JP2009269959A - Fine carbon fiber-containing ink for suppressing static electricity - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂性フィルム、紙、金属などへの印刷に用いるインクである静電気抑制用微細炭素繊維含有インクに関する。 The present invention relates to a static carbon-suppressing fine carbon fiber-containing ink, which is an ink used for printing on a resinous film, paper, metal or the like.
「微細炭素繊維」とは、カーボンナノチューブ（炭素繊維構造体）等の微細な炭素繊維である。炭素繊維は、繊維径によっていくつかの種類があり、気相法炭素繊維、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等と呼ばれている。 “Fine carbon fibers” are fine carbon fibers such as carbon nanotubes (carbon fiber structures). There are several types of carbon fibers depending on the fiber diameter, and they are called vapor grown carbon fibers, carbon nanofibers, carbon nanotubes, and the like.
なかでも、カーボンナノチューブは、最も微細な、繊維径が１００ｎｍ以下のもので、その特異な物性から、ナノ電子材料、複合材料、燃料電池などの触媒担持、ガス吸収などの広い応用が期待されている。 Among them, carbon nanotubes have the finest fiber diameter of 100 nm or less, and their unique properties are expected to be widely applied to support catalysts such as nanoelectronic materials, composite materials, fuel cells, and gas absorption. Yes.
カーボンナノチューブには、炭素原子が網状に結合したシート（グラフェンシート）の一層が筒状になった単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、二層が筒状になった二層カーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）及びグラフェンシートの筒が何層も入れ子状に積層した多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）が知られている。 The carbon nanotube includes a single-walled carbon nanotube (SWCNT) in which one layer of a sheet of carbon atoms bonded in a network (graphene sheet) is formed into a tubular shape, a double-walled carbon nanotube (DWCNT) in which two layers are formed in a tubular shape, and graphene Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in which multiple layers of sheet cylinders are nested are known.
微細炭素繊維の直径とシートの巻き方の幾何学形状がカイラル指数によって決定され、カイラル指数によって金属や半導体の性質を示す。 The diameter of the fine carbon fiber and the geometric shape of the sheet winding are determined by the chiral index, and the properties of metals and semiconductors are indicated by the chiral index.
これらのカーボンナノチューブとしては、実質的にグラファイト構造をもつ炭素原子の連続的な多重層からなるフィブリルで、規則的に配列した炭素原子の層の多層からなり、各層とコアがフィブリルの円中軸に実質的に直交している黒鉛質からなるフィブリルが、例えば特許文献１、２に開示されている。 These carbon nanotubes are fibrils consisting of a continuous multi-layer of carbon atoms having a substantially graphite structure, consisting of multiple layers of regularly arranged carbon atoms, and each layer and core are in the center axis of the fibril circle. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose fibrils made of graphite substantially orthogonal to each other.
さらに触媒作用によって成長した実質的にグラファイト構造をもつ炭素原子の連続的な多重層からなるフィブリルであり、規則的に配列した炭素原子の層の多層からなり、各層とコアがフィブリルの円中軸に実質的に同心円状に配置され、炭素原子の各層は、Ｃ軸がフィブリルの円中軸に実質的に直交している黒鉛質からなるフィブリルであることも、例えば、特許文献３に開示されている。 Furthermore, it is a fibril consisting of a continuous multilayer of carbon atoms having a substantially graphite structure grown by catalysis, consisting of a multilayer of regularly arranged layers of carbon atoms, each layer and the core on the center axis of the fibril It is also disclosed in, for example, Patent Document 3 that each layer of carbon atoms is substantially a concentric circle, and each layer of carbon atoms is a fibril made of graphitic material in which the C axis is substantially orthogonal to the center axis of the fibril. .
しかしながら、同心円状のグラフェンシートの積層構造では、繊維は変形しやすく、繊維同士がファンデルワールス力で凝集し、繊維の集合体は繊維同士が絡み合った構造体となりやすい。したがって、このような凝集構造を有する粒子を複合材料用フィラーとしてマトリックス材料に混合して分散させようとすると、絡み合った凝集粒子は容易に解かれず、分散させるのが困難であるという問題があった。 However, in the laminated structure of concentric graphene sheets, the fibers are easily deformed, the fibers are aggregated by van der Waals force, and the aggregate of fibers is likely to be a structure in which the fibers are intertwined. Therefore, when particles having such an agglomerated structure are mixed and dispersed in a matrix material as a filler for composite materials, there is a problem that the entangled agglomerated particles are not easily solved and are difficult to disperse. It was.
そこで、特許文献４〜６のカーボンナノチューブが開発された。特許文献４のカーボンナノチューブは、少量の添加にて、マトリックスの特性を損なわずに電気的特性、機械的特性、熱特性等の物理特性を向上させることのできる微細炭素繊維であって、筒状のグラフェンシートが軸直角方向に積層した構造の繊維状物質において、筒を構成するシートが多角形の軸直交断面を有し、該断面の最大径が１５〜１００ｎｍであり、アスペクト比が１０５以下で、ラマン分光分析で５１４ｎｍにて測定されるＩＤ／ＩＧが０．１以下であることを特徴とする。 Therefore, the carbon nanotubes of Patent Documents 4 to 6 have been developed. The carbon nanotube of Patent Document 4 is a fine carbon fiber that can improve physical properties such as electrical properties, mechanical properties, thermal properties, etc., without impairing the properties of the matrix, with a small amount of addition. In the fibrous material having a structure in which the graphene sheets are stacked in a direction perpendicular to the axis, the sheet constituting the cylinder has a polygonal axis orthogonal cross section, the maximum diameter of the cross section is 15 to 100 nm, and the aspect ratio is 10 5. In the following, I D / I G measured at 514 nm by Raman spectroscopy is 0.1 or less.
特許文献５のカーボンナノチューブは、特殊な構造を持つ炭素繊維構造体に、該炭素繊維構造体を結合するための結合剤を添加してなる炭素繊維結合体であって、該炭素繊維構造体が、外径１５〜１００ｎｍの炭素繊維から構成される３次元ネットワーク状の炭素繊維構造体であって、前記炭素繊維構造体は、前記炭素繊維が複数延出する態様で、当該炭素繊維を互いに結合する粒状部を有しており、かつ当該粒状部は、その粒径が前記炭素繊維の外径よりも大きく、かつ、炭素源として分解温度の異なる少なくとも２つ以上の炭素化合物を用いることにより、炭素物質を、繊維状に成長させる一方で、使用される触媒粒子の周面方向に成長させる成長過程において形成されてなるものであることを特徴とする。 The carbon nanotube of Patent Document 5 is a carbon fiber bonded body obtained by adding a binder for bonding the carbon fiber structure to a carbon fiber structure having a special structure, and the carbon fiber structure is A three-dimensional network-like carbon fiber structure composed of carbon fibers having an outer diameter of 15 to 100 nm, wherein the carbon fiber structures are bonded to each other in such a manner that a plurality of the carbon fibers extend. By using at least two or more carbon compounds having a particle size larger than the outer diameter of the carbon fiber and different decomposition temperatures as a carbon source, The carbon material is formed in a growth process in which the carbon material is grown in a fiber shape and is grown in the circumferential direction of the catalyst particles used.
特許文献６のカーボンナノチューブは、少量の添加にて、マトリックスの特性を損なわずに電気的特性、機械的特性、熱特性等の物理特性を向上させることのできる炭素繊維構造体であって、外径１５〜１００ｎｍの炭素繊維から構成される３次元ネットワーク状の炭素繊維構造体であって、前記炭素繊維構造体は、前記炭素繊維が複数延出する態様で、当該炭素繊維を互いに結合する粒状部を有しており、当該粒状部は、その粒径が前記炭素繊維の外径よりも大きく、かつ、炭素源として分解温度の異なる少なくとも２つ以上の炭素化合物を用いることにより、炭素物質を、繊維状に成長させる一方で、使用される触媒粒子の周面方向に成長させる成長過程において形成されてなるものであり、また前記炭素繊維構造体は圧縮密度０．８ｇ／ｃｍ３において測定した粉体抵抗値が０．０２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。 The carbon nanotube of Patent Document 6 is a carbon fiber structure that can improve physical properties such as electrical properties, mechanical properties, thermal properties, etc., without damaging the properties of the matrix, with a small amount of addition. A three-dimensional network-like carbon fiber structure composed of carbon fibers having a diameter of 15 to 100 nm, wherein the carbon fiber structure is a granular form in which the carbon fibers are bonded to each other in a form in which a plurality of the carbon fibers extend. The granular part has a particle size larger than the outer diameter of the carbon fiber and uses at least two or more carbon compounds having different decomposition temperatures as a carbon source. The carbon fiber structure is formed in a growth process in which the catalyst particles are grown in the direction of the circumferential surface of the catalyst particles used, and the carbon fiber structure has a compression density of 0.8 g. powder resistance value measured in cm 3 is equal to or less than 0.02 ohm · cm.
微細炭素繊維が添加されたインクとしては、特許文献７〜１２等が公開されている。特許文献７の微細炭素繊維含有インクは、０．５〜２０重量％の均一に分散された、３．５〜７５ｎｍ（両端の数字を含む）の直径を有し、その長さ対直径の比が少なくとも５である炭素フィブリルを含む反応射出成形ポリマーマトリックスを含む電気伝導性成形複合体であって、前記フィブリルは凝集体の形態であり、その直径が前記フィブリルの直径の１０００倍以下である電気伝導性成形複合体であることを特徴とする。 Patent Documents 7 to 12 and the like are disclosed as inks to which fine carbon fibers are added. The fine carbon fiber-containing ink of Patent Document 7 has a diameter of 3.5 to 75 nm (including numbers at both ends), uniformly dispersed in an amount of 0.5 to 20% by weight, and a ratio of the length to the diameter thereof An electrically conductive molding composite comprising a reaction injection molded polymer matrix comprising carbon fibrils, wherein the fibrils are in the form of aggregates, the diameter of which is less than 1000 times the diameter of the fibrils It is a conductive molding composite.
特許文献８の微細炭素繊維含有インクは、被印刷体への定着性に優れ、にじみや裏移りのない鮮明な印刷画像を与えることができる孔版印刷用油中水型エマルションインク、および孔版印刷方法であって、
１．油相１０〜９０重量％および水相９０〜１０重量％によって構成される油中水型エマルションインクにおいて、前記油相および／または水相中に少なくとも１種以上のカーボンナノチューブを含有することを特徴とする。
２．サーマルヘッド、又は加熱作用を有するレーザー光線により感熱孔版シートを穿孔する工程、該穿孔シートを孔版印刷版胴ヘセットする工程、該シートの穿孔部に前記１の油中水型エマルジョンインクを通過させる工程、および該通過インクを印刷用紙へ磁場により転移する工程を含むことを特徴とする孔版印刷方法。
The fine carbon fiber-containing ink of Patent Document 8 is excellent in fixability to a printing medium, and can provide a clear printed image without bleeding or settling, and a water-in-oil emulsion ink for stencil printing, and a stencil printing method Because
1. A water-in-oil emulsion ink composed of 10 to 90% by weight of an oil phase and 90 to 10% by weight of an aqueous phase, wherein the oil phase and / or the aqueous phase contains at least one carbon nanotube. And
2. A step of perforating a heat-sensitive stencil sheet with a thermal head or a laser beam having a heating action, a step of setting the perforated sheet on a stencil printing plate cylinder, a step of passing the water-in-oil emulsion ink of 1 above through the perforated portion of the sheet, And a stencil printing method comprising a step of transferring the passing ink to a printing paper by a magnetic field.
特許文献９の微細炭素繊維含有インクは、凝集し易いカーボンナノチューブやグラファイトナノファイバー等のように擬一次元形状を有する微粒子を均一に分散した分散液およびその製造方法、効率の良い微粒子の精製方法、微粒子の密度が高く、且つ均一な微粒子皮膜であって、支持部材の上に第１の導電性電極を形成し、双極性非プロトン溶剤にカーボンナノチューブやグラファイトナノファイバーを分散した分散液を第１の導電性電極上に滴下または印刷により塗布して微粒子皮膜を積層することにより実現する。 The fine carbon fiber-containing ink of Patent Document 9 is a dispersion in which fine particles having a quasi-one-dimensional shape such as carbon nanotubes and graphite nanofibers that easily aggregate are uniformly dispersed, a method for producing the same, and an efficient method for purifying fine particles A fine particle film having a high density of fine particles, a first conductive electrode formed on a support member, and a dispersion in which carbon nanotubes and graphite nanofibers are dispersed in a bipolar aprotic solvent It implement | achieves by apply | coating by dripping or printing on 1 electroconductive electrode, and laminating | stacking a fine particle film | membrane.
特許文献１０の微細炭素繊維含有インクは、ガスバリア性に優れるとともに、バインダー樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を用いた場合には、酸化防止剤を用いなくても酸素等により酸化されることを防止することができ、食品や医薬品等の包装用の塗料やインクに好適に用いることができる塗料やインクを実現することができる樹脂組成物であって、塗料又はインクに用いられる樹脂組成物であって、バインダー樹脂に、カーボンナノチューブが含有されていることを特徴とする。 The fine carbon fiber-containing ink of Patent Document 10 is excellent in gas barrier properties, and when polyvinyl acetal resin is used as a binder resin, it can be prevented from being oxidized by oxygen or the like without using an antioxidant. A resin composition capable of realizing a paint or ink that can be suitably used for a paint or ink for packaging foods or pharmaceuticals, the resin composition used for a paint or ink, and a binder The resin contains carbon nanotubes.
特許文献１１の微細炭素繊維含有インクは、カーボンナノチューブの組成物がインク中に生成され、このインクは、インクジェット被覆プロセスを介して分配し得る。この微細炭素繊維インクは、カソード構造体に形成されるウェルに分配される。実施形態は、文献１１の図１（ａ）に示されるような、ウェル構造体内に微細炭素繊維を均一に被覆するためのプロセスを提供する。ウェル構造体は、穴を形成するために４つ以上の壁（または、丸穴の場合は、１つの壁）を有し得る。 In the fine carbon fiber-containing ink of Patent Document 11, a composition of carbon nanotubes is produced in the ink, and this ink can be dispensed via an inkjet coating process. This fine carbon fiber ink is distributed to the wells formed in the cathode structure. The embodiment provides a process for uniformly coating fine carbon fibers in a well structure as shown in FIG. The well structure may have four or more walls (or one wall in the case of round holes) to form a hole.
特許文献１２には、気相成長炭素繊維とカーボンブラックと熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂とを含有した組成物。この組成物からなる導電性塗料、導電性インク、及び電気回路基板が記載されている。 Patent Document 12 discloses a composition containing vapor grown carbon fiber, carbon black, a thermoplastic resin and / or a thermosetting resin. A conductive paint, a conductive ink, and an electric circuit board made of the composition are described.
上述のように、微細炭素繊維を印刷用インクに添加した技術は複数公開されている。しかしながら、それらの目的は、インクの酸化防止効果、にじみ防止効果、Ｅ−インク用途等であり、印刷物における静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する事を目的とするものではない。 As described above, a plurality of techniques for adding fine carbon fibers to printing ink have been disclosed. However, their purpose is to prevent ink oxidation, to prevent bleeding, and to use E-ink, etc. It is not intended to suppress the generation of static electricity and the increase in static electricity (charged charge) in printed matter. Absent.
なお、特許文献４には、微細炭素繊維を印刷用インクに添加し、抵抗性を規定しているものも散見されるが、その印刷対象は車の部品（バンパーなど）である。 In Patent Document 4, there are some cases in which fine carbon fibers are added to printing ink and the resistance is regulated, but the object to be printed is a car part (such as a bumper).
そこで、本発明は、印刷物の摩擦帯電等による静電気及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する静電気抑制用微細炭素繊維含有インク、及び本発明である静電気抑制用微細炭素繊維含有インクに適した印刷装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention is suitable for the electrostatic carbon-containing ink for suppressing static electricity that suppresses the increase in static electricity and the amount of static electricity (charged charge amount) due to frictional charging of the printed matter, and the ink for containing fine carbon fiber for static electricity suppression according to the present invention. An object of the present invention is to provide a printing apparatus.
本発明は、上記の課題を解決するために、印刷用インク１００重量部に、微細炭素繊維を０．０１重量部〜２．０重量部の割合で添加したことを特徴とする静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。さらに、前記印刷用インクが、オフセット印刷用インクであること、前記印刷用インクが、黒インクであること、前記黒インクの顔料が、カーボンブラックであることを特徴とする前記静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is characterized in that fine carbon fibers are added at a ratio of 0.01 to 2.0 parts by weight to 100 parts by weight of printing ink. It was set as the structure of carbon fiber containing ink. Further, the fine ink for static electricity suppression, wherein the printing ink is an offset printing ink, the printing ink is a black ink, and a pigment of the black ink is carbon black. It was set as the structure of the fiber containing ink.
また、前記静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの粘度が、２０〜８０Ｐａ・ｓ（周波数特性１０Ｈｚ、測定温度２５℃）の範囲であることを特徴とする前記何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。前記静電気抑制用微細炭素繊維含有インクを用いて、印刷・乾燥工程を経た印刷物に、０．０２６５μｇ／ｃｍ２〜５．３μｇ／ｃｍ２の前記微細炭素繊維が付着していることを特徴とする前記何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。前記静電気抑制用微細炭素繊維含有インクを用いて、印刷した印刷物の印刷部の電気抵抗が、１．０×１０４Ω〜５．０×１０１１Ωの範囲であることを特徴とする前記何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。 The static carbon for suppressing static electricity according to any one of the above, wherein the viscosity of the ink containing fine carbon fibers for suppressing static electricity is in a range of 20 to 80 Pa · s (frequency characteristic: 10 Hz, measurement temperature: 25 ° C.). It was set as the structure of the fiber containing ink. 0.0265 μg / cm 2 to 5.3 μg / cm 2 of the fine carbon fibers are adhered to a printed matter that has undergone a printing / drying process using the fine carbon fiber-containing ink for suppressing static electricity. It was set as the structure of the fine carbon fiber containing ink for static electricity suppression in any one of the said. Any of the above, wherein an electrical resistance of a printed portion of a printed matter printed using the fine carbon fiber-containing ink for static electricity suppression is in the range of 1.0 × 10 4 Ω to 5.0 × 10 11 Ω. It was set as the structure of the fine carbon fiber containing ink for static electricity suppression as described in above.
さらに、前記微細炭素繊維が、筒状のグラフェンシートが軸直角方向に積層した構造であることを特徴とする前記の何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。前記微細炭素繊維が、筒状のグラフェンシートが軸直角方向に積層した構造の繊維状物質において、筒を構成するシートが多角形の軸直交断面を有し、該断面の最大径が１５〜１００ｎｍであり、アスペクト比が１０５以下で、ラマン分光分析で５１４ｎｍにて測定されるＩＤ／ＩＧが０．２以下であることを特徴とする微細炭素繊維であることを特徴とする前記何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。前記微細炭素繊維が、炭素繊維構造体に、該炭素繊維構造体を結合するための結合剤を添加してなる炭素繊維結合体であって、該炭素繊維構造体が、外径１５〜１００ｎｍの炭素繊維から構成される３次元ネットワーク状の炭素繊維構造体であって、前記炭素繊維構造体は、前記炭素繊維が複数延出する態様で、当該炭素繊維を互いに結合する粒状部を有しており、かつ当該粒状部は、その粒径が前記炭素繊維の外径よりも大きく、かつ、炭素源として分解温度の異なる少なくとも２つ以上の炭素化合物を用いることにより、炭素物質を、繊維状に成長させる一方で、使用される触媒粒子の周面方向に成長させる成長過程において形成されてなるものであることを特徴とする炭素繊維結合体であることを特徴とする前記何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。前記微細炭素繊維が、外径１５〜１００ｎｍの炭素繊維から構成される３次元ネットワーク状の炭素繊維構造体であって、前記炭素繊維構造体は、前記炭素繊維が複数延出する態様で、当該炭素繊維を互いに結合する粒状部を有しており、当該粒状部は、その粒径が前記炭素繊維の外径よりも大きく、かつ、炭素源として分解温度の異なる少なくとも２つ以上の炭素化合物を用いることにより、炭素物質を、繊維状に成長させる一方で、使用される触媒粒子の周面方向に成長させる成長過程において形成されてなるものであり、また前記炭素繊維構造体は圧縮密度０．８ｇ／ｃｍ３において測定した粉体抵抗値が０．０２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする炭素繊維構造体であることを特徴とする前記何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。 Furthermore, the fine carbon fiber has a structure in which cylindrical graphene sheets are laminated in a direction perpendicular to the axis. The fine carbon fiber is a fibrous material having a structure in which cylindrical graphene sheets are laminated in the direction perpendicular to the axis, the sheet constituting the cylinder has a polygonal axis orthogonal cross section, and the maximum diameter of the cross section is 15 to 100 nm Any of the above, characterized in that the fine carbon fiber has an aspect ratio of 10 5 or less and I D / I G measured by Raman spectroscopic analysis at 514 nm is 0.2 or less It was set as the structure of the fine carbon fiber containing ink for static electricity suppression as described in above. The fine carbon fiber is a carbon fiber bonded body obtained by adding a binder for bonding the carbon fiber structure to the carbon fiber structure, the carbon fiber structure having an outer diameter of 15 to 100 nm. A three-dimensional network-like carbon fiber structure composed of carbon fibers, wherein the carbon fiber structure has a granular portion that binds the carbon fibers to each other in a manner in which a plurality of the carbon fibers extend. And the granular part has a particle size larger than the outer diameter of the carbon fiber and at least two or more carbon compounds having different decomposition temperatures as a carbon source, thereby converting the carbon material into a fibrous form. The static electricity according to any one of the above, characterized in that it is a carbon fiber bonded body that is formed in the growth process of growing in the circumferential direction of the catalyst particles used while growing. It has a structure of the braking for the fine carbon fiber-containing ink. The fine carbon fiber is a three-dimensional network-like carbon fiber structure composed of carbon fibers having an outer diameter of 15 to 100 nm, and the carbon fiber structure is a mode in which a plurality of the carbon fibers extend, It has a granular part for bonding carbon fibers to each other, and the granular part has at least two carbon compounds having a particle size larger than the outer diameter of the carbon fiber and different decomposition temperatures as a carbon source. By using the carbon material, it is formed in a growth process in which the carbon material is grown in the form of a fiber while growing in the circumferential direction of the catalyst particles to be used. ESD suppression fine carbon according to the any of powder resistance value measured at 8 g / cm 3 is characterized in that it is a carbon fiber structure which is characterized in that less than 0.02 ohm · cm It has a structure of the Wei-containing ink.
また、前記微細炭素繊維含有インクが、撹拌及び均一化処理し、均一分散させたことを特徴とする前記何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。 The fine carbon fiber-containing ink according to any one of the above, wherein the fine carbon fiber-containing ink is stirred and homogenized and uniformly dispersed.
そして、前記何れかに記載の微細炭素繊維含有インクの印刷物が、シート状の樹脂製フィルム又は紙或いは金属であることを特徴とする静電気抑制用微細炭素繊維含有インクの構成とした。 The printed matter of the fine carbon fiber-containing ink described in any one of the above is a sheet-like resin film, paper, or metal.
加えて、前記何れかに記載の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクを使用する印刷装置において、印刷・乾燥工程後の加湿工程で、静電気除去剤を使用しないことを特徴とする印刷装置の構成とした。 In addition, in the printing apparatus using the electrostatic carbon-containing ink for suppressing static electricity according to any one of the above, the configuration of the printing apparatus is characterized in that no static eliminating agent is used in the humidification process after the printing / drying process. did.
本発明は、以上の構成であり、樹脂製フィルム、紙、金属の表面印刷に使用できるのは勿論、以下の効果がある。本発明である静電気抑制用微細炭素繊維含有インクを使用したシート状の印刷物は静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加が抑制される。従って、静電気抑制用微細炭素繊維含有インクで印刷した印刷物は、静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加が抑制されるため、印刷物同士が貼り付かず、印刷物の折り工程、整理（集積）、分配、結束作業や製本（製本工程）の作業が容易になり、作業性が極めてよくなる。 The present invention is configured as described above, and can be used for surface printing of resin films, papers, and metals, and has the following effects. The sheet-like printed material using the fine carbon fiber-containing ink for suppressing static electricity according to the present invention suppresses the generation of static electricity and the increase in static electricity (charged charge). Therefore, printed matter printed with ink containing fine carbon fibers for suppressing static electricity suppresses generation of static electricity and increase in the amount of static electricity (charged charge amount), so the printed materials do not stick to each other. ), Distribution, bundling work and bookbinding (binding process) are facilitated, and workability is extremely improved.
さらに、印刷装置や印刷物から、作業者へ放電される静電気を抑制されることから、人体に刺激を与えず安全である。 Furthermore, since static electricity discharged to the operator from the printing apparatus or printed matter is suppressed, the human body is safe without irritation.
また、本発明である静電気抑制用微細炭素繊維含有インクを用いて、紙への印刷を行った場合、印刷物同士及び接触物との摩擦帯電により、印刷物に発生する静電気及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制することができるため、印刷装置の加湿装置を低レベルで駆動、或いは駆動させなくても、印刷物の四隅の揃いが乱れることがない。従って、加湿に用いられる静電気除去剤の使用を低減でき、静電気由来の不具合の発生により、印刷機を停止する事も少なくなるため、印刷装置のランニングコストを低減する事ができる。 In addition, when printing on paper using the fine carbon fiber-containing ink for suppressing static electricity according to the present invention, static electricity and static electricity (charged charge amount) generated in the printed material due to frictional charging between the printed materials and the contacted materials. ) Can be suppressed, the alignment of the four corners of the printed matter is not disturbed even if the humidifying device of the printing device is driven or not driven at a low level. Accordingly, it is possible to reduce the use of the static eliminator used for humidification, and it is possible to reduce the running cost of the printing apparatus because it is less likely to stop the printing press due to the occurrence of static electricity-derived defects.
従来、印刷後、印刷物をボイラ等により発生させた熱に暴露させ、印刷用インクを乾燥させるが、そのままでは、印刷物に静電気が帯電し、印刷物がまとまらない。そこで、乾燥工程の直後に、加湿工程を設けている。加湿工程では、霧状の水を印刷物に噴霧している。 Conventionally, after printing, the printed material is exposed to heat generated by a boiler or the like, and the printing ink is dried. However, as it is, the printed material is charged with static electricity and the printed material is not collected. Therefore, a humidification step is provided immediately after the drying step. In the humidification step, mist water is sprayed on the printed matter.
通常それだけでは、帯電防止効果が低いため、噴霧する水に、洗濯洗剤などに使用する四級アンモニウム塩などの静電気除去剤（柔軟剤）を混合している。一般に、加湿に用いられる水中の静電気除去剤（柔軟剤）の濃度は、水１００重量部に対して、５〜３０重量部程度である。 Usually, since it alone has a low antistatic effect, a static eliminating agent (softening agent) such as a quaternary ammonium salt used for laundry detergent is mixed with water to be sprayed. Generally, the density | concentration of the static eliminating agent (softening agent) in the water used for humidification is about 5-30 weight part with respect to 100 weight part of water.
このような濃度で四級アンモニウム塩を使用すると、四級アンモニウム塩が原因となり、印刷機を構成する金属素材を腐蝕させてしまい、駆動寿命が短くなってしまう。従って、印刷機の修理、特殊塗装、さらにチタン合金などの特殊鋼材を使用しなければならず、印刷機が極めて高いものとなってしまう。なお、一般の印刷機は、柔軟剤を印刷用静電除去剤として使用することを想定していないため、特別な対策は取られておらす、柔軟剤を使用している印刷機に錆、ピンホールが見られているのが現状である。 When the quaternary ammonium salt is used at such a concentration, the quaternary ammonium salt causes the metal material constituting the printing machine to be corroded, and the driving life is shortened. Therefore, repair of the printing press, special coating, and special steel materials such as titanium alloys must be used, and the printing press becomes extremely expensive. In addition, since general printing presses do not assume that softeners are used as electrostatic removers for printing, special measures are not taken, printing presses that use softeners rust, At present, pinholes are seen.
本発明は、印刷用インクに微細炭素繊維を添加することで、印刷物同士及び接触物による摩擦帯電によって、印刷物における静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する事ができる微細炭素繊維含有インクを提供することができた。 The present invention adds fine carbon fibers to the printing ink, and can suppress the generation of static electricity and the increase in the amount of static electricity (charged charge amount) in printed matter due to frictional charging between printed matter and contacted matter. A fiber-containing ink could be provided.
微細炭素繊維とは、カーボンナノチューブであり、特に、軸直角方向に積層されたナノチューブが好適で、例えば、ナノカーボンテクノロジーズ（株）製、ＭＷＮＴシリーズ、即ち、請求項８〜１１の微細炭素繊維が例示できる。なお、他の構造の微細炭素繊維であっても、静電気の帯電は低減される。 The fine carbon fiber is a carbon nanotube, in particular, a nanotube laminated in a direction perpendicular to the axis is suitable. For example, the MWNT series manufactured by Nanocarbon Technologies, Inc., that is, the fine carbon fiber of claims 8 to 11 is used. It can be illustrated. In addition, even if it is a fine carbon fiber of another structure, the electrostatic charge is reduced.
微細炭素繊維の添加量は、印刷用インク１００重量部に対して、０．０１重量部〜２．０重量部、特に好ましくは０．２重量部〜１．０重量部である。微細炭素繊維の混合比が、印刷用インク１００重量部に対して、０．０１重量部未満では静電気抑制効果は発揮されず、２．０重量部を超えると、印刷用インクの粘度が高く、不良印刷物が多く発生する。 The amount of fine carbon fiber added is 0.01 to 2.0 parts by weight, particularly preferably 0.2 to 1.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the printing ink. When the mixing ratio of the fine carbon fibers is less than 0.01 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the printing ink, the static electricity suppressing effect is not exhibited, and when it exceeds 2.0 parts by weight, the viscosity of the printing ink is high, Many defective prints occur.
３次元ネットワーク構造とは、微細炭素繊維が粒状炭素相部において結合され、該粒状炭素相部にて前記微細炭素繊維が複数交差した立体形状を呈していることを意味する。 The three-dimensional network structure means that fine carbon fibers are bonded in a granular carbon phase part, and a three-dimensional shape in which a plurality of the fine carbon fibers intersect in the granular carbon phase part is exhibited.
アスペクト比とは、繊維長さ／繊維径の比率のことである。 The aspect ratio is the ratio of fiber length / fiber diameter.
ラマン分光分析では、大きな単結晶の黒鉛は１５８０ｃｍ−１のピーク（Ｇバンド）しか現れない。結晶が有限の微小サイズであることや格子欠陥により、１３６０ｃｍ−１のピーク（Ｄバンド）が出現する。ＤバンドとＧバンドの強度比（Ｒ＝Ｉ１３６０／Ｉ１５８０＝ＩD／ＩG）で欠陥の分析もなされている。グラフェンシート面内の結晶サイズＬａとＲには相関があることが知られている。Ｒ＝０．１がＬａ＝５００オングストロームに相当するとされる。 In Raman spectroscopic analysis, a large single crystal graphite shows only a peak (G band) at 1580 cm −1 . A peak (D band) of 1360 cm −1 appears due to the fact that the crystal has a finite minute size and lattice defects. Defects are also analyzed by the intensity ratio of D band and G band (R = I 1360 / I 1580 = I D / I G ). It is known that there is a correlation between crystal sizes La and R in the graphene sheet plane. R = 0.1 corresponds to La = 500 angstroms.
ラマン分光分析には、堀場ジョバン・イボン社製のラマン分光分析装置（ＬａｂＲａｍ８００）を使用し、アルゴンレーザの５１４ｎｍを用いて測定した。 For the Raman spectroscopic analysis, a Raman spectroscopic analyzer (LabRam 800) manufactured by Horiba Jobin Yvon was used, and measurement was performed using an argon laser of 514 nm.
炭素源の分解温度とは、炭素源ガスを熱分解させる際の温度である。 The decomposition temperature of the carbon source is a temperature at which the carbon source gas is thermally decomposed.
触媒粒子とは、気相成長法によって炭素繊維を成形する際に用いる触媒のことである。具体的には、鉄、コバルト、モリブデンなどの遷移金属あるいはフェロセン、酢酸金属塩などの遷移金属化合物と硫黄あるいはチオフェン、硫化鉄などの硫黄化合物の混合物を用いるのが好ましい。 A catalyst particle is a catalyst used when shape | molding carbon fiber by a vapor phase growth method. Specifically, it is preferable to use a mixture of a transition metal such as iron, cobalt or molybdenum, or a transition metal compound such as ferrocene or acetic acid metal salt, and a sulfur compound such as sulfur or thiophene or iron sulfide.
圧縮密度とは、酸化粉体の重量を圧縮成形体の体積で割った値であり、言い換えれば成形体密度のことである。 The compression density is a value obtained by dividing the weight of the oxide powder by the volume of the compression molded body, in other words, the density of the molded body.
粉体抵抗値とは、直径１０ｍｍの容器に詰めた微細炭素繊維を上下から電極となる金属製の押棒で１００ｋｇ／ｃｍ２に加圧しつつ当該微細炭素繊維の電気抵抗を測定し、この測定値と電極の面積および電極間の距離から算出した値を意味する。 The powder resistance value is a value obtained by measuring the electrical resistance of the fine carbon fiber while pressing the fine carbon fiber packed in a 10 mm diameter container from above and below with a metal push rod as an electrode to 100 kg / cm 2. And a value calculated from the electrode area and the distance between the electrodes.
印刷物における静電気の発生には、印刷基材及び印刷物同士の接触による静電気の発生、又は印刷基材及び印刷物と印刷機に設置されているローラーとの接触による静電気の発生等がある。印刷物における静電気量（帯電電荷量）は、摩擦帯電により発生した静電気量（帯電電荷量）から放電（除電）を差し引いた値となる。放電の形態には、火花放電、コロナ放電及び沿面放電等がある。 The generation of static electricity in the printed material includes generation of static electricity due to contact between the printing substrate and the printed materials, or generation of static electricity due to contact between the printing substrate and the printed material and a roller installed in the printing press. The amount of static electricity (charged charge amount) in the printed material is a value obtained by subtracting discharge (static elimination) from the amount of static electricity (charged charge amount) generated by frictional charging. Examples of the discharge include spark discharge, corona discharge, and creeping discharge.
印刷用インクとは、活版印刷、樹脂凸版印刷、フレキソ印刷などの凸版、オフセット印刷などの平板、グラビア印刷などの凹版、シルクスクリーンや謄写版などの孔版用インクの何れであってもよい。特に、オフセット印刷用インクが好適である。オフセット印刷用インクには、輪転機用（図１）と枚葉機用がある。 The printing ink may be any of letterpress printing, resin letterpress printing, relief printing such as flexographic printing, flat plate such as offset printing, intaglio printing such as gravure printing, and stencil ink such as silk screen and copying plate. In particular, ink for offset printing is suitable. There are two types of offset printing inks for rotary presses (FIG. 1) and sheet-fed presses.
印刷用インクの色は、特に限定されないが、微細炭素繊維が黒であるため、黒色が発色してもより色であることが望ましい。最も好ましくは、黒インクである。黒インクの顔料としては、カーボンブラックが好適である。 The color of the printing ink is not particularly limited. However, since the fine carbon fiber is black, it is desirable that the color be colored even when black is colored. Most preferred is black ink. Carbon black is suitable as the pigment of the black ink.
カーボンブラックは、各種の製法により製造されたカーボンブラックを使用することができる。好適に使用することのできるカーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、ケッチェンブラック等を挙げることができ、又、原料の相違により分類されるガスブラック、オイルブラック、アセチレンブラック等も更に好適例として挙げることができる。これらの中でも好ましいカーボンブラックは、アセチレンブラック、ケッチェンブラックである。 Carbon black produced by various production methods can be used as the carbon black. Examples of carbon blacks that can be suitably used include furnace black, channel black, thermal black, ketjen black, and the like, and gas black, oil black, acetylene black, etc. classified according to the difference in raw materials. Furthermore, it can mention as a suitable example. Among these, preferred carbon blacks are acetylene black and ketjen black.
市販のカーボンブラックを使用することができる。具体的には、コロンビアカ−ボン日本社のＲ−１４（比表面積４５ｍ２／ｇ、粒径６８ｍμ）、Ｒ−４２０（比表面積２５ｍ２／ｇ、粒径６８ｍμ）、Ｒ−４５0（比表面積３３ｍ２／ｇ、粒径６２ｍμ）、Ｒ−ＭＴ−Ｐ（比表面積８ｍ２／ｇ、粒径２８０ｍμ）、キャボット社製のＳｔｅｒｌｉｎｇＶ（比表面積３５ｍ２／ｇ、粒径５０ｍμ）、ＳｔｅｒｌｉｎｇＮＳ（比表面積２５ｍ２／ｇ、粒径７５ｍμ）、ＳｔｅｒｌｉｎｇＳＯ（比表面積４２ｍ２／ｇ、粒径４１ｍμ）、三菱化成（株）製の＃２２Ｂ（比表面積５５ｍ２／ｇ、粒径４０ｍμ）、＃２０Ｂ（比表面積５６ｍ２／ｇ、粒径６０ｍμ）、ＣＦ−９（比表面積６０ｍ２／ｇ、粒径４０ｍμ）、＃３５００（比表面積４７ｍ２／ｇ、粒径４０ｍμ）、デンカ（株）製のＨＳ−１００（比表面積３２ｍ２／ｇ、粒径５３ｍμ）、ＡＳＡＨＩＨＳ−５００（比表面積３７ｍ２／ｇ、粒径７６ｍμ）等を挙げることができる。 Commercially available carbon black can be used. Specifically, R-14 (specific surface area 45 m 2 / g, particle size 68 mμ), R-420 (specific surface area 25 m 2 / g, particle size 68 mμ), R-450 (specific surface area) manufactured by Columbia Carbon Japan Co., Ltd. 33m 2 / g, particle size 62mμ), R-MT-P ( specific surface area 8m 2 / g, particle size 280mμ), manufactured by Cabot Corporation of SterlingV (specific surface area 35m 2 / g, particle size 50mμ), SterlingNS (specific surface area 25 m 2 / g, particle size 75 mμ), SterlingSO (specific surface area 42 m 2 / g, particle size 41 mμ), # 22B manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd. (specific surface area 55 m 2 / g, particle size 40 mμ), # 20B (ratio surface area 56m 2 / g, particle size 60mμ), CF-9 (specific surface area 60 m 2 / g, particle size 40mμ), # 3500 (specific surface area 47m 2 / g, particle size 40Emumyu), Denka Co., Ltd. S-100 (specific surface area 32m 2 / g, particle size 53mμ), can be exemplified ASAHIHS-500 (specific surface area 37m 2 / g, particle size 76Emumyu) and the like.
本発明の印刷用インクにおけるカーボンブラックの含有量としては、通常５〜３０重量％、好ましくは８〜１５重量％である。その範囲外であると、特に、オフセット印刷においては好適な粘度が得られない。 The carbon black content in the printing ink of the present invention is usually 5 to 30% by weight, preferably 8 to 15% by weight. If it is out of the range, a suitable viscosity cannot be obtained particularly in offset printing.
オフセット印刷とは、実際に印刷イメージが作られている版と紙が直接触れない印刷技術である。インク壺から流れ出し版に付けられたインクを、一度ゴムブランケットなどの中間転写体に転写（オフセット）した後、供給された紙（給紙工程）などの被印刷体に印刷（印刷工程）するため、オフセット印刷と呼ばれる。 Offset printing is a printing technique in which a plate on which a print image is actually made does not touch the paper directly. To transfer (offset) the ink applied to the printing plate from the ink fountain to an intermediate transfer body such as a rubber blanket, and then print (printing process) on a substrate to be printed (paper feeding process). Called offset printing.
オフセット印刷は、前記印刷工程、続いてインクを熱風などにより乾燥させる乾燥工程、乾燥された印刷物から静電気を除去するため界面活性剤などを含む柔軟剤などの静電気除去剤を印刷物に噴霧する加湿工程、必要に応じて印刷物を所定の形状に折る折り工程、印刷物を積み重ねる集積工程、印刷物を切断し形状を整える裁断工程、必要部数に分割する分配工程、必要部数をバンドなどでまとめる結束工程からなり、印刷物は依頼場所に発送される。 Offset printing is the printing step, followed by a drying step of drying the ink with hot air or the like, and a humidifying step of spraying a printed material with a static remover such as a softener containing a surfactant to remove static electricity from the dried printed matter. , Folding process to fold the printed material into a predetermined shape if necessary, stacking process to stack the printed material, cutting process to cut the printed material and trim the shape, distributing process to divide the required number of copies, binding process to bundle the required number of copies with a band etc. The printed matter is sent to the requested place.
なお、小・中型印刷機は、これら各工程を行う装置が独立し、人の作業を頻繁に必要とする。一方大型印刷機は、これら各工程が連続的に進行し、必要部数の印刷物が仕上がる。 In addition, small / medium-sized printing presses have independent apparatuses for performing each of these processes, and frequently require human work. On the other hand, in a large-sized printing machine, each of these processes proceeds continuously, and the required number of printed products are finished.
さらに、オフセット印刷された印刷物を製本することもよく行われている。オフセット印刷の印刷物も、一般的に行われている製本工程によって製本することができる。このとき、印刷物に静電気が蓄積されていると各製本工程で不具合が生じてしまう。 Further, it is often performed to bind a printed matter that has been offset printed. The printed matter of offset printing can also be bound by a generally performed bookbinding process. At this time, if static electricity is accumulated in the printed matter, a problem occurs in each bookbinding process.
給紙から結束、さらに製本の各工程において、印刷物同士及び印刷物と各装置のローラーが接触し、印刷物に静電気が発生し、その量が増加する。特に、折り工程及び乾燥工程後は特に静電気量が増大する。印刷物に静電気が発生すると、人に放電し、傷みを感じる。 In each process of paper feeding, binding, and bookbinding, the printed materials and the printed materials come into contact with the rollers of each device, static electricity is generated in the printed materials, and the amount increases. In particular, the amount of static electricity increases especially after the folding step and the drying step. When static electricity is generated on printed matter, it discharges to people and feels hurt.
オフセット印刷の大半が平版を用いて行われているため、オフセットと言えば平版オフセット印刷のことを指す。しかし、版に凸版を用いるドライオフセット印刷や、電子写真方式のオンデマンド印刷機にもオフセット方式を用いたものなどがある。 Since most offset printing is performed using a lithographic plate, the term offset refers to lithographic offset printing. However, there are dry offset printing using a relief printing plate and electrophotographic on-demand printing machines using the offset method.
平版とは印刷の版式の一つで、版の撥水性を利用した印刷方法である。版材に石を用いる石版印刷が平版の最初だが、現在ではアルミに感光剤を塗布したＰＳ版が主流となっている。 A lithographic plate is one of printing plate types, and is a printing method that utilizes the water repellency of a plate. Lithographic printing using stone as the plate material is the first lithographic printing, but at present, PS plates with a photosensitive agent applied to aluminum are the mainstream.
イメージを作る前の原版（ＰＳ版）は、親水性の支持体を、親油（撥水）性の感光層で覆ったものである。この上に、版下から製版したフィルムを載せ、フォトリソグラフィにより、非画線部の親油層を除去する。この原版を胴に設置し、湿し水を付けると、親油層の除去された部分にのみ水が乗る。続いてインクを付けるが、非画線部には水があるためインクが乗らず、画線部にのみインクが付着した状態になる。このインクを、原版からブランケットと呼ばれるゴム筒に一旦移した後、改めて紙に転写する。 The original plate (PS plate) before making an image is obtained by covering a hydrophilic support with a lipophilic (water-repellent) photosensitive layer. A film made from under the plate is placed thereon, and the oleophilic layer in the non-image area is removed by photolithography. When this original plate is placed on the cylinder and dampening water is applied, water only gets on the part where the lipophilic layer has been removed. Subsequently, ink is applied. However, since there is water in the non-image area, no ink is applied, and the ink is attached only to the image area. This ink is once transferred from the original plate to a rubber cylinder called a blanket, and then transferred to paper again.
非常に鮮明な印刷が可能で、版が直接紙に触れないことから胴の磨耗が少なく、大量印刷にも適する。輪転機を使用すれば短時間で大量の印刷が可能になる。 Very clear printing is possible, and since the plate does not touch the paper directly, there is little wear on the cylinder and it is suitable for mass printing. If a rotary press is used, a large amount of printing can be performed in a short time.
このようなオフセット印刷用インクは、他の印刷用インクに比べ粘度が高いため、微細炭素繊維を均一に分散させるだけ、微細炭素繊維の沈澱、凝集は起こらず、従来のオフセット印刷として使用できる。オフセット印刷用インクの粘度としては、２０〜８０Ｐａ・ｓ（周波数特性１０Ｈｚ、測定温度２５℃）が好適である。その値未満であると印刷物が綺麗に仕上がらない。また、その値を超える粘度であると、印刷機に流れ込まない。一般的に、小・中型印刷機は、大型印刷機用インクに比べ、高粘度な印刷用インクを使用する場合が多い。 Since such an offset printing ink has a higher viscosity than other printing inks, only fine carbon fibers are uniformly dispersed, so that precipitation and aggregation of the fine carbon fibers do not occur and can be used as conventional offset printing. The viscosity of the offset printing ink is preferably 20 to 80 Pa · s (frequency characteristic 10 Hz, measurement temperature 25 ° C.). If it is less than that value, the printed matter will not be finished cleanly. Also, if the viscosity exceeds that value, it will not flow into the printing press. In general, small / medium-sized printing presses often use printing inks with higher viscosity than inks for large printing presses.
また、粘度の低い水溶性インクの場合には、微細炭素繊維を少量の分散剤を添加した系において、ビーズミル等の分散処理を施す事でエマルジョンの状態にすれば、微細炭素繊維を均一にインク中に混合できる。 Also, in the case of water-soluble inks with low viscosity, fine carbon fibers can be uniformly dispersed in a system in which fine carbon fibers are added in a small amount of a dispersant to form an emulsion by performing a dispersion treatment such as a bead mill. Can be mixed in.
本発明である微細炭素繊維含有インクは、通常の印刷用インクの製造法と同様にして製造することができる。すなわち、基本的には、各成分の配合、プレミキシング、練肉、調整、濾過の工程を有する。なお、この工程のそれぞれは、製造装置の相違により単独に行われるとは限られない。この工程において、粘度の相違によって練肉、濾過の方法が異なる。 The fine carbon fiber-containing ink according to the present invention can be produced in the same manner as in the production method of ordinary printing ink. That is, it has the process of the mixing | blending of each component, premixing, a meat paste, adjustment, and filtration fundamentally. In addition, each of this process is not necessarily performed independently by the difference in a manufacturing apparatus. In this step, the method of grinding and filtration differs depending on the difference in viscosity.
例えば、微細炭素繊維含有インクの粘度が高いときには、３本ロール法、ニーダー法あるいはフラッシュ法を採用して練肉する。３本ロールは、各ロールの回転速度の違いによる剪断力によって練肉するものであり、洗浄が容易であるので小ロット生産に適している。ニーダー法は、特殊形状のブレードの回転により練肉するものである。これは大ロット生産に適している。フラッシュ法は、前記各成分の配合、プレミキシング、練肉、調整、濾過の工程を同時に行う方法である。 For example, when the viscosity of the fine carbon fiber-containing ink is high, the three-roll method, the kneader method, or the flash method is employed to knead the meat. The three rolls are kneaded by the shearing force due to the difference in rotation speed of each roll, and are suitable for small lot production because they can be easily washed. In the kneader method, the meat is kneaded by rotating a specially shaped blade. This is suitable for large lot production. The flash method is a method in which the steps of blending, premixing, grinding, adjustment, and filtration of the respective components are simultaneously performed.
微細炭素繊維含有インクの粘度が低いときには、サンドミル、ボールミル、アトライタ等のメディア型分散機を使用する。なお、微細炭素繊維含有インクを製造するに当たり、上記の他、ミキサー、ニーダー、ミル等を使用することができるが、いずれを使用するかは、ミルベース、インクの粘度、ロットの大きさ、生産効率、インクの品質、密閉性、連続運転の可否、経済性、使い易さ、安全性等の種々の要因を考慮するべきことはいうまでもない。 When the viscosity of the fine carbon fiber-containing ink is low, a media type dispersing machine such as a sand mill, a ball mill, or an attritor is used. In addition to the above, mixers, kneaders, mills, etc. can be used to produce fine carbon fiber-containing inks. The type used depends on the mill base, ink viscosity, lot size, and production efficiency. Needless to say, various factors such as ink quality, airtightness, availability of continuous operation, economy, ease of use, and safety should be considered.
本発明で提供する印刷用インクを用いて印刷した印刷物は、静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する効果を有する。そのため当該印刷物を静電気が発生しやすい装置の壁面若しくは内部に設置するとことも望ましい。 A printed matter printed using the printing ink provided in the present invention has an effect of suppressing the generation of static electricity and the increase in static electricity amount (charged charge amount). Therefore, it is also desirable to install the printed matter on the wall surface or inside of an apparatus where static electricity is likely to be generated.
以下、本発明を実施例により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。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these.
［微細炭素繊維含有インクの調製方法］
本発明の静電気抑制用微細炭素繊維含有インクは、図１に示すオフセット印刷用インク（輪転機用）１００重量部に対して、微細炭素繊維（ナノカーボンテクノロジーズ（株）製ＭＷＣＮＴ、ＭＷＮＴ−７）を図１０に記載の比率で混合した。
[Preparation method of fine carbon fiber-containing ink]
The fine carbon fiber-containing ink for suppressing static electricity of the present invention is a fine carbon fiber (MWCNT, MWNT-7 manufactured by Nanocarbon Technologies Co., Ltd.) with respect to 100 parts by weight of the offset printing ink (for rotary press) shown in FIG. Were mixed at the ratio shown in FIG.
図１のオフセット印刷用インク（輪転機用）は、ＶＡＮ ＳＯＮ ＫＯＲＥＡ Ｉｎｃ．（韓国人民共和国）製の［Ｗｅｂ Ｈｅａｔ Ｓｅｔ Ｉｎｋ（Ｃｏａｔｅｄ ｐａｐａｅｒ） Ｍ５ Ｐｒｏｓｅｓｓ＜Ｂｌａｃｋ＞］の組成である。なお、「ＣＡＳ ＮＯ．」は、米国化学会の一部門であるＣＡＳ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ）が運営・管理する化学物質登録システムから付与される化学物質に固有の数値識別番号である。 The ink for offset printing (for rotary press) in FIG. 1 is manufactured by VAN SON KOREA Inc. The composition of [Web Heat Set Ink (Coated paper) M5 Process <Black>] manufactured by (Korea People's Republic of). “CAS No.” is a numerical identification number unique to a chemical substance assigned from a chemical substance registration system operated and managed by CAS (Chemical Abstracts Service), which is a division of the American Chemical Society.
オフセット印刷用インク中に微細炭素繊維を均一に分散させるための処方は、撹拌機（ＫＥＮＭＩＸ社製、ＭＡＪＯＲ）を用いて、オフセット印刷用インク中に微細炭素繊維を予備分散させ、次いで３本ロールミル（井上製作所社製、ＫＮ−Ｒ２０７）を用いた本分散及び脱泡処理を行う事で、微細炭素繊維が均一に分散した微細炭素繊維含有インクを得た。 The prescription for uniformly dispersing the fine carbon fibers in the offset printing ink is to pre-disperse the fine carbon fibers in the offset printing ink using a stirrer (manufactured by KENMIX, MAJOR), and then a three-roll mill. By performing main dispersion and defoaming treatment using KN-R207 (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.), a fine carbon fiber-containing ink in which fine carbon fibers are uniformly dispersed was obtained.
３本ロールミルとは、回転数の異なる３本のロールから構成され、ロール間圧力を利用した圧縮作用と、速度の異なるロール間でのせん断作用により分散を行う装置である。更に、粘度の高いインクの脱泡も可能である。ロール本体は冷却・加熱が可能で処理材料温度を均一にしながら分散を行う事ができる。 The three-roll mill is an apparatus that is composed of three rolls having different rotational speeds and performs dispersion by a compressing action using pressure between rolls and a shearing action between rolls having different speeds. Furthermore, it is possible to defoam a highly viscous ink. The roll body can be cooled and heated and can be dispersed while keeping the temperature of the processing material uniform.
オフセット印刷用インクは高粘度であるため、撹拌時に気泡が混入する。気泡が混入されたままのインク状態で印刷を行うと、印刷不良の原因になる。そのため３本ロールミル処理により、脱泡を行いながら微細炭素繊維の分散処理を行う事は、非常に重要な処理工程となる。 Since the ink for offset printing has a high viscosity, bubbles are mixed during stirring. If printing is performed in an ink state in which air bubbles are mixed, it causes a printing failure. Therefore, performing a dispersion treatment of fine carbon fibers while performing defoaming by a three roll mill treatment is a very important treatment step.
［試験例１］
上記微細炭素繊維含有インク調製方法により、オフセット印刷用インクに微細炭素繊維を０．０１重量部添加した微細炭素繊維含有インクを得た。
[Test Example 1]
By the fine carbon fiber-containing ink preparation method, a fine carbon fiber-containing ink obtained by adding 0.01 parts by weight of fine carbon fiber to offset printing ink was obtained.
［試験例２］
オフセット印刷用インクに微細炭素繊維を０．１重量部添加した以外は、試験例１に準じた方法で微細炭素繊維含有インクを得た。
[Test Example 2]
A fine carbon fiber-containing ink was obtained by the method according to Test Example 1 except that 0.1 parts by weight of fine carbon fiber was added to the offset printing ink.
［試験例３］
オフセット印刷用インクに微細炭素繊維を０．２重量部添加した以外は、試験例１に準じた方法で微細炭素繊維含有インクを得た。
[Test Example 3]
A fine carbon fiber-containing ink was obtained by a method according to Test Example 1 except that 0.2 parts by weight of fine carbon fiber was added to the offset printing ink.
［試験例４］
オフセット印刷用インクに微細炭素繊維を１．０重量部添加した以外は、試験例１に準じた方法で微細炭素繊維含有インクを得た。
[Test Example 4]
A fine carbon fiber-containing ink was obtained by a method according to Test Example 1 except that 1.0 part by weight of fine carbon fiber was added to the offset printing ink.
［試験例５］
オフセット印刷用インクに微細炭素繊維を２．０重量部添加した以外は、試験例１に準じた方法で微細炭素繊維含有インクを得た。
[Test Example 5]
A fine carbon fiber-containing ink was obtained by the method according to Test Example 1 except that 2.0 parts by weight of fine carbon fiber was added to the offset printing ink.
［比較例１］
微細炭素繊維を添加しないオフセット印刷用インク・ＶＡＮ ＳＯＮ ＫＯＲＥＡ Ｉｎｃ．（韓国人民共和国）製の［Ｗｅｂ Ｈｅａｔ Ｓｅｔ Ｉｎｋ（Ｃｏａｔｅｄ ｐａｐａｅｒ） Ｍ５ Ｐｒｏｓｅｓｓ＜Ｂｌａｃｋ＞］である。
[Comparative Example 1]
Ink for offset printing without adding fine carbon fiber ・ VAN SON KOREA Inc. [Web Heat Set Ink (Coated paper) M5 Process <Black>] manufactured by (Korea People's Republic of).
［比較例２］
オフセット印刷用インクに微細炭素繊維を０．００５重量部添加した以外は、試験例１に準じた方法で微細炭素繊維含有インクを得た。
[Comparative Example 2]
A fine carbon fiber-containing ink was obtained by a method according to Test Example 1 except that 0.005 part by weight of fine carbon fiber was added to the offset printing ink.
［比較例３］
オフセット印刷用インクに微細炭素繊維を３．０重量部添加した以外は、試験例１に準じた方法で微細炭素繊維含有インクを得た。
[Comparative Example 3]
A fine carbon fiber-containing ink was obtained by a method according to Test Example 1 except that 3.0 parts by weight of fine carbon fiber was added to the offset printing ink.
［微細炭素繊維含有インク中における微細炭素繊維の分散状態］
試験例１〜５の微細炭素繊維含有オフセット印刷用インク中における微細炭素繊維の分散状態観察においては、微細炭素繊維含有インク１ｇにトルエン１〜１０ｇを入れ希釈し、希釈液を直ちにガラス基材に塗布、乾燥したサンプルを用いて、光学顕微鏡（ＮＩＫＯＮ社製光学顕微鏡、エクリプスＭＥ６００）観察を行った。
[Dispersion state of fine carbon fibers in ink containing fine carbon fibers]
In observation of the dispersion state of fine carbon fibers in the fine carbon fiber-containing offset printing inks of Test Examples 1 to 5, 1 g of toluene was diluted in 1 g of fine carbon fiber-containing ink, and the diluted solution was immediately applied to the glass substrate. Using the coated and dried sample, an optical microscope (NIKON optical microscope, Eclipse ME600) was observed.
その結果として、微細炭素繊維が０．１、１．０及び２．０重量部含有した微細炭素繊維含有オフセット印刷用インクの光学顕微鏡写真を図２〜４に示す。比較として、比較例１の微細炭素繊維を含有していないオフセット印刷用インクの光学顕微鏡写真を図５に示した。 As a result, optical micrographs of fine carbon fiber-containing offset printing ink containing 0.1, 1.0, and 2.0 parts by weight of fine carbon fibers are shown in FIGS. As a comparison, an optical micrograph of the ink for offset printing that does not contain the fine carbon fiber of Comparative Example 1 is shown in FIG.
実施例２により、微細炭素繊維含有インク中における微細炭素繊維の分散状態は、実施例１に記載の分散処理を行う事により、微細炭素繊維の凝集体等が観察されず、また微細炭素繊維の解繊状態も良好であり、インクのどの部分を測定しても同様な光学顕微鏡写真が得られるため、微細炭素繊維はインク中に均一に解繊した状態で分散している事が確認できた（図１０）。 According to Example 2, the dispersion state of the fine carbon fibers in the fine carbon fiber-containing ink is not observed as an aggregate of fine carbon fibers by performing the dispersion treatment described in Example 1, and The defibrated state is also good, and the same optical micrograph can be obtained regardless of which part of the ink is measured. Therefore, it was confirmed that the fine carbon fibers were dispersed in the ink in a uniformly defibrated state. (FIG. 10).
［微細炭素繊維含有インクの粘度測定］
試験例１〜５の微細炭素繊維含有オフセット印刷用インクの粘度測定は、レオメーター[ＢＯＨＬＩＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社製、ＧＥＭＩＮＩ１５０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ]を用いて測定を行った（測定条件：周波数特性１０Ｈｚ、測定温度２５℃）。比較として、比較例１〜３のインク粘度測定を行い、それらの結果を図１０に示した。
[Measurement of viscosity of fine carbon fiber-containing ink]
Viscosity of the fine carbon fiber-containing offset printing inks of Test Examples 1 to 5 was measured using a rheometer [manufactured by BOHLIN INSTRUMENTS, GEMINI 150 Advanced Rheometer] (measurement conditions: frequency characteristic 10 Hz, measurement temperature 25 ° C. ). For comparison, ink viscosity measurements of Comparative Examples 1 to 3 were performed, and the results are shown in FIG.
実施例３により、試験例１〜５及び比較例１〜３のインク粘度測定を行った結果（図１０）、試験例１〜５のインクは、小・中型印刷機又は大型印刷機用インクに所望される粘度を有していた。 As a result of ink viscosity measurement of Test Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 according to Example 3 (FIG. 10), the inks of Test Examples 1 to 5 are used as inks for small / medium-sized printing presses or large printing presses. It had the desired viscosity.
更に、０．２重量部前後の微細炭素繊維添加量領域では、微細炭素繊維を添加する事で、インク粘度が低下した。オフセット印刷インクは、インクの伸び性・流動性が非常に重要な特性の一つであるため、微細炭素繊維を少量添加する事で粘度が低下した事は、オフセット印刷用インクとしての特性が向上した事は明白である。また、微細炭素繊維が２．０重量部より多い場合は、オフセット印刷用インクの粘度としては高すぎる事も明らかである。 Furthermore, in the fine carbon fiber addition amount region around 0.2 parts by weight, the ink viscosity was reduced by adding fine carbon fibers. Offset printing ink is one of the very important characteristics of ink elongation and fluidity, so the viscosity decreased by adding a small amount of fine carbon fiber improves the characteristics of offset printing ink. It is clear that he did. It is also clear that when the amount of fine carbon fibers is more than 2.0 parts by weight, the viscosity of the ink for offset printing is too high.
［微細炭素繊維含有インクを印刷した印刷物における微細炭素繊維の分散状態］
試験例１〜５の微細炭素繊維含有オフセット印刷用インクを上質紙に印刷した状態における微細炭素繊維の分散状態について、電子顕微鏡（日本電子（ＪＥＯＬ）社製ＦＥ−ＳＥＭ ＪＳＭ−６７００Ｆ）を用いて、０．１重量部、１．０重量部及び２．０重量部含有微細炭素繊維含有インクを、ローラー（カラーテスター（ＶＡＮ ＳＯＮ社製））を用いて上質紙に５×２２ｃｍ角に塗布後、３日間室温にて放置乾燥したサンプルの紙表面観察を行った。
[Dispersion state of fine carbon fiber in printed matter printed with fine carbon fiber-containing ink]
About the dispersion state of the fine carbon fiber in the state where the fine carbon fiber-containing offset printing ink of Test Examples 1 to 5 was printed on fine paper, using an electron microscope (FE-SEM JSM-6700F manufactured by JEOL) , 0.1 parts by weight, 1.0 part by weight and 2.0 parts by weight of fine carbon fiber-containing ink after applying 5 × 22 cm square on fine paper using a roller (color tester (manufactured by VAN SON)) The paper surface of the sample that was left to dry at room temperature for 3 days was observed.
その結果、得られた電子顕微鏡写真を図６〜８に示した。比較として、比較例１の微細炭素繊維を含有していないインクを上質紙に塗布・乾燥した印刷物の電子顕微鏡写真を図９に示した。 As a result, the obtained electron micrographs are shown in FIGS. As a comparison, FIG. 9 shows an electron micrograph of a printed material obtained by applying and drying the ink containing no fine carbon fiber of Comparative Example 1 on fine paper.
実施例４により、試験例１〜５の微細炭素繊維含有インクを印刷した印刷物上における微細炭素繊維の分散状態は、微細炭素繊維が上質紙のセルロース繊維の表面に付着しており、場合によってはセルロース繊維の最表面に突起状に存在しており、微細炭素繊維同士が再凝集している様子はないため、良好な分散状態である事は明らかである。 According to Example 4, the dispersion state of the fine carbon fibers on the printed matter printed with the fine carbon fiber-containing inks of Test Examples 1 to 5 is such that the fine carbon fibers are attached to the surface of the cellulose fiber of the fine paper, and in some cases. Since it exists in the shape of protrusions on the outermost surface of the cellulose fiber and there is no appearance that the fine carbon fibers are re-aggregated, it is clear that the cellulose fiber is in a good dispersion state.
［微細炭素繊維含有インクを印刷した印刷物の表面抵抗率測定］
実施例４の上質紙に微細炭素繊維含有インクを塗布した印刷物を、５×２０ｃｍ角の大きさに裁断したサンプルを用いて表面抵抗率の測定（三菱化学社製、ＨＩＲＥＳＴＡ−ＵＰ，ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を行った。比較として、比較例１〜３で作製したインクについて同様な操作方法でサンプルを作製し、印刷物の表面抵抗率を測定した。それらの結果を図１０に示した。
[Measurement of surface resistivity of printed matter printed with fine carbon fiber-containing ink]
Measurement of surface resistivity using a sample obtained by cutting fine carbon fiber-containing ink onto fine paper of Example 4 into a size of 5 × 20 cm square (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, HIRESTA-UP, MCP-HT450 ) As a comparison, a sample was produced by the same operation method for the inks produced in Comparative Examples 1 to 3, and the surface resistivity of the printed matter was measured. The results are shown in FIG.
実施例５により、微細炭素繊維含有インクを用いて印刷した印刷物の表面抵抗率を測定した結果、試験例１〜５のインクを用いたサンプルの表面抵抗率は、５．０×１０１１Ω以下であった。また、微細炭素繊維含有インク中の微細炭素繊維の添加量が増加すると、印刷物の表面抵抗率が低下したため、印刷物の静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する効果が増加している事は明らかである。 As a result of measuring the surface resistivity of the printed matter printed using the fine carbon fiber-containing ink according to Example 5, the surface resistivity of the sample using the inks of Test Examples 1 to 5 was 5.0 × 10 11 Ω or less. Met. In addition, as the amount of fine carbon fiber added to the fine carbon fiber-containing ink increases, the surface resistivity of the printed matter decreases, and the effect of suppressing the generation of static electricity and the increase in the amount of static electricity (charged charge) increases. It is clear that
一般的に動的な要因で物体が摩擦帯電して静電気を帯びる場合、物体の表面抵抗率が１０１２Ω／ｓｑ以下であれば、摩擦帯電を抑制する効果があると言われている。しかしその抑制効果は、表面抵抗率が低い方が、静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する効果が強くなる。 In general, when an object is triboelectrically charged due to a dynamic factor and is charged with static electricity, it is said that if the surface resistivity of the object is 10 12 Ω / sq or less, there is an effect of suppressing triboelectric charging. However, the suppression effect becomes stronger as the surface resistivity is lower, which suppresses the generation of static electricity and the increase in the amount of static electricity (charged charge amount).
微細炭素繊維が、０．０１重量部以上添加された本発明の微細炭素繊維含有インクの場合は、５．０×１０１１Ω以下の抵抗値を示し、印刷物同士及び接触物の摩擦帯電による静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する事ができ、その効果は微細炭素繊維の添加量が多いほど高い事は明白である。 In the case of the fine carbon fiber-containing ink of the present invention in which the fine carbon fiber is added in an amount of 0.01 part by weight or more, the ink exhibits a resistance value of 5.0 × 10 11 Ω or less, and static electricity due to frictional charging between printed materials and contact materials. It is obvious that the increase in the amount of static carbon (charged charge) can be suppressed, and the effect is higher as the amount of fine carbon fiber added is higher.
そのため、微細炭素繊維の添加量が０．０１重量部より少ない場合は、微細炭素繊維が無添加な場合と表面抵抗率の差が小さいため、摩擦帯電による静電気の抑制効果は低い。 Therefore, when the amount of fine carbon fibers added is less than 0.01 parts by weight, the effect of suppressing static electricity due to frictional charging is low because the difference in surface resistivity is small compared to the case where fine carbon fibers are not added.
［小・中型印刷機用微細炭素繊維含有インクを用いた静電気抑制効果試験］
小・中型印刷機［（株）桜井グラフィックシステムズ社製、オリバー４６６ＳＩＰ］を用いて、試験例４の静電気抑制微細炭素繊維含有インク（微細炭素繊維添加量：１．０重量部）を使用して、リサイクル上質紙（日本製紙製、Ｂ４サイズ、古紙率７０％）に印刷を行った。
[Test of static electricity suppression effect using ink containing fine carbon fiber for small and medium-sized printing press]
Using the small and medium-sized printing machine [Oliver 466SIP, manufactured by Sakurai Graphic Systems Co., Ltd.], using the static carbon fiber-containing ink of Test Example 4 (addition amount of fine carbon fiber: 1.0 part by weight) Then, printing was performed on recycled high-quality paper (manufactured by Nippon Paper Industries, B4 size, waste paper rate 70%).
次いでこの印刷物を、折り機［正栄機械製作所社製、オリスター コンビ１６ Ｂ２型］を用いて、一折目を行った後の印刷物表面の静電気量測定を行った。すなわち、折り機内へ給紙される前の紙表面の静電気量、及び、折り機内へ給紙され、折り工程を得た後の紙表面の静電気量測定を行う事で、小・中型印刷機用微細炭素繊維含有インクの静電気抑制効果試験を行った。 Next, this printed matter was subjected to electrostatic measurement on the surface of the printed matter after the first fold using a folding machine (manufactured by Shoei Machinery Co., Ltd., Orister Combi 16 B2 type). In other words, for small and medium-sized printers, the amount of static electricity on the paper surface before being fed into the folding machine and the amount of static electricity on the paper surface after being fed into the folding machine and obtained after the folding process are measured. The static electricity suppression effect test of the fine carbon fiber containing ink was conducted.
印刷物の静電気量測定は、折り工程開始後、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分後に、折り機内へ給紙される前の紙表面の静電気量、及び折り機から排出された紙表面の静電気量（シムコジャパン社製静電気測定装置、ＦＭＸ−００３）を測定した。比較例として、比較例１の微細炭素繊維を無添加のインクを使用して印刷を行った印刷物の静電気量の測定も同様な方法で行い、それらの結果を図１１に示した。 Measurement of static electricity amount of printed matter was 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 40 minutes, 50 minutes after the start of the folding process, and the amount of static electricity on the paper surface before being fed into the folding machine and discharged from the folding machine. The amount of static electricity on the paper surface (Static measuring device manufactured by Simco Japan, FMX-003) was measured. As a comparative example, the amount of static electricity of a printed matter obtained by printing the fine carbon fiber of Comparative Example 1 using an additive-free ink was also measured by the same method, and the results are shown in FIG.
実施例６により、小・中型印刷機用微細炭素繊維含有インクの静電気抑制効果を試験した結果、静電気が最も発生しやすいリサイクル上質紙を使用し、更に印刷物が最も静電気を帯びやすい折り工程において、微細炭素繊維含有インクを用いて印刷を行った印刷物は、折り工程前後において静電気量の変化がほとんどなく、更に折り機を止める事なく作業を終了する事ができ、更に折り工程を終えた印刷物は四隅が揃った。また、作業者がその印刷物に触れても、静電気の発生がなく、作業者が安全に安心して分配、結束などの作業を終えることができた。 As a result of testing the static electricity suppressing effect of the fine carbon fiber-containing ink for small and medium-sized printing presses according to Example 6, the recycled high quality paper that is most likely to generate static electricity is used, and the printed material is most likely to be charged with static electricity. The printed matter printed using the fine carbon fiber-containing ink has almost no change in the amount of static electricity before and after the folding process, and the work can be completed without stopping the folding machine. The four corners are ready. Moreover, even if the worker touched the printed matter, no static electricity was generated, and the worker could finish the operations such as distribution and binding in a safe and secure manner.
それに対して、比較例１の微細炭素繊維を添加していないインクを使用して印刷を行った印刷物は、折り工程開始３０分後に、印刷物同士及び印刷物と折り機内のローラーとの接触により発生する静電気により、印刷物同士及び印刷物とローラーが密着してしまい、折り機を停止しなければならない不具合を生じた。この現象は、印刷物同士及び印刷物と折り機に設置されたローラーにおいて、折り工程中に静電気が発生し、その静電気が印刷物に蓄積され、静電気量が増大する事に起因する。 On the other hand, the printed matter printed using the ink to which the fine carbon fiber of Comparative Example 1 is not added is generated by contact between the printed matter and the printed matter and the roller in the folding machine 30 minutes after the start of the folding process. Due to static electricity, the printed products and the printed products and the rollers were brought into close contact with each other, causing a problem that the folding machine had to be stopped. This phenomenon is caused by the fact that static electricity is generated during the folding process between the printed materials and rollers installed in the printed material and the folding machine, the static electricity is accumulated in the printed materials, and the amount of static electricity increases.
これらの結果より、微細炭素繊維含有インクを使用して印刷した印刷物は、静電気が最も発生しやすいリサイクル上質紙を使用し、更に印刷物が最も静電気を帯びやすい折り工程においても、印刷物の摩擦帯電による静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）を抑制している事ができる事は明白である。また静電気由来で多発する生産現場の不具合を解消できる。 Based on these results, printed materials printed using fine carbon fiber-containing inks use recycled high-quality paper that is most prone to generate static electricity. It is obvious that the generation of static electricity and the amount of static electricity (charged charge amount) can be suppressed. In addition, troubles at the production site that frequently occur due to static electricity can be solved.
［大型印刷機用微細炭素繊維含有インクを用いた静電気抑制効果試験］
大型印刷機［（株）東芝社製、オフセット輪転機ＯＡ・Ｂ２］を用いて、試験例１〜４の微細炭素繊維含有インクの印刷物に対する静電気抑制効果試験を行った。印刷機には印刷・乾燥工程を得た印刷物の静電気の発生を抑制する目的で、静電気除去剤（界面活性剤）を含有した静電気除去剤（柔軟剤）を印刷物に噴霧する加湿工程がある。乾燥後に急激に静電気が印刷物に発生するためである。
[Test of static electricity suppression effect using fine carbon fiber-containing ink for large printing press]
The static electricity suppression effect test was performed on the printed matter of the fine carbon fiber-containing inks of Test Examples 1 to 4 using a large-sized printing press [offset rotary press OA / B2 manufactured by Toshiba Corporation]. The printing machine has a humidification process in which an electrostatic removal agent (softening agent) containing an electrostatic removal agent (surfactant) is sprayed on the printed material for the purpose of suppressing the generation of static electricity in the printed material obtained by the printing / drying process. This is because static electricity is suddenly generated in the printed matter after drying.
この加湿工程に使用される四級アンモニウム塩等の静電気除去剤（柔軟剤）が、界面活性剤が、特に印刷機に対して錆、ピンホールなどの不具合を生じる場合が多い。そのため印刷物への静電気抑制効果の試験方法は、大型印刷機用微細炭素繊維含有インクを用いて印刷する事で、加湿器の駆動をどの程度低減させる事が出来るかという指標で、静電気抑制効果を試験した。比較例として、比較例１及び２のインクを使用して印刷を行った紙表面の静電気量の測定を同様な方法で行い、それらの結果を図１２に示した。 In many cases, the static removal agent (softening agent) such as a quaternary ammonium salt used in the humidification process causes defects such as rust and pinholes to the printing machine. Therefore, the test method of the static electricity suppressing effect on the printed matter is an index of how much the driving of the humidifier can be reduced by printing using the fine carbon fiber-containing ink for a large printing press. Tested. As a comparative example, the amount of static electricity on the paper surface printed using the inks of Comparative Examples 1 and 2 was measured by the same method, and the results are shown in FIG.
実施例７により、微細炭素繊維の混合比が、０．０１重量部（試験例１）である微細炭素繊維含有インクを使用した場合は、加湿器の駆動を停止すると、やや印刷物の散乱が確認されたが、低レベルで駆動させると、散乱することなく整理（印刷物の四隅が揃い積み重なること）された。従って、印刷物への静電気の帯電が無添加に比べ抑制され、印刷機を止めることなく作業を終了した。 According to Example 7, when the fine carbon fiber-containing ink having a fine carbon fiber mixing ratio of 0.01 part by weight (Test Example 1) was used, the scattering of the printed matter was slightly confirmed when the driving of the humidifier was stopped. However, when it was driven at a low level, it was arranged without scattering (the four corners of the printed material were stacked together). Accordingly, the electrostatic charge on the printed matter was suppressed as compared with the case where no addition was made, and the operation was completed without stopping the printing press.
微細炭素繊維の混合比が、０．１重量部〜１．０重量部（試験例２〜４）である微細炭素繊維含有インクを使用した場合は、加湿器を駆動させなくとも、印刷物が散乱することなく、整理された。従って、印刷物への静電気の帯電が極めて低く抑えられ、印刷機を止めることなく作業を終了した。 When the fine carbon fiber-containing ink having a fine carbon fiber mixing ratio of 0.1 to 1.0 part by weight (Test Examples 2 to 4) is used, the printed matter is scattered without driving the humidifier. Without being organized. Therefore, the electrostatic charge on the printed matter was suppressed to a very low level, and the operation was completed without stopping the printing press.
それに対して、微細炭素繊維無添加（比較例１）インクまたは微細炭素繊維の混合比が、０．００５重量部（比較例２）である微細炭素繊維含有インクを使用した場合は、印刷物乾燥後に加湿器の駆動なしでは、印刷物に静電気が発生し、印刷物が散乱（印刷物の四隅が揃わずに積み重なること）した。 On the other hand, when the fine carbon fiber-containing ink in which the fine carbon fiber-free (Comparative Example 1) ink or fine carbon fiber mixing ratio is 0.005 parts by weight (Comparative Example 2) is used, Without driving the humidifier, static electricity was generated in the printed matter, and the printed matter was scattered (the printed matter was piled up without aligning the four corners).
従って、印刷用インクへの微細炭素繊維の混合量は、印刷用インク１００重量部に対して、０．０１重量部〜２．０重量部添加する事で、従来通りの印刷が可能で、印刷物同士及び接触物との摩擦帯電による静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する効果が得られた。より好ましくは、０．２重量部〜１．０重量部である。 Therefore, the amount of fine carbon fiber mixed with the printing ink can be printed as usual by adding 0.01 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the printing ink. The effect which suppressed the generation | occurrence | production of the static electricity by friction charging with each other and a contact thing, and the increase in the amount of static electricity (charge amount) was acquired. More preferably, it is 0.2 part by weight to 1.0 part by weight.
以上の結果より、印刷用インク１００重量部に、微細炭素繊維を０．０１重量部〜２．０重量部の割合で添加した静電気抑制用微細炭素繊維含有インクは、印刷物の静電気の発生及び静電気量（帯電電荷量）の増加を抑制する事ができる。従って、印刷・乾燥・集積・折り・製本等の各工程において、静電気が原因による不具合を解消する事ができる。また、作業者が印刷物からの静電気放電を受けることがなく、安全に安心して各工程の作業を行う事ができる。 From the above results, the fine carbon fiber-containing ink for suppressing static electricity obtained by adding fine carbon fibers in a proportion of 0.01 to 2.0 parts by weight to 100 parts by weight of the printing ink, An increase in the amount (charged charge amount) can be suppressed. Therefore, in each process such as printing, drying, stacking, folding, and bookbinding, problems caused by static electricity can be solved. In addition, the operator does not receive electrostatic discharge from the printed material, and can perform the work of each process with safety and security.
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