JP2969037B2

JP2969037B2 - 孔版印刷用エマルションインキ

Info

Publication number: JP2969037B2
Application number: JP34817893A
Authority: JP
Inventors: 啓介浅田
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JPH07179799A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は孔版印刷用エマルション
インキに関し、詳しくは紙への定着性、保存安定性に優
れ、更に滲みのない印刷画像を与え、且つドラム内で放
置され変質したインキが、ドラム外へ垂れ出て印刷画像
や機械内部を汚染することのない孔版印刷用エマルショ
ンインキに関する。

【０００２】

【従来の技術】孔版印刷方法は、周知のように孔版印刷
原紙を用い、この原紙の穿孔部を介して原紙の一方の側
より他方の側へインキを移動させることにより、紙など
の被印刷物面に印刷を行なうものである。近年、輪転孔
版印刷機にもマイクロコンピューター等による自動化が
進み、操作が簡単になってきており、これにともない、
様々な環境で印刷開始直後から良好な印刷物を入手でき
ることが要望されている。また、インキ保管条件は夏期
のテント内や輸出の際の船積みなど、高温にさらされる
ことがあり、その際にはインキの高温安定性が問題とな
っている。

【０００３】従来、エマルションインキは安定性及び定
着性を確保するために、固形の樹脂等が添加されてい
た。例えば顔料１に対して樹脂を３以上添加し、油相粘
度を高くすることで、インキの安定性及び定着性を確保
していた。また、界面活性剤としてソルビタンセスキオ
レエートやソルビタンモノオレエートなどが好んで使用
されていた（特公平５−６２６２８号公報）。しかし、
これらのインキは安定性を上げるために高濃度の樹脂を
必要とするため、インキの粘度が高くなり、温度依存性
が大きくなるなどの問題があった。また、ソルビタン系
の低分子界面活性剤だけでは顔料分散安定性が悪く、加
えて充分な定着性も得られなっかった。

【０００４】また、普通紙に対して乾燥が速く、画像流
れやインキの裏抜けなどを防止できるものとして、水相
成分が水と水性染料を主成分とし、水相成分からなるミ
セルの粒径分布が０．１〜２０μｍの範囲である油中水
滴型エマルジョンインク（特開平４−１８３７６２号公
報）や、普通紙に対して滲みが生じず、高品質の印字が
得られるものとして、顔料と樹脂エマルジョンを含み、
インク中に含まれる着色成分の平均粒径が０．３〜１．
２μｍであるインクジェット記録用インク（特開平４−
３３２７７４号公報）などが提案されている。ただ、水
相のミセルの粒径は、色材として染料を用いた場合にの
み、浸透に対し効果があり、顔料を用いた系では効果が
不充分であった。また、後者のインキはＷ／Ｏ型のエマ
ルションインキではなく、水性インキであるため、紙に
対しぬれ性の異なるＷ／Ｏインキとでは、紙への浸透も
異なる。即ち、特開平４−３３２７７４号公報記載のイ
ンキでは、樹脂エマルションを併用し、顔料粒径をこま
かくすることで滲み対策をしようとしている。しかし、
Ｗ／Ｏ型エマルションインキの場合、インキの物性上、
滲みに対しての問題は比較的小さい。Ｗ／Ｏ型エマルシ
ョンインキは定着性、保存安定性、ロールからの垂れが
問題となり、これらの問題に対して、顔料の粒径を小さ
くするだけでは、効果が得られない。そのため、Ｗ／Ｏ
型エマルションの粒径も考慮した上で、顔料の粒径を制
御する必要があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前記従来技術の欠点を除去し、輪転孔版印刷機にお
いて、定着性、保存安定性に優れ、更に滲みのない印刷
画像を与え、且つドラム内で放置され変質したインキ
が、ドラム外へ垂れ出て印刷画像や機械内部を汚染する
ことのない孔版印刷用エマルションインキを提供するこ
とにある。

【０００６】本発明によれば、油相１０〜５０重量％と
水相９０〜５０重量％によって構成される油中水型エマ
ルジョンにおいて、水相のエマルジョンの粒径が１０μ
ｍ以下であり、且つ油相中に分散した顔料の平均粒径が
０．４μｍ以下であることを特徴とする孔版印刷用エマ
ルジョンインキが提供され、また前記顔料の平均粒径が
０．１５μｍ以上であることを特徴とする孔版印刷用エ
マルジョンインキが提供される。なお、本発明でいう、
「油相中に分散した顔料の平均粒径」とは、該顔料が凝
集状態で存在するときは凝集粒子（二次粒子）の平均粒
径を、該顔料が凝集状態で存在しないときは一次粒子の
平均粒径を意味する。

【０００７】本発者らは、前記目的を達成するため鋭意
研究を重ねた結果、油中水型エマルションにおいて、水
相のエマルションの粒径が１０μｍ以下であり、且つ油
相中の顔料の平均粒径を０．４μｍ以下にすることで、
定着性及び保存安定性に優れた孔版印刷用エマルション
インキが得られることを見いだし、更に上記顔料の平均
粒径を０．１５μｍ以上にすることで、滲みのない及び
放置により変質したインキがドラム外に垂れ出て印刷画
像や機械内部を汚染することのない孔版印刷用エマルシ
ョンインキが得られることを見いだした。

【０００８】その理由は、顔料の平均粒径を０．４μｍ
以下にすることで、顔料の紙への浸透性が良くなって定
着性が向上し、且つ平均粒径を小さくすることで、顔料
の分散状態が良くなって顔料の沈降などによる顔料同士
の凝集が小さくなるため、インキとしての安定性が改善
されると推測される。また、顔料の平均粒径を０．１５
μｍ以上にすることで、顔料の紙への浸透性が制御され
て滲みを押えることができ、且つ顔料の分散状態におい
て、その顔料の平均粒径を０．１５μｍ以上に保つこと
でインキの油相成分に降伏値を付与することができ、放
置により水分が蒸発し、油相のみになったインキにおい
ても垂れるという現象を油相が降伏値を持つことで押え
ることにより機上での不具合が改善されると推測され
る。また、これらは浸透過程で破壊されるエマルション
が、破壊されない浸透初期において、エマルションの大
きさが浸透速度に影響するため、水相のエマルション粒
径も関係するものと推測される。

【０００９】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明の孔版印刷用エマルションインキは、油相１０〜５０
重量％と水相９０〜５０重量％によって構成される油中
水型エマルションからなるが、前記油相は、油成分、顔
料分散剤、顔料、乳化剤等から構成されるが、顔料分散
剤を用いたことから、樹脂は含有させなくてもよい。ま
た前記水相は、水、電解質、防腐・防かび剤、酸化防止
剤、水蒸発防止剤、水溶性高分子等から構成される。こ
れらの構成成分には、エマルションの形成を阻害しない
公知のものが使用される。

【００１０】本発明で用いられる油相中の油成分として
は、従来公知のものが適用でき、例えば、流動パラフィ
ン、スピンドル油、軽油、灯油、マシン油、潤滑油等の
鉱物油；オリーブ油、ナタネ油、ヒマシ油、大豆油等の
植物油等が使用される。また、本発明においては合成油
も使用できる。合成油を使用する場合、種々の化合物が
利用できる。代表的な合成ビヒクルには、ポリイソブチ
レン類、水素化ポリデセン類、トリメチロールプロパン
エステル類、ネオペンチルエステル及びペンタエリスリ
トールエステル、ジ（２−エチルヘキシル）セバケー
ト、ジ（２−エチルヘキシル）アジペート、ジブチルフ
タレート、フルオロカーボン類、珪素エステル類、シラ
ン類、リン含有酸類のエステル類、液体尿素、フェロセ
ン誘導体類、水素化合成油類、鎖状ポリフェニル類、シ
ロキサン類及びシリコン類（ポリシロキサン類）、ブチ
ル置換ビス（ｐ−フェノキシフェニル）エーテル類に代
表されるアルキル置換ジフェニルエーテル類、フェノキ
シフェニルエーテル類などが挙げられる。

【００１１】本発明で用いられる乳化剤は、好ましくは
非イオン系界面活性剤であり、例えば、ソルビタン高級
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン高級脂
肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、脂肪酸ジグリセ
リド及び高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸
等の酸化エチレン付加物が挙げられ、単独あるいはこれ
らのＨＬＢ（親水性親油性バランス）の異なるものを２
種以上組み合わせてＨＬＢを２から１４にすることで、
安定性の高いエマルションを調製する。

【００１２】本発明で用いられる顔料分散剤としては、
エマルションの形成を阻害しないものが使用され、例え
ばアルキルアミン系高分子化合物、アルミニウムキレー
ト系化合物、スチレン／無水マレイン酸系共重合高分子
化合物、ポリアクリル酸部分アルキルエステル、ポリア
ルキレンポリアミン、脂肪族系多価カルボン酸、高分子
ポリエステルのアミン塩類、ポリエーテル、エステル型
アニオン界面活性剤、高分子量ポリカルボン酸の長鎖ア
ミン塩類、長鎖ポリアミノアミドと高分子酸ポリエステ
ルの塩、ポリアミド系化合物、燐酸エステル系界面活性
剤、アルキルスルホカルボン酸塩類、α−オレフィンス
ルホン酸塩類、ジオクチルスルホコハク酸塩類等が挙げ
られる。

【００１３】本発明で用いられる顔料としては、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、炭化カルシウム等の有機及び／又は無機の顔料
が挙げられる。また、本発明で必要に応じて用いられる
樹脂としては、フェノール樹脂、マレイン樹脂、石油樹
脂、ゴム樹脂、アルキド樹脂、ロジン変性樹脂などが粘
度調整の目的で使用される。

【００１４】前述したように、本発明においては、油相
中の顔料の平均粒径を０．４μｍ以下とすることによっ
て、定着性、保存安定性に優れたものとなる。なお、定
着性向上のためには、顔料の平均粒径を０．２９μｍ以
下とすることが好ましく、特に０．２５μｍ以下とする
ことがより好ましい。また、顔料の平均粒径を０．１５
μｍ以上とすると、滲みのない印刷画像を与えるものと
なり、且つ放置により変質した場合にも、ドラム外へ垂
れ出て印刷画像や機械内部を汚染することのないものと
なる。

【００１５】また、本発明で用いられる水相中の蒸発防
止剤兼凝結防止剤としては、エチレングリコール、ソル
ビトール、グリセリンなど多価アルコールや、ポリエチ
レングリコール等が用いられる。防腐・防かび剤として
は、例えば、芳香族ヒドロキシ化合物及びその塩素化合
物、サリチル酸、フェノール酸、ｐ−オキシ安息香酸メ
チル、ｐ−オキシ安息香酸エチル等、ソルビン酸、デヒ
ドロ酢酸等が用いられる。また、電解質としては、例え
ば硫酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、ホウ酸ナト
リウム等が用いられる。樹脂等の酸化防止剤としては、
例えばジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピ
ル、ブチルヒドロキシアニソール等が用いられる。

【００１６】水相には保湿あるいは増粘のために水溶性
高分子を使用することができる。水溶性高分子の具体例
としては、例えば、デンプン、マンナン、アルギン酸ソ
ーダ、ガラクタン、トラガントガム、アラビアガム、ブ
ルラン、デキストラン、キサンタンガム、ニカワ、ゼラ
チン、コラーゲン、カゼイン等の天然高分子；キルボキ
シメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエ
チルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒド
ロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシメチルデ
ンプン、カルボキシメチルデンプン、ジアルデヒドデン
プン等の半合成高分子；アクリル酸樹脂及びポリアクリ
ル酸ナトリウム、ポリアクリル酸トリエタノールアミン
などのアクリル酸樹脂誘導体、ポリビニルアルコール、
ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチ
レンオキサイド、ポリビニルメチルエーテルなどの合成
高分子等が挙げられる。

【００１７】なお、水相の増粘のため、前記水溶性高分
子の外に更に増粘促進剤を併用することができる。例え
ば、アクリル酸樹脂の場合に併用される増粘促進剤とし
ては、ジイソプロパノールアミン、ジ−２（エチルヘキ
シル）アミン、トリエタノールアミン、トリアミルアミ
ン、ｂ−ジメチルアミノプロピオニトリル、ドデシルア
ミン、モルフォリン等の低分子アミンやアルカノールア
ミン等、又は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化アンモニウム等の無機塩基等が挙げられる。

【００１８】本発明のエマルションインキの調製に当っ
ては、油相は、通常公知の分散機で顔料を分散させ、そ
れを油あるいはその他の油相組成物で稀釈する。稀釈に
は通常、公知の撹拌機が使用される。水相には、水相組
成物が通常、撹拌機により混合される。出来上がった油
相、水相は、通常公知の乳化機を使用し、容易に乳化さ
れる。分散、稀釈、乳化等の製造方法、手段は適宜変更
できる。

【００１９】以下、実施例により本発明を更に詳細に説
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、以下に示す部はいずれも重量基準である。また、
着色剤のファーネスカーボンブラックとしては、一次粒
子が０．０２８μｍのものを、シアニンブルーとして
は、一次粒子が０．０９５μｍのものを使用した。

【００２０】実施例１以下に示される処方の原料を使用した。 (着色剤) ファーネスカーボンブラック 4.0部 (溶剤) パラフィン系オイル 23.5部 (乳化剤) ソルビタンセスキオレート 5.0部 (HLB＝3.7） (顔料分散剤) アルキルアミン系高分子 2.5部 (水) イオン交換水 55.5部 (凍結防止剤) エチレングリコール 10.0部

【００２１】顔料分散体の調整はファーネスカーボンブ
ラック、パラフィン系オイル及び顔料分散剤を３本ロー
ルで練肉することで行ない、この顔料分散体に乳化用界
面活性剤とオイルを、更に必要に応じてロジン変性フェ
ノール樹脂等のワニスを加え油相とし、これに水相を加
え乳化することによって、孔版印刷用エマルションイン
キを得た。

【００２２】実施例２下記処方の原料を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして孔版印刷用エマルションインキを得た。 (着色剤) ファーネスカーボンブラック 5.0部 (溶剤) パラフィン系オイル 24.5部 (乳化剤) ソルビタンセスキオレート 5.0部 (HLB＝3.7） (顔料分散剤) アルキルアミン系高分子 0.5部 (水) イオン交換水 55.0部 (凍結防止剤) エチレングリコール 10.0部

【００２３】実施例３下記処方の原料を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして孔版印刷用エマルションインキを得た。（着色剤）ファーネスカーボンブラック５．０部（溶剤）パラフィン系オイル２３．５部（乳化剤）ソルビタンセスキオレート５．０部（ＨＬＢ＝３．７）（顔料分散剤）アルミニウムキレート系化合物１．５部（水）イオン交換水５５．０部（凍結防止剤）エチレングリコール１０．０部

【００２４】実施例４下記処方の原料を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして孔版印刷用エマルションインキを得た。 (着色剤) ファーネスカーボンブラック 5.0部 (溶剤) パラフィン系オイル 24.3部 (乳化剤) ソルビタンセスキオレート 5.0部 (HLB＝3.7) (顔料分散剤) 高分子ポリエステルのアミン塩類 0.7部 (水) イオン交換水 55.0部 (凍結防止剤) エチレングリコール 10.0部

【００２５】実施例５下記処方の原料を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして孔版印刷用エマルションインキを得た。 (着色剤) シアニンブルー 5.0部 (溶剤) パラフィン系オイル 24.0部 (乳化剤) ソルビタンセスキオレート 5.0部 (HLB＝3.7） (顔料分散剤) 燐酸エステル系界面活性剤 1.0部 (水) イオン交換水 55.0部 (凍結防止剤) エチレングリコール 10.0部

【００２６】実施例６下記処方の原料を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして孔版印刷用エマルションインキを得た。 (着色剤) ファーネスカーボンブラック 5.0部 (溶剤) パラフィン系オイル 23.5部 (乳化剤) ソルビタンセスキオレート 5.0部 (顔料分散剤) アルミニウムキレート系化合物 1.5部 (水) イオン交換水 24.17部 (水溶性高分子) 1％ポリアクリル酸水溶液 30.0部 (増粘促進剤) 10％水酸化ナトリウム水溶液 0.83部 (凍結防止剤) エチレングリコール 10.0部

【００２７】比較例１下記処方の原料を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして孔版印刷用エマルションインキを得た。 (着色剤) ファーネスカーボンブラック 4.0部 (溶剤) パラフィン系オイル 26.0部 (乳化剤) ソルビタンセスキオレート 5.0部 (HLB＝3.7） (水) イオン交換水 55.0部 (凍結防止剤) エチレングリコール 10.0部

【００２８】比較例２下記処方の原料を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして孔版印刷用エマルションインキを得た。 (着色剤) ファーネスカーボンブラック 5.0部 (溶剤) パラフィン系オイル 25.0部 (乳化剤) ソルビタンセスキオレート 5.0部 (HLB＝3.7） (水) イオン交換水 55.0部 (凍結防止剤) エチレングリコール 10.0部

【００２９】比較例３下記処方の原料を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして孔版印刷用エマルションインキを得た。 (着色剤) ファーネスカーボンブラック 5.0部 (溶剤) パラフィン系オイル 25.5部 (乳化剤) ソルビタンセスキオレート 3.0部 (顔料分散剤) アルミニウムキレート系化合物 1.5部 (水) イオン交換水 24.17部 (水溶性高分子) 1％ポリアクリル酸水溶液 30.0部 (増粘促進剤) 10％水酸化ナトリウム水溶液 0.83部 (凍結防止剤) エチレングリコール 10.0部

【００３０】（評価）以上得られた孔版印刷用エマルシ
ョンインキについて、油相中の顔料の平均粒径を測定
し、更にこれらのインキを用いて印刷し、得られた印刷
物を用いて、滲みの評価及びインキの定着率の算出を行
ない、またインキの保存性安定性の評価を行なった。更
に、ドラム内でのインキの垂れを評価した。それら評
価、測定方法は次の通りである。なお、それらの結果を
表１にまとめて示す。

【００３１】油相中の顔料の平均粒径大塚電子株式会社製レーザー粒径解析システムＬＰＡ−
３０００、（株）堀場製作所製粒度分布計測器ＬＡ−７
００を使用し、サンプルであるインキをパラフィン系溶
剤に希釈して測定した。印刷物の滲みこれらのインキを用い、市販の（株）リコー製孔版印刷
機(VT3500)で充分印刷を行なってインキを印刷機内にい
きわたらせた後、印刷した。この際の印刷物を用い滲み
を評価した。インキの定着率上記印刷物の印刷濃度を反射式光学濃度計（マクベス社
製ＲＤ９１４）によって測定し、更に濃度測定した部分
を消しゴムを取り付けたクロックメーターで１０往復／
１０秒で消去した後の濃度も測定して、（消去後の濃
度）／（印刷濃度）からインキ定着率を求めた。インキの保存安定性インキ１ｇを遠心沈降管に入れ、６３００Ｇの条件で遠
心分離したときの油分離率から保存安定性を評価した。ドラム内のインキの垂れ２本ロール（直径５ｃｍ及び１．５ｃｍ）にインキをの
せ、ロールをそれぞれ１０回廻した後１週間程放置し、
ロールからのインキの垂れ具合で評価した。エマルションの粒径Ｃｒｙｏ−ＳＥＭ〔日立製作所（株）製〕を用いて測定
した。

【００３２】

【表１】〇：良い ×：悪い

【００３３】表１の結果から、水相のエマルションの粒
径が１０μｍ以下であり、且つ油相中の顔料の平均粒径
が０．４μｍ以下であると、インキの定着性と保存安定
性が向上し、更に同平均粒径が０．１５〜０．４μｍの
範囲内にあると、滲みのない印刷画像が得られ且つ放置
により変質したインキがドラム外に垂れ出て印刷画像や
機械内部を汚染することのないものとなることが分か
る。更に、上記平均粒径が０．２９μｍ以下、更に０．
２５μｍ以下となると、更にインキの定着性が向上する
ことが分かる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の孔版印刷用エマルションイン
キは、水相のエマルションの粒径が１０μｍ以下であ
り、且つ油相中に分散した顔料の平均粒径が０．４μｍ
以下であるものとしたことから、紙への定着性及び保存
安定性に優れたものである。

【００３３】請求項２の孔版印刷用エマルションインキ
は、前記顔料の平均粒径が０．１５〜０．４μｍの範囲
にあるものとしたことから、更に滲みのない印刷画像を
与え、且つドラム内で放置され変質したインキが、ドラ
ム外へ垂れ出て印刷画像や機械内部を汚染することのな
いものになるという効果が加わる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料分散剤を含む油相１０〜５０重量％
と水相９０〜５０重量％によって構成される油中水型エ
マルジョンにおいて、水相のエマルジョンの粒径が１０
μｍ以下であり、且つ油相中に分散した顔料の平均粒径
が０．４μｍ以下であることを特徴とする孔版印刷用エ
マルジョンインキ。
【請求項２】前記顔料の平均粒径が０．１５μｍ以上
であることを特徴とする請求項１に記載の孔版印刷用エ
マルジョンインキ。
【請求項３】前記油相が樹脂成分を含有していないこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の孔版印刷用エマ
ルジョンインキ。