JP2010163487A - 孔版印刷用エマルションインキ - Google Patents

Abstract

【課題】表面濃度を高くするとともに、裏移りを防止し、貯蔵安定性に優れる孔版印刷用エマルションインキを提供する。
【解決手段】油相及び水相を有する油中水型の孔版印刷用エマルションインキであって、油相は、アルキド樹脂及び着色剤を有し、（アルキド樹脂の質量）／（着色剤の質量）が０．２００〜０．３３０である、孔版印刷用エマルションインキである。
【選択図】なし

Description

本発明は、孔版印刷用エマルションインキ、及びそれを用いる孔版印刷方法に関する。

孔版印刷方式は、孔版印刷用原紙を用いて製版を行い、製版により形成された原紙の穿孔部にインキを通過させて紙等の被印刷体に印刷を行うものであり、その操作性の良さ・簡便性によって、幅広い分野で利用されている。

孔版印刷用インキとしては、一般に油中水（Ｗ／Ｏ）型エマルションインキが使用されている。油中水型エマルションインキは、紙等の被印刷体に印刷されると、まずエマルションの外相である油相成分が被印刷体に浸透し、次いで内相である水相成分が被印刷体内部に浸透および／または飛散する。

従来の孔版印刷用エマルションインキ中には、顔料等の着色剤の分散時間の短縮や、インキの貯蔵安定性の向上、印刷物の定着性のために、比較的多量の分散剤や樹脂が含有される。

インキ中に分散剤や樹脂が多量に含まれる場合、顔料の周りに分散剤、樹脂が多く存在し、インキを紙上に印刷する際に、油相が紙の内部へ浸透するときに顔料も一緒に紙の内部に潜り込んでしまうため、印刷物の表面濃度が低くなることがある。また、印刷直後は印刷物の印刷濃度が濃く見えるが、時間が経過するとともに顔料が内部に浸透していき、例えば１日後には印刷濃度が薄くなることがあるという問題もある。

また、インキ中に紙への浸透が比較的遅い樹脂を多量に含ませると、裏移りが発生することがあるという問題がある。裏移りは、印刷後に複数の印刷物を重ねた場合に、一方の印刷物の印刷面に印刷されたインキが他方の印刷物の裏面に移る現象であり、特に、印字率の高い原稿を印刷するときや、平滑性が高くインキが浸透しにくい厚紙に印刷するときに発生しやすい。

特許文献１の提案によれば、ワニス中に、フェノール樹脂等の固体樹脂とアルキド樹脂等の液体樹脂とを含有させることで、固体樹脂によってインキ膜の硬さが保持されるとともに、液体樹脂によって顔料分散性が高まり、また、その粘性の効果でインキ膜に柔軟性が付与される。さらに、固体樹脂と液体樹脂は、アルミニウムキレート化合物又はアルミニウムアルコラートを介した反応により、樹脂の極性基が減少されるため、エマルションの保存安定性が向上し、さらに、インキが紙に転移した後のアルキド樹脂と固体樹脂のセパレーションが起こりにくくなり、安定した強固なインキ膜を形成することが可能となる。

特開２００３−４９１０７号公報

上記した従来のエマルションインキでは、樹脂が比較的多量に含有されるため、表面濃度の低下、及び裏移りの発生の問題があるが、このような樹脂を単に減量すると貯蔵安定性が低下してしまうことがある。特許文献１では、樹脂は貯蔵安定性や定着性向上のために使用されており、顔料を印刷物の比較的表面に留めて表面濃度を向上させるという考えはない。また、印刷物の裏移りを防止することも必要である。

本発明の目的としては、表面濃度を高くするとともに、裏移りを防止し、貯蔵安定性に優れる孔版印刷用エマルションインキを提供することである。

本発明の第１の構成としては、油相及び水相を有する油中水型の孔版印刷用エマルションインキであって、前記油相は、アルキド樹脂及び着色剤を有し、（アルキド樹脂の質量）／（着色剤の質量）が０．２００〜０．３３０である、孔版印刷用エマルションインキである。

本発明の第２の構成としては、上記孔版印刷用エマルションインキを用いる孔版印刷方法である。

本発明によれば、表面濃度を高くするとともに、裏移りを防止し、貯蔵安定性に優れる孔版印刷用エマルションインキを提供することができる。

以下、本発明に係る実施の形態について説明するが、本実施の形態における例示によって本発明は限定されない。

本発明の孔版印刷用エマルションインキは、油相及び水相を有する油中水型の孔版印刷用エマルションインキであって、油相は、アルキド樹脂及び着色剤を有し、（アルキド樹脂の質量）／（着色剤の質量）が０．２００〜０．３３０である、孔版印刷用エマルションインキである。

本発明の孔版印刷用エマルションインキでは、アルキド樹脂及び着色剤を含有し、アルキド樹脂の含有量が、着色剤の含有量に対して比較的少量であることで、インキ中において、樹脂の含有量が少量化される。

このような本発明の孔版印刷用エマルションインキによれば、インキ中で着色剤を紙等の被印刷体に引き込む性質を有する樹脂の含有量が少量化されるため、着色剤が紙等の表層で保持され、高い表面濃度の印刷物を得ることができる。特に、時間経過に伴って着色剤が紙等の内部深くまで浸透することを防止することができるため、印刷直後から長期間に渡り、印刷物の表面濃度を高い状態に保つことができる。

また、本発明の孔版印刷用エマルションインキによれば、印刷後に複数の印刷物を重ねた場合に、一方の印刷物の印刷面に印刷されたインキが他方の印刷物の裏面に移る、いわゆる裏移りを防止することができる。これは、本発明のエマルションインキでは、樹脂の含有量が少量化されることで、インキの紙等への浸透速度を速くすることができるためである。

また、本発明の孔版印刷用エマルションインキによれば、インキの貯蔵安定性を良好に保つことができ、油中水型のエマルションの形態を長期に渡り維持することができる。本発明のエマルションインキでは、インキ中の樹脂の含有量が少量化されるが、アルキド樹脂の含有量が着色剤の含有量に対し、所定値以上であれば、貯蔵安定性を良好に保つことができる。

本発明のエマルションインキは、油相及び水相を有する油中水型のエマルションインキであって、好ましくは、油相中に水相が分散され、油相と水相の割合は、油相２０質量％〜４０質量％、水相６０質量％〜８０質量％である。

本発明のエマルションインキの油相は、アルキド樹脂及び着色剤を含有し、（アルキド樹脂の質量ａ）／（着色剤の質量ｂ）が０．２００〜０．３３０である。

このような油相によれば、インキ中の着色剤を紙等の内部に引き込む成分として、樹脂の含有量が少量化されるため、表面濃度を印刷直後から長期に渡り、高く維持することができる。また、樹脂の含有量が少量化されることから、インキ自体の紙等への浸透速度を速くすることができるため、裏移りを防止することができる。さらに、樹脂の主成分としてアルキド樹脂を所定値以上含有することで、少量の樹脂でも、貯蔵安定性を良好に保つことができる。

上記ａ／ｂは、０．２００〜０．３３０である。ａ／ｂが０．２００以上であることで、貯蔵安定性に優れ、また、ａ／ｂが０．３３０以下であることで、印刷物の表面濃度を高くするとともに、裏移りを防止することができる。

着色剤の含有量（固形分）は、インキ全量に対し、３．０質量％以上が好ましく、好適には４．０質量％以上、より好適には４．５質量％以上であり、また、１５．０質量％以下が好ましく、好適には１２．５質量％以下、より好適には１０．０質量％以下である。この範囲で着色剤が含有されることで、着色及び発色に適する印刷濃度を得ることができるとともに、成分間の凝集を抑制しインキの変質を防止することができる。

アルキド樹脂の含有量は、ａ／ｂが上記した範囲内である限り、特に限定されない。

上記アルキド樹脂としては、特に限定されないが、油脂と多塩基酸と多価アルコールとを構成成分とするものであり、常温（３０℃）で液体のものが好ましく、具体的には、トール油変性アルキド樹脂、やし油変性アルキド樹脂、ひまし油変性アルキド樹脂、亜麻仁油変性アルキド樹脂、桐油変性アルキド樹脂、大豆油変性アルキド樹脂等、及びこれらの２種以上の組み合わせが挙げられる。

上記着色剤としては、特に限定されないが、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フタロシアニンブルー、染色レーキ、イソインドリノン、キナクリドン、ジオキサジンバイオレット、ぺリノン・ぺリレン等の有機顔料、カーボンブラック、二酸化チタン等の無機顔料、及び、分散染料、酸性染料、反応染料、直接染料、建染染料等の合成染料が挙げられる。これらの着色剤は、単独で又は２種類以上の組み合わせで用いてもよい。

上記アルキド樹脂は、ゲル化されていてもよい。アルキド樹脂がゲル化されることで、エマルションの貯蔵安定性をより良好に保つことができる。

ゲル化方法の具体例としては、これに限定されないが、アルキド樹脂を、アルミニウムキレート化合物又はアルミニウムアルコラートとともに溶剤に混合し、この混合物を加熱等の方法で反応させることでゲル化することができる。

加熱温度は、アルキド樹脂の酸価が低下するために十分な温度であればよく、樹脂の種類や添加量によって異なるが、エマルションの安定化の目的を達成するためには、通常、酸価が１０以下になるまで反応させればよい。具体的な加熱温度は、通常、１００℃以上であればよく、好ましくは、１７０℃〜１８０℃であり、反応時間は、通常、１５分〜２００分である。

上記溶剤としては、特に限定されないが、後述する油相に含有される有機溶剤を使用することができる。油相に使用する有機溶剤を用いた場合は、ゲル化終了後、反応生成物を含有した有機溶剤をそのまま油相として使用することができるため好都合である。

アルミニウムキレート化合物としては、アルキルアセトアセテート・アルミニウム・ジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセテート）等が挙げられる。

アルミニウムアルコラートとしては、具体的には、アルミニウムイソプロピレート、モノｓｅｃ−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムエチレート等が挙げられる。

なお、上記したアルミニウムキレート化合物とアルミニウムアルコラートは、特許文献１に記載されている構造式を有する。

本発明のエマルションインキに含有される樹脂は、上記したアルキド樹脂の他に、その他の樹脂を含有してもよいが、アルキド樹脂の含有量が樹脂全量に対し５０質量％以上であることが好ましい。樹脂に含有することができるその他の樹脂としては、ロジン変性樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、キシレン樹脂、ケトンレジン、硬化レジン、アクリル樹脂、ゴム誘導体、テルペン樹脂等が挙げられる。

本発明のエマルションインキの油相には、有機溶剤、乳化剤、顔料分散剤等を含有させることができる。また、エマルションの形成及び安定性を阻害しない範囲で、必要に応じて、流動性を調整する補助剤としてワックス等を主成分としたコンパウンド等を添加してもよい。

有機溶剤としては、例えば、オレフィン系炭化水素、流動パラフィン、芳香族炭化水素等の石油系溶剤、ヤシ油、パーム油等の植物脂、大豆油、オリーブ油、ヒマシ油、アマニ油等の植物油、合成油等、及びこれらの２種以上の組み合わせを挙げることができる。有機溶剤の含有量は、油相の粘度を所望の値に調整するように適宜選択することができる。このような溶剤は、安全性確保の観点から、芳香族成分の含有量や揮発性成分の含有量を考慮して選択することが好ましい。さらには、使用する樹脂との溶解性を十分考慮して使用することで、粘度の温度依存性を小さくでき、また、印刷機中に放置した際に溶剤の離脱が起きにくく、系として安定化させることができる。また、溶解性を向上させるために溶解助剤を添加してもよい。

乳化剤としては、例えば、金属石鹸、高級アルコール硫酸エステル化塩、ポリオキシエチレン付加物の硫酸エステル化塩等の陰イオン界面活性剤や、１〜３級アミン塩、４級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤もしくは、多価アルコールと脂肪酸のエステル系の非イオン性界面活性剤、脂肪酸のポリオキシエチレン・エーテル、高級アルコールのポリオキシエチレン・エーテル、アルキル・フェノール・ポリオキシエチレン・エーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステルのポリオキシエチレン・エーテル、ひまし油のポリオキシエチレン・エーテル、ポリオキシ・プロピレンのポリオキシエチレン・エーテル、脂肪酸のアルキロールアマイド等の非イオン性界面活性剤等、及びこれらの２種以上の組み合わせを挙げることができる。添加量は、各々の乳化剤のモル濃度、水相と油相の界面の面積、及び、一部は油相と顔料等の固体との界面の面積を考慮して決めることができる。

顔料分散剤としては、アルキルアミン系高分子化合物、アルミニウムキレート系化合物、スチレン／無水マレイン酸系共重合高分子化合物、ポリアクリル酸部分アルキルエステル、ポリアルキレンポリアミン、脂肪族系多価カルボン酸、高分子ポリエステルのアミン塩類、ポリエーテル、エステル型アニオン界面活性剤、高分子量ポリカルボン酸の長鎖アミン塩類、長鎖ポリアミノアミドと高分子酸ポリエステルの塩、ポリアミド系化合物、燐酸エステル系界面活性剤、アルキルスルホカルボン酸塩類、α−オレフィンスルホン酸塩類、ジオクチルスルホコハク酸塩類等、及びこれらの２種以上の組み合わせを挙げることができる。

本発明の孔版印刷用エマルションインキの水相には、水、湿潤剤、電解質、凍結防止剤、水溶性高分子等を含有することができる。

上記水としては、特に限定されないが、イオン交換水、蒸留水等の純水、又は超純水等、不純物の含有が少ない水が好ましい。

上記湿潤剤としては、例えば、エチレングリコール、ソルビトール、グリセリン等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等、及びこれらの２種以上の組み合わせを挙げることができる。

上記電解質としては、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、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、ホウ酸ナトリウム等、及びこれらの２種以上の組み合わせを挙げることができる。

上記凍結防止剤（蒸発抑制成分）としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールとアルキルエーテル類等、及びこれらの２種以上の組み合わせを挙げることができる。

また、本発明の孔版印刷用エマルションインキには、上記した成分の他に、酸化防止剤、体質顔料、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤等を水相及び／又は油相に添加してもよい。

本発明のエマルションインキは、常法にしたがって製造することができる。例えば、油相を攪拌しながらこれに水相を滴下することによって乳化して、エマルションインキを製造することができる。

また、本発明の孔版印刷方法は、上記した本発明の孔版印刷用エマルションインキを用いる孔版印刷方法である。具体的には、製版した孔版原紙を準備する工程と、製版した孔版原紙と被印刷体を圧接させることによって孔版原紙の穿孔部から本発明のインキを通過させて被印刷体にインキを転移させる工程とを有する。使用される孔版印刷機は、特に限定されないが、操作性に優れる点からデジタル孔版印刷機が好ましい。

以下、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

表１に示す成分によって実施例１及び２、比較例１及び２を作製した。使用した成分は以下のとおりである。

カーボンブラック（ＭＡ−１００、三菱化学株式会社製）
Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ １３９４０（ポリアミン脂肪族縮重合体、ルーブリゾール社製）
アルキド樹脂（ハリフタール８１６、ハリマ化成株式会社社）
ＡＦソルベント５号（日石三菱株式会社製）
オレイン酸メチル（エキセパールＭ−ＯＬ、花王株式会社製）
ポリグリセリンオキシ脂肪酸エステル（ＰＲ−１５、日光ケミカルズ株式会社製）
エチレングリコール
硫酸マグネシウム
イオン交換水

（製法）
カーボンブラック、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ １３９４０、アルキド樹脂、ＡＦソルベント５号を３本ロールで練肉することで顔料分散体を調整した。この分散体にポリグリセリンオキシ脂肪酸エステル、オレイン酸メチルを加え油相とし、これにイオン交換水、エチレングリコール、硫酸マグネシウムからなる水相を加え乳化することによりエマルションインキを作製した。

（評価）
実施例１及び２、比較例１及び２のインキを用いて、貯蔵安定性、裏移り性、及び表面濃度の評価を行い、結果を表１に示す。

「貯蔵安定性」
実施例及び比較例のインキをアルミ缶に入れ、このアルミ缶を５０℃の恒温機に置いてから、サイクル環境試験機（１サイクル：−２０℃〜５０℃／２日）に２０日間入れ、２０日後のインキの状態を観察するとともに、２０日間のサイクル前後のインキの粘度を測定し、インキの貯蔵安定性を次の基準で評価した。粘度は、レオメーター（Ｒｈｅｏ Ｓｔｒｅｓｓ ３００型、Ｈａａｋｅ社製）によりφ２０ｍｍ、１．０°のコーンを用い、フローモード上昇カーブのシェアレート５００／ｓの粘度を読み取り測定した。貯蔵安定性は、２０日間のサイクル前の初期の粘度に対し、サイクル後の粘度の変化量で評価した。
◎ 初期の９０％以上
○ 初期の８０％以上９０％未満
△ 初期の７０％以上８０％未満

「裏移り性」
孔版印刷装置（リソグラフＲＺ９７０、理想科学工業株式会社製）を使用し、各実施例及び比較例のインキによって紙１（理想用紙薄口、理想科学工業株式会社製、以下同じ）上に、印字率５０％の画像（パターン：市松模様）を印刷後、紙１の印刷面に紙２を当て、この紙２の上からローラーを使って紙１に紙２を押し当て、紙２に再転写した。紙２の転写面を目視で観察し、次の基準で評価した。
◎ 裏移りがない
○ 微量の裏移りが発生
△ 裏移りが発生

「表面濃度」
上記裏移りの評価と同様に紙に印刷し、１日経過後の印刷面の表面濃度を反射濃度計（ＲＤ９２０、Ｍａｃｂｅｔｈ製）を使用して測定し、次の基準で評価した。
◎ １．１８以上
○ １．１４以上１．１８未満

表１に示すように、実施例１及び２は、比較例１及び２に比べ、貯蔵安定性、裏移り性、及び表面濃度全てで良好な結果が得られた。比較例１は、ａ／ｂが０．２未満で、アルキル樹脂が少量であり、貯蔵安定性の結果が良好ではなかった。比較例２は、ａ／ｂが０．３３０超過で、アルキル樹脂が多量であり、裏移り性及び表面濃度の結果が良好でなかった。

Claims (3)

1. 油相及び水相を有する油中水型の孔版印刷用エマルションインキであって、
   前記油相は、アルキド樹脂及び着色剤を有し、
   （アルキド樹脂の質量）／（着色剤の質量）が０．２００〜０．３３０である、
   孔版印刷用エマルションインキ。
2. 前記アルキド樹脂がゲル化されている、請求項１に記載の孔版印刷用エマルションインキ。
3. 請求項１又は２に記載の孔版印刷用エマルションインキを用いる孔版印刷方法。