説明

アルキッド樹脂、それを使用した印刷インキ及びその印刷物

【課題】溶解性の良好なアルキッド樹脂、それを使用した印刷インキおよびその印刷物に関する。
【解決手段】50〜90重量%の樹脂酸(A)、3〜40重量%の多塩基酸(B)、3〜40重量%のアルコール化合物(C)、0.1〜40重量%の植物油、その脂肪酸またはその脂肪酸エステル(D)を150〜300℃で反応して得られるアルキッド樹脂。 上記樹脂酸(A)を{90〜99.9重量%樹脂酸(A)、0.01〜10重量%スルフォン酸化合物触媒にし100〜300℃で0.1〜20時間、無溶媒または溶媒10重量%以下で反応させてなる多量体樹脂酸組成物(A1)}に換えた上記アルキッド樹脂。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はアルキッド樹脂、それを使用した印刷インキ及びその印刷物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、印刷インキ用樹脂としてロジン類を含む樹脂酸を使用したロジンフェノール樹脂が使用されているが、ロジンフェノール樹脂はホルムアルデヒドを反応行程で使用しており、作業環境等の観点からホルムアルデヒドを使用しないロジン類を含む樹脂酸を使用したロジン類アルキッド樹脂等が検討されつつある。また近年環境の観点から印刷インキ用溶剤は芳香族成分を1%以下にしたパラフィン、オレフィン、ナフテン系のアロマーフリーソルベント(AFソルベント)が使用されている。これらのAFソルベントはロジンアル類キッド樹脂との溶解性が劣化する場合が多い。したがってこれらのソルベントに溶解する樹脂の開発が望まれていた。さらに印刷インキ業界は成熟期に入り、品質はもとよりコスト競争も活発化し、より上記ソルベントに対し溶解性が良く低コストの樹脂開発が望まれている。

【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は溶解性が良好なアルキッド樹脂、それを使用した印刷インキおよび印刷物に関する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
即ち本発明は50〜90重量%の樹脂酸(A)、3〜40重量%の多塩基酸(B)、3〜40重量%のアルコール化合物(C)、0.1〜40重量%の動植物油、その脂肪酸またはその脂肪酸エステル(D)を150〜300℃で反応して得られるアルキッド樹脂に関する。
くわえて0.01〜10重量%のスルフォン酸化合物触媒(E)を添加して得られる請求項1記載のアルキッド樹脂に関する。
くわえて上記記載の樹脂酸(A)を{90〜99.9重量%樹脂酸(A)、0.01〜10重量%スルフォン酸化合物触媒にし100〜300℃で0.1〜20時間、無溶媒または溶媒10重量%以下で反応させてなる多量体樹脂酸組成物(A1)}に換えた上記アルキッド樹脂に関する。
くわえて反応過程の一部を0〜70KPaの減圧下で反応させてなる上記記載のアルキッド樹脂に関する。
くわえて上記記載のアルキッド樹脂を20〜60重量%、動植物油またはその脂肪酸エステルを1〜60重量%、インキ用溶剤を0〜50重量%含む印刷インキに関する。
くわえて110℃での揮発分が1%以下である上記記載の印刷インキに関する。
くわえて基材に上記記載の印刷インキを印刷してなる印刷物に関する。
【発明の効果】
【0005】
本発明により、溶解性が良好なアルキッド樹脂の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
本発明の樹脂酸とは天然由来の樹脂酸に含有される遊離またはエステルとして存在する有機酸であれば特に限定されるものではない。例えば、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、d−ピマール酸、イソ−d−ピマール酸、ポドカルプ酸、アガテンジカルボン酸、ダンマロール酸、安息香酸、桂皮酸、p−オキシ桂皮酸が例示される。これらの樹脂酸を含有する天然樹脂の形態で使用することが取り扱い上好ましく、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、部分不均化ロジン、部分水素添加ロジン、部分重合ロジン、コパール、ダンマル等が例示される。
【0007】
さらに多塩基酸(B)としてα,β-エチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物があり、フマル酸、マレイン酸またはその無水物、イタコン酸またはその無水物、シトラコン酸またはその無水物、クロトン酸、桂皮酸、(メタ)アクリル酸、2,4−ヘキサジエノン酸(ソルビック酸)等が例示される。特に好ましくはマレイン酸、またはその無水物が例示される。樹脂酸(A)とα,β-エチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物との反応はディールスアルダーまたは重合反応が反応であり、公知の方法で反応させることができる。例えば、ディールスアルダー反応温度は120〜300℃、好ましくは180〜260℃、反応時間は1〜4時間である。不均化されたロジン、重合ロジン中の二量体以上のロジン、水素添加されたロジン(以上変換されたロジン類)はディールスアルダー反応しにくく、このような変性されていないロジンがディールスアルダー反応にて酸変性される。現在環境対応印刷インキとして、芳香族成分を3重量%以下にした印刷インキ溶剤(アロマーフリー溶剤、以下AFソルベントという)が使用されている。このAFソルベント使用の場合は樹脂酸(A)/α,β-エチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物の重量比=80/15〜97/3、好ましくは88/12〜97/3が良い。これよりα,βエチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物の量が多いと樹脂の印刷インキ溶剤に対する溶解性が劣化し、少ないと印刷インキ用としての適正な分子量が得られない。さらに樹脂酸(A)とα,βエチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物との重合反応では過酸化ベンゾイル等のパーオキサイドを重合触媒にして80〜150℃で重合する場合も例示される。さらに必要におうじ他の多塩基酸である蓚酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、ピメリン酸、セバシン酸、アゼライ酸、ドデセニル無水コハク酸、ペンタデセニルコハク酸等のアルケニル無水コハク酸、フマル酸、(無水)マレイン酸酸、o -フタル酸またはその無水物、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸またはその無水物、ヘキサヒドロフタル酸またはその無水物、(メチル)ハイミック酸またはその無水物、トリメリット酸またはその無水物、ピロメリット酸またはその無水物等とアルコール化合物(C)との反応が例示される。
【0008】
本発明のアルコール化合物(C)として先ずC5 〜C30の一価アルコールが例示され、一価の長鎖のノルマル、イソ、ターシャリ、多分岐異性体アルコールおよびまたはその混合物であり、およびまたはそれらのエトキシレート等である。具体的には直鎖状アルキルアルコールとして1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、1−ノナノール、2−ノナノール、1−デカノール、2−デカノール、1−ウンデカノール、2−ウンデカノール、1−ドデカノール、2−ドデカノール、1−トリデカノール、2−トリデカノール、1−テトラデカノール、2−テトラデカノール、1−ペンタデカノール、2−ペンタデカノール、1−ヘキサデカノール、2−ヘキサデカノール、1−へプタデカノール、2−ヘプタデカノール、1−オクタデカノール、2−オクタデカノール、1−ノナデカノール、2−ノナデカノール、1−イコサノール、オレイルアルコール、ゲラニオール{( CH3) 2C=CH( CH2 )2 C(CH3 )=CHCH2 OH}リナルオール{(CH3 )2 C=CH(CH2 )2 C(CH3 )(OH) CH=CH2 }ミリシルアルコール(C30H61OH) 等が例示される。分岐状アルキルアルコールとしては2−プロピルー1−ペンタノール、2−エチルー1−ヘキサノール、4−メチルー3−ヘプタノール、6−メチル−2−ヘプタノール、2, 4,4−トリメチル−1−ヘキサノール、2,6−ジメチルー4−ヘプタノール、イソノニルアルコール、3,7ジメチル−3−オクタノール、2,4ジメチル−1−ヘプタノール、2−ヘプチルウンデカノール等が例示される。またはこれら上記例示の一価アルコールのアルコキシレートも含む。これらの反応はアルカリ触媒で公知の方法で付加反応される。例えば1−ブタノールエトキシレート(C6 H13OC2 H4 OH)、2−ブタノールプロポキシレート(C6 H13OCH2 CH(OH)CH3 )、1−オクタノールエトキシレート、2−オクタノールプロポキシレート、以上同様に上記一価アルコールのエトキシレート、プロポキシレート等が例示される。さらにC4 〜C20のアルキル基を有するアルキルフェノールのアルコキシレートも含む。これらの反応はアルカリ触媒で公知の方法で付加反応される。C4 〜C20のアルキルフェノール例えばブチルフェノール、アミルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、ノナデシルフェノール、イコシル(C20H21)フェノール等のエトキシレート、プロポキシレートを含む。具体的にはオクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、ドデシルフェノールエトキシレート等が例示される。さらにC5 〜C30の脂還式アルコールとしてはシクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロペンタンモノメチロール、ジシクロペンタンモノメチロール、トリシクロデカンモノメチロール、ノルボネオール、テルピネオール、水添加ロジンアルコール(商品名アビトール 、ハーキュレス株式会社製)等も含む。
【0009】
さらに二価のアルコール化合物としてエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、 ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,7ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,14−テトラデカンジオル、1,2−テトラデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、1,2−ヘキサデカンジオール、ネオペンチルグリコール、2エチルヘキシルジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチルペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4ートリメチルー1,3−ペンタンジオール、ジメチロールオクタン(三菱化学)、2−エチル−1,3ヘキサンジオール 、2,5−ジメチ−2,5−ヘキサンジオール、2−メチルー1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、キシレングリコール、シクロヘキサンジメチロール、ハイドロキノンビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ネペンチルグリコール、ブチル、エチル、プロパンジオール等の分岐アルキルジオール、トリシクロデカンジメチロール、ジシクロペンタジエンジアリルアルコールコポリマー、水添ビスフェノールA,水添ビスフェノールF,水添ビスフェノールS,水添カテコール、水添レゾルシン、水添ハイドロキノン、三価以上のアルコール化合物として(モノまたはジまたはトリ)グリセリン、(モノまたはジまたはトリ)トリメチロ−ルエタン、(モノまたはジまたはトリ)トリメチロ−ルプロパン、(モノまたはジまたはトリ)トリメチロ−ルアルカン、(モノまたはジまたはトリ)ペンタエリスリト−ル、ソルビトール等の脂肪族多価アルコール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、イノシトール、セルロース等の環状多価アルコール等が例示される。さらに多価アルコール、多価フェノール、アミン類系の活性水素を持った化合物とエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドとの反応によって得られた化合物、例えばビスフェノールAジエチレンオキサイド付加体、カテコールまたはレゾルシンまたはハイドロキノンのジエチレンオキサイド付加体、トリエタノールアミントリエチレンオキサイド付加体などが例示される。
【0010】
又、アルコール化合物(C)の0.1〜30重量部%をエポキシ化合物を併用してもよいが、30重量部%を越えるとオフセット印刷時の乳化適性が劣化するので好ましくない。エポキシ化合物としては、ビスフェノールAタイプのエポキシ化合物として油化シェル社製エピコート828、エピコート1001、エピコート1004、エピコート1007、エピコート1009等が例示され、さらにビスフェノールF、ビスフェノールSのジグリシジルエーテル型ポリエポキシ化合物、石炭酸、クレゾール、t -ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノールのノボラックエポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等が例示される。
【0011】
上記(A)および上記(B)との反応生成物とアルコール(C)化合物との反応比は上記(A)および上記(B)のカルボン酸の総モル数量/上記(C)の水酸基の総モル数量が1/0.5〜1/1.2、好ましくは1/0.8〜1/1.2にする。さらに0.1〜40重量%の植物油、その脂肪酸エステル(D)を仕込み、エステル化反応は150〜300℃好ましくは180〜270℃で酸価が15〜30位になるまで反応させる。
また反応順序は上記(A)および上記(B)の反応生成物に上記(C)(D)を仕込む場合が多いが、さらに上記(B)と上記(C)(D)の反応物に上記(A)を反応させてもよいし、上記(A)、上記(B)、上記(C)(D)を同時に仕込んでもよい。
【0012】
本発明で使用される植物油、その脂肪酸エステル(D)について説明する。先ず植物油とは、グリセリンと脂肪酸とのトリグリセライドにおいて、少なくとも1つの脂肪酸が炭素−炭素不飽和結合を少なくとも1つ有する脂肪酸であるトリグリセライドのことであり、その様な植物油として代表的な化合物は、アサ実油、アマニ油、エノ油、オイチシカ油、オリーブ油、カカオ油、カポック油、カヤ油、カラシ油、キョウニン油、キリ油、ククイ油、クルミ油、ケシ油、ゴマ油、サフラワー油、ダイコン種油、大豆油、大風子油、ツバキ油、トウモロコシ油、ナタネ油、ニガー油、ヌカ油、パーム油、ヒマシ油、ヒマワリ油、ブドウ種子油、ヘントウ油、松種子油、綿実油、ヤシ油、落花生油、脱水ヒマシ油などが挙げられる。さらに好適な植物油を挙げるとすれば、そのヨウ素価が少なくとも100以上ある植物油(括弧内は油脂化学製品便覧:日刊工業新聞社から引用したヨウ素価を示す。)、アサ実油(149以上)、アマニ油(170以上)、エノ油(192以上)、オイチシカ油(140以上)、カポック油(85〜102)、カヤ油(130以上)、カラシ油(101以上)、キョウニン油(97〜109)、キリ油(145以上)、ククイ油(136以上)、クルミ油(143以上)、ケシ油(131以上)、ゴマ油(104以上)、サフラワー油(130以上)、ダイコン種油(98〜112)、大豆油(117以上)、大風子油(101)、トウモロコシ油(109以上)、ナタネ油(97〜107)、ニガー油(126以上)、ヌカ油(92〜115)、ヒマワリ油(125以上)、ブドウ種子油(124以上)、ヘントウ油(93〜105)、松種子油(146以上)、綿実油(99〜113)、落花生油(84〜102)、脱水ヒマシ油(147以上)が好適に用いられ、さらには、ヨウ素価が120以上の植物油がより好ましい。ヨウ素価を120以上とすることで、硬化性組成物の酸化重合による乾燥性をより高めることができる。
【0013】
その他、本発明においては、天ぷら油などの食用に供された後、回収/再生された再生植物油も用いることができる。再生植物油としては、含水率を0.3重量%以下、ヨウ素価を100以上、酸価を3以下として再生処理した油が好ましく、含水率を0.3重量%以下にすることにより、水分に含まれる塩分等のインキの乳化挙動に影響を与える不純物を除去することが可能となり、ヨウ素価を100以上として再生することにより、乾燥性、すなわち酸化重合性の良いものとすることが可能となり、さらに酸価が3以下の植物油を選別して再生することにより、再生植物油の酸価を低いものとするができ、インキの過乳化を抑制することが可能となる。回収植物油の再生処理方法としては、濾過、静置による沈殿物の除去、および活性白土などによる脱色といった方法がとられる。
【0014】
次に、本発明における脂肪酸エステルとしては、植物油の加水分解で得られる飽和または不飽和脂肪酸と、飽和または不飽和アルコールとをエステル反応させてなる脂肪酸モノエステルを挙げることができるが、常温(20〜25℃)で液状で且つ常圧(101.3kPa)で沸点が200℃以上の脂肪酸モノエステルが好ましく、その様な脂肪酸エステルの具体例としては、飽和脂肪酸モノエステルとして、酪酸ヘキシル、酪酸ヘプチル、酪酸ヘキシル、酪酸オクチル、カプロン酸ブチル、カプロン酸アシル、カプロン酸ヘキシル、カプロン酸ヘプチル、カプロン酸オクチル、カプロン酸ノニル、エナント酸プロピル、エナント酸ブチル、エナント酸アミル、エナント酸ヘキシル、エナント酸ヘプチル、エナント酸オクチル、カプリル酸エチル、カプリル酸ビニル、カプリル酸プロピル、カプリル酸イソプルピル、カプリル酸ブチル、カプリル酸アミル、カプリル酸ヘキシル、カプリル酸ヘプチル、カプリル酸オクチル、ペラルゴン酸メチル、ペラルゴン酸エチル、ペラルゴン酸ビニル、ペラルゴン酸プロピル、ペラルゴン酸ブチル、ペラルゴン酸アミル、ペラルゴン酸ヘプチル、カプリン酸メチル、カプリン酸エチル、カプリン酸ビニル、カプリン酸プロピル、カプリン酸イソプロピル、カプリン酸ブチル、カプリン酸ヘキシル、カプリン酸ヘプチル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ビニル、ラウリン酸プロピル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸ブチル、ラウリン酸イソアミル、ラウリン酸ヘキシル、ラウリン酸−2エチル−ヘキシルなどを挙げることができる。
【0015】
不飽和脂肪酸エステルとしては、オレイン酸エチル、オレイン酸プロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸アリル、オレイン酸イソアミル、オレイン酸ヘプチル、オレイン酸−2−エチルヘキシル、エライジン酸メチル、エライジン酸エチル、エライジン酸プロピル、エライジン酸アリル、エライジン酸ブチル、エライジン酸イソブチル、エライジン酸−tert−ブチル、エライジン酸イソアミル、エライジン酸−2−エチルヘキシル、、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸アリル、リノール酸プロピル、リノール酸イソプロピル、リノール酸ブチル、リノール酸イソブチル、リノール酸−tert−ブチル、リノール酸ペンチル、リノール酸ヘキシル、リノール酸ヘプチル、リノール酸−2−エチルヘキシル、リノレン酸メチル、リノレン酸エチル、リノレン酸アリル、リノレン酸プロピル、リノレン酸イソプロピル、リノレン酸ブチル、リノレン酸イソブチル、リノレン酸−tert−ブチル、リノレン酸ペンチル、リノレン酸ヘキシル、リノレン酸ヘプチル、リノレン酸−2−エチルヘキシル、アラキドン酸メチル、アラキドン酸エチル、アラキドン酸アリル、アラキドン酸プロピル、アラキドン酸イソプロピル、アラキドン酸ブチル、アラキドン酸イソブチル、アラキドン酸−tert−ブチル、アラキドン酸ペンチル、アラキドン酸ヘキシル、アラキドン酸ヘプチル、アラキドン酸−2−エチルヘキシル、エイコセン酸メチル、エイコセン酸エチル、エイコセン酸アリル、エイコセン酸プロピル、エイコセン酸イソプロピル、エイコセン酸ブチル、エイコセン酸イソブチル、エイコセン酸−tert−ブチル、エイコセン酸ペンチル、エイコセン酸ヘキシル、エイコセン酸ヘプチル、エイコセン酸−2−エチルヘキシル、エイコサペンタエン酸メチル、エイコサペンタエン酸エチル、エイコサペンタエン酸アリル、エイコサペンタエン酸プロピル、エイコサペンタエン酸イソプロピル、エイコサペンタエン酸ブチル、エイコサペンタエン酸イソブチル、エイコサペンタエン酸−tert−ブチル、エイコサペンタエン酸ペンチル、エイコサペンタエン酸ヘキシル、エイコサペンタエン酸ヘプチル、エイコサペンタエン酸−2−エチルヘキシル、エルカ酸メチル、エルカ酸エチル、エルカ酸アリル、エルカ酸プロピル、エルカ酸イソプロピル、エルカ酸ブチル、エルカ酸イソブチル、エルカ酸−tert−ブチル、エルカ酸ペンチル、エルカ酸ヘキシル、エルカ酸ヘプチル、エルカ酸−2−エチルヘキシル、ドコサヘキサエン酸メチル、ドコサヘキサエン酸エチル、ドコサヘキサエン酸アリル、ドコサヘキサエン酸プロピル、ドコサヘキサエン酸イソプロピル、ドコサヘキサエン酸ブチル、ドコサヘキサエン酸イソブチル、ドコサヘキサエン酸−tert−ブチル、ドコサヘキサエン酸ペンチル、ドコサヘキサエン酸ヘキシル、ドコサヘキサエン酸ヘプチル、ドコサヘキサエン酸−2−エチルヘキシル、リシノール酸メチル、リシノール酸エチル、リシノール酸アリル、リシノール酸プロピル、リシノール酸イソプロピル、リシノール酸ブチル、リシノール酸イソブチル、リシノール酸−tert−ブチル、リシノール酸ペンチル、リシノール酸ヘキシル、リシノール酸ヘプチル、リシノール酸−2−エチルヘキシルなどを例示することができる。
【0016】
本発明における脂肪酸エステルを構成する飽和または不飽和脂肪酸は、実際上は、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、大豆油脂肪酸、水添大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、トール油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、あるいはその分別蒸留などによる分別脂肪酸が使用され、前記した飽和または不飽和脂肪酸の混合物として得られる。
【0017】
さらに近年環境対応型として大豆油またはその脂肪酸エステル(大豆油脂肪酸エチルエステル、大豆油脂肪酸ブチルエステル等の大豆油脂肪酸アルキルエステル等)が例示される。これらの植物油またはその脂肪酸エステルは印刷インキ中1〜60重量%を含む。
【0018】
さらに90〜99.9重量%樹脂酸(A)を0.01〜10重量%スルフォン酸化合物を触媒にし100〜300℃で0.1〜20時間、無溶媒または溶媒10重量%以下で反応させてなる多量体樹脂酸組成物(A1)について説明する。
【0019】
本発明の多量体樹脂製造法について、反応温度は100〜300℃、好ましくは150〜195℃が望ましいこれより低いと得られる多量体樹脂酸量が少なく、多いと樹脂酸中のカルボン酸の分解量が多くなり、また得られる樹脂の軟化点が下がる。特に反応温度が200℃を超えると軟化点が常温(25℃)近くになり印刷インキに使用すると乾燥性が劣化してくる。
【0020】
反応時間は0.1〜24時間、好ましくは1〜8時間が望ましい。これより少ないと得られる多量体樹脂酸量が少なく、多いと得られる多量体樹脂酸がコスト高になる。
【0021】
溶媒はコスト高になる為使用しないか、または使用するにしても10%以下が望ましい。
多量体は2量体が主成分となるが、勿論多量体の生成量は多いほうが望ましい。しかし本発明の場合仕込み量に対し多量体が10〜70%生成すれば十分でありそれ以上を求めるとさらに反応時間を長くするとか触媒を多くするとかでコスト高になり必ずしも望ましいものではない。以上のようにして多量体樹脂組成物(A1)を製造する。
さらにさらに上記アルキッド樹脂合成に準ずる。
本発明のスルフォン酸化合物(E)とは硫酸、メタンスルフォン酸、エタンスルフォン酸等の脂肪族スルフォン酸、ベンゼンスルフォン酸、(オルソまたはメタまたはパラ)トルエンスルフォン酸、キシレンスルフォン酸等の(アルキル)芳香族スルフォン酸等が例示され樹脂中に対し0.01〜10重量%の範囲で使用される。さらに上記植物油は特にスルフォン酸化合物触媒下でエステル交換される。
【0022】
さらにアルキッドのエステル化反応は平衡反応であり、脱水により反応が促進する。したがって反応を促進させたり、反応中に生じる一部のテルペン等のロジン油を除去し、樹脂の軟化点を上げたり、また残存する触媒を一部除去する為、0〜70KPaで0.5〜10時間位減圧反応させる場合もある。
【0023】
さらにワニス、インキ作製時植物油まはた脂肪酸エステルまたはその変性物を使用する。
植物油まはた脂肪酸エステルまたはその変性物は上記のものに準ずる。
【0024】
本発明の印刷インキ溶剤は、例えば日本石油(株)製1号スピンドル油、3〜8号ソルベント、ナフテゾールH、アルケン56NT、三菱化学(株)製ダイヤドール13、ダイヤレン168、日産化学(株)製Fオキソコール、Fオキソコール180等が例示される。芳香族成分を3%以下に減じた印刷インキ用溶剤とは同沸点範囲の石油系溶剤で芳香族系成分/ナフテン系成分/パラフィン系成分の重量比が0〜3/0〜100/100〜0の溶剤であり、時にはオレフィン系成分が含まれることもある溶剤である。具体的には、日本石油(株)製AFソルベント4〜8、0号ソルベントH、ISU(株)製N−パラフィンC14−C18、出光興産(株)のスーパーゾルLA35、LA38等、エクソン化学(株)のエクソールD80、D110、D120、D130、D160、D100K、D120K、D130K、D280、D300、D320等、マギーブラザーズ社製のマギーソル−40、−44、−47、−52、−60等が例示される。アニリン点は60から115℃が望まれる。もしアニリン点が115℃より高い溶剤を使用すれば、インキ組成中の使用樹脂との溶解力が不足して、インキの流動性が不十分であり、その結果被印刷体へのレベリングが乏しく光沢のない印刷物しか得られない。また、60℃より低いアニリン点の溶剤を使用したインキは乾燥時のインキ被膜からの溶剤の脱離性が悪く乾燥劣化を起こしてしまう。
【0025】
さらに、該ワニスをゲル化剤を用いてゲルワニスとすることも可能である。ゲル化剤としては、通常アルミニウム錯体化合物を挙げる事が出来る。環状アルミニウム化合物類、例えば環状アルミニウムオキサイドオクテート(川研ファインケミカル社製アルゴマー800)、環状アルミニウムオキサイドステアレート(川研ファインケミカル社製アルゴマー1000S)等、アルミニウムアルコラート類としてアルミニウムエチレート、アルミニウムイソプロピレート(川研ファインケミカル社製AIPD) 、アルミニウム−sec−ブチレート(川研ファインケミカル社製ASPD) 、アルミニウムイソプロピレート−モノ−sec−ブチレート(川研ファインケミカル社製AMD) 、アルミニウムアルキルアセテート類、例えばアルミニウム−ジ−n −ブトキサイド−エチルアセトアセテート(ホープ製薬製Chelope−Al−EB2)、アルミニウム−ジ−iso−ブトキサイド−メチルアセトアセテート(ホープ製薬製Chelope−Al−MB12)、アルミニウム−ジ−iso−ブトキサイド−エチルアセトアセテート(ホープ製薬製Chelope−Al−EB102)、アルミニウム−ジ−iso−ブトキサイド−エチルアセトアセテート(ホープ製薬製Chelope−Al−EB2)、アルミニウム−ジ−iso−プロポキサイド−エチルアセトアセテート(ホープ製薬社製Chelope−Al−EP12、川研ファインケミカル社製ALch)、アルミニウム−トリス(アセチルアセトナート)(川研ファインケミカル社製ALCH−TR) 、アルミニウム−トリス(アチルアセトアセテート)(川研ファインケミカル社製アルミキレート−A) 、アルミニウム−ビス(エチルアセチルアセトナート)−モノアセチルアセトナート(川研ファインケミカル社製アルミキレートD) 、アルミキレートM(川研ファインケミカル社製)、アルミキレートNB−15(ホープ製薬社製)、ケロープS(ホープ製薬社製)ケロープACS−2(ホープ製薬社製、液状オリープAOO(ホープ製薬社製) 、液状オリープAOS( ホープ製薬社製) が例示される。アルミニウム石鹸としてアルミニウムステアレート(日本油脂(株)製)、アルミニウムオレート、アルミニウムナフトネート、アルミニウムウレート、アルミニウムアセチルアセトネート、が例示される。これらのゲル化剤は、ワニス100重量部に対し、0.1重量部から10重量部の範囲で使用される。その他のゲル化剤として、環状ジペプチド類、有機液体をゲル化せしめる性質エチレンビス(12−ヒドロキシオクタデカン酸)アマイド等のビスアミド類、Al −Mg−ヒドロキシカプリレ−ト、Al −Mg−ヒドロキシミリステート、Al −Mg−ヒドロキシパルミテート、Al −Mg−ヒドロキシベヘネート等の粉末状のアルミニウム−マグネシウム化合物が例示される。さらにテトライソプロピルチタネート、テトラn−ブチルチタネート、テトレオクチルチタネート、チタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル等の有機チタネート等が例示される。さらにジルコニウム−テトラブトキシド、ジルコニウムアセチルアセトン、ジルコニウムアセチルアセトン、ジルコニウムアセチルアセトン、アセチルアセトンジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド等の有機ジルコニム等が例示される。ゲルワニスの作成は、通常ゲル化剤を0.1〜3重量部を仕込み、100〜200℃の温度範囲で、30分〜2時間反応させて得られる
【0026】
次に、本発明における印刷インキ組成物としての使用形態について説明する。本発明における印刷インキ組成物は、通常平版印刷インキとしての形態において使用される。一般的には、
着色剤 または体質顔料1〜40重量%
樹脂ワニスまたは樹脂ゲルワニス 10〜70重量%
植物油またはその脂肪酸エステル1〜60重量%
インキ用溶剤0〜50重量%
その他添加剤 0〜10重量%
からなる組成にて使用される。また、樹脂は常温で固体である為、植物油またはその脂肪酸エステル、インキ用溶剤を添加し調整した樹脂ワニスとして使用される。樹脂ワニスの粘度は印刷インキ組成物を作製し易い粘度(100〜200Pa・s)にする為、樹脂/植物油またはその脂肪酸エステル/インキ用溶剤=30〜60重量部/1〜60重量部/0〜50重量部の構成比とし、樹脂は150〜200℃で空気気流下に30分〜1時間で溶解する。さらに樹脂ゲルワニスにするには上記溶解した樹脂ワニスにゲル化剤0.1〜3重量部を仕込み100〜120℃で30分〜1時間反応させて得られる。
【0027】
本発明の印刷インキは、常温から100℃の間で、顔料、樹脂ワニスおよび/またはそのゲルワニス、植物油またはその脂肪酸エステル、インキ用溶剤を添加しその他添加剤などの印刷インキ組成物成分を、ニーダー、三本ロール、アトライター、サンドミル、ゲートミキサーなどの練肉、混合、調整機を用いて製造される。
【0028】
着色剤として顔料があり、体質顔料を含む無機顔料および有機顔料を示すことができる。無機顔料としては黄鉛、亜鉛黄、紺青、硫酸バリウム、カドミウムレッド、酸化チタン、亜鉛華、弁柄、アルミナホワイト、炭酸カルシウム、群青、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム粉、ベンガラなどが、有機顔料としては、β-ナフトール系、β-オキシナフトエ酸系、β-オキシナフトエ酸系アニリド系、アセト酢酸アニリド系、ピラゾロン系などの溶性アゾ顔料、β-ナフトール系、β-オキシナフトエ酸系アニリド系、アセト酢酸アニリド系モノアゾ、アセト酢酸アニリド系ジスアゾ、ピラゾロン系などの不溶性アゾ顔料、銅フタロシアニンブルー、ハロゲン化(塩素または臭素化)銅フタロシアニンブルー、スルホン化銅フタロシアニンブルー、金属フリーフタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、キナクリドン系、ジオキサジン系、スレン系(ピラントロン、アントアントロン、インダントロン、アントラピリミジン、フラバントロン、チオインジゴ系、アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系など)、イソインドリノン系、金属錯体系、キノフタロン系などの多環式顔料および複素環式顔料などの公知公用の各種顔料が使用可能である。
さらに上記に例示された重合禁止剤が使用される。
【0029】
さらに、該印刷インキには、必要に応じてその他の添加剤を使用することが可能である。例えば、耐摩擦剤、ブロッキング防止剤、スベリ剤、スリキズ防止剤としては、カルナバワックス、木ろう、ラノリン、モンタンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの天然ワックス、フィッシャートロプスワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックス、ポリアミドワックス、およびシリコーン化合物などの合成ワッックスを例示することができる。
【0030】
本発明の印刷インキは、湿し水を使用するオフセット印刷にも適用されるが、湿し水を使用しない水無し印刷、すなわち乾式平版印刷にも適用される。
【0031】
例えば本発明において上記0号ソルベント、ISU(株)製N−パラフィンC14−C18等のようなパラフィン系成分、ダイヤレン168のようなオレフィン系成分を含んだ溶剤が使用される場合もある。特に本乾式平版印刷インキ組成物中1〜30重量%の5〜100万、望ましくは5〜15万の重量平均分子量の樹脂と0.1〜10重量%のパラフィン、オレフィン溶剤を組み合わせることにより本素材との溶解性を調整し、乾式平版とインキの間に溶剤による非常に弱い結合力を持った弱境界層「当該技術分野ではWFBL(Week Fluid Boundary Layer)と称す」を形成させて乾式平版印刷適性(非画線部にインキが着かず)を向上させることが出きる。
【0032】
さらに乾式平版印刷インキ組成物中0.1〜10重量%のオルガノポリシロキサンを組み合わせることにより本素材の溶解性の悪さを利用し、印刷後本インキ組成物の表面に概オルガノポリシロキサンが浮き出て本素材との溶解性を調整し、印刷後本インキ組成物の表面に概オルガノポリシロキサンが浮き出てインキと版の非画線部の界面に非常に弱い結合力を持った弱境界層「当該技術分野ではWFBL(Week Fluid Boundary Layer)と称す」を形成させて乾式平版印刷適性(非画線部にインキが着かず)を向上させることが出きる。本発明のオルガノポリシロキサンはジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサンが例示される。例えば、東芝シリコン(株)製TSF451−10、TSF451−20、TSF451−30、TSF451−50、TSF451−100、TSF451−200、TSF451−300、TSF451−350、TSF451−500、TSF451−1000、TSF451−3000、TSF451−5000、TSF451−6000、TSF451−1M、TSF451−3M、TSF451−5M、TSF451−6M、TSF451−10M、TSF451−20M、TSF451−30M、TSF451−50M、TSF456−100、TSF456−200、TSF456−1000、TSF456−2000、TSF456−1M、TSF410、TSF411、TSF4421、XF42−A3161,TSF484、TSF431、YF33−100、YF33−3000、YF33−1M、TSF458−50、TSF433、TSF404、TSF405、TSF4045、TSF451−5A、TSF451−10A、TSF451−50A、TSF451−100A、TSF451−350A、TSF451−1000A、TSF451−5000A、TSF437、TSF4440、TSF433、TSF404、TSF405、TSF4045、TSF451−5A、TSF451−10A、TSF451−50A、TSF451−100A、TSF451−350A、TSF451−1000A、TSF451−5000A、TSF437、TSF4440、TSF433、TSF404、TSF405、TSF4045、TSF451−5A、TSF451−10A、TSF451−50A、TSF451−100A、TSF451−350A、TSF451−1000A、TSF451−5000A、TSF437、TSF4440、TSF4441、TSF4445、TSF4446、TSF4452、TSF4460、TSF4600、TSF4700、TSF4701、TSF4702、TSF4703、TSF4704、TSF4705、TSF4706、TSF4707、TSF4708、TSF4709、TSF4450、TSF4730、XF42−B0970、FQF501等が例示される。更にダウコーニングアジア(株)製ペンタイッドA、ペンタイッドH、ペンタイッドM、ペンタイッドQ、ペンタイッドQ−N、ペンタイッドS、ペンタイッド7、ペンタイッドE−10、ペンタイッド29、ペンタイッド31、ペンタイッド32、ペンタイッド51、ペンタイッド54、ペンタイッド56、ペンタイッド57、DCZ−6018,DKQ8−8011等が例示される。更に信越シリコン(株)製非反応性シリコンオイル中、ポリエーテル変性シリコンオイルとして、KF−351、KF−352、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−618、KF−6011、KF−6015、KF−6004、X−22−4272,X−22−4952、X−22−6266、メチルスチル変性シリコンオイルとしてKF−410、アルキル変性シリコンオイルとしてKF−412、KF−413、KF−414、高級脂肪酸エステル変性シリコンオイルとしてKF−910、X−22−715、高級脂肪酸含有シリコンオイルとしてKF−3935、フッ素変性シリコンオイルとしてFL−5、FL−10、X−22−821、X−22−822、FL100等が例示される。
【0033】
更に本発明は、石油系溶剤等の揮発性有機化合物(VOCS)を一切使用しない印刷物を提供することである。本発明により米国環境保護庁が提示しているVOC測定方法Metyod24(110℃、1時間の加熱による加熱残分測定)における熱重量減分を1%以下(水を除く)に制限することが可能となり、VOCフリーのインキおよび印刷物を提供することが可能となる。
【0034】
さらに環境対応としてオフセットインキに含まれる石油系成分、乾生油の一部を大豆油またはその変性物に替えた大豆油インキでASA(American Soybean Association:アメリカ大豆協会)の認定基準をクリアーしたインキが要求されており本発明によりその要求基準を満たすことも可能である。

【0035】
以下本発明を製造例例について説明する。本発明は重量部で示す。
次に具体例により本発明を説明する。例中「部」とは重量部を示す。
【0036】
以下具体例により示す。
【0037】
比較例樹脂1
攪拌機、水分離管、温度計付き四つ口フラスコに重合ロジン(2量体樹脂酸67%)200部、その後無水マレイン酸13部を仕込み170℃で1時間反応させたGPCで測定したところ無水マレイン酸の未反応物はなくディールスアルダー反応が終了してることを確認した。さらにトリメチロールプロパン40部を仕込み、徐々に昇温し240℃で15時間反応させ酸価20、重量平均分子量3万を得た。AF5(日本石油化学(株)製印刷インキ用アロマーフリー5号ソルベント)での溶解性は120℃であった。尚、印刷インキ用溶剤との溶解性は次の方法で求められる。樹脂2g と印刷インキ用溶剤18g 、規定マグネット撹拌子を試験管に入れ全自動濁点測定装置{機器名ノボコントロール(NOVOCONTROL)社製ケモトロニック(CHEMOTORONIC)}で200℃まで昇温し溶解後、徐々に冷却し白濁しない最低温度を表す。従ってその最低温度は低いほうが良好な溶解性を示す。
(比較例樹脂CR1)
【0038】
実施例樹脂1
攪拌機、水分離管、温度計付き四つ口フラスコに重合ロジン(2量体樹脂酸67%)200部、その後無水マレイン酸13部を仕込み170℃で1時間反応させたGPCで測定したところ無水マレイン酸の未反応物はなくディールスアルダー反応が終了してることを確認した。さらにトリメチロールプロパン40部、大豆油10部を仕込み、徐々に昇温し240℃で15時間反応させ酸価20、重量平均分子量3万を得た。AF5(日本石油化学(株)製印刷インキ用アロマーフリー5号ソルベント)での溶解性は75℃であった。(実施例樹脂R1)
【0039】
比較例樹脂2
攪拌機、水分離管、温度計付き四つ口フラスコに中国ガムロジン100部、重合ロジン100部、無水マレイン酸12部を仕込み170℃で1時間反応させたGPCで測定したところ無水マレイン酸の未反応物はなくディールスアルダー反応が終了してることを確認した。さらにトリメチロールプロパン40部、p−トルエンスルフォン酸0.8部を仕込み、徐々に昇温し240℃で10時間反応させ13KPaの減圧度で酸価20、重量平均分子量3万の樹脂を得た。AF5(日本石油化学(株)製印刷インキ用アロマーフリー5号ソルベント)での溶解性は108℃であった。(比較例樹脂CR2)
【0040】
実施例樹脂2
攪拌機、水分離管、温度計付き四つ口フラスコに中国ガムロジン100部、重合ロジン100部、無水マレイン酸12部を仕込み170℃で1時間反応させたGPCで測定したところ無水マレイン酸の未反応物はなくディールスアルダー反応が終了してることを確認した。さらにトリメチロールプロパン40部、p−トルエンスルフォン酸0.8部、あまに油14部を仕込み、徐々に昇温し240℃で10時間反応させその後13KPaの減圧度で減圧5時間反応させ酸価20、重量平均分子量3.5万の樹脂を得た。AF5(日本石油化学(株)製印刷インキ用アロマーフリー5号ソルベント)での溶解性は56℃であった。(実施例樹脂R2)

【0041】
比較例樹脂3
攪拌機、水分離管、温度計付き四つ口フラスコに中国ガムロジン200部、p−トルエンスルフォン酸0.8部を仕込み窒素気流下で170℃5時間反応させる。2量体樹脂酸の重量%は29.5%であった。{東ソー(株)製ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(HLC8020で以下GPCと称す。)で測定した。}その後無水マレイン酸12部を仕込み170℃で1時間反応させたGPCで測定したところ無水マレイン酸の未反応物はなくディールスアルダー反応が終了してることを確認した。さらにトリメチロールプロパン36部を仕込み、徐々に昇温し240℃で10時間反応させその後13KPaの減圧度で5時間反応させた。酸価20、重量平均分子量2.3万を得た。AF5(日本石油化学(株)製印刷インキ用アロマーフリー5号ソルベント)での溶解性は140℃であった。(比較例樹脂CR3)
実施例樹脂3
攪拌機、水分離管、温度計付き四つ口フラスコに中国ガムロジン200部、p−トルエンスルフォン酸0.8部を仕込み窒素気流下で170℃5時間反応させる。2量体樹脂酸の重量%は29.5%であった。{東ソー(株)製ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(HLC8020で以下GPCと称す。)で測定した。}その後無水マレイン酸12部を仕込み170℃で1時間反応させたGPCで測定したところ無水マレイン酸の未反応物はなくディールスアルダー反応が終了してることを確認した。さらにトリメチロールプロパン36部、大豆油14部を仕込み、徐々に昇温し240℃で10時間反応させその後13KPaの減圧度で5時間反応させた。酸価20、重量平均分子量2.3万を得た。AF5(日本石油化学(株)製印刷インキ用アロマーフリー5号ソルベント)での溶解性は78℃であった。(実施例樹脂R3)
【0042】
ワニスの作製
攪拌機、水分離冷却管、温度計付き四つ口フラスコに比較例樹脂CR1を48部、大豆油15部、アマニ油20部、AF5 を15.9部、ALCH(川研ファインケミカル(株)製ゲル化剤)1部を仕込み、窒素気流下で190℃で溶解し1時間後、粘度を200Pa・S/25℃に調製した。その後160℃に冷却し、BHT0.1部(ジ−t−ブチル−ヒドロキシトルエン)を仕込み汲み出した。(比較例ワニスCV1)。以下比較例ワニスCV2〜CV3を表1、実施例ワニスV1〜V3を同様に作製し表2に示す。
【0043】
【表1】

【0044】
【表2】

【0045】
印刷インキの製造例
印刷インキは印刷インキ組成にしたがい三本ロ−ルで常法により作成した。 尚、インキはタック値9〜10/室温25℃(ロール温度30℃)に調製した。
【0046】
印刷インキ処方と性状を、比較例インキを表3、実施例インキを表4に示す。
【0047】
【表3】

【0048】
【表4】

インキ試験法
*タック値:インコメター400RPM、室温25℃、ロール温度30℃、 規格のインキ量で一分後の値。
・ フロー値:規格平行板粘度計で25℃、一分後のインキの流動半径値(ミ リメートル)
・ 乾燥性:上記インキをRIテスター(明製作所製簡易印刷機)で0.3mlのインキ盛りでコート紙(三菱製紙製特両アート紙25cm*20cm)印刷し、朝陽会乾燥試験で常温で測定した。
・ 光沢試験:光沢計は村上色彩研究所(株)製60度の条件で使用した。
*揮発分:その測定方法は熱分析装置にて、110℃、1時間、窒素ガス流量100mL/分の条件での熱重量測定を行った。また含水率はカールフィッシャー法により求めた。



【特許請求の範囲】
【請求項1】
50〜90重量%の樹脂酸(A)、3〜40重量%の多塩基酸(B)、3〜40重量%のアルコール化合物(C)、0.1〜40重量%の植物油、その脂肪酸またはその脂肪酸エステル(D)を150〜300℃で反応して得られるアルキッド樹脂。
【請求項2】
さらに0.01〜10重量%のスルフォン酸化合物触媒(E)を添加して得られる請求項1記載のアルキッド樹脂。
【請求項3】
請求項1の樹脂酸(A)を{90〜99.9重量%樹脂酸(A)、0.01〜10重量%スルフォン酸化合物触媒にし100〜300℃で0.1〜20時間、無溶媒または溶媒10重量%以下で反応させてなる多量体樹脂酸組成物(A1)}に換えたアルキッド樹脂。
【請求項4】
反応過程の一部を0〜70KPaの減圧下で反応させてなる請求項1ないし3いずれか記載のアルキッド樹脂。
【請求項5】
請求項1ないし4いずれか記載のアルキッド樹脂を20〜60重量%、植物油またはその脂肪酸エステルを1〜60重量%、インキ用溶剤を0〜50重量%含む印刷インキ。
【請求項6】
110℃での揮発分が1%以下である請求項5記載の印刷インキ。
【請求項7】
基材に請求項5または6記載の印刷インキを印刷してなる印刷物。










【公開番号】特開2006−104399(P2006−104399A)
【公開日】平成18年4月20日(2006.4.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−295755(P2004−295755)
【出願日】平成16年10月8日(2004.10.8)
【出願人】(000222118)東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】