JP5552683B2 - バナジウム系乾燥剤含有凹版インキ - Google Patents
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Description
edition,Vol.23,p.425以降)。
しかしながら、環境問題に関する懸念の増大によって、これらの金属の消費材への適用が禁止されている。コバルトも将来的には同様の理由でこのような適用が禁止されるであろう。
、US6,063,841(Link et al.Borchers Gmbh)に開示されている。前記乾燥剤物質の好ましいものは、バナジルイオン(VO2+)の水溶性塩の水溶液であり、たとえばバナジルカルボン酸塩、特にバナジルシュウ酸塩またはバナジルリン酸塩である。
340 163(Amonら)に開示されているアニオン性高分子表面活性剤を含む場合、バナジウムの塩、好ましくはバナジル塩を用いてうまく乾燥されることを見出した。バナジル硫酸塩やバナジルシュウ酸塩などであり得る溶解性バナジル塩は、ここでそのまま、または水混合可能な溶液の形態で印刷用インキに加えられる。代替的に、たとえばBorchers(登録商標)のようなバナジルイオンを含む同等の市販品を用いることができる。
Coord.Chem.Rev.249(2005),1709−1726,特にp.1719−1722に記載されているような、乾燥促進剤の存在によってさらに向上される。
a.フマル酸および無水マレイン酸の不飽和ベジタブルオイルへの付加反応生成物、またはフェノール樹脂とベジタブルオイルの付加化合物、ポリブタジエン系樹脂(10から250mg KOH/樹脂gの酸価を有するもの)、ポリアミド、ポリエーテル。
b.アルキド樹脂および変性アルキド樹脂(フェノール性、エポキシ性、ウレタン、シリコン、アクリル系またはビニル系変性アルキド樹脂)。酸価は10から150mg KOH/樹脂g。
c.エポキシ樹脂および変性エポキシ樹脂でカルボン酸基をもたらすもの。酸価は30から200mg KOH/樹脂g。
d.飽和ポリエステル樹脂および変性飽和ポリエステル樹脂(酸価が50から250mg
KOH/樹脂g)。
e.2から100%のアクリル酸および/またはメタアクリル酸および/またはマレイン酸および/またはスチレンスルホン酸を含むポリマーおよびコポリマー(酸価が20から150mg KOH/樹脂g)。
f.ロジンおよびロジンエステルとベジタブルオイルおよび/またはフェノール系樹脂の
縮合反応生成物。
g.アニオン性セルロースエステル。
h.リン酸塩および/またはホスホン酸基を含むポリマー。
沈み彫り銅版(凹版)印刷プロセスのための、本発明の酸化硬化型印刷用インキは、その高分子成分の中に、少なくとも一つの酸化硬化可能な物質と、少なくとも一つのアニオン性高分子界面活性剤とを含み、バナジウムの塩、好ましくはバナジル(VO2+)イオンが酸化重合誘起の第一の乾燥剤物質として存在する。前記沈み彫り印刷プロセスはワックス成分も含まなければならない。
i)オルト−、イソ−またはテレフタル酸、オルトテトラヒドロフタル酸、フマル酸、マレイン酸などの1つ以上のポリカルボン酸、または対応するこれらの無水物;
ii)グリコール、トリメチルオレタン(trimethylolethane)、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの1つ以上の多価アルコール;
iii)亜麻仁油、キリ油またはトールオイル脂肪酸などの1つ以上の不飽和脂肪酸
を、180℃から240℃で結合縮合(エステル化)して得られる。
バナジウム塩から酸化硬化型印刷用インキを直接形成する代わりに、乾燥剤成分をあらかじめ調製し得る。乾燥剤成分は少なくとも一つのアニオン性高分子界面活性剤と、酸化重合誘起成分としてバナジウムの塩、好ましくはバナジル(VO2+)イオンとを含む。前記乾燥剤成分は後続のステップで酸化硬化型印刷用インキに混合される。
1.アニオン性ロジンで修飾されたフェノール樹脂:
最初に、60部のアニオン性ロジンで修飾されたフェノール樹脂(Robert Kraemer GmbH;Bremapal 2120)が、25部の生キリ油と220℃で2時間反応させられた。次に生成物が15部の鉱物油(融点範囲170〜260℃)に溶解された。重量あたりの酸価は75および90mgKOH/g樹脂であった。GPC分析によって決定された数平均分子量は、2000g/molであった。生成物は25%カリウム水酸化物の水溶液でph8に中和された。最終的に得られた酸価は10mgKOH/g樹脂より小さかった。
ポリオール成分としてペンタエリスリトールを含むアルキド樹脂(5.0g)、エチレングリコール(10.0g)、およびグリセロールモノアリルエーテル(20.0g)、ポリ酸成分としてイソフタル酸(7.0g)およびマレイン無水物(13.0g)脂肪酸成分としてトールオイル(45.0g)が200℃での重縮合によって準備され、重量あたり10mgKOH/g樹脂の酸価を産生した。得られた生成物は、メチルエチルケトンを用いて60%の固形成分含有量にまで希釈された。次にアクリル酸(7.0g)、ブチルメタクリル樹脂(10.0g)、および過酸化ベンゾイル(0.2g)が加えられ、混合物が80℃〜120℃で3時間加熱された。メチルエチルケトンが除去され、生成物は、高沸点鉱物油(Magie500)を用いて80%の固形成分含有量にまで希釈された。最終的な酸価は40〜50mgKOH/g樹脂であり、GPC分析によって決定された数平均分子量は、3500g/molであった。生成物は10%水酸化リチウムの水溶液でph7.5に中和された。最終的な酸価は15mgKOH/g樹脂であった。
カルボン酸基を運ぶ中程度の長さのアルキド樹脂が、ペンタエリスリトール(15.0g)、グリセロール(8.0g)、フタル酸無水物(16.0g)、および亜麻仁油脂肪酸(61.0g)の220℃での重縮合によって合成され、10mgKOH/g樹脂より小さい酸価を産生した。続いて、フタル酸無水物(19.0g)をさらに追加し、1時間反応させ、重量あたり60mgKOH/g樹脂より小さい酸価を産生した。
ペンタエリスリトール(17g)、ステアリン酸(35.5g)、グリセリン(1g)、テトラヒドロフタル酸(tetrahydrophtalic)無水物(1g)、およびメチルイソブチルケトン(150mL)が150℃で3時間30分間窒素中で加熱された。共沸蒸留によって水が取り除かれた。その時点で温度は120℃まで下げられ、テトラヒドロフタル酸(tetrahydrophtalic)無水物(59.3g)が追加された。さらに120℃で2時間経過後、メチルイソブチルケトンが真空下で蒸留により除去された。得られた非反応性のアルキド(96.2g)は、重量あたり194mgKOH/gの酸価を持っていた。
実施例A.4の非乾燥用アルキド(50g)およびTHF(テトラヒドロフラン、75g)が65℃まで加熱された。40%水酸化カリウム水溶液(23.5g)が5分間液滴添加された。バナジル硫酸五水和物(40.8g)が追加され、温度が65℃で1時間45分維持された。THFおよび水が55℃の真空下で蒸留して除去された。濃緑色の脆性固体(93g)が得られた。これをすり潰して粉末状に減少させた。
1.凹版インキの準備:
a.アニオン性高分子界面活性剤含有インキ
酸化乾燥型凹版印刷用インキは、乾燥剤物質を除く、全てのインキ成分を完全に混合して準備された。得られたペーストは3本ロールミルで2回パスしてすり潰した。(第1のパスの圧力は5バール、第2のパスの圧力は8バール)。乾燥剤物質(ドライヤ)が5バールの3本ロールミルの第3のパス前に加えられた。粘度が40℃で約8Pa・s(せん断率1000s-1)に調節された。得られたインキの固形成分含有量は40%程度であった。
高分子界面活性剤含有インキで示された手順にしたがって、以下の組成が準備された。
乾燥および耐性試験の結果を表1に示す。アニオン性高分子界面活性剤(AMS)を含まないインキは、唯一の乾燥剤物質として硫酸バナジルのみでは乾燥されず、一方硫酸コバルトは同様の状況下で乾燥作用を示した。インキ総重量において計算した、中間濃度0.15%の乾燥剤物質を試験例として選択した。
2 Borchers社製Octasoligen Manganese
3 Borchers社製Octasoligen Zirconium
4 バナジウム中のVOSO4 *5H2O水溶液 6%
(*)貫通乾燥比率は印刷24時間後の反対圧力法で測定された。値は以下に起因する:
1:貫通乾燥なし
2:不良の貫通乾燥
3:中程度の貫通乾燥
4:良好な貫通乾燥
5:完全な貫通乾燥
24時間での貫通乾燥の許容限度は3から4である。
(**)裏移り比率は印刷24時間後に測定された。値は以下に起因する:
1:完全な裏移り(’フルコピー’)
2:強度の裏移り
3:中程度の裏移り
4:若干の裏移り
5:裏移りなし
24時間での裏移りの許容限度は4および5である。
(***)乾燥時間はBKドライングタイムレコーダで、刷り込みガラスストリップと可動ニードルを用いて、当業者に公知のASTM D 5895に従って測定された。
Claims (17)
- 沈み彫り銅版凹版印刷プロセスのための酸化硬化型印刷用インキであって、
a.少なくとも一つの酸化硬化可能な物質と、
b.少なくとも一つのアニオン性高分子界面活性剤と、
c.少なくとも一つのワックス成分と、
d.インキ組成物の全体の粘度を40℃で少なくとも3Pa・s、およびせん断率を1000s−1とするための顔料および/または充填剤とを含み、
前記インキはさらにバナジウムの塩を主要な酸化重合誘導乾燥剤物質として含むことを特徴とする、印刷用インキ。 - 前記バナジウムの塩がバナジル(VO 2+ )イオンの塩である、請求項1に記載の印刷用インキ。
- 前記インキが、さらに、マンガン、鉄、銅およびセリウムのカチオンよりなる群から選ばれる、少なくとも一つの第2の主要な乾燥剤カチオンの塩を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の印刷用インキ。
- 前記インキが、さらに、カルシウム、ジルコニウム、ストロンチウム、バリウム、ビスマス、亜鉛およびスズのカチオンよりなる群から選ばれる、少なくとも一つの補助乾燥剤カチオンを含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の印刷用インキ。
- 前記インキが、さらに少なくとも一つの乾燥促進剤を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の印刷用インキ。
- 少なくとも一つのアニオン性高分子界面活性剤と、主要な酸化重合誘導乾燥剤物質として、一つのバナジウムの塩とを含む、酸化硬化型印刷用インキに用いるための乾燥剤組成物。
- 前記バナジウムの塩がバナジル(VO 2+ )イオンの塩である、請求項6に記載の乾燥化組成物。
- 前記組成物が、さらに、マンガン、鉄、銅およびセリウムのカチオンよりなる群から選ばれる、少なくとも一つの第2の主要な乾燥剤カチオンの塩を含むことを特徴とする、請求項6又は7に記載の乾燥剤組成物。
- 前記組成物が、さらに、カルシウム、ジルコニウム、ストロンチウム、バリウム、ビスマス、亜鉛およびスズのカチオンよりなる群から選ばれる、少なくとも一つの補助乾燥剤カチオンの塩を含むことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一項に記載の乾燥剤組成物。
- 前記組成物が、さらに少なくとも一つの乾燥促進剤を含むことを特徴とする、請求項6〜9のいずれかに記載の乾燥剤組成物。
- 主要な酸化重合誘導乾燥剤物質として一つのバナジウムの塩と、少なくとも一つの酸化硬化可能な物質と、少なくとも一つのアニオン性高分子界面活性剤と、少なくとも一つのワックス成分と、インキ組成物の全体の粘度を40℃で少なくとも3Pa・s、およびせん断率を1000s−1とするための顔料および/または充填剤とを同時に加えるステップを含む、沈み彫り銅版凹版印刷プロセスのための酸化硬化型印刷用インキの製造プロセス。
- 前記バナジウムの塩がバナジル(VO 2+ )イオンの塩である、請求項11に記載の製造プロセス。
- 酸化重合誘導乾燥剤物質として、一つのバナジウムの塩を、少なくとも一つのアニオン性高分子界面活性剤に加えるステップを含む、乾燥剤組成物の製造プロセス。
- 前記バナジウムの塩がバナジル(VO 2+ )イオンの塩である、請求項13に記載の製造プロセス。
- 請求項6〜10のいずれかに記載の乾燥剤組成物を、少なくとも一つの酸化硬化可能な物物質に加えるステップを含む、酸化硬化型印刷用インキの製造プロセス。
- 請求項6〜10のいずれかに記載の乾燥剤組成物の酸化硬化型印刷用インキとしての使用。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の酸化硬化型印刷用インキの有価証券書類の印刷のための使用。
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