СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ПЕЧАТИ
METHOD OF INTAGLIO PRINTING

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу глубокой печати с использованием водных красок.
Уровень техники
Глубокая печать предполагает образование ячеек (глубокой печати), соответствующих информации (об изготовлении печатных форм) на цилиндре, служащем основным материалом печатной формы для получения поверхности печатной формы, заполнение каждой ячейки (печатной) краской (для глубокой печати) и перенесение (печатной) краски (для глубокой печати) на печатаемый материал.
В последние годы наряду с разработкой экологически чистого продукта для практического применения была использована водная краска для глубокой печати с уменьшенным содержанием летучих органических соединений (ЛОС). Тем не менее, водная краска для глубокой печати уступает по показателям высыхания масляной краске для глубокой печати. Поэтому, чтобы уменьшить количество связующего краски, подлежащее высушиванию, водная краска для глубокой печати требует применение глубины ячейки около 14 мкм, что меньше по сравнению с использующейся глубиной ячейки около 20 мкм для масляной краски, для уменьшения переносимого количества (печатной) краски.
Для решения этой проблемы были предложены способы изготовления валка формы и предложена водная краска для глубокой печати.
Так, в D1 описан валок для изготовления формы для глубокой печати, включающий слой поверхностного армирующего покрытия, который не имеет токсичности и устраняет возможность возникновения загрязнения.
В D2 показано, что удовлетворительное высыхание и пригодность для печати достигаются при использовании композиции водной краски для глубокой печати, содержащей от 1 мас. % до 10 мас. % органического растворителя.
Предшествующий уровень техники
D1: JP 2007-125730 А
D2:JP 2002-188029 А
Раскрытие сущности изобретения
Задача, решаемая изобретением
Однако в D1 описано, что глубина ячейки глубокой печати составляет от 5 мкм до 150 мкм, и детально описывается конкретная водная краска, но не упоминается сам состав краски.
В D2 детально описывается состав краски, но количество линий глубокой печати не оговаривается, а глубина ячейки, используемая в примерах, указана до 20 мкм.
С учетом вышеизложенного задачей настоящего изобретения является создание способа глубокой печати, обеспечивающего получение высокой плотности печати и отличной пригодности к высоким светам (воспроизводимости печатной части, имеющей низкое соотношение площадей растрового изображения), даже если используют форму глубокой печати с высоким разрешением (например, от 150 линий/дюйм до 350 линий/ дюйм) и уменьшенной толщиной (например, от 3 мкм до 15 мкм).
Средства для решения проблем
2
2
В результате обширных исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что вышеупомянутая задача может быть достигнута способом глубокой печати, включающим: использование водной краски, имеющей вязкость, измеренную вискозиметром Цана # 3 при 20°С, 11,0 секунд или более и 20,0 секунд или менее, и степень испарения 30 мас. % или менее, при испытании на высыхание, причем испытание на высыхание, которое включает высыхание 1 г краски при температуре 40°С и использование воздушного потока 1400 л/мин в течение 30 минут; а также перенесение 1 мл/м или более и 7 мл/м или менее краски на печатную среду.
В частности, было выявлено, что, при использовании водной краски, имеющей вязкость, измеренную вискозиметром Цана # 3 при 20°С, 11,0 секунд или более и 18,0 секунд или меньше, и степень испарения, составляющую 30 мас. % или меньше, при испытании на высыхание (включающее высыхание 1 г краски при температуре 40°С и использование воздушного потока 1400 л/мин в течение 30 минут), высыхание в ячейках формы глубокой печати, имеющей высокое разрешение и уменьшенную толщину, может быть замедлено, чтобы поддерживать высокий уровень коэффициента перенесения краски на печатную подложку, даже для краски в ячейках, каждая из которых имеет небольшой объем, и, следовательно, может быть перенесена даже точка, меньшая, чем описано в соответствующем уровне техники, что обеспечивает отличную пригодность к высоким светам.
Было выявлено, что при использовании водной краски, имеющей вязкость, измеренную вискозиметром Цана # 3 при 20°С, 11,0 секунд или больше и 20,0 секунд или меньше, и степень испарения, составляющую 30 мас % или меньше, при испытании на высыхание (которое включает высыхание 1 г краски при температуре 40°С и использование воздушного потока 1400 л/мин в течение 30 минут), высыхание в ячейках приводит к понижению коэффициента перенесения краски и, следовательно, к снижению пригодности к высоким светам.
Предпочтительно, чтобы в способе глубокой печати в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения коэффициент перенесения краски из ячейки глубокой печати на печатную среду составлял 50% или более.
2
2
Предпочтительно, чтобы в способе глубокой печати в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения ячейка глубокой печати имела объем 2 мл/м или больше и 8 мл/м или меньше.
Предпочтительно, чтобы в способе глубокой печати согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения ячейка глубокой печати имела глубину 3 мкм или больше и 15 мкм или меньше.
Целесообразно, чтобы в способе глубокой печати в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения индекс формы глубокой печати составлял 150 линий / дюйм или больше и 350 линий / дюйм или меньше.
Преимущественные характеристики изобретения
2
2
В соответствии с настоящим изобретением способом глубокой печати, включающем: использование водной краски, имеющей вязкость, измеренную вискозиметром Цана # 3 при 20°С, 11,0 секунд или более и 20,0 секунд или менее, и степень испарения составляющую 30 мас. % или меньше при испытании на высыхание (включающее высыхание 1 г краски при температуре 40°С и использование воздушного потока 1400 л/мин в течение 30 минут); а также перенесение 1 мл/м или более и 7 мл/м или менее каски на печатную среду, могут быть обеспечены высокая плотность печати и отличная пригодность к высоким светам даже при использовании формы глубокой печати с высоким разрешением и уменьшенной толщины.
Примеры осуществления изобретения
[Форма глубокой печати]
В качестве формы глубокой печати, позволяющей осуществлять глубокую печать способом глубокой печати согласно изобретения, может быть использована любая известная до настоящего времени форма глубокой печати. Например, для способа глубокой печати согласно изобретения может быть применена форма глубокой печати, изготовленная, например, традиционным способом, способом глубокой автотипии или способом электронного гравирования.
В традиционном способе или способе глубокой автотипии ячейки можно формировать посредством нанесения фоточувствительной пленки, облучения, проявления и травления (способом травления). Способ электронного гравирования представляет собой способ, включающий механическое гравирование ячеек непосредственно на цилиндре с помощью гравировальной иглы. В способе формирования ячеек способом электронного гравирования ячейки формируются как квадратные пирамиды, и поэтому перенесения краски в наиболее светлой части является удовлетворительной. В способе, предполагающем травление, ячейки формируют в виде мелких чашеобразных выемок, и, следовательно, перенесения краски ухудшается из-за засорения краски в ячейках в наиболее светлой части, в которой ячейки значительно меньше в сравнении с электронным гравированием. Однако в способе травления ячейки сформированы так, чтобы обеспечить поток краски на пересечениях линий экрана в самой темной части, и, следовательно, способ травления имеет преимущества в том, что краска может надежно передаваться на пересечениях, а контур письма может быть контуром без зазубрины. Кроме того, ячейки в самой темной части также мелкие, и, следовательно, способ травления подходит для печати с использованием водной краски для глубокой печати. Дополнительно, форма глубокой печати, изготовленная способом с использованием лазера, включающим выставление цилиндра для света лазерного луча, особенно подходит для способа глубокой печати согласно настоящего изобретения. Это связано с тем, что способ глубокой печати согласно настоящему изобретению может обеспечить высокую оптическую плотность и отличную пригодность к высоким светам, и, следовательно, изготовление формы целесообразно выполнять способом с использованием лазера, способным обеспечить высокое разрешение формы для глубокой печати.
2
2
2
2
2
2
С точки зрения плотности печати и высыхания объем каждой из ячеек предпочтительно составляет 2 мл/м или более и 8 мл/м или менее, более предпочтительно 2,5 мл/ м или более и 7 мл/м или менее, еще более предпочтительно 3 мл/ м или более и 6,5 мл/ м или менее.
С точки зрения плотности печати и высыхания глубина каждой ячейки для глубокой печати составляет предпочтительно 3 мкм или более и 15 мкм или менее, более предпочтительно 4 мкм или более и 13 мкм или менее, еще более предпочтительно 5 мкм или более 10 мкм или менее.
С точки зрения плотности печати и высыхания индекс формы глубокой печати предпочтительно составляет 150 линий/дюйм или более и 350 линий/дюйм или менее, более предпочтительно 175 линий/дюйм или более и 300 линий/дюйм или менее, еще больше предпочтительно 200 линий/дюйм или более и 250 линий/дюйм или менее.
Когда индекс формы глубокой печати меньше 150 линий/дюйм, высыхание может быть снижено, а когда индекс формы глубокой печати больше 350 линий/дюйм, плотность печати может быть снижена.
Форма каждой из ячеек по сути не ограничена, и любой узор, такой как прямая линия, кривая линия, дуга, зигзагообразная форма, спиральная форма, форма в виде решетки, сотовая форма, ромбическая форма, треугольная форма, четырехсторонняя форма или геометрическая формы рисунка предпочтительно могут быть использованы. Тон выражается путем изменения распределенного количества таких ячеек от 100% до 0% непрерывно или прерывисто с определенным интервалом (например, с шагом 10%).
[Способ печати]
Глубокая печать включает: подачу краски на поверхность цилиндра глубокой печати с ячейками, сформированными на его поверхности, вращение цилиндра глубокой печати; соскабливание краски с помощью ракельного ножа, закрепленного в заданном положении, чтобы оставить краску только в ячейках; и непрерывную подачу печатной среды в контакт под давлением с цилиндром глубокой печати посредством использования прижимного барабана, имеющего поверхность, выполненную из резины, для переноса только краски в ячейках цилиндра глубокой печати на печатную среду, чтобы таким образом печатать узор.
2
2
2
2
2
2
С точки зрения плотности печати и высыхания количество краски, подлежащей перенесению на печатную среду, предпочтительно составляет 1 мл/м или более и 7 мл/м или менее, более предпочтительно 1,5 мл/м или более и 6 мл/м или менее, еще более предпочтительно 2 мл/м или более и 5,6 мл/м или менее. Особенно предпочтительно, чтобы количество передаваемой на печатную среду краски, измеренное в печатной части с 100%-ной растровой структурой, попадало в вышеупомянутый диапазон.
С точки зрения пригодности критериям высоких светов коэффициент перенесения краски из каждой из ячеек глубокой печати на печатную среду предпочтительно составляет 50% или более и 100% или менее, более предпочтительно 55% или более, еще более предпочтительно 60% или более. Коэффициент перенесения может быть определен количеством краски, подлежащей перенесению на печатную среду, относительно объема ячейки глубокой печати. Особенно предпочтительно, чтобы коэффициент перенесения, измеренный в 100%-ной растровой структуре печатной части, попадал в вышеупомянутый диапазон.
Давление ракельного ножа может быть отрегулировано так, чтобы краска могла быть нормально очищена и не происходит затуманивание. Дополнительно, в качестве материала для ракельного ножа можно использовать керамический материал, менее подверженный износу, а также обычный материал из нержавеющей стали
Высыхание краски можно регулировать, изменяя температуру и воздушный поток, не повреждающие печатную основу.
Скорость печати может быть увеличена до такой степени, пока направляющий валок не начнет закрашивается и не происходит смещение краски после приема.
Для печати на полимерной пленке для упаковки пищевых продуктов доступны следующие системы: система поверхностной печати, включающая печать только на поверхности полимерной пленки, соответствующей поверхности упаковки; и способ (система обратной печати), включающий выполнение печати на поверхности полимерной пленки, соответствующей поверхности, противоположной поверхности мешка, и последующее ламинирование другой пленки на поверхности печати. Используемая водная краска настоящего изобретения может быть использована в любой из системы поверхностной печати и системы обратной печати.
[Водная краска]
Водная краска, используемая в настоящем изобретении, предпочтительно содержит пигмент, полимер, водорастворимый органический растворитель, поверхностно-активное вещество и воду. «Части по массе» и «масс %» представляют собой значение в твердом состоянии, если не указано иное.
Вязкость водной краски, измеренная вискозиметром Цана # 3 при 20°С, составляет 11,0 секунд или более и 20,0 секунд или менее. С точки зрения перенесения краски вязкость, измеренная вискозиметром Цана # 3 при 20°С, составляет предпочтительно 11,5 секунд или более, более предпочтительно 12,0 секунд или более, еще более предпочтительно 13,5 секунд или более и предпочтительно составляет 19,0 секунд или менее, более предпочтительно 18,0 секунд или менее, еще более предпочтительно 17,5 секунд или менее.
Дополнительно, с точки зрения перенесения краски вязкость водной краски, измеренная вискозиметром Цана # 3 при 20°С, составляет 11,0 секунд или более и 20,0 секунд или менее, предпочтительно 11,5 секунд или более и 19,0 секунд или менее, более предпочтительно 12,0 секунд или более и 18,0 секунд или менее.
С точки зрения пригодности к высоким светам, водная краска представляет собой краску, имеющую степень испарения предпочтительно 30 мас % или менее, более предпочтительно 25 мас % или менее, еще более предпочтительно 20 мас % или менее при испытании на высыхание (включающее высыхание 1 г краски при температуре 40°С и использование воздушного потока 1400 л/мин в течение 30 минут). Вязкость водной краски может регулироваться в зависимости от видов и содержимого полимера, водорастворимого органического растворителя, поверхностно-активного вещества и т.п., которые должны быть смешаны.
[Пигмент]
Используемая водная краска настоящего изобретения, может содержать пигмент.
Используемый вид пигмента настоящего изобретения может быть любым из неорганического пигмента и органического пигмента.
Примеры неорганического пигмента включают сажу и оксид металла. Углеродная сажа является предпочтительной в качестве неорганического пигмента для черных красок. Примеры сажи включают печную сажу, тепловую ламповую сажу, ацетиленовую сажу и газовую сажу. В качестве неорганического пигмента для белых красок могут быть, например, оксиды металлов, такие как диоксид титана, оксид цинка, диоксид кремния, оксид алюминия и оксид магния.
Примеры органического пигмента включают азопигмент, диазопигмент, фталоцианиновый пигмент, хинакридоновый пигмент, изоиндолиноновый пигмент, диоксазиновый пигмент, периленовый пигмент, периноновый пигмент, тиоиндигопигмент, антрахиноновый пигмент и хинофталоновый пигмент.
Оттенок не очень ограничен и могут использоваться любые хроматические пигменты, такие как желтый, пурпурный, голубой, красный, синий, оранжевый и зеленый.
Форма пигмента, используемого в настоящем изобретении, представляет собой один или несколько видов пигментов, выбранных из самодиспергируемого пигмента и частиц, в которых пигмент диспергирован с полимером.
[Самодиспергируемый пигмент]
Используемый самодиспергируемый пигментнастоящего изобретения - это пигмент, способный диспергироваться в водной среде без использования поверхностно-активного вещества или связующего путем связывания одного или нескольких видов гидрофильных функциональных групп (анионная гидрофильная группа, такая как карбоксигруппа или группа сульфоновой кислоты, или катионная гидрофильная группа, такая как четвертичная аммониевая группа) с поверхностью пигмента непосредственно или через другую атомную группу, такую как алкандиильная группа, имеющая от 1 до 12 атомов углерода. Для того чтобы представлять пигмент как самодиспергируемый пигмент, например, требуемое количество гидрофильной функциональной группы может быть химически связано с поверхностью пигмента обычным способом. В качестве коммерчески доступных продуктов самодиспергируемого пигмента могут быть, например: CAB-O-JET 200, CAB-O-JET 300, CAB-O-JET 352К, CAB-O-JET 250А, САВ-О- JET 260М, CAB-O-JET 270Y, CAB-O-JET 450А, CAB-O-JET 465М, CAB-O-JET 470Y и CAB-O-JET 480V производства компанией Cabot Japan KK; BONJET CW-1 и BONJET CW-2 производства компанией Orient Chemical Industries Co., Ltd.; Aqua-Black 162 производства компаниейТока1 Carbon Co., Ltd.; и SENSIJET Black SDP100, SDP1000 и SDP2000 производства компанией Sensient Industrial Colors. Самодиспергируемый пигмент предпочтительно используют в виде водной дисперсии пигмента, диспергированной в воде.
С точки зрения плотности печати содержание пигмента в краске предпочтительно составляет 1 мас % или более и 20 мас % или менее, более предпочтительно 2 мас % или более и 18 мас % или менее, еще более предпочтительно 3 мас % или более и 15 мас % или менее.
[Полимер]
Водная краска, используемая в настоящем изобретении, предпочтительно содержат полимер с точки зрения улучшения дисперсионной стабильности пигмента и с точки зрения улучшения фиксации.
В качестве используемого полимера настоящего изобретения, предпочтительно использовать любой водорастворимый полимер и водонерастворимый полимер.
С точки зрения диспергирования пигмента и с точки зрения фиксации содержание полимера в краске предпочтительно составляет 3 мас % или более и 38 мас % или менее, более предпочтительно 5 мас % или более и 30 мас % или менее, еще более предпочтительно 5 мас % или более и 25 мас % или менее.
[Водорастворимый полимер]
Водорастворимый полимер является таким полимером, растворенное количество которого составляет 10 г или более, когда полимер сушат при 105°С в течение 2 часов для достижения постоянной массы, а затем растворяют в 100 г воды при 25°С.
В случае анионного полимера растворенное количество составляет такое растворенное количество, когда анионные группы полимера нейтрализуются на 100% гидроксидом натрия.
Используемый водорастворимый полимер настоящего изобретения может быть использован для диспергирования пигмента в краске на водной основе.
Примеры используемого полимера включают полиэфир, полиуретан и полимер на основе винила. Из них, с точки зрения дисперсионной стабильности пигмента, предпочтительным является полимер на основе винила, полученный путем полимеризации винилового мономера (винилового соединения, винилиденового соединения или виниленового соединения).
Примеры полимера на основе винила включают акриловые смолы и стирол-акриловые смолы, такие как «Joncryl 690», «Joncryl 60», «Joncryl 6610» и «HPD-71» (все они выпускаются фирмой BASF Japan Ltd.).
[Водонерастворимый полимер]
Водонерастворимый полимер является таким полимером, в котором при его высушивании при 105°С в течение 2 часов для достижения постоянной массы, а затем растворяют в 100 г воды при 25°С, его растворенное количество составляет менее 10 г. Растворенное количество предпочтительно составляет менее 5 г, более предпочтительно менее 1 г. В случае анионного полимера растворенное количество составляет такое растворенное количество, при котором анионные группы полимера нейтрализуются на 100% гидроксидом натрия.
Водонерастворимый полимер может быть использован диспергированием в водной краске в виде полимерных частиц, каждая из которых содержит пигмент, и частиц полимера, свободных от пигмента. Водонерастворимый полимер, содержащий пигмент, в дальнейшем иногда называют «водонерастворимым полимером а», а водонерастворимый полимер, свободный от пигмента, в дальнейшем иногда называют «водонерастворимым полимером Ь».
[Водонерастворимый полимер а]
Примеры водонерастворимого полимера а, служащего в качестве полимера, содержащего пигмент, включают полиэфир, полиуретан и полимер на основе винила. Из них, с точки зрения улучшения стабильности хранения красок на водной основе, предпочтительным является полимер на виниловой основе, полученный путем полимеризации винилового мономера (винилового соединения, винилиденового соединения или виниленового соединения).
Полимер полимера на основе винила предпочтительно представляет собой полимер на основе винила, полученный путем сополимеризации смеси мономеров, содержащей ионный мономер (а-1) (далее иногда называемый «компонент (а-1)») и гидрофобный мономер (а-2) (далее иногда называемый «компонент (а-2)») (далее иногда называемой просто «мономерной смесью»). Этот полимер на основе винила имеет составляющую часть, полученную из компонента (а-1) и составляющего элемента, полученного из компонента (а-2).
[Ионный мономер (а-1)]
Ионный мономер (а-1) предпочтительно используют в качестве мономерного компонента водонерастворимого полимера для улучшения дисперсионной стабильности частиц пигментосодержащего полимера в краске. Примеры ионного мономера включают анионный мономер и катионный мономер. Из лих предпочтительным является анионный мономер.
Примеры анионного мономера включают мономер карбоновой кислоты, мономер сульфоновой кислоты и мономер фосфорной кислоты.
Примеры мономера карбоновой кислоты включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, кротоновую кислоту, итаконовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, цитраконовую кислоту и 2-метакрилоилоксиметилсукциновую кислоту.
Из вышеупомянутых анионных мономеров, с точки зрения улучшения дисперсионной стабильности частиц пигментосодержащего полимера в красках, предпочтительны мономеры карбоновой кислоты, а акриловая кислота и метакриловая кислота являются более предпочтительными.
[Гидрофобный мономер (а-2)]
Гидрофобный мономер (а-2) предпочтительно используют в качестве мономерного компонента водонерастворимого полимера с точки зрения улучшения дисперсионной стабильности частиц пигментосодержащего полимера в красках. Примеры такого гидрофобного мономера включают алкил (мет) акрилат, мономер, содержащий ароматические группы, и макромономер.
Предпочтительно алкил (мет)акрилат представляет собой алкил (мет)акрилат, имеющий алкильную группу, имеющую от 1 до 22 атомов углерода, предпочтительно от 6 до 18 атомов углерода, и их примеры включают метил (мет)акрилат, этил (мет)акрилат, (изо)пропил (мет)акрилат, (изо) или третичный бутил (мет)акрилат, (изо)амил (мет)акрилат, циклогексил (мет)акрилат, 2-этилгексил (мет)акрилат, (изо)октил (мет)акрилат, (изо)децил (мет)акрилат, (изо)додецил (мет)акрилат и (изо)стеарил (мет)акрилат.
Термины «(изо или третичный)» и «(изо)» означают как случай, когда эти группы присутствуют, так и случай, когда эти группы отсутствуют, и представляются нормальными в случае, когда эти группы отсутствуют. Кроме того, термин «(мет)акрилат» означает акрилат и/или метакрилат.
Мономер, содержащий ароматические группы, предпочтительно представляет собой виниловый мономер, имеющий ароматическую группу, имеющую от 6 до 22 атомов углерода, которая может иметь заменитель, содержащий гетероатом, более предпочтительно мономер на основе стирола или ароматическую группу, содержащую (мет)акрилат.
Мономер на основе стирола предпочтительно представляет собой стирол, 2-метилстирол или дивинилбензол, более предпочтительно стирол.
Кроме того, ароматическая группа, содержащая (мет)акрилат, предпочтительно представляет собой бензил (мет)акрилат, феноксиэтил (мет)акрилат или тому подобное, более предпочтительно бензил (мет)акрилат.
Макромономер представляет собой соединение, имеющее полимеризуемую функциональную группу на одном конце его и имеющее среднечисленную молекулярную массу 500 или более и 100000 или менее, и его предпочтительно используют в качестве мономерного компонента водонерастворимого полимера для улучшения дисперсионной стабильности полимерных частиц, содержащих пигмент, в красках. Полимеризуемая функциональная группа, присутствующая на одном конце, предпочтительно представляет собой акрилоилоксигруппу или метакрилоилоксигруппу, более предпочтительно метакрилоилоксигруппу.
Средневесовая молекулярная масса макромономера составляет предпочтительно 1000 или более и 10000 или менее. Средневесовую молекулярную массу измеряют способом гель-проникающей хроматографии с использованием в качестве растворителя хлороформа, содержащего 1 ммоль/л додецилдиметиламина, с использованием полистирола в качестве эталонного материала.
С точки зрения улучшения дисперсионной стабильности пигментосодержащих полимерных частиц в краске макромономер предпочтительно представляет собой макромономер на основе мономера содержащего ароматическую группу, или макромономер на основе силикона, более предпочтительно макромономер на основе мономера, содержащего ароматическую группу.
В качестве мономера, содержащего ароматические группы, составляющего макромономер на основе мономера, содержащего ароматическую группу, приведены вышеупомянутые мономеры, содержащие ароматические группы. Из них предпочтительными являются стирол и бензил (мет)акрилат, и стирол является более предпочтительным.
Конкретные примеры макромономера на основе стирола включают AS-6 (S), AN-6 (S) и HS-6 (S), производимые фирмой Toagosei Co., Ltd.
Примером макромономера на основе силикона является органополисилоксан, имеющий полимеризуемую функциональную группу на одном конце его.
Для гидрофобного мономера (а-2) можно использовать два или более видов вышеупомянутых мономеров. Мономер на основе стирола, ароматическая группа, содержащая (мет)акрилат, и макромономер могут быть использованы в комбинации, и, в частности, макромономер предпочтительно используют в сочетании с другим гидрофобным мономером.
[Неионный мономер (а-3)]
Для водонерастворимого полимера с точки зрения улучшения дисперсионной стабильности пигментосодержащих полимерных частиц в краске, предпочтительно дополнительно использовать неионный мономер (а-3) (далее иногда называемый «компонент (а-3)») в качестве мономерного компонента. Неионный мономер представляет собой мономер с высоким сродством к воде и водорастворимому органическому растворителю и представляет собой, например, мономер, содержащий гидроксильную группу или полиалкиленгликоль.
Примеры компонента (а-3) включают 2-гидроксиэтил (мет)акрилат, 3-гидроксипропил (мет)акрилат, полиалкиленгликоль (мет)акрилаты, такие как полипропиленгликоль (n=2 до 30, n представляет собой среднее число молей добавленной оксиалкилен группы. Тоже самое применяют далее) (мет)акрилат и полиэтил енгликоль (мет)акрилат (n=2 до 30), алкоксиполиалкиленгликоль (мет)акрилаты, такие как метоксиполиэтиленгликоль (n=1 до 30) (мет)акрилат, и фенокси (сополимер этиленгликоля с пропиленгликолем) (n=1 до 30, этиленгликоль в нем: n=1 до 29) (мет)акрилат.
Конкретные примеры компонента (а-3), который является коммерчески доступным, включают: NK Ester TM-20G, TM-40G, TM-90G и TM-230G производства компании Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.; и BLEMMER PE-90, PE-200, PE-350, PME-100, PME-200, PME-400, PP-500, PP-800, PP-1000, AP-150, AP-400, AP-550, 50PEP-300, 50POEP-800B и 43PAPE-600B производства корпорации NOF Corporation.
Вышеупомянутые компоненты (а-1) - (а-3) могут использоваться отдельно или в виде их смеси.
(Содержание каждого компонента или составляющие компонента в мономерной смеси или в полимере)
Содержание компонентов (а-1) - (а-3) в смеси мономеров во время получения полимера на основе винила (содержание в терминах не нейтрализованных количеств. То же самое используется и далее) или содержание составляющих компонентов, полученных из компонентов (а-1) до (а-3) в водонерастворимом полимере, являются такими, как описано ниже, с точки зрения улучшения дисперсионной стабильности полимерных частиц, содержащих пигмент, в краске.
Содержание компонента (а-1) предпочтительно составляет 3 мас % или более и 40 мас % или менее, более предпочтительно 5 мас % или более и 30 мас % или менее, еще более предпочтительно 7 мас % или более и 20 мас %, или менее.
Содержание компонента (а-2) предпочтительно составляет 5 мас % или более и 86 мас % или менее, более предпочтительно 10 мас % или более и 80 мас % или менее, еще более предпочтительно 20 мас % или более и 60 мас % или менее.
Содержание компонента (а-3) предпочтительно составляет 5 мас % или более и 60 мас % или менее, более предпочтительно 10 мас % или более и 55 мас % или менее, еще более предпочтительно 15 мас % или более и 40 мас % или менее.
Кроме того, отношение масс «[компонент (а-1) / компонент (а-2)]» предпочтительно составляет от 0,01 до 1, более предпочтительно от 0,05 до 0,60, еще более предпочтительно от 0,10 до 0,30.
Ионный мономер (а-1) представляет собой диспергирующую группу с использованием отталкивания электрического заряда в краске, а неионный мономер (а-3) представляет собой диспергирующую группу с использованием стерического отталкивания в краске. Добавление неионогенного мономера (а-3) к гидрофобному мономеру (а-2) и ионному мономеру (а-1) дополнительно усиливает стабильность полимерных частиц, содержащих пигмент, в краске, что приводит к более высокой стабильности краски.
Кроме того, когда краска сохнет, вода испаряется первой во многих случаях. Когда в дисперсионной среде (вода и водорастворимые органические растворители А и В) количество воды (дисперсионная среда, имеющей высокую диэлектрическую постоянную и усиливает отталкивание электрического заряда дисперсии, является наиболее распространенной среди дисперсионных сред) уменьшается, отталкивание электрического заряда дисперсии заметно снижается до более низкой стабильности краски, что приводит к уменьшению выброса. В связи с этим, когда неионный мономер также используется (вводится группа стерического отталкивания) в дополнение к ионному мономеру, состояние, при котором стабильность полимерных частиц, содержащих пигмент, высока, может удерживаться неионогенной группой (стерическая отталкивающей группы) даже в условиях, при которых вода испаряется для снижения диэлектрической постоянной дисперсионной среды и, следовательно, группа отталкивания электрического заряда вряд ли функционирует.
(Получение водонерастворимого полимера а)
Водонерастворимый полимер а получают путем сополимеризации мономерной смеси известным способом полимеризации. Способ полимеризации предпочтительно представляет собой способ полимеризации в растворе.
Растворитель, который должен использоваться в способе полимеризации в растворе, не ограничен, но предпочтительно представляет собой полярный органический растворитель, такой как алифатический спирт, содержащий от 1 до 3 атомов углерода, кетон, эфир или сложный эфир. Конкретные примеры включают метанол, этанол, ацетон и мети л эти л кетон. Из них метилэтилкетон является предпочтительным с точки зрения растворения растворителя для водонерастворимого полимера.
При полимеризации может быть использован инициатор полимеризации и агент переноса полимеризационной цепи. Инициатором полимеризации предпочтительно является азосоединение, более предпочтительно 2,2'-азобис (2,4-диметилвалеронитрил). Агент переноса полимеризационной цепи предпочтительно представляет собой меркаптан, более предпочтительно 2-меркаптоэтанол.
Предпочтительные условия полимеризации варьируют в зависимости, например, от типа инициатора полимеризации, но с точки зрения реактивности инициатора полимеризации температура полимеризации предпочтительно составляет 50°С или выше и 90°С или ниже, а время полимеризации предпочтительно составляет 1 час или более и 20 часов или менее. Кроме того, атмосфера полимеризации предпочтительно представляет собой атмосферу газообразного азота или атмосферу инертного газа, такого как аргон.
После завершения реакции полимеризации полученный полимер может быть выделен из реакционного раствора известным способом, например, переосаждением или выпариванием растворителя. Кроме того, непрореагировавший мономер и тому подобное могут быть удалены из полученного полимера путем переосаждения, мембранного разделения, хроматографии, способом экстракции и т.п.
С точки зрения повышения продуктивности водной дисперсии частиц, содержащих пигмент, предпочтительно используют нерастворимый в воде полимер а, сохраняя форму полимерного раствора без удаления растворителя, используемого в реакции полимеризации, для того, чтобы использовать содержащийся органический растворитель в качестве органического растворителя, который будет использоваться на этапе I, который будет описан ниже.
С точки зрения повышения продуктивности водной дисперсии частиц, содержащих пигмент, концентрация твердого вещества нерастворимого в воде полимера составляет предпочтительно 30 мас % или более, более предпочтительно 40 мас % или более и предпочтительно 60 мас % или менее, более предпочтительно 50 мас % или менее.
С точки зрения улучшения дисперсионной стабильности полимерных частиц, содержащих пигмент, в краске и с точки зрения улучшения прочности закрепление краски на регистрирующей среде средневесовая молекулярная масса водонерастворимого полимера а, который будет использоваться в настоящем изобретении, предпочтительно составляет 20000 или более и 500000 или менее, более предпочтительно 30000 или более и 300000 или менее, еще более предпочтительно 50000 или более и 200000 или менее.
С точки зрения диспергируемости пигмента и адсорбируемости полимера кислотное значение водонерастворимого полимера а, используемого в настоящем изобретении, предпочтительно составляет 50 или более и 140 или менее, более предпочтительно 60 или более и 130 или менее, еще более предпочтительно 70 или более и 120 или менее.
Средневесовая молекулярная масса и кислотное значение могут быть измерены способами, которые будут описаны ниже в примерах.
[Полимерные частицы, каждая из которых содержит пигмент (Пигментосодержащие полимерные частицы)]
Пигментосодержащие полимерные частицы представляют собой частицы, каждая из которых имеет водонерастворимый полимер, прилипающий к поверхности пигмента, и водонерастворимый полимер позволяет пигменту стабильно диспергироваться в воде и краске.
(Получение Пигментосодержащих полимерных частиц)
Пигментсодержащие полимерные частицы могут быть эффективно получены в виде водной дисперсии способом, включающим следующие этап I и этап II.
При получении пигментсодержащих полимерных частиц способом, включающим этапы I и II, пигмент и полимер а не связаны химически друг с другом, а находятся в необратимо адсорбированном состоянии. В краске пигмент и полимер всегда адсорбируются друг с другом, то есть присутствуют в виде полимерных частиц, каждая из которых содержит пигмент. Между тем, «водонерастворимые полимерные частицы» могут использоваться в качестве компонента краски, как описано ниже, но имеют следующую разницу: тогда как пигментосодержащие полимерные частицы являются полимерными частицами, каждая из которых содержит пигмент (пигмент и полимер необратимо адсорбируются друг с другом), водонерастворимые полимерные частицы представляют собой частицы полимера, свободные от пигмента.
Этап I: этап обработки смеси, содержащей водонерастворимый полимер а, органический растворитель, пигмент и воду (далее иногда называемую «пигментной смесью») для диспергирования, с получением таким образом дисперсии пигментсодержащих полимерных частиц.
Этап II: этап удаления органического растворителя из дисперсии, полученной на этапе I, с получением, таким образом, водной дисперсии пигментосодержащих полимерных частиц, (далее иногда называемой «водной дисперсией пигмента»)
Кроме того, может быть дополнительно выполнен этап III, который является необязательным этапом.
Этап III: этап осуществления поперечной сшивки путем смешивания водной дисперсии, полученной на этапе II и вещества, образующего поперечные связи, с получением таким образом водной дисперсии.
(Этап I)
На этапе I предпочтительным является способ, включающий сначала растворение водонерастворимого полимера а в органическом растворителе, а затем добавление и смешивание пигмента, воды и, при необходимости, нейтрализатора, поверхностно-активного вещества и тому подобного в полученный раствор органического растворителя для получения дисперсии масло в воде. Порядок добавления в раствор органического растворителя водонерастворимого полимера не ограничен, но предпочтительно, чтобы воду, нейтрализатор и пигмент добавляли в указанном порядке.
Органический растворитель для растворения водонерастворимого полимера а не лимитируется, но с точки зрения простоты удаления органического растворителя на этапе II предпочтительным представляется алифатический спирт, содержащий от 1 до 3 атомов углерода, кетон, простой эфир, сложный эфир или тому подобное, более предпочтительно кетон, еще более предпочтительно метил этилкетон. Когда водонерастворимый полимер синтезируют способом полимеризации в растворе, растворитель, используемый при полимеризации, может быть использован как есть. Удаления органического растворителя выполняется на этапе II, и, следовательно, вышеупомянутый органический растворитель не включен в конечные пигментосодержащие полимерные частицы.
Когда водонерастворимый полимер а представляет собой анионный полимер, анионные группы в водонерастворимом полимере могут быть нейтрализованы нейтрализатором. Когда используется нейтрализатор, нейтрализацию проводят предпочтительно для достижения рН 7 или более и 11 или менее. Примеры нейтрализатора включают основания, такие как гидроксид лития, гидроксид натрия, гидроксид калия, аммиак и различные амины. Кроме того, водонерастворимый полимер можно нейтрализовать заранее.
С точки зрения улучшения дисперсионной стабильности пигментосодержащих полимерных частиц в каждой из красок и водной дисперсии пигмента степень нейтрализации анионных групп водонерастворимого полимера а предпочтительно составляет 0,3 моль или более и 3,0 моль или менее, более предпочтительно 0,4 моль или более и 2,0 моль или менее, еще более предпочтительно 0,5 моль или более и 1,5 моль или менее по отношению к 1 молю анионных групп.
При этом степень нейтрализации является фактором молярного эквивалента нейтрализатора молярным количеством анионных групп водонерастворимого полимера.
(Содержание каждого компонента в пигментной смеси)
С точки зрения улучшения дисперсионной стабильности пигментосодержащих полимерных частиц в краске для глубокой печати и в водной дисперсии пигмента и с точки зрения повышения продуктивности водной дисперсии пигмента, содержание пигмента в смеси пигментов составляет предпочтительно 10 мас % или более и 30 мас % или менее, более предпочтительно 12 мас % или более и 27 мас % или менее, еще более предпочтительно 14 мас % или более и 25 мас % или менее.
С точки зрения улучшения дисперсионной стабильности водной дисперсии пигмента и стабильности хранения краски для глубокой печати содержание водонерастворимого полимера а в смеси предпочтительно составляет 2,0 мас % или более и 15 мас % или менее, более предпочтительно 4,0 мас % или более и 12 мас % или менее, еще более предпочтительно 5,0 мас % или более и 10 мас % или менее.
С точки зрения улучшения смачиваемости пигмента и адсорбируемости водонерастворимого полимера пигмента содержание органического растворителя в пигментной смеси предпочтительно составляет 10 мас % или более и 35 мас % или менее, более предпочтительно 12 мас % или более и 30 мас % или менее, еще более предпочтительно 15 мас % или более и 25 мас % или менее.
С точки зрения улучшения дисперсионной стабильности водной дисперсии пигмента и с точки зрения повышения продуктивности водной дисперсии пигмента содержание воды в пигментной смеси предпочтительно составляет 40 мас % или более и 75 мас % или менее, более предпочтительно 45 мас % или более и 70 мас % или менее, еще более предпочтительно 50 мас % или более и 65 мас % или менее.
С точки зрения улучшения дисперсионной стабильности водной дисперсии пигмента и стабильности при хранении краски для глубокой печати отношение масс «[пигмент / водонерастворимый полимер]» пигмента к водонерастворимому полимеру а предпочтительно составляет от 30/70 до 90/10, более предпочтительно от 40/60 до 85/15, еще более предпочтительно от 50/50 до 75/25.
На этапе I, дополнительно, пигментную смесь диспергируют с получением продукта, обработанного дисперсией. Дисперсионный способ получения продукта, обработанного дисперсией конкретно не лимитирован. Частицы пигмента могут быть распылены до тех пор, пока их средний диаметр не станет желательным диаметром частиц только основной дисперсией, но предпочтительно, чтобы пигментная смесь подвергалась предварительной дисперсии, а затем дополнительно подвергалась основной дисперсии путем приложения напряжения сдвига, чтобы контролировать достижение среднего диаметр частиц пигмента до желаемого диаметра частиц.
Температура при предварительной дисперсии на этапе I предпочтительно составляет 0°С или более и предпочтительно составляет 40°С или менее, более предпочтительно 30°С или менее, еще более предпочтительно 20°С или менее, а время дисперсии предпочтительно составляет 0,5 часа или более и 30 часов или менее, более предпочтительно 1 час или более и 20 часов или менее, еще более предпочтительно 1 час или более и 10 часов или менее.
При предварительной дисперсии пигментной смеси можно использовать обычно используемое перемешивающее и встряхивающее устройство, такое как закрепленная лопасть или раздвижная лопасть. Из них предпочтительным является высокоскоростное встряхивающее и перемешивающее устройство.
В качестве средства для приложения напряжения сдвига в основной дисперсии могут быть, например: машины для замешивания, такие как валковая мельница и месильная машина; гомогенизаторы высокого давления, такие как микрофлюидайзер (производства корпорации Microfluidics Corp.); и диспергирующие машины среднего типа, такие как дробилка для краски и шаровая мельница. Коммерчески доступными примерами диспергирующих машин среднего класса являются мельница типа ультраапекс (Ultra Apex) (производства компании Kotobuki Industries Co., Ltd.) и мельницы типа пикомил (PICO MILL) (производства Asada Iron Works Co., Ltd.). Эти устройства могут использоваться и в их комбинации. Из них, с точки зрения уменьшения диаметра частиц пигмента, предпочтительно использовать гомогенизатор высокого давления.
Когда основную дисперсию проводят с использованием гомогенизатора высокого давления, пигмент можно регулировать так, чтобы иметь желаемый диаметр частиц, посредством регулировки давления обработки и количества проходов.
С точки зрения производительности и экономической эффективности давление обработки предпочтительно составляет 60 МПа или более и 200 МПа или менее, более предпочтительно 100 МПа или более и 180 МПа или менее, еще более предпочтительно 130 МПа или более и 180 МПа или менее.
Кроме того, количество проходов предпочтительно составляет 3 или более и 30 или менее, более предпочтительно 5 или более и 25 или менее.
(Этап II)
На этапе II органический растворитель удаляют из полученной дисперсии известным способом и, таким образом, может быть получена водная дисперсия пигментосодержащих полимерных частиц. Предпочтительно, чтобы органический растворитель в полученной водной дисперсии, имеющей пигментосодержащие полимерные частицы, был практически удален, но органический растворитель может оставаться до тех пор, пока не будет выхода за границы настоящего изобретения. Количество остаточного органического растворителя должно составлять предпочтительно 0,1 мас % или менее, более предпочтительно 0,01 мас % или менее.
Дополнительно, при необходимости, дисперсию можно подвергнуть нагреванию и перемешиванию перед выпариванием органического растворителя.
Полученная водная дисперсия пигментосодержащих полимерных частиц такова, что твердые водонерастворимые полимерные частицы, каждая из которых содержит пигмент, диспергируются в средах, в которых вода служит основной средой. В этом случае форма водонерастворимых полимерных частиц конкретно не ограничена, и только необходимо, чтобы частицы были образованы, по меньшей мере, из пигмента и водонерастворимого полимера. Их примеры включают: форму частиц, при которой пигмент инкапсулирован в водонерастворимый полимер; форма частиц, при которой пигмент равномерно диспергирован в водонерастворимом полимере; форма частиц, при которой пигмент располагается на поверхности каждой из водонерастворимых полимерных частиц; и их смесь.
(Этап III)
Этап III, который является необязательным этапом, представляет собой этап осуществления поперечной сшивки путем смешивания водной дисперсии, полученной на этапе II, и вещества, образующего поперечные связи в соединении (сшивающий агент), с получением таким образом водной дисперсии.
В этом случае, когда нерастворимый в воде полимер является анионным водонерастворимым полимером, имеющим анионную группу, вещество, образующее поперечные связи в соединении предпочтительно представляет собой соединение, имеющее функциональную группу, способную реагировать с анионной группой, более предпочтительно соединение, имеющее 2 или более, предпочтительно от 2 до 6 функциональных групп в молекуле.
Подходящие примеры вещества, образующего поперечные связи в соединении, включают соединение, имеющее 2 или более эпоксидных групп в молекуле, соединение, имеющее 2 или более оксазолиновых групп в молекуле, и соединение, имеющее 2 или более изоцианатных группы в молекуле. Из них предпочтительным является соединение, имеющее 2 или более эпоксидных группы в молекуле, и более предпочтительным является полиглицидиловый эфир триметилолпропана.
С точки зрения улучшения дисперсионной стабильности водной дисперсии пигмента и с точки зрения облегчения подготовки краски для глубокой печати, концентрация нелетучих компонентов (концентрация твердого вещества) в полученной водной дисперсии пигмента предпочтительно составляет 10 мас % или более и 30 мас % или менее, более предпочтительно 15 мас % или более и 25 мас % или менее.
С точки зрения уменьшения крупных частиц средний диаметр пигментосодержащих полимерных частиц в водной дисперсии пигмента предпочтительно составляет 30 нм или более и 200 нм или менее, более предпочтительно 40 нм или более и 180 нм или менее, еще больше предпочтительно 50 нм или более и 170 нм или менее.
Средний диаметр частицы пигментосодержащих полимерных частиц измеряется способом, который будет описан ниже в примерах.
Дополнительно, средний диаметр частицы пигментосодержащих полимерных частиц в водной краске такой же, как средний диаметр частиц в водной дисперсии пигмента, а предпочтительный способ определения среднего диаметра частиц такой же, как предпочтительный способ определения среднего диаметра частиц в водной дисперсии пигмента.
(Содержание каждого компонента пигментосодержащих полимерных частиц в водной краске)
С точки зрения плотности печати содержание пигмента в краске предпочтительно составляет 1 мас % или более и 20 мас % или менее, более предпочтительно 2 мас % или более и 18 мас % или менее, еще более предпочтительно 3 мас % или больше и 15 мас % или менее.
С точки зрения плотности печати и фиксируемости содержание пигментосодержащих полимерных частиц в краске предпочтительно составляет 1 мас % или более и 30 мас % или менее, более предпочтительно 3 мас % или более и 25 мас % или менее, еще более предпочтительно 5 мас % или более и 20 мас % или менее.
С точки зрения фиксируемости содержание водонерастворимого полимера в пигментосодержащих полимерных частицах, в краске предпочтительно составляет 1 мас % или более и 20 мас % или менее, более предпочтительно 2 мас % или более и 15 мас % или менее, еще более предпочтительно 3 мас % или более и 10 мас % или менее.
[Водонерастворимый полимер b]
Водонерастворимый полимер b образован из полимерных частиц, свободных от пигмента. Его компонентом являются, например, акриловая смола, смола на основе стирола, смола на основе уретана, смола на основе сложного полиэфира, стирол-акриловая смола, смола на основе бутадиена, смола на основе стирол-бутадиена, смола на основе винилхлорида, смола на основе винилацетата и смола на основе акрилового силикона. Из них акриловая смола является предпочтительной с точки зрения ускорения высыхания на печатном носителе для улучшения устойчивости к истиранию печатного продукта.
Кроме того, с точки зрения повышения продуктивности краски на водной основе водонерастворимый полимер b предпочтительно используют в качестве дисперсионной жидкости, содержащей частицы водонерастворимого полимера. В качестве водонерастворимых частиц полимера могут быть использованы подходящие синтетические частицы, или может использоваться коммерчески доступный продукт.
Водонерастворимый полимер b получают путем сополимеризации смеси мономеров с помощью известного способа полимеризации. Предпочтительные примеры способа полимеризации включают способ эмульсионной полимеризации и способ суспензионной полимеризации. Из них более предпочтительным является способ эмульсионной полимеризации.
При полимеризации может быть использован инициатор полимеризации. Примеры инициатора полимеризации включают персульфат и водорастворимый азополимеризационный инициатор. Из них предпочтительным является персульфат, такой как персульфат аммония или персульфат калия.
Поверхностно-активное вещество может быть использовано при полимеризации. Примеры поверхностно-активного вещества включают неионное поверхностно-активное вещество, анионное поверхностно-активное вещество и катионное поверхностно-активное вещество. Из них предпочтительным является неионное поверхностно-активное вещество с точки зрения улучшения дисперсионной стабильности частиц смолы. Примеры неионного поверхностно-активного вещества включают полиоксиэтиленалкиловый эфир, полиоксиэтиленалкилариловый эфир, сложный эфир полиоксиэтилена и жирной кислоты и блок-сополимер оксиэтилен / оксипропилен. Из них предпочтительным является полиоксиэтиленалкиловый эфир с точки зрения улучшения дисперсионной стабильности частиц смолы.
Предпочтительные условия полимеризации варьируют в зависимости от, например, типа инициатора полимеризации, но температура полимеризации предпочтительно составляет 50°С или более и 90°С или менее, а время полимеризации составляет предпочтительно 1 час или более и 20 часов или менее. Кроме того, атмосфера полимеризации предпочтительно представляет собой атмосферу газообразного азота или атмосферу инертного газа, такого как аргон.
После завершения реакции полимеризации полученный полимер может быть выделен из реакционного раствора известным способом, например, переосаждением или выпариванием растворителя. Кроме того, непрореагировавший мономер и тому подобное могут быть удалены из полученного полимера путем переосаждения, мембранного разделения, хроматографии, способом экстракции и т.п.
С точки зрения совместимости в краске водонерастворимый полимер b предпочтительно используют в виде полимерной дисперсии с использованием воды в качестве дисперсионной среды без удаления растворителя, используемого в реакции полимеризации.
Коммерчески доступные примеры дисперсии водонерастворимого полимера b включают: акриловые смолы, такие как «Neocryl А1127» (производства фирмы DSM NeoResins, Inc., анионная самосшивающаяся акриловая смола на водной основе) и «Joncryl 390», (производства фирмы BASF Japan Ltd.); уретановые смолы, такие как «WBR-2018» и «WBR-2000U» (производства фирмы Taisei Fine Chemical Co., Ltd.); стирол-бутадиеновые смолы, такие как «SR-100» и «SR102» (обе изготовляемые компанией Nippon А & L Inc.); стирол-акриловые смолы, такие как «Joncryl 7100», «Joncryl 734» и «Joncryl 538» (все они изготовляются фирмой BASF Japan Ltd.); и смолы на основе винилхлорида, такие как «Vinyblan 701» (производства фирмы Nissin Chemical Industry Co., Ltd.).
Формой водонерастворимого полимера b являются частицы, диспергированные в воде. При дисперсии водонерастворимых полимерных частиц образуется пленка, улучшающая фиксацию на печатном носителе.
С точки зрения фиксируемости краски содержание водонерастворимого полимера b в краске предпочтительно составляет 1 мас % или более и 30 мас % или менее, более предпочтительно 2 мас % или более и 20 мас % или менее, еще более предпочтительно 3 мас % или более и 15 мас % или менее. Когда содержание меньше нижнего предела вышеупомянутого диапазона, фиксируемость краски снижается, а когда содержание превышает верхний предел, устойчивость при хранении краски может быть снижена.
С точки зрения фиксируемости средневесовая молекулярная масса водонерастворимого полимера b, который должен использоваться в настоящем изобретении, предпочтительно составляет 100000 или более, более предпочтительно 200000 или более, еще более предпочтительно 500000 или более и предпочтительно составляет 2 500000 или менее, более предпочтительно 1000000 или менее.
Кроме того, с точки зрения устойчивости при хранении краски средний диаметр водонерастворимых полимерных частиц в дисперсии или краске, содержащих водонерастворимые полимерные частицы, предпочтительно составляет 10 нм или более, более предпочтительно 30 нм или более, еще более предпочтительно 50 нм или более и предпочтительно составляет 300 нм или менее, более предпочтительно 200 нм или менее, еще более предпочтительно 150 нм или менее, еще более предпочтительно 130 нм или менее.
С точки зрения устойчивости при хранении краски кислотное значение водонерастворимого полимера b, используемого в настоящем изобретении, предпочтительно составляет 1 или более и 45 или менее, более предпочтительно 3 или более и 40 или менее, еще больше предпочтительно 5 или более и 35 или менее.
Средневесовую молекулярную массу и средний диаметр частиц водонерастворимого полимера b измеряют способами, описанными в примерах.
С точки зрения стабильности краски соотношение между пигментом и водонерастворимыми полимерами (общее количество полимера а и полимера b) в краске, которое должно использоваться в настоящем изобретении, предпочтительно составляет от 100/20 до 100/300, более предпочтительно от 100/30 до 100/280, еще более предпочтительно от 100/50 до 100/250.
[Водорастворимый органический растворитель]
Водная краска, используемая в настоящем изобретении, предпочтительно содержит водорастворимый органический растворитель для регулирования вязкости краски и количества перенесения ее на печатную среду.
Водорастворимый органический растворитель, используемый в настоящем изобретении, может быть свободно использован независимо от того, является ли водорастворимый органический растворитель жидкостью или твердым веществом при нормальной температуре. Водорастворимый органический растворитель имеет точку кипения предпочтительно 100°С или более и 260°С или менее, более предпочтительно 110°С или более и 250°С или менее, еще более предпочтительно 120°С или более и 240°С или менее. Когда точка кипения меньше, чем нижняя граница вышеупомянутого диапазона, подходящая яркость снижается, а когда точка кипения больше, чем верхняя граница, может быть снижено высыхание.
Молекулярная масса водорастворимого органического растворителя составляет предпочтительно 60 или более и 200 или менее, более предпочтительно 80 или более и 190 или менее, еще более предпочтительно 100 или более и 180 или менее.
Такой водорастворимый органический растворитель предпочтительно представляет собой гликоль или гликолевый эфир, более предпочтительно гликолевый эфир. Эти водорастворимые органические растворители могут быть использованы в их комбинации.
Примеры гликоля включают пропиленгликоль (188°С), 1,2-бутандиол (194°С), этиленгликоль (197°С), 3-метил-1,3-бутандиол (203°С), 1,2-пентандиол (210°С), 2-метил-1,3-пропандиол (214°С), 1,2-гександиол (224°С), 1,3-пропандиол (230°С), дипропиленгликоль (231°С) и диэтиленгликоль (244°С). Численные значения в круглых скобках обозначают точки кипения. Эти гликоли могут быть использованы в их комбинации. Гликоль предпочтительно содержит пропиленгликоль с точки зрения высыхания и подчеркивает пригодность краски к высоким светам.
Примеры гликолевого эфира включают монометиловый эфир этиленгликоля (125°С), моноизопропиловый эфир этиленгликоля (142°С), монобутиловый эфир этиленгликоля (171°С), моноизобутиловый эфир этиленгликоля (161°С), монометиловый эфир диэтиленгликоля (194°С), моноизопропиловый эфир диэтиленгликоля (207°С), монобутиловый эфир диэтиленгликоля (231°С), моноизобутиловый эфир диэтиленгликоля (220°С), монометиловый эфир пропиленгликоля (121°С), монопропиловый эфир пропиленгликоля (150°С), монометиловый эфир дипропиленгликоля (187°С), монометиловый эфир трипропиленгликоля (220°С), диметиловый эфир диэтиленгликоля (162°С), метилэтиловый эфир диэтиленгликоля (176°С), диэтиловый эфир диэтиленгликоля (189°С) и диметиловый эфир триэтиленгликоля (216°С). Численные значения в круглых скобках обозначают точки кипения. Эти гликолевые эфиры могут быть использованы в их комбинации. Из этих гликолевых эфиров, монометиловый эфир диэтиленгликоля, моноизопропиловый эфир диэтиленгликоля, монобутиловый эфир диэтиленгликоля, моноизобутиловый эфир диэтиленгликоля, монометиловый эфир дипропиленгликоля, монометиловый эфир трипропиленгликоля, диметиловый эфир диэтиленгликоля, метилэтиловый эфир диэтиленгликоля и диэтиловый эфир диэтиленгликоля являются предпочтительными с точки зрения высыхания и пригодности краски к высоким светам.
С точки зрения улучшения пригодности к высоким светам и высыхания содержание водорастворимого органического растворителя в краске предпочтительно составляет 10 мас % или более и 35 мас % или менее, более предпочтительно 12 мас % или более и 32 мас % или менее, еще более предпочтительно 13 мас % или более и 30 мас % или менее.
[Поверхностно-активное вещество]
Краска может содержать поверхностно-активное вещество. Поверхностно-активное вещество предпочтительно выбирают из анионного поверхностно-активного вещества, неионного поверхностно-активного вещества и амфотерного поверхностно-активного вещества и эти поверхностно-активные вещества могут быть использованы в их комбинации.
Из них, с точки зрения улучшения сохраняемости дисперсионной жидкости, особенно предпочтительным является неионное поверхностно-активное вещество. Примеры неионного поверхностно-активного вещества включают поверхностно-активные вещества на основе спирта, на основе ацетиленгликоля, на основе силикона и на основе фтора, и эти неионные поверхностно-активные вещества могут использоваться в их комбинации. С точки зрения смачиваемости печатной подложки особенно предпочтительным является поверхностно-активное вещество на основе силикона.
С точки зрения смачиваемости печатной подложки поверхностно-активное вещество на основе спирта предпочтительно представляет собой алкиленоксидный аддукт спирта, имеющего 6 или более и 30 или менее атомов углерода.
С той же точки зрения, что и выше, количество атомов углерода спирта предпочтительно составляет 8 или более, более предпочтительно 10 или более, еще более предпочтительно 12 или более, и предпочтительно составляет 24 или менее, более предпочтительно 22 или менее, еще более предпочтительно 20 или менее.
С той же точки зрения, что и выше, алкиленоксидный аддукт предпочтительно представляет собой этиленоксидный аддукт или этиленоксидний и пропиленоксидный аддукт, более предпочтительно этиленоксидный аддукт.
В качестве коммерчески доступных продуктов поверхностно-активного вещества на основе спирта применяют этиленоксидный аддукт лаурилового спирта, EMULGEN 108 (HLB: 12,1, с добавлением среднего количества молей ЕО: 6), EMULGEN 109Р (HLB: 13,6, с добавлением среднего количества молей ЕО: 8), EMULGEN 120 (HLB: 15,3, с добавлением среднего количества молей ЕО: 13), EMULGEN 147 (HLB: 16,3, с добавлением среднего количества молей ЕО: 17) и EMULGEN 150 (HLB: 18,4, с добавлением среднего количества молей ЕО: 44), производимые корпорацией Као Corporation. Кроме того, применяются, например, EMULGEN 707 (этиленоксидный аддукт с вторичным спиртом, имеющим от 11 до 15 атомов углерода, HLB: 12,1, с добавлением среднего количества молей ЕО: 6) и EMULGEN 220 (этиленоксиданий аддукт линейного первичный спирт, имеющего 16-18 атомов углерода, HLB: 14,2, с добавлением среднего количества молей ЕО: 13), производимых корпорацией Као Corporation.
С точки зрения смачиваемости печатной подложки примеры поверхностно-активного вещества на основе ацетиленгликоля включают один или несколько видов ацетиленгликолей, выбранных из 2,4,7,9-тетраметил-5-дезин-4,7-диола, 3,6-диметил-4-октин-3,6-диола и 2,5-диметил-3-гексин-2,5-диола и этиленоксидные аддукты этих ацетиленгликолей.
В качестве их коммерчески доступных продуктов приведены, например: Surfynol 104 (2,4,7,9-тетраметил-5-дезин-4,7-диол, с добавлением среднего количества молей ЕО: 0, HLB: 3,0), Surfynol 104Е (50% разбавленный продукт 2,4,7,9-тетраметил-5-дезин-4,7-диола с этиленгликолем), Surfynol 104PG-50 (50% разбавленный продукт 2,4,7,9-тетраметил-5-дезин-4,7-диола с пропиленгликолем) и Surfynol 420 (ЕО-аддукт 2,4,7,9-тетраметил-5-дезин-4,7-диола со средним числом молей добавленного ЕО, 1.3, HLB: 4.7), производимые компаниями Nissin Chemical Industry Co., Ltd. и Air Products & Chemicals, Inc.; и ACETYLENOL E13T (среднее количество молей добавленного ЕО,: 1,3, HLB: 4,7), производимое компанией Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.
Примеры поверхностно-активного вещества на основе силикона включают диметилполисилоксан, полиэфирмодифицированный силикон, аминомодифицированный силикон, карбоксимодифицированный силикон, метилфенилполисилоксан, жирный кислотомодифицированный силикон, спиртомодифицированный силикон, алифатический спиртомодифицированиый силикон, эпоксидномодифицированный силикон, фтор модифицированный силикон, циклический силикон и алкилмодифицированный силикон. Из них, полиэфирмодифицированный силикон является предпочтительным с точки зрения смачиваемости печатной подложки.
Примеры полиэфирмодифицированого силикона, включают PEG-3 диметикон, PEG-9 диметикон, PEG-9PEG-9 диметикон, PEG-9 метилэфир диметикон, PEG-10 диметикон, PEG-11 метилэфир диметикон, PEG / PEG -20/22 бутилэфир диметикон, PEG-32 метилэфир, PEG-9 полидиметилсилоксиэтил диметикон и лаурил PEG-9 полидиметилсилоксиэтил диметикон. Из них особенно предпочтительным является PEG-11 метилэфир диметикон.
В качестве их коммерчески доступных продуктов являются, например, силикон KF-6011, KF-6012, KF-6013, KF-6015, KF-6016, KF-6017, KF-6028, KF-6038 и KF-6043 производства компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
С точки зрения улучшения смачиваемости печатной подложки содержание поверхностно-активного вещества в краске предпочтительно составляет 0,01 мас % или более и 5,0 мас % или менее, более предпочтительно 0,1 мас % или более и 2,0 мас % или менее, еще более предпочтительно 0,2 мас % или более и 1,0 мас % или менее.
[Вода]
С точки зрения высыхания и уменьшения ЛОС (летучее органическое соединение) содержание воды в краске предпочтительно составляет 50 мас % или более и 70 мас % или менее, более предпочтительно 52 мас % или более и 68 мас % или менее, еще больше предпочтительно 55 мас % или более и 65 мас % или менее. Когда краска содержат компонент, отличный от пигмента, полимера, водорастворимого органического растворителя, поверхностно-активное вещество и воды, другой компонент может содержаться для замены части содержания воды.
[Необязательные компоненты краски для глубокой печати]
В краску могут быть добавлены различные добавки, такие как регулятор рН, модификатор вязкости, противовспенивающий агент, консервант, фунгицид и ингибитор коррозии.
[Печатная среда]
Примеры печатной среды, который будет использоваться для печати в настоящем изобретении, включают в себя: бумаги, такие как бумага с покрытием, художественная бумага, синтетическая бумага иобработанная бумага; и полимерные пленки, такие как полиэфирная пленка, полиэтиленовая пленка, полипропиленовая пленка, полистирольная пленка, пленка из винилхлорида и нейлоновая пленка. Печатная среда предпочтительно представляет собой полимерную пленку с точки зрения увеличения плотности печати. Из них печатная среда предпочтительно представляет собой полиэфирную пленку или полипропиленовую пленку с точки зрения пригодности для обработки после процесса. С точки зрения улучшения пригодности для глубокой печати можно использовать пленку, подвергнутую поверхностной разрядной обработке, например обработке коронным разрядом или плазменной обработке.
Примеры
Теперь настоящее изобретение будет более конкретно описано в виде примеров и тому подобное. В следующих примерах и т.п.физические свойства измеряли ниже описанными способами. Термины «Часть(ти)» и «%» означают «часть(ти) по массе» и «масса %», если не указано иное.
(1) Измерение среднемассового молекулярного веса полимера
С использованием жидкости, полученной путем растворения, в N, N-диметилформамиде, фосфорной кислоте и бромиде лития в концентрациях 60 ммоль/л и 50 ммоль/л, соответственно, в качестве элюента, молекулярную массу водонерастворимого полимера измеряли способом гель-проникающей хроматографии [устройство GPA, изготовленное корпорацией Tosoh Corporation (HLA-8120GPA), колонки производства корпорации Tosoh Corporation (две колонки TSK-GEL, α-М), скорость потока - 1 мл/мин]. Монодисперсный полистирол, имеющий известную молекулярную массу, использовали в качестве эталонного материала.
(2) Измерение среднего диаметра частиц
-3
Измерение проводилось с использованием системы лазерного анализа частиц (производства компании Otsuka Electronics Co., Ltd., индекс модели: ELS-8000, кумулянтный анализ). Дисперсионную жидкость, разбавленную водой так, чтобы концентрация частиц, подлежащих измерению, составляла около 5×10 мас %. Условием измерения была температура 25°С, угол между падающим светом и детектором 90° и суммарное число 100 раз, а показатель преломления (1,333) воды вводился как показатель преломления дисперсионного растворителя.
(3) Измерение показателя кислотности
В потенциометрическом автоматическом титровальном аппарате (производства компании Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd., электрическая бюретка, индекс модели: АРВ-610) полимер растворяют в растворителе для титрования, полученном смешиванием толуола и ацетона (2+1), и раствор титруют 0,1 N раствором гидроксид калия/этанол способом потенциометрического титрования. Точка перегиба на кривой титрования определяется как конечная точка. Показатель кислотности рассчитывали из титра раствора гидроксида калия, необходимого для достижения конечной точки.
Пример 1 (получение раствора водонерастворимого полимера а)
Мономер, растворитель, инициатор полимеризации (2,2'-азобис (2,4-диметилвалеронитрил) (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd., название продукта: V-65) и агент перенесения полимеризационной цепи (2-меркаптоэтанол) (производства компании Kishida Chemical Co., Ltd.) видов, показанных в колонке «исходный загруженный раствор мономера» таблицы 1, помещали в реакционный сосуд с двумя капельными воронками 1 и 2 и смешивали с последующей продувкой газообразным азотом. Таким образом был получен исходный загруженный раствор мономера.
Затем мономеры, растворитель, инициатор полимеризации и агент перенесения полимеризационной цепи, показанные в колонке «Раствор 1 мономера, который нужно удалить каплями» в таблице 1, были смешаны, чтобы обеспечить вытекание каплями мономерного раствора 1, который был помещен в капельную воронку 1, а затем выполняли продувку азотом. Дополнительно, мономеры, растворитель, инициатор полимеризации и агент переноса полимеризации, показанный в колонке «мономерный раствор 2, подлежащий удалению каплями» в таблице 1, были смешаны для обеспечения вытекание каплями мономерного раствора 2, который помещали в капельную воронку 2, а затем выполняли продувку азотом.
Макромономер в таблице 1 представляет собой 50 мас %-ный толуольный раствор продукта, доступного от компании Toagosei Co., Ltd. под названием продукта AS-6S, который имеет среднечисленную молекулярную массу 6000. NK Ester TM-40G является наименованием продукта монометоксиакрилата метоксиполиэтиленгликоля производства компании Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. (среднее количество молей добавленного этиленоксида =4). BLEMMER РР1000 является наименованием продукта монометакрилата полипропиленгликоля, производимого корпорацией NOF (среднее количество молей добавленного пропиленоксида =5, терминал: атом водорода). Инициатором полимеризации V-65 является продуктом названия 2,2'-азобис (2,4-диметилвалеронитрил), изготовленного фирмой Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Кроме того, для метакриловой кислоты и стирола в таблице 1 были применены реагенты, изготовленные фирмой Wako Pure Chemical Industries, Ltd..
В атмосфере азота исходный загруженный раствор мономера в реакционном сосуде поддерживали при 77°С при перемешивании, а раствор мономера 1, который нужно было загрузить в капельную воронку 1, медленно по каплям загружали в реакционный сосуд в течение 3 часов. Затем раствор мономера 2, который нужно было загрузить в капельную воронку 2, медленно каплями загружали в реакционный сосуд в течение 2 часов. После завершения загрузки смешанный раствор в реакционном сосуде взбалтывали при 77°С в течение 0,5 часа.
Затем приготовляли 1 часть раствора полимеризационного инициатора вышеупомянутого инициатора полимеризации (V-65), растворяли в 100 частях метилэтилкетона (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), и добавляли к смешанному раствору, а полученный раствор взбалтывали при 77°С в течение 0,5 часа для выдержки.. Получение и добавление раствора инициатора полимеризации и выдержку, описанную выше, дополнительно проводили пять раз. Затем реакционный раствор в реакционном сосуде выдерживали при 80°С в течение 1 часа и добавляли 429 частей метилэтилкетона, чтобы достичь концентрации твердого вещества 38,0%. Таким образом, был получен раствор водонерастворимого полимера а. Водонерастворимый полимер а имел средневесовую молекулярную массу 62000 показатель кислотности 102.
В таблице 1 смешиваемые количества каждого материала выражается в части (частях) массы. Соотношение загрузки мономеров в таблице 1 представляет собой значение при содержании твердого вещества 50% в случае макромономера и представляет собой значение при содержании твердого вещества 100% для каждого из других мономеров. Кроме того, загружаемые количества мономерных растворов в таблице 1 являются значениями в растворах.
Пример II (получение дисперсионной жидкости водонерастворимых частиц полимера Ь)
0,5 г метакриловой кислоты, 14,5 г метилметакрилата (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 5,0 г 2-этилгексилакрилата (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), LATEMUL E-118B (11,1 г полиоксиэтиленалкиловый эфир сульфата натрия, изготовляемый корпорацией Као Corporation, поверхностно-активное вещество), 0,2 г персульфата калия, выступающего в качестве инициатора полимеризации (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и 282,8 г ионообменной воды, помещали в реакционный сосуд с капельной воронкой и смешивали со скоростью 150 об/мин, затем продували азотом. Таким образом, был получен исходно загружаемый раствор мономера.
Раствор мономера, подлежащего удалению по каплям, получали путем смешивания 9,5 г метакриловой кислоты, 275,5 г метилметакрилата, 95,0 г 2-этилгексилакрилата, 35,1 г LATEMUL Е-118 В, 0,6 г персульфата калия и 183,0 г ионообменной воду при 150 об/мин помещали в капельную воронку и проводили продувку азотом.
В атмосфере азота исходный загруженный раствор мономера в реакционном сосуде увеличивали при температуре от комнатной температуры до 80°С в течение 30 минут при перемешивании со скоростью 150 об/мин. Пока температуру поддерживали 80°С, мономеры из капельной воронки медленно загружали в реакционный сосуд в течение 3 часов. После завершения загрузки по каплям, пока поддерживали в реакторе температуру, содержимое перемешивали в течение 1 часа и добавили 204,7 частей ионообменной воды. Затем полученную смесь фильтровали через проволочную сетку из нержавеющей стали (200 меш), чтобы получить дисперсионную жидкость водонерастворимых частиц полимера b (концентрация твердого вещества: 40%, средний диаметр частиц: 100 нм, показатель кислотности: 16, Т, град: 48°С).
Пример III (получение водной дисперсии А пигментосодержащих полимерных частиц)
225,6 частей раствора водонерастворимого полимера а (концентрация твердого вещества: 38,0%), полученного в примере I, смешивали с 72,6 частями метилэтилкетона (МЕК) для получения раствора МЕК водонерастворимого полимера а. Раствор МЕК водонерастворимого полимера а помещали в сосуд, имеющий лопасть для диспергирования и имеющий объем 2 л. Во время перемешивания раствор при 1400 об/мин, 681,9 частей ионообменной воды, 29,8 частей водного раствора 5 N гидроксида натрия (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и 2,3 части 25%-ного водного раствора аммиака (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) добавляли, а степень нейтрализации гидроксидом натрия и степень нейтрализации аммиаком доводили до 78,8 мол % и 21,2 мол %, соответственно. Полученную смесь перемешивали при 1400 об/мин в течение 15 минут при охлаждении в водяной бане при 0°С.
Затем добавляли 200 частей сажи (производства фирмы Cabot Japan К.К., название продукта: MONARCH 717) и смесь перемешивали при 6400 об/мин в течение 1 часа. Полученную пигментную смесь подвергали 9-кратной дисперсионной обработке при давлении 150 МПа, используя микрофлюидизатор «М-ПОЕН» (производства корпорации Microfluidics Corp.) для получения продукта дисперсионной обработки (имеющего концентрацию твердого вещества 20%).
600 частей продукта дисперсионной обработки, полученного на вышеупомянутой стадии, помещали в 2-литровый сборник дисцилята и добавляли 200 частей ионообменной воды (концентрация твердого вещества: 15,0%). Смесь выдерживали при давлении 0,09 МПа в течение 3 часов в теплой ванне при 32°С с использованием роторного испарителя (N-1000S, производства компании Tokyo Rikakikai Co., Ltd.) при числе оборотов 50 об/мин, чтобы тем самым удалить органический растворитель. Кроме того, полученный раствор концентрировали до концентрации твердого вещества 25% путем регулирования температуры теплой ванны до 62°С и снижения давления до 0,07 МПа.
Полученный концентрат помещали в 500 мл центрифугу с угловым ротором и центрифугировали при 7000 об/мин в течение 20 минут, при этом использовали высокоскоростную холодильную центрифугу (типа himaa AR22G, изготовитель компания Hitachi Koki Co., Ltd., заданная температура: 20°С). После этого часть жидкого слоя фильтровали через мембранный фильтр с размером ячеек 5 мкм (изготовленный фирмой Sartorius, Minisart MAP-010XS).
К 400 частям фильтрата, полученному ранее (пигмент: 68,6 части, нерастворимый в воде полимер а: 29,4 части), добавили 2,1 части Denacol EX-321L (производства корпорации Nagase ChemteX Corporation, триметилолпропановый полиглицидиловый эфир, эпоксидный эквивалент: 129) (что соответствует 25 мол % по отношению к карбоновой кислоте, которая служит сшивающей реакционной точкой, содержащейся в метакриловой кислоте в полимере) и 0,91 часть PROXEL LV(S) (производства фирмы Lonza Japan Ltd, противогрибковый агент, активный компонент: 20%) и дополнительно добавили 51,94 части ионообменной воды, чтобы достичь концентрации твердого вещества 22,0%. Полученную смесь перемешивали при 70°С в течение 3 часов, а затем фильтровали через мембранный фильтр с размером ячеек 5 мкм (изготовленный фирмой Sartorius, Minisart MAP-010XS) для получения водной дисперсии А, содержащей 22% пигментсодержащих полимерных частиц (водная дисперсия пигмента; средний диаметр частиц: 105 нм).
<Приготовление краски для глубокой печати>
Пример 1 (приготовление краски1)
Для получения состава краски, показанного в таблице 2, в производственном контейнере к 65,4 частям водной дисперсии А, описанной в примере III (что соответствует концентрации пигмента в краске 10%, концентрации твердого вещества: 22%), добавили 0,59 части нейтрализатора (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd., раствора 1 N гидроксида натрия) и 8,25 частей водной дисперсионной жидкости Ь, описанной в примере II (что соответствует концентрации полимера в краске 3,3%, концентрация содержания твердого вещества: 40%), и смесь перемешивали со скоростью 150 об/мин. Кроме того, добавили 5 частей пропиленгликоля (производства фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 20 частей диэтиленгликоль моноизобутилового эфира, 0,5 части поверхностно-активного вещества (производства компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., название продукта: KF-6011, PEG-11 диметикон метиловый эфир) и 0,26 части ионообменной воды, и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут, а затем фильтровали через проволочную сетку из нержавеющей стали (200 меш), чтобы получить краску 1.
В таблице 2 смешиваемое количество каждого смешанного материала выражается в части (частях) по массе. Символы в таблице 2 представляют следующее.
PG: пропиленгликоль (изготовитель фирма Wako Pure Chemical Industries, Ltd., точка кипения: 188°C)
BG: монобутиловый эфир этиленгликоля (изготовитель фирма Wako Pure Chemical Industries, Ltd., точка кипения: 171°C)
MDG: монометиловый эфир диэтиленгликоля (изготовитель фирма Wako Pure Chemical Industries, Ltd., точка кипения: 194°C)
iBDG: моноизобутиловый эфир диэтиленгликоля (изготовитель фирма Wako Pure Chemical Industries, Ltd., точка кипения: 220°C)
BDG: монобутиловый эфир диэтиленгликоля (изготовитель фирма Wako Pure Chemical Industries, Ltd., точка кипения: 231°C)
Полученную краску измеряли по ее вязкости и скорости испарения с помощью следующих способов оценки. Результаты показаны в таблице 2.
<Способ оценки вязкости с помощью вискозиметром Цана # 3>
Краску погружали в термостатическую ванну с температурой воды, доведенной до 20°С в течение 30 минут или более, время истечения краски измеряли с использованием вискозиметром Цана # 3 (производитель корпорация Meisei Corporation) и измеренное значение принималось как вязкость по Цану.
<Способ оценки скорости испарения краски>
1 г краски помещали в сушилку, отрегулированную на 40°С, и сушили при использовании воздушного потока 1400 л/мин в течение 30 минут. После этого скорость испарения краски определяли по уравнению (1), приведенному ниже. В качестве сушилки использовалась сушилка (производимая компанией Yamato Scientific Co., Ltd., индекс модели: Вакуумная печь DP33), имеющей измеритель для управления воздухом (изготовленный корпорацией Azbil Corporation, индекс модели: MCF0250), установленный со стороны впуска воздуха.
Примеры 2-5 (приготовление красок 2-5)
Краски 2-5 были получены в соответствии со способом получения, описанным в примере 1, за исключением того, что были выполнены изменения, чтобы получить композицию краски, показанную в таблице 2. В полученных красках измеряли каждый раз вязкость и скорости испарения теми же способами как в примере 1. Результаты показаны в таблице 2.
(Пример 1)
<Тест печатания>
С использованием краски 1 примера 1 было выполнено печатание на поверхности, обработанной коронированием пленки типа ОРР (производства компании Futamura Chemical Co., Ltd., FOR-AQ # 20, класс ламината). При печатании растровая структура образца точки (1%, 3%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 100%) была напечатана на печатной машине для глубокой печати (восьмикрасочный пресс производства компании Orient Sogyo Co., Ltd., OSG-SDX типа VLS), на которой установлен валок для глубокой печати (изготовленный компанией Think Laboratory Co., Ltd., лазерная система изготовления формы, форма для глубокой печати: 175 линий/дюйм, форма ячейки: растровая точка (четырехгранная форма), глубина ячейки 6 мкм) при условиях печати (скорость печати: 30 м/мин), а затем высушивание теплым воздухом.
<Способ оценки объема ячейки глубокой печати>
Что касается объема каждой ячейки для глубокой печати, то на валок было установлено устройство для контроля валка (конфокальный лазерный микроскоп, изготовленный компанией Think Laboratory Co., Ltd., линза объектива: 50x), а сканирование выполнялось с нижней поверхности каждого ячейки в 100%-ной растровой напечатанной части до ее верхней поверхности для измерения объема ячейки, что было преобразовано в объем ячейки для глубокой печати 100 мм×100 мм с использованием количества линий, на которых изготовление формы выполнялось, как плотность ячеек.
<Способ оценки количества перенесения краски>
Способ измерения количества перенесения краски описан ниже. Были подготовлены десять квадратных печатных изделий размером 100 мм×100 мм с 100% растровой печатной частью. Сначала измерялся начальный вес каждого из печатных продуктов, а затем краска для каждого из десяти печатных продуктов растворялась и удалялась растворителем, разбавляющим краску, (производства корпорации DIC Corporation). После этого образцы подвергают высушиванию теплым воздухом при 45°С в течение 24 часов и измеряется вес каждого. Разница между начальным весом и весом после удаления краски и высыхания была принята в качестве количества передаваемой краски. Количество передаваемой краски представляет собой среднее значение десяти печатных продуктов.
<Способ оценки коэффициента перенесения краски>
Коэффициент перенесения краски представляет собой значение, определяемое уравнением (2), приведенным ниже, в зависимости от объема ячейки для глубокой печати и количества перенесения краски, определенных, как описано выше.
<Способ оценки плотности печати>
100% растровую печатную часть подвергали измерению с использованием спектрофотометра (изготовленного фирмой GretagMacbeth, название: SpectroEye) в примере измерения плотности (DIN, Abs). Результаты показаны в таблице 2.
<Способ оценки пригодности к высоким светам>
Отношение растровой площади в 5% растровой напечатанной части было измерено с использованием спектрофотометра (изготовленного фирмой GretagMacbeth, название: SpectroEye) в примере измерения (DIN, Abs), и пригодность к высоким светам оценивали по следующим показателям. Когда оценка соответствовала показателям А или В, то проблем с практическим использованием нет. Результаты показаны в таблице 2.
А: отношение растровой площади 20% или более и менее 30%
В: отношение растровой площади 10% или более и менее 20%
С: отношение растровой площади 0% и более и менее 10%
(Пример 2)
Печать осуществлялась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что глубина ячейки валка для глубокой печати примера 1 была изменена до 8 мкм. Результаты показаны в таблице 2.
(Пример 3)
Печать осуществлялась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что глубина ячейки валка для глубокой печати примера 1 была изменена на 10 мкм. Результаты показаны в таблице 2.
(Пример 4)
Печать осуществлялась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что индекс формы для глубокой печати и глубина ячейки примера 1 были изменены на 250 линий/дюйм и 5 мкм соответственно. Результаты показаны в таблице 2.
(Пример 5)
Печать осуществлялась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что индекс формы для глубокой печати в примере 1 был изменен на 250 линий/дюйм. Результаты показаны в таблице 2.
(Пример 6)
Печать осуществлялась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что краска 1 и индекс формы для глубокой печати в примере 1 были заменены на краску 2 примера 2 и 250 линий/дюйм соответственно. Результаты показаны в таблице 2.
(Пример 7)
Печать выполнялась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что краска 1 и индекс формы для глубокой печати в примере 1 были заменены на краску 3 примера 3 и 250 линий/дюйм соответственно. Результаты показаны в таблице 2.
(Пример 8)
Печать осуществлялась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что краска 1 и индекс формы для глубокой печати в примере 1 были заменены на краску 4 примера 4 и 250 линий/дюйм соответственно. Результаты показаны в таблице 2.
(Пример 9)
Печать проводилась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что краска 1 и индекс формы для глубокой печати в примере 1 были заменены на краску 5 примера 5 и 250 линий/дюйм соответственно. Результаты показаны в таблице 2.
(Сравнительный пример 1)
Печать осуществляли так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что краска 1 примера 1 была заменена на краску, полученную разбавлением и смешиванием 100 г водной краски для глубокой печати (изготовленной компанией Тоуо Ink Co., Ltd., универсальная водная ламинирующая краска JW252 AQUAECOL F121F) с 90 г разбавителя вода/ нормальный пропанол / изопропанол (50/25/25), а индекс формы для глубокой печати был изменен на 250 линий/дюйм. Результаты показаны в таблице 2.
(Сравнительный пример 2)
Печать осуществлялась так же, как и в способе печати, описанном в примере 1, за исключением того, что краска 1 примера 1 была заменена на краску, полученную разбавлением и смешиванием 100 г краски для глубокой печати на основе масла (изготовитель корпорация Sakata Inx Corporation, краска для обратной печати типа Belle Color HS R black 10000) с 30 г разбавителя (изготовитель корпорация Sakata Inx Corporation, растворитель L для пробной печати), а индекс формы для глубокой печати был изменен на 250 линий/дюйм. Результаты показаны в таблице 2.
2
2
Как видно из таблицы 2, в каждом из примеров от 1 до 9, где была использована водная краска, имеющая вязкость по Цану # 3 при 20°С 11,0 секунд или более и 20,0 секунд или менее и степень испарения составляющую 30 мас % или менее при испытании на высыхание (высыхание 1 г краски при температуре 40°С и использовании воздушного потока 1400 л/мин в течение 30 мин), а также применении способа глубокой печати, включающего перенесение 1 мл/м или более и 7 мл/м или менее краски на печатную среду, коэффициент перенесения краски был высокий, а также обеспечена высокая плотность печати и отличная пригодность к высоким светам.
В сравнительных примерах 1 и 2 коэффициент перенесения краски был низким, и было невозможно достичь как плотности печати, так и пригодности к высоким светам.