JPH0154391B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明はフレキソ印刷用の印刷インクに関す
る。さらに詳しくは、この発明は、着色剤、結合
剤としての不水溶性のリグニンアセテート及び担
体とから成る水性印刷インクに関する。さらに、
この発明は上記水性印刷インクの調製方法に関す
る。 （従来の技術） 印刷業界において、急成長を遂げている分野は
フレキソ印刷と呼ばれる分野である。このフレキ
ソ印刷は回転式活版印刷の一種であり、高流動性
かつ速乾性のインクを塗布した可撓性の凸版を用
いて印刷基体上に印刷するものである。この印刷
方法は本来紙製のバツグへの印刷専用に用いられ
ていたが、最近では各種の可撓性の包装、布地、
新聞等にも用いられるようになつてきている。 フレキソ印刷用の印刷インクは、一般に溶媒、
着色剤及び結合剤という３つの成分より成る。な
お、この印刷インクには、所定の流動性や粘性を
付与するために、少量ではあるが他の添加剤も加
えられる。 また、近年の大きな傾向は、使用される溶媒が
油性のものから水性のものへと変換されているこ
とである。さらに、着色剤としては、分散染料、
顔料もしくはこれらの混合物が使用される。 印刷インクの結合剤は通常樹脂である。この結
合剤の機能は主として基体に対する顔料の接着性
を向上させることであるが、ときには分散媒及び
担体としても作用する。水性印刷インクに使用さ
れる従来の結合剤はアクリル樹脂を含有するもの
である。また、カーボンブラツクを着色剤とする
水性印刷インクの結合剤としてはリグニンのアミ
ン化合物も使用されている。 アクリル樹脂は比較的乾燥しにくいため、これ
を結合剤として使用すると、印刷インクの粘性が
高くなる。したがつて、接続の印刷ローラ上に堆
積物が生じ易くなるため、定期的に印刷装置を停
止して清掃しなければならず、時間的な損失が大
きい。リグニンのアミン化合物を使用すれば、ア
クリル樹脂の場合のように粘性が高くなることは
ないが、これらの化合物は色が濃いため、カーボ
ンブラツクを使用したインクには適用できるが、
淡色の着色剤を使用したインクには適用できな
い。 印刷インクに添加される少量の添加剤は、通常
表面活性剤、滑剤、触媒及び流動性調節剤であ
る。表面活性剤の代表的なものは有機スルホネー
トであり、滑剤としてはろうが使用される。ま
た、乾燥剤としては鉛を含有する乾性油が使用で
き、流動性調節剤としては粘土や高分子量のポリ
マーが使用できる。 （目的） この発明の目的は、インク着色剤、及びインク
着色剤の結合剤としての淡色のリグニンアセテー
トを含有する水性印刷インクを提供することであ
る。 この発明の別の目的は、望ましい色を有すると
ともに優れたインク結合特性を有する水性印刷イ
ンクを提供することである。 この発明の別の目的は、リグニンアセテートを
結合剤として含有し、望ましい色を有すると共に
粘着性の低い水性印刷インクを提供することであ
る。この発明のさらに別の目的は、着色剤及びこ
の着色剤の色に影響しない程度の色のリグニンア
セテート結合剤を含有する水性印刷インクの製造
方法を提供することである。 （発明の概要） この発明はフレキソ印刷用の水性印刷インクに
関する。この印刷インクは色調が向上されたこと
及び粘性を低下させたことに特徴を有する。そし
て、この印刷インクは水性の溶媒と、分散染料、
顔料及び両者の混合物より成る群から選択された
着色剤と、淡色の不水溶性の非スルホン化リグニ
ンアセテートより成る結合剤とから成る。 （実施例） 次に、この発明の一実施例を説明する。上記の
ように、この発明の印刷インクは水性の溶媒と、
分散染料、顔料及びそれらの混合物より成る群か
ら選択されたインク着色剤とから成る。この印刷
インクに使用できる着色剤は数多くあるが、その
代表的なものはジアリーリドイエロー
（Diarylide yellow）フタロブルー（Phthalo
Blue）及びバリウムリソールレツド（Barium
Rithol Red）である。 インクの着色剤を紙等の印刷基体上に固定する
ための結合剤として、この発明においてはリグニ
ンアセテート（lignin acetete）が使用されてい
る。このリグニンアセテートは、製紙工程で用い
られるクラフト法（硫酸塩バルブ化）において副
生成物として生成されるリグニンから得られる。
このリグニンはクラフト法における廃黒液から次
のようにして回収される。すなわち、黒液のPHを
13.5から約9.5まで下げることによつて、リグニ
ンを沈澱させる。そして、この沈澱したリグニン
のPHを酸性域まで酸性化する。最後に、こうして
得られたリグニンを水洗し、無機塩類や不純物を
除去する。このような回収及び精製の方法は、米
国特許第4381194号に開示されている。 このようなリグニンは有色であり、特に主着色
剤が淡色である場合においては、このリグニンの
色が有害な影響を及ぼすために、淡色の印刷イン
ク用の結合剤としては広く用いられることはなか
つた。現在、水性の印刷インクの結合剤としてリ
グニンを用いる場合、非スルホン化クラフトリグ
ニンを酸化漂白することによつて、リグニンの色
を脱色または淡色化している。しかしながら、こ
のようにして漂白されたリグニンは、カルボキシ
ル基を有する成分を多量に含有しているために水
溶性に富み、水性の印刷インクにおける着色剤の
結合剤としては不適当である。そこで、リグニン
の水溶性を低下させるために、酸性域でリグニン
を調製し、このリグニンを印刷インクに適用する
という試みが行なわれたが、この場合は印刷機の
腐蝕が激しいという欠点があつた。 リグニンアセテートは水性印刷インクにおける
結合剤として使用可能であり、しかも色による悪
影響がないという事実に見出された。なお、従来
の結合剤においては、使用後において色が濃くな
るのが普通であるが、リグニンアセテートにおい
てはそのようなこともない、このリグニンアセテ
ートは非スルホン化リグニンの還元的アセチル化
によつて生成される。このアセチル化は、非スル
ホン化リグニンを溶媒及びアセチル化剤として使
用される無水酢酸及び還元剤として使用される亜
鉛ダクトによつて処理することによつて行なわれ
る。還元的アセチル化によつて、リグニン分子の
発色性キノン型基もしくはキノン型構造が反応性
の高いヒドロキシル基に還元される。そして、こ
のヒドロキシル基が、さらに溶媒／反応体として
の無水酢酸と反応して、リグニンアセテートが生
成されるのである。この方法による反応段階を示
す式は次のとおりである。 リグニンが本来有している色素は、破壊作用を
受けるだけでなく、同時に起きるアセチル化によ
る中間生成物としてのフエノール化合物をブロツ
クすることによつて、二次酸化からも保護され
る。さらに、通常発生するリグニンのフエノール
基及び脂肪族基における水酸基は安定化されてい
るので、重金属の錯体の形成が抑制される。生成
したリグニンアセテートは淡黄色であるけれど
も、インクの結合剤として十分使用可能である。
リグニンアセテートが結合剤として使用した場
合、染料着色剤の色が濃くなるために、印刷イン
クの着色剤をたくさん使用しなくても印刷基体上
に十分な濃さの印刷ができる。 次に、水性印刷インクの結合剤として使用され
るこの発明のリグニンアセテートの調製及び使用
方法を具体例に基づいて説明する。なお、以下の
具体例において示された量は特記したものを除き
重量である。 例 クラフト法の副生成物である非スルホン化リグ
ニンは黒液残滓から回収される。すなわち、黒液
を炭酸ガスで処理し、そのPHを13.5から9.5まで
下げると、リグニンが沈澱する。次に、沈澱した
リグニンスラリーのPHを硫残を用いて酸性域まで
下げる。これを回収した後水洗し、無機塩類等の
不純物を除去する。最後にこの沈澱した非スルホ
ン化リグニンを噴霧乾燥して、水分含有率を約４
％から約５％とする。 清浄かつ乾燥させたエステル化反応容器内に、
100ポンド（45.4Kg）の無水酢酸を投入する。こ
れを撹拌しながら反応容器内の温度を175〓
（79.6℃）まで上げる。次に、撹拌を続けながら、
50ポンド（22.5Kg）の乾燥リグニンをこの反応容
器内へゆつくりと投入する。反応容器内の温度を
212〓（100℃）まで上げ、別のリグニン30ポンド
（13.5Kg）を、固まらないようにゆつくりと投入
する。次に、８ポンド（3.6Kg）の亜鉛ダスト
（リグニンの重量に対して10％）を添加し、反応
容器を密封する。 反応容器内の温度を250〓（121.1℃）まで上
げ、その温度で２時間保持する。反応期間中の反
応容器内の圧力は大気圧に保持される。反応が終
了したら、反応容器内の温度を再び212〓（100
℃）まで下げ、容器内の反応生成物を250ポンド
（112.5Kg）の水、すなわち約30ガロン（約114）
の水を入れたタンク内へ圧送する。そして、リグ
ニンアセテートが水中に均一に分散するまで撹拌
を続ける。 次に、リグニンアセテートのスラリーを濾過し
た後、導電率が100マイクロモー（μ）未満に
なるまで繰返し洗浄する。40％から50％の固定リ
グニンアセテートケーキが得られたら、それを乾
燥器へ送り、水分含有率が10％未満になるまで乾
燥する。 リグニンアセテートの色の明度（color value）
は次のようにして得た。すなわち、ジメチルホル
ムアミドと水を90：10の割合で混合した溶媒を用
いて１％リグニンアセテート溶液を調製し、その
溶液の500nmにおける吸収率を測定することによ
つて算出した。吸収率はベツクマン（Beckman）
DK―2A型の分光光度計を用いて測定した。 次に、極淡黄色で明度約1.0の乾燥リグニンア
セテートを使用し、表に示すような組成の水性印
刷インクを調製した。

【表】

【表】 主体となる着色剤及び不水溶性リグニンアセテ
ートを含有する上記印刷インクを用い、フレキソ
印刷によつて紙面上に印刷した。印刷された紙面
の印画の色の質は良好で、リグニンアセテート塩
を使用したことによつて、着色剤の色の質が向上
した。 この発明の印刷インクの調製において、リグニ
ンアセテートの色の明度は約1.0以下であること
が望ましい。そのような淡色リグニンアセテート
を得るためには、少なくとも約10％の亜鉛を使用
し、アセチル化の反応時間を約30分以上とするこ
とが望ましい。また、淡色リグニンアセテートを
得るための最適条件は、出発物質としてのリグニ
ンの水分含有率が約５％以下とすることである。 アセチル化されたリグニンの色とアセチル化率
との間の関係は図示のとおりである。図から明ら
かなように、約30分の反応時間で、1000ｇのリグ
ニンについて約６モルのアセチル化が起こり、色
の明度は約1.0以下となる。

【図面の簡単な説明】

図は反応時間に対するアセチル化率及び色の明
度との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水性溶媒と、インク着色剤としての分散染
   料、顔料またはそれらの混合物と、この着色剤の
   結合剤としての不水溶性の非スルホン化リグニン
   アセテートとから成ることを特徴とする水性印刷
   インク。 ２ ａ）不水溶性の非スルホン化リグニンを調製
   する段階と、ｂ）非スルホン化リグニンを還元的
   アセチル化処理して淡色のリグニンアセテートを
   生成させる段階と、ｃ）生成したリグニンアセテ
   ートを乾燥させる段階と、ｄ）乾燥させたリグニ
   ンアセテートを、分散染料、顔料及びそれらの混
   合物より成る群から選択された着色剤と共に、水
   性溶媒と混合させる段階とから成ることを特徴と
   する水性印刷インクの調製方法。 ３ 不水溶性の非スルホン化リグニンが水分含有
   率５％以下になるまで乾燥される特許請求の範囲
   第２項記載の水性印刷インクの調製方法。 ４ リグニンアセテートが、高温下でリグニンを
   無水酢酸及び亜鉛と反応させ、このリグニンを還
   元的アセチル化するとともにその色量を減ずるこ
   とによつて生成される特許請求の範囲第３項記載
   の水性印刷インクの調製方法。 ５ アセチル化反応を用いられる亜鉛の重量がリ
   グニンの重量に対して10％であり、アセチル化反
   応が高温下で行なわれ、その反応時間が30分以上
   である特許請求の範囲第４項記載の水性印刷イン
   クの調製方法。