JP5201154B2

JP5201154B2 - 平版印刷用インキ組成物および印刷物

Info

Publication number: JP5201154B2
Application number: JP2010007418A
Authority: JP
Inventors: 奈生惟村; 可江落合; 馨一佐藤
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2030-01-15
Also published as: JP2011144294A

Description

本発明は、書籍、書籍、チラシ、カタログ等の印刷に使用される平版印刷用インキ組成物に関し、さらに詳しくは、従来よりもインキの流動性および経時安定性ならびに印刷時の乾燥性および印刷機上での安定性に優れた環境負荷の少ない平版印刷用インキ組成物に関する。

従来、平版印刷用インキは、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性アルキッド樹脂、石油樹脂変性フェノール樹脂などの合成樹脂と、アマニ油、桐油、大豆油などの植物油、鉱物油、合成油、必要に応じてインキの乾燥被膜に可撓性や柔軟性を付与するために可塑剤やワックスコンパンドなどの添加剤と、顔料や染料の着色剤および溶剤からなっており、これらのインキに使用される溶剤は、上記成分の溶解分散性や印刷適性から主に芳香族系溶剤が使用されていた（特許文献１、２）。

しかしながら、近年、上記の鉱物油などの油類や芳香族系溶剤を主体としたインキは、その製造や印刷時、および印刷物において残留溶剤などの揮発蒸気の臭気が強いという問題がある。従って、作業環境や大気汚染などの環境衛生面から、揮発蒸気の臭気が極めて低く、また、作業環境や大気汚染などの環境負荷が少ない植物油や非芳香族系溶剤を主体としたインキに置き換わっている（特許文献１、２）。

すなわち、特許文献３と特許文献４にロジン変性フェノール樹脂と植物油エステルを溶剤主成分とし、従来のインキに比べて大幅にＶＯＣ成分を削減し、かつ高速セット性を備えた印刷インキ組成物が提案されているが、乾燥性に関しては不十分である。

特許文献５では、ロジン変性フェノール樹脂、米ぬか油と脂肪酸モノエステルを主原料
とし、従来のインキに比べ大幅にＶＯＣ成分を削減し臭気が少なくゴム部材の変質又は劣
化が少なく、かつ良好な機上安定性を備えた印刷インキが提案されているが、これも乾燥性に関しては不十分である。

特許文献６では、ヨウ素価を１００以上に調整した米ぬか油を用いたオフセットインキ
について提案されているが、乾燥性・機上安定性が不十分である。
さらに、近年、大豆油などの農作物がバイオエタノール原料に転用される様になり、大豆油の価格の高騰や、安定した供給量の確保が懸念されている。一方、世界規模でのＣＯ_２排出量削減の急激な動きで、脱石化素材・ＶＯＣのインキ成分からの排除を目的とした考え方が普及しつつあった。しかも、輸送燃料に対しても同様の考え方が適用される。

輸送マイレージ、即ち原料や製品などの生産・製造地と消費地との距離を短縮すること
でＣＯ_２排出量を削減していくという観点では、インキ製造地から近いところでインキの
原料を調達することで、ＣＯ_２排出量の削減に貢献できる。

しかしながら、植物油成分として用いられている大豆油は北米・南米で収穫された大豆を海外で搾油したものが輸入されているのが主であり、輸送マイレージが悪く環境に好ましくない。

特開２００６−２４９３８５号公報特開２００５−２９００８４号公報特開２００２−６９３５４号公報特開２００２−１５５２２７号公報特開２００５−３３０３１７号公報特開２００３−９６３７５号公報

本発明は、地球環境に配慮しつつ、インキの流動性および経時安定性ならびに印刷時の乾燥性および印刷機上での安定性に優れた平版印刷用インキ組成物およびそれを用いた印刷物を提供することである。

上記課題を解決するために誠意研究した結果、バインダー樹脂、植物油および顔料を含
有する平版印刷用インキ組成物において、特定の植物油を含有する平版印刷用インキ組成物が、流動性および経時安定性ならびに印刷時の乾燥性および印刷機上での安定性に優れ
ていることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、バインダー樹脂、植物油、石油系溶剤および顔料を含有する平版印刷用インキ組成物において、植物油が、植物油全体に対して、５０〜１００重量％の一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする平版印刷用インキ組成物に関するものである。
一般式（１）

ただし、バインダー樹脂は、重量平均分子量１００００〜１０００００およびトレランス２０〜３０重量％であるガムロジン変性フェノール樹脂である。

さらに、本発明は、石油系溶剤が、アニリン点７５〜９５℃および沸点範囲２６０〜３５０℃であり、インキ全量の５〜２０重量％含有することを特徴とする上記の平版印刷用インキ組成物に関するものである。

また、本発明は、上記いずれかに記載の平版印刷用インキ組成物を基材上に印刷してなる印刷物に関するものである。

本発明が、提供する平版印刷用インキ組成物は、書籍、書籍、チラシ、カタログ等の印刷において、インキの流動性および経時安定性ならびに印刷時の乾燥性および印刷機上での安定性に優れ、しかも、環境負荷が少ない。

次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。

本発明で用いられる一般式（１）で表される化合物は、（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）の全量に対して、二重結合を２つ有する炭素数１８の不飽和炭化水素基のモル比率が３０〜４０％が良く、好ましくは３２〜３８％が良い。さらに、二重結合を３つ有する炭素数１８の不飽和炭化水素基のモル比率が１．５％以下がより好ましく、１．０％以下が良く、さらに好ましくは、０．５％以下であることが望ましく、できれば含まれない方が良い。すなわち、一般式（１）で表される化合物は、二重結合の割合が特定のものが好ましい。

また、一般式（１）で表される化合物の含有量は、植物油全体に対して、５０〜１００重量％が良く、さらに好ましくは７０〜１００重量％が良く、８０〜１００重量％が良い。さらに、平版印刷用インキ組成物全量に対しては、１０〜５０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％、さらに好ましくは２０〜３０重量％含有されていることが望ましい。一般式（１）で表される化合物の含有量が、平版印刷用インキ組成物全量に対して１０重量％よりも少ないと、印刷機上でのインキの安定性が劣り、インキの増粘、流動性の低下を招く。一般式（１）で表される化合物の含有量が、平版印刷用インキ組成物全量に対して５０重量％よりも多いと、乾燥性が劣り、印刷機上での擦れや印刷紙面結束後ブロッキング等を招き、印刷物としての品質が劣る結果となる。

また、二重結合を２つ有する炭素数１８の不飽和炭化水素基の比率が３０％以下であるとインキ乾燥後の印刷物の耐摩擦性や光沢が劣り、４０％以上であると、保存容器内でのインキの経時安定性が劣るため好ましくない。また、三重結合を１つ有する炭素数１８の不飽和炭化水素基が存在すると保存容器内でのインキの経時安定性が著しく劣るためなるべく少なくした方が好ましくない（好適なのは、含有量０重量％である。）。

また、本発明で用いられる一般式（１）で表される化合物は、輸送マイレージ短縮によるＣＯ_２排出量削減という観点から８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上、より好ましくは１００重量％以上国内で原料生産及び搾油されていることが望ましい。国内で生産した原料を調達することで、海外で収穫及び搾油された大豆油に代表される植物油と比べ、大幅に輸送燃料を削減し、ＣＯ_２排出量を削減することができるため、環境負荷をより小さくすることが可能となる。この点からも工業的にかなりのメリットがある。本発明において、本発明で用いられる一般式（１）で表される化合物を典型的に入手する方法は、国内で生産及び搾油された米ぬか油として入手すればよいが、他の植物油等を精製して、一般式（１）になるように加工しても良い。

本発明では、必要に応じて例えば大豆油、再生大豆油、菜種油、ヤシ油、綿実油、落花
生油、パーム油、コーン油、オリーブ油、亜麻仁油、大豆油、サフラワー油等の植物油由
来のものや、それらの熱重合油及び酸素吹き込み重合油等を併用することもでき、これら
を単独あるいは２種類以上組み合わせて併用して用いることもできるが、好ましくは平版印刷用インキ組成物全量に対して２０重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下の含有率にすることが望ましい。１０重量％以上併用させると、保存容器内でのインキの経時安定性が劣るため好ましくない。

本発明におけるトレランスとは、試験管中に樹脂２．５０ｇとＡＦソルベント５号（新
日本石油（株）製）を５ｇ入れ、適時攪拌しながら５分間で１８０℃に昇温し、溶解した
ものを２５．０℃まで冷却し、攪拌しつつ０号ソルベント（新日本石油（株）製）で少量
ずつ希釈していき、微濁状態を終点とした時の０号ソルベントの量から以下の計算式（１）によりトレランスの値を求める。
計算式（１）

本発明で用いられるバインダー樹脂としては、重量平均分子量１００００〜１００００
０、好ましくは２００００〜８００００、かつトレランスが２０〜３０重量％好ましくは
２２〜２８重量％であるロジン変性フェノール樹脂であることが望ましい。
重量平均分子量が１００００以下ではインキの粘弾性が低下し、１００００００以上ではインキの流動性、光沢が劣る。また、トレランスが２０重量％以下ではインキのセット性が低下し、さらにセットオフ汚れ、ミスチング性能の劣化を招く。トレランスが３０重量％以上では、印刷機上での溶剤離脱の促進によるインキの増粘、流動性の低下、タック上昇による印刷適性の劣化を招き、さらに光沢が低下するため好ましくない。

また、本発明に用いられる石油系溶剤は必要に応じて、沸点が２６０〜３５０℃、好ま
しくは２８０℃〜３４０℃の範囲にある石油系溶剤を併用することができる。併用する石
油系溶剤の沸点が２６０℃未満の場合には、印刷機上でのインキの溶剤蒸発が多くなり、
インキの流動性の劣化により、インキがローラー、ブランケット、版等への転移性が悪く
なり好ましくない。また、併用する石油系溶剤の沸点が３５０℃を越える場合には、イン
キの乾燥性が劣るため好ましくない。本発明に用いられる石油系溶剤は必要に応じて、インキ全量の５〜２０重量％、好ましくは７〜１８重量％含有するのが望ましい。

また、本発明に用いられる顔料としては、任意の無機及び有機顔料が使用できる。無機
顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、紺青、硫酸バリウム、カドミウムレッド、酸化チタン、亜
鉛華、弁柄、アルミナホワイト、炭酸カルシウム、群青、カーボンブラック、グラファイ
ト、アルミニウム粉などがあげられ、有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、キ
ナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系など平版印刷用インキに用いられる顔
料が相当する。有機顔料に関しては、例えば、銅フタロシアニン系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ
ｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、３６）、モノアゾ系顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ３、４、５、２３、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、４９：１、４９：２、５３：１、５７：１）、ジスアゾ系顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２、１３、１４、１７、８３）、アントラキノン系顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７）、キナクリドン系顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１９）、ジオキサジン系顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３）などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
さらに、本発明の平版印刷用インキ組成物には、必要に応じてゲル化剤、顔料分散剤、金属ドライヤー、乾燥抑制剤、酸化防止剤、耐摩擦向上剤、裏移り防止剤、非イ
オン系海面活性剤、多価アルコール等の添加剤を便宜使用することができる。

また、本発明の平版印刷用インキ組成物の組成としては、
バインダー樹脂２０〜５０重量％
植物油２０〜５０重量％
石油系溶剤０〜２０重量％
顔料５〜３０重量％
を含有する平版印刷用インキ組成物が例示される。

本発明では、平版印刷とは、湿し水を使用した平版印刷を指す。すなわち、本発明の平版印刷用インキ組成物は、湿し水を使用した平版印刷用である。

本発明の平版印刷用インキ組成物は、オフセット印刷に用いられるが、その思想を逸脱しない範囲で、ロールコーター、ナイフコーターなどの塗工方法、またはグラビア印刷、凸版印刷、シルクスクリーン印刷などの印刷方法にも適用可能である。

なお、本発明において、重量平均分子量は、東ソー(株)製ゲルパーミエイションクロマトグラフィ（ＨＬＣ−８０２０。以下ＧＰＣと称す。）で測定した。検量線は標準ポリスチレンサンプルにより作成した。溶離液はテトラヒドロフランを、カラムにはＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒＨＭ−Ｍ（東ソー(株)製）３本を用いた。測定は流速０．６ｍｌ／分、注入量１０μｌ、カラム温度４０℃で行った。
さらに、本発明において、特に断らない限り、「分子量」とは、重量平均分子量を示す。

次に具体例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、本発明において「部」は「重量部」、「％」は「重量％」を表す。

（フェノール樹脂製造例１）
撹拌機、冷却器、温度計をつけた４つ口フラスコにＰ−オクチルフェノール１０００部、３５％ホルマリン８５０部、９３％水酸化ナトリウム６０部、トルエン１０００部を加えて、９０℃で６時間反応させたる。その後６Ｎ塩酸１２５部、水道水１０００部の塩酸溶液を添加し、撹拌、静置し、上層部を取り出し、不揮発分４９％のレゾールタイプフェノール樹脂のトルエン溶液２０００部を得て、これをレゾール液Ｙとした。

（ロジン変性フェノール樹脂の製造例１）
撹拌機、水分分離器付き冷却器、温度計をつけた４つ口フラスコに、ガムロジン１０００部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら２００℃で溶解し、レゾール液Ｙ１３６０部を添加し、トルエンを除去しながら２３０℃で４時間反応させた後、グリセリン１１０部を仕込み、２５０〜２６０℃で酸化２０以下になるまでエステル化して、重量平均分子量３００００、トレランス２２重量％のロジン変性フェノール樹脂Ａ（以下、樹脂Ａと称す）を得た。

（ロジン変性フェノール樹脂の製造例２）
撹拌機、水分分離器付き冷却器、温度計をつけた４つ口フラスコに、ガムロジン１０００部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら２００℃で溶解し、レゾール液Ｙ１５００部を添加し、トルエンを除去しながら２３０℃で４時間反応させた後、グリセリン１１５部を仕込み、２５０〜２６０℃で酸化２０以下になるまでエステル化して、重量平均分子量７００００、トレランス２５重量％のロジン変性フェノール樹脂Ｂ（以下、樹脂Ｂと称す）を得た。

（ロジン変性フェノール樹脂の製造例３）
撹拌機、水分分離器付き冷却器、温度計をつけた４つ口フラスコに、ガムロジン１０００部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら２００℃で溶解し、レゾール液Ｙ１８００部を添加し、トルエンを除去しながら２３０℃で４時間反応させた後、グリセリン１３０部を仕込み、２５０〜２６０℃で酸化２０以下になるまでエステル化して、重量平均分子量１５００００、トレランス３３重量％のロジン変性フェノール樹脂Ｃ（以下、樹脂Ｃと称す）を得た。

（ワニス製造例１）
撹拌機、リービッヒ冷却管、温度計付４つ口フラスコに樹脂Ａ（重量平均分子量３００００、トレランス２２重量％）４２部、植物油Ｄ（一般式（１）で表される化合物の割合が９８重量％、一般式（１）で表される化合物中の（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）の全量に対して二重結合を２つ有する炭素数１８の不飽和炭化水素のモル比率が３０〜４０％、一般式（１）で表される化合物中の（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）の全量に対して二重結合を３つ有する炭素数１８の不飽和炭化水素のモル比率が１．５％以下）３８部、ＡＦソルベント５号（新日本石油（株）製）１９部、ＡＬＣＨ（川研ファインケミカル（株）製ゲル化剤）１部を仕込み、１９０℃に昇温、同温で１時間攪拌した後放冷してワニス１を得た。

（ワニス製造例２〜９）
表１の組成に基づいて、ワニス製造例１と同等のワニス製造方法により、ワニス２〜９を得た。また、表１中のＣ１４〜Ｃ１８は、一般式（１）で表される化合物の含有割合を示す。また、Ｃ１８：２は、一般式（１）で表される化合物中の（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）の全量に対して二重結合を２つ有する炭素数１８の不飽和炭化水素のモル比率を示し、Ｃ１８：３は、二重結合を３つ有する炭素数１８の不飽和炭化水素のモル比率を示す。

（ベースインキおよびインキの製造）
ＬＩＯＮＯＬＢＬＵＥＦＧ７３３０（東洋インキ製造（株）製）を１７部、ワニス１を６９部、計８６部を３本ロール上に仕込み、６０℃の３本ロールで２回練肉したところ、顔料粒子は７．５μｍ以下に分散され、ベースインキ１を得た。
次いでベースインキ１に対して、ＡＦソルベント５号４部、ワックスコンパウンド（東洋インキ製造（株）製ニュー耐摩擦コンパウンド）７．５部、金属ドライヤー（東洋インキ製造（株）製ＭＫドライヤー）１．５部、乾燥抑制剤（東洋インキ製造（株）製乾燥抑制剤ＣＰ）1部を添加し、実施例1のインキを約１００重量部得た。

上記と同等のベースインキ作製方法にて、表２に示す配合にてベースインキを作製し、同等にＡＦソルベント５号、大豆油、植物油Ｄ、ワックスコンパウンド、金属ドライヤー、乾燥抑制剤を添加して実施例２〜６、比較例１〜３のインキを約１００部得た。

（評価結果）
上記実施例１〜６及び比較例１〜３の枚葉インキにおける、流動性、乾燥性、機上安定性、経時安定性について評価を実施し、結果を表３に示した。

＜流動性の測定方法＞
インキ２．１ｃｃを半球状の容器にセットし、４０℃で１時間間静置させた後、６０°に傾けた傾斜板の上にインキを垂らし、１０分間で流れた長さを測定し、以下の評価基準に基づいて評価を行った。
（評価基準）
○：８０ｍｍ以上
△：５０ｍｍ以上、８０ｍｍ未満
×：５０ｍｍ未満

＜乾燥性の測定方法＞
インキをＲＩテスター（株式会社明製作所製）にてコート紙に展色し、展色面に硫酸紙を重ね、朝陽乾燥試験機にて乾燥時間を測定した。乾燥時間は硫酸紙にインキが付着しなくなった時間とし、以下の評価基準に基づいて評価を行った。
（評価基準）
○：６時間未満
△：６時間以上、１０時間未満
×：１０時間以上

＜機上安定性の測定方法＞
インキを７５μｍのアプリケーターでガラス板上に展色したのち、４０℃湿度５２％の条件下で３０分ごとに指触で乾燥時間を調査した。乾燥時間は指にインキが付着しなくなった時間とし、以下の評価基準に基づいて評価を行った。
（評価基準）
○：１２時間以上
△：６時間以上、１２時間未満
×：６時間未満

＜経時安定性の測定方法＞
ＨＡＡＫＥＲｈｅｏｓｔｒｅｓｓ６００（ＴｈｅｒｍｏＥＬＥＣＴＲＯＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社製）により、２５℃、シェアレート１１７／ｓでのインキ粘度（Ｐａ・ｓ）を測定した。その後、密閉容器に入れて窒素パージし蓋を閉め、９０℃のオーブンで１週間保管した。１週間後にオーブンから取り出し、再度インキ粘度を測定した。オーブン保管前後のインキ粘度差を求め、以下の評価基準に基づいて評価を行った。粘度変化量が少ない程、経時安定性に優れていることを示す。
（評価基準）
○：１０Ｐａ・ｓ未満
△：１０Ｐａ・ｓ以上、２０Ｐａ・ｓ未満
×：２０Ｐａ・ｓ以上

表３の結果より、流動性、乾燥性、機１２３上安定性、経時安定性の全てがバランス良く、優れているものは、実施例であることが分かった。

またリスロン４２６枚葉印刷機（株式会社小森コーポレーション製）を用いて以下の条件で実施例の平版印刷用用インキ組成物の印刷テストを行った結果、問題なく印刷でき、良好な印刷物が得られた。
（印刷条件）
版：平版用ＣＴＰ版ＨＰ−Ｆ（富士フィルムグラフィックシステムズ株式会社製）
用紙：コート紙
湿し水：アクワユニティＣ２．０％（東洋インキ製造株式会社製）
用紙：アート紙
印刷速度：８０００枚／時

Claims

バインダー樹脂、植物油、石油系溶剤および顔料を含有する平版印刷用インキ組成物において、植物油が、植物油全体に対して、５０〜１００重量％の一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする平版印刷用インキ組成物。
一般式（１）

ただし、バインダー樹脂は、重量平均分子量１００００〜１０００００およびトレランス２０〜３０重量％であるガムロジン変性フェノール樹脂である。
石油系溶剤が、アニリン点７５〜９５℃および沸点範囲２６０〜３５０℃であり、インキ全量の５〜２０重量％含有することを特徴とする請求項１記載の平版印刷用インキ組成物。
請求項１または２記載の平版印刷用インキ組成物を基材上に印刷してなる印刷物。