JP3766982B2

JP3766982B2 - UV-curable emulsion ink for stencil printing

Info

Publication number: JP3766982B2
Application number: JP13552294A
Authority: JP
Inventors: 秀樹長谷川
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JPH083501A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は紫外線硬化型孔版印刷用エマルションインキに係わり、特に簡易印刷機に好適な紫外線硬化型孔版印刷用エマルションインキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
簡易印刷機等に使用されている孔版印刷用インキは、油中水型エマルションが多く用いられている。これらのインキは紙に対して浸透することと自然蒸発によって乾燥するために乾燥が遅く、印刷物を積み重ねると裏付きし易い、印刷後しばらくはインキが手、或いは衣服等に付着し易い、又インキが紙に浸透するに従い紙の裏面にインキが裏抜けして汚れ、裏面に印刷する等の利用が出来ない、更にインキの定着性が劣り、印刷面を消しゴムなどで消すと、印刷された文字等が薄くなり、かすれてしまう等の欠点があった。
一方、上記欠点を解消した紫外線硬化型インキは、オフセット印刷を始め孔版印刷用としても、瞬時硬化とその硬化皮膜の強靱性を認められ広く使用されている。しかしながら，紫外線硬化型インキは温度に対する粘度変化、特にタック値（粘着性）の変化が大きく、高温度ではインキの粘度が低くなり、印刷物の濃度が高くなる、あるいは滲む、又低温度ではインキのタックが高くなり印刷機の版胴に紙が巻きつく、或いは排出された紙が舞い上がる、等の問題を生じてしまう。更に、紫外線硬化型インキはその主原材料の価格が極めて高価であることが一般的に使用する上での障害となっている．
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は油中水型エマルションからなる紫外線硬化型孔版印刷用エマルションインキの温度に対する粘度変化の改良、及び低価格化を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、紫外線硬化型インキとＨＬＢ１０以下の非イオン系界面活性剤とからなる油相中に水相が微分散されてなる紫外線硬化型孔版印刷用エマルションインキに関する。
【０００５】
本発明の孔版印刷用インキは、油相中に水相が微分散した油中水型エマルションインキである。油相は、紫外線硬化型インキに非イオン系界面活性剤を添加したものである。
本発明に使用される非イオン系界面活性剤は、ＨＬＢ１０以下、好ましくは１〜７のものである。このような非イオン研界面活性剤としては、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、等のソルビタン高級脂肪酸エステル、オレイン酸モノグリセライド、オレイン酸ジグリセライド等の脂肪酸グリセライド、更に高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸の酸化エチレン付加物等があげられる。
非イオン系界面活性剤は、油相を基準にして、０．５〜２５重量％、好ましくは５〜２０重量％を使用する。上記数値の上限を越えた場合は、添加しただけの効果がみとめられず、上記数値の下限より小さい場合は、エマルションの安定性が低下するので好ましくない。
【０００６】
本発明に使用される紫外線硬化型インキは、通常使用されているオフセット印刷用、シルクスクリーン印刷用、凸版印刷用等の紫外線硬化型インキが使用できる。すなわち樹脂、光硬化開始剤、光反応性希釈剤、顔料等の着色材、インキ用添加剤等を含む。
樹脂は、顔料分散性、インキの紙への固着性向上等の目的で非光反応性樹脂または必要に応じこれに光反応性樹脂を併用したもので、非光反応性樹脂としては、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、石油樹脂等があり、光反応性樹脂としては、ウレタン系（メタ）アクリレート、エポキシ系（メタ）アクリレート、ポリエステル系（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸変成された樹脂を用いることもできる。
【０００７】
光硬化開始剤としては、一般的に市販される物を使用できる。例えば、イルガキュアー６５１、イルガキュアー１８４、ダロキュアー１１７３イルガキュアー９０７、イルガキュアー３６９（以上チバガイギー社製）、或いはカヤキュアーＤＥＴＸ，カヤキュアーＩＴＸ（以上日本化薬社製）、ベンゾフェノン、アセトフェノン、４−４’ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、等から１種もしくは２種以上を混合して用いられる。更に増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル等の脂肪族アミン、芳香族アミンを併用しても良い。光硬化開始剤は油相である紫外線硬化インキ中に１〜２０重量％使用される。
【０００８】
反応性希釈剤としてはエチレン性不飽和二重結合を有するモノマー又はオリゴマーの少なくとも一種が用いられる。具体的には，（メタ）アクリル酸エステル、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１、４ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（テトラ）（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（ヘキサ）（メタ）アクリレート、等の多価アルコールの（メタ）アクリレート等がある。
【０００９】
着色材としては、カーボンブラック、二酸化チタン、紺青、等の無機顔料、フタロシアニン顔料、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、キナクリドン顔料、等の有機顔料を使用することができる。着色材の含有量は全インキを基準として、１〜３０重量％である。
また、必要に応じ、顔料分散剤、耐摩擦性向上剤、酸化防止剤、裏移り防止剤、防腐剤、更に製造時、或いは貯蔵時のゲル化防止の目的でハイドロキノン等の熱重合禁止剤等の各種添加剤を使用することができる。
【００１０】
水相は主として、水からなり、全インキ中の８５〜２０重量％を構成する。水相中にはエマルションとしての安定性を付与する目的で、必要に応じて金属塩等の電解質、水の蒸発防止剤、水の凍結防止剤を用いる事ができる。
又、エマルションの安定性を付与する目的で加える電解質としては、たとえば塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、リンサン水素ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、等のナトリウム塩や、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、およびそれらの水和物等がある。
増粘剤として例えば、カルボキシメチルセルロース、アラビアゴム、アルギン酸ソーダ等の水溶性の樹脂を使用出来る。
水の凍結防止剤、或いは蒸発防止剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、グリセリン等の多価アルコールを用いる事が出来る。さらに水相中には、防腐剤、防黴剤等を添加することができる。
【００１１】
本発明の孔版印刷用インキは、着色材を油層成分の全部あるいは一部に添加し、三本ロールミル、サンドミル、等の分散機で練肉、分散し、残りの油相成分を添加後、水相を除々に添加しながら、ホモミキサー、サンドミル、ディスパー、等の分散機で油中水型エマルションとする。水滴径は安定性の点から、１０μ以下が望ましい。
以下、実施例をもって説明する。
例中部とは重量部を示す。
【００１２】
【実施例】

以上を混合後、サンドミルで練肉し、油相Ａとする。
この油相Ａ３１．０部に対しあらかじめ硫酸マグネシウム７水和物１．０部、グリセリン１０．０部、ｐ−オキシ安息香酸ブチル（防腐、防黴剤）０．２部、水５７．８部を混合した水相を除々に加えながら、ディスパーで攪拌し、孔版印刷用インキＡを得た。
【００１３】
実施例２
油相Ｂ
ヘキサグリセリルポリリシノレート（ＨＬＢ２．５）１６．０部
ＳＰ−１５１９Ｘ２８．０部
ＫＡＹＡＲＡＤＲ６０４１５．５部
ＳＡ−２００６（三菱油化社製アクリル酸エステル）６３．０部
ファーネスカーボンブラック４．０部
イルガキュアー９０７４．０部
カヤキュアーＤＥＴＸ１．０部
ハイドロキノン０．５部
以上を混合後、サンドミルで練肉し、油相Ｂとする。この油相Ｂ５０．０部に対しあらかじめ硫酸ナトリウム１．０部、グリセリン１０．０部、ｐ−オキシ安息香酸ブチル（防腐、防黴剤）０．２部、水３８．８部を混合した水相を除々に加えながら、ディスパーで攪拌し、孔版印刷用インキＢを得た。
【００１４】
実施例３
実施例１にて、着色材を東洋インキ製造製ブライトレッドＧトーナー（Ｂａレーキ化顔料）に、可溶性マグネシウム塩を、塩化バリウム６水和物に変え、同様にインキ化した。
油相Ｃ
ヘキサグリセリルトリイソテアレート（ＨＬＢ２．５）１６．０部
ＳＰ−１５１９Ｘ２７．０部
ＫＡＹＡＲＡＤＲ６０４１５．５部
ＫＡＹＡＲＡＤＤＰＨＡ６３．０部
ブライトレッドＧトーナー５．０部
イルガキュアー９０７４．０部
カヤキュアーＤＥＴＸ１．０部
ハイドロキノン０．５部
以上を混合後、サンドミルで練肉し、油相Ｃとする。この油相Ｃ３５．０部に対しあらかじめ塩化バリウム６水和物１．０部、グリセリン１０．０部、ｐ−オキシ安息香酸ブチル（防腐、防黴剤）０．２部、水５３．８部を混合した水相を除々に加えながら、ディスパーで攪拌し、孔版印刷用インキＣを得た。
以上の孔版印刷用インキＡ、Ｂ，Ｃを，輪転孔版印刷機にて印刷を行った結果を以下の表にて示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
印刷物に対して１２０Ｗ／ｃｍ，空冷メタルハライドランプ１灯コンベアー速度３０ｍ／分の条件にて紫外線を照射し、インキを硬化させたところ、印刷面の定着性は極めて良好であり、さらにインキの裏抜けも全く無かった。
以上の実施例の結果から判る様に、エマルション化することにより、印刷物の品質、温度変化に対する印刷適性の大幅な向上が認められる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明紫外線硬化型エマルションインキは、インキの温度に対する粘度変化の依存性を大幅に改善する事が出来、印刷環境の変化に対する印刷品位の大幅な安定かがなされ、更に使用される油相量の削減が可能な事から、インキ価格の大幅な低下が可能となる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an emulsion ink for ultraviolet curable stencil printing, and particularly to an emulsion ink for ultraviolet curable stencil printing suitable for a simple printing machine.
[0002]
[Prior art]
A stencil printing ink used in a simple printing machine or the like often uses a water-in-oil emulsion. These inks permeate the paper and dry by spontaneous evaporation, so drying is slow, and it is easy to back up when the printed materials are stacked, and for a while after printing, the ink tends to adhere to hands or clothes, etc. As the ink penetrates into the paper, the ink on the back side of the paper becomes smudged and becomes dirty and cannot be used for printing on the back side. In addition, the ink is inferior and the printed surface is erased with an eraser. Etc. have the drawbacks of thinning and fading.
On the other hand, ultraviolet curable inks that have solved the above disadvantages are widely used for instant printing and toughness of the cured film, even for offset printing and stencil printing. However, UV curable ink has a large change in viscosity with temperature, particularly a change in tack value (adhesiveness). At high temperatures, the viscosity of the ink decreases, and the density of the printed matter increases or bleeds. The tack becomes so high that the paper is wound around the plate cylinder of the printing press or the discharged paper is soared. In addition, UV curable inks are an obstacle to their general use because the price of their main raw materials is extremely high.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to improve the change in viscosity with respect to the temperature of an emulsion ink for ultraviolet curable stencil printing comprising a water-in-oil emulsion and to reduce the price.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an emulsion ink for ultraviolet curable stencil printing in which an aqueous phase is finely dispersed in an oil phase comprising an ultraviolet curable ink and a nonionic surfactant having an HLB of 10 or less.
[0005]
The stencil printing ink of the present invention is a water-in-oil emulsion ink in which an aqueous phase is finely dispersed in an oil phase. The oil phase is obtained by adding a nonionic surfactant to ultraviolet curable ink.
The nonionic surfactant used in the present invention is HLB 10 or less, preferably 1-7. Examples of such nonionic laboratory surfactants include fatty acid glycerides such as sorbitan higher fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, oleic acid monoglyceride, and oleic acid diglyceride. Furthermore, higher alcohols, alkylphenols, ethylene oxide adducts of fatty acids and the like can be mentioned.
The nonionic surfactant is used in an amount of 0.5 to 25% by weight, preferably 5 to 20% by weight, based on the oil phase. When the upper limit of the above numerical value is exceeded, the effect of just adding is not observed, and when it is smaller than the lower limit of the above numerical value, the stability of the emulsion is lowered, which is not preferable.
[0006]
As the ultraviolet curable ink used in the present invention, commonly used ultraviolet curable inks for offset printing, silk screen printing, letterpress printing and the like can be used. That is, it contains a resin, a photocuring initiator, a photoreactive diluent, a colorant such as a pigment, an ink additive, and the like.
The resin is a non-photoreactive resin or a combination of a photoreactive resin if necessary for the purpose of improving pigment dispersibility and ink adhesion to paper. As a non-photoreactive resin, an alkyd resin is used. , Polyester resin, petroleum resin, etc., and (meth) acrylic acid modified resin such as urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, etc. is used as photoreactive resin You can also.
[0007]
As the photocuring initiator, commercially available products can be used. For example, Irgacure 651, Irgacure 184, Darocur 1173 Irgacure 907, Irgacure 369 (Ciba Geigy) or Kayacure DETX, Kayacure ITX (Nippon Kayaku), benzophenone, acetophenone, 4-4′bis One or a mixture of two or more of diethylaminobenzophenone, benzyl, benzoin, benzoin ethyl ether, and the like are used. Furthermore, aliphatic amines such as n-butylamine, triethylamine, ethyl p-dimethylaminobenzoate, and aromatic amines may be used in combination as sensitizers. The photocuring initiator is used in an amount of 1 to 20% by weight in the ultraviolet curable ink which is an oil phase.
[0008]
As the reactive diluent, at least one monomer or oligomer having an ethylenically unsaturated double bond is used. Specifically, (meth) acrylic acid esters, such as ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,4 butanediol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylol (Meth) acrylates of polyhydric alcohols such as propane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (tetra) (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (hexa) (meth) acrylate, etc. There is.
[0009]
As the colorant, inorganic pigments such as carbon black, titanium dioxide, and bitumen, and organic pigments such as phthalocyanine pigments, insoluble azo pigments, soluble azo pigments, and quinacridone pigments can be used. The content of the colorant is 1 to 30% by weight based on the total ink.
In addition, if necessary, pigment dispersants, friction resistance improvers, antioxidants, anti-set-off agents, preservatives, and thermal polymerization inhibitors such as hydroquinone for the purpose of preventing gelation during production or storage, etc. These various additives can be used.
[0010]
The aqueous phase mainly consists of water and constitutes 85-20% by weight in the total ink. In the aqueous phase, for the purpose of imparting stability as an emulsion, an electrolyte such as a metal salt, an evaporation inhibitor for water, and an antifreezing agent for water can be used as necessary.
Examples of the electrolyte added for the purpose of imparting emulsion stability include sodium salts such as sodium chloride, sodium sulfate, sodium phosphate sodium, sodium borate, magnesium sulfate, magnesium chloride, magnesium nitrate, and water thereof. There are Japanese items.
As the thickener, for example, a water-soluble resin such as carboxymethyl cellulose, gum arabic, or sodium alginate can be used.
As the water antifreezing agent or evaporation inhibitor, for example, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, sorbitol, and glycerin can be used. Furthermore, antiseptic | preservative, an antifungal agent, etc. can be added in an aqueous phase.
[0011]
In the stencil printing ink of the present invention, the coloring material is added to all or a part of the oil layer components, and the mixture is kneaded and dispersed with a dispersing machine such as a three-roll mill or a sand mill. While gradually adding the phase, a water-in-oil emulsion is obtained using a disperser such as a homomixer, a sand mill, or a disper. The water droplet diameter is desirably 10 μm or less from the viewpoint of stability.
Hereinafter, an example will be described.
The middle part of the example indicates parts by weight.
[0012]
【Example】

After mixing the above, the mixture is kneaded with a sand mill to obtain oil phase A.
1.0 part of magnesium sulfate heptahydrate, 10.0 parts of glycerin, 0.2 parts of butyl p-oxybenzoate (antiseptic and antifungal agent), 57.8 parts of water are preliminarily added to 31.0 parts of this oil phase A. The mixture was stirred with a disper while gradually adding the aqueous phase mixed with stencil printing ink A to obtain stencil printing ink A.
[0013]
Example 2
Oil phase B
Hexaglyceryl polyricinoleate (HLB 2.5) 16.0 parts SP-1519X2 8.0 parts KAYARAD R604 15.5 parts SA-2006 (acrylic ester manufactured by Mitsubishi Yuka) 63.0 parts Furnace carbon black 0 parts Irgacure 907 4.0 parts Kayacure DETX 1.0 part Hydroquinone After mixing 0.5 parts or more, the mixture is kneaded in a sand mill to form oil phase B. Water in which 1.0 part of sodium sulfate, 10.0 parts of glycerin, 0.2 part of butyl p-oxybenzoate (antiseptic and antifungal agent) and 38.8 parts of water are mixed in advance with respect to 50.0 parts of this oil phase B While adding phases gradually, stirring was performed with a disper to obtain ink B for stencil printing.
[0014]
Example 3
In Example 1, the colorant was changed to Bright Red G toner (Ba lake pigment) manufactured by Toyo Ink Co., and the soluble magnesium salt was changed to barium chloride hexahydrate, and ink was similarly formed.
Oil phase C
Hexaglyceryl triisotearate (HLB 2.5) 16.0 parts SP-1519X2 7.0 parts KAYARAD R604 15.5 parts KAYARAD DPHA 63.0 parts Bright Red G Toner 5.0 parts Irgacure 907 4.0 parts Kayacure DETX 1.0 part Hydroquinone 0.5 part or more is mixed, and then kneaded with a sand mill to obtain oil phase C. 1.0 part of barium chloride hexahydrate, 10.0 parts of glycerin, 0.2 part of butyl p-oxybenzoate (antiseptic and antifungal agent), 53.8 parts of water in advance for 35.0 parts of this oil phase The mixture was stirred with a disper while gradually adding the aqueous phase mixed with stencil printing ink C to obtain stencil printing ink C.
The results of printing the above stencil printing inks A, B and C with a rotary stencil printing machine are shown in the following table.
[0015]
[Table 1]

[0016]
120W / cm for printed matter, 1 air-cooled metal halide lamp, 1 UV light is irradiated under conditions of conveyor speed of 30m / min, and the ink is cured. There was also nothing at all.
As can be seen from the results of the above examples, the emulsification can significantly improve the quality of the printed matter and the printability with respect to temperature changes.
[0017]
【The invention's effect】
The ultraviolet curable emulsion ink of the present invention can greatly improve the dependency of the viscosity change on the temperature of the ink, greatly stabilize the printing quality against the change of the printing environment, and further the amount of oil phase used Since it can be reduced, the ink price can be significantly reduced.

Claims

In an ultraviolet curable stencil printing emulsion ink in which an aqueous phase is finely dispersed in an oil phase composed of an ultraviolet curable ink and a nonionic surfactant having an HLB of 10 or less, 1-30 wt% of the total emulsion ink An ultraviolet curable stencil printing emulsion ink containing a colorant.

The emulsion ink for ultraviolet curable stencil printing according to claim 1 , wherein the aqueous phase is 20 to 85% by weight of the total emulsion ink.

The emulsion ink for ultraviolet curable stencil printing according to claim 1 or 2, wherein the nonionic surfactant is contained in an amount of 0.5 to 25% by weight based on the total oil phase.