JP2006348189A

JP2006348189A - 孔版印刷用インク

Info

Publication number: JP2006348189A
Application number: JP2005176848A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Fukui; 愼一福井; Daigo Utsunomiya; 大悟宇都宮
Original assignee: Dynic Corp
Current assignee: Dynic Corp
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【目的】コート紙を被印刷媒体とした場合であってもインク定着性が良好で所要の光沢を与えることが可能な新規な組成の孔版印刷用インクを提供する。
【構成】顔料と、この顔料に対して易分散性である高沸点溶媒と、この高沸点溶媒に分散し得るコア／シェル構造体の樹脂からなる非水ディスパージョンとを含有することを特徴とする孔版印刷用インク。顔料に対して非水ディスパージョンの固形分比が０．５以上であることが好ましい。非水ディスパージョンの粒径は０．３μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下であり、ＴＧは常温以下、より好ましくは０℃以下である。高沸点溶媒は、沸点が１５０℃以上であり且つ６０℃大気圧下での減量分が１００時間後５％以下である溶媒を少なくとも１０％以上含むことが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は孔版印刷用インクに関する。

従来の孔版印刷用インクとしてはＷ／Ｏ型エマルジョンインクが広く用いられている。

従来の孔版印刷は主として非コート紙（普通紙）を対象としていたが、近年、高画質化の要請が高まり、コート紙などの特殊用紙にも孔版印刷することの需要が拡大してきている。ところが、上記Ｗ／Ｏ型エマルジョンインクでコート紙などに孔版印刷すると、インクセットが遅く、擦過性に劣ることから、高速大量印刷には不向きであり、また、印刷面の光沢も不十分で満足できるグロス感を与えることが困難であった。このため、依然として孔版印刷の対象はザラ紙などに限られているのが実情であり、利用範囲が限定されたものに止まっている。

本発明は、この問題を解決し、コート紙に孔版印刷した場合にもインク擦過性に優れ、インクセットが早いため高速大量印刷が可能であると共に、印刷面の光沢も十分にグロス感が確保されたものであって高画質印刷が可能であるような孔版印刷用インクを提供しようとするものである。

本発明による孔版印刷用インクは、顔料と、この顔料に対して易分散性である高沸点溶媒と、この高沸点溶媒に分散し得るコア／シェル構造体の樹脂からなる非水ディスパージョンと、を含有することを特徴としている。

顔料に対する非水ディスパージョンの固形分比（Ｂ／Ｐ比）は、好ましくは０．５以上、より好ましくは１．０以上である。Ｂ／Ｐ比が高くなるにつれて一般に顔料固着性が向上するので、０．５以上のＢ／Ｐ比を有することが必要であるが、特にコート紙をメディアとした場合には１．０以上のＢ／Ｐ比を有することが好ましい。

高沸点溶媒としては、好ましくは１５０℃以上の沸点を有するものが用いられる。さらに好ましくは、高沸点溶媒は、沸点が１５０℃以上であり、且つ、６０℃大気圧下での減量分が１００時間後５％以下である低揮発性溶媒を少なくとも１０％以上、より好ましくは２０％以上含むものである。この条件を満たすことにより、印刷版の乾きを防止することができる。

以上の条件を考慮して、本発明における高沸点溶媒としては、ジエチルカルビトール、ブチルカルビトール等のエーテル系溶媒、炭酸プロピレン、酢酸２−エチルヘキシル、２−エチルヘキサン酸−エチルヘキシル、酢酸カルビトールエステル等のエステル系溶剤、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン系溶剤、イソパラフィン等の炭化水素系溶剤等が好適に用いられる。

高沸点溶媒に分散し得る非水ディスパージョン（ＮＡＤ＝Non Aqua Dispersion、非水エマルジョンも同義）とは、コア／シェル構造体を有し、有機媒体（高沸点溶媒）に溶解しない重合体粒子（コア／シェル構造体のコア部に相当するもの）が安定に分散して粒子分散系を形成する樹脂である。ＮＡＤの特徴は、溶解型樹脂液に比べて低粘度で高固形分化が可能であり、消費溶剤量が少なくて済む低公害塗料として特に自動車用塗料に用いられている。

有機媒体中に重合体粒子を安定に分散させるためには、粒子表面が立体反発層で包まれていなければならない。現在実用化に達しているＮＡＤでは、有機媒体中に可溶な重合体部と不溶性重合体部とがブロックまたはグラフトされている共重合体を分散安定剤（後述の本発明実施例では「保護コロイド」と表現したものでシェル構造体に相当する）とし、この存在下で単量体を重合させ、生成した不溶性重合体が分散安定剤の不溶性重合体部と合体して分散粒子核を形成する。生成した分散粒子核に有機媒体中の単量体が徐々に移行し、粒子中で重合が進行していく。このプロセスによって、最終的に、有機媒体中にこの有機媒体に溶媒和可能なシェル構造体（上記立体反発層に相当する）にくるまれた重合体粒子（コア重合体）が形成される。

本発明で用いる非水ディスパージョンは、高沸点溶媒として選択された溶媒に対して溶媒和し得るシェル構造体を持ち、これを保護コロイドとしてコア部不溶性重合体が形成されたものであれば、その樹脂の種類を問わない。また、相溶しない２種類の重合体溶液を混合し、一方が均一相となり他方が分散相となって安定に存在する脱混合系（または自己乳化プロセス系）と呼ばれる非水ディスパージョンを本発明に用いることもできる。

非水ディスパージョンの粒径は、一般に０．３μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下である。また、ＴＧは常温以下、より好ましくは０℃以下である。

本発明の孔版印刷用インクは、顔料と、この顔料に対して易分散性である高沸点溶媒と、この高沸点溶媒に分散し得るコア／シェル構造の樹脂からなる非水ディスパージョンとを含有することを特徴とするものであるが、さらに、分散剤等を含有しても良い。顔料および分散剤については本発明の主たる特徴を構成するものではなく、汎用の顔料および汎用の分散剤から適宜選択して使用することができる。

たとえば、黒色インク用の顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック類、銅、鉄、酸化チタン等の金属類または金属酸化物、オルトニトロアニリンブラック等の有機顔料を単独または任意混合して使用することができる。

また、カラーインク用顔料としては、トルイジンレッド、パーマネントカーミンＦＢ、ジスアゾオレンジＰＭＰ、レーキレッドＣ、ブリリアントカーミン６Ｂ、キナクリドンレッド、ジオキサンバイオレット、オルトニトロアニリンオレンジ、ジニトロアニリンオレンジ、バルカンオレンジ、トルイジンレッド、塩素化パラレッド、ブリリアントファーストスカーレット、ナフトールレッド２３、ビラゾロンレッド、バリウムレッド２Ｂ、カルシウムレッド２Ｂ、ストロンチウムレッド２Ｂ、マンガンレッド２Ｂ、バリウムリソームレッド、ピグメントスカーレッド３Ｂレーキ、レーキボルドー１０Ｂ、アンソシン３Ｂレーキ、アンソシン５Ｂレーキ、ローダミン６Ｇレーキ、エオシンレーキ、べんがら、ファフトールレッドＦＧＲ、ローダミンＢレーキ、メチルバイオレッドレーキ、ジオキサジンバイオレッド、ナフトールカーミンＦＢ、ナフトールレッドＭ、ファストイエローＡＡＡ、ファストイエロー１０Ｇ、ジスアゾイエローＡＡＭＸ、ジスアゾイエローＡＡＯＴ、ジスアゾイエローＡＡＯＡ、ジスアゾイエローＨＲ、イソインドリンイエロー、ファストイエローＧ、ジスアゾイエローＡＡＡ、フタロシアニンブルー、ピクトリアピュアブルー、ベーシックブルー５Ｂレーキ、ベーシックブルー６Ｇレーキ、ファストスカイブルー、アルカリブルーＲトナー、ピーコックブルーレーキ、紺青、群青、レフレックスブルー２Ｇ、レフレックスブルーＲ、アルカリブルーＧトナー、ブリリアントグリーンレーキ、ダイアモンドグリーンチオフラビンレーキ、フタロシアニングリーンＧ、グリーンゴールド、フタロシアニングリーンＹ、酸化鉄粉、さびこ、亜鉛華、酸化チタン、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム、アルミナホワイト、アルミニウム粉、ブロンズ粉、昼光蛍光顔料、パール顔料等を単独または任意混合して用いることができる。

本発明のインクにさらに必要に応じて配合される分散剤は、前記高沸点溶媒に顔料および非水ディスパージョンを安定的に微粒子分散できる性質を有するものであり、この条件を満たす限りにおいて、汎用のノニオン活性剤、カチオン活性剤、アニオン活性剤の中から適宜選択して用いることができる。たとえばノニオン活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル（ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート等）、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル（ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等）、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル（ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリエチレングリコールジイソステアレート等）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等）等を使用することができる。カチオン活性剤としては、オクタドデシルアミン酢酸塩、アルキル（硬化牛脂）トリメチルアンモニウムクロライド、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン等が使用可能である。アニオン活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル（牛脂）メチルラウリン酸ナトリウム、オレイルメチルラウリン酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、高分子型陰イオン（ポリカルボン酸型）等が使用可能である。

本発明の主たる特徴は、孔版印刷用インクに非水ディスパージョンを含ませたことにある。孔版印刷方式は、版の貫通孔を通って押し出されたインクがメディアに移行して画像形成されるが、メディアに移行後、インク中の非水ディスパージョンの樹脂成分が高沸点溶媒とともにメディア内部にすぐに浸透してしまっては顔料固着力は生じない。本発明のインクを用いた画像形成プロセスは、インクがメディアに移行した後、高沸点溶媒は選択的にメディア内部に速やかに浸透拡散するが、粒子として分散状態で存在する非水ディスパージョン樹脂成分はメディアの表面ないし表層部に止まり、この位置で速やかに乾燥することによって、同じく粒子としてメディアの表面ないし表層部に止まっている顔料を固着させる。

図１は、本発明による孔版印刷用インクを用いた画像形成システムをイメージ的に示す概略図であり、高沸点溶媒中に粒子状態の顔料およびコア／シェル構造体の樹脂からなる非水ディスパージョンが含まれる本発明のインクが孔版を通過して、メディアのインク受像層に転移すると、高沸点溶媒がメディアインク受像層の空隙に選択的に吸収され、インクセットが短時間に達成される。粒子状態で存在する非水ディスパージョンは、同じく粒子状態で存在する顔料とともにインク受像層の表層部に局在し、顔料を固着する。非水ディスパージョンのＴＧ値は前述のように好ましくは常温以下、より好ましくは０℃以下であり、これにより常温での迅速な成膜を達成する。

したがって、本発明では、上記画像形成プロセスが実現されるように、非水ディスパージョン樹脂と高沸点溶媒との組み合わせを選定する。後述の実施例における非水ディスパージョン樹脂と高沸点溶媒との組み合わせは例示であり、他の組み合わせの余地があることは言うまでもない。

なお、インク製造における顔料分散は、汎用の分散機（ボールミル分散機、サンドミル分散機、ロールミル分散機等）を使用して行うことができる。

本発明によれば、高沸点溶媒中に顔料とともに、特別な樹脂形態を有する非水ディスパージョンを分散させて孔版印刷用インクとしたことにより、版乾きを防止することができ、優れた印字画質を与えるために必要十分な顔料濃度を確保した上で、光沢系やマット系のメディアに対しても十分な顔料固着性を与えることが可能となる。

本発明によれば、インクがメディアに移行後、インク中に粒子状態で分散されているコア／シェル構造体の非水ディスパージョンがメディア上層部に残存して顔料のメディア内部への侵入を防ぐ作用を果たすため、顔料がメディア上層部に速やかに固着される。したがって、より少ないインク量で高濃度画像を形成することが可能である。さらに、孔版印刷機側に乾燥装置を付設することを必要としないので、高速化の要求を満たすことができる。

したがって、本発明によれば、適用可能なメディアの拡大とともに、高速化対応インクとしての資質を備えることと相まって、今後孔版印刷用インクとしての広範なアプリケーションが期待される。

（非水ディスパージョンの作製）
コア／シェル構造体で形成される樹脂粒子非水ディスパージョンの作成に際して、まず、高沸点溶媒に溶解し得るシェル重合体を作成し、この重合体を保護コロイドとして高沸点溶媒に不溶なコア重合体を連続したプロセスによってコア／シェル構造の非水エマルジョンの作成を行った。

具体的には、２−エチルヘキサン酸２−エチルヘキシル（ＯＯＥ：日清オイリオ社製）８９．５部中に、単量体２−エチルヘキシルアクリレート（東亜合成社製）３０部、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド（日本油脂社製）２．０部、重合調整剤（連鎖移動剤）としてラウリルメルカプタン（日本油脂社製）０．６部を加え、重合反応によりシェル構造体を有するアクリル酸エステル共重合体を得た。

引き続き、この保護コロイドシェル重合体中に、ブチルアクリレート（東亜合成社製）８０．０部、メタアクリル酸（クラレ社製）２０．０部、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート（日本触媒社製）２．４部を上記重合開始剤６．８部の基に重合させ、コア／シェル構造の非水ディスパージョンを得た。得られた非水ディスパージョンは、固形分濃度５７．５％、粘度２８００ｍｐａ・ｓ（３５℃）、平均粒径０．１μｍ、コア部の樹脂ＴＧは−２５℃であった。

（実施例インクの調製）
得られた非水ディスパージョン７０部、カーボンブラック（三菱化学社製、ＭＡ−７）１０部、２−エチルヘキサン酸２−エチルヘキシル（ＯＯＥ：日清オイリオ社製）２０部、モノステアリン酸ポリエチレングリコール（三洋化成工業社製、イオネット（登録商標）ＮＳ−４００）６部を混合して、孔版インク用樹脂組成物（油相）を調製した。この樹脂組成物に、硫酸マグネシウム１部とイオン交換水１００部からなる水相を添加混合して乳化させ、Ｗ／Ｏ型孔版印刷用インクを得た。

（比較例インク）
比較例として、リソグラフ（登録商標、理想科学工業社製孔版印刷機）用ＳＯＹＩＮＫを用いた。

（印刷物の作製）
実施例インク及び比較例インクをシルクスクリーンにて被印刷媒体に印刷した。印刷媒体には、普通紙及びコート紙（コニカミノルタフォトイメージング社製、Photolike QP 光沢厚手）の２種類を用いた。

（定着性試験の評価）
印刷物を常温にて１日放置し、学振型摩擦試験器にてインクの定着性を試験した。インクの脱落がほとんど無かったものを○、僅かにインクの脱落が見られたものを△、インクの脱落が激しかったものを×として目視評価した。

（スクリーンの版乾きの評価）
印刷後１ヶ月放置した後に再び印刷して得られた印刷物を観察し、良好に印刷できたものを○、僅かに版乾きが生じていたものを△、明らかに版乾きを起こしていて印刷品位が劣悪であったものを×とした。

（印刷面のグロス感の評価）
目視にて、印刷面にグロス感（光沢）があるものを○、グロス感が見られずマット調であったものを×とした。

（結果）
これらの評価結果を表１に示す。

表１から明らかなように、非水ディスパージョンを含む本発明実施例のＷ／Ｏ型孔版インクは、非水ディスパージョンを含まない比較例のインクに対して、孔版印刷の操作性を犠牲にすることなく、インク定着性を大幅に改善することができた。また、従来の孔版印刷においては非コート紙（普通紙）が主な被印刷媒体であってコート紙に印刷しても満足できるグロス感を与えることができなかったが、本発明実施例のインクによれば、インク定着性の向上と共にインク面に所要の光沢を与えることが可能となった。これらより、本発明によれば、コート紙を被印刷媒体とした場合であってもインク定着性が良好で且つ所要の光沢を与えることが可能となることが実証された。

本発明による孔版印刷用インクを用いた画像形成システムの概略図である。

Claims

顔料と、この顔料に対して易分散性である高沸点溶媒と、この高沸点溶媒に分散し得るコア／シェル構造体の樹脂からなる非水ディスパージョンとを含有することを特徴とする孔版印刷用インク。
顔料に対して非水ディスパージョンの固形分比が０．５以上であることを特徴とする請求項１の孔版印刷用インク。
高沸点溶媒の表面張力が２０〜４５ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲にあることを特徴とする請求項１の孔版印刷用インク。
高沸点溶剤の沸点が１５０℃以上であることを特徴とする請求項１の孔版印刷用インク。
高沸点溶媒として、沸点が１５０℃以上であり且つ６０℃大気圧下での減量分が１００時間後５％以下である溶媒を少なくとも１０％以上含むことを特徴とする請求項１孔版印刷用インク。
非水ディスパージョンの粒径が０．３μｍ以下であり、ＴＧが常温以下であることを特徴とする請求項１の孔版印刷用インク。