JPH10120960A - 紫外線硬化型孔版印刷用エマルションインキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 孔版印刷用紫外線硬化型エマルションインキ
において、顔料のインキ中への分散を容易にするととも
に、インキの乾燥性及び温度適性を向上させ、さらに、
印刷物の印刷濃度が高く、インキの滲みや裏抜けを少な
くする。 【解決手段】 油相および水相を有する油中水（Ｗ／
Ｏ）型エマルションインキにおいて、前記水相中に水不
溶性着色剤を含み、前記油相中に紫外線硬化型樹脂を含
むことを特徴とする紫外線硬化型孔版印刷用エマルショ
ンインキ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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関し、さらに詳しくは極めて
乾燥性に優れ、かつ印刷物の印刷濃度が高く、滲みや裏
抜けの少ない紫外線硬化型孔版印刷用エマルションイン
キに関する。

【従来の技術】

【０００２】孔版印刷は、孔版印刷用原紙を用いて製版
を行い、製版により形成された原紙の穿孔部にインキを
通過させて紙などの被印刷体に印刷を行うものである。
この孔版印刷は、版の作製が容易なために幅広い分野で
利用されている。従来、孔版印刷用インキとしては、一
般に油中水（Ｗ／Ｏ）型エマルションインキが使用され
ており、その油相成分中に着色剤である顔料成分が含ま
れている（特開昭６１−２５５９６７号公報、特開昭６
４−１４２８４号公報、特開平４−１３２７７７号公
報、特開平５−１１７５６５号公報、特開平７−１８８
５９８号公報等参照）。

【０００３】近年は、さらに印字品質の向上及び画像の
デジタル処理に伴い、孔版印刷機のネットワーク端末と
しての用途展開も広がっている。この場合には、従来の
孔版印刷において多用されていたざら紙のような紙だけ
ではなく、上質紙や表面塗工紙に印刷するというケース
も増えてきている。これらの紙の場合、インキには従来
以上の乾燥性が求められる。

【０００４】一方、凸版印刷、オフセット印刷、または
スクリーン印刷等においては、乾燥性を上げる方法とし
て、紫外線硬化型インキが用いられている。しかし、か
かる印刷システムは、一般的に一原稿で多数枚の印刷を
する事が多く、その為、大型の機械を要し、専門のオペ
レータによって作業が行なわれる。必然的に機械は固定
式となり、制御された一定環境下で稼働されることが多
い。また、そこで用いられる紫外線硬化型インキは、一
般に、前記一定環境条件（主に温度）に適合するように
粘度調整が行なわれ、保存安定性に関して長期間のポッ
トライフが求められることは少ない。つまり、これらの
公知のインキは、孔版印刷用としては、その最大の特徴
である操作の簡便性と相いれないものであった。

【０００５】そこで、紫外線硬化型インキを、その乾燥
性を確保しながら使用条件の適性範囲（温度）を広げて
孔版印刷用に適合させるために、樹脂相にシリコーンオ
イルを添加したり（特開平２−４１３７６号公報）、ア
クリル樹脂粉体を添加したり（特開平１−３１８０７３
号公報）、及びエマルションタイプにする（特開平８−
３５０１号公報）等の提案が行なわれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる方法で
も、孔版印刷用の優れた紫外線硬化型インキを得ること
は、下記の理由からできなかった。つまり、 １）顔料を紫外線硬化型インキのビヒクルの主成分であ
る紫外線硬化型樹脂（オリゴマー及びモノマー）に分散
させる場合、顔料表面とビヒクルとの濡れが悪く、作業
性が悪くなってしまい、平均粒子径を小さくしにくかっ
た。 ２）また、分散適性を考慮して顔料表面とビヒクルを親
和性の高い組み合わせにしても、分散効率を挙げたり顔
料の粒子サイズを小さくする為に高い剪断力を加える
と、作業中の発熱により樹脂の硬化反応が進んでしま
い、ゲル化してしまうというような不具合もあった。

【０００７】本発明の目的は、上記の従来技術の問題点
を解決し、顔料のインキ中への分散を容易にするととも
に、インキの乾燥性及び温度適性を向上させ、さらに、
印刷物の印刷濃度が高く、インキの滲みや裏抜けの少な
い孔版印刷用紫外線硬化型エマルションインキを提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、油相および水相を有する油中水（Ｗ／Ｏ）型エマ
ルションインキにおいて、前記水相中に水不溶性着色剤
を含み、前記油相中に紫外線硬化型樹脂を含むことを特
徴とする紫外線硬化型孔版印刷用エマルションインキに
よって達成される。

【０００９】Ｗ／Ｏ型エマルションインキは、外相であ
る油相成分の浸透性が水相成分よりも大きく、かつ表面
張力が低いため、油相成分が水相成分よりも先に被印刷
体に浸透し、その後に水相成分が浸透および／または飛
散するという性質を持っている。したがって、紫外線硬
化型エマルションインキは、油相中に紫外線硬化型樹脂
を含有しているため、紫外線を照射した時点で樹脂の浸
透を防ぐことができるが、印刷直後の油相の浸透を防ぐ
ことはできない。しかし、本発明では、水不溶性着色剤
を水相に含有させている為、該着色剤が油相とともに浸
透することが殆どないため、インキの滲みや裏抜けが低
減され、印刷濃度が向上する。さらに、製造時、該着色
剤は水相へ分散させるだけでよいので、分散時に該着色
剤と紫外線硬化型樹脂とが反応して硬化反応を引き起こ
すようなこともなく、高い剪断力を加えて着色剤を水中
に均一に分散させることができる。すなわち、印刷品位
及び固着性のみを考慮して、着色剤を適正な粒子サイズ
迄、十分に分散させる事が出来、エマルションも安定化
する。また、紫外線の照射により樹脂が硬化するため、
乾燥性（固着性）が極めて優れているという特徴があ
る。

【００１０】本発明において、水相は、基本的には、水
とこれに分散された水不溶性着色剤から構成される。

【００１１】本発明に用いられる水不溶性着色剤には特
に制限はなく、各種色調の公知の顔料などが用いられる
が、主溶媒である水との親和性の良好なものが好まし
い。例えばモノクロ用としてはファーネスカーボンブラ
ック、ランプブラック、チャンネルブラック、アセチレ
ンブラック等のカーボンブラック類、銅、鉄、酸化チタ
ン、炭酸カルシウム等の金属類及び金属酸化物、アルト
ニトロアニリンブラック等の有機着色剤が挙げられる。
またカラー用としてもフタロシアニンブルー等のシアニ
ン系顔料、溶性／不溶性アゾ等のアゾ系顔料の他、染色
レーキ、ジオキサジン類、イソインドリノン、キナクリ
ドン等の有機顔料など、一般に使用されている各種の着
色剤が使用できる。

【００１２】水不溶性着色剤の平均粒径は１０μｍ以下
が好ましく、３μｍ以下がより好ましく、最も好ましく
は１μｍ以下である。平均粒径が１０μｍを越えると、
インキの(W/O)型エマルションが崩壊しやすくなる。ま
た、水不溶性着色剤の添加量はエマルションインキ総量
に対して１〜３０重量％が好ましい。

【００１３】本発明における水相中には、必要に応じて
水中油（Ｏ／Ｗ）型樹脂エマルションおよび／または水
溶性樹脂を含有させることができる。これらを水相に含
有させることにより、水不溶性着色剤の分散性と、用紙
等の被印刷体への水不溶性着色剤の固着性とを向上させ
ることができる。

【００１４】Ｏ／Ｗ型樹脂エマルションとしては、例え
ば、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、ポリウレタ
ン等の樹脂エマルションが用いられる。

【００１５】また、水溶性樹脂としては、例えば、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
ポリウレタン等が用いられる。

【００１６】これらの水中油（Ｏ／Ｗ）型樹脂エマルシ
ョンおよび／または水溶性樹脂の添加量は、エマルショ
ンインキの総量に対して固形分換算で１〜２０重量％が
好ましく、２〜１０重量％の範囲がより好ましい。１重
量％未満では水相中の着色剤成分の分散性が十分得られ
ず、また２０重量％を超えると版作製後に長期放置した
場合、版上の穿孔部分でインキが皮膜を作り、インキの
通過を阻止することがあり、好ましくない。

【００１７】さらに、水相成分には、水に対する水不溶
性着色剤の濡れ性や分散性等を改良するための分散剤と
して、イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン
性界面活性剤、または高分子系、シリコーン系、フッ素
系の界面活性剤、更には、特開平８−３４９４４号公報
に記載のような第３アミン化合物若しくは特願平８−１
７７５１８号に記載のような酸無水物含有水溶性ポリマ
ーを添加することが好ましい。

【００１８】これらの分散剤のうち、第３アミン化合物
又は酸無水物含有水溶性ポリマーが特に好ましく、分散
剤としてかかる化合物を使用することにより、水不溶性
着色剤を水相中に細かく、かつ安定に分散させることが
でき、水不溶性着色剤の細かな分散によって画像性（色
見）が向上し、かつエマルションの安定性に優れたＷ／
Ｏ型エマルションインキが得られる。分散剤として、分
子内にカルボキシル基、スルフォン酸基などの官能基を
有し、顔料表面に吸着する一般的な高分子化合物を用い
た場合にはエマルションの崩壊が生じ易いが、この理由
は、油相と水相の界面に上記高分子化合物が吸着し、エ
マルションの安定性を低下させるためと考えられる。

【００１９】上記第３アミン化合物としては、例えば、
ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、アルキロ
ールアミン塩、ポリＮ−アクロイルピロリジン等の高分
子化合物が挙げられる。

【００２０】上記酸無水物含有水溶性ポリマーは、例え
ば、酸無水物含有オレフィン系共重合体及び酸無水物含
有ビニル系共重合体並びにこれらの塩及びエステルから
選択することができる。酸無水物含有オレフィン系共重
合体としては、無水マレイン酸のような酸無水物基を含
有するエチレン系不飽和単量体と、エチレンやイソブチ
レン等のオレフィンとの共重合体が挙げられる。酸無水
物含有ビニル系共重合体としては、無水マレイン酸のよ
うな酸無水物基を含有するエチレン系不飽和単量体と、
芳香族ビニル系単量体、ビニルエステル単量体又はビニ
ルエーテル単量体との共重合体が挙げらる。芳香族ビニ
ル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、
ｐ−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｐ−ブチルスチ
レン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ｐ−ア
リールスルホキシアミノスチレン及びｐ−スチレンスル
ホン酸等が挙げられる。ビニルエステル単量体として
は、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸エステル及び
メタクリル酸エステル等が挙げられる。ビニルエーテル
単量体としてはメチルビニルエーテル等が挙げられる。
このうち、好ましい酸無水物含有水溶性ポリマーとして
は、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体及びスチレ
ン−無水マレイン酸共重合体が挙げられる。

【００２１】第３アミン化合物及び酸無水物含有水溶性
ポリマーの使用量には特に制限はないが、一般にこれら
の化合物は、高分子化合物であるため、使用量が増える
と、増粘効果が顕著となる。このような場合は、水不溶
性着色剤を水相中に細かく分散し、且つ安定に分散させ
ることができる必要最低量で充分であるため、分散剤に
よって適宜、その使用量を決定することが好ましい。

【００２２】なお、水相には、さらに、必要に応じて、
電解質、ｐＨ調整剤、湿潤剤、水蒸発抑制剤、凍結防止
剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤等の水溶性添加物を含
有させることができる。

【００２３】本発明において、油相は、基本的に、紫外
線硬化型樹脂のモノマー及び／又はオリゴマーからな
り、これに光開始剤と乳化剤を適宜混合して構成され
る。該紫外線硬化型樹脂としては、通常使用されている
凸版印刷用、オフセット印刷用、スクリーン印刷用等の
紫外線硬化型樹脂を用いることができ、具体的には、ポ
リオールアクリレート（例えばポリエチレングリコール
ジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレ
ート等）、ポリエステルアクリレート（例えば（無水）
マレイン酸とジエチレングリコールとのポリエステルジ
オールのジアクリレート、（無水）テトラヒドロフタル
酸とジエチレングリコールとのポリエスレルジオールの
ジアクリレート等）、エポキシアクリレート（例えばビ
スフェノールＡジグリシジルエーテルのジアクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルのジ
アクリレート等）、ウレタンアクリレート等、を単独ま
たは二種以上を混合して用いることができる。

【００２４】光開始剤としては、アセトフェノン系（４
−フェノキシジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセ
トフェノン等）、ベンゾイン系（ベンゾイン、ベンゾイ
ンエチルエーテル等）、ベンゾフェノン系（ベンゾフェ
ノン、ベンゾイル安息香酸等）、チオキサンソン系（チ
オキサンソン、２−メチルチオキサンソン等）等を、単
独又は二種以上を混合して用いることができる。

【００２５】また、必要に応じて、脂肪族アミン（トリ
エタノールアミン、メチルジエタノールアミン等）、芳
香族アミン（ミヒラーケトン、４−ジメチルアミノ安息
香酸エチル等）のような光開始助剤を用いることができ
る。

【００２６】上記のように紫外線ラジカル重合機構を用
いた反応方式が一般的ではあるが、光開始剤としてオニ
ウム塩（アリルジアゾニウム塩・ジアリルヨードニウム
塩等）、樹脂としてエポキシ樹脂（ビスフェノールＡエ
ポキシ、シクロアリファティックエポキシ、モノマー型
グリシジルエーテル等）を組み合わせる紫外線カチオン
重合方式であってもよい。

【００２７】乳化剤は、Ｗ／Ｏ型エマルションを構成す
るのに用いられ、非イオン性界面活性剤が好ましく用い
られる。例えば、ソルビタン高級脂肪酸エステル（例え
ば、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミ
テート等、脂肪酸モノグリセリド（例えば、オレイン酸
モノグリセリド、オレイン酸ジグリセリド））、および
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る。本発明の水相成分中に
は、水溶性樹脂やＯ／Ｗ型エマルションを構成するため
の界面活性剤などが含有される場合があり、これらの界
面活性剤等によってＷ／Ｏ型エマルションが崩壊させな
いように乳化剤を適宜選択することが好ましい。

【００２８】本発明に用いられるＷ／Ｏ型エマルション
インキは、例えば１０〜９０重量％の油相成分に、９０
〜１０重量％の水相成分を徐々に添加して乳化させるこ
とにより製造することができる。

【００２９】

【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。

【００３０】実施例１ まず、イオン交換水１０部、ファーネスカーボンブラッ
ク３部、ポリビニルピロリドン２部、エチレングリコー
ル３部を十分撹拌し、ボールミルで分散を行って水相を
調合した。この水相中のファーネスカーボンブラックの
平均粒径は、遠心式粒径測定装置（ＣＡＰＡ−７００、
（株）堀場製作所製）で測定した結果０．８μｍであっ
た。油相は、エポキシ系紫外線硬化型樹脂UV-22C（播磨
化成社製）３．１部、ポリエステル系紫外線硬化型樹脂
SA-2006（三菱油化社製）６３．１部、ポリエステル系
紫外線硬化型樹脂SA-4100（三菱油化製）６．２部、有
機ベントナイト系粉体チクソゲルＶＺ（日産ガードラー
触媒社製）８部、光開始剤イルガキュアー６５１（チバ
ガイギー社製）４部、ソルビタンモノオレート２部をボ
ールミルで十分撹拌した。この油相８６．４部中に前記
水相１８部を徐々に添加しながら撹拌機で乳化を行い、
孔版印刷用エマルションインキを得た。

【００３１】比較例１ まず、イオン交換水１０部、ポリビニルピロリドン２
部、エチレングリコール３部を十分撹拌し、水相を調合
した。一方、油相は、ファーネスカーボンブラック３
部、エポキシ系紫外線硬化型樹脂UV-22C（播磨化成社
製）３．１部、ポリエステル系紫外線硬化型樹脂SA-200
6（三菱油化社製）６３．１部、ポリエステル系紫外線
硬化型樹脂SA-4100（三菱油化製）６．２部、有機ベン
トナイト系粉体チクソゲルＶＺ（日産ガードラー触媒社
製）８部、光開始剤イルガキュアー６５１（チバガイギ
ー社製）４部、ソルビタンモノオレート２部、をボール
ミルでファーネスカーボンブラックの平均粒径が０．８
μｍ（上記遠心式粒径測定装置（ＣＡＰＡ−７００）の
測定結果）になるように分散を行った。次に、この油相
８９．４部中に前記水相１５部を徐々に添加しながら撹
拌機で乳化を行い、孔版印刷用エマルションインキを得
た。

【００３２】試験例 実施例で得られた孔版印刷用インキを用いて、孔版印刷
機（リソグラフＧＲ２７５（登録商標）理想科学工業株
式会社製）により孔版印刷を行った。インキの硬化は、
出力１２０Ｗ／ｃｍのメタルハライドタイプの紫外線照
射装置を用いて行った。印刷後、印刷用紙排出時の舞い
上がり現象もなく、印刷物の滲み性、裏抜け性に関して
も良好であった。さらに、固着性については、指でこす
っても問題のない状態であった。

【００３３】比較例の紫外線硬化型エマルションインキ
については、油相を調合するためにボールミルで分散さ
せる工程で、ボール表面において樹脂の粘度の上昇が発
生してしまった。さらに、粘度上昇した部分を一部除去
して乳化したものの、明らかに孔版印刷機で印刷する事
が困難な硬さになってしまった。

【００３４】

【発明の効果】本発明の紫外線硬化型エマルションイン
キは、水相中に水不溶性着色剤を含んでいるため、該着
色剤を容易にインキ中に均一に分散させることができ、
かつインキの裏抜けや滲み等が防止され、高い印刷濃度
が得られ、さらには、光照射により極めて短時間で乾燥
することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油相および水相を有する油中水（Ｗ／
   Ｏ）型エマルションインキにおいて、前記水相中に水不
   溶性着色剤を含み、前記油相中に紫外線硬化型樹脂を含
   むことを特徴とする紫外線硬化型孔版印刷用エマルショ
   ンインキ。