JP5298272B2 - 平版印刷インキ組成物 - Google Patents

Description

本発明は、書籍、チラシ、カタログ、ポスター等を印刷する平版印刷に使用される平版印刷インキ組成物（以下、「インキ」と略す。）に関するものであり、特に、印刷品質の向上と印刷作業環境の改善に関するものであり、更には、着肉性、光沢に優れ、ミスチングを低減できるインキに関するものである。

近年、オフセット印刷では生産性向上を目的として印刷速度が益々高速化し、インキのプリンティングタックが上昇するような印刷条件になる一方、古紙の再利用や輸入紙の増加により紙面強度が低下する傾向が見られ、紙剥け等による着肉不良が誘発され易い事からインキのタック値を高く設定できない。更に印刷速度の高速化に伴って、ローラーのニップの出口からのインキのミスチング量が増加し、作業環境の汚染が促進される。

石油系溶剤や植物油の添加により単純にタック値を低下させると、インキの粘度も低下し、地汚れ、ブランケットでの非画線残り、給水ローラーの汚れ等の印刷トラブルを誘発し、また、ドットゲインの増大等により印刷品質への影響も懸念される。着肉性を維持しつつ地汚れ等の汚れ耐性を維持する為にはいかにプリンティングタックを低下させ、かつ、粘度を高く維持するかが処方設計上肝要である。

特許文献１にはオフセットインキへの炭酸カルシウムなどの体質顔料の効果的な添加方法が示され、印刷インキの品質への影響が比較的少ない体質顔料として記載されている。しかしながら、炭酸カルシウムを添加する事によりインキ生産時における分散の為の負荷が増大し、かつ、粗大粒子の残存により耐刷性不良並びに光沢の低下が誘発される事から、いかに容易に炭酸カルシウムを分散させて、光沢を損なわないかが課題である。

また、特許文献２には、ロジン変性フェノール樹脂と炭酸カルシウムが一体化した樹脂を利用し、ミスチングを低減する方法が提案されている。しかしながら、多量の体質顔料存在下で合成される樹脂は溶解性等の調整が難しく、印刷機上での安定性等に課題がある。

特許公開２００３−４１１７３ 特許公開２０１０−１９５９１０

本発明は、このような従来の技術における問題点を解決する為になされたものであり、その課題とするところは、特に、印刷品質の向上と印刷作業環境の改善に関するものであり、更には、着肉性、光沢に優れ、ミスチングを低減できるインキに関するものである。

顔料、炭酸カルシウム、バインダー樹脂、石油系溶剤及び植物油を含有する平版印刷インキ組成物において、一定範囲の一次粒子径を有し、特定の物質にて表面処理されている炭酸カルシウムを使用し、一定範囲の重量平均分子量、溶解性を有するロジン変性フェノール樹脂を使用する事により、着肉性、光沢に優れ、ミスチングを低減できる事を特徴とするオフセット印刷インキ組成物を発明するに至った。

即ち本発明は、顔料、炭酸カルシウム、バインダー樹脂、石油系溶剤、植物油を含有す平版印刷インキ組成物において、下記の（１）〜（３）であることを特徴とする平版印刷インキ組成物に関する。
（１）炭酸カルシウムが、一次粒子径が０．０２〜０．１０μｍであって、表面処理がロジン酸および／または脂肪酸である。
（２）全インキ組成物中、炭酸カルシウムが、０．１〜８重量部％である。
（３）ロジン変性フェノール樹脂が、重量平均分子量２００００〜１０００００、ノルマルパラフィン白濁温度４０〜１１０℃
である。

また、本発明は、上記の平版印刷インキ組成物を基材に印刷してなる印刷物に関するものである。

従来では、印刷機の高速化に対応する為にタック値をレジューサー等の添加により単純に低下させる場合があるが、地汚れやブラン残りが生じ易く、ミスチングも生じ易くなる点が課題であり、また、炭酸カルシウム等の体質顔料を添加しタックを低下させる事も実施されているが、光沢が低下し印刷品質が損なわれる事が課題である。本発明によって、光沢を損なうことなくミスチングも低減できる高速印刷に適したインキを提供する事が可能となった。

本発明で使用されるバインダー樹脂とはロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂及び石油樹脂等を示し、それらは任意に単独または２種類以上を組み合わせて使用でき、好ましくは、ロジン変性フェノール樹脂を使用することが望ましい。

バインダー樹脂であるロジン変性フェノール樹脂の重量平均分子量は、２００００〜１０００００の範囲が望ましく、更に好ましくは３００００〜７００００の範囲である。２００００未満では弾性が低くなりミスチングを低減できる効果が損なわれ、１０００００を超える重量平均分子量では樹脂を溶解させてワニス化する工程に過度な熱量を必要とする。

本発明に関するロジン変性フェノール樹脂のノルマルパラフィン白濁温度は４０〜１１０℃の範囲が望ましく、更に好ましくは５０〜９０℃の範囲である。本発明において、ノルマルパラフィン白濁温度とは、樹脂１０重量％と１４〜１６の炭素数を有するノルマルパラフィン９０重量％を加熱混合した際に、白濁する下限の温度をいう（それ以上の温度では白濁が観察されない。）。４０℃未満では樹脂の溶解性が高すぎるのでインキのタックが高くなり、１１０℃を超える白濁温度では樹脂の溶解性が低すぎるので溶剤が離脱し易く機上でインキが締まり易くなる。

本発明に関する炭酸カルシウムは、一次粒子径が０．０２〜０．１０μｍの範囲が望ましく、更に好ましくは０．０３〜０．０８の範囲である。０．０２μｍ未満では表面積が大きくなり分散工程で多大なエネルギーを要する。０．１０μｍを超える一次粒子径では、インキ皮膜の表面に存在する粒子サイズが大きい炭酸カルシウムにより反射光が散乱し光沢が損なわれる。

本発明に関する炭酸カルシウムは、表面処理がロジン酸および／または脂肪酸が望ましい。印刷インキにはロジン変性フェノール樹脂、脂肪酸エステル等が常用されており、ロジン酸、脂肪酸は極めて印刷インキと親和性が良好で、安定した分散状態を保持する事が出来る。

本発明に関する炭酸カルシウムは、全インキ組成物中０．１〜８重量％であることが望ましく、更に好ましくは１〜６％の範囲である。０．１重量％未満ではタックを低下させる効果が乏しく、８重量％を超える添加量では光沢を維持する事が困難になる。

本発明の印刷インキ組成物を製造するには、従来公知の方法で実施する事が出来る。一例としてバインダー樹脂、石油系溶剤、植物油類、必要に応じてゲル化剤を加えて、１９０℃１時間のクッキング条件でワニスを製造する。次いで、例えば、前記のワニスに顔料、石油系溶剤、植物油類、顔料分散剤または顔料分散樹脂を加え、ビーズミルや３本ロール等で分散する事により印刷インキ用ベースを得る事が出来る。次いで、石油系溶剤、植物油類、その他の添加剤を加え、所定粘度に調整し印刷インキ組成物を得る事が出来る。インキの種類としては、オフセット輪転印刷機用インキ、枚葉印刷機用インキが主なものであるが、これに限定されるものではない。

本発明において使用される顔料としては、一般的な無機顔料及び有機顔料を示すことができる。無機顔料としては炭酸カルシウム以外に黄鉛、亜鉛黄、紺青、硫酸バリウム、カドミムレッド、酸化チタン、亜鉛華、弁柄、アルミナホワイト、群青、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム粉、などを示すことができる。有機顔料としては、アゾ系として、Ｃ系（βナフトール系）、２Ｂ系および６Ｂ系（βオキシナフトエ系）などの溶性アゾ顔料、βナフトール系、βオキシナフトエ酸アニリド系、モノアゾイエロー系、ジスアゾイエロー系、ピラゾロン系などの不溶性アゾ顔料、アセト酢酸アリリド系などの縮合アゾ顔料、フタロシアニン系として、銅フタロシアニン（αブルー、βブルー、εブルー）、塩素、臭素などのハロゲン化銅フタロシアン、金属フリーのフタロシアニン顔料、多環顔料としてペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系顔料を挙げることができる。顔料の添加量は、印刷インキ組成物の全量に対して５〜３０重量％である。

本発明で使用されるバインダー樹脂は、石油系溶剤、植物油類とアルミニウムキレート化合物のようなゲル化剤を添加して、１９０℃以上で溶解してワニス化したものを使用することができるが、ゲル化剤は必須ではない。バインダー樹脂の添加量は印刷インキ組成物の全量に対して２０〜４０重量％である。

本発明における植物油類とは植物油および植物油由来の化合物であり、グリセリンと脂肪酸とのトリグリセリドにおいて、少なくとも１つの脂肪酸が炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ有する脂肪酸であるトリグリセリドと、それらのトリグリセリドから飽和または不飽和アルコールとをエステル反応させてなる脂肪酸モノエステル、あるいは植物油の脂肪酸とモノアルコールを直接エステル反応させた脂肪酸モノエステル、エーテル類が挙げられる。

植物油として代表的ものは、アサ実油、アマニ油、エノ油、オイチシカ油、オリーブ油、カカオ油、カポック油、カヤ油、カラシ油、キョウニン油、キリ油、ククイ油、クルミ油、ケシ油、ゴマ油、サフラワー油、ダイコン種油、大豆油、大風子油、ツバキ油、トウモロコシ油、ナタネ油、ニガー油、ヌカ油、パーム油、ヒマシ油、ヒマワリ油、ブドウ種子油、ヘントウ油、松種子油、綿実油、ヤシ油、落花生油、脱水ヒマシ油などが挙げられる。

脂肪酸モノエステルは上記植物油とモノアルコールとをエステル交換したものや植物油の脂肪酸とモノアルコールを直接エステル反応させた脂肪酸モノエステルである。モノアルコールの代表的なものは、メタノール、エタノール、ｎ−又はｉｓｏ−プロパノール、ｎ，ｓｅｃ又はｔｅ ｔ−ブタノール、ヘプチノール、２−エチルヘキサノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール等の飽和アルコール、オレイルアルコール、ドデセノール、フイセテリアルコール、ゾンマリルアルコール、ガドレイルアルコール、１１−イコセノール、１１−ドコセノール、１５−テトラコセノール等の不飽和脂肪族系アルコールが挙げられる。

エーテル類として代表的なものは、ジ−ｎ−オクチルエーテル、ジノニルエーテル、ジへプチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジデシルエーテル、ノニルへキシルエーテル、ノニルヘプチルエーテル、ノニルオクチルエーテル等が挙げられる。

本発明で使用される石油系溶剤は、一般的にアロマフリー溶剤と称される芳香族炭化水素が１重量％未満である石油系溶剤である。アロマフリー溶剤の初留点は２４０℃以上かつ３００℃以下が望ましい。２４０℃を下回る初留点では、印刷機のローラー上において溶剤が蒸発し易く、タックの上昇を招く、３００℃を超える初留点では、オフセット輪転印刷における熱風乾燥工程で乾燥しにくくなり、乾燥不良を誘発する虞が生じる。

また、平版印刷インキ組成物中への、その他添加剤として、耐摩擦、ブロッキング防止、スベリ、スリキズ防止を目的とする各種添加剤を使用することができ、必要に応じて、レベリング剤、界面活性剤等を添加してもよい。

本発明の平版印刷インキ組成物の組成の一例としては、
・バインダー樹脂 ２０〜４０重量％
・石油系溶剤 ２０〜４５重量％
・植物油類 ７〜２０重量％
・顔料 ５〜３０重量％
・炭酸カルシウム ０．１〜８重量％
・その他添加剤 １〜５重量％
などが好ましい組成として挙げられる。
本発明に使用される基材としてはコート紙、非塗工紙等のような一般的な印刷用紙が挙げられる。

以下に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、本発明において、「部」は、「重量部」を表し、「％」は「重量％」を表す。

（ロジン変性フェノール樹脂製造例）
反応容器中でガムロジン１５００部に、予めキシレン溶媒中でターシャリーブチルフェノール６００部と９２重量％のパラホルムアルデヒド２１０部を水酸化ナトリウム触媒下で１００℃で４時間反応させ、水分除去したフェノール樹脂を１５０℃で滴下し２時間反応させた。更にペンタエリスリトール１６０部を添加し、触媒として酸化カルシウム１．５部を使用して２５０℃で１２時間反応させた。反応の過程で順次取り出す事により、表1の通り樹脂を得る事が出来た。

（ロジン変性フェノール樹脂ワニス製造例）
撹拌機、水分離器付還流冷却器、温度計付き４つ口フラスコに、バインダー樹脂として前記ロジン変性フェノール樹脂（Ａ〜F）５０部、大豆油１５部、高沸点石油系溶剤（ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社製ＡＦソルベント７）３５部、を１９０℃で１時間加熱撹拌してロジン変性フェノール樹脂ワニスＡ〜Ｆを得た。

（平版印刷インキ組成物実施例１）
ロジン変性フェノール樹脂ワニス、カーボンブラック（三菱化学株式会社製ＭＡ７７）、炭酸カルシウム（実施例１〜３、６、７、比較例１〜３、５においては白石カルシウム株式会社製ハクエンカＴＤＤ、平均粒子径０．０６μｍ、実施例４においては白石カルシウム株式会社製ハクエンカＯ、平均粒子径０．０３μｍ、実施例５においては竹原化学工業製ＳＡ−２００、平均粒子径０．０８μｍ、比較例４においては白石カルシウム株式会社製ハクエンカＰＺ、平均粒子径０．２μｍ）、高沸点石油系溶剤（ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社製ＡＦソルベント７）を表２の配合にて、常法に従い三本ロールを用いて平版印刷インキ組成物の実施例並びに比較例を得た。

（性能評価試験１ 光沢）
光沢評価試験は、オフ輪印刷機として三菱重工業株式会社製ＮＥＯ８００にて、一般的な絵柄、
濃度にて、以下の印刷条件にて実施し、得られた印刷物のベタ部分について村上色彩研究所製光沢計ＧＭ２６Ｄにて測定した。
ＣＴＰ版： 富士フイルム製ＸＰ−Ｆ
用紙：三菱製紙株式会社製パールコートＮ
印刷速度：６００ｒｐｍ
チラー設定温度：２５℃

（性能評価試験２ 着肉性の評価）
上記光沢評価試験で得られた印刷物について、目視にて、表３の通り５段階の相対評価を実施した。

（性能評価試験３ ミスチングの評価）
上記印刷時に印刷機の安全カバーの内側に白紙を張り付け、１５０００通し後に白紙を取り出し、インキの飛散の程度を表４の通り５段階の相対評価を実施した。

性能評価試験結果を表５に示す。

実施例１〜７は光沢並びに着肉性の両者が良好であり、ミスチングも少ない。ロジン変性フェノール樹脂の重量平均分子量が低い比較例１はミスチングの低減が見られない。ロジン変性フェノール樹脂のノルマルパラフィン白濁温度が高い比較例２〜３は光沢並びに着肉性の改善が見られず印刷品質の観点から望ましくない。炭酸カルシウムの粒子径が大きい比較例４は耐ミスチング性は良好ながら光沢並びに着肉性が劣る。炭酸カルシウムが多量に添加されている比較例５は耐ミスチング性は良好ながら光沢並びに着肉性が劣り、実用に供する事は出来ない。炭酸カルシウムが添加されていない比較例６では耐ミスチング性の向上が見られない。

Claims (2)

1. 顔料、炭酸カルシウム、バインダー樹脂、石油系溶剤、植物油を含有す平版印刷インキ組成物において、下記の（１）〜（３）であることを特徴とする平版印刷インキ組成物。
   （１）炭酸カルシウムが、一次粒子径が０．０２〜０．１０μｍであって、表面がロジン酸および／または脂肪酸で処理されている。
   （２）全インキ組成物中、炭酸カルシウムが、０．１〜８重量部％である。
   （３）ロジン変性フェノール樹脂が、重量平均分子量２００００〜１０００００、ノルマルパラフィン白濁温度４０〜１１０℃である。
2. 請求項１記載の平版印刷インキ組成物を基材に印刷してなる印刷物。