JP3462472B2 - 孔版印刷用エマルションインキ - Google Patents
孔版印刷用エマルションインキInfo
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Description
版印刷用エマルションインキに関する。 【0002】 【従来の技術】孔版印刷方式は、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
あり、その操作性の良さ・簡便性によって、幅広い分野
で利用されている。孔版印刷用インキとしては、油中水
型(W/O型)のエマルションインキが用いられてい
る。このエマルションインキでは、印刷機を長期間未使
用状態にしたときに印刷機の版胴上および原紙の穿孔部
でインキが乾燥・固化してインキが通過しない現象、い
わゆる目詰まりを起こさないように、その油相成分とし
て、不乾性油や不揮発性鉱油等の高沸点溶剤が用いられ
ている。しかし一方で、インキが印刷機の印刷ドラム内
で長期間放置されると、そのエマルションの内相となる
水相の比率が比較的高いためにインキ中の水分が蒸発
し、油相と水相の比率が崩れてインキの粘度が低下し、
印刷を再開したときにインキが印刷用紙に過剰転移する
ようになり、その結果、印刷濃度が高くなり、また、印
刷用紙の裏側への裏移りが発生することが問題となって
いる。 【0003】これを解決すべく、特許第2096338
号公報において、沸点180〜270℃の溶剤を含有さ
せるという提案がなされている。また、特開平5−12
5320号公報においては、蒸留初留点温度150〜2
10℃の揮発性溶剤10〜30重量%、不揮発性溶剤9
0〜70重量%からなる溶剤を用いる提案がなされてい
る。これらの提案は、各規定沸点範囲または蒸留初留点
温度の溶剤を各規定量添加することで、エマルション中
の水分の蒸発とともに油分の溶剤も若干量蒸発させるよ
うにして水相と油相の比率変化を抑え、インキの粘度低
下を防止しようとするものである。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの場合
も、常温(23℃)で1週間または1か月間程度の放置
では問題がなくても、環境温度が高くなった場合は、溶
剤の蒸発により目詰まりが生じる恐れがあり、また、溶
剤の蒸発によって印刷作業オペレーターやインキ製造者
の健康を害する恐れもある。一方、近年では、自然環境
を配慮した印刷インキとして、植物油を用いたインキが
注目されている。たとえば、特開平10−245516
号公報では、ヨウ素価100以下で且つ凝固点が0℃以
下の植物油を用いた孔版印刷用油中水型エマルションイ
ンキが提案されている。この先行技術では、インキの固
化を回避するためにヨウ素価100以下の不乾性油を用
いるようにしているが、一方で、長期放置後、インキ中
の水分が蒸発してインキの粘度低下を引き起こし、イン
キが過剰転移して裏移りが発生することが懸念される。 【0005】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、長期放置後の目詰まりや印刷用紙の裏移りがなく、
保存安定性の良い、かつ、自然環境やインキ取扱者の安
全性を配慮した孔版印刷用インキを提供することを目的
とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、植物油の
不飽和度の高さの指標であるヨウ素価と植物油の酸化に
着目し、ヨウ素価110〜150の植物油をインキ中の
水分に対して特定量以上配合し、さらに、この植物油配
合量に対して特定範囲の酸化防止剤を配合することによ
り、長期放置後の目詰まりや印刷用紙の裏移りのない、
保存安定性の良好な孔版印刷用エマルションインキを提
供できることを見出した。 【0007】すなわち、本発明に係る油中水型の孔版印
刷用エマルションインキは、油相20〜50重量%、水
相80〜50重量%からなり、前記油相中にヨウ素価1
10〜150の植物油の少なくとも1種を下記式(1)
で示される量(重量%)以上含有し、かつ、酸化防止剤
を前記植物油の含有量に対して1〜10重量%含有する
ことを特徴とするものである。 【数2】 植物油量下限値(重量%)=インキに含まれる水分量(重量%) ×(100/ヨウ素価)×0.09 (1) 【0008】このように、本発明のエマルションインキ
は、ヨウ素価110〜150の植物油の少なくとも1種
をインキに含まれる水分に対して上記式で示される下限
値以上含んでいるので、長期間の放置により、この半乾
性ないし乾性の植物油が酸化されて粘度上昇をもたら
す。その結果、インキ中の水分蒸発によるインキの粘度
低下を抑制することができ、長期放置後のインキの過剰
転移と印刷用紙の裏移り(ならびに裏移りの悪化)が防
止できる。さらに、植物油量に対し特定量の酸化防止剤
を含んでいるので、植物油の過剰酸化による乾燥固化を
抑えることができ、長期放置後の目詰まりが防止される
とともに、エマルションインキの保存安定性が損われる
こともない。そして、本発明のエマルションインキは、
揮発性溶剤を含まず、環境やオペレーター、インキ製造
者の安全性を配慮した組成となっている。 【0009】 【発明の実施の形態】本発明に係る油中水型の孔版印刷
用エマルションインキ(以下、「インキ」と記す)は、
油相20〜50重量%、水相80〜50重量%からな
り、ヨウ素価110〜150の植物油の少なくとも1種
と、酸化防止剤とを含んでいる。ここで、植物油は油相
中に含まれているが、酸化防止剤は、油相中、水相中、
油相中と水相中、のいずれに含まれていてもよく、酸化
防止剤の種類と水相または油相へのその溶解性に応じ、
適宜選択すればよい。 【0010】ヨウ素価110〜150の植物油とは、半
乾性油または乾性油であり、たとえば、大豆油、コーン
油、ヒマワリ油、なたね油、サフラワー油、ぶどう種子
油、ゴマ油等の植物油が例示できる。これらの植物油
は、単独で、または2種以上を混合して用いることがで
きる。植物油のヨウ素価が110以上であれば、長期放
置時の水分蒸発に起因するインキの粘度低下の抑制に必
要な程度の、植物油の酸化による粘度上昇が得られ、放
置後の印刷開始時(立ち上がり時)においても、インキ
の過剰転移を抑制することができる。一方、ヨウ素価が
150以下であれば、長期放置後も植物油の急激な粘度
上昇や乾燥固化により目詰まりを起こすことがない、ま
た、ヨウ素価が150を超える植物油は、極性が高いた
め、油相の溶解性バランスが崩れやすく、エマルション
インキの保存安定性が悪くなる恐れがある。 【0011】上記植物油は、インキに含まれる水分量に
対し、下記式(1)にて示される量(重量%)以上含ま
れている。 【数3】 植物油量下限値(重量%)=インキに含まれる水分量(重量%) ×(100/ヨウ素価)×0.09 (1) ヨウ素価は、脂肪酸100g中の不飽和度(二重結合
量)を示すものであることから、本発明者らは、植物油
量×(ヨウ素価/100)を植物油の粘度上昇の指標と
し、この指標が水分量に対しある割合以上であれば水分
蒸発に伴うインキの粘度低下を有効に抑制しうるという
観点から、実験的に0.09という係数を求めて上記式
(1)を導き出した。この係数が0.09未満では、本
発明における効果が得られない。そして、植物油の添加
量が上記式(1)で規定される量以上であれば、長期放
置時のインキの粘度低下を有効に抑制して、インキの過
剰転移や裏移りを防止できる。また、植物油の含有量
は、インキ中の油相比率が20〜50重量%となるよう
に、その上限が制限されるが、本発明のインキにおいて
は、上記式(1)以上の量で配合される植物油量に対し
1〜10重量%の酸化防止剤が配合されるため、植物油
の配合量とそのヨウ素価に応じて酸化防止剤の配合量を
調整することにより、植物油の粘度上昇を必要に応じて
抑制することができる。エマルションの安定性を確保す
る観点からは、植物油の含有量は、インキ全量に対し2
0重量%以下であることが好ましく、15重量%以下で
あることが一層好ましい。 【0012】酸化防止剤としては、ジブチルヒドロキシ
トルエン、没食子酸プロピル、没食子酸オクチル、トコ
フェロール、ブチルヒドロキシアニソール等の公知のも
のが使用でき、単独で用いてもよいし、2種以上を混合
して用いてもよい。また、エリソルビン酸ナトリウム、
アスコルビン酸ナトリウム等の水に可溶な酸化防止剤を
インキの水相中に添加しても良い。酸化防止剤は、植物
油の含有量に対して1〜10重量%の範囲で添加され
る。その添加量が1重量%以上であれば、長期放置後も
植物油の乾燥固化を抑えることができ、目詰まりを防止
できる。一方、10重量%を超えると、長期放置後の植
物油の酸化が必要以上に抑制される恐れがあり、インキ
の粘度低下を抑えるために必要な粘度上昇効果が得られ
ず、また、エマルションの安定性を損なう場合がある。 【0013】油相成分には、上記の植物油、酸化防止剤
(油相に配合する場合)以外に、上記植物油以外の油成
分、界面活性剤成分、着色剤成分、体質顔料などを配合
することができる。さらに、樹脂成分が含まれているこ
とが好ましい。なお、着色剤成分は、水相に含まれてい
ても、水相と油相の双方に含まれていてもよい。 【0014】上記ヨウ素価110〜150の植物油以外
の油成分としては、ひまし油、つばき油、オリーブ油、
やし油、パーム油等の不乾性油や、流動パラフィン、ス
ピンドル油、軽油、灯油、マシン油、潤滑油、合成油等
の鉱物油、オレフィン系炭化水素、芳香族炭化水素等の
石油系溶剤を用いることができる。これらの油は、単独
で、または2種以上を混合して使用できる。これらの油
成分は、ヨウ素価110〜150の植物油を含み且つ必
要に応じてその他の添加剤も含んだ油相全体が20〜5
0重量%となる量で、適宜配合される。 【0015】界面活性剤としては、金属石鹸、高級アル
コール硫酸エステル化塩、ポリオキシエチレン付加物の
硫酸エステル化塩等の陰イオン界面活性剤;1〜3級ア
ミン塩、4級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤;
高級アルコールのポリオキシエチレンエーテル、アルキ
ルフェノールポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシ
プロピレンのポリオキシエチレンエーテル等のエーテル
型非イオン界面活性剤;ソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リグリセリン脂肪酸エステル等の多価アルコールと脂肪
酸からなるエステル型非イオン性界面活性剤;脂肪酸の
ポリオキシエチレンエーテル、ポリグリセリン脂肪酸エ
ステルのポリオキシエチレンエーテル、ひまし油のポリ
オキシエチレンエーテル等のエーテルエステル型非イオ
ン界面活性剤;脂肪酸のアルキロールアミド等の含窒素
型非イオン界面活性剤;等が挙げられ、これらを単独
で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
それらの添加量は、各々の界面活性剤のモル濃度、水相
と油相の界面の面積、および、一部は油相と顔料等の固
体との界面の面積を考慮して、適宜定めることができ、
一般的には、インキの総重量に対して、0.1〜10重
量%程度であることが好ましく、1〜5重量%程度であ
ることが一層好ましい。 【0016】着色剤としては、不溶性アゾ顔料、溶性ア
ゾ顔料、フタロシアニンブルー、染色レーキ、イソイン
ドリノン、キナクリドン、ジオキサジンバイオレット、
ペリノン・ペリレンのような有機顔料;カーボンブラッ
ク、二酸化チタン等の無機顔料;アゾ系、アントラキノ
ン系、アジン系等の油溶性染料;各種水溶性染料、分散
染料等が挙げられる。これらの着色剤は、目的とする色
相を実現するため、単独で、または2種以上を混合して
用いることができ、顔料と染料とを組み合わせてもよ
い。その配合量も、適宜設定すればよいが、一般に、イ
ンキの総重量に対して20重量%以下であることが好ま
しく、さらに好ましくは3〜10重量%の範囲で用いら
れる。 【0017】樹脂成分としては、たとえば、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挙げられ、これらは単独で、
または2種以上を混合して用いることができる。これら
の樹脂成分は、インキに粘度を付与してエマルションの
安定性を向上させることができ、また、油相中に顔料や
体質顔料が含まれている場合は、それらの分散性や印刷
用紙への定着性を上げることができる。 【0018】以上の他に、インキの油相成分には、エマ
ルションの形成および安定性を阻害しない範囲で、公知
の顔料分散剤を加えることができ、また、流動性を調整
する補助剤として、ワックス等を主成分としたコンパウ
ンド等を添加してもよい。 【0019】次に、インキの水相成分には、水中油型
(O/W型)樹脂エマルジョン、水溶性樹脂、湿潤剤、
電解質、酸化防止剤、pH調整剤、凍結防止剤などの公
知成分を含有させることができる。 【0020】水中油型樹脂エマルジョンとしては、たと
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、塩
化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ウレタン
等の樹脂エマルジョンが用いられ、これらは単独で、ま
たは2種以上を混合して用いることができる。 【0021】水溶性樹脂としては、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、
ヒドロキシエチルセルロース、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、水溶性ウレタン等を、単
独で、または2種以上を混合して用いることができる。 【0022】上記水中油型樹脂エマルジョンおよび/ま
たは水溶性樹脂の合計配合量は、インキの通過性を確保
する観点から、インキの総重量に対して固形分換算で2
0重量%以下であることが好ましく、10重量%以下で
あることがさらに好ましい。これらの樹脂成分は、顔料
や体質顔料の濡れ性と分散性、印刷用紙への定着性を向
上させることができる。 【0023】湿潤剤としては、エチレングリコール、ソ
ルビトール、グリセリンなどの多価アルコールや、ポリ
エチレングリコール等が用いられる。また、電解質とし
ては、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、リン酸水素
カリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸カリウム、ホウ
酸ナトリウム等が挙げられる。 【0024】凍結防止剤(蒸発抑制成分)としては、エ
チレングリコール、プロピレングリコール等の多価アル
コール類、エチレングリコールモノエチルエーテル等の
多価アルコールとアルキルエーテル類などが挙げられ
る。 【0025】以上のような各成分から構成される油相と
水相は、両者の比率が油相20〜50重量%、水相80
〜50重量%となるように配合され、両相を混合、乳化
させることによりインキが製造される。水相と油相は、
予め別々に調製したのち、油相液中に水相液を添加して
乳化させることが好ましい。製造には、ディスパーミキ
サー、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー等の公知の乳
化機を用いることができる。 【0026】 【実施例】以下に、実施例により本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の
記載において、「部」は「重量部」を意味する。 【0027】(1)インキの調製 [実施例1〜7、比較例1〜6]表1および表2に示す
配合により、以下の手順に従い、各実施例、比較例のイ
ンキを調製した。まず、カーボンブラック(MA10
0:三菱化学(株)製)とアルキド樹脂(アラキード
No.4:荒川化学工業(株)製)を三本ロールミルで
分散させ、顔料分散体を調製した。次いで、この分散体
に残りの油相成分である植物油、スピンドル油(白スピ
ンドル油:日石三菱(株)製)、溶剤(AF6:日石三
菱(株)製、沸点301〜321℃)、ジブチルヒドロ
キシトルエンおよびソルビタンセスキオレートを添加、
撹拌し、油相を得た。一方、イオン交換水にエチレング
リコールおよび硫酸マグネシウムを添加、撹拌して水相
を得た。前記油相に水相を徐々に添加して乳化させ、孔
版印刷用油中水型エマルションインキを得た。 【0028】(2)インキの性能評価 得られた各エマルションインキと孔版印刷機(リソグラ
フ(登録商標)FR275、理想科学工業(株)製)を
用い、以下のようにしてインキ放置後の目詰まり、裏移
り、インキの高温保存安定性について評価した。 【0029】A.放置後の目詰まり 印刷機の印刷ドラム内で、常温環境下(23℃、50%
RH)1か月間、および、高温環境下(40℃)1か月
間インキを放置した後、印刷を行った。その際、50枚
印刷する前に所望の印刷画像が得られた場合を○、目詰
まりを起こして100枚以上印刷しても所望の画像が得
られない場合を×、50〜100枚印刷する間に所望の
画像が得られたものを△とした。 【0030】B.放置後の裏移り 印刷機の印刷ドラム内で、常温環境下(23℃、50%
RH)1か月間インキを放置した後、印刷を行った。印
刷開始後1〜20枚目の印刷物裏面を目視し、裏移りが
全く発生しなかった場合を○、裏移りが僅かに発生した
場合を△、裏移りが顕著に発生した場合を×とした。 【0031】C.高温保存安定性 70℃で1週間および70℃で1か月間、密閉系にてイ
ンキを放置して、インキの崩壊状態を目視観察した。エ
マルションの崩壊が発生しなかったものを○、油浮き
(油吐き)が若干みられたものを△、エマルションが崩
壊したものを×とした。 【0032】以上、得られた結果を表1および表2に示
す。 【0033】 【表1】 【表2】 【0034】実施例のインキは、いずれも、保存安定性
が高く、所定条件下で放置後も良好な印刷画像を提供で
きることが判明した。これに対し、植物油の配合量が上
記式(1)で示される量より少ない比較例1(式(1)
の係数が0.07に相当)および比較例2(式(1)の
係数が0.08に相当)のインキでは、水分蒸発に伴う
インキの粘度低下を充分に抑制できず、印刷物の裏移り
が観察された。また、酸化防止剤の配合量が植物油量に
対して少なすぎる比較例3のインキでは、40℃での1
か月間の放置により、植物油の酸化が進み過ぎて目詰ま
りが発生し、反対に、酸化防止剤の配合量が植物油量に
対して多すぎる比較例4のインキでは、水分蒸発との関
係において植物油の酸化度合いが少ないため、保存安定
性に劣っていた。さらに、ヨウ素価が高すぎる植物油を
用いた比較例5のインキ、ヨウ素価が低すぎる植物油を
用いた比較例6のインキでは、各々の配合量は式(1)
を満たし、植物油量との関係で必要とされる量の酸化防
止剤が含まれてはいるが、それぞれ、水分蒸発との関係
において植物油の酸化を適切に制御することができず、
良好な結果は得られなかった。 【0035】 【発明の効果】本発明によれば、インキ中の植物油の酸
化に伴う粘度上昇を制御することで水分蒸発に起因する
インキの粘度変化を抑えることができ、長期放置後の目
詰まりや裏移りがなく、保存安定性の良い孔版印刷用エ
マルションインキを提供できる。さらに、植物油を利用
することにより、印刷作業オペレーターやインキ製造者
にとって安全であり、環境を配慮したインキを提供でき
る。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 油相20〜50重量%、水相80〜50
重量%からなる油中水型の孔版印刷用エマルションイン
キであって、前記油相中にヨウ素価110〜150の植
物油の少なくとも1種を下記式(1)で示される量(重
量%)以上含有し、かつ、酸化防止剤を前記植物油の含
有量に対して1〜10重量%含有することを特徴とする
孔版印刷用エマルションインキ。 【数1】 植物油量下限値(重量%)=インキに含まれる水分量(重量%) ×(100/ヨウ素価)×0.09 (1)
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