用於膠印油墨的含水顏料膏及其製造方法和應用的製作方法
2023-08-10 22:27:11
專利名稱：用於膠印油墨的含水顏料膏及其製造方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及可用作膠印油墨的含水的單偶氮色澱顏料膏及其製造方法和使用該顏料膏的膠印油墨。更具體地說，涉及在擠水適應性、流動性、鮮明性、光澤、無青銅色方面得到改善了的含水的單偶氮色澱顏料膏及其製造方法和使用該顏料膏的膠印油墨。
背景技術：
以具有可溶性基團的芳香族胺為重氮成分、以β-羥基萘甲酸、β-萘酚等為偶合劑成分偶合而成的單偶氮色澱顏料被廣泛地應用於印刷油墨、塗料、塑料的著色等各種用途。為使這些單偶氮色澱顏料的色調透明和鮮明，並提高其分散性，往往對其進行松香處理。該松香處理是一種通常在偶合劑成分中或染料中添加松香的鹼金屬鹽溶液(即松香皂)，然後添加氯化鈣等色澱用金屬鹽，使松香作為不溶性松香色澱金屬鹽析出在顏料表面上的方法。
上述松香處理可使顏料粒子細小化，並可提高其透明性和鮮明性。而且松香覆蓋在顏料上，可阻止顏料凝集，提高其分散性。但現有的處理方法尚不能說充分發揮了該效果。尤其是膠印用顏料，為提高其分散性，需使用大量松香。而松香的大量使用會產生由流動性下降或耐水性不良引起的印刷適應性下降等眾多弊端。此外，若減少松香的使用量，會產生透明性、鮮明性下降、青銅色增大、擠水適應性下降等弊端。
因而，需要開發一種松香的使用量少且可高效率地覆蓋顏料的表面處理技術並由此開發一種在擠水適應性、流動性、鮮明性、光澤和無青銅色方面得到改善了的單偶氮色澱顏料。
因此，本發明的目的在於提供一種含水的單偶氮色澱顏料膏及其製造方法和膠印油墨，所述含水的單偶氮色澱顏料膏由於使用少量松香，擠水時間得到縮短，排水的著色少，具有優異的流動性、鮮明性和光澤，無青銅色且具有優異的膠印適應性。發明的公開本發明提供一種用於膠印油墨的含水顏料膏，該含水顏料膏由具有可溶性基團的芳香族胺的重氮鹽和偶合劑成分偶合而成的偶氮染料的色澱顏料、相當於該偶氮染料的3-15重量％的松香、相當於該偶氮染料的1-20重量％的膠印油墨用載色體和相當於整個組合物的60-90重量％的水組成。
本發明還提供一種用於膠印油墨的含水顏料膏的製造方法，該方法包括以下工序將具有可溶性基團的芳香族胺的重氮鹽和偶合劑成分偶合得到偶氮染料的工序、使所得偶氮染料在松香的存在下色澱得到單偶氮顏料料漿的工序、往所得單偶氮顏料料漿中添加膠印油墨用載色體的工序、濃縮在前面工序中得到的單偶氮顏料料漿製成用於膠印油墨的含水顏料膏的工序。
此外，本發明還提供一種通過用膠印油墨用載色體將上述膠印油墨用的含水顏料膏擠水而得到的膠印油墨以及該膠印油墨的製造方法。實施本發明的最佳方式在本發明中，單偶氮色澱顏料是指將偶氮成分和偶合劑成分偶合而成的染料色澱化而得的顏料，所述偶氮成分系將具有可溶性基團的芳香族胺重氮化而成。
在本發明中，具有可溶性基團的芳香族胺的例子如下所示。1-氨基-4-甲基苯-2-磺酸(p-甲苯胺-m-磺酸)、1-氨基-4-甲基-5-氯苯-2-磺酸、1-氨基-4-氯-5-甲基苯-2-磺酸、1-氨基-4-甲基苯-3-磺酸、2-氨基萘-1-磺酸、1-氨基-3-甲基苯-4-磺酸等。
偶合劑的代表性例子是β-羥基萘甲酸，也可以是β-萘酚、N-乙醯乙醯苯胺。此外，也可以是上述偶合劑成分的衍生物如被低級烷基、烷氧基或滷原子取代的化合物。
在本發明中，單偶氮色澱顏料可按迄今公知的單偶氮色澱顏料的製造方法進行製造。即，可按常法將具有可溶性基團的芳香族胺重氮化，另按常法製備上述偶合劑成分，將兩者用常法偶合後，使用顏料色澱化用的金屬將所得染料色澱化。此外，也可預先往重氮成分中加入顏料色澱化用的金屬加以偶合。顏料色澱化用的金屬的例子包括鈣、鋇、鍶、錳等。
將松香製成鈉鹽、鉀鹽、銨鹽等可溶性鹽，加至染料或偶合劑成分等中，使之存在於色澱化的過程中。
本發明的含水顏料膏的特徵在於，色澱化的顏料料漿中摻入了膠印油墨用載色體。最好將由油墨用樹脂和溶劑等組成的常用的膠印油墨用載色體再用溶劑稀釋後摻入。
油墨用的樹脂的例子包括松香改性酚醛樹脂、醇酸樹脂等。其中，優選松香改性酚醛樹脂。本發明中使用的膠印油墨用載色體是由20-50重量％的樹脂如松香改性酚醛樹脂、0-30重量％的植物油如亞麻子油、桐油、大豆油、10-60重量％的溶劑如正鏈烷、異鏈烷、芳族溶劑、環烷、α-烯烴等組成。所用溶劑的沸點最好在約270-320℃的範圍內。
松香改性酚醛樹脂的例子如下所示。
(a)將p-烷基酚、仲甲醛和松香溶解在甲苯中，在酸或鹼催化劑的存在下反應後，用多元醇酯化後所得的松香改性酚醛樹脂。p-烷基酚的例子有p-辛基酚、p-壬基酚等。多元醇的例子有甘油、季戊四醇等。
(b)將松香在200℃熔融後加入酚醛樹脂A進行反應，然後用甘油酯化後所得的松香改性酚醛樹脂。
(c)往松香的甘油酯中加入酚醛樹脂A進行反應後所得的松香改性酚醛樹脂。
(d)將松香改性醇酸樹脂和酚醛樹脂反應後所得的松香改性酚醛樹脂。
可稀釋膠印油墨用載色體的溶劑有0號溶劑、5號溶劑、7號溶劑等(日本石油株式會社產品)。這些溶劑是通常用於膠印油墨用載色體的溶劑。
在用於膠印油墨的含水顏料膏中膠印油墨用載色體的摻入量相當於偶氮染料的1-20重量％，最好為5-15重量％。若膠印油墨用載色體的摻入量小於上述下限，則含水顏料膏的擠水適應性變差，由此，膠印油墨的流動性和鮮明性也變得不良。而若超過上述上限，所得含水顏料膏粘連，處理性能變差。
此外，松香的摻入量相當於偶氮染料的3-15重量％，最好為6-12重量％。若小於上述下限，則顏料色澱化時顏料粒子結晶成長，粒子變大，顏料濃度下降。而若超過上述上限，則膠印時油墨對由潤溼水引起的乳化的適應性下降。即，印刷適應性下降。
膠印油墨用含水顏料膏的含水率調節在60-90重量％。
最好以下述方法將膠印油墨用載色體添加至色澱顏料中。將膠印油墨用載色體在10-50℃的溫度範圍通過攪拌溶解或分散在膠印油墨用溶劑中，再將該溶液或懸浮液在10-90℃的溫度範圍加至色澱化後的顏料料漿中。膠印油墨用載色體最好用膠印油墨用溶劑稀釋後使用。更具體地說，將亞麻子油20重量份、5號溶劑(日本石油株式會社膠印油墨用溶劑)30重量份加至Tamanol 361(日本荒川化學工業株式會社產品松香改性酚醛樹脂) 50重量份中，然後在200℃加熱溶解，將所得載色體懸浮在作為膠印油墨用溶劑的5號溶劑(日本石油株式會社產品)中。接著，將該懸浮液添加在色澱化後的顏料料漿中，通過過濾等手段凝縮顏料。
稀釋膠印油墨用載色體時的溶劑使用量相當於偶氮染料(以下也稱色素)的1-20重量％，最好為5-15重量％，相當於膠印油墨用載色體的1-300重量％，最好為50-200重量％。用溶劑稀釋載色體是為了提高膠印油墨用載色體的流動性，使其與顏料料漿的接觸變得容易。稀釋用的溶劑可以與膠印油墨用載色體中使用的溶劑相同或不同。
用上述方法製得的膠印油墨用含水顏料膏通過擠水法被製成膠印油墨用油墨。即，將膠印油墨用含水顏料膏加至膠印油墨用載色體中進行擠水。膠印油墨用載色體的例子如下所示。
由20-50重量％的樹脂如松香改性酚醛樹脂、石油樹脂、醇酸樹脂或它們的幹性油改性樹脂、0-30重量％的植物油如亞麻子油、桐油、大豆油、10-60重量％的溶劑如正鏈烷、異鏈烷、芳族溶劑、環烷、α-烯烴組成的載色體。此外，加入其他油墨溶劑、乾燥劑、流平改良劑、各種公知的油墨用添加劑等製成膠印用油墨組合物。
下面，結合實施例對本發明作更詳細的說明。若未特別指出，實施例中，份表示重量份，％表示重量％。實施例1將1-氨基-4-甲基苯-2-磺酸90.6份、1-氨基-4-甲基苯-3-磺酸2.9份、2-氨基萘-1-磺酸1.8份溶解在由水1500份和氫氧化鈉20份組成的溶液中。往該混合液中加入35％鹽酸124份進行酸析後，再加入冰1000份，將混合物冷卻至0℃。然後加入由水100份和亞硝酸鈉35份組成的溶液，在3℃以下攪拌30分鐘，得到重氮成分。
將β-羥基萘甲酸溶解在由水3000份和氫氧化鈉51份組成的溶液中，然後冷卻至15℃作為偶合劑成分。用20分鐘時間將重氮成分滴加至偶合劑成分中，進行偶合反應，攪拌混合液30分鐘，得到偶氮染料。然後，加入25％松香皂84.8份(樹脂固含量相當於染料的10％)，用1％氫氧化鈉調至pH11.5。往該混合物中加入35％氯化鈣水溶液300份，連續攪拌1小時，使色澱化反應完全。然後，用20分鐘時間往該色澱化後的顏料料漿中加入通過在20℃攪拌、分散膠印油墨用載色體21.2份(相當於色素的10％)和5號溶劑21.2份(相當於色素的10％)而製成的溶液，而色素膠印油墨用載色體是由50份Tamanol361、20份亞麻子油和30份5號溶劑在200℃合成而來的。這時的混合物的pH為11.0。將該混合物加熱至70℃，過濾、水洗，得到顏料含量佔254份的含水膏狀的單偶氮色澱顏料(顏料含量為27.5％，水分含量為72.5％)。顏料含量中，色素為212份，松香為21.2份(相當於色素的10％)，載色體為21.2份(相當於色素的10％)。比較例1除不往實施例1的色澱化後的顏料料漿中添加膠印油墨用載色體、膠印油墨用溶劑的懸浮液外，其餘按與上述同樣的方法進行操作。即，將色澱化後的顏料料漿在70℃加熱後，過濾、水洗，得到含水膏狀的單偶氮色澱顏料(顏料含量為27.0％，水分含量為73.0％)。比較例2除在比較例1中，將加至偶氮染料中的25％松香皂由84.8份改為169.6份(相當於色素的20％)外，其餘按與比較例1同樣的方法進行操作，得到含水膏狀的單偶氮色澱顏料(顏料含量為27.0％，水分含量為73.0％)。膠印油墨試驗用由實施例1和比較例1、2所得的顏料進行膠印油墨試驗。往Tamanol361(荒川化學株式會社生產的松香改性酚醛樹脂)50份中加入亞麻子油20份、5號溶劑(日本石油株式會社生產的油墨溶劑)30份，在200℃加熱進行溶解。往該載色體98份中加入辛酸鋁2份，製成膠印油墨用載色體，以進行下述試驗。(擠水適應性)將膠印油墨用載色體200g置入容量為1升的擠水試驗裝置中，調節至60℃後，加入顏料含量為106g的含水顏料膏，進行攪拌。比較例1的顏料在16分鐘內、比較例2的顏料在14分鐘內擠水完畢，而實施例1的顏料則在11分鐘內擠水完畢。此外，擠水產生的排水的著色度以實施例1的顏料為最小，其他則較大。這表明，通過用膠印油墨用載色體進行處理後，顏料對載色體的溼潤性得到提高。排水後，加入膠印油墨用載色體84g，在110℃、70mmHg減壓加熱攪拌1小時，除去油墨中的水分和顏料中的結晶水。冷卻後，加入膠印油墨用載色體110.5份、油墨溶劑78.5g(5號溶劑)。將該混合物用三輥研磨機進行捏合和分散，然後加入膠印油墨用載色體和油墨溶劑(5號溶劑)共45g，將所得油墨的粘合性調節至7.0。(流動性)用擴展測定儀以60秒值(半徑)將流動性數值化。比較例1的顏料為19.2，比較例2的顏料為18.4，而實施例1的顏料為19.8，其流動性良好。(鮮明性)將各深色油墨0.2g與白色油墨(將氧化鈦分散在上述載色體中而成)5.0g混合，製成淺色油墨。用彩度儀(日本電色株式會社生產的∑80)測定彩度，比較它們的孟塞爾C值，比較例1為12.12，比較例2為12.55，而實施例1為12.32。比較例1和實施例1的比較結果表明，在松香使用量相同的情況下，仍可以通過載色體處理來提高油墨的鮮明性。(膠印適應性試驗)製備含有將油墨乳化在水中而成的水溶性成分的油墨提取水，測定表面張力。比較例1的顏料為61.5達因/cm，比較例2的顏料則下降至56.7達因/cm，而實施例1的顏料為61.5達因/cm，與比較例1無差異，由此推斷用膠印油墨用載色體處理色澱顏料對膠印適應性無不良影響。(光澤度試驗和目測青銅色)將飽和色油墨展色在銅版紙上，用RI測試器(日本Suga試驗機株式會社產品60°光澤)測定它們的光澤，比較例1為74.5％，比較例2為72.9％，而實施例1最高，為78.3％。此外，目測結果表明，實施例1的顏料的青銅色最少。
工業上應用的可能性根據本發明，通過將松香使用量減至最低必要限度的新穎的表面處理方法，可提高含水的單偶氮色澱顏料膏對膠印油墨用載色體的溼潤性、擠水適應性、流動性、鮮明性、光澤和無青銅色性，本發明還提供該顏料膏的製造方法以及使用該顏料膏的膠印油墨。
權利要求
1.用於膠印油墨的含水顏料膏，由具有可溶性基團的芳香族胺的重氮鹽和偶合劑成分偶合而成的偶氮染料的色澱顏料、相當於該偶氮染料的3-15重量％的松香、相當於該偶氮染料的1-20重量％的膠印油墨用載色體和60-90重量％的水組成，其中所述色澱顏料、松香和載色體之和為10-40重量％。
2.如權利要求1所述的用於膠印油墨的含水顏料膏，其特徵在於，所述膠印油墨用載色體含有20-50重量％的樹脂、0-30重量％的植物油和10-60重量％的溶劑。
3.如權利要求2所述的用於膠印油墨的含水顏料膏，其特徵在於，所述樹脂是選自松香改性酚醛樹脂、醇酸樹脂、石油樹脂和它們的幹性油改性樹脂中的至少一種。
4.如權利要求2所述的用於膠印油墨的含水顏料膏，其特徵在於，所述植物油是選自亞麻子油、桐油和大豆油中的至少一種。
5.如權利要求2所述的用於膠印油墨的含水顏料膏，其特徵在於，所述溶劑是選自正鏈烷、異鏈烷、芳族溶劑、環烷和α-烯烴中的至少一種。
6.用於膠印油墨的含水顏料膏的製造方法，該方法包括將具有可溶性基團的芳香族胺的重氮鹽和偶合劑成分偶合得到偶氮染料的工序、使所得偶氮染料在松香的存在下色澱得到單偶氮顏料料漿的工序、往所得單偶氮顏料料漿中添加膠印油墨用載色體的工序、濃縮在前面工序中得到的單偶氮顏料料漿製成用於膠印油墨的含水顏料膏的工序。
7.如權利要求6所述的用於膠印油墨的含水顏料膏的製造方法，其特徵在於，所述膠印油墨用載色體進一步用溶劑稀釋過。
8.如權利要求6所述的用於膠印油墨的含水顏料膏的製造方法，其特徵在於，所述單偶氮色澱顏料的濃縮通過過濾進行。
9.膠印油墨，其特徵在於，用膠印油墨用載色體將權利要求1所述的用於膠印油墨的含水顏料膏擠水而得到。
全文摘要
本發明涉及適合用擠水法製造膠印油墨的膠印油墨用含水顏料膏及其製造方法和由擠水法得到的膠印油墨。該膠印油墨用含水顏料膏由具有可溶性基團的芳香族胺的重氮鹽和偶合劑成分偶合而成的偶氮染料的色澱顏料、相當於該偶氮染料的3-15重量％的松香、相當於該偶氮染料的1-20重量％的膠印油墨用載色體和60-90重量％的水組成，其中色澱顏料、松香和載色體之和為10-40重量％。
文檔編號C09B67/20GK1158631SQ9519532
公開日1997年9月3日 申請日期1995年6月28日 優先權日1995年6月28日
發明者巢鴨等, 仁科博喜, 間清二 申請人:東洋油墨製造株式會社