本发明的目的是,克服上述现有技术的缺点,提供在孔版印刷机上臭味小、机上放置性和保存稳定性好,温度依赖性小,粘着性良好,不发生树脂凝集而且填充性也好的孔版印刷用油包水型乳液油墨。
本发明提供了孔版印刷用油包水型乳液油墨,其特征是,该油墨是由10-90%(重量)油相和90-10%(重量)水相构成的油包水型乳液油墨,其中含有粘度(40℃下)超过10.0mm2/s、用环分析测得的碳素分布中的环烷成分的碳含量在34%CN以上、并且芳香族成分的碳含量在20%CA以下的不挥发性矿物油。
本发明提供一种孔版印刷用油包水型乳液油墨,其特征是,该油墨是由10-90%(重量)油相和90-10%(重量)水相构成的油包水型乳液油墨,其中,该油相含有40℃的粘度超过10.0mm2/s、用环分析测得的碳素分布中的链烷烃成分的碳含量在42-50%CP、环烷成分的碳含量在34%CN以上、并且芳香族成分的碳含量在5%CA以下的不挥发性矿物油。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,所述不挥发性矿物油的40℃的粘度是10.0mm2/s以上、300mm2/s以下。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,所述不挥发性矿物油的粘度是10.0mm2/s以上、120mm2/s以下。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,所述不挥发性矿物油的40℃的粘度是10.0mm2/s以上、60mm2/s以下。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,所述不挥发性矿物油的含量是40℃的粘度超过10.0mm2/s的全部不挥发性矿物油成分的30%(重量)以上。
在本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,水相中含有不溶性着色剂。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,所述油相还含有松香改性酚醛树脂或松香聚酯树脂。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,所述松香改性酚醛树脂和松香聚酯树脂的重均分子量是3万-15万。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,在油相和水相两相中含有不溶性着色剂。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,上述油相还含有40℃的粘度为10mm2/s以下、苯胺点100℃以下并且用色谱分析测得的芳香族成分含量为1%(重量)以下的挥发性溶剂。
本发明优选的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,所述挥发性溶剂的含量是油相的液体成分的10%(重量)以上、40%(重量)以下。
在本说明书中,不挥发性矿物油的链烷烃成分(CP)、环烷成分(CN)、芳香族成分(CA)是用环分析(参见日本润滑学会编、油滑手册、养贤堂版、p.344)的碳素分析的各成分碳原子数相对于碳原子总数的百分比表示,它们的单位分别为%CP、%CN、%CA。
另外,苯胺点采用JIS试验方法“石油制品苯胺点及混合苯胺点试验方法(JISK2256)”测定。
此外,色谱分析采用JIS试验方法“石油制品-烃类型试验方法(JIS K2536)”。
下面进一步详细地说明本发明。
本发明的孔版印刷用油包水型乳液油墨中的油相是由油成分、不溶性着色剂、不溶性着色剂分散剂、体质颜料、树脂、乳化剂等构成。水相是由不溶性着色剂、分散剂、水、电解质、杀霉菌剂、水蒸发防止剂、水溶性高分子、水包油型树脂乳液(疏水性高分子)、体质颜料等构成。这些构成成分可以使用不妨碍乳液形成的公知的物质。
下面说明本发明的孔版印刷用油包水型乳液油墨的各种成分。
在本发明中,作为油成分,含有粘度(40℃下)超过10.0mm2/s、用环分析测得的碳素分布中的环烷成分(CN)的碳含量在34%CN以上、并且芳香族成分(CA)的碳含量在20%CA以下的不挥发性环烷系矿物油。
该环烷系矿物油有:出光兴产社的ダイアナ操作油系列(NM-280、NR-68、NR-26、NP-24、NS-24等)、ダイアナフレシア系列(N-28、N-90、N-150、U-46、U-56、U-68、U-130、U-170、U-260)、太阳石油社的石油环烷酸操作油系列(サンセンオイルシリ-ズ)(310、410、415、420、430、450、380、480、3125、4130、4240)、美孚(モ-ビル)石油社的ガ-ゴイル极圈地区用油(ア-クティックオイル)155和300ID等。
该环烷系矿物油中的芳香族成分的碳含量最好是5%CA以下。这类不挥发性的环烷系矿物油可以举出ガ-ゴイル极圈地区用油-轻(ア-クティックオイルライト)和ガ-ゴイル极圈地区用油C-重(ア-クティックオイルCヘビ-)(都是美孚石油社的产品)。
在本发明中使用的油成分中,除了上述矿物油之外,在不损害臭味、保存稳定性、树脂的溶解性等性能的范围内还可以并用其它的油。
本发明中使用的上述矿物油以外的油成分例如可以使用石油系溶剂、液体石蜡、锭子油、机油、润滑油、其它矿物油;亚麻仁油、妥尔油、玉米油、橄榄油、菜籽油、蓖麻油、脱水蓖麻油、大豆油、椰子油等植物油等。这些油成分优先选用芳香族成分较少的物质。
在本发明中,在不损害稳定性、保存稳定性和树脂溶解性的范围内还可以并用合成油。
另外,还可以并用粘度(40℃下)超过10mm2/s以下的石油系溶剂。
作为安全性高的石油系溶剂,优先选用粘度(40℃下)在10.0mm2/s以下、苯胺点100℃以下并且用色谱分析测得的芳香族成分含量在1%(重量)以下的挥发性溶剂,这样可以提高保存稳定性,例如可以举出埃克森(エクソン)化学社的异链烷烃石油馏出液(アイソパ-シリ-ズ)(C,E,G,H,L,M等)和エクソ-ル(D-30,D-40,D-80,D-110,D-130等)、日本石油社的AF溶剂系列(ソルベントシリ-ズ)(4号、5号、6号、7号)等。该挥发性溶剂的含量最好是油相的液体成分的10%(重量)以上、40%(重量)以下。
另外,还可以并用臭味小、粘度(40℃下)超过10mm2/s、通过环分析得到的碳素分布的环烷成分(CN)的碳含量低于34%CN并且芳香族成分(CA)的碳含量在20%CA以下的不挥发性矿物油。这类矿物油可以举出日本石油社的日石超级油系列(ス-パ-オイルシリ-ズ)(B,C,D,E等)、美孚石油社的ガ-ゴイル极圈地区用油系列(1010,1022,1032,1046,1068,1100等)以及美孚バキュオリン超重(エキストラヘビ)、モ-ビルDTE超重(エキストラヘビ-)、太阳石油的石蜡油系列(サンパ-オイルシリ-ズ)(110、115、120、130、150、2100、2280等)、出光兴产社的ダイアナ操作油系列(PX-90、PW-32、PW-90、PW-380、PS-32、PS-90、PS-430)等。这些油可以单独使用,也可以2种以上混合使用。
上述粘度(40℃下)超过10mm2/s的不挥发性矿物油,是油相成分的25%(重量)以上,优选的是50%(重量)以上。
在考虑安全性的场合,这些油成分最好是选用3环以上的含有缩合芳香族环的芳香族烃的多环芳香族成分低于3%(质量)的油成分。
着色剂可以使用各种色调的公知的颜料、分散染料等,例如乙炔炭黑、槽法炭黑、炉法炭黑等炭黑类;铝粉、青铜粉等金属粉;氧化铁红、铬黄、群青、氧化铬、氧化钛等无机颜料;不溶性偶氮颜料、偶氮色淀颜料、缩合偶氮颜料等偶氮类颜料;无金属酞菁颜料或铜酞菁颜料等酞菁类颜料;蒽醌系、喹吖酮系、异吲哚满酮系、异吲哚满系、二噁嗪系、士林系、苝系、周酮(ペリノン)系、硫靛系、奎酞铜系、金属配位体等缩合多环系颜料;酸性或碱性染料的色淀等有机颜料;重氮染料、蒽醌系染料等油溶性染料等。这些颜料和染料类可以单独使用,也可以2种以上混合使用。
分散于油相和水相中的颜料的平均粒径在10-0.1μm为宜,优选的是1-0.1μm。
其用量可根据需要确定,通常是2-15%(重量)。
另外,尽管是分散或添加到油相和水相中,但性质相近的颜料也可以同相添加2种以上颜料。
至于炭黑,在添加到油相中的场合,应使用pH5以下的酸性颜料,在添加到水相中的场合,应使用pH5以上、优选的是pH6-10、最好是pH7-9的碱性颜料。
有代表性的炭黑可以举出MA-100、MA-7、MA-77、MA-11、#40、#44(三菱化学社制)Raven1080、Raven1255、Raven760、Raven410、Raven1100(哥伦比亚碳(コロンビヤンカ-ボン)社制)等。
乳化剂是为了形成油包水型乳液的目的而使用的,可以使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂中的任1种,只要稳定地具有效果,无论是低分子还是高分子都可以使用,也可以两者并用。其中优选的是非离子表面活性剂,例如山梨糖醇酐一油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、山梨糖醇酐三油酸酯、山梨糖醇酐一硬酯酸酯等山梨糖醇酐脂肪酸酯;聚氧乙烯山梨糖醇酐一油酸酯,聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯等聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯;甘油一硬酯酸酯、十甘油三油酸酯、六甘油聚蓖麻酸酯等(一、二、三、聚)甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂防酸酯、聚氧乙烯甘油植物油脂肪酸酯等聚氧乙烯甘油脂肪酸酯;聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚等脂肪酸;高级醇、烷基苯酚等环氧乙烷加成物;聚氧乙烯烷基胺·脂肪酸酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯蓖麻油·硬化蓖麻油等,可以单独使用1种或2种以上合并使用,制备保存稳定性高的乳液。其添加量一般是油墨重量的0.5-15%(重量),优选的是2-8%(重量)。
除以上所述之外,在不妨碍乳液形成的范围内可以在油相中添加树脂、着色剂的分散剂、体质颜料、凝胶化剂和防氧化剂等。
在本发明中,作为树脂可以添加下列树脂中的1种或2种以上混合添加:松香、聚合松香、氢化松香、松香酯、氢化松香酯等松香系树脂;松香聚酯树脂、松香改性醇酸树脂、松香改性马来酸树脂、松香改性酚醛树脂等松香改性树脂;马来酸树脂;酚醛树脂、石油树脂、环化橡胶等橡胶衍生物树脂;萜烯树脂、醇酸树脂、聚合蓖麻油等。
上述树脂中有代表性的树脂可以举出荒川化学社制的TAMANOL(タマノル)353、TAMANOL(タマノル)403、TAMANOL(タマノル)361、TAMANOL(タマノル)387、TAMANOL(タマノル)340、TAMANOL(タマノル)400、TAMANOL(タマノル)396、TAMANOL(タマノル)354、KG836、KG846、KG1834、KG1801等松香改性酚醛树脂等。
从粘着性和印刷性的角度考虑,该树脂的重均分子量在5万-15万为宜,优选的是5.5万-15万,这些树脂优先选用对于日石0号溶剂H(日本石油社制)具有溶解性的容限在1g/g以上(在1g树脂中可以溶解1g以上的0号溶剂H)的树脂。另外,从油墨成本和印刷性的角度考虑,油相中的树脂用量应为油相的2-50%(重量),最好是5-20%(重量)。
树脂的重均分子量较低的场合以及添加量较少的场合,对粘着性的效果较小,反之,重均分子量过高或树脂添加量较多的场合,油墨粘度增大,油墨从滚筒后端泄漏。
本发明中使用的醇酸树脂是由油脂和多元酸及多元醇构成的。所述的油脂可以举出椰子油、棕榈油、橄榄仁油、蓖麻油、米糠油、棉籽油等碘值80以下的不干性油或半干性油以及这些脂肪酸,在醇酸树脂的碘值为80以下的范围内也可以使用一部分大豆油、亚麻仁油、桐油等干性油。
上述的多元酸可以使用邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、四氢化邻苯二甲酸等饱和多元酸,以及马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、柠康酸酐等不饱和多元酸。
上述的多元醇可以使用乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、亚丙基二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、二甘油、三甘油、季戊四醇、二季戊四醇、甘露糖醇、山梨糖醇等。
醇酸树脂的含油率用油脂中的脂肪酸以甘油三酸酯存在时的树脂中的重量%表示。从分散稳定性以及由于形成皮膜而堵塞丝网孔眼等的角度考虑,醇酸树脂的含油率应为60-90,碘值应在80以下。醇酸树脂的重均分子量在3万以下为宜,优选的是1万以下。
在本发明中,分散于油相和水相中的着色剂的着色剂分散剂可以使用不妨碍乳液形成的物质,也可以使用上述乳化剂用非离子表面活性剂和水溶性高分子。
所述分散剂可以举出烷基胺类高分子化合物、铝螯合物系化合物、苯乙烯-马来酸酐系共聚高分子化合物、聚羧酸酯型高分子化合物、脂肪族多元羧酸、高分子聚酯的胺盐类、酯型阴离子表面活性剂、高分子量聚羧酸的长链胺盐类、长链聚氨基酰胺与高分子酸聚酯的盐、聚酰胺系化合物、磷酸酯系表面活性剂、烷基硫代碳酸盐类、α-烯烃磺酸盐类、二辛基硫代琥珀酸盐类、聚乙烯亚胺、醇胺盐以及醇酸树脂等不溶性具有着色剂分散能的树脂。除此之外,在不损害油墨的保存稳定性的范围内,还可以使用离子性表面活性剂、两性表面活性剂。
这些分散剂可单独添加1种或2种以上混合添加,高分子和树脂以外的着色剂分散剂的添加量是着色剂重量的40%(重量)以下,优选的是2-35%(重量)。醇酸树脂在添加高分子量树脂时对于不溶性着色剂的分散稳定性特别有效,在单独使用醇酸树脂或与其它分散剂并用醇酸树脂时,相对于1份重量的不溶性着色剂,树脂的添加量在0.05份重量以上为宜。
凝胶化剂可以使油相中所含的树脂凝胶化,具有提高油墨的保存稳定性、粘着性和流动性的作用,在本发明的油墨中添加的凝胶化剂最好是可以与油相中的树脂配位结合的化合物。这样的化合物例如可以举出:含有Li、Na、K、Al、Ca、Co、Fe、Mn、Mg、Pb、Zn、Zr等金属的有机酸盐、有机螯合化合物、金属皂低聚物等,具体地说可以举出辛酸铝等辛酸金属盐、环烷酸锰等环烷酸金属盐、硬脂酸锌等硬脂酸盐、铝二异丙醇一乙基乙酰乙酸盐等有机螯合化合物等。
这些凝胶化物可以选用1种或2种以上添加到油相中,其添加量是油相中树脂的15%(重量)以下,最好是5-10%(重量)。
添加到油相中的防氧化剂是二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、丁基羟基苯甲醚等,添加这些防氧化剂可以防止油相中的粘合剂树脂等发生氧化,从而防止油墨粘度升高。其添加量为油墨中的油的2%(重量)以下,最好是0.1-1.0%(重量)。这些防氧化剂可单独使用1种,也可2种以上混合使用。
为了保湿或增稠以及使颜料、体质颜料分散和固着,在本发明的孔版印刷用油包水型乳液油墨的水相中还可以添加水溶性高分子或水包油型树脂乳液。
具体地说,水溶性高分子可以添加下列天然或合成高分子,例如淀粉、甘露聚糖、褐藻酸钠、半乳聚糖、西黄蓍胶、阿拉伯树胶、プルラン、葡聚糖、合成生物聚合胶、骨胶、明胶、胶原、酪蛋白等天然高分子;羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基淀粉、羧甲基淀粉、二醛淀粉等半合成高分子;丙烯酸树脂和聚丙烯酸钠等的中和物、聚乙烯基酰亚胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚N-丙烯酰吡咯烷或聚N-异丙基丙烯酰胺等聚N-烷基取代丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚乙烯基甲基醚、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物以及用烷基使它们部分疏水的高分子,另外,关于丙烯酰胺系聚合物和丙烯酸系聚合物,也可以是用烷基使取代基部分地疏水化的共聚型的聚合物。另外,也可以使用聚乙烯与聚丙烯或聚丁烯的嵌段共聚物。这些高分子可以使用具有1g/dL的水溶液表面张力显示65mN/m以下的表面活性能的水溶性合成高分子。
这些水溶性高分子可以单独使用1种,也可以2种以上混合使用,其添加量为油墨中所含水的25%(重量)以下,最好是0.5-15%(重量)。
水包油型树脂乳液可以是合成高分子,也可以是天然高分子。
合成高分子可以举出聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、苯乙烯-醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、偏二氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯等。天然高分子可以举出在油相中可以添加的上述高分子。这些高分子在不损害油包水型乳液油墨的稳定性的范围内也可以2种以上并用,另外,分散方法可以是添加分散剂、保护胶体、表面活性剂,也可以是通过无皂乳化聚合合成的物质。这些水包油型树脂乳液的最低成膜温度最好是40℃以下。
添加到水相中的防腐、杀霉菌剂是为了防止细菌或霉菌在乳液内繁殖而添加的,在需要长期保存乳液油墨的场合,通常要添加防腐、杀霉菌剂。
其添加量是油墨中所含水的3%(重量)以下,优选的是0.1-1.2%(重量)。作为防腐、杀霉菌剂,除了水杨酸、酚类、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯等芳香族羟基化合物及其氯化物之外,还可以使用异噻唑啉化合物、三嗪系化合物与吡啶系化合物的混合物山梨酸或脱氢乙酸等,可以单独使用1种,也可以2种以上混合使用。
水蒸发防止剂和防冻结剂可以兼用,为此目的而添加的物质可以举出乙二醇、二乙二醇、丙二醇等二元醇;甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇等低级饱和一元醇;丙三醇或山梨糖醇等多元醇等。
这些物质可以添加1种,也可以添加2种以上。其添加量是油墨中的水的重量的15%(重量)以下,优选的是4-12%(重量)。
在水相中添加的pH调节剂是二异丙醇、二-2-(乙基已基)胺、三乙醇胺、三戊胺、β-二甲氨基丙腈、十二烷基胺、吗啉等低分子胺或碱胺等有机碱,或者氢氧化钠、氢氧化钾、醋酸钠、氢氧化铵等无机碱等,在需要的时候添加这些pH值调节剂,可以将水相的pH值保持在6-8。水相的pH值偏离上述范围时,在添加增稠剂用水溶性高分子的场合,其效果将会受到损害。
添加到水相中的电解质是为了提高乳液油墨的稳定性的目的而添加的。因此,希望在水相中不存在受电解质影响的材料的场合使用。
所述的电解质最好是含有柠檬酸根离子、酒石酸根离子、硫酸根离子、醋酸根离子等阴离子或者碱金属离子、碱土金属离子等阳离子的电解质。
这样的电解质优先选用硫酸镁、硫酸钠、柠檬酸钠、磷酸氢钠、硼酸钠、醋酸钠等。其添加量是水相的0.1-2%(重量),优选的是0.5-1.5%(重量)。
另外,在本发明的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,为了防止涸色或者为了调整粘度,还可以添加体质颜料。
添加到油墨中的体质颜料可以举出白土、二氧化硅、滑石、粘土、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、矾土白、硅藻土、高岭土、云母、氢氧化铝等无机微粒子,以及聚丙烯酸酯、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、酚醛树脂、环氧树脂等有机微粒子,或者由它们的共聚物组成的微粒子。
具体的例子可以举出亚微观热解硅石(アエロジル)200、亚微观热解硅石与二甲基二氯硅烷缩合产物“Aerosil R 972”(アエロジルR972)等(日本硅胶(アエロジル)社)、NEW D ORBEN(白石工业社)、BEN-GEL、S-BEN、ORGANITE等(丰顺洋行社)、TIXOGEL系列(VP、DS、GB、VG、EZ-100等)、OPTIGEL(日产格德尔(ガ-ドラ-)触媒社)等。
它们可以添加到油相、水相或两相中。相对于油墨来说,其添加量在0.01-50%(重量)为宜,优选的是0.1-10%(重量)。
除了上述之外,在本发明的孔版印刷用油包水型乳液油墨中,为了印刷时使印刷用纸与印刷辊筒良好分离,或者为了防止印刷用纸卷起,可以在油相中添加蜡。另外,在水相中可以添加三乙醇胺和氢氧化钠等,进一步促进通过水溶性高分子添加而产生的高粘度化。此外,在水相中还可以添加防锈剂和消泡剂,以防止印刷时油墨使印刷机锈蚀或者防止油墨起泡。这些添加剂可以根据需要使用孔版印刷用油墨中以往添加的公知产品,其添加量与以往产品的场合相同。
本发明的孔版印刷用油包水型乳液油墨,可以与以往的乳液油墨同样,制备油相和水相液,在公知的乳化机内使这两相乳化而制备。即,将着色剂、乳化剂以及根据需要添加的树脂等添加物充分分散,在常温下制成油相,向其中缓慢添加由根据需要添加了防腐、杀霉菌剂和水溶性高分子等的水溶液构成的水相,然后使之乳化即可。
油墨的粘度可根据搅拌条件进行调节,只要是系统的粘度即可,没有特别的限制,剪切速度20s-1时的粘度在3-40Pa·s为宜,优选的是10-30Pa·s。另外,在油相中添加不溶性着色剂、树脂、体质颜料等时的剪切速度20s-1的油相粘度为0.01-20Pa·s,优选的是0.1-3Pa·s。
实施例
下面通过实施例更具体地说明本发明,但本发明不受这些实施例的限制。下文中所述的份是重量份。
孔版印刷用油包水型乳液油墨的制造
①油相中含有不溶性着色剂的油包水型乳液油墨
使用表2中所示的各种成分,首先用3辊油墨混炼机将着色剂、油和不溶性着色剂分散剂混炼,制备不溶性着色剂分散体。向该不溶性着色剂分散体中添加乳化用表面活性剂、油和树脂等调墨油,形成油相,再添加由水、防冻剂、抗菌剂、电解质或水溶性树脂等构成的水相,将其乳化,得到孔版印刷用乳液油墨。根据表2中所示的组成,添加体质颜料等其它成分。
②水相中含有不溶性着色剂的W/O乳液油墨
使用表2中所示的各种成分,首先添加不溶性着色剂、分散剂、水溶性高分子和水,用球磨机搅拌24小时,制成不溶性着色剂水相分散液,向其中添加防冻剂和抗菌剂,形成水相。在预先制备的由油、乳化用表面活性剂、调墨油等组成的油相中搅拌混合水相,经乳化后得到孔版印刷用乳液油墨。根据表2中所示的组成,添加体质颜料等其它成分。
③在油相和水相两相中含有不溶性着色剂的油墨
使用表2所示的各种成分,首先制备油相、水相各自的不溶性着色剂分散液然后在油相中搅拌混合水相,经乳化后得到孔版印刷用乳液油墨。根据表2中所示的组成,添加体质颜料等其它成分。
所使用的醇酸树脂由76份椰子油、7份季戊四醇和17份间苯二甲酸合成。
另外,使用日本石油社制的AF-5山梨糖醇(粘度4.2mm2/s40℃下、环烷成分76.8%(重量)、芳香族成分0.2%(重量))、荒川化学社制的松香聚酯(Pencel PL、Mw=1万)和松香改性酚醛树脂、三菱化学社制的碳黑(カ-ボンブラツク)MA-77(pH=3.0)、哥伦比亚碳社制的Raven760(pH=7.4)、日本硅胶(アエロジル)社制的亚微观热解硅石与二甲基二氯硅烷的缩合产物“Aerosil R 972”(アエロジルR972)、聚丙烯酸钠使用BF Goodrich社制的水溶乙烯基聚合物“Carbopol”(カ-ボポ-ル)940、聚乙烯吡咯烷酮使用BASF社制的K30。
表1中示出实施例和比较例中使用的矿物油
【表1】
|
CA(%CA) |
CN(%CN) |
CP(%CP) |
粘度(mm2/s40℃以下) |
粘度(mm2/s40℃以下) |
石油环烷酸操作油310 |
10 |
43 |
47 |
19.9 |
3.6 |
ガ-ゴイル极圈地区用油300ID | 16 | 36 | 49 | 54.7 | 6.5 |
石油环烷酸操作油450 |
12 |
42 |
40 |
97.0 |
8.0 |
石油环烷酸操作油480 |
13 |
43 |
44 |
143.2 |
9.9 |
石油环烷酸操作油4240 |
14 |
44 |
42 |
390.1 |
16.1 |
ガ-ゴイル极圈地区用油-轻 | 1 | 54 | 45 | 12.6 | 2.8 |
ガ-ゴイル极圈地区用油-C-重量 | 3 | 47 | 50 | 43.5 | 5.6 |
ダイアナ操作油NM-26 |
26 |
39 |
35 |
26.9 |
4.0 |
ダイアナ操作油AC-12 |
42 |
31 |
27 |
13.1 |
2.5 |
ダイアナ操作油PW-32 |
0 |
33 |
67 |
31.0 |
5.5 |
注)CA:芳香族成分的碳,CN:环烷成分的碳,CP:链烷烃成分的碳(通过环分析得到的碳分布)
注)石油环烷酸操作油(サンセンオイル)(太阳石油社),ダイアナ操作油(出光兴产社),
ガ-ゴイル极圈地区用油(美孚石油社)
实施例1
着色剂 炭黑(MA-77、pH=3.0、三菱化学社) 4.5份
酞菁蓝 0.5份
矿物油 石油环烷酸操作油310 16.5份
颜料分散剂 铝螯合物 0.5份
乳化剂 山梨糖醇酐倍半油酸酯 4.0份
水 离子交换水 62.9份
防冻结剂 乙二醇 10.0份
电解质 硫酸镁 1.0份
防腐剂 对羟基苯甲酸甲酯 0.1份
实施例2-19、比较例1-5
与实施例1同样进行,表2-5中示出实施例2-19和比较例1-5的配方。
乳液油墨的评价
使用这些油墨,用市售的(株)理光制造的孔版印刷机(プリポ-トVT3920)进行印刷,将油墨装入印刷机内,然后印刷。用反射式光学浓度计(麦-比斯)マクベス)社制RD914)测定此时印刷品的印刷浓度。
①臭气
通过嗅觉评价臭气。没有臭气为◎,臭气严重为×,分◎○△×4级进行评价。
②温度依赖性
对于温度依赖性,评价在10℃和30℃印刷时的浓度差,浓度差小者为10,浓度差大者为1,分10级进行评价。
③粘着性
评价用橡皮擦印刷部分时的印刷浓度变化,变化较小者为◎、较大者为×,分◎○△×4级进评价。
④油墨的保存稳定性
将油墨在室温下保存一年,分离少者为10,分离多者为1,分10级评价油墨的保存稳定性。
⑤机上放置性
对于机上放置性,用刮涂器将油墨薄薄地涂在玻璃板上,评价油墨的干燥性,放置后油墨不干者为○,干固者为×。
⑥树脂有无凝集(树脂凝集)
评价树脂有无凝集,油墨化时系统均一者为○,不均一部分较少者为△,存在不均一部分者为×。只评价含有树脂的油墨。
⑦填充性
用光学显微镜观察印刷样品,评价填充性。纤维着色没有不均匀者为○,有不均匀者为△。
这些结果汇总示于表3中。
【表2】
|
实施例 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
油相 | 固形 |
着色剂 |
炭黑(MA-77) |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
酞菁蓝 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
体质颜料 |
二氧化硅(Aerosil R972) | |
1.0 | | | |
1.0 |
树脂 |
松香聚脂(PE-PL) | | | | | | |
松香改性酚醛树脂(TAMANOL 361、Mw=2.5万) | | | | | | |
松香改性酚醛树脂(KG846、Mw=8万) | | | | | | |
液体 |
树脂 |
醇酸树脂 | | | | | | |
着色剂分散剂 |
铝螯合物 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
挥发性溶剂 |
AF-5溶剂 | |
1.0 | | | |
5.0 |
不挥发性矿物油 |
石油环烷酸操作油310 |
16.5 | | | | | |
石油环烷酸操作油300ID | | | | 18.5 | | |
极圈地区用油450 | | |
19.5 | | | |
极圈地区用油480 | | | | | | |
极圈地区用油4240 | | | | | | |
极圈地区用油轻 | | | | | 6.0 | |
极圈地区用油C重 | | 16.5 | | | 12.5 | 10.0 |
ダイアナ操作油NM-26 | | | | | | |
ダイアナ操作油AC-12 | | | | | | |
ダイアナ操作油PW-32 | | | | | | |
乳化剂 |
山梨糖醇酐倍半油酸酯 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
油相合计 |
26.0 |
28.0 |
29.0 |
28.0 |
28.0 |
25.5 |
水相 |
着色剂 |
炭黑(Rowen 760) | | | | | | |
水 |
离子交换水 |
62.9 |
60.9 |
59.9 |
60.9 |
60.9 |
63.4 |
冻结防止剂 |
乙二醇 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
电解质 |
硫酸镁 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
水溶性高分子 |
聚丙烯酸钠 | | | | | | |
聚乙烯吡咯烷酮 | | | | | | |
增粘剂 |
三乙醇胺 | | | | | | |
O/W树脂乳液 |
聚丙烯酸酯(固形分50%) | | | | | | |
防腐剂 |
对羟基苯甲酸甲酯 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
水相合计 |
74.0 |
72.0 |
71.0 |
72.0 |
72.0 |
74.5 |
合计 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
【表3】
|
实施例 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
油相 | 固形 |
着色剂 |
炭黑(MA-77) |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
酞菁蓝 |
0.5 |
0.5 |
0.5 | | | |
体质颜料 |
二氧化硅(Aerosil R972) | | | | | | |
树脂 |
松香聚脂(PE-PL) | | | |
3.2 | | |
松香改性酚醛树脂(TAMANOL 361、Mw=2.5万) | | | | | 3.2 | |
松香改性酚醛树脂(KG846、Mw=8) | | | | | | 3.2 |
液体 |
树脂 |
醇酸树脂 | |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
着色剂分散剂 |
铝螯合物 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
挥发性溶剂 |
AF-5熔剂 | | | |
4.8 |
4.8 |
6.8 |
不挥发性矿物油 |
石油环烷酸操作油310 | | | | | | |
极圈地区用油300ID | | 6.6 | 3.5 | | | |
石油环烷酸操作油450 | | | | | | |
石油环烷酸操作油480 |
20.5 | | | | | |
石油环烷酸操作油4240 | | | | | | |
极圈地区用油轻 | | | | 12.6 | 12.6 | 10.6 |
极圈地区用油C重 | | | | | | |
ダイアナ操作油NM-26 | | | | | | |
ダイアナ操作油AC-12 | | | | | | |
ダイアナ操作油PW-32 | | 9.9 | 14.0 | | | |
乳化剂 |
山梨糖醇酐倍半油酸酯 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
油相合计 |
30.0 |
27.0 |
28.0 |
30.0 |
30.0 |
30.0 |
水相 |
着色剂 |
炭黑(Rowen 760) | | | | | | |
水 |
离子交换水 |
58.9 |
61.9 |
60.9 |
58.9 |
58.9 |
58.9 |
冻结防止剂 |
乙二醇 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
电解质 |
硫酸镁 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
水溶性高分子 |
聚丙烯酸钠 | | | | | | |
聚乙烯吡咯烷酮 | | | | | | |
增粘剂 |
三乙醇胺 | | | | | | |
O/W树脂乳液 |
聚丙烯酸酯(固形分50%) | | | | | | |
防腐剂 |
对羟基苯甲酸甲酯 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
水相合计 |
70.0 |
73.0 |
72.0 |
70.0 |
70.0 |
70.0 |
合计 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
【表4】
|
实施例 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
油相 | 固形 |
着色剂 |
炭黑(MA-77) |
4.5 | | | | |
1.0 |
酞菁蓝 |
0.5 | | | | | |
体质颜料 |
二氧化硅(Aerosil R972) | | | |
2.0 |
2.0 | |
树脂 |
松香聚脂(PE-PL) | | | | | | |
松香改性酚醛树脂(TAMANOL361、Mw=2.5万) | | | | | | |
松香改性酚醛树脂(KG846、Mw=8万) | | | | | 2.0 | 1.5 |
液体 |
树脂 |
醇酸树脂 | | | | | | |
着色剂分散剂 |
铝螯合物 |
0.5 | | | | |
0.1 |
挥发性溶剂 |
AF-5溶剂 | |
3.0 |
3.0 | |
3.0 |
3.0 |
不挥发性 |
石油环烷酸操作油310 | | | | | | |
极圈地区用油300ID | | 15.0 | | | | |
石油环烷酸操作油450 | | | | | | |
石油环烷酸操作油480 | | | | | | |
石油环烷酸操作油4240 |
22.5 | | |
6.0 | | |
极圈地区用油轻 | | | | 12.0 | 6.0 | 3.0 |
极圈地区用油C重 | | 15.0 | | | 6.0 | 11.9 |
ダイアナ操作油NM-26 | | | | | | |
ダイアナ操作油AC-12 | | | | | | |
ダイアナ操作油PW-32 | | | | | | |
乳化剂 |
山梨糖醇酐倍半油酸酯 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
油相合计 |
32.0 |
22.0 |
22.0 |
24.0 |
23.0 |
24.5 |
水相 |
着色剂 |
炭黑(Rowen 760) | |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
3.0 |
水 |
离子交换水 |
56.9 |
55.9 |
55.9 |
53.9 |
54.9 |
54.9 |
冻结防止剂 |
乙二醇 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
电解质 |
硫酸镁 |
1.0 | | | | | |
水溶性高分子 |
聚丙烯酸钠 | | | | | | |
聚乙烯吡咯烷酮 | |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
增粘剂 |
三乙醇胺 | | | | | | |
O/W树脂乳液 |
聚丙烯酸酯(固形分50%) | | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
防腐剂 |
对羟基苯甲酸甲酯 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
水相合计 |
68.0 |
78.0 |
78.0 |
76.0 |
77.0 |
75.5 |
合计 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
【表5】
|
实施例 |
比较例 |
19 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
油相 | 固形 |
着色剂 |
炭黑(MA-77) |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
4.5 | |
4.5 |
酞菁蓝 |
0.5 |
05 |
0.5 |
0.5 | |
0.5 |
体质颜料 |
二氧化硅(Aerosil R972) | | | | | | |
树脂 |
松香聚脂(PE-PL) | | | | | | |
松香改性酚醛树脂(TAMANOL361、Mw=2.5万) | | | 4.0 | | | 4.0 |
松香改性酚醛树脂(KG846、Mw=8万) | | | | | | |
液体 |
树脂 |
醇酸树脂 | | |
1.0 | | |
1.0 |
着色剂分散剂 |
铝螯合物 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 | |
0.5 |
挥发性溶剂 |
AF-5溶剂 |
1.0 | |
15.0 | | |
12.0 |
不挥发性矿物油 |
石油环烷酸操作油310 | | | | | | |
极圈地区用油300ID | | | | | | |
石油环烷酸操作油450 |
10.5 | | | | | |
石油环烷酸操作油480 | | | | | | |
石油环烷酸操作油4240 | | | | | | |
极圈地区用油轻 | | | | | | |
极圈地区用油C重 | | | | | | 5.0 |
ダイアナ操作油NM-26 | | 18.5 | | | 19.0 | |
ダイアナ操作油AC-12 | | | | 17.5 | | |
ダイアナ操作油PW-32 | | | | | | |
乳化剂 |
山梨糖醇酐倍半油酸酯 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
油相合计 |
27.0 |
28.0 |
29.5 |
27.0 |
23.0 |
31.5 |
水相 |
着色剂 |
炭黑(Rowen 760) | | | | |
4.0 | |
水 |
离子交换水 |
62.3 |
60.9 |
59.4 |
61.9 |
54.9 |
57.4 |
冻结防止剂 |
乙二醇 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
电解质 |
硫酸镁 | |
1.0 |
1.0 |
1.0 | |
1.0 |
水溶性高分子 |
聚丙烯酸钠 |
0.3 | | | | | |
聚乙烯吡咯烷酮 | | | | |
3.0 | |
增粘剂 |
三乙醇胺 |
0.4 | | | | | |
O/W树脂乳液 |
聚丙烯酸酯(固形分50%) | | | | | 5.0 | |
防腐剂 |
对羟基苯甲酸甲酯 | |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
水相合计 |
73.0 |
72.0 |
70.5 |
73.0 |
77.0 |
68.5 |
合计 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
【表6】
|
实施例 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
评价结果 |
臭气 |
○ |
◎ |
○ |
○ |
◎ |
◎ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
温度依赖性 | 8 | 9 | 7 | 8 | 9 | 9 | 6 | 8 | 8 | 7 | 7 | 7 |
粘着性 |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
○ |
○ |
◎ |
保存稳定性 | 7 | 7 | 7 | 7 | 6 | 8 | 7 | 7 | 6 | 9 | 9 | 9 |
机上放置性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
树脂凝集 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
○ |
○ |
○ |
填充性 |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
【表7】
|
实施例 |
比较例 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
评价结果 |
臭气 |
○ |
○ |
◎ |
◎ |
○ |
○ |
○ |
× |
○ |
× |
× |
○ |
温度依赖性 | 5 | 9 | 10 | 7 | 8 | 8 | 7 | 1 | 6 | 1 | 5 | 5 |
粘着性 |
△ |
△ |
△ |
△ |
○ |
○ |
△ |
△ |
○ |
△ |
△ |
○ |
保存稳定性 | 7 | 8 | 7 | 7 | 9 | 9 | 7 | 8 | 8 | 8 | 7 | 8 |
机上放置性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | × | ○ | ○ | × |
树脂凝集 |
- |
- |
- |
- |
○ |
○ |
- |
- |
○ |
- |
- |
○ |
填充性 |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
○ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
△ |
由表2-5的实施例和比较例的结果可以看出,粘度(40℃下)超过10mm2/s、用环分析测得的碳素分布中的环烷成分的碳含量在34%CN以上、并且芳香族成分的碳含量在20%CA以下的不挥发性矿物油具有良好的效果(机上放置性、温度依赖性、保存稳定性、臭气)。
由实施例1和实施例5的结果可以看出,不挥发性矿物油的芳香族成分的碳含量在5%CA以下时,臭气和温度依赖性的效果更好。
由实施例7和实施例13、或实施例3和实施例7、或实施例3和实施例4的结果可以看出,不挥发性矿物油的粘度(40℃下)应当在10mm2/s以上、300mm2/s以下(温度依赖性低),优选的是10mm2/s以上、120mm2/s以下,最好是10mm2/s以上、60mm2/s以下。
由实例8和实例9的结果可以看出,不挥发性矿物油成分的含量应当占全不挥发性矿物油成分的30%(重量)以上(保存稳定性)。
由实施例4和实施例14以及实施例14和比较例4的结果可以看出,在水相中添加不溶性着色剂以及水相中含有不溶性着色剂的油墨中使用本发明的不挥发性矿物油的效果(温度依赖性低)。
由实施例1和实施例10-12的结果可以看出添加树脂所产生的效果(粘着性)。
由实施例11和实施例12的结果可以看出树脂的分子量产生的效果(粘着率)。
由实施例1和实施例14以及实施例18的结果可以看出,通过在油水两相中添加不溶性着色剂所产生的填充性效果。
由实施例2和实施例5的结果可以看出,并用挥发性溶剂的效果(保存稳定性)良好,另外,由实施例2和实施例6以及实施例6和比较例5可以看出,挥发性溶剂的含量为油相的液体成分的10%(重量)以上、40%(重量)以下时,效果良好。