Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к водной краске для глубокой печати.
Уровень техники
Глубокая печать представляет собой способ печати, включающий перенос краски на подложку при использовании формы для глубокой печати, имеющей сформированные в ней ячейки для приема краски. Качество печати может быть отрегулировано, исходя из глубин ячеек и интервала между ячейками (строк на один дюйм).
В дополнение к этому, глубокая печать позволяет печать с более высоким разрешением по сравнению с другими системами печати и, таким образом, она была введена в практическое использование при печати ценных бумаг для предотвращения фальсифицирования и тому подобного. Однако, глубокая печать потребовала использования специальной краски, например, перламутровой краски или люминесцентной краски.
Если будет возможно печать микросимвола высокого разрешения без использования какой-либо специальной краски, то потребность на рынке в недорогой технологии печати ценных бумаг будет высокой, и можно будет представить себе и новые области применения, такие как внутриорганизационное управление информационными потоками и скрытая маркировка на продукте. В целях разрешения такой проблемы была предложена водная краска для глубокой печати.
В качестве краски для глубокой печати применяли краску на нетолуольной основе в целях использования для глубокой печати с учетом улучшения производственной среды. Однако уменьшение выделения легко летучих органических соединений ЛОС и уменьшение выделения СО2 не были достигнуты, и желательной была экологически безопасная водная краска.
Например, в патентном документе 1 раскрыто проведение удовлетворительной печати на пленке высоконеполярной смолы при использовании растворимой в воде композиции краски, использующей N-метилпирролидон, гликолевый простой эфир, сложноэфирное производное гликолевого простого эфира и терпен.
В патентном документе 2 раскрыто достижение как удовлетворительных характеристик высыхания, так и пригодности для печати в результате использования композиции водной краски для глубокой печати, предназначенной для картона.
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1: JP 2002-188029 A
Патентный документ 2: JP 2013-142150 A
Сущность изобретения
Проблемы, решаемые в изобретении
Однако в краске для глубокой печати, описанной в патентном документе 1, используют базовую краску совместно с этанолом или изопропанолом, имеющими низкую температуру кипения, в качестве разбавителя при проведении печати. В соответствии с этим, о краске для глубокой печати нельзя сказать, что она является экологически безопасной краской. В дополнение к этому, краска для глубокой печати подразумевает, что глубина каждой из ячеек формы для глубокой печати составляет 20 мкм, в то время как глубина, используемая при обычной печати, находится в диапазоне от 14 мкм до 24 мкм, и, таким образом, печать изображения при высоком разрешении является затруднительной.
В технологии, описанной в патентном документе 2, также используются этанол или изопропанол, имеющие низкую температуру кипения, в качестве разбавителя, и, таким образом, нельзя сказать, что она соответствует экологически безопасной краске. В дополнение к этому, как это предполагает технология, количество строк составляет 175 строка/дюйм, в то время как число для строк формы для глубокой печати, используемое при обычной печати, находится в диапазоне от 175 до 200 строк, и, таким образом, печать изображения при высоком разрешении является затруднительной.
С учетом вышеизложенного одна цель настоящего изобретения заключается в создании водной краски для глубокой печати, которая является экологически безопасной, которая позволяет печать при высоком разрешении, благодаря своей превосходной пригодности к печати самых светлых участков и демонстрирует наличие превосходных характеристик высыхания.
Средства разрешения проблем
Как это установили изобретатели настоящего изобретения в результате проведения обширных исследований, вышеупомянутая цель может быть достигнута при использовании водной краски для глубокой печати, содержащей: пигмент; полимер; растворимый в воде органический растворитель; поверхностно-активное вещество; и воду, для которой растворимый в воде органический растворитель имеет температуру кипения в диапазоне от 100°С и более до 260°С и менее, для которой уровень содержания растворимого в воде органического растворителя в водной краске для глубокой печати находится в диапазоне от 10 мас.% и более до 35 мас.% и менее, и для которой уровень содержания воды в водной краске для глубокой печати находится в диапазоне от 50 мас.% и более до 70 мас.% и менее.
Говоря конкретно, полагают, что в случае использования водной краски для глубокой печати, для которой уровень содержания растворимого в воде органического растворителя, имеющего температуру кипения в диапазоне от 100°С и более до 260°С и менее, находится в диапазоне от 10 мас.% и более до 35 мас.% и менее, а уровень содержания воды находится в диапазоне от 50 мас.% и более до 70 мас.% и менее, степень переноса краски на подложку для печати может быть сохранена высокой без ее высыхания в ячейках формы для глубокой печати, что в результате приводит к получению удовлетворительной пригодности к печати самых светлых участков. Также полагают, что в случае уровня содержания растворимого в воде органического растворителя менее, чем 10 мас.%, будет происходить высыхание в ячейках, что уменьшает степень переноса краски, и таким образом, пригодность к печати самых светлых участков является неудовлетворительной. Пригодность к печати самых светлых участков относится к воспроизводимости растровой точки для участка, характеризующегося низкой относительной площадью полутоновой растровой точки.
Предпочтительно, чтобы растворимый в воде органический растворитель в водной краске для глубокой печати включал бы один или несколько типов, выбираемых из группы, состоящей из гликолевого простого эфира и гликоля.
Подходящим является, чтобы полимер в водной краске для глубокой печати включал бы нерастворимые в воде полимеры, которые включают полимер, содержащий пигмент, и полимер, не содержащий пигмента.
Предпочтительно, чтобы поверхностно-активное вещество в водной краске для глубокой печати включало бы неионное поверхностно-активное вещество.
Преимущества изобретения
В соответствии с настоящим изобретением достигается следующий далее значительный эффект: может быть получена водная краска для глубокой печати, которая является экологически безопасной, делает возможной печать при высоком разрешении, вследствие своей превосходной пригодности к печати самых светлых участков, и демонстрирует превосходные характеристики высыхания.
Осуществление изобретения
[Водная краска для глубокой печати]
Водная краска для глубокой печати, используемая в настоящем изобретении, включает пигмент, полимер, растворимый в воде органический растворитель, поверхностно-активное вещество и воду. Уровень содержания каждого компонента в краске для глубокой печати, описываемой ниже, относится к уровню его содержания во время печати. В качестве водной краски для глубокой печати, соответствующей одному варианту осуществления настоящего изобретения, может быть использована форма краски, характеризующейся уровнями содержания во время печати, или форма, используемая в результате подстраивания краски основы к уровням содержания во время печати при использовании разбавления водой и тому подобным.
[Пигмент]
Тип пигмента, используемого в краске настоящего изобретения, может быть любым, выбираемым из неорганического пигмента и органического пигмента.
Примеры неорганического пигмента включают сажу и оксид металла. Сажа является предпочтительной в качестве неорганического пигмента для черной краски. Примеры сажи включают печную сажу, термическую ламповую сажу, ацетиленовую сажу и канальную сажу. В качестве неорганического пигмента для белой краски предлагаются, например, оксиды металлов, такие как диоксид титана, оксид цинка, диоксид кремния, оксид алюминия и оксид магния.
Примеры органического пигмента включают азо-пигмент, диазо-пигмент, фталоцианиновый пигмент, хинакридоновый пигмент, изоиндолиноновый пигмент, диоксазиновый пигмент, периленовый пигмент, периноновый пигмент, тиоиндиговый пигмент, антрахиноновый пигмент и хинофталоновый пигмент.
На тон особенных ограничений не накладывают, и могут быть использованы любые из хроматических пигментов, таких как желтый, пурпурный, бирюзовый, красный, синий, оранжевый и зеленый.
Форма пигмента, используемого в настоящем изобретении, представляет собой один или несколько типов пигментов, выбираемых из самодиспергируемого пигмента и частиц, в которых пигмент диспергирован в полимере.
[Самодиспергируемый пигмент]
Самодиспергируемый пигмент, который может быть использован в настоящем изобретении, обозначает пигмент, способный диспергироваться в водной среде без использования поверхностно-активного вещества или смолы в результате связывания одного или нескольких типов гидрофильных функциональных групп (анионной гидрофильной группы, такой как карбокси-группа или группа сульфоновой кислоты, или катионной гидрофильной группы, такой как четвертичная аммониевая группа) с поверхностью пигмента непосредственно или через другую атомную группу, такую как алкандиильная группа, содержащая от 1 до 12 атомов углерода. В целях преобразования пигмента в самодиспергируемый пигмент, например, с поверхностью пигмента при использовании обычного способа может быть химически связано требуемое количество гидрофильной функциональной группы. В качестве доступных коммерческих продуктов в виде самодиспергируемого пигмента предлагаются, например: CAB-O-JET 200, CAB-O-JET 300, CAB-O-JET 352K, CAB-O-JET 250A, CAB-O-JET 260M, CAB-O-JET 270Y, CAB-O-JET 450A, CAB-O-JET 465M, CAB-O-JET 470Y и CAB-O-JET 480V, производства компании Cabot Japan K. K.; BONJET CW-1 и BONJET CW-2, производства компании Orient Chemical Industries Co., Ltd.; Aqua Black 162, производства компании Tokai Carbon Co., Ltd.; и SENSIJET Black SDP100, SDP1000 и SDP2000, производства компании Sensient Industrial Colors. Самодиспергируемый пигмент предпочтительно используют в качестве водной дисперсии пигмента, диспергированной в воде.
С точки зрения плотности печати уровень содержания пигмента в краске предпочтительно находится в диапазоне от 1 мас.% и более до 20 мас.% и менее, более предпочтительно от 2 мас.% и более до 18 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 3 мас.% и более до 15 мас.% и менее.
[Полимер]
В качестве полимера, используемого в настоящем изобретении, предпочтительно может быть использован любой полимер, выбираемый из растворимого в воде полимера и нерастворимого в воде полимера.
С точки зрения диспергирования пигмента и с точки зрения фиксируемости уровень содержания полимера в краске предпочтительно находится в диапазоне от 3 мас.% и более до 38 мас.% и менее, более предпочтительно от 5 мас.% и более до 30 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 5 мас.% и более до 25 мас.% и менее.
[Полимер, растворимый в воде]
Полимер, растворимый в воде, относится к такому полимеру, от которого при сушке полимера при 105°С в течение 2 часов до достижения постоянной массы, а после этого растворении в 100 г воды при 25°С растворяемое количество составляет 10 г и более. В случае анионного полимера растворяемое количество будет растворяемым количеством при 100 %-ной нейтрализации анионных групп полимера при использовании гидроксида натрия.
Растворимый в воде полимер, используемый в настоящем изобретении, может быть использован в целях диспергирования пигмента в краске на водной основе.
Примеры используемого полимера включают сложный полиэфир, полиуретан и полимер на винильной основе. В их числе с точки зрения стабильности дисперсии пигмента предпочтительным является полимер на винильной основе, полученный в результате проведения аддитивной полимеризации винильного мономера (винильного соединения, винилиденового соединения или виниленового соединения).
Примеры полимера на винильной основе включают акриловые смолы и стирол-акриловые смолы, такие как продукты «Joncryl 690», «Joncryl 60», «Joncryl 6610» и «HPD-71» (все производства компании BASF Japan Ltd.).
[Полимер, нерастворимый в воде]
Полимер, нерастворимый в воде, относится к такому полимеру, для которого при сушке полимера при 105°С в течение 2 часов до достижения постоянной массы, а после этого растворении в 100 г воды при 25°С растворяемое количество составляет менее, чем 10 г. Растворяемое количество предпочтительно составляет менее, чем 5 г, более предпочтительно менее, чем 1 г. В случае анионного полимера растворяемое количество является растворяемым количеством при 100 %-ной нейтрализации анионных групп полимера при использовании гидроксида натрия.
Полимер, нерастворимый в воде, может быть использован в результате диспергирования в краске для глубокой печати в виде полимерных частиц, каждая из которых содержит пигмент, и полимерных частиц, не содержащих пигмента. Нерастворимый в воде полимер, содержащий пигмент, ниже в настоящем документе иногда называется «нерастворимым в воде пигментом а», а нерастворимый в воде полимер, не содержащий пигмента, ниже в настоящем документе иногда называется «нерастворимым в воде полимером b».
[Нерастворимый в воде полимер а]
Примеры нерастворимого в воде полимера а, служащего полимером, содержащим пигмент, включают сложный полиэфир, полиуретан и полимер на винильной основе. В их числе с точки зрения стабильности при хранении краски на водной основе предпочтительным является полимер на винильной основе, полученный в результате проведения аддитивной полимеризации винильного мономера (винильного соединения, винилиденового соединения или виниленового соединения).
Полимер на винильной основе предпочтительно является полимером на винильной основе, полученным в результате проведения сополимеризации мономерной смеси, содержащей ионный мономер (а-1) (ниже в настоящем документе иногда называемый «компонентом (а-1)») и гидрофобный мономер (а-2) (ниже в настоящем документе иногда называемый «компонентом (а-2)»), (ниже в настоящем документе иногда называемой просто «мономерной смесью»). Данный полимер на винильной основе содержит входящее в состав элементарное звено, произведенное из компонента (а-1), и входящее в состав элементарное звено, произведенное из компонента (а-2).
[Ионный мономер (а-1)]
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске в качестве мономерного компонента полимера, нерастворимого в воде, предпочтительно используют ионный мономер (а-1). Примеры ионного мономера включают анионный мономер и катионный мономер. В их числе предпочтительным является анионный мономер.
Примеры анионного мономера включают мономер на основе карбоновой кислоты, мономер на основе сульфоновой кислоты и мономер на основе фосфорной кислоты.
Примеры мономера на основе карбоновой кислоты включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, кротоновую кислоту, итаконовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, цитраконовую кислоту и 2-метакрилоилоксиметилянтарную кислоту.
В числе вышеупомянутых анионных мономеров с точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске предпочтительными являются мономеры на основе карбоновой кислоты, а более предпочтительными являются акриловая кислота и метакриловая кислота.
[Гидрофобный мономер (а-2)]
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске в качестве мономерного компонента полимера, нерастворимого в воде, предпочтительно используют гидрофобный мономер (а-2). Примеры гидрофобного мономера включают алкил(мет)акрилат, мономер, содержащий ароматическую группу, и макромономер.
Алкил(мет)акрилат предпочтительно является алкил(мет)акрилатом, содержащим алкильную группу, содержащую от 1 до 22 атомов углерода, предпочтительно от 6 до 18 атомов углерода, и его примеры включают метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, (изо)пропил(мет)акрилат, (изо- или трет-)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 трет-)» и «(изо)» обозначают как случай, когда данные группы присутствуют, так и случай, когда данные группы не присутствуют, и представляют нормальное соединение в случае отсутствия данных групп. В дополнение к этому, термин «(мет)акрилат» представляет акрилат и/или метакрилат.
Мономер, содержащий ароматическую группу, предпочтительно является винильным мономером, содержащим ароматическую группу, содержащую от 6 до 22 атомов углерода, которая может иметь заместитель, содержащий гетероатом, более предпочтительно мономером на стирольной основе или (мет)акрилатом, содержащим ароматическую группу.
Мономер на стирольной основе предпочтительно представляет собой стирол, 2-метилстирол или дивинилбензол, более предпочтительно стирол.
В дополнение к этому, (мет)акрилат, содержащий ароматическую группу, предпочтительно является бензил(мет)акрилатом, феноксиэтил(мет)акрилатом и тому подобным, более предпочтительно бензил(мет)акрилатом.
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске макромономер представляет собой соединение, содержащее полимеризуемую функциональную группу в одном своем концевом положении и имеющее среднечисленную молекулярную массу в диапазоне от 500 и более до 100000 и менее, и предпочтительно используется в качестве мономерного компонента полимера, нерастворимого в воде. Полимеризуемая функциональная группа, присутствующая в одном концевом положении, предпочтительно является акрилоилокси-группой или метакрилоилокси-группой, более предпочтительно метакрилоилокси-группой.
Среднечисленная молекулярная масса макромономера предпочтительно находится в диапазоне от 1000 и более до 10000 и менее. Среднечисленную молекулярную массу измеряют при использовании метода гельпроникающей хроматографии, использующего в качестве растворителя хлороформ, содержащий 1 ммоль/л додецилдиметиламина, при использовании полистирола в качестве эталонного вещества.
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске макромономер предпочтительно является макромономером на основе мономера, содержащего ароматическую группу, или макромономером на силиконовой основе, более предпочтительно макромономером на основе мономера, содержащего ароматическую группу.
В качестве содержащего ароматическую группу мономера, составляющего макромономер на основе мономера, содержащего ароматическую группу, предлагаются вышеупомянутые мономеры, содержащие ароматическую группу. В их числе предпочтительными являются стирол и бензил(мет)акрилат, а более предпочтительным является стирол.
Конкретные примеры макромономера на стирольной основе включают продукты AS-6(S), AN-6(S) и HS-6(S), производства компании Toagosei Co., Ltd..
Одним примером макромономера на силиконовой основе является органополисилоксан, содержащий полимеризуемую функциональную группу в одном своем концевом положении.
В качестве гидрофобного мономера (а-2) могут быть использованы два и более типа вышеупомянутых мономеров. Мономер на стирольной основе, (мет)акрилат, содержащий ароматическую группу, и макромономер могут быть использованы в комбинации, и, в частности, макромономер предпочтительно используют в комбинации с другим гидрофобным мономером.
[Неионный мономер (а-3)]
Для полимера, нерастворимого в воде, с точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске предпочтительным является, кроме того, использование в качестве мономерного компонента неионного мономера (а-3) (ниже в настоящем документе иногда называемого «компонентом (а-3)»). Неионный мономер является мономером, обладающим высоким сродством к воде и органическому растворителю, растворимому в воде, и, например, является мономером, содержащим гидрокси-группу, или полиалкиленгликолем.
Примеры компонента (а-3) включают 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, полиалкиленгликоль(мет)акрилаты, такие как полипропиленгликоль(мет)акрилат (n = 2-30, n здесь и далее представляет собой среднее число молей присоединенной оксиалкиленовой группы) используется и полиэтиленгликоль(мет)акрилат (n = 2-30), алкоксиполиалкиленгликоль(мет)акрилаты, такие как метоксиполиэтиленгликоль(мет)акрилат (n = 1-30) и фенокси(сополимер этиленгликоля-пропиленгликоля)(мет)акрилат (n = 1-30, этиленгликоль в нем: n = 1-29).
Конкретные примеры компонента (а-3), который является доступным на коммерческих условиях, включают продукты: 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 компании NOF Corporation.
Вышеупомянутые компоненты от (а-1) до (а-3) могут быть использованы индивидуально или в виде их смеси.
(Содержание каждого компонента или элементарного звена в мономерной смеси или в полимере)
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске содержание компонентов от (а-1) до (а-3) в мономерной смеси во время производства полимера на винильной основе (здесь и далее содержание приведено применительно к ненейтрализованным количествам) или содержание элементарных звеньев, произведенных из компонентов от (а-1) до (а-3), в полимере, нерастворимом в воде, соответствуют указанному ниже.
Уровень содержания компонента (а-1) предпочтительно находится в диапазоне от 3 мас.% и более до 40 мас.% и менее, более предпочтительно от 5 мас.% и более до 30 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 7 мас.% и более до 20 мас.% и менее.
Уровень содержания компонента (а-2) предпочтительно находится в диапазоне от 5 мас.% и более до 86 мас.% и менее, более предпочтительно от 10 мас.% и более до 80 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 20 мас.% и более до 60 мас.% и менее.
Уровень содержания компонента (а-3) предпочтительно находится в диапазоне от 5 мас.% и более до 60 мас.% и менее, более предпочтительно от 10 мас.% и более до 55 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 15 мас.% и более до 40 мас.% и менее.
В дополнение к этому, массовое отношение «[компонент (а-1)/компонент (а-2)]» предпочтительно находится в диапазоне 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 диспергирующую группу, использующую отталкивание электрических зарядов в краске, а неионный мономер (а-3) представляет диспергирующую группу, использующую стерическое отталкивание в краске. Добавление неионного мономера (а-3) к гидрофобному мономеру (а-2) и ионному мономеру (а-1) дополнительно улучшает стабильность частиц полимера, содержащего пигмент, в краске, что в результате приводит к получению более высокой стабильности краски.
В дополнение к этому, при высыхании краски во множестве случаев вода испаряется первой. В случае уменьшения в дисперсионных средах (воде и органическом растворителе, растворимом в воде) количества воды (дисперсионной среды, которая характеризуется высокой диэлектрической постоянной и улучшает отталкивание электрических зарядов в дисперсии больше всего среди дисперсионных сред) характеристики отталкивания электрических зарядов в дисперсии значительно ухудшатся, что уменьшает стабильность краски, приводя в результате к ухудшению характеристик эжектирования. В данной связи в случае использования также неионного мономера (введения группы стерического отталкивания) в дополнение к ионному мономеру в результате воздействия неионной группы (группы стерического отталкивания) может быть сохранено состояние, в котором стабильность частиц полимера, содержащего пигмент, является высокой, даже в условиях, в которых испаряется вода, что уменьшает диэлектрическую постоянную дисперсионных сред, и, таким образом, группа отталкивания электрических зарядов функционирует незначительно.
(Производство нерастворимого в воде полимера а)
Нерастворимый в воде полимер а производят в результате проведения сополимеризации мономерной смеси при использовании известного способа полимеризации. Способом полимеризации предпочтительно является способ растворной полимеризации.
На растворитель, используемый в способе растворной полимеризации, ограничений не накладывают, но предпочтительно им является полярный органический растворитель, такой как алифатический спирт, содержащий от 1 до 3 атомов углерода, кетон, простой эфир или сложный эфир. Их конкретные примеры включают метанол, этанол, ацетон и метилэтилкетон. С точки зрения растворяющей способности растворителя для полимера, нерастворимого в воде, предпочтительным является метилэтилкетон.
При проведении полимеризации могут быть использованы инициатор полимеризации и агент передачи кинетической цепи при полимеризации. Инициатор полимеризации предпочтительно представляет собой азо-соединение, более предпочтительно 2,2’-азобис(2,4-диметилвалеронитрил). Агент передачи кинетической цепи при полимеризации предпочтительно представляет собой меркаптан, более предпочтительно 2-меркаптоэтанол.
Предпочтительные условия проведения полимеризации варьируются в зависимости, например, от типа инициатора полимеризации, но с точки зрения реакционной способности инициатора полимеризации температура полимеризации предпочтительно находится в диапазоне от 50°С и более до 90°С и менее, а время полимеризации предпочтительно находится в диапазоне от 1 часа и более до 20 часов и менее. В дополнение к этому, атмосферой при полимеризации предпочтительно являются атмосфера газообразного азота или атмосфера инертного газа, такого как аргон.
После завершения реакции полимеризации образовавшийся полимер может быть выделен из реакционного раствора при использовании известного способа, например, переосаждения или выпаривания растворителя. В дополнение к этому, непрореагировавший мономер и тому подобное могут быть удалены из полученного полимера при использовании способа переосаждения, мембранного разделения, хроматографии, экстрагирования и тому подобного.
С точки зрения улучшения производительности водной дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, предпочтительно используют нерастворимый в воде полимер а при одновременном сохранении формы полимерного раствора без удаления растворителя, использующегося в реакции полимеризации, в целях использования содержащегося органического растворителя в качестве органического растворителя, используемого на стадии I, описываемой ниже.
С точки зрения улучшения производительности водной дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, концентрация твердого содержимого в растворе нерастворимого в воде полимера а предпочтительно составляет 30 мас.% и более, более предпочтительно 40 мас.% и более, а предпочтительно составляет 60 мас.% и менее, более предпочтительно 50 мас.% и менее.
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске и с точки зрения улучшения прочности фиксации краски на регистрирующей среде среднемассовая молекулярная масса нерастворимого в воде полимера а, используемого в настоящем изобретении, предпочтительно находится в диапазоне от 20000 и более до 500000 и менее, более предпочтительно от 30000 и более до 300000 и менее, еще более предпочтительно от 50000 и более до 200000 и менее.
С точки зрения диспергируемости пигмента и адсорбируемости полимера кислотное число нерастворимого в воде полимера а, используемого в настоящем изобретении, предпочтительно находится в диапазоне от 50 и более до 140 и менее, более предпочтительно от 60 и более до 130 и менее, еще более предпочтительно от 70 и более до 120 и менее.
Среднемассовая молекулярная масса и кислотное число могут быть измерены при использовании методов, описываемых ниже в примерах.
[Полимерные частицы, каждая из которых содержит пигмент, (частицы полимера, содержащего пигмент)]
Частицы полимера, содержащего пигмент, являются частицами, каждая из которых содержит нерастворимый в воде полимер, прикрепляющийся к поверхности пигмента, и полимер, нерастворимый в воде, делает возможным стабильное диспергирование пигмента в воде и краске.
(Получение частиц полимера, содержащего пигмент)
Частицы полимера, содержащего пигмент, могут быть эффективно получены в виде водной дисперсии при использовании способа, включающего следующие далее стадию I и стадию II.
При получении частиц полимера, содержащего пигмент, при использовании способа получения, включающего стадии I и II, пигмент и полимер а химически не связаны друг с другом, а находятся в необратимо адсорбированном состоянии. В краске пигмент и полимер всегда адсорбируются друг на друге, то есть присутствуют в виде полимерных частиц, каждая из которых содержит пигмент. Между тем, «частицы полимера, нерастворимого в воде» могут быть использованы в качестве компонента краски, как описано ниже, но имеют следующее отличие: в то время, как частицы полимера, содержащего пигмент, являются полимерными частицами, каждая из которых содержит пигмент, (пигмент и полимер необратимо адсорбируются друг на друге), частицы полимера, нерастворимого в воде, являются полимерными частицами, не содержащего пигмента.
Стадия I: стадия проведения для смеси, содержащей нерастворимый в воде полимер а, органический растворитель, пигмент и воду, (ниже в настоящем документе иногда называемой «смесью пигмента») диспергирующей обработки для получения, тем самым, дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент.
Стадия II: стадия удаления органического растворителя из дисперсии, полученной на стадии I, для получения, тем самым, водной дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, (ниже в настоящем документе иногда называемой «водной дисперсией пигмента»).
В дополнение к этому, может быть, кроме того, проведена стадия III, которая является необязательной стадией.
Стадия III: стадия проведения сшивающей обработки в результате смешивания водной дисперсии, полученной на стадии II, и сшивателя для получения, тем самым, водной дисперсии.
(Стадия I)
На стадии I предпочтителен способ, включающий сначала растворение нерастворимого в воде полимера а в органическом растворителе, а после этого добавление и примешивание пигмента, воды и, по мере надобности, нейтрализатора, поверхностно-активного вещества и тому подобного, в получающийся в результате раствор в органическом растворителе для получения дисперсии «масло в воде». На порядок добавления в раствор в органическом растворителе полимера, нерастворимого в воде, ограничений не накладывают, но предпочтительно, чтобы вода, нейтрализатор и пигмент добавлялись в указанном порядке.
На органический растворитель для растворения нерастворимого в воде полимера а ограничений не накладывают, но с точки зрения легкости удаления органического растворителя на стадии II предпочтительно органическим растворителем является алифатический спирт, содержащий от 1 до 3 атомов углерода, кетон, простой эфир, сложный эфир и тому подобное, более предпочтительно кетон, еще более предпочтительно метилэтилкетон. В случае синтеза полимера, нерастворимого в воде, при использовании способа растворной полимеризации, растворитель, использующийся при проведении полимеризации, может быть использован в том виде, как есть. На стадии II проводят обработку для удаления органического растворителя, и, таким образом, вышеупомянутый органический растворитель не включается в конечные частицы полимера, содержащего пигмент.
В случае нерастворимого в воде полимера а, являющегося анионным полимером, анионные группы в полимере, нерастворимом в воде, могут быть нейтрализованы при использовании нейтрализатора. В случае использования нейтрализатора нейтрализацию предпочтительно будут проводить так, чтобы достичь значения рН в диапазоне от 7 и более до 11 и менее. Примеры нейтрализатора включают основания, такие как гидроксид лития, гидроксид натрия, гидроксид калия, аммиак и различные амины. В дополнение к этому полимер, нерастворимый в воде, может быть нейтрализован предварительно.
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в каждом из краски и водной дисперсии пигмента, степень нейтрализации анионных групп нерастворимого в воде полимера а предпочтительно находится в диапазоне от 0,3 моль и более до 3,0 моль и менее, более предпочтительно от 0,4 моль и более до 2,0 моль и менее, еще более предпочтительно от 0,5 моль и более до 1,5 моль и менее, по отношению к 1 моль анионных групп.
В настоящем документе степень нейтрализации представляет собой частное от деления молярного эквивалента нейтрализатора на молярное количество анионных групп полимера, нерастворимого в воде.
(Содержание каждого компонента в смеси пигмента)
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц полимера, содержащего пигмент, в краске для глубокой печати и в водной дисперсии пигмента и с точки зрения улучшения производительности водной дисперсии пигмента, содержание пигмента в смеси пигмента предпочтительно находится в диапазоне от 10 мас.% и более до 30 мас.% и менее, более предпочтительно от 12 мас.% и более до 27 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 14 мас.% и более до 25 мас.% и менее.
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии для водной дисперсии пигмента и стабильности при хранении краски для глубокой печати содержание нерастворимого в воде полимера а в смеси пигмента предпочтительно находится в диапазоне от 2,0 мас.% и более до 15 мас.% и менее, более предпочтительно от 4,0 мас.% и более до 12 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 5,0 мас.% и более до 10 мас.% и менее.
С точки зрения улучшения смачиваемости пигмента и адсорбируемости полимера, нерастворимого в воде, на пигменте, содержание органического растворителя в смеси пигмента предпочтительно находится в диапазоне от 10 мас.% и более до 35 мас.% и менее, более предпочтительно от 12 мас.% и более до 30 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 15 мас.% и более до 25 мас.% и менее.
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии для водной дисперсии пигмента и с точки зрения улучшения производительности водной дисперсии пигмента содержание воды в смеси пигмента предпочтительно находится в диапазоне от 40 мас.% и более до 75 мас.% и менее, более предпочтительно от 45 мас.% и более до 70 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 50 мас.% и более до 65 мас.% и менее.
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии для водной дисперсии пигмента и стабильности при хранении краски для глубокой печати массовое соотношение «[пигмент/полимер, нерастворимый в воде]» между количествами пигмента и нерастворимого в воде полимера а предпочтительно находится в диапазоне от 30/70 до 90/10, более предпочтительно от 40/60 до 85/15, еще более предпочтительно от 50/50 до 75/25.
На стадии I, кроме того, смесь пигмента диспергируют для получения продукта диспергирующей обработки. На способ диспергирования для получения продукта диспергирующей обработки конкретных ограничений не накладывают. Частицы пигмента могут быть тонко измельчены вплоть до достижения их средним диаметром частиц желательного диаметра частиц в результате только основного диспергирования, но предпочтительно смесь пигмента подвергать предварительному диспергированию, а после этого, дополнительно подвергать ее основному диспергированию путем приложения сдвигового напряжения для регулирования среднего диаметра частиц пигмента с доведением его до желательного диаметра частиц.
Температура при предварительном диспергировании на стадии I предпочтительно составляет 0°С и более, а предпочтительно составляет 40°С и менее, более предпочтительно 30°С и менее, еще более предпочтительно 20°С и менее, и время диспергирования предпочтительно находится в диапазоне от 0,5 часа и более до 30 часов и менее, более предпочтительно от 1 часа и более до 20 часов и менее, еще более предпочтительно от 1 часа и более до 10 часов и менее.
При предварительном диспергировании смеси пигмента может быть использована обычная аппаратура для смешивания и перемешивания, такая как лопастная якорная мешалка или лопастная диспергирующая мешалка. Предпочтительной является высокоскоростная аппаратура для перемешивания и смешивания.
В качестве средства приложения сдвигового напряжения при основном диспергировании, например, предлагаются: месильные машины, такие как вальцы и замесочная машина; гомогенизаторы высокого давления, такие как установка Microfluidizer (производства компании Microfluidics Corp.); и диспергирующие машины, относящиеся к среднему типу, такие как встряхиватель для красок и шаровая мельница. Доступные на коммерческих условиях примеры диспергирующих машин, относящихся к среднему типу, включают установки Ultra Apex Mill (производства компании Kotobuki Industries Co., Ltd.) и PICO MILL (производства компании Asada Iron Works Co., Ltd.). Данная аппаратура может быть использована в комбинации. С точки зрения уменьшения диаметра частиц пигмента предпочтительно используют гомогенизатор высокого давления.
В случае проведения основного диспергирования при использовании гомогенизатора высокого давления желательный диаметр частиц пигмента можно регулировать в результате регулирования давления при обработке и количества проходов.
С точки зрения производительности и экономической эффективности давление при обработке предпочтительно находится в диапазоне от 60 МПа и более до 200 МПа и менее, более предпочтительно от 100 МПа и более до 180 МПа и менее, еще более предпочтительно от 130 МПа и более до 180 МПа и менее.
В дополнение к этому, количество проходов предпочтительно находится в диапазоне от 3 и более до 30 и менее, более предпочтительно от 5 и более до 25 и менее.
(Стадия II)
На стадии II органический растворитель удаляют из полученной дисперсии при использовании известного способа, и, таким образом, может быть получена водная дисперсия частиц полимера, содержащего пигмент. Предпочитается, чтобы органический растворитель в полученной водной дисперсии, содержащей частицы полимера, содержащего пигмент, был бы по существу удален, но органический растворитель может оставаться в таком количестве, которое не ухудшает преимущества настоящего изобретения. Количество остаточного органического растворителя предпочтительно составляет 0,1 мас.% и менее, более предпочтительно 0,01 мас.% и менее.
В дополнение к этому, по мере надобности дисперсия до испарения органического растворителя может быть подвергнута бработке путем нагревания и перемешивания.
Полученная водная дисперсия частиц полимера, содержащего пигмент, является такой, чтобы твердые частицы полимера, нерастворимого в воде, каждая из которых содержит пигмент, были бы диспергированы в средах, в которых вода служит основной средой. В данном случае на форму частицы полимера, нерастворимого в воде, конкретных ограничений не накладывают, и только необходимо, чтобы каждая из частиц была бы образована из, по меньшей мере, пигмента и полимера, нерастворимого в воде. Ее примеры включают: форму частицы, при которой пигмент инкапсулирован в полимере, нерастворимом в воде; форму частицы, при которой пигмент однородно диспергирован в нерастворимом в воде полимере а; форму частицы, при которой пигмент обнажается на поверхности каждой из частиц полимера, нерастворимого в воде; и их смесь.
(Стадия III)
Стадия III, которая является необязательной стадией, представляет собой стадию проведения сшивающей обработки в результате смешивания водной дисперсии, полученной на стадии II, и сшивателя для получения, тем самым, водной дисперсии.
В данном случае для нерастворимого в воде полимера, являющегося анионным нерастворимым в воде полимером, содержащим анионную группу, сшиватель предпочтительно представляет собой соединение, содержащее функциональную группу, способную вступать в реакцию с анионной группой, более предпочтительно соединение, содержащее 2 и более функциональные группы в молекуле, предпочтительно от 2 до 6.
Подходящие для использования примеры сшивателя включают соединение, содержащее 2 и более эпоксидные группы в молекуле, соединение, содержащее 2 и более оксазолиновые группы в молекуле, и соединение, содержащее 2 и более изоцианатные группы в молекуле. В их числе предпочтительным является соединение, содержащее 2 и более эпоксидные группы в молекуле, а более предпочтительным является триметилолпропанполиглицидиловый простой эфир.
С точки зрения улучшения стабильности дисперсии для водной дисперсии пигмента и с точки зрения упрощения получения краски для глубокой печати концентрация нелетучего компонента (концентрация твердого содержимого) в полученной водной дисперсии пигмента предпочтительно находится в диапазоне от 10 мас.% и более до 30 мас.% и менее, более предпочтительно от 15 мас.% и более до 25 мас.% и менее.
С точки зрения уменьшения количества крупных частиц средний диаметр частиц для частиц полимера, содержащего пигмент, в водной дисперсии пигмента предпочтительно находится в диапазоне от 30 нм и более до 200 нм и менее, более предпочтительно от 40 нм и более до 180 нм и менее, еще более предпочтительно от 50 нм и более до 170 нм и менее.
Средний диаметр частиц для частиц полимера, содержащего пигмент, измеряют при использовании метода, описываемого ниже в примерах.
В дополнение к этому, средний диаметр частиц для частиц полимера, содержащего пигмент, в краске для глубокой печати является тем же самым, что и средний диаметр частиц в водной дисперсии пигмента, и предпочтительный тип среднего диаметра частиц является тем же самым, что и предпочтительный тип среднего диаметра частиц в водной дисперсии пигмента.
(Содержание каждого компонента частиц полимера, содержащего пигмент, в краске для глубокой печати)
С точки зрения плотности печати содержание пигмента в краске предпочтительно находится в диапазоне от 1 мас.% и более до 20 мас.% и менее, более предпочтительно от 2 мас.% и более до 18 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 3 мас.% и более до 15 мас.% и менее. С точки зрения плотности печати и фиксируемости содержание частиц полимера, содержащего пигмент, в краске предпочтительно находится в диапазоне от 1 мас.% и более до 30 мас.% и менее, более предпочтительно от 3 мас.% и более до 25 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 5 мас.% и более до 20 мас.% и менее.
С точки зрения фиксируемости содержание полимера, нерастворимого в воде, в частицах полимера, содержащего пигмент, в краске предпочтительно находится в диапазоне от 1 мас.% и более до 20 мас.% и менее, более предпочтительно от 2 мас.% и более до 15 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 3 мас.% и более до 10 мас.% и менее.
[Нерастворимый в воде полимер b]
Нерастворимый в воде полимер b образуется полимерными частицами, не содержащими пигмента. В качестве компонента предлагаются, например, акриловая смола, смола на стирольной основе, смола на уретановой основе, смола на основе сложного полиэфира, стирол-акриловая смола, смола на бутадиеновой основе, смола на стирол-бутадиеновой основе, смола на винилхлоридной основе, смола на винилацетатной основе и смола на акрил-силиконовой основе. Среди них акриловая смола является предпочтительной с точки зрения ускорения высыхания на подложке для печати, что улучшает прочность при истирании печатного продукта.
В дополнение к этому, с точки зрения улучшения производительности краски на водной основе нерастворимый в воде полимер b предпочтительно используют в виде дисперсионной жидкости, содержащей частицы полимера, нерастворимого в воде. В качестве частиц полимера, нерастворимого в воде, могут быть использованы надлежащим образом синтезированные полимеры, или может быть использован продукт, доступный на коммерческих условиях.
Нерастворимый в воде полимер b производят в результате проведения сополимеризации смеси из мономеров при использовании известного способа полимеризации. Предпочтительные примеры способа полимеризации включают способ эмульсионной полимеризации и способ суспензионной полимеризации. Более предпочтительным является способ эмульсионной полимеризации.
При проведении полимеризации может быть использован инициатор полимеризации. Примеры инициатора полимеризации включают персульфат и азо-инициатор полимеризации, растворимый в воде. Предпочтительным является персульфат, такой как персульфат аммония или персульфат калия.
При проведении полимеризации может быть использовано поверхностно-активное вещество. Примеры поверхностно-активного вещества включают неионное поверхностно-активное вещество, анионное поверхностно-активное вещество и катионное поверхностно-активное вещество. С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц смолы предпочтительным является неионное поверхностно-активное вещество. Примеры неионного поверхностно-активного вещества включают полиоксиэтиленалкиловый простой эфир, полиоксиэтиленалкилариловый простой эфир, полиоксиэтиленовый жирнокислотный сложный эфир и оксиэтилен/оксипропиленовый блок-сополимер. С точки зрения улучшения стабильности дисперсии частиц смолы предпочтительным является полиоксиэтиленалкиловый простой эфир.
Предпочтительные условия проведения полимеризации варьируются в зависимости, например, от типа инициатора полимеризации, но температура полимеризации предпочтительно находится в диапазоне от 50°С и более до 90°С и менее, а время полимеризации предпочтительно находится в диапазоне от 1 часа и более до 20 часов и менее. В дополнение к этому, атмосферой при полимеризации предпочтительно являются атмосфера газообразного азота или атмосфера инертного газа, такого как аргон.
После завершения реакции полимеризации образовавшийся полимер может быть выделен из реакционного раствора при использовании известного способа, например, переосаждения или выпаривания растворителя. В дополнение к этому, непрореагировавший мономер и тому подобное могут быть удалены из полученного полимера при использовании способа переосаждения, мембранного разделения, хроматографии, экстрагирования и тому подобного.
С точки зрения совместимости в краске нерастворимый в воде полимер b предпочтительно используют в качестве полимерной дисперсии, использующей воду в качестве дисперсионной среды без удаления растворителя, использующегося в реакции полимеризации.
Доступные на коммерческих условиях примеры дисперсии нерастворимого в воде полимера b включают: акриловые смолы, такие как продукты «Neocryl A1127» (производства компании DSM NeoResins, Inc., анионная самосшивающаяся акриловая смола на водной основе) и «Joncryl 390» (производства компании BASF Japan Ltd.); уретановые смолы, такие как продукты «WBR-2018» и «WBR-2000U» (производства компании Taisei Fine Chemical Co., Ltd.); стирол-бутадиеновые смолы, такие как продукты «SR-100» и «SR102» (оба производства компании Nippon A & L Inc.); стирол-акриловые смолы, такие как продукты «Joncryl 7100», «Joncryl 734» и «Joncryl 538» (все производства компании BASF Japan Ltd.); и смолы на винилхлоридной основе, такие как продукт «Vinyblan 701» (производства компании Nissin Chemical Industry Co., Ltd.).
В качестве формы нерастворимого в воде полимера b предлагаются частицы, диспергированные в воде. Дисперсия частиц нерастворимого в воде полимера образует пленку на подложке для печати, что улучшает фиксируемость.
С точки зрения фиксируемости краски содержание нерастворимого в воде полимера b в краске предпочтительно находится в диапазоне от 1 мас.% и более до 30 мас.% и менее, более предпочтительно от 2 мас.% и более до 20 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 3 мас.% и более до 15 мас.% и менее. В случае содержания, меньшего, чем нижний предел вышеупомянутого диапазона, фиксируемость краски уменьшится, а в случае содержания, большего, чем верхний предел, может быть ухудшена стабильность при хранении краски.
С точки зрения фиксируемости среднемассовая молекулярная масса нерастворимого в воде полимера b, используемого в настоящем изобретении, предпочтительно составляет 100000 и более, более предпочтительно 200000 и более, еще более предпочтительно 500000 и более, а предпочтительно составляет 2500000 и менее, более предпочтительно 1000000 и менее.
В дополнение к этому, с точки зрения стабильности при хранении краски средний диаметр частиц для частиц полимера, нерастворимого в воде, в дисперсии или краске, содержащих частицы полимера, нерастворимого в воде, предпочтительно составляет 10 нм и более, более предпочтительно 30 нм и более, еще более предпочтительно 50 нм и более, а предпочтительно составляет 300 нм и менее, более предпочтительно 200 нм и менее, еще более предпочтительно 150 нм и менее, даже еще более предпочтительно 130 нм и менее.
С точки зрения стабильности при хранении краски кислотное число нерастворимого в воде полимера b, используемого в настоящем изобретении, предпочтительно находится в диапазоне от 1 и более до 45 и менее, более предпочтительно от 3 и более до 40 и менее, еще более предпочтительно от 5 и более до 35 и менее.
Среднемассовую молекулярную массу и средний диаметр частиц нерастворимого в воде полимера b измеряют при использовании методов, описанных в примерах.
С точки зрения стабильности краски соотношение между количествами пигмента и полимеров, нерастворимых в воде, (совокупным количеством полимера а и полимера b) в краске настоящего изобретения предпочтительно находится в диапазоне от 100/20 до 100/300, более предпочтительно от 100/30 до 100/280, еще более предпочтительно от 100/50 до 100/250.
[Растворимый в воде органический растворитель]
Растворимый в воде органический растворитель, используемый в настоящем изобретении, может быть использован свободно вне зависимости от того, будет ли растворимый в воде органический растворитель жидкостью или твердым веществом при обычной температуре. Растворимый в воде органический растворитель относится к такому органическому растворителю, для которого при растворении органического растворителя в 100 мл воды при 25°С его растворяемое количество составляет 10 мл и более.
В настоящем изобретении содержание растворимого в воде органического растворителя, имеющего температуру кипения в диапазоне от 100°С и более до 260°С и менее, в водной краске для глубокой печати находится в диапазоне от 10 мас.% и более до 35 мас.% и менее. С точки зрения улучшения пригодности к печати самых светлых участков и характеристик высыхания уровень содержания растворимого в воде органического растворителя, имеющего температуру кипения в диапазоне от 100°С и более до 260°С и менее, в краске предпочтительно составляет 11 мас.% и более, более предпочтительно 13 мас.% и более, а предпочтительно составляет 32 мас.% и менее, более предпочтительно 30 мас.% и менее.
С точки зрения улучшения пригодности к печати самых светлых участков и характеристик высыхания температура кипения растворимого в воде органического растворителя в краске предпочтительно составляет 110°С и более, более предпочтительно 120°С и более, еще более предпочтительно 140°С и более, даже еще более предпочтительно 160°С и более, а предпочтительно составляет 250°С и менее, более предпочтительно 240°С и менее, еще более предпочтительно 235°С и менее, даже еще более предпочтительно 220°С и менее. В настоящем документе температура кипения относится к стандартной температуре кипения (температуре кипения при 1 атмосфере).
Примеры растворимого в воде органического растворителя включают гликолевый простой эфир, спирт, многоатомный спирт, содержащий две и более гидрокси-группы, пирролидон и алканоламин. С точки зрения улучшения пригодности к печати самых светлых участков и характеристик высыхания растворимый в воде органический растворитель предпочтительно содержит один или несколько растворителей, выбираемых из гликолевого простого эфира и гликоля, а более предпочтительно содержит гликолевый простой эфир.
С точки зрения улучшения пригодности к печати самых светлых участков и характеристик высыхания молекулярная масса гликолевого простого эфира предпочтительно находится в диапазоне от 70 и более до 200 и менее, более предпочтительно от 80 и более до 190 и менее, еще более предпочтительно от 100 и более до 180 и менее.
Примеры гликолевого простого эфира включают этиленгликольмонометиловый простой эфир (125°С), этиленгликольмоноизопропиловый простой эфир (142°С), этиленгликольмонобутиловый простой эфир (171°С), этиленгликольмоноизобутиловый простой эфир (161°С), диэтиленгликольмонометиловый простой эфир (194°С), диэтиленгликольмоноизопропиловый простой эфир (207°С), диэтиленгликольмонобутиловый простой эфир (231°С), диэтиленгликольмоноизобутиловый простой эфир (220°С), пропиленгликольмонометиловый простой эфир (121°С), пропиленгликольмонопропиловый простой эфир (150°С), дипропиленгликольмонометиловый простой эфир (187°С), трипропиленгликольмонометиловый простой эфир (220°С), диэтиленгликольдиметиловый простой эфир (162°С), диэтиленгликольметилэтиловый простой эфир (176°С), диэтиленгликольдиэтиловый простой эфир (189°С) и триэтиленгликольдиметиловый простой эфир (216°С). Числа в скобках представляют собой температуры кипения. Данные гликолевые простые эфиры могут быть использованы в их комбинации. В их числе с точек зрения характеристик высыхания и пригодности к печати самых светлых участков краски предпочтительными являются диэтиленгликольмонометиловый простой эфир, диэтиленгликольмоноизопропиловый простой эфир, диэтиленгликольмонобутиловый простой эфир, диэтиленгликольмоноизобутиловый простой эфир, дипропиленгликольмонометиловый простой эфир, трипропиленгликольмонометиловый простой эфир, диэтиленгликольдиметиловый простой эфир, диэтиленгликольметилэтиловый простой эфир и диэтиленгликольдиэтиловый простой эфир.
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). Числа в скобках представляют собой температуры кипения. Данные гликоли могут быть использованы в их комбинации. С точки зрения характеристик высыхания и пригодности к печати самых светлых участков краски гликоль предпочтительно включает пропиленгликоль.
Водная краска для глубокой печати настоящего изобретения может содержать растворимый в воде органический растворитель, имеющий температуру кипения, составляющую менее, чем 100°С или более, чем 260°С. С точки зрения улучшения пригодности к печати самых светлых участков и характеристик высыхания содержание растворимого в воде органического растворителя, имеющего температуру кипения, составляющую менее, чем 100°С или более, чем 260°С, предпочтительно составляет 5 мас.% и менее, более предпочтительно 3 мас.% и менее, еще более предпочтительно 1 мас.% и менее.
[Поверхностно-активное вещество]
Поверхностно-активное вещество, используемое в настоящем изобретении, предпочтительно выбирают из анионного поверхностно-активного вещества, неионного поверхностно-активного вещества и амфотерного поверхностно-активного вещества, и данные поверхностно-активные вещества могут быть использованы в их комбинации.
С точки зрения улучшения сохраняемости дисперсионной жидкости в особенности предпочтительным является неионное поверхностно-активное вещество. Примеры неионного поверхностно-активного вещества включают поверхностно-активные вещества на спиртовой основе, ацетиленгликолевой основе, силиконовой основе и фтористой основе, и данные неионные поверхностно-активные вещества могут быть использованы в их комбинации. С точки зрения смачиваемости подложки для печати в особенности предпочтительным является поверхностно-активное вещество на силиконовой основе.
С точки зрения смачиваемости подложки для печати поверхностно-активное вещество на спиртовой основе предпочтительно представляет собой алкиленоксидный аддукт спирта, содержащего от 6 и более до 30 и менее атомов углерода.
С той же самой точки зрения, что и изложенная выше, количество атомов углерода в спирте предпочтительно составляет 8 и более, более предпочтительно 10 и более, еще более предпочтительно 12 и более, а предпочтительно составляет 24 и менее, более предпочтительно 22 и менее, еще более предпочтительно 20 и менее.
С той же самой точки зрения, что и изложенная выше, алкиленоксидный аддукт предпочтительно является этиленоксидным аддуктом или этиленоксид- и пропиленоксидным аддуктом, более предпочтительно этиленоксидным аддуктом.
В качестве доступных на коммерческих условиях поверхностно-активных веществ на спиртовой основе предлагаются в виде этиленоксидного аддукта лаурилового спирта продукты EMULGEN 108 (ГЛБ: 12,1, среднее число молей присоединенного соединения ЕО: 6), EMULGEN 109Р (ГЛБ: 13,6, среднее число молей присоединенного соединения ЕО: 8), EMULGEN 120 (ГЛБ: 15,3, среднее число молей присоединенного соединения ЕО: 13), EMULGEN 147 (ГЛБ: 16,3, среднее число молей присоединенного соединения ЕО: 17) и EMULGEN 150 (ГЛБ: 18,4, среднее число молей присоединенного соединения ЕО: 44), производства компании Kao Corporation. Вдобавок к этому, предлагаются, например, продукты EMULGEN 707 (этиленоксидный аддукт вторичного спирта, содержащего от 11 до 15 атомов углерода, ГЛБ: 12,1, среднее число молей присоединенного соединения ЕО: 6) и EMULGEN 220 (этиленоксидный аддукт линейного первичного спирта, содержащего от 16 до 18 атомов углерода, ГЛБ: 14,2, среднее число молей присоединенного соединения ЕО: 13), производства компании Kao Corporation.
С точки зрения смачиваемости подложки для печати примеры поверхностно-активного вещества на ацетиленгликолевой основе включают один или несколько типов ацетиленгликолей, выбираемых из 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диола, 3,6-диметил-4-октин-3,6-диола и 2,5-диметил-3-гексин-2,5-диола и этиленоксидных аддуктов данных ацетиленгликолей.
В качестве доступных на коммерческих условиях предлагаются, например: продукты Surfynol 104 (2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диол, среднее число молей присоединенного соединения ЕО: 0, ГЛБ: 3,0), Surfynol 104Е (50 %-ный разбавленный продукт, полученный из 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диола и этиленгликоля), Surfynol 104PG-50 (50 %-ный разбавленный продукт, полученный из 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диола и пропиленгликоля) и Surfynol 420 (ЕО-аддукт 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диола, характеризующийся средним числом молей присоединенного соединения ЕО 1,3, ГЛБ: 4,7), производства компаний Nissin Chemical Industry Co., Ltd. и Air Products & Chemicals, Inc.; и продукт ACETYLENOL E13T (среднее число молей присоединенного соединения ЕО 1,3, ГЛБ: 4,7), производства компании Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd..
Примеры поверхностно-активного вещества на силиконовой основе включают диметилполисилоксан, силикон, модифицированный простым полиэфиром, аминомодифицированный силикон, карбоксимодифицированный силикон, метилфенилполисилоксан, силикон, модифицированный жирной кислотой, силикон, модифицированный спиртом, силикон, модифицированный алифатическим спиртом, эпоксимодифицированный силикон, фтормодифицированный силикон, циклический силикон и алкилмодифицированный силикон. С точки зрения смачиваемости подложки для печати предпочтительным является силикон, модифицированный простым полиэфиром.
Примеры силикона, модифицированного простым полиэфиром, включают PEG-3-диметикон, PEG-9-диметикон, PEG-9PEG-9-диметикон, PEG-9-метилэфирдиметикон на основе простого эфира, PEG-10-диметикон, PEG-11-метилэфирдиметикон на основе простого эфира, PEG/PPG-20/22-бутилэфирдиметикон на основе простого эфира, PEG-32-метилэфирдиметикон на основе простого эфира, PEG-9-полидиметилсилоксиэтилдиметикон и лаурил-PEG-9-полидиметилсилоксиэтилдиметикон. Среди них в особенности предпочтительным является PEG-11-метилэфирдиметикон на основе простого эфира.
В качестве доступных на коммерческих условиях их продуктов предлагаются, например, продукты Silicone 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 подложки для печати содержание поверхностно-активного вещества в краске предпочтительно находится в диапазоне от 0,01 мас.% и более до 5,0 мас.% и менее, более предпочтительно от 0,1 мас.% и более до 2,0 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 0,2 мас.% и более до 1,0 мас.% и менее.
Доля, относимая на счет неионного поверхностно-активного вещества в общем количестве поверхностно-активных веществ, предпочтительно находится в диапазоне от 1/10 до 10/10, более предпочтительно от 5/10 до 10/10, еще более предпочтительно от 7/10 до 10/10, применительно к соотношению количество неионного поверхностно-активного вещества/общее количество поверхностно-активных веществ (массовое соотношение).
[Вода]
С точки зрения характеристик высыхания и уменьшения количества соединений ЛОС уровень содержания воды в краске предпочтительно находится в диапазоне от 50 мас.% и более до 70 мас.% и менее, более предпочтительно от 52 мас.% и более до 68 мас.% и менее, еще более предпочтительно от 55 мас.% и более до 65 мас.% и менее. Когда краска содержит компонент, отличный от пигмента, полимера, растворимого в воде органического растворителя, поверхностно-активного вещества и воды, другой компонент может содержаться, замещая часть содержания воды.
[Необязательные компоненты водной краски для глубокой печати]
В краску, кроме того, могут быть добавлены различные добавки, такие как регулятор значения рН, модификатор вязкости, противовспениватель, консервант и ингибитор коррозии.
[Глубокая печать]
Водная краска для глубокой печати настоящего изобретения в подходящем для использования случае может быть применена для печати при использовании формы глубокой печати. Глубокая печать представляет собой способ, включающий: подачу краски на поверхность цилиндра глубокой печати, имеющего ячейки, образованные на его поверхности, при одновременном вращении цилиндра глубокой печати; соскабливание краски при использовании ракели, зафиксированной в предварительно определенном положении, для того чтобы краска оставалась только в ячейках; введение непрерывно подаваемой печатной среды в прижимной контакт с цилиндром глубокой печати при использовании печатного барабана, имеющего поверхность, образованную каучуком для переноса только краски в ячейках цилиндра глубокой печати на подложку для печати, обеспечивая тем самым печать рисунка.
[Подложка для печати]
Примеры подложки для печати, используемой для печати в настоящем изобретении, включают: бумаги, такие как мелованная бумага, бумага для художественной печати, синтетическая бумага и обработанная бумага; и пленки смолы, такие как пленка сложного полиэфира, пленка полиэтилена, пленка полипропилена, пленка полистирола, винилхлоридная пленка и пленка найлона. С точки зрения увеличения плотности печати печатная среда предпочтительно представляет собой пленку смолы. С точки зрения пригодности для использования при последующей обработке печатная среда предпочтительно представляет собой пленку сложного полиэфира или пленку полипропилена. С точки зрения улучшения пригодности для использования при глубокой печати может быть использована пленка смолы, подвергнутая поверхностной обработке электрическим разрядом, такой как обработка коронным разрядом или плазменная обработка.
Примеры
Теперь настоящее изобретение будет описываться более конкретно при использовании примеров и тому подобного. В следующих далее примерах и тому подобном физические свойства измеряли при использовании следующих далее методов. Термины «часть (части)» и «%» обозначают «массовую часть (части)» и «мас.%», если только не будет указываться на другое.
(1) Измерение среднемассовой молекулярной массы полимера
При использовании жидкости, полученной в результате растворения в N,N-диметилформамиде фосфорной кислоты и бромида лития при концентрациях, соответственно, 60 ммоль/л и 50 ммоль/л, в качестве элюента измеряли молекулярную массу полимера, нерастворимого в воде, в результате осуществления метода гельпроникающей хроматографии [аппаратура GPA, производства компании Tosoh Corporation (HLA-8120GPA), колонки производства компании Tosoh Corporation (две колонки TSK-GEL, α-M), расход: 1 мл/мин]. В качестве эталонного вещества использовали монодисперсный полистирол, имеющий известную молекулярную массу.
(2) Измерение среднего диаметра частиц
Измерение проводили при использовании лазерной системы анализа гранулометрического состава частиц (производства компании Otsuka Electronics Co., Ltd., номер модели: ELS-8000, кумулянтный анализ). Использовали дисперсионную жидкость, разбавленную водой таким образом, чтобы концентрация измеряемых частиц составляла бы приблизительно 5 × 10- 3 мас.%. Условия измерения представляли собой температуру 25°С, угол между падающим светом и детектором 90° и число накоплений 100 раз, а в качестве показателя преломления растворителя дисперсии вводили показатель преломления (1,333) воды.
(3) Измерение кислотного числа
В аппаратуре для потенциометрического автоматического титрования (производства компании Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd., электрическая бюретка, номер модели: АРВ-610) полимер растворяют в растворителе для титрования, полученном в результате смешивания толуола и ацетона (2 + 1), и раствор титруют при использовании 0,1 н. раствора гидроксид калия/этанол, используя метод потенциометрического титрования. Точку перегиба на кривой титрования определяют как конечную точку титрования. Кислотное число рассчитывали, исходя из титра раствора гидроксида калия, требуемого для достижения конечной точки титрования.
Пример получения I (получение раствора нерастворимого в воде полимера а)
В реакционной емкости, снабженной двумя капельными воронками 1 и 2, размещали мономер, растворитель, инициатор полимеризации (2,2’-азобис(2,4-диметилвалеронитрил) (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., наименование продукта: V-65) и агент передачи кинетической цепи полимеризации (2-меркаптоэтанол) (производства компании Kishida Chemical Co., Ltd.), относящиеся к типам, продемонстрированным в столбце «первоначально загруженный мономерный раствор» из таблицы 1, и проводили смешивание с последующим продуванием газообразного азота. Таким образом, получали первоначально загруженный мономерный раствор.
После этого смешивали мономеры, растворитель, инициатор полимеризации и агент передачи кинетической цепи полимеризации, продемонстрированные в столбце «прикапываемый мономерный раствор 1» из таблицы 1 для получения прикапываемого мономерного раствора 1, который размещали в капельной воронке 1, с последующим продуванием газообразным азотом. В дополнение к этому, смешивали мономеры, растворитель, инициатор полимеризации и агент передачи кинетической цепи полимеризации, продемонстрированные в столбце «прикапываемый мономерный раствор 2» из таблицы 1 для получения прикапываемого мономерного раствора 2, который размещали в капельной воронке 2 с последующим продуванием газообразным азотом.
Макромономер в таблице 1 представляет собой 50 мас.% толуольный раствор продукта, доступного в компании Toagosei Co., Ltd. под наименованием продукта «AS-6S», который характеризуется среднечисленной молекулярной массой 6000. NK Ester TM-40G представляет собой наименование продукта метоксиполиэтиленгликольмонометакрилата производства компании Shin Nakamura Chemical Co., Ltd. (среднее число молей присоединенного этиленоксида = 4). BLEMMER PP1000 представляет собой наименование продукта полипропиленгликольмонометакрилата производства компании NOF Corporation (среднее число молей присоединенного пропиленоксида = 5, концевое положение: атом водорода). Инициатор полимеризации V-65 представляет собой наименование продукта 2,2’-азобис(2,4-диметилвалеронитрила) производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.. В дополнение к этому, в качестве метакриловой кислоты и стирола в таблице 1 использовали реагенты производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd..
В атмосфере азота первоначально загруженный мономерный раствор в реакционной емкости выдерживали при 77°С при одновременном перемешивании и в реакционную емкость в течение 3 часов медленно прикапывали прикапываемый мономерный раствор 1 в капельной воронке 1. После этого в реакционную емкость в течение 2 часов медленно прикапывали прикапываемый мономерный раствор 2 в капельной воронке 2. По завершении прикапывания смешанный раствор в реакционной емкости смешивали при 77°С в течение 0,5 часа.
После этого получали и добавляли в смешанный раствор раствор инициатора полимеризации в виде 1 части вышеупомянутого инициатора полимеризации (V-65), растворенного в 100 частях метилэтилкетона (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и получающийся в результате состав перемешивали при 77°С в течение 0,5 часа для проведения старения. Описанные выше получение и добавление раствора инициатора полимеризации и старение дополнительно проводили пять раз. После этого реакционный раствор в реакционной емкости выдерживали при 80°С в течение 1 часа и добавляли 429 частей метилэтилкетона в целях достижения концентрации твердого содержимого 38,0 %. Таким образом, получали раствор нерастворимого в воде полимера а. Нерастворимый в воде полимер а характеризовался среднемассовой молекулярной массой 62000 и кислотным числом 102.
Таблица 1
В таблице 1 количество каждого примешиваемого вещества в смеси выражают в массовых частях. Доля мономера в загрузке 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. В дополнение к этому, количества загрузки мономерных растворов в таблице 1 представляют собой значения в растворах.
Пример получения II (получение дисперсионной жидкости для частиц нерастворимого в воде полимера b)
В реакционной емкости при использовании капельной воронки размещали 0,5 г метакриловой кислоты, 14,5 г метилметакрилата (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 5,0 г 2-этилгексилакрилата (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), продукт LATEMUL E-118B (11,1 г полиоксиэтиленалкилэфирсульфата натрия на основе простого эфира, производства компании Kao Corporation, поверхностно-активное вещество), 0,2 г персульфата калия, исполняющего функцию инициатора полимеризации, (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и 282,8 г воды, подвергнутой ионообменной обработке, все перемешивали при 150 об./мин с последующим продуванием газообразным азотом. Таким образом, получали первоначально загруженный мономерный раствор.
В капельной воронке размещали прикапываемый мономерный раствор, полученный в результате смешивания 9,5 г метакриловой кислоты, 275,5 г метилметакрилата, 95,0 г 2-этилгексилакрилата, 35,1 г продукта LATEMUL E-118B, 0,6 г персульфата калия и 183,0 г воды, подвергнутой ионообменной обработке, при 150 об./мин, и проводили продувание газообразным азотом.
В атмосфере азота температуру первоначально загруженного мономерного раствора в реакционной емкости увеличивали от комнатной температуры до 80°С в течение 30 минут при одновременном перемешивании при 150 об./мин. При выдерживании температуры на уровне 80°С мономеры в капельной воронке медленно прикапывали в реакционную емкость в течение 3 часов. После завершения прикапывания при выдерживании температуры в реакционной емкости содержимое перемешивали в течение 1 часа и добавляли 204,7 части воды, подвергнутой ионообменной обработке. После этого получающийся в результате состав отфильтровывали через проволочную сетку из нержавеющей стали (200 меш) для получения дисперсионной жидкости для частиц нерастворимого в воде полимера b (концентрация твердого содержимого: 40 %, средний диаметр частиц: 100 нм, кислотное число: 16, Tg: 48°C).
Пример получения III (получение водной дисперсии А для частиц полимера, содержащего пигмент)
225,6 части раствора нерастворимого в воде полимера а (концентрация твердого содержимого: 38,0 %), полученного в примере получения I, смешивали с 72,6 частями метилэтилкетона (МЕК) для получения раствора нерастворимого в воде полимера а в МЕК. Раствор нерастворимого в воде полимера а в МЕК размещали в емкости, снабженной лопастной диспергирующей мешалкой и имеющей объем 2 л. Во время перемешивания раствора при 1400 об./мин добавляли 681,9 части воды, подвергнутой ионообменной обработке, 29,8 части 5 н. водного раствора гидроксида натрия (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и 2,3 части 25 %-ного водного раствора аммиака (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и степень нейтрализации при использовании гидроксида натрия и степень нейтрализации при использовании аммиака доводили, соответственно, до 78,8 % (моль.) и 21,2 % (моль.). Получающийся в результате состав перемешивали при 1400 об./мин в течение 15 минут при одновременном охлаждении в водяной бане при 0°С.
После этого добавляли 200 частей сажи (производства компании Cabot Japan K. K., наименование продукта: MONARCH 717) и смесь перемешивали при 6400 об./мин в течение 1 часа. Получающуюся в результате смесь пигмента подвергали воздействию 9-проходной диспергирующей обработки при давлении 150 МПа при использовании устройства Microfluidizer «М-110ЕН» (производства компании Microfluidics Corp.) для получения продукта диспергирующей обработки (характеризующегося концентрацией твердого содержимого 20 %).
600 частей продукта диспергирующей обработки, полученного на вышеупомянутой стадии, размещали в колбе сборника на 2 л и добавляли 200 частей воды, подвергнутой ионообменной обработке, (концентрация твердого содержимого: 15,0 %). Смесь выдерживали при давлении 0,09 МПа в течение 3 часов в теплой бане, доведенной до 32°С, при использовании роторного испарителя (N-1000S, производства компании Tokyo Rikakikai Co., Ltd.) при числе оборотов 50 об./мин для удаления, тем самым, органического растворителя. Кроме того, получающийся в результате состав концентрировали до концентрации твердого содержимого 25 % в результате доведения теплой бани до 62°С и уменьшения давления до 0,07 МПа.
Получающийся в результате концентрат размещали в центрифуге с угловым ротором на 500 мл и центрифугировали при 7000 об./мин в течение 20 минут при использовании высокоскоростной охлаждаемой центрифуги (himaa AR22G, производства компании Hitachi Koki Co., Ltd., предварительно заданная температура: 20°С). После этого участок жидкого слоя отфильтровывали через мембранный фильтр на 5 мкм (производства компании Sartorius, Minisart MAP-010XS).
К 400 частям фильтрата, полученного выше, (пигмент: 68,6 части, нерастворимый в воде полимер а: 29,4 части) добавляли 2,1 части продукта Denacol EX-321L (производства компании Nagase ChemteX Corporation, триметилолпропанполиглицидиловый простой эфир, эпоксидный эквивалент: 129) (что соответствует 25 моль. % по отношению к карбоновой кислоте, исполняющей функцию точки реакции сшивания, содержащейся в метакриловой кислоте в полимере) и 0,91 части продукта PROXEL LV(S) (производства компании Lonza Japan Ltd., противогрибковое средство, активный компонент: 20 %) и, кроме того, добавляли 51,94 части воды, подвергнутой ионообменной обработке, в целях достижения концентрации твердого содержимого 22,0 %. Получающийся в результате состав перемешивали при 70°С в течение 3 часов, а после этого отфильтровывали через мембранный фильтр на 5 мкм (производства компании Sartorius, Minisart MAP-010XS) для получения водной дисперсии А, содержащей 22 % частиц полимера, содержащего пигмент, (водная дисперсия пигмента; средний диаметр частиц: 105 нм).
Пример получения IV (получение водной дисперсии В для частиц полимера, содержащего пигмент)
Водную дисперсию В для частиц полимера, содержащего пигмент, (водная дисперсия пигмента; средний диаметр частиц: 100 нм) получали в соответствии со способом, описанным в примере получения III, за исключением замены сажи на медный фталоцианиновый пигмент (Pigment Blue 15:3, производства компании DIC Corporation, наименование продукта: FASTGEN BLUE TGR-SD).
Пример получения V (получение водной дисперсии C для частиц полимера, содержащего пигмент)
Водную дисперсию C для частиц полимера, содержащего пигмент, (водная дисперсия пигмента; средний диаметр частиц: 160 нм) получали в соответствии со способом получения, описанным в примере получения III, за исключением замены сажи на азо-пигмент (Pigment Red 150, производства компании Fuji Pigment Co., Ltd., наименование продукта: Fuji Fast Carmine 522-1D).
Пример получения VI (получение водной дисперсии D для частиц полимера, содержащего пигмент)
Водную дисперсию D для частиц полимера, содержащего пигмент, (водная дисперсия пигмента; средний диаметр частиц: 120 нм) получали в соответствии со способом, описанным в примере получения III, за исключением замены сажи на азо-пигмент (Pigment Yellow 74, производства компании Sanyo Color Works, Ltd., наименование продукта: Fast Yellow 7414).
Пример получения VII (получение водной дисперсии E для частиц полимера, диспергированного в пигменте)
85,7 части растворимого в воде полимера [производства компании BASF Japan Ltd., наименование продукта: Joncryl 690 (кислотное число: 240, среднемассовая молекулярная масса: 16500, Tg: 102°C)] на 100 % нейтрализовали в результате добавления сюда же 117,3 части воды, подвергнутой ионообменной обработке, и 22,5 части 25 %-ного водного раствора аммиака. Таким образом, получали раствор растворимого в воде полимера с.
Водную дисперсию Е для частиц полимера, диспергированного в пигменте, (водная дисперсия пигмента; средний диаметр частиц: 132 нм) получали в соответствии с той же самой методикой, что и методика из примера получения III, за исключением замены раствора нерастворимого в воде полимера а на раствор растворимого в воде полимера с, а нейтрализацию при использовании водного раствора гидроксида натрия и водного раствора аммиака не проводили.
<Получение водной краски для глубокой печати>
Пример производства 1 (Производство краски 1)
В целях получения композиции краски, продемонстрированной в таблице 2, в контейнер для производства к 79,3 части водной дисперсии А, описанной в примере получения III, (что соответствует концентрации пигмента в краске 12%, концентрация твердого содержимого: 22 %) добавляли 0,7 части нейтрализатора (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 1 н. раствор гидроксида натрия) и 5 частей водной дисперсионной жидкости b, описанной в примере получения II, (что соответствует концентрации полимера в краске 2 %, концентрация твердого содержимого: 40%) и смесь перемешивали при 150 об./мин. Кроме того, добавляли 11 частей диэтиленгликольмоноизобутилового простого эфира, 0,5 части поверхностно-активного вещества (производства компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., наименование продукта: KF-6011, PEG-11-метилэфирдиметикон на основе простого эфира) и 3,5 части воды, подвергнутой ионообменной обработке, и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут, а после этого отфильтровывали через проволочную сетку из нержавеющей стали (200 меш) для получения краски 1.
В таблице 2 количество каждого примешиваемого вещества в смеси выражают в массовых частях (части). Обозначения в таблице 2 представляют собой нижеследующее.
IPA: изопропиловый спирт (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 88°С)
PG: пропиленгликоль (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 188°С)
МG: этиленгликольмонометиловый простой эфир (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 125°С)
iPG: этиленгликольмоноизопропиловый простой эфир (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 142°С)
ВG: этиленгликольмонобутиловый простой эфир (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 171°С)
МDG: диэтиленгликольмонометиловый простой эфир (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 194°С)
iPDG: диэтиленгликольмоноизопропиловый простой эфир (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 207°С)
iBDG: диэтиленгликольмоноизобутиловый простой эфир (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 220°С)
BDG: диэтиленгликольмонобутиловый простой эфир (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 231°С)
BTG: триэтиленгликольмонобутиловый простой эфир (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., температура кипения: 271°С)
Пример производства 2 (Производство краски 2)
Краску 2 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 3 (Производство краски 3)
Краску 3 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 4 (Производство краски 4)
Краску 4 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 5 (Производство краски 5)
Краску 5 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 6 (Производство краски 6)
Краску 6 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 7 (Производство краски 7)
Краску 7 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 8 (Производство краски 8)
Краску 8 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 9 (Производство краски 9)
Краску 9 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 10 (Производство краски 10)
Краску 10 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 11 (Производство краски 11)
Краску 11 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением замены водной дисперсии А, описанной в примере получения III, на водную дисперсию В, описанную в примере получения IV, и внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 12 (Производство краски 12)
Краску 12 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением замены водной дисперсии А, описанной в примере получения III, на водную дисперсию С, описанную в примере получения V, и внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 13 (Производство краски 13)
Краску 13 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением замены водной дисперсии А, описанной в примере получения III, на водную дисперсию D, описанную в примере получения VI, и внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 14 (Производство краски 14)
Краску 14 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением замены водной дисперсии А, описанной в примере получения III, на водную дисперсию Е, описанную в примере получения VII, и внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 15 (Производство краски 15)
Краску 15 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 16 (Производство краски 16)
Краску 16 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 17 (Производство краски 17)
Краску 17 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
Пример производства 18 (Производство краски 18)
Краску 18 получали в соответствии со способом производства, описанным в примере производства 1, за исключением внесения изменений в целях достижения состава краски, продемонстрированного в таблице 2.
(Примеры от 1 до 14 и сравнительные примеры от 1 до 4)
<Испытание на печать>
При использовании каждой из красок из примеров производства от 1 до 14 (примеров от 1 до 14: красок от 1 до 14) и красок из примеров производства от 15 до 18 (сравнительных примеров от 1 до 4: красок от 15 до 18) проводили печать на подвергнутой обработке коронным разрядом пленке ОРР (ориентированный полипропилен) (производства компании Futamura Chemical Co., Ltd., FOR-AQ#20, ламинатный сорт). При печати печатали изображение, образованное полутоновыми растровыми точками, при использовании машины для глубокой печати (восьмикрасочная печатная машина, производства компании Orient Sogyo Co., Ltd., OSG-SDX Type VLS), имеющей установленный на ней формный валик (производства компании Think Laboratory Co., Ltd., система лазерного гравирования печатных форм, 250 строк глубокой печати, глубина ячейки глубокой печати: 5 мкм), в условиях печати (скорость печати: 30 м/мин, температура высыхания: 60°С).
<Метод оценки пригодности к печати самых светлых участков>
При использовании спектрофотометра (производства компании GretagMacbeth, наименование продукта: SpectroEye) в режиме измерения (DIN, Abs) измеряли относительную площадь полутоновой растровой точки для участка, отпечатанного при использовании 5 %-ной полутоновой растровой точки, и при использовании следующих далее критериев оценивали пригодность к печати самых светлых участков. В случае оценки в виде А или В какие-либо проблемы с практическим использованием будут отсутствовать. Результаты продемонстрированы в таблице 2.
А: Относительная площадь полутоновой растровой точки, составляющая 20 % и более и менее, чем 30 %
В: Относительная площадь полутоновой растровой точки, составляющая 10 % и более и менее, чем 20 %
С: Относительная площадь полутоновой растровой точки, составляющая 0 % и более и менее, чем 10 %
<Метод оценки для испытания на высыхание>
Использовали каждую из красок из примеров производства от 1 до 14 (примеров от 1 до 14: красок от 1 до 14) и красок из примеров производства от 15 до 18 (сравнительных примеров от 1 до 4: красок от 15 до 18), которые наносили на подвергнутую обработке коронным разрядом поверхность пленки ОРР при использовании проволочной планки (производства компании Dai-ichi Rika Co., Ltd., No. 2) с последующим высыханием в сушилке, выставленной на 60°С, (производства компании Yamato Scientific Co., Ltd., Drying Oven DVS402) в течение 1 минуты. После этого поверхность печати терли пальцем и оценивали характеристики высыхания исходя из отсутствия или наличия переноса краски на палец при использовании следующих далее критериев. В случае оценки в виде ○ какие-либо проблемы с практическим использованием будут отсутствовать. Результаты продемонстрированы в таблице 2.
○: отсутствие какого-либо переноса краски
×: наличие переноса краски
Как это с очевидностью следует из таблицы 2, для красок из примеров от 1 до 14, в каждой из которых уровень содержания растворимого в воде органического растворителя, имеющего температуру кипения в диапазоне от 100°С и более до 260°С и менее, находится в диапазоне от 10 мас.% и более до 35 мас.% и менее, а уровень содержания воды находится в диапазоне от 50 мас.% и более до 70 мас.% и менее, каждая из них исполняет функцию краски, характеризующейся высокой относительной площадью 5 %-ной полутоновой растровой точки, то есть, характеризующейся превосходной пригодностью к печати самых светлых участков, а также демонстрирующей превосходные характеристики высыхания.
Между тем, в сравнительном примере 1, в котором температура кипения растворимого в воде органического растворителя составляет менее, чем 100°С, характеристики высыхания являются превосходными, но относительная площадь 5 %-ной полутоновой растровой точки является низкой, то есть, пригодность к печати самых светлых участков является неудовлетворительной. В сравнительном примере 2, в котором уровень содержания растворимого в воде органического растворителя составляет менее, чем 10 мас.%, характеристики высыхания являются превосходными, но относительная площадь 5 %-ной полутоновой растровой точки является низкой, то есть, пригодность к печати самых светлых участков является неудовлетворительной. В сравнительном примере 3, в котором уровень содержания растворимого в воде органического растворителя составляет более, чем 35 мас.%, относительная площадь 5 %-ной полутоновой растровой точки является высокой, то есть, пригодность к печати самых светлых участков является превосходной, но характеристики высыхания являются неудовлетворительными. В сравнительном примере 4, в котором температура кипения растворимого в воде органического растворителя составляет более, чем 260°С, относительная площадь 5 %-ной полутоновой растровой точки является высокой, то есть, пригодность к печати самых светлых участков является превосходной, но характеристики высыхания являются неудовлетворительными.
Изобретение относится к водной краске для глубокой печати. Краска содержит пигмент, полимер, растворимый в воде органический растворитель с температурой кипения от 100 до 260°С, поверхностно-активное вещество и воду. Уровень содержания в краске указанного растворителя составляет от 10 до 35 мас.%, воды - от 50 до 70 мас.%. Полимер может представлять нерастворимый в воде полимер, содержащий пигмент. Предложенная краска является экологически безопасной, обеспечивает печать при высоком разрешении вследствие своей превосходной пригодности к печати самых светлых участков и демонстрирует превосходные характеристики высыхания. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 18 пр.
1. Водная краска для глубокой печати, содержащая:
пигмент;
полимер;
растворимый в воде органический растворитель;
поверхностно-активное вещество; и
воду,
где растворимый в воде органический растворитель содержит гликолевый простой эфир, имеет температуру кипения в диапазоне от 100°С и более до 260°С и менее,
причем уровень содержания растворимого в воде органического растворителя в водной краске для глубокой печати находится в диапазоне от 10 мас.% и более до 35 мас.% и менее, и
уровень содержания воды в водной краске для глубокой печати находится в диапазоне от 50 мас.% и более до 70 мас.% и менее.
2. Водная краска для глубокой печати по п. 1, где растворимый в воде органический растворитель дополнительно содержит гликоль.
3. Водная краска для глубокой печати по п. 1 или 2, где полимер в водной краске для глубокой печати включает нерастворимые в воде полимеры.
4. Водная краска для глубокой печати по п. 1 или 2, где полимер в водной краске для глубокой печати включает нерастворимые в воде полимеры, содержащие пигмент.
5. Водная краска для глубокой печати по любому из пп. 1-4, где поверхностно-активное вещество в водной краске для глубокой печати включает неионное поверхностно-активное вещество.
| JP 2011046874 A, 10.03.2011 | |||
| JP 2005097597 A, 14.04.2005 | |||
| JP S6198777 A, 17.05.1986 | |||
| JP 2013142150 A, 22.07.2013 | |||
| Станок для сверления шпал | 1982 |
|
SU1046089A1 |
| СОСТАВ КРАСКИ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ ОПТИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМЫЕ ПИГМЕНТЫ, ПРИМЕНЕНИЕ ТАКОГО СОСТАВА, ОПТИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМЫЙ ПИГМЕНТ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТАКОГО ПИГМЕНТА | 2002 |
|
RU2309852C2 |
