專利名稱：印刷油墨組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保型印刷油墨組合物，其含有用于溶解油墨樹脂的植物油作為主要成分，并具有降低了的揮發(fā)性有機溶劑含量。
迄今為止，作為植物油，已使用了亞麻子油，桐油，大豆油等。通常，通過這些植物油的氧化聚合和揮發(fā)性有機溶劑滲透的平衡，可以得到足夠的凝固性能和干燥速度。但是存在這樣的問題，即揮發(fā)性有機溶劑會破壞印刷場所的環(huán)境，并進一步地，它們對地球的環(huán)境造成壞的影響。因此，需要其中的揮發(fā)性有機溶劑含量被盡可能地減少的印刷油墨。
在通常已知的油墨中，已有人建議一種印刷油墨，用于在具有滲透性的材料例如紙上進行印刷，該油墨使用大豆油作為植物油，并且其中的揮發(fā)性有機溶劑組分也用植物油代替。但是，沒有得到足夠的凝同性能。在這種情況下，印刷油墨的使用被限定為在降低生產(chǎn)率和可操作性下使用，其原因在于要通過降低印刷速度來盡可能地保證凝固時間，以及通過從印刷機中不斷地取出印刷品，來防止大量的印刷品層疊。這樣，實際上應(yīng)用于在紙上印刷的油墨被迫一起使用揮發(fā)性有機溶劑和植物油，以獲得足夠的凝固速度。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種印刷油墨組合物，該組合物適于需要高速凝固性能的紙印刷。
本發(fā)明的其它目的和效果從下面的描述中將會很清楚。
為解決上述問題本發(fā)明人進行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在植物油中溶解松香改性的酚樹脂得到的印刷油墨組合物解決了該問題。本發(fā)明是基于這一發(fā)現(xiàn)完成的。
即，通過提供一種印刷油墨組合物，實現(xiàn)了本發(fā)明的上述目的，該組合物包括一種植物油；和一種重均分子量至少為30,000的松香改性的酚樹脂，所述的松香改性的酚樹脂溶解于所述的植物油中，其中印刷油墨組合物中揮發(fā)性有機溶劑的含量不超過3％(重量)。
在上述組成下，本發(fā)明可以提供一種適于紙印刷的印刷油墨組合物，該組合物由于具有降低了的揮發(fā)性有機溶劑含量而是環(huán)保型的，并且該組合物具有優(yōu)異的凝固性能。發(fā)明詳述所述印刷油墨組合物含有重均分子量至少為30,000的松香改性的酚樹脂和植物油，該松香改性的酚樹脂溶解于植物油中，揮發(fā)性有機溶劑的含量不超過3％(重量)。該印刷油墨組合物適于紙印刷，通過滲透干燥和氧化聚合機理進行干燥，并且具有優(yōu)異的凝固性能。
術(shù)語“油墨的凝固”是指這樣的狀態(tài)通過使油墨中的溶劑組分滲透進入可滲透的基層材料例如紙等中，使載體組分的粘度增加，以增加油墨在紙上的固定力，并且即使在通過具有不飽和鍵的植物油氧化聚合進行干燥前的階段，油墨也不會轉(zhuǎn)移到由于層疊印刷品而與其接觸的紙的背面。
高速凝固性能涉及在特定的紙上印刷的印刷油墨凝固所需的時間，并且定義為采用下列方法測定的值。步驟1在JIS K 5701-1(5.3.2)的附件3中所描述的測試印刷裝置(RI測試儀)的有兩個裂口的橡膠滾筒上，均勻印刷0.125cc的測試油墨，并且將該印好的油墨轉(zhuǎn)移到下列之一的空白紙上(1)Oji Paper Co.，Ltd制造的“OK Kanefuji N Duodecimo/110kg”，(2)Mitsubishi Paper Mills Ltd制造的“Tokubishi Art Double Faced Duodecimo/110kg”，(3)Oji Paper Co.，Ltd制造的“OK Kanefuji single faced Duodecimo/110kg”，和(4)Oji PaperCo.，Ltd制造的“OK Top Coat N Duodecimo/110kg”，包括ISO標(biāo)準(zhǔn)的JapanColor的標(biāo)準(zhǔn)空白紙“Japan Paper”。步驟2按照J(rèn)IS K 5701-1(6.2.1)所定義的凝固性能，測定每一種紙上印刷的油墨。定義高速凝固性能為測得的凝固時間應(yīng)該不長于15分鐘。
本發(fā)明的印刷油墨組合物通過向油墨清漆中加入顏料，附加的植物油，及需要的添加劑來制備，所述油墨清漆是通過將松香改性的酚樹脂溶解在植物油中制備的。
作為用于本發(fā)明的印刷油墨組合物中的松香改性的酚樹脂，可以使用各種重均分子量至少為30,000的松香改性的酚樹脂。優(yōu)選的重均分子量范圍為約30,000～150,000。
本發(fā)明印刷油墨組合物中的松香改性的酚樹脂的含量為20～40％(重量)。其含量更優(yōu)選為25～30％(重量)。
作為松香改性的酚樹脂，也可以使用用石油樹脂改性的石油樹脂改性的松香改性酚樹脂。在用石油樹脂改性的情況下，松香改性的酚樹脂與石油樹脂的重量比優(yōu)選為95/5～85/15。石油樹脂改性的松香改性酚樹脂與松香改性酚樹脂組合使用，有助于改善印刷品的光澤，而且石油樹脂改性的松香改性酚樹脂在整個松香改性的酚樹脂中的比例優(yōu)選不高于50％。
為測定重均分子量，采用下列儀器和條件。
GPC儀器TOSOH CORPORATION制造(NO.SC-8020)柱SUPER H4000溶劑THF標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)聚苯乙烯樣品濃度0.1～0.5％。
在本發(fā)明的印刷油墨組合物中，石油樹脂可以與松香改性的酚樹脂組合使用。其在印刷油墨組合物中的混入量優(yōu)選為5～10％(重量)。石油樹脂有助于改善印刷品的光澤。
用于本發(fā)明印刷油墨組合物的植物油的實例包括天然油，例如大豆油，亞麻子油，桐油，蓖麻油，脫氫蓖麻油，玉米油，紅花油，canol oil等；和合成油。還有，在本發(fā)明中，這些植物油可單獨使用，或兩種或多種組合使用。
在本發(fā)明的印刷油墨組合物中的植物油含量優(yōu)選為40～70％(重量)，更優(yōu)選為50～60％(重量)。
在上述植物油中，由于亞麻子油和大豆油能更大程度地改善干燥性能，所以優(yōu)選使用這兩種植物油。
在本發(fā)明的印刷油墨組合物中，衍生自植物油的脂肪酸酯也可以與上述的植物油組合使用。衍生自植物油的脂肪酸酯的實例包括亞麻子油脂肪酸甲酯，亞麻子油脂肪酸乙酯，亞麻子油脂肪酸丙酯，亞麻子油脂肪酸丁酯，大豆油脂肪酸甲酯，大豆油脂肪酸乙酯，大豆油脂肪酸丙酯，大豆油脂肪酸丁酯，棕櫚油脂肪酸甲酯，棕櫚油脂肪酸乙酯，棕櫚油脂肪酸丙酯，棕櫚油脂肪酸丁酯，蓖麻油脂肪酸甲酯，蓖麻油脂肪酸乙酯，蓖麻油脂肪酸丙酯，和蓖麻油脂肪酸丁酯。
在上面列舉的衍生自植物油的脂肪酸酯中，優(yōu)選使用大豆油脂肪酸甲酯，大豆油脂肪酸丁酯等。
在本發(fā)明的印刷油墨組合物中，為改善凝固性能，衍生自植物油的脂肪酸酯的含量優(yōu)選為印刷油墨組合物重量的5～20％。在組合使用衍生自植物油的脂肪酸酯和上述植物油的情況下，為改善凝固性能，印刷油墨組合物中植物油和衍生自植物油的脂肪酸酯的含量優(yōu)選分別為35～50％(重量)和5～20％(重量)。
本發(fā)明的印刷油墨組合物的一個特征在于，揮發(fā)性有機溶劑的含量不超過3％(重量)。該揮發(fā)性有機溶劑不是故意加入的，在本發(fā)明中所提及的揮發(fā)性有機溶劑包括那些起源于根據(jù)需要所使用的助劑，例如蠟，干燥劑(一種干燥促進劑)，螯合劑等，并可能包含在最終得到的印刷油墨組合物中的溶劑(在使用的助劑含有揮發(fā)性有機溶劑的情況下)。更優(yōu)選使用不含揮發(fā)性有機溶劑的助劑，但是不大于約3％(重量)的揮發(fā)性有機溶劑含量被認(rèn)為是在允許的范圍內(nèi)。
如果需要，本發(fā)明的印刷油墨組合物可以含有各種用于印刷油墨的添加劑，例如如上所述的蠟，干燥劑，螯合劑等，但優(yōu)選揮發(fā)性有機溶劑的含量較低的添加劑。蠟的實例包括聚乙烯蠟，PTFE蠟，和sasol蠟。干燥劑的實例包括金屬皂，其是金屬，例如鈷，錳，鉛，鋅，鐵，鈣，鈰，稀土金屬等，和羧酸，例如辛酸，環(huán)烷酸，新癸酸，桐油酸，亞麻子油酸，樹脂酸等的鹽；和上述金屬的硼酸鹽。螯合劑通常被稱為鋁螯合物，其實例包括正丁氧基鋁，異丁氧基鋁，或二級丁氧基鋁的衍生物，其中正丁氧基，異丁氧基或二級丁氧基之一被乙酸乙酯或乙酸甲酯代替。
在生產(chǎn)本發(fā)明的印刷油墨組合物中，清漆的生產(chǎn)可采用已知的方法進行。特別地，例如可按照如下方法生產(chǎn)清漆按順序向燒瓶中加入50～60份(重量)作為植物油的大豆油，35～45份(重量)作為樹脂組分的松香改性的酚樹脂，并根據(jù)需要，進一步加入0.5～2份(重量)螯合劑，升溫，并將得到的混合物在200℃條件下蒸煮1小時。
本發(fā)明的印刷油墨組合物可采用與那些常規(guī)方法類似的方法進行生產(chǎn)。例如，可通過向采用上述方法預(yù)先制好的清漆中加入顏料，例如有機顏料或無機顏料，蠟組分，附加的清漆組分，附加的植物油，和例如金屬皂的干燥促進劑，并用三輥磨等捏合該混合物，來生產(chǎn)印刷油墨組合物。
在生產(chǎn)本發(fā)明的含有衍生自植物油的脂肪酸酯的印刷油墨組合物時，也可以采用通常使用的方法。例如，通過加熱用于印刷油墨的樹脂，衍生自植物油的脂肪酸酯，和一部分植物油的混合物，預(yù)先制備清漆，然后采用三輥磨捏合下列物質(zhì)的混合物已知的顏料，例如有機顏料或無機顏料，上述預(yù)先制備的清漆，余下的植物油和例如金屬皂的干燥促進劑，由此生產(chǎn)印刷油墨組合物。衍生自植物油的脂肪酸酯可在捏合之后向其中加入，但優(yōu)選脂肪酸酯預(yù)先結(jié)合進清漆中。
通過在200℃加熱混合物1小時來制備清漆(D)，所述混合物包括29份(重量)松香改性的酚樹脂，Beckasite F-8301(重均分子量為50,000，DAINIPPON INK & CHEMICALS，INC.制造)，61份(重量)大豆色拉油(THE NISSHIN OIL MILLS，LTD.制造)，10份(重量)石油樹脂改性的松香改性的酚樹脂，Beckasite F5501(重均分子量為30,000，DAINIPPON INK & CHEMICALS，INC.制造)，和0.3份(重量)鋁螯合物，Alumichelate(Hope Seiyaku K.K.制造)。清漆制備實施例E通過在200℃加熱混合物1小時來制備清漆(E)，所述混合物包括29份(重量)松香改性的酚樹脂，Beckasite F-7305(重均分子量為100,000，DAINIPPON INK & CHEMICALS，INC.制造)，46份(重量)大豆色拉油(THE NISSHIN OIL MILLS，LTD.制造)，10份(重量)石油樹脂改性的松香改性的酚樹脂，Beckasite F5501(重均分子量為30,000，DAINIPPON INK & CHEMICALS，INC.制造)，15份(重量)大豆油脂肪酸甲酯，TOENOL#3120(Toei Chemicl K.K.制造)，和0.3份(重量)鋁螯合物，Alumichelate(Hope Seiyaku K.K.制造)。清漆制備比較實施例F通過在210℃加熱混合物1小時來制備清漆(F)，所述混合物包括40份(重量)松香改性的酚樹脂，Beckasite F-181(重均分子量為15,000，DAINIPPON INK & CHEMICALS，INC.制造)，60份(重量)大豆色拉油(THE NISSHIN OIL MILLS，LTD.制造)，和0.3份(重量)鋁螯合物，Alumichelate(Hope Seiyaku K.K.制造)。清漆制備比較實施例G通過在210℃加熱混合物1小時來制備清漆(G)，所述混合物包括40份(重量)松香改性的酚樹脂，Beckasite F-8301(重均分子量為50,000，DAINIPPON INK & CHEMICALS，INC.制造)，20份(重量)亞麻子油，40份(重量)AF溶劑No.5(NIPPON MITSUBISHI OIL CORPORATION制造)，和0.3份(重量)鋁螯合物，Alumichelate(Hope Seiyaku K.K.制造)。
為測定重均分子量，采用下列儀器和條件。
GPC儀器TOSOH CORPORATION制造(商品號SC-8020)使用的柱子SUPER H4000使用的溶劑THF標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)聚苯乙烯樣品濃度0.1～0.5％。
所得的評價結(jié)果示于下面的表1中。
表1
采用Roland R-704膠印機，以10,000張/小時的印刷速度，使用在實施例1(油墨1)和2(油墨2)及比較例2(比較油墨2)中得到的每一種平板印刷油墨組合物進行印刷試驗。結(jié)果，油墨1和2均顯示出令人滿意的可印刷性，該可印刷性與含有大量揮發(fā)性有機溶劑的比較油墨2的可印刷性相當(dāng)，與比較油墨2相比，油墨1和2沒有損害油墨的性能。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種環(huán)保型印刷油墨組合物，其含有用于溶解油墨樹脂的植物油作為主要成分，具有盡可能降低的揮發(fā)性有機溶劑含量，并具有適合于紙印刷的高速凝固性能。
盡管已參考具體的實施例，詳細地描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下可以做各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種印刷油墨組合物，包括一種植物油；和一種重均分子量至少為30,000的松香改性的酚樹脂，所述的松香改性的酚樹脂溶解于所述的植物油中，其中印刷油墨組合物中揮發(fā)性有機溶劑的含量，以重量計，不超過3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷油墨組合物，其中所述的印刷油墨組合物，以重量計，含有20～40％的所述的松香改性的酚樹脂，40～70％的所述植物油，和10～20％的顏料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷油墨組合物，其中所述的印刷油墨組合物，以重量計，含有20～40％的所述的松香改性的酚樹脂，35～50％的所述植物油，5～20％的衍生自植物油的脂肪酸酯，和10～20％的顏料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷油墨組合物，其中所述的印刷油墨組合物，以重量計，含有15～30％的所述的松香改性的酚樹脂，5～10％的石油樹脂，40～70％的所述植物油，和10～20％的顏料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷油墨組合物，其中所述的印刷油墨組合物，以重量計，含有15～30％的所述的松香改性的酚樹脂，5～10％的石油樹脂，35～50％的所述植物油，5～20％的衍生自植物油的脂肪酸酯，和10～20％的顏料。
全文摘要
一種印刷油墨組合物，包括一種植物油；和一種重均分子量至少為30,000的松香改性的酚樹脂，松香改性的酚樹脂溶解于植物油中，其中印刷油墨組合物中揮發(fā)性有機溶劑的含量，以重量計，不超過3％。
文檔編號C09D11/10GK1408797SQ0113605
公開日2003年4月9日 申請日期2001年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月7日
發(fā)明者福田幸一, 白石剛, 松木智裕, 石井秀夫, 堀敏彥 申請人:大日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會社