JP6041600B2 - 撹拌装置 - Google Patents
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Description
底部と、底部に連なる円筒状の側壁部とによって形成され、前記インキ用材料の少なくとも一部である被撹拌物を収容する有底円筒状のタンク本体と、
前記側壁部の、前記底部に連なる側とは反対側の端部に着脱自在に設けられるタンク蓋体と、
前記底部および前記側壁部に外部から対向して設けられる加熱手段と、
前記タンク蓋体に挿通して設けられ、前記タンク本体の中心軸線まわりに、互いに独立して回転する第1および第2回転軸と、
前記第1回転軸に固定され、前記タンク本体内において前記底部および前記側壁部に対して非接触状態で設けられる第1撹拌翼と、
前記第2回転軸に固定され、前記タンク本体内において前記底部および前記側壁部に接触して設けられる第2撹拌翼と、
前記第1および第2回転軸を、互いに独立して回転駆動させる駆動手段であって、第2回転軸よりも第1回転軸を高速で回転駆動させる駆動手段と、を備え、
前記第1撹拌翼は、前記第1回転軸に垂直に固定される円板状の基部と、前記基部から半径方向外方に連なるブレードと、を含み、
前記ブレードは、
前記基部から半径方向外方になるにつれて、基部の表面を含む仮想一平面に対して一方側に離反するように傾斜した第1ブレードと、
前記基部から半径方向外方になるにつれて、前記仮想一平面に対して他方側に離反するように傾斜した第2ブレードと、
前記基部から半径方向外方に連なり、前記仮想一平面に沿って延びる第3ブレードと、を含むことを特徴とする撹拌装置。
前記第1回転軸は、前記第2回転軸に挿通し、前記第2回転軸の軸線方向一端部から前記底部に向けて延出していることを特徴とする。
前記底部に連なり、底部から遠ざかるにつれて前記中心軸線から遠ざかるように、前記中心軸線に対して傾斜する第1壁部と、
前記第1壁部に連なり、前記中心軸線に平行な第2壁部と、を含むことを特徴とする。
まず、オフセット印刷用インキ組成物の構成成分について説明する。オフセット印刷用インキ組成物は、顔料と、樹脂成分と、油成分とを主成分とするインキ用材料からなる。顔料としては、無色または有色の、無機顔料または有機顔料を挙げることができる。具体的には、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、磁性酸化鉄、シリカ、カオリン顔料、ベントナイトなどの無機顔料、アゾ顔料、レーキ顔料、フタロシアニン顔料、イソインドリン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料などの有機顔料、およびカーボンブラックなどが挙げられる。
オフセット印刷用インキ組成物の製造中間体とは、オフセット印刷用インキ組成物を製造するための中間組成物であって、たとえば、樹脂成分と油成分とを主成分とする樹脂ワニス、体質顔料と樹脂成分と油成分とを主成分とする体質顔料ベースなどが例示できる。
本実施形態の撹拌装置100は、タンク本体20と、タンク蓋体21と、第1回転軸26および第2回転軸27と、第1撹拌翼10および第2撹拌翼22と、加熱手段25と、駆動手段28と、減圧脱水手段30とを備える。また、撹拌装置100は、第3撹拌翼15をさらに備える。
以下に、撹拌装置100の使用例について、具体的に説明する。
本実施形態の撹拌装置100の第1使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造中間体である樹脂ワニスの製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第1使用例における樹脂ワニスの製造方法は、仕込み工程と、粉砕溶解工程とを含む。仕込み工程では、タンク本体20の内部空間に、被撹拌物として樹脂成分および油成分を仕込む。
次に、撹拌装置100の第1使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の製造中間体である樹脂ワニスの具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、樹脂ワニスについて、固形樹脂の油成分に対する溶解状態、粘度、ポリスチレン換算分子量、n−ヘキサントレランスの評価を行った。
固形樹脂の油成分に対する溶解状態は、樹脂ワニスを目視観察することによって評価した。固形樹脂が油成分中に完全に溶解しているものを「○」とし、固形樹脂が完全には溶解しておらず、溶け残りが目視で確認されたものを「×」とした。
樹脂ワニスの粘度の測定は、以下のようにして行った。すなわち、試料0.5ccを25℃に保温し、E型粘度計(TVE−20H、東機産業株式会社製)を用いて、回転数を適宜調整しながら測定した。
樹脂ワニスのポリスチレン換算分子量の測定は、以下のようにして行った。すなわち、樹脂ワニス0.05gをテトラヒドロフラン5mlに溶解して分析サンプルを調整し、GPC分析装置(Waters社製)を用いて測定した。そして、ピークが出始めたリテンションタイムからポリスチレン換算分子量を求めた。なお、GPC分析装置に搭載したカラムは、東ソー株式会社製のTSKgelG2500HXL、TSKgelGMHXL−LおよびTSKgelGMHXLを直列に接続して使用した。
樹脂ワニスのn−ヘキサントレランスの評価は、以下のようにして行った。すなわち、樹脂ワニス5gを100mLビーカーに量り取り、25℃の温度条件下で、ガラス棒でかき混ぜながらn−ヘキサンを滴下した。n−ヘキサンは樹脂ワニスに対して貧溶媒であるので、滴下量の増加に伴って樹脂ワニス溶液は徐々に濁り始める。ビーカーの下に置いた新聞紙の文字が読めなくなる程度まで樹脂ワニス溶液が濁った時点を終点とし、終点に至るまでに要したn−ヘキサンの質量をn−ヘキサントレランス(単位:g/ワニス5g)とした。
図1に示す撹拌装置100を用いて樹脂ワニスを製造した。製造例1において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が210mmであり、「H1+H2+H3+H4」が350mmに設定されている。製造例1において使用した撹拌装置100は、上述の実施形態において例示した、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている撹拌装置に対して、中心軸線Sに垂直な方向に0.117(210mm/1800mm)倍であり、中心軸線S方向に0.127(350mm/2766mm)倍の大きさに設計されたものである。このような撹拌装置100のタンク本体20内に、固形樹脂として軟化点165℃のロジン変性フェノール樹脂を43質量部、油成分として大豆油6質量部と日石AF7号ソルベント51質量部とを、タンク本体20の内部空間全体に対する占有率が80%となるように仕込んだ。
到達温度が170℃となるように昇温速度8℃/minでタンク本体20を加熱したこと以外は、製造例1と同様にして、褐色透明の樹脂ワニスA2を得た。なお、製造例2では、到達温度(170℃)に達する前の昇温途中で、固形樹脂が油成分中に完全に溶解されたが、そのまま60分間撹拌混合を継続した。
到達温度が140℃となるように昇温速度8℃/minでタンク本体20を加熱したこと以外は、製造例1と同様にして、褐色透明の樹脂ワニスA3を得た。なお、製造例3では、到達温度(140℃)に達する前の昇温途中で、固形樹脂が油成分中に完全に溶解されたが、そのまま60分間撹拌混合を継続した。
到達温度が100℃となるように昇温速度8℃/minでタンク本体20を加熱したこと以外は、製造例1と同様にして、褐色透明の樹脂ワニスA4を得た。なお、製造例4では、到達温度(100℃)に達する前の昇温途中で、固形樹脂が油成分中に完全に溶解されたが、そのまま60分間撹拌混合を継続した。
第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転直径L4が、タンク本体20の内径に対してそれぞれ35%に設定されていることに変更した以外は、製造例4と同様にして、褐色透明の樹脂ワニスA5を得た。なお、製造例5では、到達温度(100℃)に達する前の昇温途中で、固形樹脂が油成分材中に完全に溶解されたが、そのまま60分間撹拌混合を継続した。
参考例1では、撹拌装置100を用いずに樹脂ワニスを製造した。具体的には、高さ250mm、内径210mmの有底円筒状のタンク内に、固形樹脂として軟化点165℃のロジン変性フェノール樹脂を43質量部、油成分材として大豆油6質量部と日石AF7号ソルベント51質量部とを仕込んだ。仕込み量は、製造例1と同量とした。なお、タンク内には、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)を設置した。
到達温度が100℃となるように昇温速度8℃/minでタンクを加熱したこと以外は、参考例1と同様にして、固形樹脂および油成分の混合物を撹拌混合した。参考例2では、60分間撹拌混合しても、固形樹脂が油成分中に完全に溶解されなかった。
第1使用例に基づいて製造された樹脂ワニスを使用した、オフセット印刷用インキ組成物の具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、オフセット印刷用インキ組成物について、ミスチング性、対面セットオフ性、機上安定性の評価を行った。
オフセット印刷用インキ組成物のミスチング性の評価は、DIGITAL INKOMETER(東洋精機株式会社製)を用いて、JIS K5701 4.2.2に準拠して行った。試料2.6ccを量り採り、35℃、1200rpmで3分間運転し、そのときのミスチング量を、バイブレーションロール下部に敷いた10cm×10cmの用紙上に飛散したインキ量として目視にて評価した。なお、ミスチング性の評価は、恒温室(温度:25℃、湿度:50%)にて行った。また、ミスチング性の評価基準は、以下のとおりである。
○:用紙上に飛散したインキによる汚れがほとんど確認されず、良好である。
△:用紙上に飛散したインキによる汚れ度合いが、所定の標準サンプルの汚れ度合いよりも少ない。
×:用紙上に飛散したインキによる汚れ度合いが、所定の標準サンプルの汚れ度合いと同等であり、ミスチング発生の抑制向上効果が見られない。
オフセット印刷用インキ組成物の対面セットオフ性の評価は、以下のようにして行った。まず、試料0.1ccをRI展色機(使用ローラ:4分割、株式会社明製作所製)を用いて用紙(オーロラコート、斥量73g、二葉紙業株式会社製)に展色した。次に、展色直後の各印刷物をセット試験機(AUTO INKSETTING TESTER、東洋精機株式会社製)にセットし、セット試験を2分間隔で行って、あて紙に対するインキ付着量を目視で確認した。なお、対面セットオフ性の評価は、恒温室(温度:25℃、湿度:50%)にて行った。また、対面セットオフ性の評価基準は、以下のとおりである。
○:2分間隔のセット試験において、試験開始から22分以内に、あて紙に対するインキ付着が解消される。
△:2分間隔のセット試験において、試験開始から24分後または26分後に、あて紙に対するインキ付着が解消される。
×:2分間隔のセット試験において、試験開始から28分後、30分後または32分後に、あて紙に対するインキ付着が解消される。
オフセット印刷用インキ組成物の機上安定性の評価は、DIGITAL INKOMETER(東洋精機株式会社製)を用いて、JIS K5701 4.2.2に準拠して行った。試料0.2ccを量り採り、35℃、1200rpmで3分間運転し、その後、0〜20分間の間で連続的にタック値を測定して、機上安定性の評価とした。なお、オフセット印刷用インキ組成物において、測定されたタック値が低い値を示すほど、高い印刷適性を有するオフセット印刷用インキ組成物である。具体的には、タック値が低い値を示すオフセット印刷用インキ組成物は、印刷時におけるパイリング現象の発生が防止されたものとなる。パイリング現象とは、印刷時に用紙の繊維がインキにより剥離されて、ローラ上、印刷版上、ブランケット上に紙粉が堆積されてインキ転写不良を引き起こす現象のことである。
製造例1〜5の樹脂ワニスA1〜A5、および参考例1の樹脂ワニスB1を用いて、各樹脂ワニスA1〜A5,B1にそれぞれ対応する製造例6〜10および参考例3のオフセット印刷用インキ組成物を作製した。
本実施形態の撹拌装置100の第2使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第2使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、ワニス調製工程と、ゲル化工程と、移行工程と、脱水工程と、後添加工程とを含む。
以下に、撹拌装置100の第2使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、オフセット印刷用インキ組成物について、残渣率、含水率、ラレー粘度、タック値、着色力、印刷適性の評価を行った。
オフセット印刷用インキ組成物の製造途中で得られる顔料分散物50gに溶剤(灯油:トルエン=1:1)100gを滴下しながら、ガラス棒を用いて撹拌した。これをメッシュサイズ400の金網を用いて濾過して、金網上に残った物質を回収し、60℃のオーブンで1日乾燥させた。顔料分散物50gに含まれる顔料の重量に対する、乾燥後の回収物質の重量の割合を残渣率として求めた。
含水率(質量%)は、カールフィッシャー水分計測定方法を使用して測定した。なお、測定条件としては、顔料分散物を1.0g用いて、温度25℃の条件で測定した。
ラレー粘度(Pa・s/25℃)は、株式会社ケンウッド ティー・エム・アイ製のTE851を使用して測定した。
タック値は、東洋精機株式会社製のDIGITAL INKOMETERにて、30℃の条件で400rpmの回転速度にて1分値を測定した。
白色のオフセット印刷用インキ組成物を、後述の製造例11および参考例4のオフセット印刷用インキ組成物でそれぞれ着色し、製造例11については参考例4の着色力を「100」として、相対評価した。相対評価値が高いほど着色力に優れるインキ組成物である。
オフセット印刷用インキ組成物の印刷適性(濃度変化)は、三菱重工業株式会社製、DAIYA IE型印刷機で実際に印刷して調べた。印刷適性は、湿し水供給ダイヤルを35%、60%にした状態で印刷し、後述の製造例11については参考例4を基準(良好)として、印刷濃度の変化で評価した。なお、印刷条件は以下のとおりである。
・湿し水:サイファ TP−3(湿し水濃度1%、サカタインクス株式会社製)
・印刷速度:4500枚/時
・湿度/温度:25℃/60%
・印刷用紙:オーロラコート紙(日本製紙株式会社製)
図1に示す撹拌装置100を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。製造例11において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている。
撹拌装置100のタンク本体20内に、油成分として亜麻仁油2.7質量部、大豆油17.3質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル5.4質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)15.2質量部、樹脂成分として、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)27.6質量部、イソフタル酸からなる基本骨格を有する液状の大豆油変性アルキッド樹脂(酸価9KOH/g)0.57質量部を仕込んだ。そして、タンク本体20の温度を200℃に保持した状態で、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ35%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(540rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、タンク本体20内に収容された収容物を30分間撹拌し、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を溶解した。
次いで、タンク本体20内にゲル化剤としてアルミニウムキレート0.58質量部を添加して130℃で30分間反応させることで樹脂ワニスを得た。
次いで、タンク本体20内にプレスケーキ顔料(ピグメントイエロー174、固形分27質量%)39.6質量部を添加した。製造例11では、移行工程においてプレスケーキ顔料をタンク本体20内に添加した時点で、タンク本体20の内部空間全体に対する占有率が80%となるように、各原料をタンク本体20内に仕込んだ。そして、タンク本体20の温度を70℃に保持した状態で、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が19.4m/s(800rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて、30分間フラッシングを行い、プレスケーキ顔料中の顔料を油成分である樹脂ワニス中に移行させ、顔料分散物を得た。
次いで、減圧脱水手段30によってタンク本体20内を130mmHgに減圧し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が19.4m/s(800rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて、顔料分散物を57℃の温度下で撹拌混合することによって、顔料分散物の含水率が2質量%以下になるまで脱水し、脱水物を得た。
次いで、タンク本体20内の脱水物に、大豆油15質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)5質量部を添加し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が19.4m/s(800rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて、10分間撹拌混合し、オフセット印刷用インキ組成物を得た。
参考例4では、撹拌装置100を用いずにオフセット印刷用インキ組成物を製造した。参考例4では、高さ1500mm、内径1800mmの有底円筒状のタンク内に、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)が設置された撹拌装置を用いて、「ワニス調製工程」および「ゲル化工程」を実施し、その後の「フラッシング工程および減圧脱水工程」は前記撹拌装置で得られた樹脂ワニスを製造フラッシャーに移しかえて、オフセット印刷用インキ組成物を製造した。
前記タンク内に、油成分として亜麻仁油2.7質量部、大豆油17.3質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル5.4質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)15.2質量部、樹脂成分として、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)27.6質量部、イソフタル酸からなる基本骨格を有する液状の大豆油変性アルキッド樹脂(酸価9KOH/g)0.57質量部を仕込んだ。そして、タンクの温度を200℃に保持した状態で、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させ、タンク内に収容された収容物を40分間撹拌し、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を溶解した。
次いで、タンク内にゲル化剤としてアルミニウムキレート0.58質量部を添加して130℃で30分間反応させることで樹脂ワニスを得た。
製造フラッシャー(井上機械製作所)に、ゲル化工程で得られたタンク内の樹脂ワニスとプレスケーキ顔料(ピグメントイエロー174、固形分27質量%)39.6質量部を添加して、60℃で120分間フラッシングを行い、顔料分散物を得た。その後、本体を傾けることで浸出した水を除去し、さらに、タンク内を減圧(タンク内の圧力:130mmHg)とすることで、含水率を2質量%以下となるまで脱水し、脱水物を得た。
次いで、製造フラッシャー内の脱水物に、大豆油15質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)5質量部を添加し、10分間混合し、参考例4のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
本実施形態の撹拌装置100の第3使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第3使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、移行工程と、顔料分散物作製工程と、ゲル化工程と、後添加工程とを含む。
以下に、撹拌装置100の第3使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、オフセット印刷用インキ組成物について、残渣率、含水率、ラレー粘度、タック値、着色力、印刷適性の評価を行った。これらの評価は、前述した方法に従った。ただし、着色力の評価は、製造例12,15の黄色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例5の着色力を「100」として相対評価し、製造例13の紅色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例6の着色力を「100」として相対評価し、製造例14の藍色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例7の着色力を「100」として相対評価した。
図1に示す撹拌装置100を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。製造例12において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が210mmであり、「H1+H2+H3+H4」が350mmに設定されている。製造例12において使用した撹拌装置100は、上述の実施形態において例示した、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている撹拌装置に対して、中心軸線Sに垂直な方向に0.117(210mm/1800mm)倍であり、中心軸線S方向に0.127(350mm/2766mm)倍の大きさに設計されたものである。
撹拌装置100のタンク本体20内に、油成分として亜麻仁油3質量部、大豆油10質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル10質量部、およびAF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)10質量部を仕込み、130℃まで昇温させた後、含水顔料(プレスケーキ状態のピグメントイエロー174、固形分30%)56.7質量部を添加した。そして、タンク本体20の温度を60℃で保持した状態で、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ52%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、タンク本体20内に収容された収容物を10分間撹拌し、顔料油成分湿潤物を得た。
顔料油成分湿潤物に、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)33質量部を添加し、タンク本体20内を減圧(タンク内の圧力:92.5mmHg(0.12atm))にするとともに、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、50℃の温度下で、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を粉砕しながら、含水率が2質量%以下になるまで65分間脱水して脱水物を得た。さらに、第1撹拌翼10、第2撹拌翼22および第3撹拌翼15の回転駆動を継続し、脱水物を130℃の温度下で32分間撹拌混合し、粉砕されたロジン変性フェノール樹脂を含む樹脂成分を油成分中に溶解させた。
次いで、顔料分散物作製工程後のタンク本体20内に、ゲル化剤としてアルミニウムキレート1質量部を添加して130℃で24分間反応させ、黄色の顔料分散物を得た。
次いで、タンク本体20内の黄色の顔料分散物に、大豆油13.07質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.07質量部を添加し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて、8分間撹拌混合し、オフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントレッド57:1に変更した以外は製造例12と同様の方法により製造例13の紅色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントブルー15:3に変更した以外は製造例12と同様の方法により製造例14の藍色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料分散物作製工程を以下のように変更したこと以外は製造例12と同様の方法により製造例15の黄色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料油成分湿潤物が収容されたタンク本体20内を減圧(タンク内の圧力:92.5mmHg)にするとともに、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、50℃の温度下で含水率が2質量%以下になるまで65分間脱水して脱水物を得た。そして、タンク本体20内に塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)33質量部を添加し、第1撹拌翼10、第2撹拌翼22および第3撹拌翼15の回転駆動を継続して、130℃の温度下で32分間撹拌混合することで、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を粉砕しながら、粉砕されたロジン変性フェノール樹脂を含む樹脂成分を油成分中に溶解させた。
参考例5では、撹拌装置100を用いずにオフセット印刷用インキ組成物を製造した。参考例5では、高さ250mm、内径210mmの有底円筒状のタンク内に、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)が設置された撹拌装置を用いて、「ワニス調製工程」および「ゲル化工程」を実施し、その後の「フラッシング工程および減圧脱水工程」は前記撹拌装置で得られた樹脂ワニスを卓上フラッシャーに移しかえて、オフセット印刷用インキ組成物を製造した。
前記タンク内に、油成分として亜麻仁油3質量部、大豆油10質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル10質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)10質量部、樹脂成分として、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)33質量部を仕込んだ。そして、タンクの温度を200℃に保持した状態で、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させ、タンク内に収容された収容物を40分間撹拌し、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を溶解した。
次いで、タンク内にゲル化剤としてアルミニウムキレート1質量部を添加して130℃で30分間反応させることで樹脂ワニスを得た。
卓上フラッシャー(井上機械社製)に、ゲル化工程で得られたタンク内の樹脂ワニスと、含水顔料(プレスケーキ状態のピグメントイエロー174、固形分30%)56.7質量部とを添加して、60℃で30分間フラッシングを行った。その後、本体を傾けることで浸出した水を除去し、さらに、タンク内を減圧(タンク内の圧力:92.5mmHg)にすることで、含水率を2質量%以下となるまで脱水し、黄色の顔料分散物を得た。
次いで、前記黄色の顔料分散物に、大豆油13.07質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.07質量部を添加し、10分間混合し、参考例5のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントレッド57:1に変更した以外は参考例5と同様の方法により参考例6の紅色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントブルー15:3に変更した以外は参考例5と同様の方法により参考例7の藍色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
本実施形態の撹拌装置100の第4使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第4使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、湿潤工程と、移行工程と、顔料分散体作製工程と、ゲル化工程と、後添加工程とを含む。
本実施形態の撹拌装置100の第5使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第5使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、湿潤工程と、顔料分散体作製工程と、ゲル化工程と、後添加工程とを含む。
本実施形態の撹拌装置100の第6使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第6使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、図3、図4に示す製造システムを用いて行われる。図3は、製造システム1の構成を示す図である。製造システム1は、本実施形態の撹拌装置100と分散装置110とが供給装置120を介して接続されたシステムである。図4は、製造システム2の構成を示す図である。製造システム2は、本実施形態の撹拌装置100と分散装置110とが接続されておらず、各装置がそれぞれ独立して配置されるシステムである。
以下に、撹拌装置100の第6使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、オフセット印刷用インキ組成物について、残渣率、ラレー粘度、タック値、着色力、印刷適性の評価を行った。これらの評価は、前述した方法に従った。ただし、着色力の評価は、製造例16,20,21,22、および参考例12の黄色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例8の着色力を「100」として相対評価し、製造例17,23の紅色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例9の着色力を「100」として相対評価し、製造例18の藍色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例10の着色力を「100」として相対評価し、製造例19の黒色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例11の着色力を「100」として相対評価した。
図1に示す撹拌装置100を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。製造例16において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が210mmであり、「H1+H2+H3+H4」が350mmに設定されている。製造例16において使用した撹拌装置100は、上述の実施形態において例示した、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている撹拌装置に対して、中心軸線Sに垂直な方向に0.117(210mm/1800mm)倍であり、中心軸線S方向に0.127(350mm/2766mm)倍の大きさに設計されたものである。
撹拌装置100のタンク本体20内に、乾燥した顔料(ピグメントイエロー174)9.85質量部、油成分として亜麻仁油2.5質量部、大豆油15.93質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル5質量部、およびAF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)14質量部を仕込んだ。そして、タンク本体20の温度を130℃に保持した状態で、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ52%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、タンク本体20内に収容された収容物を48分間撹拌し、顔料湿潤物を得た。
次いで、タンク本体20内の顔料湿潤物に、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)25.5質量部、イソフタル酸からなる基本骨格を有する液状の大豆油変性アルキッド樹脂(酸価9KOHmg/g)0.53質量部を添加し、タンク本体20の温度を130℃に保持した状態で、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて24分間撹拌混合し、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を粉砕しながら、油成分に樹脂成分を溶解させた。その後、タンク本体20内にゲル化剤としてアルミニウムキレート0.54質量部を添加して130℃で24分間反応させて、ゲル化した顔料混合物を得た。なお、製造例16では、ゲル化工程においてゲル化剤をタンク本体20内に添加した時点で、タンク本体20の内部空間全体に対する占有率が80%となるように、各原料をタンク本体20内に仕込んだ。
次いで、タンク本体20内に収容されたゲル化した顔料混合物を130℃に保持し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させた状態で、供給装置120である輸送ポンプにより、分散装置110であるダイノミル(シンマルエンタイプライゼス製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、表6に示す条件となるように分散処理を行って顔料分散物を得た。顔料分散物を供給装置120により元のタンク本体20に戻し、分散装置110に供給することを、顔料の粒子径が5μm以下となるまで(グラインドメータにより粒子径を確認)繰り返して行い、製造例16の黄色の顔料分散体を得た。
次いで、タンク本体20内の黄色の顔料分散体に、大豆油13.75質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.75質量部を添加し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて、8分間撹拌混合し、オフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントレッド57:1に変更した以外は製造例16と同様の方法により製造例17の紅色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントブルー15:3に変更した以外は製造例16と同様の方法により製造例18の藍色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をカーボンブラックに変更した以外は製造例16と同様の方法により製造例19の黒色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
製造例16と同様の方法でゲル化した顔料混合物を得て、この顔料混合物を3本ロールミルに供給し、顔料の粒子径が5μm以下となるまで(グラインドメータにより粒子径を確認)表6に記載の条件で練肉することによって、製造例20の黄色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
製造例16と同様の方法でゲル化した顔料混合物を得て、この顔料混合物をダイノミル(シンマルエンタイプライゼス社製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、顔料の粒子径が5μm以下となるまで表6に記載の条件で循環工程を1パス行い、製造例21の黄色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
図1に示す撹拌装置100を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。製造例22において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が210mmであり、「H1+H2+H3+H4」が350mmに設定されている。製造例22において使用した撹拌装置100は、上述の実施形態において例示した、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている撹拌装置に対して、中心軸線Sに垂直な方向に0.117(210mm/1800mm)倍であり、中心軸線S方向に0.127(350mm/2766mm)倍の大きさに設計されたものである。
撹拌装置100のタンク本体20内に、乾燥した顔料(ピグメントイエロー174)9.85質量部、油成分として大豆油15.93質量部を仕込んだ。そして、タンク本体20の温度を130℃に保持した状態で、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ52%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、タンク本体20内に収容された収容物を48分間撹拌し、顔料湿潤物を得た。
次いで、タンク本体20内の顔料湿潤物に、油成分として亜麻仁油2.5質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル5質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)14質量部、樹脂成分として塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)25.5質量部、イソフタル酸からなる基本骨格を有する液状の大豆油変性アルキッド樹脂(酸価9KOHmg/g)0.53質量部を添加し、タンク本体20の温度を130℃に保持した状態で、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて24分間撹拌混合し、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を粉砕しながら、油成分に樹脂成分を溶解させた。その後、タンク本体20内にゲル化剤としてアルミニウムキレート0.54質量部を添加して130℃で24分間反応させて、ゲル化した顔料混合物を得た。
次いで、タンク本体20内に収容されたゲル化した顔料混合物を130℃に保持し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させた状態で、供給装置120である輸送ポンプにより、分散装置110であるダイノミル(シンマルエンタイプライゼス製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、表6に示す条件となるように分散処理を行って顔料分散物を得た。顔料分散物を供給装置120により元のタンク本体20に戻し、分散装置110に供給することを、顔料の粒子径が5μm以下となるまで(グラインドメータにより粒子径を確認)繰り返して行い、製造例22の黄色の顔料分散体を得た。
次いで、タンク本体20内の黄色の顔料分散体に、大豆油13.75質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.75質量部を添加し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて、8分間撹拌混合し、オフセット印刷用インキ組成物を得た。
表6に示すように、分散工程におけるゲル化した顔料混合物の供給温度、および戻し工程における顔料混合物の排出温度を90℃に変更したこと以外は、製造例17と同様の方法により製造例23の紅色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
参考例8では、撹拌装置100を用いずにオフセット印刷用インキ組成物を製造した。参考例8では、高さ250mm、内径210mmの有底円筒状のタンク内に、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)が設置された撹拌装置を用いて「ワニス調製工程」、「ゲル化工程」および「プレミキシング工程」を実施し、その後の「分散工程」は前記撹拌装置で得られた顔料混合物を3本ロールミルに供給し、さらに「後添加工程」は3本ロールミルで得られた顔料分散体を前記撹拌装置に移して、オフセット印刷用インキ組成物を製造した。
前記タンク内に、油成分として亜麻仁油2.5質量部、大豆油15.93質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル5質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)14質量部、樹脂成分として、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)25.5質量部、イソフタル酸からなる基本骨格を有する液状の大豆油変性アルキッド樹脂(酸価9KOHmg/g)0.53質量部を仕込んだ。そして、タンクの温度を200℃に保持した状態で、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させ、タンク内に収容された収容物を40分間撹拌し、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を溶解した。
次いで、タンク内にゲル化剤としてアルミニウムキレート0.54質量部を添加して130℃で30分間反応させることで樹脂ワニスを得た。
次いで、タンク内に、乾燥した顔料(ピグメントイエロー174)9.85質量部を添加し、タンクの温度を70℃に保持した状態で、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させ、タンク内に収容された収容物を30分間撹拌し、プレミキシングを行った。
タンク内のプレミキシングを行った顔料混合物を3本ロールミルに供給し、表7に示す条件で、顔料の粒子径が5μm以下となるまで(グラインドメータにより粒子径を確認)練肉し、参考例8の黄色の顔料分散体を得た。
3本ロールミルで練肉した後の黄色の顔料分散体をタンクに供給し、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.75質量部を添加し、10分間混合し、参考例8の黄色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントレッド57:1に変更した以外は参考例8と同様の方法により参考例9の紅色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントブルー15:3に変更した以外は参考例8と同様の方法により参考例10の藍色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をカーボンブラックに変更した以外は参考例8と同様の方法により参考例11の黒色のオフセット印刷用インキ組成物得た。
参考例8と同様にして、プレミキシングを行い顔料混合物を得た。タンク内のプレミキシングを行った後の顔料混合物をダイノミル(シンマルエンタイプライゼス社製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、顔料の粒子径が5μm以下となるまで表7に記載の条件で循環工程を2パス行い、参考例12の黄色の顔料分散体を得た。次いで、ダイノミルで練肉した後の黄色の顔料分散体をタンクに供給し、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.75質量部を添加し、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させて撹拌混合し、参考例12の黄色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
本実施形態の撹拌装置100の第7使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第7使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、図3に示す製造システム1、図4に示す製造システム2を用いて行われる。製造システム1は、前述したように、撹拌装置100と分散装置110とが供給装置120を介して接続されたシステムである。また、製造システム2は、撹拌装置100と分散装置110とが接続されていないこと以外は製造システム1と同様である。そのため、以下では、製造システム1を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造する方法について説明し、製造システム2を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造する方法については説明を省略する。
以下に、撹拌装置100の第7使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、オフセット印刷用インキ組成物について、残渣率、ラレー粘度、タック値、着色力、印刷適性の評価を行った。これらの評価は、前述した方法に従った。ただし、着色力の評価は、製造例24,25のオフセット印刷用インキ組成物については参考例13の着色力を「100」として相対評価した。
図1に示す撹拌装置100を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。製造例24において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が210mmであり、「H1+H2+H3+H4」が350mmに設定されている。製造例24において使用した撹拌装置100は、上述の実施形態において例示した、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている撹拌装置に対して、中心軸線Sに垂直な方向に0.117(210mm/1800mm)倍であり、中心軸線S方向に0.127(350mm/2766mm)倍の大きさに設計されたものである。
撹拌装置100のタンク本体20内に、軟化点165℃のロジン変性フェノール樹脂の28質量部(固形樹脂)、大豆油変性アルキッド樹脂の3質量部、ピグメントレッド57:1の13.5質量部、大豆油の7質量部及びAF−7石油溶剤(日本石油株式会社製)の48.5質量部を、タンク本体20の内部空間全体に対する占有率が80%となるように仕込んだ。
次いで、プレミキシング後の顔料混合物を130℃に保持し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ52%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させた状態で、供給装置120である輸送ポンプにより、分散装置110であるダイノミル(シンマルエンタイプライゼス製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、表8の条件となるように分散処理を行い、分散処理した混合物を供給装置120により元のタンク本体20に戻すことを、顔料の粒子径が5μm以下(グラインドメータにより粒子径を確認)となるまで繰り返して行い、製造例24のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
プレミキシング温度、および、プレミキシング後の顔料混合物を分散装置110に供給するときの保持温度を、130℃から90℃に変更すること以外は製造例24と同様にして、製造例25のオフセット印刷用インキ組成物を得た。得られたオフセット印刷用インキ組成物中の顔料は、粒子径が5μm以下に分散されていた。
参考例13では、撹拌装置100を用いずにオフセット印刷用インキ組成物を製造した。参考例13では、高さ250mm、内径210mmの有底円筒状のタンク内に、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)が設置された撹拌装置を用いて「ワニス調製工程」を実施し、その後の「プレミキシング工程」は前記撹拌装置で得られた樹脂ワニスの一部を用いて第2タンク内にてプレミキシングを行い、次いで「分散工程」は第2タンク内で得られたプレミキシング後の混合物をダイノミルに供給し、さらに「後添加工程」はダイノミルで得られたベース混合物、およびワニス調製工程で得られた前記樹脂ワニスの一部を用いて第3タンク内にて撹拌混合を行い、オフセット印刷用インキ組成物を製造した。
前記タンク内に、軟化点165℃のロジン変性フェノール樹脂45質量部(固形樹脂)、大豆油10質量部およびAF−7石油溶剤(日本石油株式会社製)40質量部を仕込んだ。そして、到達温度が200℃となるように昇温速度8℃/minでタンクの加熱を開始し、加熱開始と同時に、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させ、200℃に到達後40分間撹拌混合し、ロジン変性フェノール樹脂を溶解して樹脂ワニスを得た。
次いで、上記タンクとは違う高さ250mm、内径210mmの第2タンク内に、樹脂ワニス65質量部、大豆油変性アルキッド樹脂5質量部、ピグメントレッド57:1の25質量部、およびAF−7石油溶剤(日本石油株式会社)5質量部を仕込んだ。そして、到達温度が70℃となるように昇温速度8℃/minで第2タンクの加熱を開始し、加熱開始と同時に、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させ、70℃に到達後30分間、第2タンク内に収容された収容物を撹拌混合し、プレミキシングを行った。
次いで、プレミキシング後の混合物を、第2タンクからダイノミル(シンマルエンタイプライゼス製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、表8の条件となるように分散処理を2パス行い、ベース混合物を得た。ベース混合物中の顔料は、粒子径が5μm以下に分散されていた。
次いで、新たな高さ250mm、内径210mmの第3タンク内に、ベース混合物53質量部、AF−7石油溶剤5質量部、上記ロジン変性フェノール樹脂を溶解した樹脂ワニス42質量部の割合となるように、AF−7石油溶剤、ロジン変性フェノール樹脂を溶解した樹脂ワニスを加え、ディスクタービン羽根を回転駆動させることにより撹拌混合し、参考例13のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
本実施形態の撹拌装置100の第8使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第8使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、図3に示す製造システム1を用いて行われる。
以下に、撹拌装置100の第8使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、オフセット印刷用インキ組成物について、残渣率、ラレー粘度、タック値、着色力、印刷適性の評価を行った。これらの評価は、前述した方法に従った。ただし、着色力の評価は、製造例26のオフセット印刷用インキ組成物については参考例14の着色力を「100」として相対評価した。
図1に示す撹拌装置100を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。製造例26において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が210mmであり、「H1+H2+H3+H4」が350mmに設定されている。製造例26において使用した撹拌装置100は、上述の実施形態において例示した、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている撹拌装置に対して、中心軸線Sに垂直な方向に0.117(210mm/1800mm)倍であり、中心軸線S方向に0.127(350mm/2766mm)倍の大きさに設計されたものである。
撹拌装置100のタンク本体20内に、大豆油変性アルキッド樹脂3.7質量部、ピグメントレッド57:1の20質量部、大豆油8質量部およびAF−7石油溶剤(日本石油株式会社製)68.3質量部を仕込んだ。そして、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ52%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、60℃の温度下で12分間、タンク本体20内の収容された収容物を撹拌混合し、顔料分散用混合物を得た。
次いで、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させた状態で、タンク本体20内のプレミキシング後の顔料分散用混合物を、分散装置110であるダイノミル(シンマルエンタイプライゼス製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、表9の条件となるように分散処理を行い、分散処理した混合物を供給装置120である輸送ポンプにより元のタンク本体20に戻すことを、顔料の粒子径が5μm以下(グラインドメータにより粒子径を確認)となるまで繰り返して行い、顔料分散体を得た。
次いで、分散処理が終了してタンク本体20内に収容された顔料分散体65質量部に対して、残余のインキ用材料として、軟化点165℃のロジン変性フェノール樹脂(固形バインダー樹脂)31質量部、AF−7石油溶剤(日本石油株式会社製)4質量部を添加した。製造例26では、後添加工程において残余のインキ用材料をタンク本体20内に添加した時点で、タンク本体20の内部空間全体に対する占有率が80%となるように、各原料をタンク本体20内に仕込んだ。そして、タンク本体20内に収容された混合物の温度が130℃となるように昇温速度8℃/minで加熱し、加熱開始と同時に、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、ロジン変性フェノール樹脂(固形バインダー樹脂)を粉砕しながら溶解させるとともに、各成分を撹拌混合して製造例26のオフセット印刷用インキ用樹脂組成物を得た。
参考例14では、撹拌装置100を用いずにオフセット印刷用インキ組成物を製造した。参考例14では、高さ250mm、内径210mmの有底円筒状のタンク内に、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)が設置された撹拌装置を用いて「ワニス調製工程」を実施し、その後の「プレミキシング工程」は前記撹拌装置で得られた樹脂ワニスの一部を用いて第2タンク内にてプレミキシングを行い、次いで「分散工程」は第2タンク内で得られたプレミキシング後の混合物をダイノミルに供給し、さらに「後添加工程」はダイノミルで得られたベース混合物、およびワニス調製工程で得られた前記樹脂ワニスの一部を用いて第3タンク内にて撹拌混合を行い、オフセット印刷用インキ組成物を製造した。
前記タンク内に、軟化点165℃のロジン変性フェノール樹脂45質量部(固形バインダー樹脂)、大豆油10質量部およびAF−7石油溶剤(日本石油株式会社製)40質量部を仕込んだ。そして、到達温度が200℃となるように加熱を開始すると同時に、ディスクタービン羽根を回転駆動させ、200℃に到達後40分間撹拌混合し、ロジン変性フェノール樹脂を溶解して樹脂ワニスを得た。
次いで、別のタンクである高さ250mm、内径210mmの第2タンク内に、樹脂ワニス65質量部、大豆油変性アルキッド樹脂5質量部、ピグメントレッド57:1の25質量部、およびAF−7石油溶剤(日本石油株式会社製)5質量部を仕込んだ。そして、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させ、70℃で30分間撹拌混合し、プレミキシングを行った。
次いで、プレミキシング後の混合物を、第2タンクからダイノミル(シンマルエンタイプライゼス製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、表9の条件となるように分散処理を2パス行い、ベース混合物を得た。ベース混合物中の顔料は、粒子径が5μm以下に分散されていた。
次いで、新たな高さ250mm、内径210mmの第3タンク内に、ベース混合物53質量部、AF−7石油溶剤5質量部、上記ロジン変性フェノール樹脂を溶解した樹脂ワニス42質量部の割合となるように、AF−7石油溶剤、ロジン変性フェノール樹脂を溶解した樹脂ワニスを添加し、ディスタービン羽根を回転駆動させて60℃の温度下で撹拌混合し、参考例14のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
本実施形態の撹拌装置100の第9使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第9使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、図3に示す製造システム1、図4に示す製造システム2を用いて行われる。製造システム1は、前述したように、撹拌装置100と分散装置110とが供給装置120を介して接続されたシステムである。また、製造システム2は、撹拌装置100と分散装置110とが接続されていないこと以外は製造システム1と同様である。そのため、以下では、製造システム1を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造する方法について説明し、製造システム2を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造する方法については説明を省略する。
以下に、撹拌装置100の第9使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、オフセット印刷用インキ組成物について、残渣率、含水率、ラレー粘度、タック値、着色力、印刷適性の評価を行った。これらの評価は、前述した方法に従った。ただし、着色力の評価は、製造例27,31,32,33,35、および参考例19の黄色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例15の着色力を「100」として相対評価し、製造例28,34の紅色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例16の着色力を「100」として相対評価し、製造例29の藍色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例17の着色力を「100」として相対評価し、製造例30の黒色のオフセット印刷用インキ組成物については参考例18の着色力を「100」として相対評価した。
図1に示す撹拌装置100を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。製造例27において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が210mmであり、「H1+H2+H3+H4」が350mmに設定されている。製造例27において使用した撹拌装置100は、上述の実施形態において例示した、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている撹拌装置に対して、中心軸線Sに垂直な方向に0.117(210mm/1800mm)倍であり、中心軸線S方向に0.127(350mm/2766mm)倍の大きさに設計されたものである。
撹拌装置100のタンク本体20内に、乾燥した顔料(ピグメントイエロー174)9.85質量部、水21質量部を仕込んだ。そして、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ52%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、70℃の温度下で5分間、タンク本体20内の収容された収容物を撹拌混合し、顔料水湿潤物を得た。
次いで、タンク本体20内の顔料水湿潤物に、油成分として亜麻仁油2.5質量部、大豆油15.93質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル5質量部、およびAF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)14質量部を添加し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、70℃で5分間撹拌混合し、顔料を油成分中に移行させて顔料油成分湿潤物を得た。
次いで、タンク本体20内の顔料油成分湿潤物に、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)25.5質量部、イソフタル酸からなる基本骨格を有する液状の大豆油変性アルキッド樹脂(酸価9KOHmg/g)0.53質量部を添加した。そして、タンク本体20内を減圧(タンク内の圧力:約244mmHg(0.32atm)程度)にするとともに、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて撹拌し、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を粉砕しながら、含水率が2質量%以下になるまで脱水した。そして、加熱撹拌を継続して、粉砕されたロジン変性フェノール樹脂を含む樹脂成分を油成分中に溶解させた。さらに、ゲル化剤としてアルミニウムキレート0.54質量部を添加して、ゲル化した顔料混合物を得た。
次いで、タンク本体20内のゲル化した顔料混合物を130℃に保持し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させた状態で、供給装置120である輸送ポンプにより、分散装置110であるダイノミル(シンマルエンタイプライゼス製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、表10に示す条件となるように分散処理を行って顔料分散物を得た。そして、顔料分散物を供給装置120により元のタンク本体20に戻し、分散装置110に供給することを、顔料の粒子径が5μm以下(グラインドメータにより粒子径を確認)となるまで繰り返して行い、製造例27の黄色の顔料分散体を得た。
次いで、タンク本体20内の黄色の顔料分散体に、大豆油13.07質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.07質量部を添加して8分間撹拌混合し、オフセット印刷用インキ組成物を得た。なお、製造例27では、後添加工程において油成分をタンク本体20内に添加した時点で、タンク本体20の内部空間全体に対する占有率が80%となるように、各原料をタンク本体20内に仕込んだ。
顔料をピグメントレッド57:1に変更した以外は製造例27と同様の方法により製造例28の紅色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントブルー15:3に変更した以外は製造例27と同様の方法により製造例29の藍色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をカーボンブラックに変更した以外は製造例27と同様の方法により製造例30の黒色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
製造例27と同様の方法でゲル化した顔料混合物を得て、この顔料混合物を3本ロールミルに供給し、顔料の粒子径が5μm以下(グラインドメータにより粒子径を確認)となるまで、表10に記載の条件で練肉することによって、製造例31の黄色の顔料分散体を得た。次いで、黄色の顔料分散体をタンク本体20に移し、さらに大豆油13.07質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.07質量部を添加して撹拌混合し、製造例31のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
製造例27と同様の方法でゲル化した顔料混合物を得て、この顔料混合物をダイノミル(シンマルエンタイプライゼス社製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5m m)に供給し、顔料の粒子径が5μm以下となるように表10に記載の条件で循環工程を1パス行い、製造例32の黄色の顔料分散体を得た。次いで、黄色の顔料分散体をタンク本体20に移し、さらに大豆油13.07質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.07質量部を添加して撹拌混合し、製造例32のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
分散工程におけるゲル化した顔料混合物の供給温度を90℃に変更したこと以外は製造例27と同様にして、製造例33の黄色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
分散工程におけるゲル化した顔料混合物の供給温度、および戻し工程における顔料混合物の排出温度を90℃に変更したこと以外は製造例28と同様の方法により製造例34の紅色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
図1に示す撹拌装置100を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。製造例35において使用した撹拌装置100の大きさは、「W1」が210mmであり、「H1+H2+H3+H4」が350mmに設定されている。製造例35において使用した撹拌装置100は、上述の実施形態において例示した、「W1」が1800mm、「W2」が1150mm、「H1」が369mm、「H2」が807mm、「H3」が1303mm、「H4」が287mm、「H5」が600mmに設定されている撹拌装置に対して、中心軸線Sに垂直な方向に0.117(210mm/1800mm)倍であり、中心軸線S方向に0.127(350mm/2766mm)倍の大きさに設計されたものである。
撹拌装置100のタンク本体20内に、乾燥した顔料(ピグメントイエロー174)9.85質量部、水21質量部を仕込んだ。そして、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ52%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、70℃の温度下で5分間、タンク本体20内の収容された収容物を撹拌混合し、顔料水湿潤物を得た。
次いで、タンク本体20内の顔料水湿潤物に、油成分として亜麻仁油2.5質量部、大豆油15.93質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル5質量部、およびAF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)14質量部を添加し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させ、70℃で5分間撹拌混合し、顔料を油成分中に移行させて顔料油成分湿潤物を得た。
次いで、タンク本体20内の圧力を減圧(タンク内の圧力:約244mmHg(0.32atm))にし、加熱および減圧下で、顔料油成分湿潤物を、含水率が2質量%以下になるまで脱水し、脱水物を得た。
タンク本体20内の脱水物に、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)25.5質量部、イソフタル酸からなる基本骨格を有する液状の大豆油変性アルキッド樹脂(酸価9KOHmg/g)0.53質量部を添加した。そして、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させることで、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を粉砕しながら、粉砕されたロジン変性フェノール樹脂を含む樹脂成分を油成分中に130℃で溶解させた。さらに、ゲル化剤としてアルミニウムキレート0.54質量部を添加して、ゲル化した顔料混合物を得た。
タンク本体20内のゲル化した顔料混合物を130℃に保持し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/s(536rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させた状態で、供給装置120である輸送ポンプにより、分散装置110であるダイノミル(シンマルエンタイプライゼス製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、表10に示す条件となるように分散処理を行って顔料分散物を得た。その後、顔料分散物を供給装置120により元のタンク本体20に戻し、分散装置110に供給することを、顔料の粒子径が5μm以下(グラインドメータにより粒子径を確認)となるまで繰り返して行い、製造例35の黄色の顔料分散体を得た。
次いで、タンク本体20内の黄色の顔料分散体に、大豆油13.07質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.07質量部を添加して8分間撹拌混合し、オフセット印刷用インキ組成物を得た。なお、製造例35では、後添加工程において油成分をタンク本体20内に添加した時点で、タンク本体20の内部空間全体に対する占有率が80%となるように、各原料をタンク本体20内に仕込んだ。
参考例15では、撹拌装置100を用いずにオフセット印刷用インキ組成物を製造した。参考例15では、高さ250mm、内径210mmの有底円筒状のタンク内に、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)が設置された撹拌装置を用いて「ワニス調製工程」、「ゲル化工程」および「プレミキシング工程」を実施し、その後の「分散工程」は前記撹拌装置で得られた顔料混合物を3本ロールミルに供給し、さらに「後添加工程」は3本ロールミルで得られた顔料分散体を前記撹拌装置に移して、オフセット印刷用インキ組成物を製造した。
前記タンク内に、油成分として亜麻仁油2.5質量部、大豆油15.93質量部、大豆油脂肪酸ブチルエステル5質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)14質量部、樹脂成分として、塊状態のロジン変性フェノール樹脂(星光ポリマー株式会社製、商品名:OR−357)25.5質量部、イソフタル酸からなる基本骨格を有する液状の大豆油変性アルキッド樹脂(酸価9KOHmg/g)0.53質量部を仕込んだ。そして、ディスクタービン羽根を、最外周縁部における先端部の周速度が13m/sとなるように回転駆動させて200℃で40分間撹拌混合し、塊状態のロジン変性フェノール樹脂を溶解した。
次いで、タンク内にゲル化剤としてアルミニウムキレート0.54質量部を添加して、130℃で30分間反応させることで樹脂ワニスを得た。
次いで、タンク内の樹脂ワニスに、乾燥した顔料(ピグメントイエロー174)9.85質量部を添加して70℃で30分間撹拌混合し、プレミキシングを行った。
次いで、タンク内のプレミキシング後の顔料混合物を3本ロールミルに供給し、表11に示す条件で、顔料の粒子径が5μm以下(グラインドメータにより粒子径を確認)となるまで練肉し、参考例15の黄色の顔料分散体を得た。
次いで、黄色の顔料分散体をタンクに移し、さらに大豆油13.07質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.07質量部を添加して撹拌混合し、参考例15のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントレッド57:1に変更した以外は参考例15と同様の方法により参考例16の紅色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をピグメントブルー15:3に変更した以外は参考例15と同様の方法により参考例17の藍色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
顔料をカーボンブラックに変更した以外は参考例15と同様の方法により参考例18の黒色のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
参考例15と同様にして、プレミキシングを行った混合物を得た。タンク内のプレミキシング後の混合物をダイノミル(シンマルエンタイプライゼス社製、DYNO-MILL type KDL-PILOT 1.4L、スチールビーズ:Φ1.5mm)に供給し、顔料の粒子径が5μm以下となるまで表11に記載の条件で循環工程を2パス行い、参考例19の黄色の顔料分散体を得た。次いで、黄色の顔料分散体をタンクに移し、さらに大豆油13.07質量部、AF−7石油溶剤(新日本石油株式会社製)13.07質量部を添加して撹拌混合し、参考例19のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
本実施形態の撹拌装置100の第10使用例としては、オフセット印刷用インキ組成物の製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第10使用例におけるオフセット印刷用インキ組成物の製造方法は、図4に示す製造システム2を用いて行われ、プレミキシング工程と、練肉工程とを含む。
以下に、撹拌装置100の第10使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。なお、オフセット印刷用インキ組成物について、顔料分散性、モーノポンプ適性、残渣量、粘度の評価を行った。
プレミキシング工程終了時のカーボンブラック分散ワニスを、常温で24時間静置し、顔料の沈降状態を目視によって確認した。評価基準は以下のとおりである。
○:顔料の沈降無し
×:顔料の沈降有り
プレミキシング工程終了時のカーボンブラック分散ワニスを、モーノポンプ(MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION製)に通して、配管閉塞の有無について確認した。その際、ポンプ出口の初期の入圧を0.1MPaに設定し、輸送時の入圧についても測定した。評価基準は以下のとおりである。
○:配管閉塞無し
×:配管閉塞有り
プレミキシング工程終了時のカーボンブラック分散ワニスおよび練肉工程終了時のオフセット印刷用インキ組成物をそれぞれ100gトルエンにて溶解させ、カーボンブラック分散ワニスについては100メッシュで濾過した時の残渣量を、オフセット印刷用インキ組成物については400メッシュで濾過した時の残渣の重量をそれぞれ残渣量として測定した。
オフセット印刷用インキ組成物について、グラインドメータ(株式開社安田精機製作所製)を用いて、JIS K5701−1:2000練和度測定方法に準じて、スクレーパー引き動かして発生した10mm以上連続した線が、1つの溝について3本以上現れた時の目盛りの位置をA値、10本以上現れた時の目盛りの位置をB値として測定した。
製造例36では、まず樹脂ワニス、ギルソナイトワニスを準備した。ロジン変性フェノール樹脂(重量平均分子量10,000)と、大豆油と、AFソルベント6号(鉱物油成分、新日本石油化学社製)とを、質量比が40:25:35となるように混合し、油成分材中にロジン変性フェノール樹脂を溶解させた樹脂ワニスを得た。また、Gilsonite Selects 325(ギルソナイト樹脂、American Gilsonite社製)と、AFソルベント6号(鉱物油成分、新日本石油化学社製)とを、質量比が20:80となるように混合し、油成分中にギルソナイト樹脂を溶解させたギルソナイトワニスを得た。
撹拌装置100のタンク本体20内に、一次粒子径30nm、かさ密度0.46g/cm3の中性ビードカーボンブラック(N326、Degussa製)20質量部、樹脂ワニス45質量部、ギルソナイトワニス10質量部、大豆油25質量部を、タンク本体20の内部空間全体に対する占有率が80%となるように仕込んだ。そして、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ60%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が9.7m/s(400rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて48分間撹拌させて、中性ビードカーボンブラックをワニス中に微分散させた。このとき、ワニスおよびビードカーボンブラックの混合物の粘度は、120Pa・s、プレミキシング工程開始時の混合物の温度は60℃である。
得られたカーボンブラック分散ワニスを、ダイノミル(Netzsch−Feinmahltechnik製、GmbH)に投入し、ビーズ種類をスチールビーズ、ビーズ径を1.5mm、ビーズ充填率を60%とし、ロータ回転数を1400rpm、吐出量を5.3kg/hとして練肉を行い、製造例36のオフセット印刷用インキ組成物を得た。
プレミキシング時間を60分間から140分間に変更した以外は製造例36と同様にして製造例37の製造方法によるオフセット印刷用インキ組成物を得た。
第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転速度を400rpmから1000rpmに変更した以外は、製造例36と同様にして製造例38の製造方法によるオフセット印刷用インキ組成物を得た。
プレミキシング時間を60分間から140分間に変更し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転速度を400rpmから1000rpmに変更した以外は、製造例36と同様にして製造例39の製造方法によるオフセット印刷用インキ組成物を得た。
参考例20では、撹拌装置100を用いずにオフセット印刷用インキ組成物を製造した。参考例20では、高さ250mm、内径210mmの有底円筒状のタンク内に、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)が設置された撹拌装置を用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。このような撹拌装置を用いたこと以外は製造例36と同様にしてプレミキシングを行った。ただし、ダイノミルへ輸送するためのモーノポンプに詰りが発生したため、その後のダイノミルによる練肉工程を行うことができず、オフセット印刷用インキ組成物は得られなかった。
プレミキシング時間を60分間から120分間に変更した以外は、参考例20と同様にしてプレミキシングを行った。ただし、ダイノミルへ輸送するためのモーノポンプに詰りが発生したため、その後のダイノミルによる練肉工程を行うことができず、オフセット印刷用インキ組成物は得られなかった。
プレミキシング時間を60分間から180分間に変更した以外は、参考例20と同様にしてプレミキシングを行った。ただし、ダイノミルへ輸送するためのモーノポンプに詰りが発生したため、その後のダイノミルによる練肉工程を行うことができず、オフセット印刷用インキ組成物は得られなかった。
プレミキシング時間を60分間から180分間に変更し、ディスクタービン羽根の回転速度を400rpmから1000rpmに変更した以外は、参考例20と同様にしてプレミキシングを行った。ただし、ダイノミルへ輸送するためのモーノポンプに詰りが発生したため、その後のダイノミルによる練肉工程を行うことができず、オフセット印刷用インキ組成物は得られなかった。
中性ビードカーボンブラックをパウダーカーボンブラック(一次粒子径24nm)に変更した以外は参考例20と同様にしてプレミキシングを行い、参考例24の製造方法によるオフセット印刷用インキ組成物を得た。
本実施形態の撹拌装置100の第11使用例としては、体質顔料であるカオリン顔料の表面処理剤による油性印刷用カオリン顔料ベースの製造時における使用例を挙げることができる。撹拌装置100の第11使用例における油性印刷用カオリン顔料ベースの製造方法は、表面処理工程と、移行工程と、脱水工程、撹拌工程とを含む。
以下に、撹拌装置100の第11使用例における、オフセット印刷用インキ組成物の製造中間体である体質顔料ベースの具体的な製造例について詳細に説明するが、本発明はこれらの製造例のみに限定されるものではない。
製造例40では、まず油性印刷用ワニスを準備した。ロジン変性フェノール樹脂(重量平均分子量10,000)と、大豆油と、AFソルベント6号(鉱物油成分、新日本石油化学社製)とを、質量比が40:25:35となるように混合し、油成分中にロジン変性フェノール樹脂を溶解させた油性印刷用ワニスを得た。
撹拌装置100のタンク本体20内に、表面処理されていないカオリン顔料50質量部と水50質量部とラウリルアミン2.0質量部とを仕込んだ。そして、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15(回転直径L4がタンク本体20の内径に対してそれぞれ35%に設定されている)を、最外周縁部における先端部の周速度が9.7m/s(400rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて70℃で60分間撹拌し、カオリン顔料の表面処理を行った。
上記表面処理後物質に油性印刷用ワニス100質量部を添加し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が19.4m/s(800rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて70℃で30分間撹拌してフラッシングを行い、表面処理したカオリン顔料の水性混合物中の表面処理したカオリン顔料を油成分であるワニス中に移行させた。
次いで、減圧脱水手段30によってタンク本体20内を130mmHgに減圧し、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が19.4m/s(800rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて80℃の温度下で撹拌混合することによって、含水率が2質量%以下になるまで脱水し、油性印刷用カオリン顔料混合物を得た。
その後、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15を、最外周縁部における先端部の周速度が19.4m/s(800rpm)となるようにそれぞれ回転駆動させ、第2撹拌翼22を、最外周縁部における先端部の周速度が1.0m/s(10rpm)となるように回転駆動(ただし、第2撹拌翼22の回転方向は、第1撹拌翼10および第3撹拌翼15の回転方向と逆向きである)させて、120℃で60分間撹拌混合し、油性印刷用カオリン顔料ベースを得た。この油性印刷用カオリン顔料ベースの分散性をグラインドメータにて測定したところ、表面処理したカオリン顔料の粒子径は5μm以下であった。
参考例25では、撹拌装置100を用いずにオフセット印刷用インキ組成物を製造した。参考例25では、フラッシャー、撹拌装置、および3本ロールミルを用いてオフセット印刷用インキ組成物を製造した。
フラッシャー(ニーダー)に、カオリン顔料50質量部と水50質量部とラウリルアミン2.0質量部を仕込み、70℃で60分間撹拌し、カオリン顔料の表面処理を行った。
上記表面処理後の物質に油性印刷用ワニス100質量部を加えて70℃で40分間フラッシングを行い、表面処理したカオリン顔料の水性混合物中の表面処理したカオリン顔料を油成分であるワニス中に移行させた。
その後、本体を傾けることで浸出した水を除去し、さらに、フラッシャー内を減圧(フラッシャー内の圧力:130mmHg)、温度を57℃とすることで、含水率を2質量%以下となるまで脱水し、油性印刷用カオリン顔料混合物を得た。
その後、脱水後の油性印刷用カオリン顔料混合物を、撹拌装置を用いて撹拌混合した。参考例25において用いた撹拌装置は、高さ250mm、内径210mmの有底円筒状のタンク内に、従来型カッター羽根(ディスクタービン羽根)が設置された装置である。撹拌工程では、脱水後の油性印刷用カオリン顔料混合物をフラッシャーからタンクに移動させ、ディスクタービン羽根を回転駆動させて、脱水後の油性印刷用カオリン顔料混合物を120℃で60分間撹拌混合して、油性印刷用カオリン顔料ベースを製造した。しかしながら、得られた油性印刷用カオリン顔料ベースの分散性をグラインドゲージにて測定したところ、表面処理したカオリン顔料の粒子径は12.5μm以下であった。
その後、さらに、油性印刷用カオリン顔料ベースを、45℃の3本ロールミル(井上機械製)を用いて、グラインドメータによる粒子径測定で5μm以下となるまで練肉分散を行い油性印刷用カオリン顔料ベースを得た。
10 第1撹拌翼
11 基部
12 第1ブレード
13 第2ブレード
14 第3ブレード
15 第3撹拌翼
20 タンク本体
21 タンク蓋体
22 第2撹拌翼
25 加熱手段
26 第1回転軸
27 第2回転軸
28 駆動手段
30 減圧脱水手段
100 撹拌装置
110 分散装置
120 供給装置
201 底部
202 側壁部
2021 第1壁部
2022 第2壁部
Claims (8)
- 顔料と、樹脂成分と、油成分とを主成分とするインキ用材料からなるオフセット印刷用インキ組成物、または該オフセット印刷用インキ組成物の製造中間体を製造するために用いる撹拌装置であって、
底部と、底部に連なる円筒状の側壁部とによって形成され、前記インキ用材料の少なくとも一部である被撹拌物を収容する有底円筒状のタンク本体と、
前記側壁部の、前記底部に連なる側とは反対側の端部に着脱自在に設けられるタンク蓋体と、
前記底部および前記側壁部に外部から対向して設けられる加熱手段と、
前記タンク蓋体に挿通して設けられ、前記タンク本体の中心軸線まわりに、互いに独立して回転する第1および第2回転軸と、
前記第1回転軸に固定され、前記タンク本体内において前記底部および前記側壁部に対して非接触状態で設けられる第1撹拌翼と、
前記第2回転軸に固定され、前記タンク本体内において前記底部および前記側壁部に接触して設けられる第2撹拌翼と、
前記第1および第2回転軸を、互いに独立して回転駆動させる駆動手段であって、第2回転軸よりも第1回転軸を高速で回転駆動させる駆動手段と、を備え、
前記第1撹拌翼は、前記第1回転軸に垂直に固定される円板状の基部と、前記基部から半径方向外方に連なるブレードと、を含み、
前記ブレードは、
前記基部から半径方向外方になるにつれて、基部の表面を含む仮想一平面に対して一方側に離反するように傾斜した第1ブレードと、
前記基部から半径方向外方になるにつれて、前記仮想一平面に対して他方側に離反するように傾斜した第2ブレードと、
前記基部から半径方向外方に連なり、前記仮想一平面に沿って延びる第3ブレードと、を含むことを特徴とする撹拌装置。 - 前記第2回転軸は、円筒状に形成され、
前記第1回転軸は、前記第2回転軸に挿通し、前記第2回転軸の軸線方向一端部から前記底部に向けて延出していることを特徴とする請求項1に記載の撹拌装置。 - 前記底部は、鉛直方向下方側に凸となるように湾曲している板状体であり、
前記側壁部は、
前記底部に連なり、底部から遠ざかるにつれて前記中心軸線から遠ざかるように、前記中心軸線に対して傾斜する第1壁部と、
前記第1壁部に連なり、前記中心軸線に平行な第2壁部と、を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の撹拌装置。 - 前記第1回転軸または前記第2回転軸に固定され、前記タンク本体内において前記底部および前記側壁部に対して非接触状態で設けられる第3撹拌翼であって、前記中心軸線の延びる方向に関して前記第1撹拌翼に対して離間して設けられる第3撹拌翼を、さらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の撹拌装置。
- 前記駆動手段は、前記第1および第2回転軸を、互いに逆方向に回転駆動させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の撹拌装置。
- 前記タンク蓋体が装着された状態の前記タンク本体内を減圧し、被撹拌物から水分を脱水する減圧脱水部を、さらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の撹拌装置。
- 前記第1および第2ブレードは、回転方向上流側から回転方向下流側に向かって、前記基部の半径方向内方に傾斜した位置で屈曲して前記基部に連なっていることを特徴とする請求項1に記載の撹拌装置。
- 前記第1、第2および第3ブレードの回転方向下流側に臨む縁辺部は、回転方向下流側に臨んで先細状に形成されていることを特徴とする請求項1または7に記載の撹拌装置。
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