JPH0333172A

JPH0333172A - ジェット印刷用非水系インキ

Info

Publication number: JPH0333172A
Application number: JP1113225A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Toyoda; 豊田　常彦; Masaaki Kunimatsu; 国松　正昭; Tetsuo Sugawa; 哲夫須川
Original assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1991-02-13
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH0621255B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明はセラミックス、金属、ガラス等の耐熱性基材表
面にマーキングを施すための焼成用ジェット印刷用非水
系インキに関する。

〈従来の技術及びその解決すべき課題〉近年、セラミッ
クス等の耐熱性基材が広く利用されてきており、それに
伴い焼成によってマーキングを施す方法が提案されてき
ている。

従来、マーキング方法としてスクリーン印刷方法、スプ
レー印刷方法が広く採用されているが、精密なパターン
のマーキングが困難であるという問題点があった。その
ため、精密なパターンのマーキングが可能なジェット印
刷法が考えられてきている。

ところで、ジェット印刷用に使用されるインキは焼成後
にマーキング膜が残る必要があるので、含金属染料、無
機着色顔料が配合されている。

しかしながら、ジェット印刷用インキは、通常バインダ
ー樹脂としてアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキ
ド樹脂、エポキシ樹脂等が使用されているため、例えば
１０００℃以上の温度で焼成するとバインダー樹脂がマ
ーキング膜に残らず、含金属染料もしくは無機着色顔料
だけとなる。そのため、マーキング膜の密着性が不十分
であるなど問題点となっていた。

また、含金属染料を使用した場合、インキ貯蔵安定性は
優れているものの通常１３５０℃以上の温度で焼成する
とマーキング膜の視認性が大きく低下するという問題が
あった。

一方、耐熱性無機着色顔料′を使用した場合、１３５０
℃以上の温度で焼成してもマーキング膜の視認性はよい
が、無機着色顔料が沈ｉ＆凝集しやすく、かつ再分散化
が困難であるといったインキの貯蔵安定性に問題点があ
った。

本発明者等は、このような現状に鑑み、精密なパターン
のマーキングが可能なジェット印刷法において焼成後の
マーキング膜の密着性がよく、また１３５０℃以上の温
度で焼成してもマーキング膜の視認性がよく、さらに貯
蔵安定性のよい、ジェット印刷用インキを開発すべく鋭
意研究をした結果、本発明に至ったものである。

く課題を解決するための手段〉即ち、本発明は、以下の成分：（ｉ）溶剤可溶性シリコーン樹脂、（ｉｉ　）平均粒径３μｍ以下の耐熱性無機着色顔料、（ｉｉｉ　）平均粒径３μｍ以下の溶剤不溶性樹脂粒子
、及び（ｉｖ）前記成分（ｉ）を溶解する溶剤、を主成分とす
る焼成用ジェッ゛ト印刷用非水系インキに関するもので
ある。

以下、本発明について詳述する。

本発明のインキの構成成分である溶剤可溶性シリコーン
樹脂（ｉ）は代表的には主要部が下記三次元の構造を有
する樹脂である。

（但し、Ｒ，Ｒ２、Ｒ５、Ｒ１はメチル基、エチル基、
フェニル基のいずれかである。）このようなシリコーン樹脂は、少量残存しているシラノ
ール基（Ｓｉ○Ｈ）の脱水縮合反応により架橋が進み、
強い膜が形成さ“れる。

本発明においてはバインダー樹脂としてシリコーン樹脂
を使用しているため、焼成後、有機分は酸分解し、骨格
分が残存し二酸化珪素皮膜として残るため、焼成後のマ
ーキング膜の密着性が維持出来るものと推定される。

シリコーン樹脂の数平均分子量は、焼成する前（例えば
常温〜８００℃）におけるマーキング膜の密着性、イン
キジェットプリンターのノズルからのインキ液滴の吐出
安定性から約２０００〜１０．０００程度のものが好適
である。

また本発明で使用するシリコーン樹脂は焼成する前の密
着性等を向上させるためシリコーン樹脂中間体をポリエ
ステル、アクリル樹脂等と反応させた変性シリコーン樹
脂も使用可能である。但し、本発明で使用するシリコー
ン樹脂は大気中の水分、酸素等と反応しないものを使用
すべきであり、反応するものはノズル詰り等の原因とな
るので不適当である。

本発明のインキの構成成分である耐熱性無機着色顔料（
ｉｉ　）はマーキング膜°の視認性をもたせるため配合
するものであり、従来の染料使用による高温（例えば１
３５０℃以上）焼成後の視認性の悪さを解消出来る。な
お、本発明でいう耐熱性無機着色顔料とは高温下でも着
色力を維持している無機着色顔料をいう。

該無機着色顔料（ｉｉ　）の具体例としてはベンガラ、
コバルトブルー、セルリアンブルー、酸化クロム、水和
酸化クロム、コバルトグリーン、コバルトクロムグリー
ン、コバルト紫、マルス紫等が代表的なものとして挙げ
られるが、これらに限定されるものではなく、焼成後も
着色力を有する無機着色顔料であれば特に制限なく使用
出来る。

なお、無機着色顔料（ｉｉ　）はノズル詰り及び沈ａ凝
集を防止するため平均粒径３μｍ以下のものを使用すべ
きである。但し、少なくともノズル口径よりも大きい粒
径の無機着色顔料は含まない。

本発明のインキの構成成分である溶剤不溶性樹脂粒子（
ｉｉｉ　）はインキ中において前記無機着色顔料（ｉｉ
　）間に介在し、二次凝集が生じるのを防止し、また無
機着色顔料が沈殿しても再分散性をよくするために配合
する。

該樹脂粒子（ｉｉｉ　＞は、使用する溶剤に溶解しない
樹脂であれば特に制限なく各種合成樹脂、例えばフェノ
ール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂
、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、キシレン樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹
脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂等が使用出来る。

特に望ましい樹脂粒子（ｉｉｉ　）としては、形状が球
状であるものがインキの貯蔵安定性がよくなり、またノ
ズル詰りしにくいので好ましい。また、親溶剤性の溶剤
不溶性樹脂粒子も好ましい。

なお、樹脂粒子（ｉｉｉ　＞もノズル詰りを防止するた
め平均粒径３μｍ以下のものを使用すべきである。但し
、少なくともノズル口径よりも大きい粒径の樹脂粒子は
含まない。

本発明のインキの構成成分である溶剤（１ｖ）は、前記
（ｉ）成分を溶解し、また（　ｉｉｉ　）成分を溶解せ
ず、かつ望ましくは乾燥性、にじみ防止性の良い有機溶
剤であれば特に制限′なく、従来から公知のジェット印
刷非水系インキで利用されている溶剤が使用可能である
。

具体的にはメタノール、エタノール、イソプロパノール
等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエー
テル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレ
ングリコールモノブチルエーテル等のカルピトール類、
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の
ケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の脂肪族エステル
等が代表的なものとして挙げられる。

本発明のジェット印刷用非水系インキは以上説明したシ
リコーン樹脂（ｉ〉、無機着色顔料（ｉｉ　）樹脂粒子
（ｉｉｉ　）及び溶剤（ｉｖ）を主成分とするものであ
り、さらに必要に応じ各種染料、硬化触媒、改質樹脂、
電導度調整剤、界面活性剤等を配合したものからなる。

本発明のインキにおいてシリコーン樹脂（ｉ）の配合量
は焼成後の密着性等からインキ中１〜２０重量％、好ま
しくは２〜７重量％が適当である。

また、無機着色顔料（ｉｉ　）の′配合量は視認性、イ
ンキの安定性等から１〜１０重量％、好ましくは２〜５
重量％が適当である。

樹脂粒子（ｉｉｉ　）の配合量はインキの安定性、成膜
性等から２〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％が
適当である。

溶剤（ｉｖ）の配合量はインキの粘度、表面張力等を考
慮して４０〜９５重量％、好ましくは７０〜９０重量％
が適当である。

本発明のインキは焼成しないで常温〜数百℃で乾燥させ
た状態でマーキング膜を形成することも出来、それ故焼
成する前の視認性をよくするため溶剤可溶性染料を０．
２〜５重量％配合するのが好ましい。

本発明のジェット印刷用非水系インキは当然インクジェ
ット印刷に適応した性状が必要であり、そのためインク
の粘度は１〜１０ＣＰＳ／２０℃、４比抵抗は２００〜
３０００Ωｃｍ、比重は０．８〜１．２、表面張力は２
０〜６０ダイン／ｃＩ１１に調整したものを使用すべき
である。

このような組成及び性状か′らなる本発明のインキは、
各成分を混合撹拌後、ポアサイズ３μｍのフィルターに
て濾過、精製することにより、インクジェット印刷用イ
ンキとして供される。

なお、インキジェットプリンターとしては従来から公知
のプリンターに適用出来、例えば荷電制御方式、インク
オンデイマント方式あるいはサーマルヘッドによりイン
キを吐出させる方式等が代表的なものとして挙げられる
。

ジェット印刷されたインキのマーキング膜は例えば１０
００〜１５００℃で焼成し、耐熱性のあるマーキング膜
を形成する。

〈発明の効果〉本発明のジェット印刷用非水系インキはバインダー樹脂
としてシリコーン樹脂を使用しているため焼成前のマー
キング膜の密着性はもちろん、焼成後の密着性も従来の
インキよりも大巾に改良され、また耐熱性無機着色顔料
を使用しているため焼成後のマーキング膜の視認性がよ
く、さらに樹脂粒子を併用しているため無機着色顔料の
二次凝集が生じにくく、また再分散性もよいためインキ
の安定性に侵れている。

以下、本発明を更に実施例により詳細に説明する。なお
、実施例中「部」、「％」は重量基準で示す。

実施例１〜４及び比較例１〜３第１表に示した配合物を均一に混合した後、ポアサイズ
３μｍのフィルターにて濾過、精製し、ジェット印刷用
インキを調製した。

得られたインキを２５℃下で１ケ月貯蔵した時のインキ
の安定性；アルミナセラミックスに前記各インキをイン
キジェットプリンター（ノズル口径６０μ）にて吐出さ
せ、常温乾燥させて得られたマーキング膜を６００℃、
１５分間焼付した時の視認性及び密着性；該マーキング
膜を１５００℃で１５分間焼焼成た時の視認性及び密着
性；の各試験を行ない、その結果を第１表下欄に示した
。

第１表より明らかの通り、本発明のインキは安定性、マ
ーキング膜の視認性、密着性とも良好であった。

一方、樹脂粒子（ｉｉｉ　）を配合しない比較例はイン
クの安定性が悪かった。また、無機着色顔料の代りに染
料を配合した比較例２は焼成後の視認性が悪かった。更
に、バインダーとしてアクリル樹脂を配合した比較例３
は焼成後の密着性が不良であった。

注１）注２）注３）注４）注５）注６）注７）注８）注９）「ベルガンＤ」（ダウコーニング社製商品名）粘度（２５℃）１５０ＣＰ。

不揮発分４２％ｒＲＸ−９１５Ｊ（日本カーバイト工業社製商品名）粘度（２５℃）５０００ＣＰ；不揮発分６０％；シリコーン分２０％ｒＯＥＧＡＬＡＮ　ＬＳ　５０／１５０　Ｊ（Ｄａｇｕ
ｓｓａ社製商品名）粘度（２５℃＞　　１２．’０００ＣＰ　；不揮発分６
０％；水酸基価５０「エポスターＳＪ　　（日本触媒社製商品名）ｒＳＰ−
５００Ｊ（東し社製商品名）「ピクト−リアピュアブルー」　（採土ケ谷化学社製商
品名）良好；撹拌により再分散するもの不良；撹拌しても凝集物残るもの目視判定マーキング膜をこすり試験器にて往復５０回こすり試験
を行なった。

◎：全く剥れない ○：１〜４９％剥れＸ：５０％以上剥れ

Claims

【特許請求の範囲】以下の成分：（ｉ）溶剤可溶性シリコーン樹脂、（ｉｉ）平均粒径３μｍ以下の耐熱性無機着色顔料、（ｉｉｉ）平均粒径３μｍ以下の溶剤不溶性樹脂粒子、
及び（ｉｖ）前記成分（ｉ）を溶解する溶剤、を主成分とする焼成用ジェット印刷用非水系インキ。