JP5520480B2 - 印刷用インクの調製方法 - Google Patents

Description

本発明は一般的に、印刷用インクの新規な調製方法、及びそのような方法の間で生産される新規製品に関する。

有機顔料の水性スラリーから印刷用インクを生産するための二つの主たる商業的経路が存在している。「フラッシング法」は、例えば濾過を介して、顔料スラリーを濾過システムに汲み上げることを含み、そこでは主たる部分の水が分離され、可溶性の塩が取り出される。次いで生成した顔料プレスケーキを、例えばシグマブレードのミキサーのような高剪断粉砕装置でフラッシュする。オイル、ワニス、アルキド、及び／または他の非水性の疎水性ビヒクルを添加しても良く、顔料は有機相中に次第にフラッシュし、顔料を含まない水相が残る。次いで実質的な部分の水を流し出すことができる。残余の水を除去するために、通常次いで加熱と真空を適用しなければならない。生成した製品は「フラッシュペースト」と称される。次いでこれを更なるオイルとワニスと他の従来の印刷用インクビヒクルと共に、高速ミキサーで最終の印刷用インクに仕上げることができる。

「ドライグラインド法」もまた濾過と洗浄工程を含む。生成したプレスケーキは、そのまま直接乾燥され引き続き粉体化されるか、または脱鉱物水に再懸濁され、スプレー乾燥できる。次いでドライ顔料パウダーをオイル、ワニス、アルキド、及び他の水性の疎水性ビヒクルと混合し、印刷用インクを形成できる。乾燥工程の間の顔料のシンタリング（疎水性凝集化）がほとんど避けられないため、次いで印刷用インクは、例えば３ロールミルのような粉砕装置に移されてから、印刷用インクを仕上げなければならない。

フラッシング法では、プレスケーキを生産するために、非常に高価な濾過装置が必要であり、バッチのストライクが大きくなればなるほどより大きな濾過容量が必要である。得られたプレスケーキは乾燥に感受性であり、その場合シンタリングが生じ、その体積とプレスケーキ中の比較的大量の水のため、これをミキサーに添加しなければならず、「ブレーク」と称されるいくつかの工程でフラッシングが生する。干渉性フラッシュから搾り出された水は各ブレークで除去されなければならず、反応時間の長期化を引き起こす。更に、プレスケーキ中の各種の含水量のため、プレスケーキの乾燥含量を注意深く測定し、オイル、ワニス、アルキド、及び他の非水性の疎水性ビヒクルをそれに従って添加することが必須である。

水中に有機顔料を含むスラリーを、高剪断領域を有するタンクで非水性相にフラッシュすることが以前に記載されている。例えば米国特許第5,108,509号は、疎水性ビヒクルを顔料スラリーに添加した際に、顔料／ビヒクル凝集体を作製する方法を記載している。これらの凝集体は、例えばクモの巣状のナイロン(登録商標)バッグで濾過できるクラスターに次第に成長するであろう。

米国特許第4,664,710号は、非水性ビヒクルが添加され、水がいくつかのブレークで除去される高剪断高馬力ミキサーに顔料スラリーを移す方法を記載している。欧州特許第0 319 628号は、高速渦巻きポンプブレードを備えた水平円筒状ミキサーにストライクを移し、一回のみのブレークである方法を教示している。

米国特許第4,255,375号のような他の特許は、ｐＨ変化により疎水性を変化する能力を有する例えば有機酸といった化合物の補助で顔料をフラッシュする方法を教示している。更に、米国特許第4,175,979号は、例えばヒドロキシエチルセルロース等といった水性保護コロイドの存在下で顔料の水性スラリーからビーズ形態の顔料組成物を作製する方法を教示している。

米国特許第4,910,236号は、水中の有機非水性ビヒクルのエマルションと水性顔料スラリーを混合することによって、有機非水性ビヒクル中の顔料分散物を作製する方法を記載している。分散顔料の濃縮の後、分散プレスケーキを含む水にインクを作製している。
米国特許第5,108,509号1 米国特許第4,664,710号 欧州特許第0 319 628号 米国特許第4,255,375号 米国特許第4,175,979号 米国特許第4,910,236号

これらの既知の方法のそれぞれは、高剪断領域の使用、及び／または最終印刷用インクの通常の成分ではないフラッシング補助化合物の使用を必要とする。従って、そのような欠点を有さない水性顔料スラリーを最終印刷用インクに加工するための単純で、効率的で、経済的な手段を見出すことが、当該技術分野で必要とされている。

これらの及び他の目的は、本発明によって解決され、本発明は、
（ａ）水性顔料スラリーを準備する工程；
（ｂ）前記水性顔料スラリーに、水中に混和しない少なくとも一つの非顔料印刷用インク成分を添加し、フラッシュケーキを生産する工程；及び
（ｃ）前記フラッシュケーキを最終印刷用インクに加工する工程
を含む印刷用インクの調製方法に関する。

本発明は更に、顔料と、水中に混和しない少なくとも一つの非顔料印刷用インク成分とを含むフラッシュケーキに関する。

本発明はまた、顔料と、水中に混和しない少なくとも一つの非顔料印刷用インク成分と、水中に混和しない第二の非顔料印刷用インク成分とを含むフラッシュケーキを含む印刷用インクに関する。

印刷用インクの通常の成分であるオイル及び／またはワニス及び／またはアルキド及び／または水中に混和しない他のビヒクル、並びにそれらの混合物を水性顔料スラリーに添加することによって、好ましくは「フラッシュケーキ」と称される非粘着性のビーズの物理的形態のプレフラッシュ製品を得ることが可能であることが見出された。次いでフラッシュケーキは加工されて、印刷用インクが形成される。

水性顔料スラリーは、既知の手段及び方法を介して生産される。顔料は有機顔料、無機顔料または染料であって良い。

水に混和しない印刷用インク成分は、オイル、ワニス、アルキド、及び他のビヒクルを含む。本発明の適切なオイルは、約２００℃から約３５０℃の融点を有するオイル、印刷用インクで使用することが既知の鉱物オイル、及び各種のグリコールまたはポリグリコールの反応製品、及び亜麻仁油または他の植物オイルを含むが、これらに制限されない。本発明の印刷用インクにおける使用のための他の水中に混和しないオイルは、変性または未変性オイル、亜麻仁油、オリーブオイル、ヒマシ油、ダイズオイル、他の植物オイル、脂肪酸エステルオイル群、及びMagiesolオイル（例えばMagie Brothers社により製造されるMagie Sol 45LX）、変性ダイズオイル、フタレートエステル、タレートエステル、及びそれらの混合物を含むが、それらに制限されない。

本発明のワニスは、樹脂、ロジン、ロジン樹脂、アスファルト樹脂(Coblax)、炭化水素樹脂、変性炭化水素樹脂、フェノール性ロジン、ロジンエステル、変性ロジン（フェノール性、フマル酸性、マレイン酸性等）エステル、揺変性／流動性調節剤として、及び親油性相のための更なる溶媒／ビヒクルとして作用するオイルベースのバインダー樹脂、並びにそれらの混合物といったいずれかの既知の印刷用インクワニスであって良いが、これらに制限されない。

本発明の適切なアルキドは、印刷用インクで使用されるいずれかの既知のアルキドである。いくつかの市販品のアルキルは、Terlon F及びSetalin V-405を含む。

水中に混和しないいずれかの既知の印刷用インクビヒクルが、本発明のフラッシュケーキ及び印刷用インクを生産するのに使用されても良い。

更に、消泡剤、流動剤、クレー、ワックス、シリカ、分散剤、可塑剤、湿潤剤、増粘剤、殺菌剤、界面活性剤、腐食阻害剤、ポリアミド、及びアルミニウムキレート剤、樹脂等を制限することなく含む印刷用インクで有用である従来量の典型的な添加剤が、本発明の印刷用インクに含まれても良い。

フラッシュケーキは、高剪断領域の必要なく、且つ印刷インクにおける通常の成分ではないいずれかのフラッシング補助化合物の必要なく、通常の攪拌下でタンクのような容器において生産される。フラッシュケーキは濾過され、従来の濾過ユニットで、好ましくは後に扱われる輸送ユニットで、例えばクモの巣状のナイロン(登録商標)バッグにおいてのいずれかで洗浄される。次いでフラッシャーにおいて通常のフラッシュ中でビーズが形成でき、加熱と真空によって水が除去される、別法として、且つ大変驚くべきことに、印刷インクはフラッシュケーキから直接作製できることが見出された。例えば、印刷用インク中の全ての従来のビヒクル、例えばオイル、ワニス、アルキド、増量剤、及び抗酸化剤が、高速ミキサーにおいてフラッシュケーキと混合され、同時に真空の適用によって水が容易に除去できる。この方法によって得られる印刷用インクは、従来通り生産される印刷用インクと同質である。

好ましくは、ビーズが共に接着することなく、容易に濾過でき、輸送ユニットで洗浄できる物理的形態と特性を有するフラッシュケーキを得ることができる。これは通常のスターラー、即ちEkatoスターラーで普通のタンクで実施される。濾過後、フラッシュケーキは更に標準化されたフラッシュに加工でき、ほとんどの水が除去されるため、大きなミキサーがストライクバッチ全体を含む必要がなく、いくつかのブレークを稼動する必要もない。更に印刷用インクは、ビーズ形態の顔料がフラッシュビヒクル中にすでに分散しているため、顔料を乾燥させる危険なく、通常のフラッシュ工程を除去する製品を容易に作製できる。

フラッシュケーキは、乾燥顔料及びフラッシュした色彩の両者に対して利点を有する。乾燥顔料と比較して、それはフラッシュした色彩と同じ利点を有し、即ちホコリ取りなく、より透明で、より光沢があり、より色彩強度が強い。フラッシュ顔料に対しては、その最大の利点は製造工程に存在する。材料はフラッシュケーキから印刷用インクタンクに直接供給でき、時間とエネルギーを消費するフラッシング工程を除去し、透明度、光沢、色彩強度を損なうことがない。フラッシュケーキは大きなバッグのような輸送ユニットにおける迅速な濾過を可能にする物理的形態を有するため、これは従来の濾過ユニットの必要性を除去する。更に、より細かいプレスを利用すること、及びプレスケーキを輸送ユニットに充填することと関連する操作が除去される。従来の濾過プレスにおけるプレスケーキの洗浄と比較した場合、フラッシュケーキの洗浄についての水消費の有意な減少も達成された。これに伴って、顔料を洗浄する溶出水も減少される。

通常のプレスケーキと比較したフラッシュケーキの更なる利点は、本発明のフラッシュケーキは、プレスケーキの後のフラッシングで重大な問題を引き起こし得る乾燥と凍結の両者に対して感受性ではないようであることである。これに加えて、例えばシグマブレードミキサーまたは同じタイプの装置における後のフラッシングの反応時間が、主に一度のみブレークを実施する可能性のため有意に減少される。これに関して、本発明におけるフラッシングのためのエネルギー消費が、従来のプレスケーキフラッシングと比較してずっと減少されることに注意すべきである。従来の方法における顔料の取り扱いとフラッシュによって廃棄される材料の量は、本発明の方法により減少される。これに加えて、フラッシュケーキはまた、プレスケーキの乾燥含量測定が必要ではないという利点をもたらし、それによってプレスケーキサンプルを採取し、乾燥含量を測定するための過度の要求を減少する。

更に、印刷用インクをフラッシュケーキで直接的に作製するのであれば、フラッシング工程全体が除去できる。最後に、フラッシュケーキ中の顔料の含量はかなり高いため、フラッシュケーキの容量は同量の顔料を有するプレスケーキと比較してほぼ半分であり、計算上の貯蔵容積及び顔料の輸送の要求は対応して低いものである。

フラッシュケーキは、最終の印刷用インクの非顔料インク成分をフラッシュケーキに直接添加しながら、加熱及び／または真空を適用して残余の水を除去することを含む方法によって、最終印刷用インクに加工されても良い。

フラッシュケーキは、フラッシュケーキをフラッシュして、フラッシュされた顔料を生ずる工程、加熱及び／または真空をフラッシュされた顔料に適用して残余の水分を除去し、より乾いたフラッシュされた顔料を生産する工程、及びより乾いたフラッシュされた顔料に最終印刷用インクの非顔料インク成分を添加する工程を含む方法によって最終印刷用インクに加工される。

本発明は、以下の非制限的な実施例を参考にしてより詳細に記載されるであろう。

実施例１
Ａ．4-6％の黄色顔料１３号スラリーを従来法で作製した。489.3部の顔料を含むこのスラリーを、249.6部のワニスと99.8部のオイルと混合した。前記スラリーを、ほとんどの水が濾過により除去されるまで１時間攪拌した。生成した製品を今後「フラッシュケーキ」と称する。

Ｂ．フラッシュケーキの重量に基づき27重量％の水を含む生成したフラッシュケーキをミキサーに移し、真空により残余の水を除去した。乾いたフラッシュマスをオイルとワニスと共に切断し、Ｄ＝2000ｓ^１の剪断速度でLaray Bar Viscometerで測定したスタンダードと同じ可塑粘度と収量値に調節した標準化フラッシュペーストを得た。

実施例２
実施例１Ａで生産された100ｇのフラッシュケーキを、スラーターを備えたタンクに配置し、ワニス、オイル、及びアルキドのような印刷用インク生産のための従来の原材料とブレンドした。同時に水を蒸発させ、0.2％の水と共に11.1％の顔料を含む印刷用インクを得た。

実施例３
黄色顔料１３号と黄色顔料１４号の混合物4-6％を含むスラリーを黄色顔料１３号の代わりに使用した点を除いて実施例１に従ってフラッシュケーキとフラッシュペーストを作製した。

実施例４
実施例３のフラッシュケーキを実施例１Ａのフラッシュケーキを使用する代わりに使用した点を除いて実施例２に従って印刷用インクを作製した。

実施例５
黄色顔料１２号4-6％を含むスラリーを黄色顔料１３号の代わりに使用した点を除いて実施例１に従ってフラッシュケーキとフラッシュペーストを作製した。

実施例６
実施例５のフラッシュケーキを実施例１Ａのフラッシュケーキを使用する代わりに使用した点を除いて実施例２に従って印刷用インクを作製した。

実施例７
黄色顔料１２号と黄色顔料１３号の混合物4-6％を含むスラリーを黄色顔料１３号の代わりに使用した点を除いて実施例１に従ってフラッシュケーキとフラッシュペーストを作製した。

実施例８
実施例７のフラッシュケーキを実施例１Ａのフラッシュケーキを使用する代わりに使用した点を除いて実施例２に従って印刷用インクを作製した。

実施例９
Ａ．5-7％の赤色顔料57：1号スラリーを従来法で作製した。1806部の顔料を含むこのスラリーを、479部のオイル、1484部のワニス、479部のアルキド、及び52部の抗酸化剤と混合した。前記スラリーを２時間攪拌し、その後ほとんどの水が濾過により除去された。

Ｂ．20％の水を含む生成したフラッシュケーキをミキサーに移し、真空により残余の水を除去し、乾いたフラッシュマスをオイル、ワニス、及びアルキドと共に切断し、標準化フラッシュペーストを得た。

実施例１０
Ａ．5-7％の赤色顔料57：1号スラリーを従来法で作製した。521部の顔料を含むこのスラリーを、326部のオイル、425部のワニス、124.2部のアルキド、及び14.7部の抗酸化剤と混合した。前記スラリーを75分間攪拌し、その後ほとんどの水が濾過により除去された。

Ｂ．23％の水を含む生成したフラッシュケーキをミキサーを備えた容器に移し、ワニス、オイル、増量剤、及び抗酸化剤を含む印刷用インク生産のための従来の原材料とブレンドした。その後水を真空によって除去し、これによって得られた製品は、12.9％の顔料と0.5％の水を含む最終印刷インクであった。

実施例１１
赤色顔料48：2号3-7％を含むスラリーを赤色顔料57：1号の代わりに使用した点を除いて実施例９に従ってフラッシュケーキとフラッシュペーストを作製した。

実施例１２
赤色顔料48：2号3-7％を含むスラリーを赤色顔料57：1号の代わりに使用した点を除いて実施例１０に従ってフラッシュケーキとフラッシュペーストを作製した。

実施例１３
赤色顔料48：2号と赤色顔料48：3号の混合物3-7％を含むスラリーを赤色顔料48：2号の代わりに使用した点を除いて実施例１１に従ってフラッシュケーキとフラッシュペーストを作製した。

実施例１４
赤色顔料48：2号と赤色顔料48：3号の混合物3-7％を含むスラリーを赤色顔料57：1号のスラリーを使用する代わりに使用した点を除いて実施例１２に従ってフラッシュケーキとフラッシュペーストを作製した。

実施例１５
実施例１、３、５、７、９、１１、及び１３によって調製された本発明の印刷用インクを、顔料の色彩強度を評価するための、従来の顔料試験方法である記載されたように試験された同じベース顔料と比較した。

実施例１、３、５、７、９Ｂ、１１、及び１３によって生産されたフラッシュペーストから調製されたインクを、実施例２、４、６、８、１０Ｂ、１２、及び１４のそれぞれで調製されたインクと比較し、同じ彩色強度（Data color, Spectraflash SF650X）を示し、流動（フロープレートで測定）、タック（タック-o-スコープで測定）、リソグラフィー、とりわけ重要なのはミスティング特性（タック-o-スコープで測定）を含む同様の流動性（Laray粘度計及びChurchillドロップロッドで測定された）を与えた。

本発明の上述の詳細な説明は、本発明の一つの好ましい実施態様、または本発明の好ましい実施態様の少数のものを詳細に説明しただけであり、開示された実施態様に対して数多くの変化が、本発明の精神または範囲から離れることなく、ここでの開示に従ってなし得ることが理解されるべきである。それ故上述の本発明の詳細な説明は、いずれの態様でも本発明の範囲を制限するものとは解釈されない。むしろ本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によってのみ決定されるべきである。

Claims (4)

1. （ａ）水性顔料スラリーを準備する工程；
   （ｂ）前記水性顔料スラリーに、水中に混和しない少なくとも一つの非顔料印刷用インク成分を添加し、フラッシュケーキを生産する工程；及び
   （ｃ）前記フラッシュケーキをフラッシュしてフラッシュされた顔料を生成する工程、フラッシュされた顔料に加熱及び／または真空を適用して残余の水を除去し、乾いたフラッシュされた顔料を生成する工程、乾いたフラッシュされた顔料に最終印刷用インクの水中に混和しない第二の非顔料印刷用インク成分を添加する工程を含む方法によって、前記フラッシュケーキを最終印刷用インクに加工する工程
   から必須になる、印刷用インクの生産方法。
2. 前記水中に混和しない少なくとも一つの非顔料印刷用インク成分がオイル、ワニス、アルキド、非水性の疎水性インクビヒクル、またはそれらの混合物である、請求項１に記載の方法。
3. 前記第二の非顔料インク成分が、一つ以上のオイル、ワニス、アルキド、増量剤、及び／または抗酸化剤である、請求項１または２に記載の方法。
4. 非顔料印刷用インク成分が一つ以上のオイル、ワニス、アルキド、増量剤、抗酸化剤、及びそれらの混合物である、請求項１に記載の方法。