(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷インク用の溶媒混合物であって、
ａ）非芳香族系鉱油８０〜９９重量％
ｂ）６０までの総炭素原子数を有するＣ8〜22脂肪酸の１〜６個の炭素原子を含む一価アルコールによる脂肪酸エステル１〜２０重量％および／または
ｃ）６〜３６の炭素原子を含む脂肪アルコール１〜２０重量％
を含むことを特徴とする溶媒混合物。
【請求項２】
溶媒混合物中に存在する脂肪酸エステルの脂肪酸成分は、天然源からなる請求項１記載の溶媒混合物。
【請求項３】
脂肪酸エステルは、脂肪酸成分に少なくとも１つのＣ＝Ｃ二重結合を含む請求項１または２記載の溶媒混合物。
【請求項４】
脂肪アルコールは、天然脂肪酸の還元によって形成される請求項１記載の溶媒混合物。
【請求項５】
溶媒混合物中に存在する脂肪アルコールは、少なくとも１つのＣ＝Ｃ二重結合を含む請求項１または４記載の溶媒混合物。
【請求項６】
溶媒混合物は、２０℃で液体である請求項１〜５のいずれかに記載の溶媒混合物。
【請求項７】
印刷インクは、オフセット印刷インク、転写なっせんインク、平版印刷インク、凸版印刷インクおよび／またはグラビア印刷インクである請求項１〜６のいずれかに記載の溶媒混合物。
【請求項８】
バインダー、色素および溶媒混合物を含む印刷インクであって、
溶媒混合物は、
ａ）非芳香族系鉱油８０〜９９重量％
ｂ）６０までの総炭素原子数を有するＣ8〜22脂肪酸の１〜６個の炭素原子を含む一価アルコールによる脂肪酸エステル１〜２０重量％および／または
ｃ）６〜３６の炭素原子を含む脂肪アルコール１〜２０重量％
を含むことを特徴とする印刷インク。
【発明の詳細な説明】
発明の属する分野
本発明は、印刷インク用溶媒中の芳香族溶媒成分の代替品としての脂肪酸誘導体の使用に関する。本発明は、バインダー、色素、非芳香族系溶媒、および所望により添加剤を含む印刷インクに関する。
従来の技術
種々の印刷製品は、３つの主要形式に分類しうる種々の印刷技術、即ち凸版印刷、平板印刷（またはオフセット印刷）およびグラビア印刷を用いて製造することができる。凸版印刷において、印刷インキは、ゴムローラーによって薄層のインクが覆われた硬質凸状の活字から、基材に転写される。印刷インクの組成は、比較的ゆっくり乾燥し、硬化の開始が速すぎないようなものとしなければならない。凸版輪転法を用いる近代的高速新聞印刷機については、粘稠で非常にゆっくり乾燥する印刷インクが必要である。オフセット印刷では、印刷されるデザインは、正反対の極性のゾーンとして印刷版に形成される。疎水性で粘稠の印刷インクが、印刷版上の疎水域のみを湿潤する。グラビア印刷では、デザインは印刷版に彫刻される。比較的低粘度の印刷インクで印刷版を湿潤した後、印刷インクが彫刻凹部内のみに残るように印刷版表面からかきとり、この凹部から印刷インクが印刷される基材に転写される。
以上の事例から、印刷インクは経済的背景に反して、種々の要件を充足する必要があることがわかる。印刷インクの主成分は、色素、バインダー、溶媒および添加剤であり、これらにより、印刷インクに必要な特性を変化させることができる。例えば、印刷インクに想定される用途に従い、粘度や流動性や粘着性を調節することができる。特に大量生産の印刷物において経済的背景に反しつつも、適合が期待される物性に関する種々の要件のため、印刷インクに使用される溶媒に対し厳しい要求が課せられている。溶媒は、一方では種々のバインダーおよび種々の添加剤を溶解可能であることが必要であり、他方では粘度を要求される値に調節可能であることが必要である。
鉱油は、その好適な価格のため、印刷インク用の溶媒として好適に使用されている。しかしながら、このような炭化水素系希釈剤の１つの欠点は、用いられるバインダーに対する溶解特性が乏しいことである。例えば鉱油の場合、バインダー溶解特性は、芳香族含量の減少につれて低下する（Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, A 22, 147（1993））。このため、事実、場合により芳香族炭化水素を高含量で含んでいる溶媒が、鉱油中の脂肪族炭化水素の乏しい溶解特性を補償するために印刷インクに使用される。例えばオフセット印刷の場合、天然樹脂変性フェノール樹脂および乾性油変性アルキド樹脂を、16〜20%の芳香族炭化水素を含む高沸点鉱油中に溶解する（G.H.Hutchinson in“Solvent Problems in Industry”,G.Kakabadse,（編者）,Elsevier,New York（1984））。しかしながら、溶媒中の芳香族成分は、その毒性および環境上の挙動の両方について、望ましくない作用を示す。
本発明が解決しようとする課題は、印刷インク製造用に使用される溶媒混合物中の芳香族成分を、上記理由のため、少なくとも同等の作用を示す一方環境上非常に安全な物質によって置換することである。
驚くべきことに、種々の分野の用途における脂肪酸エステルおよび脂肪アルコールによって、印刷インク用溶媒中の芳香族成分を完全に置換できることが、判明するに至った。
印刷インクにおける脂肪酸エステルの使用は、以前から知られていた。特に、不飽和脂肪酸のトリグリセリドは、リトグラフ印刷インクに使用される。最もよく用いられる油は、亜麻仁油、大豆油およびタル油である（Encyclopedia of Chemical Technology,13,381頁および後続の記載）。しかしながら、このような添加剤の目的は、酸化乾燥バインダーとしての機能にある。不飽和脂肪酸を印刷インク製造に溶媒として使用することは、関連文献から明白ではない。
DE-A 43 19 825は、ゴム印刷ローラーまたは印刷ブランケットからの残留物および印刷インクを除去するため、清浄用ペーストの使用を教示する。清浄用ペーストは、研磨成分に加えて、10〜25％のメチルおよびエチルエステルの形態の脂肪酸エステルを含む。大豆油メチルエステルおよびナタネ油メチルエステルを特に具体的に記載する。しかしながら、脂肪酸エステルがインクローラー用研磨成分と一緒に使用することだけでなく印刷インク製造に適しているかは、この特許文献から明白ではない。
US 5,340,493も、また印刷ローラー、ブランケットおよび機械の清浄に関する。この特許文献は、タル油アルキルエステル、有機溶媒および界面活性剤からなる清浄用溶液を開示する。この特許文献の発明の目的は、印刷機の一部の清浄用溶液を提供するもので、このような清浄用溶液が印刷インクの製造に使用されるとの示唆は、全く存在しない。
DE-C3-25 12 734では、飽和脂肪酸エステルを剥離剤として印刷インクに添加する。この目的は、インクを非吸収性の表面に適用した場合にふき取り作用の改善を得ることである。しかしながら、このインクは鉱油を何ら含んでいない。
US 3,946,138および関連するUS 4,069,179から、転写なせんに使用される印刷インクは脂肪モノアルコールを担体として含んでもよいことが知られている。この脂肪モノアルコールの例として、セチルアルコール、ミリスチルアルコールおよびステアリルアルコールを開示する。この開示およびその実施例の両方から、アルコールの使用量は、印刷インクの少なくとも４０重量％であることが明白である。鉱油については、全く開示がない。
発明の開示
本発明は、印刷インク用の溶媒混合物であって、
ａ）非芳香族系鉱油８０〜９９重量％
ｂ）６０までの総炭素原子数を有するＣ8〜22脂肪酸の１〜６個の炭素原子を含む一価アルコールによる脂肪酸エステル１〜２０重量％および／または
ｃ）６〜３６の炭素原子を含む脂肪アルコール１〜２０重量％
を含むことを特徴とする溶媒混合物を提供する。
溶媒混合物中の非芳香族系鉱油の最大含量は、鉱油を脂肪酸エステルおよび脂肪アルコールと一緒に使用した場合には多くとも９８重量％に減少することは、当業者に直ちに明らかになるであろう。
鉱油は、印刷インク製造に使用される溶媒混合物中に、８０重量％以上であって９９重量％以下の割合で存在する。この点に関し、用いたバインダーの特定の溶解度を考慮に入れることが重要である。
用いられる鉱油は、温度１００〜３５０℃の範囲で沸騰すべきである。本発明によれば、沸点２４０〜３３０℃の鉱油が好適に使用され、沸騰温度２７０〜３１０℃の鉱油が特に好適である。
前記鉱油に加え、バインダーの溶解度改善のため、脂肪酸エステルを用いることができる。脂肪酸エステルは、総溶媒含量に基づき１〜２０重量％の量で使用する。
本発明の目的に適した脂肪酸エステルには、例えば、ドデセン酸、デセン酸、オクテン酸、オクタジエン酸、ドデカジエン酸、デカジエン酸、オレイン酸、エルカ酸、リシノール酸、タル油脂肪酸、リノール酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ノナデカン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、アラキン酸、リノレン酸およびベヘン酸のエステルが包含される。以上のリストは、単なる例であって、制限する意図はない。
脂肪酸成分が天然源である脂肪酸エステルが特に好適である。
本発明に使用される脂肪酸エステルは、飽和であってよい。しかしながら、脂肪酸成分中に少なくとも１つの二重結合を含む脂肪酸エステルが特に好適である。
本発明によれば、また天然トリグリセリド、例えば牛脂、パーム油、ピーナッツ油、ナタネ油、綿実油、大豆油、ヒマワリ油および亜麻仁油と対応するアルコールとのエステル交換によって得られる脂肪酸エステル、従って組成が変化する種々の天然脂肪酸エステルの混合物である脂肪酸エステルを使用することができる。本発明によれば、高含量の不飽和脂肪酸のトリグリセリドが好適である。これには、例えばゴマ油、ナタネ油、亜麻仁油、トウモロコシ油、穀類種子油、大豆油、ケシ油、ヒマワリ油およびエノ油が包含される。
天然脂肪酸誘導体のエステル交換によって得られる飽和または不飽和脂肪酸のエステルも、本発明の目的に使用することができる。例えば、リシネン酸
0004090500.tif 000002
エライジン酸またはペラルゴン酸のエステルを本発明の目的に使用することができる。
脂肪酸エステルのアルコール成分は、一価、二価または三価アルコールであってよい。好適なアルコールは、特に一価の直鎖および分岐鎖アルカノール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｔ-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノールおよびこれらの高級同族体である。しかしながら、不飽和アルコール、例えばアリルアルコール、ブテニルアルコール、ペンテニルアルコールおよび脂肪アルコールを限度とするこれらの高級同族体、例えばオレイルアルコールおよびエルシルアルコール、および二量体脂肪酸の還元によって得られるジオールも、本発明に使用することができる。アルコール成分が１〜６の炭素原子、特に１〜４の炭素原子を含む一価アルコールによってエステル化された脂肪酸が、好適に使用される。
脂肪酸エステルに加えまたは代えて、６〜３６の炭素原子を含む脂肪アルコールを、本発明の課題の解決のために使用することができる。脂肪酸エステルと同様な方法によって、脂肪アルコールは鉱油に、１〜２０重量％の量で添加される。
本発明の使用に適した脂肪アルコールは、例えばドデカノール、デカノール、オクタノール、オクテノール、ドデセノール、デセノール、オクタジエノール、ドデカジエノール、デカジエノール、オレイルアルコール、エルシルアルコール、リシノレイルアルコール、ステアリルアルコール、パルミチルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、アラキジルアルコール、カプリルアルコール、カプリンアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコールおよびベヘニルアルコールである。以上のリストは、単なる例であって、制限する意図はない。
脂肪アルコールの製法は、本発明におけるその使用にとって重要ではない。しかしながら、脂肪アルコールは、好適には脂肪酸から生成され、一般に脂肪酸エステルから還元によって得られる。
天然脂肪酸のエステル化および還元によって得られる脂肪アルコールは、本発明の目的に特に好適である。
本発明に使用される脂肪アルコールは、飽和であってよい。しかしながら、少なくとも１つの二重結合を有する脂肪アルコールが好適に使用される。
また、本発明に従い、天然トリグリセリド、例えば牛脂、パーム油、ピーナッツ油、ナタネ油、綿実油、大豆油、ヒマワリ油および亜麻仁油またはこれらと対応するアルコールとのエステル交換生成物から形成された脂肪酸エステルの還元によって得られる脂肪アルコール、従って種々の脂肪アルコールの混合物である脂肪アルコールを使用することができる。
天然脂肪酸誘導体のエステル交換および還元によって得られる飽和または不飽和脂肪アルコールも、本発明の目的に使用することができる。例えば、リシネンアルコール（Ricinenalkohol）、エライジルアルコールまたはペラルゴニルアルコールを本発明の目的に使用することができる。
本発明の１つの特徴は、脂肪酸エステルおよび脂肪アルコールを、非芳香族系鉱油含有混合物において、各々独立して使用するかまたは組み合わせて使用することであるが、ただし、以上の２成分の一方は存在する必要がある。
本発明の好適な一具体例によれば、溶媒混合物の成分は、この溶媒混合物が２０℃で液体であるように選択される。
本発明は、またバインダー、色素および溶媒混合物を含む印刷インクであって、
溶媒混合物は、
ａ）非芳香族系鉱油８０〜９９重量％
ｂ）６０までの総炭素原子数を有するＣ8〜22脂肪酸の脂肪酸エステル１〜２０重量％および／または
ｃ）６〜３６の炭素原子を含む脂肪アルコール１〜２０重量％
を含むことを特徴とする印刷インクを提供する。
印刷インクは、所望により他の成分、例えば界面活性剤、充填材、安定剤、ドライヤーおよび流動性改善剤を含むことができる。
好適なバインダーは、それ自体既知の樹脂、例えばシェラック、ロジン、フェノール変性ロジン、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリエポキシ、セルロース、ニトロセルロースなどであるが、好適にはアルキド樹脂である。
オフセット印刷インク、転写なっせん（なせん）インク、平版印刷インク、凸版印刷インクおよび／またはグラビア印刷インクを、本発明の溶媒混合物を用い、通常の成分と組み合わせて製造することができる。
実施例
以下の実施例において、特に断らない限り、割合は全て重量である。
実施例１
グラビア印刷インクの製造
市販の大豆油系乾性油変性アルキド樹脂１００部（イソフタル酸、トリメチロールプロパン、1500 dPa・s，20℃）と一緒にした顔料ベース１００部（Hacolor P.Y.13）、コバルト６％含有コバルトオクトエート１０部、超微粉ポリエチレンワックス２０部、フェノール変性ロジン３２０部、非芳香族系鉱油４００部および亜麻仁油脂肪酸プロピルエステル４０部を３本ロールスタンドで粉砕した。
比較例
上記組成において、非芳香族系鉱油４００部および亜麻仁油脂肪酸プロピルエステル４０部に代えて、芳香族炭化水素１８％含有鉱油４４０部（沸点範囲270〜310℃、アニリン点72℃）を用いた。
印刷特性について、インクを比較した。全ての場合、適用した印刷インクの層は、１．５ｇ／m2±５％であった。
実施例２
オフセット印刷インクの製造
ファーネスブラック１００部、超微粉ポリエチレンワックス１０部、市販の大豆油系乾性油変性アルキド樹脂３５部（イソフタル酸、トリメチロールプロパン、1500 dPa・s，20℃）、コバルト６％含有コバルトオクトエート２部、フェノール変性ロジン６５部、ギルソナイトアスファルト５０部、非芳香族系鉱油２００部、オクタデセノール１０部およびナタネ油脂肪酸プロピルエステル３０部を、２００℃で溶融し、３本ロールスタンドで粉砕した。
比較例
上記組成において、非芳香族系鉱油２００部、ナタネ油脂肪酸プロピルエステル３０部およびオクタデセノール１０部に代えて、芳香族炭化水素１８％含有鉱油２４０部（沸点範囲270〜310℃、アニリン点72℃）を用いた。各成分を２００℃に溶融し、３本ロールスタンドで粉砕した。
インクを、新聞印刷用紙（52ｇ/m2）に輪転機によって適用し、その印刷特性について比較した。全ての場合、適用した印刷インクの層は、１．５ｇ／m2±５％であった。
実施例３
転写なせんインクの製造
ディスパースレッド（Dispers-Red）１５０部、ディスパースブルー（Dispers-Blue）３３１（５０部）、亜麻仁油イソフタル酸系乾性油変性アルキド樹脂２００部、コバルトオクトエート１０部、フェノール変性ロジン２５０部、非芳香族系鉱油３００部、オクタデセノール２５部およびオレイン酸プロピルエステル２５部を３本ロールスタンドで粉砕した。
比較例
非芳香族系鉱油３００部、オクタデセノール２５部およびオレイン酸プロピルエステル２５部に代えて、芳香族炭化水素１８％含有鉱油３５０部（沸点範囲270〜310℃、アニリン点72℃）を溶媒として上記組成に添加した。得られた転写なせんインクを層厚１．５ｇ／m2で適用し、印刷後直ちに転写して、印刷特性について前記インクと比較した。全ての場合、印刷インクは、層厚１．５ｇ／m2±５％で適用した。