JP2006213772A - 孔版印刷用水性インキおよび孔版印刷方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 20℃で液状の会合性増粘剤を配合する。
【選択図】 なし
Description
孔版原紙の製版・着版・排版動作、インキの供給動作や印刷動作等が自動制御された輪転式孔版印刷機は、デジタル孔版印刷機等の名称でオフィスや学校などで広く利用されている。
W/O型エマルションインキにより印刷された印刷物におけるインキの乾燥は、インキが被印刷体(印刷媒体)である印刷用紙の紙繊維の間へ浸透することと、紙繊維との接触によりエマルションが油相と水相に徐々に分離して、インキの主成分である水が大気と接触して蒸発することとにより進行すると考えられている。しかし、被印刷体に転移したインキ中の水は、印刷後の短時間のうちには大気と接触することができないため、印刷直後の乾燥性は浸透乾燥に頼ったものとなるところ、W/O型エマルションインキの粘度はある程度高く設計されているため、浸透速度は速くなく、そのため印刷直後のインキ乾燥性は充分とはいえなかった。
そこで、本発明は、印刷機を不使用状態で放置した後の再印刷において、印刷画像のかすれを速やかに解消することができる孔版印刷用水性インキ、および、それを用いた孔版印刷方法を提供することを目的とする。
別の本発明は、上記本発明に係る孔版印刷用水性インキを用いる孔版印刷方法に関する。
本発明において会合性増粘剤とは、水性媒体中で疎水性相互作用によって分子同士が会合することで物理的に架橋し、あたかも巨大な1つの分子として振舞うことにより系を増粘させることができる増粘剤をいう。一般に、親水性部位と疎水性部位を含む(共)重合体であって、分子量は3000以上〜5万以下程度のものを用いることが好ましい。さらに、増粘剤としては、インキを放置した際のインキ成分の分離を抑える観点から、親水親油バランス(HLB)値が10以上程度のもの、あるいは、水溶性のものを用いることが好ましい。
会合性増粘剤は、系中に疎水性粒子が存在する場合には、疎水基が粒子表面に吸着して物理的架橋を形成することによっても、同様の増粘作用を示す。
これに対して、本発明にかかる会合性増粘剤は、前述のとおり、水性媒体中において疎水性相互作用によって会合して系を増粘させるため、蒸発によってインキ中の水がなくなると、あるいは、水が減少して保湿性の観点から添加される水溶性有機溶剤の比率が高くなると、疎水性相互作用がなくなるため、増粘剤として機能しなくなる。したがって、インキ粘度を低下させ、もしくは着色剤として顔料を用いる場合に、顔料の固形分濃度が上昇することによる粘度上昇の影響をうち消して、インキの粘度変化を抑制する。
疎水基である炭化水素基としては、特に、アルキル基が好ましい。アルキル基は分岐鎖を有していてもよい。
ウレタン基を構成するジイソシアネートは、特に限定されず、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;p−フェニレンジイソシアネート、2,4−トルイルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;1,4シクロヘキシレンジイソシアネート、4−4´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。なかでも、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トルエンジイソシアネートが好ましく用いられる。
具体的には、エチレンオキサイドと炭素数3〜4のアルキレンオキサイドとの共重合体等が好ましいが、これらに限定されることはない。
上記のウレタン基を含む場合の会合性増粘剤の一例としては、アルキル基−アルキレンオキサイド基(たとえばエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド)−ウレタン基−アルキレンオキサイド基(同上)−アルキル基の構成のものが挙げられる。
不飽和カルボン酸系水溶性高分子は、増粘作用は強いものの、添加量が増えると、開放系で放置された際のインキの著しい粘度上昇を招くことがある。一方、会合性増粘剤は、その増粘作用は上述のように疎水性相互作用に基づくものであるため比較的弱いが、開放系で放置された際のインキの粘度上昇を抑制することができる。したがって、両者を併用することで、インキ転移量の適正化が容易になるとともに、放置後のインキの粘度上昇を抑えることが可能となる。
塩としては、一価金属塩、アミン塩が好ましく、たとえばポリアクリル酸であれば、それらの塩として、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸トリエタノールアミン等が挙げられる。なお、未中和タイプの不飽和カルボン酸系増粘剤と水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルカリ性中和剤とを水中で混合して中和した水溶液を利用することもできる。
その他の水溶性高分子系増粘剤としては、たとえば、アラビアガム、カラギーナン、グアガム、ローカストビーンガム、ペクチン、トラガントガム、コーンスターチ、コンニャクマンナン、寒天等の植物系天然高分子;プルラン、キサンタンガム、デキストリン等の微生物系天然高分子;ゼラチン、カゼイン、にかわ等の動物系天然高分子;エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース系半合成高分子;ヒドロキシエチルスターチ、カルボキシメチルスターチナトリウム、シクロデキストリン等のデンプン系半合成高分子;アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコール等のアルギン酸系半合成高分子;ヒアルロン酸ナトリウム;ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリN−ビニルアセトアミド、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイミン、ポリウレタン等の合成高分子、を用いることができる。
粘土鉱物系の増粘剤としては、たとえば、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト等のスメクタイト系粘土鉱物を用いることができる。
水溶性有機溶剤としては、室温で液体であり、水に溶解可能な有機化合物が用いられる。たとえば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノール、2−メチル−2−プロパノール等の低級アルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のグリコール類;グリセリン;アセチン類(モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン);トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコール類の誘導体;トリエタノールアミン、β−チオジグリコール、スルホランを用いることができる。平均分子量200、300、400、600等の平均分子量が190〜630の範囲にあるポリエチレングリコール、平均分子量400等の平均分子量が200〜600の範囲にあるジオール型ポリプロピレングリコール、平均分子量300、700等の平均分子量が250〜800の範囲にあるトリオール型ポリプロピレングリコール、等の低分子量ポリアルキレングリコールを用いることもできる。これらの水溶性有機溶剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
インキ中にアルカリ可溶性樹脂を含有させて、印刷用紙等の被印刷体への着色剤の定着剤等として用いることができる。着色剤として顔料を用いる場合は、顔料の分散剤としてアルカリ可溶性樹脂を用いることもできる。
アルカリ可溶性樹脂は、多量に含有させると印刷機の非使用後の印刷性能に支障をきたす恐れがあるため、インキ中に固形分換算で5重量%以下の範囲で含有させることが好ましく、より好ましくは3重量%以下である。
水中油(O/W)型樹脂エマルションとしては、たとえば、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン等の樹脂エマルションを用いることができる。これらの2種以上を併用してもよい。
樹脂エマルションは、多量に含有させると印刷機の非使用後の印刷性能に支障をきたす恐れがあるため、インキ中に固形分換算で5重量%以下の範囲で含有させることが好ましく、より好ましくは2重量%以下である。
体質顔料としては、たとえば、白土、タルク、クレー、珪藻土、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、アルミナホワイト、シリカ、カオリン、マイカ、水酸化アルミニウムを用いることができ、これらの2種以上を併用してもよい。
体質顔料は、多量に含有させると被印刷体への着色剤の定着を阻害したり、印刷機の非使用後の印刷性能に支障をきたす恐れがあるため、5重量%以下の範囲で含有させることが好ましく、より好ましくは2重量%以下である。
インキの粘度やpHを調整するために、インキに電解質を配合することもできる。電解質としては、たとえば、硫酸ナトリウム、リン酸水素カリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸カリウム、ホウ酸ナトリウムが挙げられ、2種以上を併用してもよい。硫酸、硝酸、酢酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン等も、インキの増粘助剤やpH調整剤として用いることができる。
インキの粘度は、印刷装置の印圧等によってその適性範囲は異なるが、一般に、約0.5〜約20Pa・s(20℃、せん断速度100/sにおける粘度)であり、また、(擬)塑性流動性であることが孔版印刷用として適している。
用いられる孔版印刷機は、特に限定はされないが、操作性に優れる点からデジタル孔版印刷機を用いることが好ましい。
(実施例1)
表1に示すように、着色剤として(1)カーボンブラック(三菱化学株式会社製「CF9」)5.0%、顔料分散剤として(2)アクリル酸アンモニウム−アクリル酸エステル共重合体(ポリアクリル酸エステル共重合体;日本純薬工業株式会社製「ジュリマーAT210」、固形分30%)3.3%(表中の値は固形分換算値)、イオン交換水16.7%を混合し、ビーズミルで充分に分散させて顔料分散液を調製した。増粘剤として(3)カルボキシビニルポリマー(BFグットリッチ社製「カーボポール940」)0.5%を蒸留水14.0%に溶解し、これに(8)トリエタノールアミンを0.5%添加して中和した後、先に調製した顔料分散液、(7)ジエチレングリコール22.0%、蒸留水の残部(35.0%)、および、液状会合性増粘剤として(4)ウレタン変性ポリオキシアルキレン(=エチレンオキシドおよびプロピレンオキシド)ジアルキルエーテル(アクゾノーベル社製「ベルモドールPUR2110」)3.0%を加えて混合し、実施例1のインキを得た。
表1に示す配合とした以外は実施例1と同様にして、各実施例および比較例のインキを得た。表1において、(5)のウレタン変性ポリオキシアルキレン(=エチレンオキシドおよびプロピレンオキシド)ジアルキルエーテルは、アクゾノーベル社製「エルファコスT212」であり、(6)のウレタン変性ポリオキシアルキレンジアルキルエーテルは、旭電化工業株式会社製「アデカノールUH420」(固形分30%;表中の値は固形分換算値)である。
会合性増粘剤(4)〜(6)の性状(液体か固体か)は、水を含む製品(6)の場合は水を蒸発させて、有効成分100%の状態で確認した。
印刷再開後の画像の立ち上がり(放置後の画像復帰)の評価は、以下の基準で行った。○:10枚以内でかすれの無い画像が得られる、×:50枚印刷しても画像がかすれている。
得られた結果を表1に示す。
Claims (5)
- 20℃で液状の非イオン性の会合性増粘剤を含む孔版印刷用水性インキ。
- 前記非イオン性の会合性増粘剤が分子骨格にウレタン基を含むものである請求項1記載の孔版印刷用水性インキ。
- 前記非イオン性の会合性増粘剤の含有量が1〜15重量%である請求項1または2記載の孔版印刷用水性インキ。
- 不飽和カルボン酸系水溶性高分子をさらに含む請求項1〜3のいずれか1項記載の孔版印刷用水性インキ。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の孔版印刷用水性インキを用いる孔版印刷方法。
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