JPH04503084A - 印刷用インキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 印刷用インキ 本発明は印刷用インキ、特に、顔料成分および結合剤成分を必須成分として含有 する新聞用紙用インキに関する。

新聞用紙は特に、現在の紙の消費量の相当部分を占める０国民経済の観点からす ると、新聞用紙を製造する際には再生繊維を少なくとも部分的に使用するのが望 ましい、再生繊維は、故紙にインキ抜きの処理を施して、それ以前の印刷用イン キおよびよごれを除去することによって得られる。故紙はインキ抜き処理の過程 で、化学物質の存在下で激しく撹拌されることにより解砕される。

このようにして除去された印刷用インキの粒子は、インキ抜き処理のフローテー シ四ン（浮遊）工程で分離される。インキ抜き処理によって得られる再生繊維の 品質、特に白色度および収率が、いかに効率良く再生繊維から印刷用インキを脱 離させるかにかかっていることは明らかである。故紙からの印刷用インキの除去 の程度が、実際のインキ抜き処理の容易さ、ならびに環境への影響を左右するこ とも明らかである。

オフセット印刷、フレキソグラフィック印刷、グラビア印刷、シルクスクリーン 印刷、および凸版印刷技術に利用することのできる現在入手可能な種類の印刷用 インキは、いずれも基本的組成は同一で、顔料成分および結合剤成分を必須成分 として含有している。大抵の実際の事例では、事実上の結合剤と溶剤とがさらに 互に分離される。いずれの場合にも、現在使用されている印刷用インキの結合剤 成分がその主要な構成成分として、樹脂成分ならびに、溶削成分、特に植物油お よび／または鉱油を含有していることに注意されたい、これらのすべての印刷用 インキに特徴的なのは、インキが新鮮な状態ではインキ抜きが比較的簡単なこと である。しかし、特に新聞用紙の回収の際には、たとえば家庭からインキ抜き工 場まで何段階もの集荷段階を経なければならず、しかもその間に中間的な貯蔵が 行われるので、その結果、インキ抜き工場に到達する紙は大抵の場合、印刷後数 ケ月を経ていることになる。試験を行ったところ、植物油および／または鉱油を 含有するいずれの入手可能な印刷用インキでも、時間が経過するとインキ抜きが 困難となることが示唆された。こうした問題が生じるのは、集荷過程に帰因する 老化期間の間に結合剤に化学変化が生じ、さらに印刷用インキの組成にも変化が 生じるためであることを見出した。以下の個別の理由を指摘することができる。

・　植物油は老化すると酸化し重合してしまい、こうして生じた重合生成物を繊 維から除去するのは困難である。

・　貯蔵の間に鉱油の一部が蒸発してしまい、残存した樹脂状のペーストを繊維 から除去するのは困難である。

・　油成分と樹脂の一部が紙の繊維状構造に貫入してしまい、インキ抜き処理に よっても除去することができない。

さらに、鉱油の大半は芳香族炭化水素鎖を有しているので、健康に有害であり、 インキ抜き処理を行う際にはその害を監視する必要があり、したがって費用がか かる。またインキ抜き処理に関しては鉱油は特に面倒で、これは、環境保護上の 要件を満たすためにインキ抜き処理でも処理廃水の効果的な浄化を行わねばなら ず、鉱油は廃水浄化に関しては最も問題の多い要素であるからである。驚くべき ことに、本発明では、全結合剤成分がトール油系物質で構成されることを主要な 特徴とする印刷用インキを用いることによって、以上の問題を克服しうろことを 見出した０本明細書では、トール油という用語はパルプの蒸解によって得られる 木材抽出物からなる副生物のことをいう、このバルブ蒸解副生物として生成する いわゆる粗製トール油（ＣＴＯ）は、樹脂酸、脂肪酸ならびに中性物質を含有す る組合せからなる。粗製トール油（ＣＴＯ）から、それぞれ種々の量の樹脂酸、 脂肪酸および中性°物質を含有する複数の異った樹脂酸混合物（ＴＯＲ）および 脂肪酸混合物（ＴＯＦＡ）を分離する際には、種々の蒸留法を使用することがで きる。これらの混合物にさらなる処理、たとえば重合、エステル化、強化および ／またはフェノール化などの化学処理を施して、印刷用インキの結合剤および／ または結合剤成分として使用するのに適当な化学的形態とすることができる０本 発明の結合剤を印刷用インキ中に使用することにより、特に新聞の用途に適した 高品賞の印刷物を製造することができる。このような印刷物は、長期にわたって 脱インキ特性が良好な状態に保たれるので、インキ抜きの観点からすると特に好 ましい、インキ抜き処理の容易さは、たとえば収率が高く、処理廃棄物の精製の 程度が少なくてすめば、その結果実質的に改善され、さらに、たとえば脱インキ 処理によって生ずる環境への影響も低減することになる。トール油は経済的に有 利な材料で、その化学処理の実施も比較的簡単である。トール油から製造された 結合剤および／または結合剤成分を用いると、たとえば種々の流動学的特性を有 する種々の印刷用インキを製造することが可能となる。

明細書の以下の部分に開示する一連の試験に言及しつつ、以下に本発明をさらに 詳しく説明する。

一連の試験の第一部では、結合剤および／または結合剤成分の製造についてのい くつかの実施例を開示する。トール油組成物は、種々の量の樹脂酸（２０−８３ ％）、脂肪酸（４−６７％）ならびに中性物質（６−３１％）（重量％）を含有 している。これらの実施例での出発反応物質の合計量に基づくトール油組成物の 量は、６５−９１％（重量％）の範囲であった。一連の試験の第２部では、印刷 用インキの製造を取扱う、第１部で製造された反応物質を使用して、２種の反応 物質、すなわち実施例１−７（第１表）の結合剤成分を組合せ、その際その組合 せによって生成する結合剤の流動学的特性を考慮して反応物質の選択を行うこと により、結合剤部分を構成する。印刷用インキをコールドセット法、ヒートセッ ト法、そしてシートオフセット法のいずれに用いるかによって、たとえば粘度（ ｄＰａｓ）を、２０−６０　（コールドセント）　、５０−２００　（ヒートセ ント）あるいは１０Ｇ−４００（シートオフセット）の範囲とし、粘着力のそれ ぞれの場合の読みを６０−１００．８０−２００および１００−２２０とする。

第２表に示すインキ成分は、オフセント技術に特に適当である。

当業者であれば、複数の結合副成分、たとえば第１表の実施例１−７をもっと別 のやり方で何ら支障なく組合せて、他の印刷技術にも適した印刷用インキを製造 できるはずである。一連の試験の第３部では、インキ抜き処理における本発明の トール油系印刷用インキの優位性を、大豆および鉱質系インキ（市販のもの）と 比較することによって立証する。

１、結合剤および／または結合剤成分の製造実施例１ 窒素供給チューブを備えた混合用容器に、２０％の樹脂酸、７４％の脂肪酸、な らびに６％の中性物質を含有するトール油混合物８８部を充填し、温度を徐々に １８０℃まで上昇させる。この　・温度で、１２部のモノエチレングリコールを 添加する。

この添加の後、温度を３時間にわたって２６０℃まで上昇させる。このバッチを この温度で酸価が３０未満となるまで反応させる。

得られた生成物を容器から取出し、酸価（ＨＬ）ならびに２５℃での粘度（η） を測定する。

実施例２−５ 出発反応物質の量を第１表に示すように変化させて、実施例１の手順を実施する 。

実施例６ 使用するトール油混合物が５５％の樹脂酸、３５％の脂肪酸および９．５％の中 性物質を含有している以外は、実施例１の手順を実施する。

実施例７ 窒素系供給チューブを備えた混合用容器に、１６０℃の温度にて、８３％の樹脂 酸、４％の脂肪酸および１３％の中性物質を含有する８１．０部のトール樹脂を 充填する。その後、１．６部のグリセロールを加える。

このトール樹脂に、５時間にわたって、６．２部のホルマリンおよび４部のジフ ェニロールプロパンを加える。その後６．３部のグリセロールおよび０．００９ 部のマグネシアを加える。温度をゆっくりと２５５℃まで上昇させ、このバッチ をこの温度で酸価が３０未満に低減するまで反応させる。

得られた生成物を容器から取出し、最終生成物の酸価（ＨＬ）ならびに融点（Ｓ ｐ）を測定する。

第１表から、実施例１−７にしたがって製造された結合剤成分が広範な特性を有 しており、したがって、当業者が、印刷用インキの所望の機能的特性に応じて、 印刷用インキの流動学的特性、たとえば粘弾性ならびに平版印刷特性を選択しう る複数の選択が可能であることがわかる。

第　１　表 酸価　粘度、５℃　融点（ＳＰ／℃） 実施例　出発反応物質の量（％）　（＾Ｃ）　（／５Ｐａｓ）　（毛管法）１　 トール　油ｆｉ舎１５８８χ、モノエチレングリコール１２χ　２４　１１５２ 　実施例１のＥ４油混合物９１χ、グ１Ｊｔｔｌ−ル９２　１３　１０７０３　 実施ｇ４１のトール　油混合物８７Ｘ、トリメチトルプロパン１３χ　３０　７ ５０４　実施例１のトール油混合物７濱、六ル酸５．肛　（資）　１「■マレイ 潅無水φ瞳２．０χ、　トリメチトルプロパン　１３．６χグリセロール０．６ ｘ ５　実施例１のトール油混合物実冗、モパン扛すスリトール２１χ　１０　５０ ００６　トう油混合物師χ５．７幅酸無水物１礪、　７２９０００モノエチレン グリゴール　１７．５Ｘ、グリセロール２．５ｘ７　トール　樹Ｊ１９ｉｘ、Ｆ ｌｔｏ−Ｎ、９Ｌ　本廖ＡｙｓダヒＦ６．ＩＫ、　２６　１３０２、　印刷用イ ンキの製造 第２表に記載した量の材料を、三本ロール粉砕機あるいはビードミル粉砕機で、 要求される粉砕粉末度が達成されるまで混合・分散する。

第２Ａ表 黄　マゼンタ　シアン　黒 数化防止剤　０．１　０．１　０．１　０．１結合剤成分１　５Ｂ、０　３５． ０　５６．０　４２．０結合剤成分２　２３．９　２３．９　２４．９　３６． ９結合剤成分３　１８．０ Ｃ１ｌｌ料黄１３　１０．０ Ｃ１ｌ料赤５７　：　１　１５．０ ＣＩ顔料青１５　：　３　１３．０ ＣＪＲ料黒７　２１．０ ＣＸＲ料白２１　８．０　８．０　６．０（ＣＩ＝カラーインデックス） 用いた酸化防止剤は、たとえば２，６−ジターシャリ−ブチル−４−チメルフェ ノールである。

結合剤成分１が第１表の実施例６の反応物質であり、結合剤成分２が第１表の実 施例１の反応物質であり、そして結合剤成分３が実施例４の反応物質である場合 には、インキは下記の第３表に示す流動学的特性を有することになる。

第３Ａ表 黄　マゼンタ　シアン　黒 粘度（ｄＰａｓ）　２６　３０　２５　２８粘着力　８５　１１０　８１　９８ 第３表の特性値は以下のようにして測定した。

粘　實　ラレー（Ｌａｒａｙ）粘度針、測定温度２５℃粘着力　タック−〇−ス コープ（Ｔａｃｋ−０−３ｃｏｐｅ）粘着力計、測定温度２５℃、速度１００ｍ ／分、インキフィルム厚さ５μｍ 結合剤成分１および２のかわりに、第１表の実施例１−６の反応物質を用いて、 インキの流動学的特性あるいは平版印刷特性を変化させることができる。

第２Ｂ表 黄２　マゼンタ２　シアン２　黒２　黒３酸化防止剤　０．１　０．１　０．１ 　０．１　０．１結合剤成分１　５７．９　５３．９　５３．９　４５．０結合 剤成分２　２６．０　２５．０　２７．０　３６．９　２０．０結合剤成分３　 ５７．９ ＣｌＩＲ料黄　１Ｏ１Ｏ ＣＩ顔料赤　１５．０ Ｃｌｌｌｌ料青　１３．０ Ｃ１ｌ料黒　１Ｂ、０　２２．Ｏ Ｃｔ顔料白２１　６．０　６．０　６．０結合剤成分１は以下のようにして製造 する。

第１表の実施例７の反応物質３０部を、第１表の実施例３の反応物質７０部中に 、１８０℃の温度にて３０分にわたりかきまぜながら溶解させる。

結合剤成分２は、第１表の実施例２の反応物質で、結合剤成分３は、第１表の実 施例５の反応物質である。

上記各成分を使用することにより、インキは、第３表に示す流動学的特性を有す ることになる。

第３Ｂ表 黄２　マゼンタ２　シアン２　黒２　黒３粘度（ｄＰａｓ）　２２．０　２６． ０　２２．０　２４．０　１９．０粘着力　８８　９８　８５　１０３　９５配 合物中の各成分の割合は、製造するインキの所望の粘度の値に応じて決まる。

特に、第２表の配合物中で、結合剤成分ｌとして、第１表の実施例７の反応物質 を使用する場合には、手順は以下の通りとする。

第１表の実施例７の反応物質３５部を、第１表の実施例１の反応物質６５部に、 １８０℃の温度にて、３０分にわたってかきまぜながら分散させる。冷却する。

この混合物は、１：１の比で、第１表の実施例６の反応物質のかわりに使用する ことができる。

３、　インキ抜き試験 以下の試験での目的は、種々の種類のインキのインキ抜き処理への適用可能性を 調べ、それらの特性を互に比較することであった。

試験は、フォイト社の実験室用フローテーションセルを使用することによって実 施した。試験サンプルのサイズは２００ｇとした。下記に示す測定結果は、複数 の試験サンプルについて実施した数回の測定の平均値である。

３．１　サンプル 試験用には、トール油系新聞紙用インキだけでなく、鉱賀系ならびに大豆系イン キを選び、これらを、製造用印刷機を有する印刷工場で製造された四色刷新聞紙 サンプルに使用した。各サンプルの印刷品質に相互に同等であった。サンプルを 、光から保護された試験用実験室で老化させた。印刷用インキの老化が脱インキ 能力に及ぼす影響については、１２週を経過したサンプルについて調べた。１週 間経過したサンプルを対照として用いた。

第４表 使用した表示　内　容　商　品　名０ 絋　買　鉱質インキ　ロトオイ（ＲＯＴＯ０）ｌ）によって製造されたインキ 大　豆　大豆インキ　オイ・マゼンタ・ニーピー造されたインキ トール油　トール油インキ　第２ａ−２ｃ表に示す印刷用インキ、トール油系結 合剤の みを含有 ＊　商品名あるいは他の仕様 ３．２結果 定義は実験室用シートに基づ（。

３．２．１　リジェクトのパーセント 第５表 経過時間（週）　１　１２ 絋　質　１．６　２０超 大　豆　４．０　２０超 トール油　１．５　１．７ ３．２．２　白色度 第６表 経過時間（週） 絋　賀　パルプ化　５２．７　３８．６絋　賀　フローテーション　５４．４　 ４４．１大　豆　パルプ化　４４，８　４１．７大　豆　フローテーション　５ １，４　４４．９トール油　パルプ化　５７，０　５３．９トール油　フローテ ーション　５７．９　５４．１１３．２．３　白色度の比 第７表 白色度の変化（フローテーション／パルプ化）経通時間（週）　１　１２ 鉱　質　１．７　５．５ 大　豆　６．６　３．２ トール油　０．９　０．２５ ３．２．４　汚点 フローテーションを行ったサンプルを用いて汚点を測定した。

第８表は、有機領域についての汚点の割合を示し、第９表は、汚点のサイズ分布 のパーセントを示す（１と１２の表示は、サンプルの経過時間（週）を示す）。

第８表 経過時間（週）　１　１２ 絋　質　０．２２　０．４５ 大　豆　０．４８　０．４９ トール油　０．１２　０．２０ 第９表 μｍ　鉱質１　鉱質１２　大豆１　大豆１２　）−Ａ油１　トル油２＜２６　３ ５．２　２３．７　４Ｂ、６　３１．６　４９．７　５０５２　１５．５　１６ ．９　１８．４　２１．２　１６．８　１５．７？９　１２　１２．２　４．８ 　Ｂ、９　６．６　６．０１０５　８．０　Ｂ、０　？、３　Ｂ、１　４．２　 ９．０１３１　３．３　４．５　３．８　５．７　３．６　２．０＞１５８　２ ６．４　３０．０　１？、１　２８，５　１９．２　１７．０３．３　インキ抜 き試験についての結論新鮮な印刷用インキはパルプ化の際に繊維から脱離する。

したがってリジェクト（廃棄区分）の量は少量のままで、フローテーションで高 度の白色度が達成される。白色度の変化が低いままなのは、印刷用インキの粒子 がシートモールド中で水とともに洗い流されるからである０時間の経過した大豆 インキは、粒子サイズの分布が鉱質インキに似ており、小さな汚点の割合が減少 している。フローテーションでは、大型の印刷用インキ粒子の方が、小型の粒子 より除去されやすい、フローテーションを行ったサンプルが大量の大型粒子を含 有している場合には、それらの粒子は一般に繊維に付着する。トール油系印刷用 インキでは、粒子サイズ分布の経時変化は生じなかった。このことから、印刷用 インキが酸化されなかったか、あるいは酸化されても繊維に付着しないという結 論が得られる。

３．３．１　パルプ化 パルプ化処理の場合には、新鮮なトール油インキのサンプルだけでなく新鮮な鉱 質インキでも、印刷用インキが分離した０分離した印刷用インキは、蒸解容器中 で、原質バルブの表面上に凝集塊を形成した。大豆油系サンプルでは、印刷用イ ンキ粒子の凝集が生じることはなかった０時間が経過したトール油インキも繊維 からの良好な分離を示し、新鮮な状態の場合と同じく凝集塊を形成した０時間が 経過した絋質インキならびに大豆油インキはパルプ化の際にも繊維から分離せず 、インキの一部が繊維に付着したままであった。

３．３．２　フローチーシロン 新鮮な印刷用インキは、フローチーシランの際にいずれも同一の挙動を示し、フ ローテーション処理の全過程を通じて、泡の量、サイズ、不合格品の割合は同じ であった。植物油系のインキの泡は多少「油状」を呈したが、そのことが泡の生 成や印刷用インキの除去に影響することはないようであった。時間を経過したサ ンプルでは、インキの種類によって検出可能な差が見られた０時間を経過した大 豆インキならびに鉱質インキは繊維に付着したままであった。リジェクトが多い のはおそらくこのためで、というのは、フローチーシロン容器中で、繊維が原質 バルブの表面まで厚い層状に上昇していたからである。この繊維層が泡の生成を 抑制し、それによって脱離した小型インキ粒子がリジェクトに移行しにくくなっ たのである。トール油インキは繊維に付着せず、したがって、上述のような繊維 層が形成することはなく、泡の形成も正常であった。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．顔料部分および結合剤部分から本質的になる印刷用インキ、特に新聞用任用 印刷用インキで、全結合剤部分がトール油系化学物質からなることを特徴とする 印刷用インキ。
2. ２．トール油を化学処理、たとえば重合、エステル化、強化、および／またはフ ェノール化して、結合剤部分および／または結合剤の成分として使用するのに適 した形態とすることを特徴とする請求項１に記載の印刷用インキ。
3. ３．化学処理で使用するトール油が、２０−８３％の樹脂酸および４−６７％の 脂肪酸を含有し、残部が中性物量からなることを特徴とする請求項２に記載の印 刷用インキ。
4. ４．結合剤部分が、異なった特性、たとえば粘弾性を有する２種以上のトール油 系結合剤成分を含有し、印刷用インキの最終的な特性が、上記結合剤成分ならび に配合比を適切に選択することによって決定されることを特徴とする請求項１お よび２に記載の印刷用インキ。
5. ５．印刷用インキ、特に新聞用任用印刷用インキに用いる結合剤を製造するにあ たり、トール油をたとえば重合、エステル化、強化および／またはフェノール化 することによって化学処理することを特徴とする方法。
6. ６．２７−８３％の樹脂酸および４−６７％の脂肪酸を含有し、残部が中性物質 からなるトール油を使用することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. ７．モノエチレングリコールおよび／またはトリメチロールプロバンおよび／ま たはペンタエリスリトールを使用することによってエステル化を行うことを特徴 とする請求項５に記載の方法。
8. ８．フマル酸および／またはマレイン酸無水物を使用することによって強化を行 うことを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. ９．ジフェニロールプロパンを使用することによってフェノール化を行うことを 特徴とする請求項５に記載の方法。
10. １０．エステル化の際に、フタル酸無水物を添加剤として使用することを特徴と する請求項７に記載の方法。
11. １１．印刷用インキに用いる結合剤、特に新聞用紙用印刷用インキに用いる結合 剤を製造するにあたり、化学処理、たとえば重合、エステル化、強化、および／ またはフェノール化によって製造された２種以上のトール油系結合剤成分を一緒 に混合して、所望の特性を有する印刷用インキを製造することを特徴とする方法 。