JP6756550B2 - インク用添加物 - Google Patents
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Description
本発明は、インク用添加物に関するものである。
古紙のリサイクルは環境保護のため重要な課題である。現在、新聞古紙、雑誌古紙、色上古紙などを再生処理した脱墨パルプを紙製品などの原料に再利用しているが、製紙業界では古紙利用率の向上に努めており、 インクの種類や印刷方法によって通常の脱墨処理では脱墨しにくい古紙（低級古紙）の利用も避けられなくなっている。また脱墨パルプの品質に対する要望はより高品質化しており、低級古紙を利用した場合でも脱墨パルプの品質を維持することが重要になってきている。
このような状況下、紫外線（ＵＶともいう）や電子線（ＥＢともいう）、発光ダイオード（ＬＥＤともいう）、可視光など活性エネルギー線で硬化するインクによる印刷物が増加してきた。その理由として、例えば、活性エネルギー線硬化型インクのひとつであるＵＶ硬化型インクは、紙にインクを乗せた後ＵＶを照射することによって硬化するため、乾燥工程がほとんど不要で省エネルギーが実現できることや、その組成にＶＯＣ成分が少ないかあるいはほとんどないため環境保護に対応できるなどの理由で、非常に注目され利用されるケースが高くなってきている。そのため古紙に対するＵＶ硬化型インク印刷古紙が混入する割合が増加してきている。
しかし、これらＵＶ硬化型インクが硬化した皮膜は強固であり、しかも融点が高く高温処理しても剥離・微細化できない。またパルプからインクが剥離しても、そのインクが微細化されずに大きいため、脱墨工程のフローテーション処理においてインク粒子を泡に吸着させて浮上させることが難しく系外に除去することができない、というトラブルが生じている。
ＵＶ硬化型インクだけでなく他の活性エネルギー線硬化型インクも同様であり、古紙再生処理工場では、活性エネルギー線硬化型インク印刷古紙を、再生できない禁忌品として抜き取らなければならず、そのような古紙の分別に手間隙がかかったり、見分けるのが難しく分別が不十分となるため、活性エネルギー線硬化型インク印刷古紙が混入し脱墨パルプの品質が低下したりする。
最近になって従来の熱硬化型インク等他のタイプとのハイブリッド型活性エネルギー線硬化型インクが開発されており、硬化物の皮膜が比較的柔らかくなっているが、それでも、上記問題には十分な解決に至っていない。
このような状況で、ＵＶインク印刷物の脱墨方法を向上させるという方法も考えられるが、ＵＶ硬化インクなど活性エネルギー線硬化型インク自体において、脱墨しやすいリサイクル性の良いインクの開発が必要となってきた。
一方、新聞などの印刷によく使われる、亜麻仁油や大豆油などの乾性油または半乾性油を含有する酸化重合型インクを使った印刷物の場合、印刷物の経過とともにインクが樹脂化し、パルプとの密着性が高くなるため、インクがパルプから容易には剥離しなくなる。特に古紙が夏場を経過するとよりインクの樹脂化が進むため、インク剥離が悪くなり、再生パルプの品質が著しく低下する問題が発生している。パルプからインクが剥離しないと、過酸化水素など漂白剤を多量に使用しても、白色度や残インクなど品質が頭打ちになり、品質の高い再生古紙が得られない。植物性インキに酵素を使ったインクの例があるが、インク剥離性が向上したり脱墨性が著しく向上することはなかった。このような状況で、酸化重合型インク印刷物の脱墨方法を向上する方法もあるが、酸化重合型インクなどにおいて、脱墨しやすいリサイクル性の良いインクの開発が必要となってきた。
このように、印刷物を脱墨する際にインクの微細化または剥離をしやすく、容易に品質の高い再生古紙が得られるインクの開発が望まれている。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高品質の脱墨パルプが得られるインク用添加物を提供することにある。
本発明のインク用添加物は、下記一般式（Ａ）で示される。
（Ｒ１は、炭素数５〜２２のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基、ヒドロキシアルケニル基又は下記一般式（Ｂ）で示される基であって、一般式（Ｂ）のＲ５は炭素数５〜２２のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ６は炭素数１〜６のアルキレン基又は炭素数２〜６のアルケニレン基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜２２のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜２２のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は下記一般式（Ｃ）で示される基であって、一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎはＡ１Ｏの繰り返し単位の数であって２〜２００の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２〜２００の整数であり、Ｘｍ−は対イオンであり、ｍは１又は２である。）
本発明によれば、インクに添加をするだけで、そのインクで印刷された古紙は容易に脱墨することができるインク用添加物を提供することが可能となる。
実施形態に係るインク用添加物は、下記一般式（Ａ）で示される。
（Ｒ１は、炭素数５〜２２のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基、ヒドロキシアルケニル基又は下記一般式（Ｂ）で示される基であって、一般式（Ｂ）のＲ５は炭素数５〜２２のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ６は炭素数１〜６のアルキレン基又は炭素数２〜６のアルケニレン基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜２２のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜２２のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は下記一般式（Ｃ）で示される基であって、一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎはＡ１Ｏの繰り返し単位の数であって２〜２００の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２〜２００の整数であり、Ｘｍ−は対イオンであり、ｍは１又は２である。）
前記一般式（Ａ）において、Ｒ１は、炭素数５〜２２のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜４のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は前記一般式（Ｃ）で示される基であって、一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎは２〜５０の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が前記一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２〜５０の整数であることが好ましい。この好ましい化合物類を、以下Ａ１類と呼ぶ。
前記一般式（Ａ）において、Ｒ１は、炭素数８〜１８のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜４のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は前記一般式（Ｃ）で示される基であって、一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎは２〜５０の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が前記一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２６〜５０の整数であることが好ましい。この好ましい化合物類を、以下Ａ２類と呼ぶ。Ａ２類はＡ１類に含まれている。
前記一般式（Ａ）において、Ｒ１は、炭素数５〜２２のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜４のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は前記一般式（Ｃ）で示される基であって、一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎは２〜２５の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が前記一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２〜２５の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の全てが前記一般式（Ｃ）で示される基ではない場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数との合計が１〜３であることが好ましい。この好ましい化合物類を、以下Ａ３類と呼ぶ。Ａ３類はＡ１類に含まれている。
前記一般式（Ａ）において、Ｒ１は、炭素数８〜１８のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜４のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は前記一般式（Ｃ）で示される基であって、一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎは２〜１０の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が前記一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２〜１０の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の全てが前記一般式（Ｃ）で示される基ではない場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数との合計が１〜３であることが好ましい。この好ましい化合物類を、以下Ａ４類と呼ぶ。Ａ４類はＡ３類に含まれている。
前記一般式（Ａ）において、Ｒ１は、炭素数５〜２２のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ２は、炭素数５〜２２のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜４のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は前記一般式（Ｃ）で示される基であって、前記一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎは２〜２５の整数であり、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が前記一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２〜２５の整数であり、Ｒ３、Ｒ４のいずれもが前記一般式（Ｃ）で示される基ではない場合は、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数との合計が１又は２であることが好ましい。この好ましい化合物類を、以下Ａ５類と呼ぶ。
前記一般式（Ａ）において、Ｒ１は、炭素数８〜１８のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ２は、炭素数５〜１８のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、
Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数２〜４のアルケニル基、ベンジル基又はグリシジル基であることが好ましい。この好ましい化合物類を、以下Ａ６類と呼ぶ。
Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数２〜４のアルケニル基、ベンジル基又はグリシジル基であることが好ましい。この好ましい化合物類を、以下Ａ６類と呼ぶ。
前記一般式（Ａ）において、Ｒ１は、炭素数８〜１８のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、 Ｒ２は、炭素数５〜１８のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルケニル基であり、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜４のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は前記一般式（Ｃ）で示される基であって、前記一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎは２〜２５の整数であり、且つ、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つは、炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基、炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基又は前記一般式（Ｃ）で示される基であり、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が前記一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２〜２５の整数であり、Ｒ３、Ｒ４のいずれもが前記一般式（Ｃ）で示される基ではない場合は、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数との合計が１又は２であることが好ましい。この好ましい化合物類を、以下Ａ７類と呼ぶ。Ａ７類はＡ５類に含まれている。
また、実施形態に係るインクは、上記のインク用添加物が添加されているインクであり、紙への印刷用のインクであれば、インクの種類は特に限定されない。なお、インクには複数の種類の上記のインク用添加物を添加しても構わない。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
（実施形態）
本実施形態に係るインク用添加物は、前記一般式（Ａ）に示される第四級アンモニウム塩であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は上述した化合物であって、対イオンのＸｍ−は特に限定されないが、メチル硫酸イオン、エチル硫酸イオンなどのアルキル硫酸イオン、パラトルエンスルホン酸イオンなどのアルキルベンゼンスルホン酸イオン、塩化物イオンなどのハロゲン化物イオン又は硫酸イオンなどを例として挙げることができる。
本実施形態に係るインク用添加物は、前記一般式（Ａ）に示される第四級アンモニウム塩であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は上述した化合物であって、対イオンのＸｍ−は特に限定されないが、メチル硫酸イオン、エチル硫酸イオンなどのアルキル硫酸イオン、パラトルエンスルホン酸イオンなどのアルキルベンゼンスルホン酸イオン、塩化物イオンなどのハロゲン化物イオン又は硫酸イオンなどを例として挙げることができる。
本実施形態に係るインク用添加物が添加されるインクとしては、油性インクであれば特に限定されないが、具体的には（１）枚葉インク等の酸化重合タイプのインク、（２）浸透乾燥タイプのインク、（３）オフ輪インク等の加熱乾燥タイプのインク、（４）金属インク等の熱硬化タイプのインク、（５）ＵＶ硬化型インク等の活性エネルギー線硬化タイプのインク、（６）トナー用インクなどを例として挙げることができる。この中でもアクリルエステル系ポリマー、アクリルエステル系オリゴマー、アクリルエステル系モノマー、亜麻仁油、大豆油など乾性油、半乾性油などのエステル結合を有する化合物が含まれる前記（１）〜（６）のインクに効果を発揮し、（１）枚葉インク等の亜麻仁油、大豆油など乾性油、半乾性油の油脂類などエステル結合を有する化合物が含まれる酸化重合タイプのインク；（５）アクリルエステル系ポリマー、アクリルエステル系オリゴマー、アクリルエステル系モノマーなどのエステル結合を有する化合物が含まれるＵＶ硬化型インク等の活性エネルギー線硬化タイプのインクに特に効果を発揮する。
本実施形態の一般式（Ａ）の化合物の、インクへの添加量は、下記式
｛一般式（Ａ）の化合物質量／（配合するインクの質量＋一般式（Ａ）の化合物質量）｝×１００
により、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０２質量％以上８質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以上５質量％以下であることがさらに好ましい。
｛一般式（Ａ）の化合物質量／（配合するインクの質量＋一般式（Ａ）の化合物質量）｝×１００
により、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０２質量％以上８質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以上５質量％以下であることがさらに好ましい。
本実施形態の一般式（Ａ）の化合物は、主として古紙からインクを剥離および微細化させる働きを有していると考えられる。インクには、エステル結合を有する物質が多く含まれており、本実施形態の一般式（Ａ）の化合物は、このエステル結合を切断する触媒として機能していると考えられる。そのため、古紙から剥離したインクを微細化することができ、また、インクが分解されることにより、古紙からインクを剥離させやすくすることができる。
本実施形態の一般式（Ａ）の化合物は、水の中に投入されてエステル結合を切断する触媒として機能すると考えられるため、窒素に結合している４つの基の種類や長さ、およびアルキレンオキシ基の数を適度に調節する必要がある。具体的には、疎水性と親水性とのいずれか一方に偏らないようにバランスを取る必要があり、水相と有機化合物相との両方の内部を移動できることが好ましい。
また、脱墨処理においてアルカリを古紙再生工程で添加することにより、印刷古紙のインクの微細化、インクの剥離化の効果が得られるが、アルカリを多量に添加することにより、古紙から得られるパルプの繊維が細く短くなって微細パルプが増加し、パルプ品質が著しく低下する。そして、新聞インクのような酸化重合タイプのインクの剥離やＵＶ硬化型インクの微細化には過剰のアルカリを添加し、高ＰＨでの処理が必要になる。特にＵＶ硬化型インクの場合さらに過剰のアルカリを添加する必要があり、古紙再生工程を経ることによってパルプ品質は低下してしまう。しかし、本実施形態に係るインク用添加物を添加すると、アルカリの使用量が少なくても高いインクの剥離性、インクの微細化効果が得られ、過剰のアルカリ添加による弊害を緩和できる。
このように本実施形態に係るインク用添加物をインクに添加すると、そのインクで印刷された紙を脱墨する際に、少ないアルカリ量で、インクを確実に微細化でき、かつ微細化されたインクを容易に紙の繊維から剥離させることができ、優れた品質の再生パルプを作ることができる。
実施例のインク用添加物として、表１に記載の一般式（Ａ）の化合物を３３種類用意した。また、比較例のインク用添加物として、表２に記載の一般式（Ｄ）の化合物を３種類用意した。一般式（Ａ）の化合物のうち、（１）〜（１２）、（１４）〜（１６）はＡ１類に含まれる。（２）、（１５）はＡ２類に含まれる。（５）〜（１２）はＡ３類に含まれる。（６）〜（１１）はＡ４類に含まれる。（２４）〜（２６）はＡ５類に含まれる。（２２）はＡ６類に含まれる。（２５）はＡ７類に含まれる。
＜活性エネルギー線硬化インク＞
−インク及びインク用添加物−
活性エネルギー線硬化インクとして、ハイブリッドＵＶ硬化インク（東洋インキ製：ＦＤＫ−ＨＳ 墨）を用いた。実施例１〜３７のインクは、表１記載の各一般式（Ａ）の化合物を表３に示した濃度（質量％＝｛一般式（Ａ）の化合物質量／（ハイブリッドＵＶ硬化インク質量＋一般式（Ａ）の化合物質量）｝×１００）、でハイブリッドＵＶ硬化インクに配合して均一に混合して得た。同じく比較例２〜４は、ハイブリッドＵＶ硬化インクを基準に、表２記載の各一般式（Ｄ）化合物を表４に示した濃度でハイブリッドＵＶ硬化インクに配合して均一に混合して得た。
−インク及びインク用添加物−
活性エネルギー線硬化インクとして、ハイブリッドＵＶ硬化インク（東洋インキ製：ＦＤＫ−ＨＳ 墨）を用いた。実施例１〜３７のインクは、表１記載の各一般式（Ａ）の化合物を表３に示した濃度（質量％＝｛一般式（Ａ）の化合物質量／（ハイブリッドＵＶ硬化インク質量＋一般式（Ａ）の化合物質量）｝×１００）、でハイブリッドＵＶ硬化インクに配合して均一に混合して得た。同じく比較例２〜４は、ハイブリッドＵＶ硬化インクを基準に、表２記載の各一般式（Ｄ）化合物を表４に示した濃度でハイブリッドＵＶ硬化インクに配合して均一に混合して得た。
−印刷−
上記インクを使って、市販の坪量１３５ｇ／ｍ２の両面アート紙に、手動スクリーン印刷機（株式会社ハイテックヨシカワ製）を使用して、約２００μｍの厚みで１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲にベタ展色（印刷）した。同様にスライドガラスに約２００μｍの厚みで０．５ｃｍ×０．５ｃｍの範囲にベタ展色（印刷）した。展色した両面アート紙及びスライドガラスをコンベア式ＵＶ装置（アイグラフィックス株式会社製）を使用して、１２０Ｗ／ｃｍのメタルハイドライドランプにてＵＶ光を積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、インクを硬化させた。
上記インクを使って、市販の坪量１３５ｇ／ｍ２の両面アート紙に、手動スクリーン印刷機（株式会社ハイテックヨシカワ製）を使用して、約２００μｍの厚みで１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲にベタ展色（印刷）した。同様にスライドガラスに約２００μｍの厚みで０．５ｃｍ×０．５ｃｍの範囲にベタ展色（印刷）した。展色した両面アート紙及びスライドガラスをコンベア式ＵＶ装置（アイグラフィックス株式会社製）を使用して、１２０Ｗ／ｃｍのメタルハイドライドランプにてＵＶ光を積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、インクを硬化させた。
ＵＶ光によりインクを硬化させた後、６０℃で１週間強制乾燥させ、インクの評価及び脱墨試験に使用する印刷紙及び印刷ガラスを得た。
−脱墨−
容量が２ＬであるＪＩＳ標準離解機に３０℃の温水を１５００ｍＬ、１．５質量％に希釈した脱墨剤リポブライトＤＰ−６００（日華化学株式会社製）を７ｍＬ、３．７５質量％の苛性ソーダを７ｍＬ投入した。そこに上述のように作成した印刷紙を５８ｇ投入して、３０００ｒｐｍ×２０分間の条件で離解処理をおこなった。離解後１５０ｍｅｓｈの篩を用いて６２５ｇの重量となるまで濃縮（手絞り）した。
容量が２ＬであるＪＩＳ標準離解機に３０℃の温水を１５００ｍＬ、１．５質量％に希釈した脱墨剤リポブライトＤＰ−６００（日華化学株式会社製）を７ｍＬ、３．７５質量％の苛性ソーダを７ｍＬ投入した。そこに上述のように作成した印刷紙を５８ｇ投入して、３０００ｒｐｍ×２０分間の条件で離解処理をおこなった。離解後１５０ｍｅｓｈの篩を用いて６２５ｇの重量となるまで濃縮（手絞り）した。
次に前記濃縮（手絞り）した試料を常温の水１３５０ｍＬと共に、前記離解機に入れて３０００ｒｐｍ×１分間の条件で再離解させた後、離解機から取り出し、重量が５．４ｋｇ（パルプ濃度約１％）になるよう３０℃の温水を加えた。得られた試料のうち４．３ｋｇを分取してデンバー型フローテーター（熊谷理機社製）に投入した。フローテーターでは、エアー量４．０Ｌ／分の条件で、フロスを１分毎にかきとりながら、フローテーション処理を行った。フローテーション処理によって、紙の繊維から剥離したインクを除去している。この場合、フロスの排出量を同条件にするため、フロスを採取してその乾燥重量が５〜１５ｇであることを確認した。
−再生紙−
フローテーション処理を終えた試料に水を加えて総量を８ｋｇに希釈し、液体硫酸アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３ ８．０〜８．２％）を加え、ｐＨを５．０〜５．６に調整した。
フローテーション処理を終えた試料に水を加えて総量を８ｋｇに希釈し、液体硫酸アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３ ８．０〜８．２％）を加え、ｐＨを５．０〜５．６に調整した。
ＪＩＳ Ｐ ８２２２（１９９８年）で定める、ＪＩＳ標準丸型手すき機（Ф１６０ｍｍ）で１５０ｍｅｓｈ黄銅製金網を用いて坪量６０ｇ／ｃｍ２の湿紙を作成し、これを新しいろ紙で挟み、４１０±１０ｋＰａの圧力で５分間プレスして脱水した。その後回転ドラム式乾燥機を用い、表面温度を９０±５℃に調整し４分間乾燥させ脱墨度合の評価用試験紙（再生紙）を得た。
＜油性インク＞
−インク及びインク用添加物−
油性インクとして、新聞インク（東洋インキ製：大豆油配合）を用いた。実施例３８〜７４のインクは、油性インクを基準に、表１記載の各一般式（Ａ）の化合物を表５に示した濃度で油性インクに配合して均一に混合して得た。同じく比較例５〜８は、油性インクを基準に、表２記載の各一般式（Ｄ）化合物を表６に示した濃度で油性インクに配合して均一に混合して得た。
−インク及びインク用添加物−
油性インクとして、新聞インク（東洋インキ製：大豆油配合）を用いた。実施例３８〜７４のインクは、油性インクを基準に、表１記載の各一般式（Ａ）の化合物を表５に示した濃度で油性インクに配合して均一に混合して得た。同じく比較例５〜８は、油性インクを基準に、表２記載の各一般式（Ｄ）化合物を表６に示した濃度で油性インクに配合して均一に混合して得た。
−印刷−
上記インクを使い、印刷する紙を市販の坪量４３ｇ／ｍ２の新聞用紙とし、手動スクリーン印刷機（株式会社ハイテックヨシカワ製）を使用して、約２００μｍの厚みで１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲にベタ展色（印刷）した。
上記インクを使い、印刷する紙を市販の坪量４３ｇ／ｍ２の新聞用紙とし、手動スクリーン印刷機（株式会社ハイテックヨシカワ製）を使用して、約２００μｍの厚みで１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲にベタ展色（印刷）した。
同様にスライドガラスに上記のインクを使用して、約２００μｍの厚みで０．５ｃｍ×０．５ｃｍの範囲にベタ展色（印刷）した。
展色した新聞用紙およびスライドガラスを１００℃×３０秒間、熱乾燥してインクを硬化させた。その後、さらに６０℃で１週間強制乾燥させて、インクの評価及び脱墨試験に使用する印刷ガラスを得た。
−脱墨及び再生紙−
脱墨処理する印刷紙を油性インクの印刷紙に変更したほかは、前記活性エネルギー線硬化インク印刷紙の脱墨処理・再生紙作成と同じ方法で行った。
脱墨処理する印刷紙を油性インクの印刷紙に変更したほかは、前記活性エネルギー線硬化インク印刷紙の脱墨処理・再生紙作成と同じ方法で行った。
＜インク及び脱墨度合の評価＞
印刷紙を用いて、耐摩擦試験を行い、印刷ガラスを用いて引っかき硬度を計測しインクの評価を行った。また再生紙を用いて、ダート面積率、ダート平均粒子径、脱墨性評価、フローテーション後白色度及びフローテーション後ＥＲＩＣの５項目で脱墨度合を評価した。ダート面積率、ダート平均粒子径は、印刷紙の５ｃｍ×５ｃｍ部分（４箇所）について同倍率にてスキャナーで画像を取り込み、この画像を解析ソフト（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ）によって解析して評価した。
印刷紙を用いて、耐摩擦試験を行い、印刷ガラスを用いて引っかき硬度を計測しインクの評価を行った。また再生紙を用いて、ダート面積率、ダート平均粒子径、脱墨性評価、フローテーション後白色度及びフローテーション後ＥＲＩＣの５項目で脱墨度合を評価した。ダート面積率、ダート平均粒子径は、印刷紙の５ｃｍ×５ｃｍ部分（４箇所）について同倍率にてスキャナーで画像を取り込み、この画像を解析ソフト（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ）によって解析して評価した。
−耐摩擦試験−
耐摩擦試験は、印刷紙を、学振型摩擦試験機によって荷重５００ｇ×２００回の条件で摩擦をさせる試験であり、インクの剥がれ具合を評価した。評価は、インクの剥がれ具合を目視して行い、以下のように４段階の数値で評価結果を表した。比較例１の数値と比較して変化がなければ良好と評価した。
１：剥がれが２０％以上
２：剥がれが１０％以上〜２０％未満
３：剥がれがあるが１０％未満
４：剥がれが見られない。
耐摩擦試験は、印刷紙を、学振型摩擦試験機によって荷重５００ｇ×２００回の条件で摩擦をさせる試験であり、インクの剥がれ具合を評価した。評価は、インクの剥がれ具合を目視して行い、以下のように４段階の数値で評価結果を表した。比較例１の数値と比較して変化がなければ良好と評価した。
１：剥がれが２０％以上
２：剥がれが１０％以上〜２０％未満
３：剥がれがあるが１０％未満
４：剥がれが見られない。
−引っかき硬度（鉛筆法）−
ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４（１９９９年）に従って、前述した印刷ガラスを鉛筆でこすってインクの硬度を測定した。比較例１の数値と比較して変化がなければ良好と評価した。
ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４（１９９９年）に従って、前述した印刷ガラスを鉛筆でこすってインクの硬度を測定した。比較例１の数値と比較して変化がなければ良好と評価した。
−ダート面積率−
活性エネルギー線硬化インクを使用した場合の評価に付いては、ダート面積率を用いた。ダート面積率（％）は試験紙の５ｃｍ×５ｃｍ部分におけるインク粒子が占める面積の割合を百分率で示した値であり、４箇所の平均した値を示す。ダート面積率は数値が大きいほうがインクの剥離・微細化（以下脱墨性という）が不良であることを表しており、０．５％以下であると脱墨性が優れているということができて好ましい。
活性エネルギー線硬化インクを使用した場合の評価に付いては、ダート面積率を用いた。ダート面積率（％）は試験紙の５ｃｍ×５ｃｍ部分におけるインク粒子が占める面積の割合を百分率で示した値であり、４箇所の平均した値を示す。ダート面積率は数値が大きいほうがインクの剥離・微細化（以下脱墨性という）が不良であることを表しており、０．５％以下であると脱墨性が優れているということができて好ましい。
−ダート平均粒子径−
活性エネルギー線硬化インクを使用した場合の評価に付いては、ダート平均粒子径を用いた。ダート平均粒子径（μｍ）は試験紙の５ｃｍ×５ｃｍ部分におけるインク粒子の平均粒子径の平均値であり、４箇所の平均した値を示す。ダート平均粒子径は数値が大きいほうがインクの剥離・微細化（以下脱墨性という）が不良であることを表す。ダート平均粒子径が１００μｍ以下であると脱墨性が優れているということができて好ましい。
活性エネルギー線硬化インクを使用した場合の評価に付いては、ダート平均粒子径を用いた。ダート平均粒子径（μｍ）は試験紙の５ｃｍ×５ｃｍ部分におけるインク粒子の平均粒子径の平均値であり、４箇所の平均した値を示す。ダート平均粒子径は数値が大きいほうがインクの剥離・微細化（以下脱墨性という）が不良であることを表す。ダート平均粒子径が１００μｍ以下であると脱墨性が優れているということができて好ましい。
−脱墨性評価−
活性エネルギー線硬化インクを使用した場合の評価に付いては、脱墨性評価を用いた。脱墨性評価としては、試験紙から３０ｃｍの距離で目視観察を行い下記評価基準に従い５段階で評価した。
１：粒径の細かいインク粒子、大きいインク粒子ともに見られない
２：粒径の細かいインク粒子がわずか見られる、大きいインク粒子は見られない
３：粒径の細かいインク粒子が多く見られる、大きいインク粒子は見られない
４：粒径の細かい粒子が多く見られ、大きいインク粒子はわずか見られる
５：粒径の細かい粒子と大きい粒子ともに多く見られる
活性エネルギー線硬化インクを使用した場合の評価に付いては、脱墨性評価を用いた。脱墨性評価としては、試験紙から３０ｃｍの距離で目視観察を行い下記評価基準に従い５段階で評価した。
１：粒径の細かいインク粒子、大きいインク粒子ともに見られない
２：粒径の細かいインク粒子がわずか見られる、大きいインク粒子は見られない
３：粒径の細かいインク粒子が多く見られる、大きいインク粒子は見られない
４：粒径の細かい粒子が多く見られ、大きいインク粒子はわずか見られる
５：粒径の細かい粒子と大きい粒子ともに多く見られる
脱墨性については、３の評価であれば実用上問題がなく、評価が１，２であればさらに脱墨性が優れていることになる。
−フローテーション後白色度、フローテーション後ＥＲＩＣ−
油性インクを使用した場合の評価については、測色機にて白色度及びＥＲＩＣの測定を行ってフローテーション後白色度及びフローテーション後ＥＲＩＣを評価した。なお、ＥＲＩＣはインクのみが主な吸光要素である９５０ｎｍにおける波長での吸収・拡散係数を測定した数値であり残留インク濃度を示す。
油性インクを使用した場合の評価については、測色機にて白色度及びＥＲＩＣの測定を行ってフローテーション後白色度及びフローテーション後ＥＲＩＣを評価した。なお、ＥＲＩＣはインクのみが主な吸光要素である９５０ｎｍにおける波長での吸収・拡散係数を測定した数値であり残留インク濃度を示す。
具体的には、試験紙を測色機（ＣＯＬＯＲ ＴＯＵＣＨ ＰＣ Ｔｅｃｈｎｉｄｙｎｅ社製）にて、以下の測定条件によって白色度及びＥＲＩＣを測定した。
［測色機測定条件］
・光源：Ｃ光源にて測定角度２°にて測定
・ランプ仕様：パルスキセノン
・標準測定径：φ３０ｍｍ
・光源：Ｃ光源にて測定角度２°にて測定
・ランプ仕様：パルスキセノン
・標準測定径：φ３０ｍｍ
なお、白色度は数値が大きいほうがインクの脱墨性が良好であることを表し、ＥＲＩＣは数値が大きいほうがインクの脱墨性が不良であることを表す。フローテーション後の白色度は４８．７以上、ＥＲＩＣは４８０以下であれば脱墨性が優れていることになる。
＜評価結果：活性エネルギー線硬化インク＞
比較例１は、インク用添加物を全く加えていない活性エネルギー線硬化インクの結果である。実施例１〜３７の全てで耐摩擦試験及び引っかき硬度が比較例１と同じであるので、本実施形態のインク用添加物を添加しても硬化後の活性エネルギー線硬化インクの耐摩擦性及び引っかき硬度については何ら影響を与えていないことがわかる。
比較例１は、インク用添加物を全く加えていない活性エネルギー線硬化インクの結果である。実施例１〜３７の全てで耐摩擦試験及び引っかき硬度が比較例１と同じであるので、本実施形態のインク用添加物を添加しても硬化後の活性エネルギー線硬化インクの耐摩擦性及び引っかき硬度については何ら影響を与えていないことがわかる。
脱墨性に関しては、ダート面積率、ダート平均粒子径及び脱墨性評価の全てにおいて比較例１が実施例・比較例の中で最も劣っており、比較例２〜４は、ダート面積率及びダート平均粒子径が比較例１よりも少しよくなっているもののその改善率は僅かであり、かつ脱墨性評価も最低の５であって、実用的に再生紙として使用が不可と判断される評価であった。
一方実施例は、いずれもダート面積率が０．５％以下であり、ダート平均粒子径が１００μｍ以下であって優れており、脱墨性評価も全て１〜３と優れた評価になっている。
実施例１１〜１５では、化合物（１１）の添加濃度を０．０２〜５質量％の範囲で変化させて脱墨性を評価している。濃度が高くなるほど脱墨性が良好になっていることがわかるが、２質量％で脱墨性評価が１になったので、（１１）に関しては２質量％の濃度で十分な効果が発揮できていると判断できた。そこで、他の種類の添加物についても添加量を２質量％として評価を行った。
ダート面積率およびダート平均粒子径のいずれもが優れていて脱墨性評価が１であるのは、実施例５〜１０，１４〜１６であり、化合物は（５）〜（１２）である。これらの化合物はＡ１類及びＡ３類に属しており、中でも化合物（６）〜（１１）はダート面積率が０．２％未満、ダート平均粒子径が４０μｍ未満であって、より優れた脱墨性を備えている。なお、化合物（６）〜（１１）はＡ４類に属している。
その次に脱墨性が優れているのは、脱墨性評価が２である実施例１〜４、１９、２８〜３０であり、化合物は（１）〜（４）、（１５）、（２４）〜（２６）である。このうち、化合物（１）〜（４）、（１５）はＡ１類に属しており、化合物（２４）〜（２６）はＡ５類に属している。また、脱墨性評価が２である実施例の中でも、実施例２，２９（化合物（２）、（２５））は、ダート面積率が０．２２％、ダート平均粒子径が４３μｍ、４６μｍと優れている。なお、添加物（２）はＡ２類に属しており、化合物（２５）はＡ７類に属している。
＜評価結果：油性インク＞
比較例５は、インク用添加物を全く加えていない油性インクの結果である。実施例３８〜７４の全てで耐摩擦試験及び引っかき硬度が比較例５と同じであるので、本実施形態のインク用添加物を添加しても硬化後の油性インクの耐摩擦性及び引っかき硬度については何ら影響を与えていないことがわかる。
比較例５は、インク用添加物を全く加えていない油性インクの結果である。実施例３８〜７４の全てで耐摩擦試験及び引っかき硬度が比較例５と同じであるので、本実施形態のインク用添加物を添加しても硬化後の油性インクの耐摩擦性及び引っかき硬度については何ら影響を与えていないことがわかる。
脱墨性に関しては、フローテーション後白色度及びフローテーション後ＥＲＩＣの両方ともに実施例・比較例の中で比較例５が最も劣っており、比較例６〜８は、比較例５よりも少しよくなっているものの劣っており、実用的に再生紙として使用が不可と判断される評価であった。
一方実施例は、いずれもフローテーション後白色度が４８．７以上、フローテーション後ＥＲＩＣが４７０以下であって優れている。
実施例４８〜５２では、（１１）の化合物の添加濃度を０．０２〜５質量％の範囲で変化させて脱墨性を評価している。濃度が高くなるほど脱墨性が良好になっていることがわかるが、２質量％と５質量％との間の差が小さいので、（１１）に関しては２質量％の濃度で十分な効果が発揮できていると判断できた。そこで、他の種類の化合物についても添加量を２質量％として評価を行った。
フローテーション後白色度が５０．１を超え、フローテーション後ＥＲＩＣが４００未満と両方が優れているのは、実施例４２〜４７，５１〜５３であり、化合物は（５）〜（１２）である。これらの化合物はＡ１類及びＡ３類に属しており、中でも化合物（６）〜（１１）はフローテーション後白色度が５０．２を超え、フローテーション後ＥＲＩＣが３９０以下であって、より優れた脱墨性を備えている。なお、化合物（６）〜（１１）はＡ４類に属している。
その次に脱墨性が優れているのは、フローテーション後白色度が４９．５を超え、フローテーション後ＥＲＩＣが４３０未満である実施例３８〜４１、５６、６５〜６７であり、化合物は（１）〜（４）、（１５）、（２４）〜（２６）である。このうち、化合物（１）〜（４）、（１５）はＡ１類に属しており、化合物（２４）〜（２６）はＡ５類に属している。また、これらの実施例の中でも、実施例３９，６６（化合物（２）、（２５））は、フローテーション後白色度が４９．９２，５０．００であり、フローテーション後ＥＲＩＣが４０７，４０２と優れている。なお、化合物（２）はＡ２類に属しており、化合物（２５）はＡ７類に属している。
以上のように、活性エネルギー線硬化インクであっても油性インクであっても脱墨性能が優れている一般式（Ａ）の化合物は同種のものであった。
（その他の実施形態）
上述の実施形態、実施例は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。
上述の実施形態、実施例は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。
実施例のインク以外のインク、例えば他の種類・品番のＵＶ硬化型インクや油性インクなど、あるいは加熱乾燥タイプのインク、金属インク等の熱硬化タイプのインク、ＵＶ以外の活性エネルギー線硬化インクに、実施形態に係るインク用添加物を添加しても同様の効果が得られる。
実施形態に係るインク用添加物のインク中の濃度は、実施例から判断すると、０．５質量％以上５質量％以下であることが好ましい。
Claims (1)
- 下記一般式（Ａ）で示される、活性エネルギー線硬化タイプのインクまたは酸化重合タイプのインク用添加物。
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜２２のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、炭素数２〜２２のアルケニル基若しくはヒドロキシアルケニル基、ベンジル基、グリシジル基又は下記一般式（Ｃ）で示される基であって、一般式（Ｃ）のＡ１Ｏは炭素数２〜４のアルキレンオキシ基であり、Ｙは水素又は炭素数１〜２２のアシル基であり、ｎはＡ１Ｏの繰り返し単位の数であって２〜２００の整数であり、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも一つ以上が一般式（Ｃ）で示される基である場合は、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基の数と炭素数２〜４のヒドロキシアルケニル基の数とｎとの合計が２〜２００の整数であり、
Ｘｍ−は対イオンであり、ｍは１又は２である。）
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