CN1062286C - 用于模版印刷的乳化油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于模版印刷的浮化油墨,该油墨能提供具有高密度和稳定质量的印刷图象,而不受所用印刷纸的种类和所用印刷纸的表面是否存在凸出和凹陷的影响,并且该油墨具有优良的油墨干燥性,而不会引起任何渗出、渗透和油墨沾污,该用于模版印刷的乳化油墨包括形成油包水(W/O)型乳化油墨的油相和水相,其中,乳化油墨的油相中含有体质颜料。
Description
本发明涉及用于模版印刷的乳化油墨,更具体地说,它涉及用于模版印刷的乳化油墨,该油墨能提供具有高密度和稳定质量的印刷图象,而不受印刷纸的种类和印刷纸的表面上是否存在凸出和凹陷的影响,并且该油墨具有优良的油墨干燥性,而不存在油墨的渗出、渗透和墨污。
通过使用蜡纸和经由在该纸上形成的孔眼部分供给油墨进行模版印刷,从而实现在待印刷的物体如纸上的印刷;由于容易制备模版,因此模版印刷用于广泛的领域。
作为模版印刷用的油墨,通常使用油包水型(W/O)乳化油墨。该乳化油墨的干燥通过使油墨组分渗透到作为待印刷的物体印刷纸的里面同时使水组分扩散到空气中进行(见日本专利申请公开号:昭61-255967,昭64-14284,平4-132777,平5-117565等)。
然而,在含有着色剂的传统W/O型乳化油墨中,在油墨干燥时油墨组分渗透到印刷纸的里面,而同时着色剂也渗透到印刷纸的里面;因此产生了保留在纸表面上的着色剂量减少和印刷密度降低的问题。此外,由于油墨中的着色剂渗透到印刷纸的里面,易于产生在印刷纸的背面可以看到如同反象那样的印刷图象的现象,也就是所谓的油墨渗透现象。
此外,油墨组分渗透到纸里的速度依所用纸的种类而变化;因此产生印刷图象的密度和由所用纸的种类不同而引起的油墨的渗出、渗透和油墨的墨污依所用纸的种类而变化的缺陷。即,当待印刷的纸具有快的油墨渗透速度时,油墨组分乎不留在纸的表面上,而是渗透到纸的里面;因此印刷图象的印刷密度降低,并且油墨的渗透增加,以及由于油墨组分不留在纸的表面,因此油墨墨污减少。然而,当待印刷的纸具有低的渗透速度时,油墨组分易留在纸的表面;因此印刷图象的印刷密度变高,渗透减少,但油墨组分大量地留在纸的表面;因此油墨墨污增加。因此,需要一种模版印刷用乳液,以便可以获得具有高密度的印刷图象,而不受油墨渗透到所用印刷纸里的速度影响,同时也不产生任何油墨的渗透和墨污。
此外,乳化油墨的干燥通过使油墨渗透到纸的里面而进行,因此,如果模版印刷通过使用在纸的表面具有凸出和凹陷的印刷纸进行,那么用这种纸很难得到有光泽度的印刷图象。即使在高质量纸或中等质量纸的情况下也可以观察到这种现象,在低质量纸的情况下这种现象特别显著。因此所得到的印刷图象的质量依所用纸的表面上是否存在凸出和凹陷而变化,当进行全色印刷时,这种现象显著地出现。
此外,在模版印刷的情况下,由于油墨经由蜡纸的孔眼部分挤出,供给印刷纸,因此应该赋予油墨一定程度的粘性,然而如果该粘性由在油相组分中所含的高分子量化合物如树脂供给,则油墨的渗透速度降低,并且易产生油墨墨污。
本发明人提出一种用于模版印刷的W/O型乳化油墨,该油墨含有包含在水相中的体质颜料,因此能提供良好的印刷图象,而不受油墨渗透到印刷纸里的速度影响(见日本专利申请平7-24373)。然而,业已发现下列现象:当乳化油墨渗透到所用的印刷纸中时,油相渗透后产生水相的渗透;因此乳化油墨的渗透速度主要受油相组分的影响;因此,即使水相中含有体质颜料,油墨的渗透速度和油墨的干燥性能也不能得到改善。从而,阻止油墨墨污的作用受到限制。
本发明的目的是提供一种用于模版印刷的乳化油墨,该油墨解决了上述问题,可以提供具有高密度和最佳质量的印刷图象,而不受所用印刷纸的种类和在所用印刷纸的表面上存在凸出和凹陷的影响,而且也具有优良的油墨干燥性能,没有油墨的渗出、渗透和墨污。
本发明具有如下(1)到(4)个方面:
(1)一种用于模版印刷的乳化油墨,该油墨包括形成油包水(W/O)型乳化油墨的油相和水相,其中体质颜料包含在乳化油墨的油相中。
(2)根据(1)款的用于模版印刷的乳化油墨,其中体质颜料的含量为乳化油墨总重量的1-50%重量。
(3)根据(1)或(2)款的乳化油墨,其中体质颜料是选自碳酸钙、氧化钛和二氧化硅的至少一种颜料。
(4)根据(1)或(2)款用于模版印刷的乳化油墨,该油相中含有着色剂、树脂、非挥发性溶剂、挥发性溶剂和乳化剂。
(5)根据(1)或(2)款的用于模版印刷的乳化油墨,该油相中含有树脂、非挥发性溶剂、挥发性溶剂和乳化剂,该水相中中含有着色剂和水包油(O/W)型树脂乳液和/或水溶性聚合物。
在本发明中,由于体质颜料包含在W/O型乳化油墨的油相组分中,当把乳化油墨应用到印刷纸上时,可以非常有效地使油相组分中的着色剂或水相组分中的着色剂与体质颜料一起保留在所用印刷纸的表面上,因此印刷密度的降低被有效地阻止了,而且减少了渗透到所用印刷纸里面的着色剂的量,从而阻止了油墨的渗透。
此外,当乳化油墨应用到印刷纸上时,油相组分中的液体组分立即与体质颜料分离,而且只有液体组分渗透到纸的里面;因此油相组分的渗透速度变大,结果使乳化油墨的渗透速度也变大,因此改善了干燥性能,也改善了墨污。
此外,根据本发明的油墨,所用纸表面上的凸出和凹陷因该油墨而调平,从而降低了表面的凸出和凹陷,因此有光泽色调的印刷是可能的,即使进行全色印刷时,在所用的这种纸上也不难获得几乎相同的图象。
此外,通过选择所加入的体质颜料的种类可以赋予模版印刷用油墨以粘性;因此可以得到适合模版印刷的油墨,而不降低油墨的渗透速度,而不是通过使用聚合物化合物(如油相中的树脂组分)来赋予粘性。
本发明的W/O型乳化油墨例如可以通过将90-30%重量的水相(W)组分逐渐加入到10-70%重量的油相(O)组分中,并乳化该混合物来制备。
在本发明中,体质颜料包含在油相组分中。该体质颜料是无色颜料,不同于用于着色的着色剂;在油墨组分渗透时,它具有阻止着色剂渗透到所用纸里面的功能,从而使它保留在所用印刷纸的表面。
作为体质颜料,如果它是既不溶于水也不溶于油的细颗粒,则没有特别的限制,例如,可以使用无机细颗粒:瓷土、滑石、粘土、硅藻土、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、矾土白、二氧化硅、高岭土、云母、氢氧化铝等、有机细颗粒如聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯并乙烯、聚苯乙烯、聚硅氧烷、酚树脂、环氧树脂、苯并胍胺树脂等,或它们的共聚物的细颗粒。
加入的体质颜料的量优选的是乳化油墨总重量的1-50%重量,更优选的是5-20%重量。如果体质颜料的量太小,对印刷密度、被印刷物质的渗透等的影响就减小了,相反如果量太大,得到不适合模版印刷的油墨,即很难从蜡纸的孔眼部分挤出的油墨。
至于体质颜料的粒径,只要它在不破坏乳化油墨的范围内,对其就没有特别的限制。然而为了使油相组分中的体质颜料易于与着色剂一起保留在纸的表面,体质颜粒的粒径优选的是大于所用纸表面的孔径。如果粒径较小,体质颜料将与其他油相组分渗透到所用纸的里面,从而减小体质颜料的加入效果。
例如,当使用高质量的纸时,优选的是使用粒径为2到3微米或更大的体质颜料。从相似的观点出发,最好使用粒径大于所用纸的孔径的着色剂。
油相组分在含有体质颜料的同时可能还含有着色剂、树脂、非挥发性溶剂、挥发性溶剂和乳化剂,然而,当着色剂包含在水相组分中时,可能从油相组分中除去着色剂。
作为着色剂,已知的颜料都可以使用,例如,炭黑如炉法炭黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等、金属颜料或金属氧化物如铜、铁、氧化钛、碳酸钙等和有机颜料如偶氮系列、花青系列、二噁嗪系列、喹吖酮(quinacridone)系列等都可以使用。
作为包含在油相组分中的树脂,具有改善体质颜料和着色剂在油相中的分散性并使它们紧紧地粘附在所用印刷纸上的功能的那些树脂例如酚醛树酯、马来树脂、石油树脂、醇酸树脂等都可以使用。
此外,作为非挥发性溶剂,矿物油系列如马达油、锭子油、机油、液体石蜡等、和植物油系列如橄榄油、蓖麻油、色拉油等都可以使用。此外,作为挥发性溶剂,已知的矿物油溶剂、植物油溶剂都可以使用。所用的这些溶剂的比例(非挥发性溶剂/挥发性溶剂)依油相与水相的混合比而变化,优选的比例范围是:50-95/50-5。
可以用乳化剂构成W/O型乳液,并且最好使用非离子表面活性剂。例如,脱水山梨糖醇高级脂肪酸酯如脱水山梨糖醇一月桂酸酯、脱水山梨糖醇一棕榈酸酯、脱水山梨糖醇一硬脂酸酯、脱水山梨糖醇三硬脂酸酯、脱水山梨糖醇一油酸醅、脱水山梨糖醇倍半油酸酯等、脂肪酸一甘油酯、脂肪酸二甘油酯和高级醇、烷基酚、脂肪酸等的环氧乙烷加合物是可以提到的。
至于本发明的水相组分,在着色剂包含在水相组分中的情况下,为了改善着色剂的分散性和它在纸上的粘着性,最好使其中包含O/W型树脂乳液和/或水溶性聚合物化合物。作为着色剂,用在上述油相组分中的那些都可以使用。
作为O/W型树脂乳液,聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、1,1-二氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氨酯等的树脂乳液都可以使用。此外,作为水溶性聚合物化合物,聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯-聚乙烯醇共聚物,聚环氧乙烷、聚乙烯醚、聚丙烯酰胺、阿拉伯胶、淀粉、水溶性氨基甲酸乙酯等都可以使用。
水相组分中树脂组分的量优选的是20%重量或更少,更优选的是10%重量或更少,该量是按照固体计算的,以乳化油墨的总量为基础。如果所加入的树脂组分量太大,当油墨放置在蜡纸上,并保持较长时间时,树脂组分可能在该纸的孔眼部分形成膜,从而在印刷时阻止油墨通过。
此外,为了改善着色剂对水的湿润度、它在其中的分散性等,在水相组分中可以含有表面活性剂或类似物。另外,如果需要,在水相组分中可以含有水溶性添加剂如湿润剂、电解质、抗菌剂、防氧化剂、阻止水蒸发剂等。
下面将更详细地描述本发明,但是,不应把它看作是对本发明的限制。此外,实施例中的份数指的是重量份。
实施例1
按照下列方法通过混合表1所列的各组分制备(W/O)型乳化油墨:
首先将醇酸树脂、炉法炭黑和脱水山梨糖醇一油酸酯充分混合,然后用三辊砑光机充分捏合该混合物。把碳酸钙加入到6号溶剂和脱水山梨糖醇一油酸酯中,充分混合该混合物,用球磨机(不锈钢球)分散该混合物24小时,把上述得到的捏合混合物加入到所得的分散体中,加入40号马达油,充分搅拌该混合物,即得到油相。把由水和乙二醇组成的水溶液缓慢地加入到油相中,并同时用搅拌器搅拌,乳化该混合物,这样就制得了油包水型乳液。
表1所示的平均粒径是通过离心式粒径测定仪(CAPA-700,Horiba Scisakusho Co.,Ltd.制造的)测定的。
实施例2和3以及对比实施例1
重复实施例1,不同的是,分别用氧化钛(在实施例2中)和二氧化硅(在实施例3中)代替碳酸钙作为体质颜料,对比实施例1中不用体质颜料,从而得到各自的乳化油墨。至于氧化钛和二氧化硅,可以使用表面经疏水处理的那些物质。
实施例4
重复实施例1,不同的是在油相组分中不使用实施例1的着色剂,把具有表1所示混合比的着色剂、分散剂、O/W型乳液、水和乙二醇用作水相组分,得到乳化油墨。
对比实施例2
重复实施例1,不同的是,在油相组分中不使用实施例1的着色剂和树脂,把具有表1所示比例的着色剂、分散剂、O/W型乳液、水和乙二醇用作水相组分,得到乳化油墨。
表1
(单位:重量份) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比实施例1 | 对比实施例2 | ||
油相 | 着色剂 | 炉法炭黑 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | - | 4.0 | - |
树脂 | 醇酸树脂 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 7.0 | 11.0 | - | |
非挥发性溶剂 | 40号马达油 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 5.0 | 15.0 | |
乳化剂 | 6号溶剂 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 11.0 | 8.0 | |
体质颜料(平均粒径:微米 | 脱水山梨醇一油酸酯 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
CaCO3 | 8.0(2.5) | - | - | 8.0(3.0) | - | - | ||
TiO2 | - | 8.0(3.0) | - | - | - | - | ||
二氧化硅 | - | - | 8.0(2.0) | - | - | - | ||
水相 | 水 | 离子交换水 | 61.0 | 61.0 | 61.0 | 51.0 | 61.0 | 64.0 |
湿润剂 | 乙二醇 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | |
分散剂 | 聚乙烯吡咯烷酮 | - | - | - | 1.0 | - | 1.0 | |
(o/w)乳液 | 丙烯酸酯 | - | - | - | 10.0 | - | 10.0 | |
着色剂 | 炉法炭黑 | - | - | - | 4.0 | - | 4.0 |
把实施例1-4和对比实施例1和2中所得到的相应乳化油墨用于模版印刷,通过模版印刷设备(由Riso KagakuCorporation制造的Risograph RC115D(商标))在高质量纸上进行模版印刷。所得印刷物的印刷密度、渗出、墨污和渗透的评价以及在表面上有凸出和凹陷的低质量纸(再生纸)上进行印刷所得到的印刷密度按照下列方法进行检验,其结果列于表2:
(1)印刷密度:连续印刷部分的印刷密度用OD(光密度)仪(Mc Beth Co.,Ltd.制造的RD920)进行测定。
(2)渗透:连续印刷部分背面的密度用OD仪(同上)进行测定。
(3)墨污:连续印刷100张后,用肉眼评价印刷面的背面占污情况。没有墨污的情况用○表示,有墨污的情况用×表示。
(4)渗出:用显微镜(80倍)观察粘附油墨的地方的渗出情况。几乎观察不到渗出的情况用○表示,渗出较明显的情况用×表示。
(5)低级纸的印刷密度:按照与上述相同的方式进行评价。
表2
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比实施例1 | 对比实施例2 | |
印刷密度 | 1.28 | 1.21 | 1.25 | 1.23 | 0.96 | 1.18 |
渗透 | 0.13 | 0.14 | 0.13 | 0.15 | 0.30 | 0.21 |
油墨沾污 | ○ | ○ | ○ | ○ | × | × |
渗出 | ○ | ○ | ○ | ○ | × | × |
低级纸的印刷密度 | 1.20 | 1.22 | 1.20 | 1.19 | 0.85 | 1.01 |
从表2可以发现,实施例1-4的情况与对比实施例1和2的情况相比,印刷密度较高,渗透和渗出优良,而且,即使在低级纸上进行印刷,印刷密度也较高。另外,标志油墨渗透速度的油墨沾污情况也可以减少。
本发明用于模版印刷的乳液,由于油相中含有体质颜料,因此印刷密度较高,而且可以增加油墨的干燥速度,而不会引起油墨的渗透、渗出等。
Claims (3)
1.一种用于模版印刷的油包水型乳化油墨,其具有包含着色剂、树脂、非挥发性溶剂、挥发性溶剂和乳化剂的油相以及包含水的水相,其中油相中含有基于乳化油墨总重量为5-20%重量的体质颜料,所述体质颜料选自瓷土、滑石、粘土、硅藻土、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、矾土白、二氧化硅、高岭土、云母、氢氧化铝、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚硅氧烷、酚树脂、环氧树脂、苯并胍胺树脂及其共聚物。
2.一种用于模版印刷的油包水型乳化油墨,其具有包含非挥发性溶剂、挥发性溶剂和乳化剂的油相以及包含着色剂和水的水相,其中油相中含有基于乳化油墨总重量为5-20%重量的体质颜料,所述体质颜料选自瓷土、滑石、粘土、硅藻土、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、矾土白、二氧化硅、高岭土、云母、氢氧化铝、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚硅氧烷、酚树脂、环氧树脂、苯并胍胺树脂及其共聚物。
3.根据权利要求1或2的用于模版印刷的乳化油墨,其中水相中包含水包油型树脂乳液、水溶性聚合物或其混合物。
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