタロシアニンブルー顔料は、ＤＩＣ株式会社製「ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ」を用い、大豆油は日清オイリオグループ株式会社製「大豆サラダ油（Ｓ）」を用いた。
ワニス（Ｖ） ６５．５質量部
フタロシアニンブルー顔料 １６質量部
大豆油 １７質量部
印刷インキ用ドライヤー ２質量部

［乾燥時間の測定］
上記で調製したインキを、ガラス板上に１．５ミルのアプリケーターを使用して塗付した後、ドライングタイムレコーダー（太佑機材株式会社製「型式Ｎｏ．４０４」）を用いて試験を行った。測定は、恒温恒湿室（２５℃、５０％ＲＨ）内で行った。なお、インキの乾燥時間は、ガラス板上にインキを塗布後、ドライングタイムレコーダーの針によりインキの乾燥が始まると見られるキズが、インキが完全に乾燥して見られなくなるまでの時間とした。

［皮張り時間の測定］
上記で調製したインキ２０ｇを、直径４５ｍｍの容器に入れて４５℃の雰囲気下で保存し、１時間毎にインキの表面を指触して、インキが指に付着しなくなった時間を皮張り時間とした。

下記の実施例２〜６及び比較例１〜９で調製した印刷インキ用ドライヤー（２）〜（１５）について、上記の実施例１と同様に、評価用インキを調製後、乾燥時間及び皮張り時間を測定して評価した。

（実施例２）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−（２−アミノエチル）アミノエタノール１０質量部をラウリン酸メチルエステル５９質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（２）を得た。

（実施例３）
オクチル酸マンガン３１質量部及び１−（２−アミノエチル）アミノ−２−プロパノール１１質量部をラウリン酸メチルエステル５８質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（３）を得た。

（実施例４）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−（３−アミノプロピルアミノ）エタノール３質量部をラウリン酸メチルエステル６６質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（４）を得た。

（実施例５）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−（２−ジメチルアミノエトキシ）エタノール１２質量部をラウリン酸メチルエステル５７質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（５）を得た。

（実施例６）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−（２−ジメチルアミノエトキシ）エタノール３質量部を大豆油（日清オイリオグループ株式会社製「大豆サラダ油（Ｓ）」）６６質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（６）を得た。

（比較例１）
オクチル酸マンガン４１質量部及びネオデカン酸ホウ酸コバルト９質量部をオレイン酸メチルエステル５０質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（７）を得た。

（比較例２）
オクチル酸マンガン３１質量部をオレイン酸メチルエステル６９質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（８）を得た。

（比較例３）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２，２’−ビピリジル１４質量部をオレイン酸メチルエステル５５質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（９）を得た。

（比較例４）
オクチル酸マンガン３１質量部及び３−アミノプロパノール７質量部をラウリン酸メチルエステル６２質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（１０）を得た。この印刷インキ用ドライヤー（１０）はゲル化を生じたため、後述する乾燥時間及び皮張り時間は未測定とした。

（比較例５）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−メチルアミノエタノール７質量部をラウリン酸メチルエステル６２質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（１１）を得た。

（比較例６）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−ジメチルアミノエタノール８質量部をラウリン酸メチルエステル６１質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（１２）を得た。

（比較例７）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−ジエチルアミノエタノール１１質量部をラウリン酸メチルエステル５８質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（１３）を得た。

（比較例８）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２−ｎ−ブチルアミノエタノール３質量部をラウリン酸メチルエステル６６質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（１４）を得た。

（比較例９）
オクチル酸マンガン３１質量部及び２，２’−ｎ−ブチルアミノジエタノール１５質量部をラウリン酸メチルエステル５４質量部に溶解させて、印刷インキ用ドライヤー（１５）を得た。

実施例１〜５及び比較例４〜９で得た印刷インキ用ドライヤーに用いたアミノアルコールの構造式を表１に示す。

実施例１〜６及び比較例１〜９で得られた印刷インキ用ドライヤー（１）〜（１５）の組成及び評価結果を表２及び３に示す。

表２に示した評価結果から、実施例１〜６で得た本発明の印刷インキ用ドライヤーは、コバルト金属石鹸を用いた比較例１と比較して、乾燥時間が短く、かつ皮張時間は長いため、シワや縮みの発生を抑制できることが分かった。この結果から、本発明の印刷インキ用ドライヤーは、コバルト金属石鹸を使用しなくても、非常に優れた乾燥性能を有することが分かった。

一方、比較例１〜３は、アミノアルコールを用いなかった例であるが、比較例１及び３のものについては、皮張り時間が短く、シワや縮みの発生を抑制できないことが分かった。また、比較例２については、皮張時間も長く、シワや縮みの発生を抑制できたが、乾燥時間が長く、乾燥性能に問題があることが分かった。

比較例４〜９は、前記一般式（１）で表されるアミノアルコール以外のアミノアルコールを用いた例である。比較例４については、ドライヤー調製時にゲル化を生じる問題があり、ドライヤーとして使用できないことが分かった。また、比較例５〜９については、乾燥時間が長く、乾燥性能に問題があり、さらに皮張り時間が短く、シワや縮みの発生を抑制できないことが分かった。

Claims (5)

1. 脂肪酸マンガン塩（Ａ）及び下記一般式（１）で表されるアミノアルコール（Ｂ）を含有することを特徴とする印刷インキ用ドライヤー。
   

   

   （式中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表し、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立に炭素原子数２〜６のアルキレン基を表し、Ｙは−ＮＲ^３−（ただし、Ｒ^３は水素原子又は炭素原子数１〜６のアルキル基を表す。）又は酸素原子を表す。）
2. 前記アミノアルコール（Ｂ）が、２−［（２−ジメチルアミノエチル）メチルアミノ］エタノール、２−（２−アミノエチル）アミノエタノール、１−（２−アミノエチル）アミノ−２−プロパノール、２−（３−アミノプロピルアミノ）エタノール及び２-（２−ジメチルアミノエトキシ）エタノールからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１記載の印刷インキ用ドライヤー。
3. 前記脂肪酸マンガン塩（Ａ）の脂肪酸が、オクチル酸、ネオデカン酸及びナフテン酸からなる群から選ばれる少なくとも１種である脂肪酸である請求項１又は２記載の印刷インキ用ドライヤー。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の印刷インキ用ドライヤーを下記一般式（２）で表される脂肪酸エステル又は植物油脂で希釈したことを特徴とする印刷インキ用ドライヤー。
   

   

   （式中、Ｒ^４は炭素原子数５〜１１のアルキル基を表し、Ｒ^５は炭素原子数１〜３のアルキル基を表す。）
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の印刷インキ用ドライヤーを含有することを特徴とする印刷インキ。