染料组合物以及包含该组合物的印刷油墨 【技术领域】
本发明涉及一种改良流动性的染料组合物，该组合物用于包含作为着色剂的有机染料的印刷油墨。进一步，本发明涉及一种可通过在用于印刷油墨的树脂存在的情况下，干磨有机染料得到的染料组合物。其特征在于所述树脂是由用于印刷油墨的合成树脂和从天然沥青中提取出来且软化点为120到125℃的脂肪族烃树脂组成的，其中每100重量份的有机染料需要合成树脂10到80重量份，脂肪族烃树脂0.1到5重量份。
背景技术
众所周知，在清漆组分中加入天然产品的沥青，以改善印刷油墨的可印刷性，例如可分散性或流动性(JP-A-07-176012和JP-A-10-279872)。由于沥青本身是黑色的，以至于它可以单独用于碳黑色的油墨。沥青会削弱彩色油墨的清晰度，所以，如果将沥青用于彩色油墨，其加入的量一定要限制到极少。在上述的限定下，对于改良流动性的效果等等，作用是非常小地，所以，实际上沥青至今不用于彩色油墨。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种流动性非常好，实际上也不会由于增加沥青流动性改良的效果而使色度，例如清晰度变差的染料组合物，其中的沥青原本限制为只能用于含有碳黑的油墨。
根据本发明，提供了一种可通过在用于印刷油墨的树脂存在的情况下，干磨有机染料得到的染料组合物，所述树脂是由用于印刷油墨的合成树脂和从天然沥青中提取出来且软化点为120到125℃的脂肪族烃树脂组成的，其中每100重量份的有机染料需要合成树脂10到80重量份，脂肪族烃树脂0.1到5重量份。
根据本发明，进一步提供了染料组合物的制作过程，包括：在10到80重量份用于印刷油墨的合成树脂和0.1到5重量份从天然沥青中提取出来且软化点为120到125℃的脂肪族烃树脂存在的情况下，干磨100重量份的有机染料。
根据本发明，更进一步提供了上述包含作为着色剂的树脂组合物的印刷油墨。
【具体实施方式】
通过几乎同时干磨至少以下三种成分得到本发明的染料组合物：有机染料，用于印刷油墨的合成树脂和从沥青中提取的且软化点为120到125℃的脂肪族烃树脂。
干磨过程可导致细微调节染料的粒子直径，并对染料和上述树脂进行均匀地表面处理。由此推测，上述的干磨过程产生了本发明的一个特征：只要很少量从沥青中提取的树脂就能达到效果。
在干磨过程中，只要所述三种成分中同时包括干磨这个步骤，那么就可以采用逐个加入上述三种成分的方法。
干磨装置可以选自干式磨碎机、球磨机、震动球磨机等等。这些干磨装置中的每一种都有自己的合理介质数量、材料数量和研磨时间。颜色的发展随着染料研磨时间的增加而增加，然而，当研磨后的染料组合物用于制备油墨时，需要根据确定的油墨条件决定研磨时间。过度的研磨会导致油墨的可分散性退化和流动性减弱。
典型地，研磨的温度是从室温到170℃，优选为从40℃到100℃。至于决定优选温度的因素，其中一个是使用的树脂的软化点，另一个是，例如，在研磨过程中晶体转化的铜酞菁染料的晶体转化性质。在接近树脂软化点的温度下，由于树脂的软化，在研磨机中树脂熔融的发生会导致生产中的问题。但是，在某些情况中，依赖于使用的树脂数量，即使当树脂变软时，生产中也没有问题出现。进一步说，当有机染料为铜酞菁染料时，通过研磨产生α型晶体，然而，由于加热同时促进了稳定的β型晶体的转化。优选高温下的干磨以获得大量β型晶体存在的染料组合物，该β型晶体通常使用于印刷油墨。
本发明使用的有机染料可以选自通常用于印刷油墨的有机染料，例如偶氮染料，酞菁染料和熔融的多环染料。尤其是，精确地就色度来说，本发明在酞菁染料或偶氮黄染料上的效果是非常高的。
本发明使用的用于印刷油墨的合成树脂包括松香改性苯酚树脂、松香改性的马来酸树脂、醇酸树脂、石油树脂等等。其中松香改性苯酚树脂优选使用。这些树脂可以单独使用，也可以结合使用。当使用染料组合物制备油墨的时候，这些树脂增加染料进入清漆的可分散性。选定合成树脂要考虑到与其相关的将要得到的印刷油墨的物理性质，即使用的清漆的相容性或溶解时的粘性。
每100重量份的有机染料需要用于印刷油墨的合成树脂10到80重量份，优选地，20到60重量份。当合成树脂数量太少时，染料在清漆中的可分散性减弱。某些情况中，当数量太多时，每份有机染料的生产率减少，或加入清漆中的染料组合物的通用性减少。
从沥青中提取出来且软化点为120到125℃的脂肪族烃树脂是一种从沥青中，即自然沥青中提取出来的，并且实际上不包括芳烃、灰分含量和轻馏分的树脂。上述脂肪族烃树脂不存在沥青的传统问题，例如：粘度的不稳定性、由于凝聚产生的有害影响、或是刺激气味。进一步，上述脂肪族烃树脂在非芳烃石油溶剂和植物油中有很好的溶解性。
通常，作为一个烃类树脂，众所周知的有通过石油类原材料，例如聚乙烯和聚丙烯合成的脂肪族烃树脂；通过焦油类原材料，如苯乙烯和苯并呋喃茚树脂合成的芳烃树脂；脂肪族化合物，例如萜烃树脂和通过使含有5或5个以上碳原子的烯烃的一部分发生共聚得到的石油类树脂。然而，这些合成树脂并不能给予从本发明中得到的流动性的改良效果。
每100重量份有机染料需要从沥青中提取出来且软化点为120到125℃的脂肪族烃树脂0.1到5重量份，优选地，0.2到3重量份。当脂肪族烃的量增加的时候，改善流动性的效果增加，然而色度易于变差。这一点与将沥青加入到清漆的传统的方法有相同的趋势。但是，本发明组合物的特征在于只从沥青中提取极少量的脂肪族烃树脂就能够产生流动性改良的效果。对于加入树脂的数量并不加以限制，因此应该考虑到所希望的流动性和色度之间的平衡来决定加入量。
干磨过程中或之后，在本发明的染料组合物中可以加入非常少量的可加入到印刷油墨的添加剂，例如抗氧化剂或各种调节剂和溶剂。
本发明的效果
本发明的染料组合物能够提供一种流动性非常好，而且尽管使用了沥青类的树脂，实际上没有使彩色油墨的色度不清晰的印刷油墨。
本发明的染料组合物可用于包含着色剂的组合物，该组合物需要在初始阶段和随着时间的消逝中显示流动性、可分散性、着色力和清晰色度。
实施例
在下文中，通过实施例和对比实施例将进一步解释本发明。如下进行流动性的评估。测量装置有一个半球形墨水壶(大约2毫升)的完整结构和一个流动板。流动板的倾斜角度可从水平到垂直随意调节。在测量中，首先，将流动板调节至水平位置，使墨水壶完全充满需要评估的捏合好的油墨，在25℃放置1小时，然后将流动板倾斜至垂直。流动性好的油墨将会随着时间从墨水壶中滴下。流动性非常差的油墨会停留在墨水壶中，而且不会滴下。在将流动板倾斜至垂直10分钟之后，测量油墨下滴的长度。油墨下滴的长度越长，认为流动性越好。
干磨过程使用罐容量为0.75升的磨碎机。将2公斤3/8英寸的不锈钢珠填满磨碎机。研磨的旋转速度为360rpm。干磨过程是通过循环70℃-热介质完成的。
由美国沥青(American Gilsonite)提供的ER-125RESIN(下文中的“ER125”)用作从沥青中提取出来的且软化点为120到125℃的脂肪族烃树脂。进一步，下文中的“份”就是“重量份”。
实施例1
在磨碎机中装入70g天然铜酞菁染料、34.3g松香改性苯酚树脂(Tamanol 366，由荒川化学工业有限公司(Arakawa Chemical Industries，Ltd.)提供)和0.7gER125，并且干磨混合物45分钟，得到染料组合物。将23.85份的染料组合物和41.15份的用于胶印机油墨的底漆在130℃下搅拌1小时。然后，用三辊研磨机将搅拌后的混合物捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向65份底墨中加入27份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为9.0。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为10.3cm。粘着性是在30℃，辊转速保持400rpm和油墨容量为1.3毫升下，使用由日本东洋精机株式会社提供的油墨粘度计测量的。
对比实施例1
在磨碎机中装入70g天然铜酞菁染料和35g松香改性苯酚树脂(Tamanol 366，由荒川化学工业有限公司提供)，并且干磨混合物45分钟，得到染料组合物。将23.85份的染料组合物和41.15份的用于胶印机油墨的底漆在130℃下搅拌1小时。然后，用三辊研磨机将搅拌后的混合物捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向65份底墨中加入27份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为9.0。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为3.3cm。
对比实施例2
首先，将ER125溶于非芳烃石油溶液以获得含有50％ER125的清漆。将对比实施例1中得到的23.85份的染料组合物、40.832份的用于胶印机油墨的底漆和0.318份的上述清漆在130℃下搅拌1小时。然后，将搅拌后的混合物通过三辊研磨机捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向65份底墨中加入27份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为9.0。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为5.4cm。作为最后产品的油墨中ER125的含量和实施例1中的一样。
实施例2
在磨碎机中装入70g天然铜酞菁染料、42.0g松香改性苯酚树脂(Tamanol 366，由荒川化学工业有限公司提供)和3.5gER125，并且干磨混合物45分钟，得到染料组合物。将20.625份的染料组合物和37.875份的用于印刷报刊的油墨的的底漆在130℃下搅拌1小时。然后，用三辊研磨机将搅拌后的混合物捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向58.5份底墨中加入33.5份用于印刷报刊的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为3.9。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为8.7cm。
对比实施例3
在磨碎机中装入70g天然铜酞菁染料、45.5g松香改性苯酚树脂(Tamanol 366，由荒川化学工业有限公司提供)，并且干磨混合物45分钟，得到染料组合物。将20.625份的染料组合物和用于用于印刷报刊的油墨的37.875份的清漆在130℃下搅拌1小时。然后，用三辊研磨机将搅拌后的混合物捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向58.5份底墨中加入33.5份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为3.9。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为0.0cm。
实施例3
在磨碎机中装入70g天然铜酞菁染料、14.0g松香改性苯酚树脂(Tamanol 366，由荒川化学工业有限公司提供)和0.14gER125，并且干磨混合物45分钟，得到染料组合物。将18.631份的染料组合物和47.669份的用于自动送纸印刷油墨的底漆在130℃下搅拌1小时。然后，用三辊研磨机将搅拌后的混合物捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向66.3份底墨中加入25.7份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为6.0。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为6.6cm。
对比实施例4
在磨碎机中装入70g天然铜酞菁染料和14.14g松香改性苯酚树脂(Tamanol 366，由荒川化学工业有限公司提供)，并且干磨混合物45分钟，得到染料组合物。将18.631份的染料组合物和47.669份的用于自动送纸印刷油墨的底漆在130℃下搅拌1小时。然后，用三辊研磨机将搅拌后的混合物捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向66.3份底墨中加入25.7份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为6.0。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为4.2cm。
实施例4
在磨碎机中装入38.889g比表面积为33m2/g的染料黄12(PigmentYellow 12)、23.333g松香改性苯酚树脂(Tamanol 366，由荒川化学工业有限公司提供)、7.7g石油树脂(NEO Polymer 130，由NIPPONGOSEIJUSI提供)和0.078gER125，并且干磨混合物70分钟，得到染料组合物。将17.28份的染料组合物和53.72份的用于胶印机油墨的底漆在80℃下搅拌1小时。然后，用三辊研磨机将搅拌后的混合物捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向71份底墨中加入21份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为4.5。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为6.5cm。
对比实施例5
在磨碎机中装入38.889g比表面积为33m2/g的染料黄12(PigmentYellow 12)、23.333g松香改性苯酚树脂(Tamanol 366，由荒川化学工业有限公司提供)、7.778g石油树脂(NEO Polymer 130，由NIPPONGOSEIJUSI提供)，并且干磨混合物70分钟，得到染料组合物。将17.28份的染料组合物和53.72份的用于胶印机油墨的底漆在80℃下搅拌1小时。然后，用三辊研磨机将搅拌后的混合物捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向71份底墨中加入21份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为4.5。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为2.4cm。
对比实施例6
首先，将ER125溶于非芳烃石油溶液以获得含有50％ER125的清漆。将17.28份的对比实施例3中得到的染料组合物、53.682份用于胶印机油墨的底漆和0.038份上述清漆在80℃下搅拌1小时。然后，将搅拌后的混合物通过三辊研磨机捏合，并且使用细度计来确定分散粒子的尺寸为7.5μm或更小，由此底墨准备完成。然后，向71份底墨中加入21份用于胶印机油墨的调节清漆。进一步，加入调节清漆和非芳烃石油溶液以使得粘着性为4.5。所有组分的总和为100份。这份油墨的流动性测试值为3.0cm。作为最后产品的油墨中ER125的含量和实施例4中的一样。
表1中显示从实施例1到4和对比实施例1到6的流动性测试结果和印刷后的色度值。印刷是通过重量为250N的C1-5型IGT可印刷性测试机完成的。
表1 流动性 (cm) 印刷后的数据 清晰度C* 色度H(ab) 麦克佩斯浓度 (Macbeth density)实施例1 10.3 48.0 254.5 2.04对比实施例1 3.3 48.3 254.8 2.05对比实施例2 4.8 48.0 254.3 2.04实施例2 8.7 32.0 254.1 1.16对比实施例3 0.0 33.2 253.4 1.18实施例3 6.6 48.0 257.5 2.20对比实施例4 4.2 48.2 257.7 2.20实施例4 6.5 87.8 101.4 1.31对比实施例5 2.4 88.4 101.5 1.30对比实施例6 3.0 87.7 101.3 1.31