JP3970552B2

JP3970552B2 - 孔版印刷用エマルションインク

Info

Publication number: JP3970552B2
Application number: JP2001139007A
Authority: JP
Inventors: 俊介魚住
Original assignee: Riso Kagaku Corp
Current assignee: Riso Kagaku Corp
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: JP2002332444A; CN1384159A; US20030008940A1; CN1237129C; EP1256610A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエマルションインクに関し、詳しくはインクの印刷後の乾燥時間すなわちセット時間を短縮できる孔版印刷用エマルションインクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
孔版印刷は、版の作製が容易なため幅広い分野で利用されている。該孔版印刷におけるインクの乾燥は、通常、印刷用紙へのインクの浸透とエマルション中の水分の蒸発によって行われる。従って、これまで、定着性や蝕指乾燥性を確保するために、固形樹脂を用いたエマルションインク（特開昭６１−２５５９６７号公報、特開平１１−３１０７４０号公報参照）や、水相中に水中油型樹脂エマルション等を用いたエマルションインク（特開平６−２２０３８２号公報参照）が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来技術では、添加する樹脂によりインクの温度依存性が低下したり、水相中に水中油型樹脂エマルションを用いた系では、界面活性剤の影響で完全な被膜が形成されなかったり、版の目詰まり等の発生による放置安定性の点で取り扱いが非常に面倒であった。
また、エマルション中の油相の粘度を低下させることにより被印刷媒体への浸透を速くしたインクでも、水相の浸透速度および蒸発速度が乾燥の律速となり、乾燥性を遅くしていた。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、水相の表面張力を低下させることにより被印刷媒体への浸透性を向上させるとともに、被印刷媒体転写後のインクの水相の揮発性を高め、インクの乾燥時間（セット時間）を短くして、印刷物の取扱性を向上させた孔版印刷用エマルションインクを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、油相と水相とからなる油中水滴型の孔版印刷用エマルションインクであって、着色剤は油相成分に含有され、水相の２３℃における表面張力が３５〜５５ｍＮ/ｍであり、水相の表面張力を低下させる成分として水相に１種または２種以上の１価アルコールを含む孔版印刷用エマルションインクである。また、本発明は、油相と水相とからなる油中水滴型の孔版印刷用エマルションインクであって、着色剤は油相成分に含有され、水相の２３℃における表面張力が３５〜５５ｍＮ / ｍであり、水相の表面張力を低下させる成分として、水相全量に対して４０重量％以上の多価アルコールを含む孔版印刷用エマルションインクである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の孔版印刷用エマルションインクは、油相と水相とからなる油中水滴（Ｗ／Ｏ）型である。一般に、油中水滴（Ｗ／Ｏ）型エマルションインクは、例えば、乳化剤を含む油相（Ｏ）成分に水相（Ｗ）成分を徐々に添加しながら撹拌して乳化させることにより、油相中に水相を微細な水滴状に分散させて製造できる。
上記水相（Ｗ）成分中には必要に応じて湿潤剤、水溶性樹脂、電解質、防黴剤、酸化防止剤、水蒸発防止剤等の水溶性添加物を含有させることができる。また上記油相（Ｏ）成分には、必要に応じて溶剤、樹脂、着色剤、乳化剤等を含有させることができる。なお、本発明で述べる水相成分とは、必要に応じて添加された上記のような水溶性添加物を含んだ水相の全成分であるが、油相と水相の界面に存在する乳化剤は水相成分としない。
【０００７】
本発明において、水相（Ｗ）の表面張力（ただし、２３℃における値。以下同じ。）は、３５〜５５ｍＮ/ｍであり、好ましくは４０〜５０ｍＮ/ｍである。水相の表面張力が５５ｍＮ/ｍより高ければ、水相の浸透速度が遅く、乾燥が遅い。水相の表面張力が３５ｍＮ/ｍより低ければ、水相の浸透速度が早く、印刷物ににじみが生じるとともに、エマルションの安定性も低下する。
【０００８】
本発明の孔版印刷用エマルションインクの水相の表面張力を低下させる成分として、主として１種類もしくは２種類以上の１価アルコールを用いることができる。
表面張力を低下させる成分は、水相（Ｗ）の表面張力を３５〜５５ｍＮ/ｍにする適量を添加すればよく、例えば１価アルコールの総配合量は、水相全量に対して５〜５０重量％が好ましく、さらには５〜３０重量％の範囲であるのが望ましい。
【０００９】
具体的には、１級で１価のアルコールの場合は、水への溶解性が高いメタノール、エタノール、１−プロパノールが好ましい。これらは、１級アルコール自体の室温での表面張力が２４．５ｍＮ/ｍ以下であり、水相の表面張力を低下させるのに好適である。それぞれ単独で使用した場合は、水相全量に対して、メタノールであれば１０〜５０重量％、エタノールであれば５〜３０重量％、１−プロパノールであれば５〜２０重量％添加するのが好ましい。ここでは単独使用での好ましい添加量を記載したが、これらは組み合わせて使用することもできる。
【００１０】
１価アルコールの総配合量が少なすぎるために水相の表面張力が５５ｍＮ/ｍを超える場合は、特開２０００−１７２１４号公報にあるように１価アルコールは水の蒸発防止および凍結防止に効果があるものの、インクの乾燥性、特に水成分の紙への浸透性は不充分である。逆に、１価アルコールの総配合量が多すぎて水相の表面張力が３５ｍＮ/ｍ未満の場合は、インクの保存安定性が低下する。
【００１１】
２級、３級の１価アルコールの場合も１価の１級アルコールと同様であり、２−プロパノールやｔｅｒｔ−ブチルアルコール等を、水相の表面張力低下剤として用いることができる。単独使用した場合は、２−プロパノールまたはｔｅｒｔ−ブチルアルコールは、水相全量に対し５〜２０重量％添加すれば、１級１価アルコールと同等の表面張力の低下が得られる。
【００１２】
また、多価アルコールの場合、多価アルコール自体の表面張力が高いため、単独では水相の表面張力を低下させる能力が小さく、５５ｍＮ/ｍ以下にしようとすると水相全量に対して４０重量％以上添加する必要があり、インクの乾燥性および保存性を低下させる。ただし、少量の多価アルコールは、炭素数３以下の１価アルコールと組み合わせれば、水相の表面張力を５５ｍＮ/ｍ以下にすることができる。このときの多価アルコールの添加量は、水相全量に対して１５重量％以下とするのが好ましい。
【００１３】
炭素数４以上１価の１級アルコールを用いると、少量で水相の表面張力を大きく低下させることができるが、炭素数４以上１価の１級アルコール自体は水相への溶解量が１０重量％未満であり、かつ油相成分との親和性が高い。よって、エマルションの状態では大部分が油相に移行し、またエマルションインクの保存安定性を低下させる場合がある。
不飽和の１価アルコールの場合も、アリルアルコールやプロパギルアルコールのように水への溶解性が高いものは、飽和の１価アルコールと同様の水相の表面張力低下の効果がある。ただし、不飽和の１価アルコールは油相との親和性が高くなるため、使用の際にはこの点に留意して選択する必要がある。
【００１４】
好ましくは、上記メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコールからなる群から少なくとも一種を水相の表面張力低下成分として適宜選択する。
【００１５】
水相（Ｗ）には、上記のような表面張力低下成分を混和するほか、必要に応じて、電解質やｐＨ調整剤、湿潤剤、水蒸発抑制剤、凍結防止剤などの水溶性添加物を含ませることができる。例えば、電解質やｐＨ調整剤としては、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が用いられる。これらの無機塩類は、１価アルコールと比較すると、水相の表面張力低下にはほとんど影響を及ぼさず、無視できる。
【００１６】
水相（Ｗ）に含ませることができる湿潤剤、水蒸発抑制剤、凍結防止剤等には、好ましくは水溶性有機溶媒が用いられる。例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン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、トリ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のアルキルエーテル類、その他にトリエタノールアミン等も用いられる。これらは多量に添加すると印刷時のインクの乾燥性が悪くなるため、全インク量に対して２〜１０重量％程度を使用するのが好ましい。
【００１７】
さらに、水相（Ｗ）には必要に応じて水溶性樹脂、防黴剤、酸化防止剤等の水溶性添加物が添加される。水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン−ポリビニルアルコール共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルエーテル、ポリアクリルアミド、アラビアゴム、澱粉、水溶性ウレタン等が用いられる。水溶性樹脂は、水相の表面張力を上げるため、必要最小量のみ添加するのが好ましい。
防黴剤としては、芳香族ヒドロキシ化合物及びその塩素化物、フェノール類及びその誘導体、ソルビン酸、サルチル酸、ｐ−オキシ安息香酸及びその誘導体等が挙げられる。
酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−クレゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（通称ＢＨＴ）、ハイドロキノン、ｔｅｒｔ−ブチル−ハイドロキノン（通称ＴＢＨＱ）等を挙げることができ、従来公知である任意組成の酸化防止剤であれば、全て使用できる。
また、これら水溶性添加物は通常、溶液または均一分散液の形で使用でき、油相に均一分散液の形で使用することもできる。
【００１８】
油相（Ｏ）成分の溶剤としては、例えば、インクソルベント２４０（沸点２４２〜２６０℃、日石三菱社製品名）、日石三菱アイソゾール４００（沸点２０６〜２５７℃、日石三菱社製品名）、ＡＦ４号ソルベント（沸点２０６〜２６７℃、日石三菱社製品名）等の石油系溶剤が用いられる。
【００１９】
油相（Ｏ）成分に含まれる樹脂としては、着色剤およびその他の油相成分との相溶性および均一分散性があるものであれば特に限定はなく、例えば、フェノール樹脂、マレイン樹脂、石油樹脂、アルキド樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ゴム誘導体樹脂等が用いられる。
【００２０】
油相（Ｏ）成分の着色剤には、無機顔料、有機顔料を問わず、印刷の技術分野で一般に用いられているものを使用することができる。例えばファーネスカーボンブラック、ランプブラック、ブリリアントファストスカーレット、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料等の従来公知の顔料を特に限定することなく用いることができる。
【００２１】
以上のほか、本発明における油相にはエマルションの形成及び安定性を阻害しない範囲で、顔料分散剤、酸化防止剤、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することができる。
【００２２】
Ｗ／Ｏ型エマルションを製造する際の乳化剤としては、非イオン性界面活性剤が好ましく、例えばソルビタン高級脂肪酸エステル（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、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタントリオレート、ソルビタンセスキオレート等）、脂肪酸モノグリセリド（オレイン酸モノグリセリド、オレイン酸ジグリセリド等）、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などが用いられる。安定なＷ／Ｏ型エマルションインクを得るためには、水相のＨＬＢ等を考慮して適宜選択するのが好ましい。
【００２３】
本発明の孔版印刷用エマルションインクは、油相（Ｏ）成分が１０〜７０重量％、水相（Ｗ）成分が９０〜３０重量％からなるＷ／Ｏ型であるのが好ましい。
【００２４】
本発明の孔版印刷用エマルションインクでは、被印刷体に印刷されたＷ／Ｏ型インク中の水分の浸透および蒸発に伴って、インクを乾燥する。従って、本発明により、印刷文字等の乾燥性が向上し、印刷物の取り扱い性が向上する。
【００２５】
【実施例】
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。なお、例中の部は重量部を意味する。
（実施例１）
アルキド樹脂１７．０部に対して、インクソルベント２４０（沸点２４２〜２６０℃、日石三菱社製）７．０部、界面活性剤としてオレイン酸モノグリセリド２．０部を添加し、次いで、顔料として銅フタロシアニンブルー５．５部および粘度調整剤として有機ベントナイト０．５部を分散させて油相を得た。
別に、イオン交換水４５．５部にエチレングリコール５．５部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液に、メタノール１６．０部を添加し水相を得た。
前記合計３２．０部の油相に、前記合計６８．０部の水相を少量ずつ添加しながら攪拌機で撹拌して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００２６】
（実施例２）
フェノール樹脂１８．０部を、ＡＦ４号ソルベント（沸点２０６〜２６７℃、日石三菱社製）７．０部中に加え、加熱溶解してワニスを調製した。
前記ワニスを自然放冷後、界面活性剤としてソルビタンモノオレート２．０部を添加し、次いで、顔料としてファーネスカーボンブラック６．５部を分散させて油相を得た。
別に、イオン交換水４３．５部にエチレングリコール１０．０部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液に、エタノール１２．０部を添加し水相を得た。
前記合計３３．５部の油相に、前記合計６６．５部の水相を添加して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００２７】
（実施例３）
アルキド樹脂１８．０部に対して、インクソルベント２４０（沸点２４２〜２６０℃、日石三菱社製）７．５部、界面活性剤としてソルビタンモノオレート２．０部を添加し、次いで、顔料（ファーネスカーボンブラック）６．５部を分散させて油相を得た。
別に、イオン交換水４９．５部にグリセリン５．５部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液に、２−プロパノール１０．０部を添加し水相を得た。
前記合計３４．０部の油相に、前記合計６６．０部の水相を添加して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００２８】
（実施例４）
油相は、実施例１と同じものを用いた。
別に、イオン交換水５１．５部にグリセリン５．５部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液に、メタノール１０．０部を添加し水相を得た。
前記合計３２．０部の油相に、前記合計６８．０部の水相を添加して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００２９】
（実施例５）
油相は、実施例３と同じものを用いた。
別に、イオン交換水１５．０部にジエチレングリコール５０．０部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液を調製し水相を得た。
前記合計３４．０部の油相に、前記合計６６．０部の水相を添加して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００３０】
（実施例６）
油相は、実施例２と同じものを用いた。
別に、イオン交換水４５．５部にエチレングリコール５．５部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液に、メタノール４．５部およびエタノール１０．０部を添加し水相を得た。
前記合計３３．５部の油相に、前記合計６６．５部の水相を添加して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００３１】
（比較例１）
油相は、実施例２と同じものを用いた。
別に、イオン交換水４４．０部にグリセリン５．５部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液に、２−プロパノール１６．０部を添加し水相を得た。
前記合計３３．５部の油相に、前記合計６６．５部の水相を添加して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００３２】
（比較例２）
油相は、実施例３と同じものを用いた。
別に、イオン交換水５３．５部にエチレングリコール５．５部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液に、メタノール６．０部を添加し水相を得た。
前記合計３４．０部の油相に、前記合計６６．０部の水相を添加して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００３３】
（比較例３）
油相は、実施例３と同じものを用いた。
別に、イオン交換水５５．５部にエチレングリコール９．５部と硫酸マグネシウム・７水和物１．０部を溶解した溶液を調製し水相を得た。
前記合計３４．０部の油相に、前記合計６６．０部の水相を添加して乳化することにより、孔版印刷用油中水滴型エマルションインクとした。
【００３４】
上記実施例および比較例の孔版印刷用油中水滴型エマルションインクの各組成（単位：重量部）を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
上記実施例および比較例で得られたエマルションインクの、水相の表面張力、乾燥性、にじみ、保存安定性を以下の方法で評価した。評価結果を表２に示す。
（１）水相の表面張力：作製した乳化前の水相を、協和界面化学株式会社製自動表面張力計（ＣＢＶＰ−Ｚ型）により測定した。
（２）乾燥性：作製したエマルションインクを用いて、孔版印刷機としてリソグラフ（理想科学工業株式会社登録商標）ＧＲ３７５（同社製）により印刷を行い、印刷物を得た。この印刷物の印刷１分後の、触指試験によるインク転移表面の乾燥状態を調べ、次のように評価した。
○：全く汚れない
△：わずかに手に付着する
×：文字部分を触指した際、手に付着したインクの文字が読みとれる
（３）にじみ：上記（２）で印刷した１分後の文字の輪郭部分を観察した。
○：にじみによる文字の輪郭のぼけはみられない
×：にじみにより文字の輪郭がぼけている
（４）保存安定性：作製したエマルションインクを室温で１カ月間放置し、エマルションの安定性を目視で調べ、次のように評価した。
○：水相と油相の分離が生じておらず、エマルションインクの粘度低下が初期と比べて１０％未満である。
△：水相と油相の分離は生じていないが、エマルションインクの粘度低下が初期と比べて１０％以上である。
×：水相と油相の分離が生じている。
【００３７】
【表２】

【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、孔版印刷用エマルションインクの被印刷媒体への浸透性を向上させ、かつ被印刷媒体転写後のインクの水相の揮発性を高める。これにより、印刷後のインクの乾燥時間を短縮し、印刷物の取扱性を向上させることができる。

Claims

油相と水相とからなる油中水滴型の孔版印刷用エマルションインクであって、着色剤は油相成分に含有され、水相の２３℃における表面張力が３５〜５５ｍＮ/ｍであり、水相の表面張力を低下させる成分として水相に１種または２種以上の１価アルコールを含むことを特徴とする孔版印刷用エマルションインク。
油相と水相とからなる油中水滴型の孔版印刷用エマルションインクであって、着色剤は油相成分に含有され、水相の２３℃における表面張力が３５〜５５ｍＮ / ｍであり、水相の表面張力を低下させる成分として、水相全量に対して４０重量％以上の多価アルコールを含むことを特徴とする孔版印刷用エマルションインク。
水相全量の５〜５０重量％が１種または２種以上の１価アルコールから構成される請求項１記載の孔版印刷用エマルションインク。
１価アルコールが、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコールからなる群から選択された少なくとも一種である請求項１または３記載の孔版印刷用エマルションインク。
油相１０〜７０重量％と水相９０〜３０重量％とからなる請求項１〜４のいずれか記載の孔版印刷用エマルションインク。