JPH08218023A

JPH08218023A - 孔版印刷用エマルションインク

Info

Publication number: JPH08218023A
Application number: JP4628795A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Asada; 啓介浅田
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】定着性に優れると共に温度依存性が少なく、
かつ、低廉な孔版印刷用油中水滴型エマルションインク
を提供すること。【構成】油相１０〜９０ｗｔ％と水相９０〜１０ｗｔ
％によって構成される油中水滴型エマルションインクに
おいて、着色剤として添加されるカーボンブラックの少
なくとも一部が、下記（１）及び（２）に示される物性
値を備えていることを特徴とする孔版印刷用油エマルシ
ョンインク。（１）揮発分：１．５ｗｔ％以上（２）ｐＨ：５．０以下

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
インクに関するものであり、より詳細には被印刷物への
定着性に優れると共に温度依存性の少ない孔版印刷用エ
マルションインクに関するものである。

【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
版印刷機もマイクロコンピューター等による自動化が進
み、操作も簡単になり、これに伴って孔版印刷の利用が
増加している。しかしながら、一般に孔版印刷における
乾燥方法は浸透乾燥法や蒸発乾燥法が主流であり、また
スクリーン等の目づまり等の理由により印刷機上でイン
クが固化するのを防止するために通常用いられている反
応性樹脂を添加することが困難とされている。

【０００３】そこで、従来、インクの安定性及び定着性
を向上させる方法として、固形の樹脂を特定量配合して
油相粘度を高める方法（特開昭６１−２５５９６７号）
や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を用いる方法（特公昭４４−
２１６５号）、ゲル化剤を含有させる方法（特開平５−
１１７５６４号）、顔料の分散性を高める高価な分散剤
を用いる方法（特開昭５６−１２８５１８号）等が提案
されている。

【０００４】しかしながら、これらの従来技術では、温
度依存性の強い樹脂を添加するため、エマルションイン
クの温度依存性が悪化したり、また定着性が不充分とな
る欠点が未だ解消できず、またその製造コストが高いと
いった問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の欠点を克服し、定着性に優れると共に温度依存性が
少なく、かつ低廉な孔版印刷用エマルションインクを提
供することをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、油相１
０〜９０ｗｔ％と水相９０〜１０ｗｔ％によって構成さ
れる孔版印刷用エマルションインクにおいて、着色剤と
して添加されるカーボンブラックの少なくとも一部が、
下記（１）及び（２）に示される物性値を備えているこ
とを特徴とする孔版印刷用油中水滴型エマルションイン
クが提供される。（１）揮発分：１．５ｗｔ％以上（２）ｐＨ：５．０以下

【０００７】本発明者らは、前記目的を達成するため種
々研究を行い孔版印刷用エマルションの該油相中にその
少なくとも一部が揮発分が１．５ｗｔ％以上およびｐＨ
が５．０以下の物性を有するカーボンブラックを含有さ
せると、定着性に優れ、温度依存性に優れた孔版印刷用
エマルションインクが得られることを見いだした。本発
明はかかる知見に基づいてなされたものである。

【０００８】本発明の孔版印刷用エマルションインクに
添加される着色用カーボンブラックは、揮発分は１．５
ｗｔ％以上、好ましくは３．０ｗｔ％以上で、ｐＨは
５．０以下好ましくは３．５以下の値を持つカーボンブ
ラックである。なお、揮発分とｐＨ値の測定は、ＪＩＳ
Ｋ６２２１−１９７０のゴム用カーボンブラック試験
方法の揮発分とｐＨ試験法に準じた。

【０００９】本発明において、前記特有なカーボンブラ
ックを含有させると定着性に優れると共に温度依存性に
優れた孔版印刷用エマルションインクが得られる理由が
定かではないが、次のような理由によるものと思われ
る。

【００１０】通常のカーボンブラックは炭素からなり、
揮発分が少なく、ｐＨが高く、表面が非局性で不活性な
ため、界面活性剤などの顔料分散剤が吸着しにくく、顔
料の分散が悪くなる傾向にあるが、揮発分が多く、ｐＨ
が低いカーボンブラックは表面が局性であり、活性なた
め、界面活性剤を吸着しやすく分散が良好になることで
降伏値が下り流動性が良くなり、そして、紙に対する顔
料の浸透性が良くなることで定着性が向上する。また、
本発明では前記カーボンブラックを使用したことから、
定着率の向上のために温度依存性の高い樹脂の使用を少
なくあるいは使用しなくてすむことから、温度依存性の
少ないエマルションインクが得られる。また、このカー
ボンブラックを使用することで、分散剤の使用量を少な
くでき、安価な分散剤でも効果が十分発揮されることに
よるコストダウンが図れる。

【００１１】なお、本発明で用いるカーボンブラックの
揮発分はカーボンブラックの酸化処理により表面に化学
吸着した酸素化合物を指し、その成分はカルボキシル
酸、キノン、フェノール、ラクトンなどの含酸素化合物
が主に含有されている。また化学的に保持されたＣＯ₂
−コンプレックスと呼ばれるＣＯ₂の揮発的主成分にも
なる。また、ｐＨはカルボキシル酸、フェノールなどの
酸素含有化合物、灰分によって影響される。

【００１２】前記カーボンブラック揮発分が１．５ｗｔ
％未満では、カーボンブラックへの顔料分散剤の吸着が
不十分であり、良好な分散が得られず、流動性が悪いた
め、定着性が低いインキとなり、また、前記カーボンブ
ラックのｐＨが５．０を越えると、同様に、十分な分散
性が得られず、定着性の低いインキとなる。

【００１３】本発明のインクに添加されるカーボンブラ
ックは、前記物性値を備えていれば単一品でも２種以上
混合物であっても良い。また、着色剤には前記物性値を
持つカーボンブラックと別の着色剤とを混ぜて使うこと
もできるが、この場合は前記物性値のカーボンブラック
を着色剤全重量の７０％重量以上、好ましくは８５ｗｔ
％以上とするのが望ましい。そして、インク内への着色
剤添加量は１〜１５ｗｔ％、好ましくは２〜１０ｗｔ％
とするのが良い。本発明のインクに前記物性値のカーボ
ンブラックと共に添加することのできる着色剤を例示す
ると、前記とは物性値の異なるカーボンブラック；アゾ
系顔料、フタロシアニン系顔料、ニトロソ系顔料、ニト
ロ系顔料、建染染料系顔料、媒染染料系顔料、塩基性染
料系顔料、酸性染料系顔料及び天然染料系顔料等の顔
料；ジアゾ染料、アントラキノン系染料等の油溶性染
料；等が挙げられる。これらの染顔料類は、単独でも２
種以上混合して添加しても良い。

【００１４】本発明の孔版印刷用油中水滴型エマルショ
ンインクは、油相１０〜９０ｗｔ％と水相９０〜１０ｗ
ｔ％によって構成されるエマルションインクであり、イ
ンク内には前記物性値を持つカーボンブラックのほか、
前記油相は、油成分、顔料分散剤、顔料、樹脂、乳化剤
等から構成され、また前記水相は、水、電解質、防腐、
防かび剤、酸化防化剤、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。

【００１５】前記油相に用いられる油分は公知の鉱物油
や植物油等であり、具体的には石油系溶剤、スピンドル
油、流動パラフィン、軽油、灯油、マシン油、ギヤー
油、潤滑油、モーター油等の鉱物油；あまに油、トール
油、大豆油、とうもろこし油、オリーブ油、なたね油、
ひまし油、脱水ひまし油等の植物油；等が例示される。
また、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
類、ペンタエリスリトールエステル類、シロキサン類、
シリコーン類、フロロカーボン類、アルキル置換ジフェ
ニルエーテル類、フタル酸エステル類、リン酸エステル
類等の合成油も使用可能である。なお、石油系溶剤とし
てはエクソン社のアイソパーや日本石油社の日石ソルベ
ント等の混合溶剤を使っても良い。そして、これらの油
は単独でも２種以上混合して使っても良い。

【００１６】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安定性の高いエマルションを調製す
る。その添加量は、インク総重量の１〜８ｗｔ％好まし
くは２〜５．５ｗｔ％である。

【００１７】以上のほか、油相にはエマルションの形成
を妨害しない範囲で樹脂、着色剤の分散剤、ゲル化剤及
び酸化防止剤等を添加することができる。なお、前記し
た着色剤や乳化剤も油相に含まれる。また、水相にはエ
マルションの形成を妨害しない範囲で水溶性高分子、防
腐・防かび剤、水の蒸発抑制剤、凍結防止剤、ｐＨ調整
剤、電解質等を添加することができる。油相に添加され
る樹脂は、着色剤と被印刷物との固着、着色剤の分散及
びインクの経時安定性向上等のために従来から添加され
ているバインダー樹脂である。従って、従来から添加さ
れている樹脂を添加すれば良く、具体的にはロジン；重
合ロジン、水素化ロジン、ロジンエステル、水素化ロジ
ンエステル等のロジン系樹脂；ロジン変性フェノール樹
脂等のロジン変性樹脂；フェノール樹脂；石油樹脂；ア
ルキッド樹脂；ゴム誘導体；重合ひまし油；等を１種又
は２種以上混合して添加すれば良い。また、添加量はイ
ンク重量の１０ｗｔ％以下、好ましくは１〜７ｗｔ％と
すれば良い。

【００１８】カーボンブラック等の着色剤用分散剤に
は、前記の乳化剤用非イオン界面活性剤を使うことがで
きる。このほか、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
共重合体、ポリアクリル酸の部分アルキルエステル、ポ
リアルキレンポリアミン、脂肪族多価カルボン酸、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、ポリアミド、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、α−オ
レフィンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸塩等
も使用可能である。これらの分散剤は単独又は２種以上
混合して添加すれば良く、その添加量は着色剤重量の４
０ｗｔ％以下、好ましくは２〜３５ｗｔ％とすれば良
い。

【００１９】ゲル化剤は、油相に含まれる樹脂をゲル化
してインクの保存安定性、定着性、流動性等を向上させ
る役割を持ち、本発明のインクに添加されるゲル化剤と
しては油相中の樹脂と配位結合する化合物が好ましい。
このような化合物を例示すると、Li、Na、K、Al、Ca、C
o、Fe、Mn、Mg、Pb、Zn、Zr等の金属を含む有機酸塩、
有機キレート化合物、金属石鹸オリゴマー等であり、具
体的にはオクチル酸アルミニウム等のオクチル酸金属
塩、ナフテン酸マンガン等のナフテン酸金属塩、ステア
リン酸亜鉛等のステアリン酸塩、アルミニウムジイソプ
ロポキシドモノエチルアセトアセテート等の有機キレー
ト化合物等が挙げられる。これらのゲル化剤は、１種又
は２種以上を油相に添加すれば良く、その添加量は油相
中の樹脂の１５ｗｔ％以下、好ましくは５〜１０ｗｔ％
である。

【００２０】油相に添加される酸化防止剤は、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
キシアニソール等であり、これらの添加によって油相中
のバインダー樹脂等の酸化を防ぎ、これによってインク
粘度の上昇等が防止される。また、その添加量はインク
中の油の２ｗｔ％以下、好ましくは０．１〜１．０ｗｔ
％である。なお、酸化防止剤は単独でも２種以上を混合
して使っても良い。

【００２１】エマルションインクの水相に添加される水
溶性高分子は、補湿や増粘のために添加されるものであ
り、具体的には下記の天然又は合成高分子が添加され
る。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、プルラン、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；カ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；ポリアクリル酸、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等のアクリル
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等の合成高分子；その
他。これらの水溶性高分子は単独でも２種以上混合して
添加しても良く、インクに含まれる水の２５ｗｔ％以
下、好ましくは０．５〜１５ｗｔ％添加される。

【００２２】水相に添加される防腐・防かび剤は、エマ
ルション内で細菌やかびが繁殖するのを防ぐために添加
され、エマルションを長期間保存する場合は防腐・防か
び剤の添加が普通である。その添加量は、インク中に含
まれる水の３ｗｔ％以下、好ましくは０．１〜１．２ｗ
ｔ％とするのが良い。また、防腐・防かび剤としてはサ
リチル酸、フェノール類、ｐ−オキシ安息香酸メチル、
ｐ−オキシ安息香酸エチル等の芳香族ヒドロキシ化合物
及びその塩素化合物のほか、ソルビン酸やデヒドロ酢酸
等が使用され、これらは単独でも２種以上混合して使っ
ても良い。水の蒸発抑制剤と凍結防止剤は兼用可能であ
り、これらの目的で添加される薬品はエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の
グリコール；メタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、ブタノール、イソブタノール等の低級飽和一価アル
コール；グリセリンやソルビトール等の多価アルコー
ル；等である。これらの薬品は１種又は２種以上を添加
すれば良く、その添加量はインク中の水重量の１５ｗｔ
％以下、好ましくは４〜１２ｗｔ％である。

【００２３】水相に添加されるｐＨ調整剤は、トリエタ
ノールアミン、酢酸ナトリウム、トリアミルアミン等で
あり、必要時にはこれらのｐＨ調整剤を添加して水相の
ｐＨを６〜８に保つことができる。水相のｐＨが前記範
囲からはずれると、増粘剤用水溶性高分子が添加されて
いる場合にその効果が損なわれる等の問題がある。水相
に添加される電解質は、エマルションの安定性を高める
ために添加されるものである。従って、該電解質にはエ
マルションの安定度向上に有効な離液順列が高いイオン
で構成された電解質を添加するのが良い。離液順列が高
い陰イオンは、クエン酸イオン、酒石酸イオン、硫酸イ
オン、酢酸イオン等であり、離液順列が高い陽イオンは
アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンであるか
ら、ここで添加される電解質としては少なくとも陰イオ
ンか陽イオンの一方が前記イオンよりなる塩が好まし
い。従って、ここで添加される電解質としては、硫酸マ
グネシウム、硫酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リ
ン酸水素ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酢酸ナトリウ
ム等が好ましく、その添加量は水相の０．１〜２ｗｔ
％、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％である。

【００２４】上記のほか、本発明の孔版印刷用エマルシ
ョンインクには、印刷時に印刷用紙と印刷ドラムとの分
離を良くするため、或いは印刷用紙の巻き上がり防止等
のために油相にワックスを添加することができる。ま
た、水相にはトリエタノールアミンや水酸化ナトリウム
等を添加して、水溶性高分子添加による高粘度化を更に
増進させることができる。さらに、水相に防錆剤や消泡
剤を添加して印刷の際に印刷機がインクによって錆びた
り、インクが泡立つことを防止することができる。これ
らの添加剤は、孔版印刷用インクに添加されている公知
品を必要に応じて添加すれば良く、その添加量は従来品
の場合と同程度で良い。本発明のエマルションインク
は、従来のエマルションインク製造時と同様にして油相
及び水相液を調製し、この両者を公知の乳化機内で乳化
させてインクとすれば良い。すなわち、着色剤、乳化剤
及び必要に応じて添加される樹脂等の添加物を良く分散
させた油を常法で調製し、これに防腐・防かび剤や水溶
性高分子等が必要に応じて添加されている水溶液を徐々
に添加して乳化させれば良い。

【００２５】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるも
のではない。なお、以下に記す部は重量部である。ま
た、実施例及び比較例で使ったカーボンブラックはいず
れも市販品であり、その物性値は表１の通りである。

【００２６】

【表１】なお、顔料分散体の調整はカーボンブラック、パラフィ
ン系オイル、顔料分散剤を３本ロールで練肉することで
行い、この顔料分散体に乳化用界面活性剤、オイルと必
要であれば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り孔版印
刷機用エマルジョンインクとした。

【００２７】実施例１着色剤カーボンブラックＡ４．０部溶剤スピンドル油２１．０部顔料分散剤乳化剤ソルビタンセスキオレエート５．０部水イオン交換水５９．０部凍結防止剤エチレングリコール１０．０部電解質硫酸マグネシウム１．０部

【００２８】実施例２カーボンブラックＡの代わりにカーボンブラックＢを使
用し、それ以外は実施例１と全く同様にして本発明のエ
マルションインクを製造した。

【００２９】実施例３カーボンブラックＡの代わりにカーボンブラックＣを使
用し、それ以外は実施例１と全く同様にして本発明のエ
マルションインクを製造した。

【００３０】実施例４カーボンブラックＡの代わりにカーボンブラックＤを使
用し、それ以外は実施例１と全く同様にして本発明のエ
マルションインクを製造した。

【００３１】実施例５カーボンブラックＡの代わりにカーボンブラックＥを使
用し、それ以外は実施例１と全く同様にして本発明のエ
マルションインクを製造した。

【００３２】実施例６着色剤カーボンブラックＡ２．８部溶剤スピンドル油１７．５部顔料分散剤アルミニウムキレート０．３部乳化剤ソルビタンセスキオレート５．０部水イオン交換水５９．０部凍結防止剤エチレングリコール１０．０部電解質硫酸マグネシウム１．０部

【００３３】比較例１カーボンブラックＡの代わりにカーボンブラックＦを使
用し、それ以外は実施例１と全く同様にして本発明のエ
マルションインクを製造した。

【００３４】比較例２カーボンブラックＡの代わりにカーボンブラックＧを使
用し、それ以外は実施例１と全く同様にして比較例２の
エマルションインクを製造した。

【００３５】比較例３着色剤カーボンブラックＦ４．０部溶剤スピンドル油２１．０部顔料分散剤アルミニウムキレート１．０部乳化剤ソルビタンセスキオレート５．０部水イオン交換水５９．０部凍結防止剤エチレングリコール１０．０部電解質硫酸マグネシウム１．０部

【００３６】比較例４着色剤カーボンブラックＦ３．０部溶剤スピンドル油１３．０部樹脂ロジン変性フェノール９．０部乳化剤ソルビタンセスキオレート５．０部水イオン交換水５９．０部凍結防止剤エチレングリコール１０．０部電解質硫酸マグネシウム１．０部（エマルションインクの評価）これらのインクを用い、
市販のリコー製孔版印刷機（ＶＴ３５００）で充分印刷
を行ってインクを印刷機内にいきわたらせた後、印刷し
た。この際の印刷物の印刷濃度は反射式光学濃度計（マ
クベス社製ＲＤ９１４）によって測定した。温度依存性
は上記の印刷を１０℃と３０℃で行いその濃度差から評
価した。定着率は印刷濃度を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）からインクの定着率を求めた。これらの結果を表２
にまとめて示した。

【００３７】

【表２】 ◎：非常に良い ○：良い △：少し悪い ×：悪いＡ：濃度差０．２５未満（非常に良い）Ｂ：濃度差０．２５以上〜０．３０未満（良い）Ｃ：濃度差０．３０以上〜０．３５未満（少し悪い）Ｄ：濃度差０．３５以上（悪い）

【００３８】

【発明の効果】本発明の孔版印刷用エマルションインク
は、揮発分が１．５ｗｔ％以上およびｐＨが５．０以下
の物性を備えたカーボンブラックを含有させたことか
ら、定着性に優れ、温度依存性に優れ、低コストなもの
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油相１０〜９０ｗｔ％と水相９０〜１０
ｗｔ％によって構成される油中水滴型エマルションイン
クにおいて、着色剤として添加されるカーボンブラック
の少なくとも一部が、下記（１）及び（２）に示される
物性値を備えていることを特徴とする孔版印刷用油中水
滴型エマルションインク。（１）揮発分：１．５ｗｔ％以上（２）ｐＨ：５．０以下