JP4028669B2

JP4028669B2 - 孔版印刷用エマルジョンインクおよびそれを用いる印刷方法

Info

Publication number: JP4028669B2
Application number: JP37331799A
Authority: JP
Inventors: 薫松久; 和次林
Original assignee: アジア原紙株式会社
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001181543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は孔版印刷用エマルジョンインクおよびそれを用いる印刷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
孔版印刷は版の作製および印刷が容易なため巾広い分野で利用されている。とりわけ輪転謄写印刷においては、版に感熱性の孔版原紙を用い、赤外線照射やサーマルヘッドにより迅速忠実に熱穿孔製版することができ、得られた孔版を単胴輪転ドラム印刷装置のドラムに装着したままＷ／Ｏ型エマルジョンインクを用いて任意随時に印刷することができるので、簡便安価な複写軽印刷として一般に広く普及している。
【０００３】
しかし、印刷後のインクの乾燥に時間を要しかつインク自体が固化しないので、印刷直後に印刷用紙に触れるとインクが転移し汚染する。連続印刷すると重ね合さった排出印刷用紙のインクが裏移りする。特に、インクの浸透性の劣るハガキ用紙などではこの現象が著しい。さらに浸透性の劣るコート紙、アート紙では、実質的に連続印刷が不能となる。
【０００４】
また、浸透性の良好な用紙で、かつ印刷後長時間経過し、見かけ上十分に乾燥しているものであっても強く擦するとインクが剥れ汚染する。この理由は、孔版印刷用インクは、印刷後印刷装置内に放置され時間をおいて使用される場合が多いことから、基本的に不揮発性、不乾燥性、非硬化性であることによる。即ち、孔版印刷用インクは、不揮発性、不乾燥性、非硬化性のオイル成分に着色剤を分散させ、必要に応じ分散剤および流動性調整剤、付着性付与剤として樹脂を添加した油相を基本の成分として、単胴ドラムに装入放置したままでもインクがシミ出したり、漏れが生じないように、ダイラタント粘性体とするために水を添加分散させてＷ／Ｏ型エマルジョンとした構成になっていることによる。
【０００５】
したがって、孔版印刷用インクの乾燥は、油相および水相の印刷用紙への浸透と水分の蒸発のみによって行なわれ、油相の乾燥、定着固化の機能は無く、印刷用紙の浸透性により著しく左右されることになる。
【０００６】
この問題を解決しようと、紫外線硬化樹脂を添加し、印刷後紫外線を照射する方法（特開平１０−１２０９６０号公報、平１０−３１６９１９号号公報）が提案されているが、インクの自然硬化が起こり、安定性が悪く、照射装置が高価で大型となり、実用化に至っていない。他に熱溶融性成分および／または熱硬化性成分を添加し、印刷後加熱ロールまたはアイロン処理する方法（特開平６−１２８５１６号公報、平１０−１５２６３７号公報）が提案されているが、添加成分の熱溶融／硬化の温度が低いと放置中に溶融／硬化が進み、高いと処理温度をむやみに高くする必要が有り、さらに処理はインク印刷面に施さなければ効果が無いため、ブロッキングの問題が生じ、実用化はされていない。その他、インクの組成、成分について種々の方法が数多く提案されているが、もっぱら、指触乾燥速度、裏移り、裏抜けに対する改良案で、孔版印刷用インクにおける基本的な不乾燥、不定着性の課題を解決する提案はされていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡便安価な複写軽印刷としてインクを装入放置したままで用いる孔版印刷において、印刷直後でもインクの転移汚染がなく、浸透性の劣るコート紙、アート紙などでも連続印刷ができ、インクの定着性の優れた孔版印刷用エマルジョンインクおよびそれを用いる印刷方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、油相および水相からなり、油相中に水不溶性着色剤を含むＷ／Ｏ型エマルジョンインクにおいて、前記水相に、ポリビニルアルコールを油相１００重量部に対し５〜２５重量部含有し、さらにフッ素共重合樹脂またはシリコーン共重合樹脂を含有させたことを特徴とする孔版印刷用エマルジョンインクに関する。
【００１１】
また、本発明は、前記孔版印刷用エマルジョンインクを用いて用紙に印刷を行なうステップと、印刷された用紙に加熱処理を施すステップとを有する印刷方法に関する。
【００１２】
好ましくは、前記加熱処理を加熱ローラーを用いて行なう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のＷ／Ｏ型エマルジョンインクにおいては、水相にポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡという）が油相の１００重量部に対し、５〜２５重量部含有される。ＰＶＡは水相の凍結性を押え、水分の蒸発を防止し、インクの放置安定性を向上させる。また、水相を構成するＰＶＡを添加したエマルジョン粒子は、ＰＶＡの強い結合力、溶解性により、界面が保護され安定化する。さらに、印刷後、水相中のＰＶＡの油相との界面への移行拡散に伴い、成膜性、結着性に優れたＰＶＡが水相と油相との界面に配向し、インクを定着させる。この場合ＰＶＡは透明皮膜を形成し、ＰＶＡの含有量の多少にかかわらず油相中の着色剤濃度に影響を与えることなく良好な印刷物の濃度が得られる。ＰＶＡの含有量が油相１００重量部に対し５重量部以上でないと、ＰＶＡが油相面を被覆し、インクを定着する効果が発現しない。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様においては、印刷後に、印刷物に加熱処理を施すことにより、印刷インクに熱を与え、ＰＶＡの水相の界面への移行拡散、水の蒸発を速かにし、初期指触乾燥性を上げ、かつＰＶＡの表面配向を効率的にする作用効果が発揮される。
【００１５】
本発明のＷ／Ｏエマルジョンインクにおいては、水溶解性が高く、保水性に優れ、自己成膜性を有し、かつ水相表面への配向、油相面被覆の性能を発現するには、水相へのＰＶＡの添加が必須である。ＰＶＡには重合度、ケン化度により種々の品種があり、また各種の変性品、例えば、カルボキシル基変性、シラノール基変性、アルキル基変性、フッ化アルキル基変性、シリコーンアルキル基変性などがあるが、基本的にはとくに制限はなく、いずれも好ましく用いられる。たとえば、重量平均重合度が２００〜１７００程度、ケン化度が７８〜９９％程度のものがいずれも好ましく使用できる。
【００１６】
ＰＶＡの水相への添加量は、油相１００重量部に対し５重量部以上であるが、好ましくは８重量部以上であり、より好ましくは油相／水相の重量比率が４０／６０〜２５／７５の範囲において、油相１００重量部に対し１１〜１７重量部である。ＰＶＡの量が５重量部未満だと油相面を被覆する量に不足する。ＰＶＡの量が８重量部以上、とくに１１重量部以上であれば油相面を十分に被覆し、インクの定着性が向上する。ＰＶＡの量が２５重量部を超えると長期間保存中にインクの表面に皮バリを生じたり、印刷直後に加熱処理を施すと印刷インクの表面が発泡するなどの不具合が生じる。
【００１７】
本発明においては、ＰＶＡを添加した水相にその他の樹脂やワックス類を添加することができる。その他の樹脂としては、例えば、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、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリアクリル酸部分アルキルエステル等の水溶性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、フッ素含有樹脂、シリコーン樹脂等のエマルジョン、ディスパージョンがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの樹脂は、個々の特性により性能調整、機能性付与剤として適宜適当に使用することができる。ただし、Ｗ／Ｏ型エマルジョンインクの水相に添加できる条件として、樹脂自体の物性に係わらず、水溶液、水性エマルジョンまたは水性ディスパージョンの形態において含有する乳化剤、界面活性剤等を含め、油相非溶解性であること、またｐＨが中性域にあり、強酸性あるいは強アルカリ性でないことがあげられる。そうでないと、エマルジョンが破壊するか経時的に分離する。また、形態自体も極めて安定性の高いものでないと添加した水相のエマルジョンの安定性も損なわれる。
【００１８】
より具体的には、ＰＶＡを添加した水相中に、フッ素共重合樹脂またはシリコーン共重合樹脂の１種または２種以上を含有させることができる。これらを含有させることにより、エマルジョンインク表面に離型性を付与し、指触乾燥性を高め、加熱処理時のインクのブロッキングを抑える効果がある。
【００１９】
本発明に用いるフッ素共重合樹脂としては、フルオロアルキル基含有共重合樹脂の水／アルコールディスパージョンがあげられる。これらはとくに制限なく用いることができるが、前記した水相に添加できる条件を満している必要がある。フルオロアルキル基含有共重合樹脂の構成としては、フルオロアルキル基含有セグメントと親水性セグメントとからなるＡ−Ｂ型ブロックまたはグラフト共重合体が望ましい。
【００２０】
本発明に用いるシリコーン共重合樹脂としては、ポリシロキサンのアルキル変性共重合樹脂の水／アルコールディスパージョンがあげられる。これらはとくに制限なく用いることができるが、前記した水相に添加できる条件を満している必要がある。ポリシロキサンのアルキル変性共重合樹脂の構造としては、ポリシロキサンのアルキル変性セグメントと親水性セグメントからなるＡ−Ｂ型ブロックまたはグラフト共重合体が望ましい。
【００２１】
なお水相には、必要に応じ、グリコール、低級飽和一価アルコール、多価アルコール等の公知の蒸発抑制、凍結防止剤、トリエタノールアミン、酢酸ナトリウム等の公知のｐＨ調整剤、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム等の公知の電解質、芳香族ヒドロキシ化合物、ソルビン酸等の公知の防腐防カビ剤等を添加することができる。
【００２２】
本発明における油相は、水不溶性着色剤、不揮発性溶剤、少量の高沸点難揮発性溶剤、乳化剤からなる。水不溶性着色剤としては、公知の顔料がとくに制限なく用いられる。例えば、ファーネスカーボンブラック、ランプブラック、シアニンブルー、シアニングリーン、レーキレッド、酸化チタン等の有機および／または無機の顔料があげられる。
【００２３】
不揮発性溶剤としては、モーターオイル、スピンドル油、マシン油、流動パラフィン等の鉱物油、オリーブ油、ヒマシ油、サラダ油等の植物油、初留点が３００℃以上の非芳香族系炭化水素溶剤などがあげられる。水相中の水の蒸発とのバランスを保つために、初留点が３００℃未満で１５０℃以上の非芳香族炭化水素溶剤を含有させることができる。乳化剤としては、不揮発性溶剤に溶解する非イオン界面活性剤が用いられる。乳化剤はＨＬＢが１．５〜８．５の範囲のものが好ましい。乳化剤の添加量は油相全量の２〜１０重量％が望ましい。なお油相には、必要に応じて、ジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピル等の公知の酸化防止剤、ポリアルキルポリアミン、脂肪族多価カルボン酸、高分子量ポリカルボン酸の長鎖アミン塩等の公知の顔料分散剤等を添加することができる。さらに、流動性調整剤、安定化剤剤、付着性付与剤としてロジン、ロジン変性樹脂、石油樹脂、アルキッド樹脂等の樹脂を含有させることができる。
【００２４】
本発明のＷ／Ｏエマルジョンインクを用いた孔版印刷においては、印刷を行なった後、得られた印刷物に加熱処理を施すのが好ましい。それにより、インク乾燥性、インク定着性をより一層向上せしめることができ、インク浸透性の劣る印刷用紙を用いて、連続印刷できる。加熱条件はとくに制限されないが、通常８０〜１５０℃程度が好ましい。加熱は、印刷機の排紙部に、加熱ロール、赤外線照射装置などを装着することによって行なうことができる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２６】
実施例１〜７および比較例１〜４
表１〜２に示される組成の油相および水相からなる孔版印刷用エマルジョンインクを調製した。表１〜２における各成分の配合量は重量部数である。また成分Ｎｏ．で示される物質はつぎのものである。
【００２７】
Ｎｏ．１：カーボンブラック
Ｎｏ．２：シアニンブルー
Ｎｏ．３：ミネラルターペン（沸点１５０℃）
Ｎｏ．４：パラフィンソルベント（沸点３００℃）
Ｎｏ．５：スピンドル油（沸点３２５℃）
Ｎｏ．６：ロジン変性フェノール樹脂
Ｎｏ．７：ソルビタンエステル（ＨＬＢ４．５）
Ｎｏ．８：末端アルキル脂肪酸ポリマー
Ｎｏ．９：ジブチルヒドロキシトルエン
Ｎｏ．１０：水
Ｎｏ．１１：エチレングリコール
Ｎｏ．１２：ベンジルチアゾリン（３３重量％水溶液）
Ｎｏ．１３：硫酸ナトリウム
Ｎｏ．１４：重量平均重合度５００、ケン化度８８．０％のＰＶＡの１５重量％水溶液
Ｎｏ．１５：重量平均重合度１７００、ケン化度９８．５％のＰＶＡの１０重量％水溶液
Ｎｏ．１６：フッ化アルキルブロックポリマーの１５重量％イソプロピルアルコール／水分散液
Ｎｏ．１７：シリコーンアルキルブロックポリマーの１０重量％イソプロピルアルコール／水分散液
Ｎｏ．１８：ポリビニルピロリドンの１５重量％水溶液
【００２８】
油相液は樹脂を１５０℃で溶剤（溶剤−３）に溶解し、この液に他の溶剤、乳化剤、分散剤等および着色剤を混合し、三本ロールで良く分散させて調製した。水相液は水に各成分を溶解、分散させることにより調製した。乳化器に油相液を仕込み、４００ｒｐｍの速度で油相液を撹拌しながら、水相液を徐々に添加して乳化し、エマルジョンインクを調製した。
【００２９】
得られた各エマルジョンインクについて、下記の方法でインクの性能評価、印刷テストを行なった。
【００３０】
（１）インク安定性
各エマルジョンインクを３ヵ月間放置し、つぎの基準で評価した。結果を表３に示す。
○：変化なし
△：わずかな粘度低下および／または発汗状の水漏出あり
×：粘度低下または水分離、ゲル化あり
【００３１】
（２）インク放置安定性
各エマルジョンインクを感熱製版印刷機（デュプロ精工（株）製ＤＰ６３Ｓ、サーマルヘッド：６００ドット／インチ）に装入し、印刷を行なった後１カ月放置し、再度印刷を行ない、その際の状況をつぎの基準で評価した。結果を表３に示す。
○：最初の印刷のときと変化なし
△：刷り始め５０枚以内でインクのメキまたはカスレあり
×：インク漏れまたはインクの目詰まりあり
【００３２】
（３）印刷テストＩ
各エマルジョンインクを前記感熱製版印刷機に装入して印刷を行ない、つぎの項目について測定または評価した。印刷は９０枚／分の速度で行なった。印刷用紙としては、一般孔版印刷用紙（以下、ＰＰという）および坪量７５ｇ／ｍ²のコート紙（以下、ＣＰという）を使用した。結果を表４に示す。
【００３３】
印刷濃度：
印刷１０〜２０分後に反射式光学濃度計で印字の光学濃度（ＯＤ）を測定した。
【００３４】
裏移り：
印刷したＢ４印刷用紙３０枚を重ね、５ｋｇの荷重を３０秒かけた後、つぎの基準で目視評価した。
○：裏移りが全くないか、ベタ部の１部に極僅かの裏移りあり
△：ベタ部の裏移りあり
×：ベタ部および文字部の裏移りあり
【００３５】
指触乾燥性：
印刷４〜５秒後指先で画像部を軽く数回擦り、指先の汚染状態を目視観察し、つぎの基準により評価した。
○：汚染ほとんどなし
△：汚染があり、画像部に擦れが認められる
×：汚染がひどく、指触部の画像部にボケ、カスレが認められる
【００３６】
画像定着性：
印刷３０分後画像部を３ｋｇ／Ａ５の荷重下に脱脂綿で５回摩擦し、摩擦後の画像濃度（ＯＤ）と摩擦前の画像濃度（ＯＤ）から次式で示される摩擦による画像濃度の低減率を求め、次の基準により評価した。
低減率（％）＝（摩擦後濃度／摩擦前濃度）×１００
◎：低減率９９％以上
○：低減率９５％以上、９９％未満
△：低減率８０％以上、９５％未満
×：低減率８０％未満
【００３７】
（４）印刷テストII
前記印刷機の排紙部に排出繰り出しロールとして、表面温度約１２０℃に加熱したメタルロールを装着して用いた他は、印刷テストＩと同様にして印刷を行ない、同様な評価を行った。結果を表５に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【表２】

【００４０】
【表３】

【００４１】
【表４】

【００４２】
【表５】

【００４３】
【発明の効果】
本発明のＷ／Ｏ型のエマルジョンインクは、水相中にＰＶＡが油相１００部に対して５〜２５部含有されていることにより、放置安定性に優れると共に、印刷の初期指触乾燥が速く、用紙への転移付着も良くて裏移りがなく、コート紙にも印刷できる。さらに印刷物に加熱処理を施すことにより画像定着性がより一層優れ、画像部のこすりはがれの無い印刷物を得ることができる。

Claims

油相および水相からなり、油相中に水不溶性着色剤を含むＷ／Ｏ型エマルジョンインクにおいて、前記水相に、ポリビニルアルコールを油相１００重量部に対し５〜２５重量部含有し、さらにフッ素共重合樹脂またはシリコーン共重合樹脂を含有させたことを特徴とする孔版印刷用エマルジョンインク。
請求項１記載の孔版印刷用エマルジョンインクを用いて用紙に印刷を行なうステップと、印刷された用紙に加熱処理を施すステップとを有する印刷方法。
前記加熱処理を加熱ローラーを用いて行なうことを特徴とする請求項２記載の印刷方法。