JP3739539B2

JP3739539B2 - 孔版印刷用エマルションインキ

Info

Publication number: JP3739539B2
Application number: JP20528897A
Authority: JP
Inventors: 正寿佐藤
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JPH1135864A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、孔版印刷用エマルションインキに関し、詳しくは印刷中の濃度変化が少ない、また機械のインキローラーから脇もれのし難いエマルションインキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
孔版印刷方法は、周知のように孔版印刷原紙を用い、この原紙の穿孔部を介して原紙の一方の側より他方の側ヘインキを移動させることにより、紙などの被印刷物面に印刷を行なうものである。
これらのインキは、印刷機内のインキローラー等で、練られながら供給される。しかしながら、このローラーにて練られる時に、このローラーのせん断応力がインキに加えられ、種々の不具合が生じる。
【０００３】
例えば、水相が大きな粒子のみで構成されている場合は、インキローラーのせん断応力により水相の粒子が小さくなる。水相の粒子が小さくなると、Ｗ／Ｏエマルションインキは粘度が増加し、版から送り出されるインキ量が少なくなり、濃度低下を招く。
一方、水相が小さな粒子のみで構成されているＷ／Ｏエマルションインキは、ローラーのせん断応力により、水相や顔料によって構成される三次元構造がくずれ粘度が低くなり、インキの通過量が多くなり印刷濃度が上昇してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除去し、輪転孔版印刷機において、印刷濃度の安定した孔版印刷用エマルションインキを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第一に、油相と水相によって構成される油中水型エマルションインキにおいて、エマルション中の水相粒径が大きいものと小さいものとが混合されてなり、粒径が大きい水相には水溶性高分子を含み、粒径が小さい水相には水溶性高分子を含まないことを特徴とする孔版印刷用エマルションインキが提供される。第二に、油相と水相によって構成される油中水型エマルションインキにおいて、エマルション中の水相粒径が大きいものと小さいものとが混合されてなり、粒径が大きい水相には電解質を含まず、粒径が小さい水相には電解質を含むことを特徴とする孔版印刷用エマルションインキが提供される。第三に、上記第一に記載したエマルションインキにおいて、粒径が大きい水相には電解質を含まず、粒径が小さい水相には電解質を含むことを特徴とする孔版印刷用エマルションインキが提供される。第四に、油相と水相によって構成される油中水型エマルションインキにおいて、エマルション中の水相粒径が大きいものと小さいものとが混合されてなり、粒径が大きい水相の方が、粒径が小さい水相よりも高い粘度を有することを特徴とする孔版印刷用エマルションインキが提供される。第五に、上記第―、第二、又は第三に記載したエマルションインキにおいて、粒径が大きい水相の方が、粒径が小さい水相よりも高い粘度を有することを特徴とする孔版印刷用エマルションインキが提供される。
【０００６】
本発明の孔版印刷用エマルションインキは、油相と水相によって構成される油中水型エマルションにおいて、水相の粒径が大きいものと小さいものとが混合されてなるものとしたことから、更に好ましくは水相の粒径が５μｍ以上の大きなものと、５μｍ未満の小さなものとが混合されてなるものとしたことから、印刷機本体中のインキローラーで練られても、印刷濃度の変動が極めて小さなものとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の孔版印刷用エマルションインキは、前述したように、油相と水相によって構成される油中水型エマルションにおいて、水相の粒径が大きいものと小さいもの（好ましくは粒径５μｍ以上のものと５μｍ未満のもの）とが混合されてなることを特徴とする。
【０００８】
前記エマルションの油相成分は、油成分、顔料、顔料分散剤、樹脂、乳化剤等から構成される。
一方、水相成分としては、水、防かび剤、水蒸発抑制剤があり、必要によっては疎水性高分子も投入される場合がある。ここで、粒径の大きな水相とする場合は、水相中に水溶性高分子を溶解させ、粒径を小さくさせる場合は、水溶性高分子を溶解させないと良い。また、エマルションの安定性を確保する為に、小さな粒子の水相中に電解質を添加すると良い。粒子の大きな水相には水溶性高分子を添加するが、この水相に電解質を添加すると、溶解している高分子と電解質が反応し、大きな粒子の水相の粘度を低下させてしまうので、電解質の添加は避けた方が良い。後記する製法の為にも、大きな粒子の水相は小さな粒子の水相より、粘度が高い方が良い。
【０００９】
Ｗ／Ｏエマルションの水相の粒径の観察には、Ｃｒｙｏ−ＳＥＭを用いて簡単に確認することができる。Ｗ／Ｏエマルションの適量を分取し、液体窒素の中に浸漬させて固化させ、そのままただちにＳＥＭ（電子顕微鏡）の中にセットし、ナイフで割断しその断面を観察することによって、水相は丸い粒子として観察される。
【００１０】
以下に本発明のエマルションインキの製法を述べる。油に顔料、顔料分散剤、乳化剤、樹脂を混入させ、３本ロールで十分に練り上げて油相成分とする。一方、粒子の大きな水相成分として、水に水溶性高分子を溶解させたものを準備する。粒子の小さな水相として、水に電解質、防かび剤、水蒸発抑制剤を溶解させる。撹拌機が付いた容器を準備し、ここに前述した油相の全量を入れる。次に、粒子の大きな水相成分を全量投入し、撹拌する。所期の分散が得られたら、撹拌を終了し、次に撹拌機を回転させながら、粒子の小さな水相を徐々に添加する。これで、水相粒子の大きさが大きい水相と小さな水相とが混合するエマルションインキが調製される。
【００１１】
本発明で用いられる色剤は、カーボンブラック、酸化チタン；アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、ニトロソ系顔料、ニトロ系顔料、建染染料系顔料、媒染染料系顔料、塩基性染料系顔料、酸性染料系顔料及び天然染料系顔料；ジアゾ染料、アントラキノン系染料等の油溶性染料；等が挙げられる。これらの染顔料類は、単独でも２種以上混合して添加してもよい。
【００１２】
本発明に使用される油は、例えば、石油系溶剤、流動パラフイン、スピンドル油、軽油、灯油、マシン油、潤滑油、鉱物油；あまに油、トール油、とうもろこし油、オリーブ油、ナタネ油、ヒマシ油、脱水ヒマシ油、大豆油等の植物油等が使用される。また、本発明においては合成油も使用できる。なお、石油系溶剤としては、エクソン社のアイソパー、エクソール、日本石油社のＡＦソルベント、サン石油社のサンパー、サンセン等が挙げられる。そして、これらの油は単独でも２種類以上混合して使用してもよい。
【００１３】
本発明で用いられる乳化剤は、好ましくは非イオン系界面活性剤であり、例えば、ソルビタン高級脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン高級脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸ジグリセリド及び高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸等の酸化エチレン付加物等が挙げられ、単独であるいはこれらのＨＬＢの異なるものを２種類以上あわせて安定性の高いエマルションを調製する。
【００１４】
以上のほか、油相にはエマルションの形成を妨害しない範囲で、樹脂、着色剤の分散剤及び酸化防止剤等を添加することができる。なお、前記の着色剤や乳化剤も油相に含まれる。
【００１５】
カーボンブラック等の着色剤分散剤としては、エマルションの形成を阻害しないものが使用でき、前記の乳化剤用非イオン性界面活性剤を使用することができる。このほか、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、スチレンー無水マレイン酸系共重合高分子化合物、ポリカルボン酸エステル型高分子化合物、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、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−オレフインスルホン酸塩類、ジオクチルスルホコハク酸塩類、アルキド樹脂、及び重量平均分子量２．５万未満の樹脂などの顔料分散能を有する樹脂などが挙げられる。これらの分散剤は単独又は２種類以上混合して添加すればよい。
【００１６】
油相に添加される酸化防止剤は、ジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピル、ブチルヒドロキシアニソール等であり、これらの添加によって油相中のバインダー樹脂等の酸化を防ぎ、これによってインキの粘度の上昇等が防止される。
【００１７】
粒子の大きな水相を調製する場合には、水溶性高分子が添加されるが、その具体例としては、下記の天然又は合成高分子が挙げられる。デンプン、マンナン、アルギン酸ソーダ、ガラクタン、トラガントガム、アラビアガム、ブルラン、デキストラン、キサンタンガム、ニカワ、ゼラチン、コラーゲン、カゼイン等の天然高分子；カルボキシメチルセルロース、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、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシメチルデンプン、カルボキシメチルデンプン、ジアルデヒドデンプン等の半合成高分子；アクリル酸樹脂及びポリアクリル酸ナトリウムなどの中和物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリＮ−アルキル置換アクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルメチルエーテルなどの合成高分子等。
なお、粒子の小さな水相には、上記の水溶性高分子は添加されない。
【００１８】
粒子の小さな水相には、電解質が添加される。この電解質は、エマルションの安定性を高めるために添加されるものである。従って、該電解質にはエマルションの安定度向上に有効な離液順列が高いイオンで構成された電解質を添加するのがよい。離液順列の高い陰イオンは、クエン酸イオン、酒石酸イオン、硫酸イオン、酢酸イオン等であり、離液順列が高い陽イオンは、アルカリ金属イオンやアルカリ土類金層イオンであることから、ここで添加される電解質としては、少なくとも陰イオンか陽イオンの一方が前記イオンよりなる塩が好ましい。従ってここで添加される電解質としては、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等が好ましい。
なお、粒子の大きな水相に上記電解質を添加すると、前述したように、溶解している高分子と反応し、水相の粘度を低下させるので、該水相には電解質を添加しない方が良い。
【００１９】
また、粒子の大きな水相あるいは小さな水相には、防腐・防かび剤、水の蒸発抑制剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤等を添加することができる。
水相に添加される防腐・防かび剤は、エマルション内で細菌やかびが繁殖するのを防ぐために添加され、エマルションを長期保存する場合は防腐・防かび剤の添加が普通である。その添加量は、インキ中に含まれる水の３重量％以下、好ましくは０．１〜１．２重量％とするのがよい。また、防腐・防かび剤としては、サリチル酸、フェノール類、ｐ−オキシ安息香酸メチル、ｐ−オキシ安息香酸エチル等の芳香族ヒドロキシ化含物及びその塩素化合物のほか、ソルビン酸やデヒドロ酢酸等が使用され、これらは単独でも２種類以上混合して使ってもよい。
【００２０】
水の蒸発防止剤と凍結防止剤は兼用可能であり、これらの目的で添加される薬品は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール等の低級飽和一価アルコール；グリセリンやソルビトール等の多価アルコール；等である。これらの薬品は１種又は２種以上を添加すればよく、その添加量はインキ中の水重量の１５％以下、好ましくは４〜１２重量％である。
【００２１】
上記のほか、本発明の孔版印刷用油中水型エマルションインキには、印刷時に印刷用紙と印刷ドラムとの分離を良くするため、或いは印刷用紙の巻き上がり防止のために、油相にワックス等を添加することができる。また、水相に防錆剤や消泡剤を添加して、印刷の際に印刷機がインキによって錆びたり、インキが泡立つことを防止することができる。これらの添加剤は、孔版印刷用インキに添加されている公知品を必要に応じて添加すればよく、その添加量は従来品の場合と同程度でよい。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。なお、以下に記す部は重量部である。
【００２３】
インキの調製
パラフィン系オイルに、カーボンブラック、顔料分散剤、乳化剤を加えて、３本ロールで十分に練り上げて油相成分を調整する。一方、粒子の大きな水相成分として、水に水溶性高分子を溶解させたものを準備する。また、粒子の小さな水相として、水に電解質、凍結防止剤を溶解させる。撹拌機が付いた容器を準備し、ここに前述した油相の全量を入れる。次に、粒子の大きな水相成分を全量投入し、撹拌する。所期の分散が得られたら、撹拌を終了させ、次に撹拌機を回転させながら、粒子の小さな水相を徐々に添加することにより、エマルションインキを得た。なお、比較例１では油相成分に粒子の大きな水相成分（但し、凍結防止剤を含有する）のみを、比較例２では油相成分に粒子の小さな水相成分のみを、投入することによって調製した。
【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】
＜Ｗ／Ｏエマルション中の水相の観察＞
液体窒素にインキを適当量分取し浸漬・硬化させ、その後その硬化試料をＳＥＭ（電子顕微鏡、日本電子社製ＪＳＭ−５４１０ＬＶ）内にセットし、ＳＥＭ内の切断ナイフにて割断し、その割断面に金を蒸着してから１，０００〜５，０００倍程度にて観察した。
【００２８】
その結果、比較例１では水相粒径が５μｍ以上の大きさの水相にてエマルションが形成されており、また比較例２では水相粒径が５μｍ以下の大きさの水相にてエマルションが形成されているが、実施例では水相粒径が大きいものと小さいものが混合されてエマルションが形成されていた。なお、これらのエマルション中の水相を電子顕微鏡で観察した図を、図１（実施例）、図２（比較例１）、図３（比較例２）に示す。
【００２９】
＜エマルションインキの評価＞
市販のリコー社製孔版印刷機（ＶＴ３５００）で、連続５，０００枚印刷し、印刷物の濃度は反射式光学濃度計（マクベス社製ＲＤ９１４）にて測定した。その結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】

【００３１】
表２から、本発明のエマルション中の水相粒径が大きいものと小さいものとが混合された孔版印刷用Ｗ／Ｏエマルションインキによると、印刷濃度の変動が極めて小さいことが分かる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の孔版印刷用エマルションインキは、エマルション中の水相粒径が大きいものと小さいものとが混合されてなるものとしたことから、印刷機本体中のインキローラーで練られても、印刷濃度の変動が極めて小さいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で得られたエマルション中の水相を電子顕微鏡で観察した図である。
【図２】比較例１で得られたエマルション中の水相を電子顕微鏡で観察した図である。
【図３】比較例２で得られたエマルション中の水相を電子顕微鏡で観察した図である。

Claims

油相と水相によって構成される油中水型エマルションインキにおいて、エマルション中の水相粒径が大きいものと小さいものとが混合されてなり、粒径が大きい水相には水溶性高分子を含み、粒径が小さい水相には水溶性高分子を含まないことを特徴とする孔版印刷用エマルションインキ。
油相と水相によって構成される油中水型エマルションインキにおいて、エマルション中の水相粒径が大きいものと小さいものとが混合されてなり、粒径が大きい水相には電解質を含まず、粒径が小さい水相には電解質を含むことを特徴とする孔版印刷用エマルションインキ。
粒径が大きい水相には電解質を含まず、粒径が小さい水相には電解質を含むことを特徴とする請求項１に記載の孔版印刷用エマルションインキ。
油相と水相によって構成される油中水型エマルションインキにおいて、エマルション中の水相粒径が大きいものと小さいものとが混合されてなり、粒径が大きい水相の方が、粒径が小さい水相よりも高い粘度を有することを特徴とする孔版印刷用エマルションインキ。
粒径が大きい水相の方が、粒径が小さい水相よりも高い粘度を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の孔版印刷用エマルションインキ。