JP5285831B2 - 水性ヒートセット／オフセットインキ組成物 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートセット／オフセットリソグラフィック印刷プロセスで使用される水性のインキ組成物に関する。

発明の背景
ヒートセット印刷プロセスは、１９５０年代に最初に導入され、雑誌、カタログおよびパンフレットの生産のための印刷において、現在よく確立されている。そのプロセスは高光沢、高品質の印刷を与え、印刷された生成物のオーブン乾燥を含んでいる。

高速の織物オフセット印刷印刷機では、インキは、織物基体の両方の表面に同時に適用される。基体が固体の表面と接触する前に、インキを乾燥するために、印刷またはコーティングされた織物は、張力をかけながらフロートまたはフロータータイプのオーブンに通され、熱風クッション間に浮かばされる。オーブンを出る際、織物はシーティング、折り、または巻き戻しのようなさらなる処理の前に冷却されなければならない。したがって、織物を１つ以上の冷たいドラムまたはロール、すなわち約９３℃から約３２℃に織物温度を低下させる内部から冷却されるドラムの上を通過させる。したがって、ヒートセットインキは、高速印刷、オーブン乾燥と引き続いて要求される冷却に対応し、さらに印字品質基準を満足するために厳しい判定規準を満たさなければならない。ヒートセットインキおよびヒートセット印刷法についてのさらなる議論は、Ｒ．Ｈ．Ｌｅａｃｈ および Ｒ． Ｊ． Ｐｉｅｒｃｅ編集の、Ｔｈｅ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｉｎｋ Ｍａｎｕａｌ、第５版、５７１−５７６頁（ブループリント、１９９３年）に見いだされる。

一般に、リソグラフィックのヒートセット／オフセット印刷インキは、主に石油蒸留物を含んでいる。湿し水は典型的には減感剤、塩類およびグリコール類を含んでいる。水性のインキの使用は、印刷業者がこれらの揮発性の有機成分（「ＶＯＣ」）およびそれらの副産物の多くを回避することを可能にするが、湿度調節室のような付加設備を要求する。

プロセスが平版印刷プレートを利用するので、すなわちイメージおよび非イメージ領域がイメージキャリヤ上の同じ面にあり、２つの流体が同時に利用されるので、オフセットリソグラフィック印刷プロセスはインキ配合者にユニークな挑戦を常に提示した。水性のインキも開発されているが、乾燥が遅く、タックが大きいままであった。

米国特許第５，７２５，６４６号は、再湿潤剤、すなわちヒドロキシエチルエチレン尿素（「ＨＥＥＵ」）を使用する、公知の複数のローラーインキトレイン上で乾燥することのない、水性のオフセットインキ組成物の安定化方法について開示する。この特許は参照として本明細書の一部とされる。この再湿潤剤が乾燥しないので、それは最終フィルムの中に残存し、耐水性を悪化させる。油性インキおよび水性湿し水から出る多量のＶＯＣが低減されたが、インキ／水バランスをコントロールする際の困難さはそのままにされ、また、印刷プレートのイメージ領域と非イメージ領域との間の大きなエネルギー差という、公知のリソグラフィック印刷プロセスの主要な利点は保持された。しかしながら、公知の再湿潤剤、たとえばグリコール類およびグリコールエーテルの使用は、最終フィルムに対して貧弱な耐水性を与えるだけでなく、配合物のタックを増加させ、そのため高速印刷における使用を制限する。

米国特許第６，４４４，０２１号は、既存の複数のローラープレスのセットアップの使用を許容しつつ、水性インキに伴う湿度調節（室）の必要を除去するために、湿潤剤および改質された大豆油ベースの樹脂を含む新聞用インキ組成物について開示する。しかしながら、一旦インキがコーティングされた紙の上に印刷されると、湿潤剤は乾燥するために長い時間を要するので、乾燥の問題は残ったままである。

参照として本明細書の一部とされる米国特許第６，４４４，０２２号Ｂ１は、ポリグリコールと反応された改質されたあまに油を開示する。この方法では、組成物にＨＥＥＵを含んでいることの利点が、水洗浄性を犠牲にせず得られる。しかしながら、ヒートセット／オフセット印刷に必要とされるものよりも、乾燥時間は長いままである。

したがって、上記の公知技術よりも速く乾燥し、高速で印刷することができ、インキの移送のために低いタックを保持し、印刷後には耐水性を有する、ヒートセット／オフセット印刷インキに対する必要性が存在する。

発明の要約
印刷室におけるＶＯＣの解消のような、ＨＥＥＵを含む現在の水性インキシステムの利点を保持しつつ、改質された大豆油ベースの樹脂に依存しない方法で、湿潤室の必要をなくすヒートセットインキ組成物を開示することが本発明の目的である。それは、既存の公知の複数のローラ印刷システムの継続的な使用を許容することは本発明のさらなる目的である。

本発明の水性ヒートセットオフセットリソグラフィックインキ組成物は：
（ａ）水；
（ｂ）フマル化ロジン樹脂；
（ｃ）改質されたあまに油；
（ｄ）ヒドロキシエチルエチレン尿素；
（ｅ）ジブチル化ベンゾグアナミン；
（ｆ）ｐ−トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ）；および
（ｇ）ピグメントを含む。

本発明は、さらに以下を含む水性ヒートセットオフセットリソグラフィックインキ組成物に関する；
（ａ）水；
（ｂ）ポリアミド樹脂；
（ｃ）ヒドロキシエチルエチレン尿素；
（ｄ）改質されたあまに油；
（ｅ）ジブチル化ベンゾグアナミン；および
（ｆ）ピグメント。

発明の詳細な説明
ベンゾグアナミン樹脂あるいは特定のポリアミド樹脂とともにヒドロキシエチルエチレン尿素を使用すると、湿度調節室の補助を必要とすることなく、既存の公知の複数のローラーシステムの中で使用することができる水性のヒートセット性のリソグラフィックインキを与えることが見いだされた。一旦印刷されると、インキは優れた耐ラビング性および耐水性を有する。

水
本発明の水性印刷インキは、インキ組成物のレオロジーおよび／または表面エネルギー改質剤として作用し、インキの水洗性を向上させるために水を含む。水は成分として追加されてもよいし、または、たとえばピグメントフラッシュまたはプレスケーキからの残余の水のような、組成物の他の成分の１つとして加えられてもよい。

顔料結合のための樹脂
本発明におけるフマル化ロジン樹脂はピグメントに結合したバインダーである。選択されたピグメントが結合されることができる推奨されるバインダーとしては以下が挙げられるが、これらに限定されるものではない；水溶性のポリアミド樹脂、ロジン樹脂、ロジン塩類、トール油樹脂、メタクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリスチレンスルホン酸およびその塩類、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、多価アルコールのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、スチレン、ビニルスチレン、および酢酸ビニル、およびそれらの混合物からなる群から選択されるモノマーから調製されたアクリルエマルジョンポリマーあるいはビニルエマルジョンポリマー。特に好ましいバインダーは、グラフィックアート組成物中に使用するために特別に開発されたポリアミド樹脂であり、たとえば、ＦｉｔｚＣｈｅｍ株式会社（米国、イリノイ州エルムハースト）から利用可能なＧＡＸ（登録商標）１２−５１３のような商標ＧＡＸの下で販売される樹脂、またはアクゾノーベルケミカルズ社（イリノイ州、シカゴ）から利用可能な、フマル化ロジン樹脂があげられる。

再湿潤剤
本発明の組成物は再湿潤剤としてヒドロキシエチルエチレン尿素を含んでいる。ヒドロキシエチルエチレン尿素（ＨＥＥＵ）は、流れを改良し、ローラー上のオープンタイムを長くする。理論によって拘束されることは望まないが、ＨＥＥＵ再湿潤剤は、基体上の乾燥したフィルムに表面の連続性を提供することにより可塑剤として作用すると信じられている。

改質されたあまに油
本発明は、ＨＥＥＵを含む場合に起こる課題、たとえば、貧弱な耐水性のような課題に取り組むために改質されたあまに油を含んでいる。改質されたあまに油は、さらにインキのタックを低減するのを助ける。本発明の改質されたあまに油には、ポリグリコールとあまに油との反応生成物が包含される。
本発明の改質されたあまに油は、さらにリチウムリシノール酸エステル、無水フタル酸およびリン酸トリフェニルをも包含する。好ましい改質されたアマニ油は、Ｒｅｉｃｈｏｌｄ社、Ｄｕｒｈａｍ、Ｎ．Ｃ．によって製造された、ＤＶ １４６９を包含する。

ジブチル化ベンゾグアナミン
本発明の組成物はジブチル化ベンゾグアナミンを含んでいる。本発明のジブチル化ベンゾグアナミンはＨＥＥＵと架橋する。ジブチル化ベンゾグアナミン。インキが移送される場合、水の存在はこの架橋反応を防ぐ。
好ましいジブチル化ベンゾグアナミンとしては、大日本インキ化学株式会社によって製造される、Ｗａｔｅｒｓｏｌ ＣＰＣ ２４８が挙げられるが、これに制限されるものではない。

Ｐ−トルエンスルホン酸触媒
本発明の組成物は、ＨＥＥＵとジブチル化ベンゾグアナミンとの間の反応を触媒するためにｐ−トルエンスルホン酸を含む。

ピグメント
ピグメントは、乾燥粉末、フラッシュ、プレスケーキあるいはピグメント分散液のような、オフセットリソグラフィック印刷インキの配合に適当な任意のものであることができる。そのようなピグメントとしては、ＣＩピグメントイエロー１、３、４、５、１２、１３、１４、１７、５５、６５、７３、８３、９７および９８；ＣＩピグメントオレンジ１３、１６および４６；ＣＩピグメントレッド２、３、４、１０、１２、４８、４８：１、４８：２、５３、５７：２、８１、１０４、１４６、１７０および１７６；ＣＩピグメントグリーン２、７および３６；ＣＩピグメントブルー１、１５：１、１５：２、１５：３、１５：６、１６、２９、５６および６１；ＣＩピグメントバイオレット３、２３および３７；ＣＩピグメントブラック６および７；並びにＣＩピグメントホワイト６、７、１８および２６があげられる．

一般に、フマル化ロジン樹脂バインダーに対するピグメントの比率は、約２部のフマル化ロジン樹脂バインダーに対して約１部のピグメント（１：２）の範囲にあることが好ましい。比率が約１部のフマル化ロジン樹脂バインダーに対して約１部のピグメント（１：１）の範囲にあることが好ましい。当該技術分野における当業者は、本発明のインキ組成物中に存在するフマル化ロジン樹脂結合ピグメントの量は、フマル化ロジン樹脂バインダーに対するピグメントの比率、特定のインキ組成物中に存在する他の構成成分、および最終生成物の所望の不透明度を始めとするいくつかの要因に依存して変わることを認識するであろう。しかしながら、特にピグメント：バインダー比率がほぼ１：１である場合、樹脂で結合されたピグメントは、組成物の約１０−６０重量％の量で存在することが企図される。フマル化ロジン樹脂結合ピグメントは、組成物の約２５−５０重量％の量で存在することが好ましい。

印刷インキ
本発明の水性ヒートセット／オフセットリソグラフィックインキにおいて、水は、約５重量％から約３５重量％、より好ましくは約５重量％から約１５重量％の量で存在する。樹脂結合ピグメントは、約３５重量％、より好ましくは約２５重量％から約５０重量％の量で存在する。改質されたあまに油は、約５重量％から約３０重量％、より好ましくは約１０重量％から約２０重量％の量で存在する。ヒドロキシエチルエチレン尿素は、約５重量％から約２０重量％、より好ましくは約１０重量％から約２０重量％の量で存在する。ジブチル化ベンゾグアナミンは、約５重量％から約２０重量％、より好ましくは約１０重量％から約２０重量％の量で存在する。ｐ−トルエンスルホン酸は、約１重量％から約５重量％、より好ましくは約１重量％から約２重量％の量で存在する

本発明の印刷インキに使用される印刷プレートは、親水的な性質を有するイメージ領域と、疎水的な性質を有する非イメージ領域とを有するべきである。適当な印刷プレートの例は「乾式の」東レタイプである。しかしながら、プレートのイメージ領域はフォトポリマーを含んでいる必要はない。プレートのイメージ領域は、たとえば、粒状のアルミニウム表面であって、表面にコーティングを有さず、親水性であるものを含むことできる。プレートの非イメージ領域は、疎水性でなければならない。それは任意のタイプの疎水性物質で単に被覆されることができ、そのような疎水性物質が印刷プロセス中にプレートの非イメージ領域に付着するようにすることができる。

水性の金属ドライヤーも本発明の印刷インキにおいて使用されることができる。従来では、それらが水性のインキシステムを不安定にするため、そのようなドライヤーを加えることができなかった。ここで示された組成物では、インキは、アミンおよび水の存在により、そのようなドライヤーの存在下でも安定を維持する

本発明の水洗可能なインキ組成物がさらに以下の非制限的な実施例によりさらに例証される。特記のない限り、実施例において、成分のすべての部およびパーセントは、重量および成分の総重量に基づく重量による。

実施例１
水性のヒートセット／オフセット印刷インキが以下に示された成分から調製された。

表１
成分
水 ２１
フマル化ロジン樹脂（Ａｋｚｏ５１５） １２．５
ヒドロキシエチルエチレン尿素 １２
改質されたあまに油（ＤＶ−１４６９） ２０
ジブチル化ベンゾグアナミン ２０
（Ｗａｔｅｒｓｏｌ ＣＰＣ２４８）
ｐ−トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ） ２
ピグメント １２．５
合計 １００

フマル化ロジン樹脂は、１：１の比率で乾燥したピグメントに結合された。この樹脂結合ピグメントは、インキ配合物の２５％を構成した。インキは、１：１５のピグメント：バインダー比率を持っていた。

実施例２
実施例１のインキについてタックと安定性を測定した。タックは、９０度Ｆで１２００回転／毎分の回転数の速度で作動するインコメーター（Ｔｈｗｉｎｇ Ａｌｂｅｒｔ製）を使用して測定された。１７−２０のタックが観察された。さらに、インキは、インコメーター中で１０分間安定であることが観察された。

実施例３
４色プロセスヒートセット印刷のためのシアンインキが、実施例１のインキ配合物を使用して配合された。シアンインキは１，０００ｆｐｍでＤｉｄｄｌｅウエブプレス上で操作され、４０＃コート紙上に印刷された。ローラー、プレート、またはブランケット上にインキのビルドアップは観察されなかった。１．３３の観察された濃度で、インキは、２６５度Ｆのウエブ出口温度で乾燥された。したがって、インキは油性インキと同様によく乾燥された。

実施例４
実施例３から得られた印刷は、１２時間エージングされた。印刷はサザーランド（Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ）ラビング試験装置によって、２０回のラビングに耐えた。一滴の水を乾燥された印刷の上に５分間保持したが、水中にはインキは溶けなかった。

実施例５
水性インキが以下に示された成分から調製された。
表２
成分
水 １５
ポリアミド樹脂 １２．５
（ＧＡＸ１２−５１３およびＧＡＸＩＩ−９６６）
ヒドロキシエチルエチレン尿素 ２０
改質されたあまに油（ＤＶ−１４６９） ２０
ジブチル化ベンゾグアナミン ２０
（Ｗａｔｅｒｓｏｌ ＣＰＣ２４８）
ピグメント １２．５
合計 １００

ポリアミド樹脂は、１：１の比率で乾燥したピグメントに結合された。フマル化ロジン樹脂結合ピグメントは、インキ配合物の２５％を構成した。インキは、１：１５のピグメント：バインダー比率を持っていた。

実施例６
実施例５のインキについてタックと安定性を測定した。タックは、９０度Ｆで１２００回転／毎分の回転数の速度で作動するインコメーター（Ｔｈｗｉｎｇ Ａｌｂｅｒｔ製）を使用して測定された。１５−２０のタックが観察された。

実施例７
実施例６のインキが１，０００ｆｐｍでＤｉｄｄｅウエブプレス上で操作され、４０＃コート紙上に印刷された。１．３３の濃度で、インキは、１３０℃で１分間、乾燥された。したがって、インキは石油蒸留物を含む公知のインキと同様によく乾燥された。

実施例８
実施例７から得られた印刷は、８時間エージングされた。印刷はサザーランドラビング試験装置によって、２０回のラビングに耐えた。一滴の水を乾燥された印刷の上に５分間保持したが、水中にはインキは溶けなかった。

本発明に関する上記の教示を知った当業者は、種種の改良を行うことができる。それらの改良は本発明の範囲内において行うことができる。

Claims (19)

1. （ａ）水；
   （ｂ）フマル化ロジン樹脂；
   （ｃ）ヒドロキシエチルエチレン尿素；
   （ｄ）改質されたあまに油；
   （ｅ）ジブチル化ベンゾグアナミン；
   （ｆ）ｐ−トルエンスルホン酸；および
   （ｇ）ピグメント、
   を含む、水性ヒートセット／オフセットリソグラフィック印刷インキ。
2. 水の存在量が５から３５重量％である、請求項１記載のインキ。
3. フマル化ロジン樹脂の重量と、ピグメントの乾燥重量との比率が１：１である、請求項１記載のインキ。
4. ピグメントとフマル化ロジン樹脂の合計量が、２５重量％である、請求項３記載のインキ。
5. ヒドロキシエチルエチレン尿素の存在量が５から３０重量％である、請求項１記載のインキ。
6. 改質されたあまに油の存在量が５から１５重量％である、請求項１記載のインキ。
7. ジブチル化ベンゾグアナミンの存在量が５から２０重量％である、請求項１記載のインキ。
8. ｐ−トルエンスルホン酸の存在量が１から５重量％である、請求項１記載のインキ。
9. ピグメントの存在量が１２．５重量％である、請求項１記載のインキ。
10. ピグメントが、ＣＩピグメントイエロー１、３、４、５、１２、１３、１４、１７、５５、６５、７３、８３、９７および９８；ＣＩピグメントオレンジ１３、１６および４６；ＣＩピグメントレッド２、３、４、１０、１２、４８、４８：１、４８：２、５３、５７：２、８１、１０４、１４６、１７０および１７６；ＣＩピグメントグリーン２、７および３６；ＣＩピグメントブルー１、１５：１、１５：２、１５：３、１５：６、１６、２９、５６および６１；ＣＩピグメントバイオレット３、２３および３７；ＣＩピグメントブラック６および７；並びにＣＩピグメントホワイト６、７、１８および２６；からなる群から選択される、請求項１記載のインキ。
11. （ａ）水；
    （ｂ）ポリアミド樹脂；
    （ｃ）ヒドロキシエチルエチレン尿素；
    （ｄ）改質されたあまに油；
    （ｅ）ジブチル化ベンゾグアナミン；および
    （ｆ）ピグメント、
    を含む、水性ヒートセット／オフセットリソグラフィック印刷インキ。
12. 水の存在量が５から３５重量％である、請求項１１記載のインキ。
13. ポリアミド樹脂の重量と、ピグメントの乾燥重量との比率が１：１である、請求項１２記載のインキ。
14. ピグメントとポリアミド樹脂の合計量が、２５重量％である、請求項１３記載のインキ。
15. ヒドロキシエチルエチレン尿素の存在量が５から３０重量％である、請求項１１記載のインキ。
16. 改質されたあまに油の存在量が５から１５重量％である、請求項１１記載のインキ。
17. ジブチル化ベンゾグアナミンの存在量が５から１０重量％である、請求項１１記載のインキ。
18. ピグメントの存在量が１２．５重量％である、請求項１１記載のインキ。
19. ピグメントが、ＣＩピグメントイエロー１、３、４、５、１２、１３、１４、１７、５５、６５、７３、８３、９７および９８；ＣＩピグメントオレンジ１３、１６および４６；ＣＩピグメントレッド２、３、４、１０、１２、４８、４８：１、４８：２、５３、５７：２、８１、１０４、１４６、１７０および１７６；ＣＩピグメントグリーン２、７および３６；ＣＩピグメントブルー１、１５：１、１５：２、１５：３、１５：６、１６、２９、５６および６１；ＣＩピグメントバイオレット３、２３および３７；ＣＩピグメントブラック６および７；並びにＣＩピグメントホワイト６、７、１８および２６；からなる群から選択される、請求項１１記載のインキ。