JPH0551637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明はインクジエツトプリンタ用のインク
に関し、詳しくは耐熱性に優れたインクジエツト
プリンタ用のインク組成物に係わるものである。 （従来技術） インクジエツトプリンタはノズルからインク滴
を噴射して被印刷面にインクドツトを形成するこ
とにより、文字や図形を記録するノンインパクト
方式のプリンタである。インクジエツトプリンタ
は小形化が可能で運転者が小さく印刷速度も早い
ことからOA機器用プリンタとして使用されてい
る他、非平坦面への印刷が可能、カラー印刷が可
能等の利点を有しているため、その用途が広がり
つつある。 インクジエツトプリンタにおけるインクの噴射
は、 (イ) インクの連続噴出流に振動を与えてインク滴
を作る連続方式、 (ロ) 圧力パルスの発生により必要時だけインク滴
を作るオンデマンド方式、 (ハ) インク滴の発射、停止を電界により行なう電
界制御方式、 (ニ) インクを霧状にし、これをイオン流で制御す
るインクミスト方式、 により主として行なわれる。この様なインクジエ
ツトプリンタ用のインクに要求される性質として
は、正常なインク滴を形成するのに適した粘度の
表面張力、インク噴出ノズルで目詰まりを起こさ
ない着色剤の粒子径と分散安定性、さらには電場
によりインクの噴出方向を制御するのに適した導
電性等が挙げられ、従来のインパクト方式のプリ
ンタ用のインクより多くの条件を満たす必要があ
る。 これらの条件を満たすインクジエツトプリンタ
用インクとしては多数提案され、幾つかは既に実
用化されている。初期は水性インクが主であつた
が、印刷物の耐水性を良くするために、さらには
紙以外の金属、ガラス、プラスチツク等へ印刷す
るために、溶剤系インクも開発されている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、インクジエツトプリンタ用の従
来のインクは何れも着色剤である染料や顔料を樹
脂バインダによつて被印刷面に付着させるもので
あり、耐熱性については全く考慮されていない。
そのため、印刷物の加工工程上あるいは加工後の
使用状態において、高温に曝される場合には、染
料あるいは樹脂の変質によるインクの変色、或い
は又バインダの分解による着色剤の脱落が生じ、
インクジエツトプリンタ用の従来のインクは高温
に曝される印刷物の印刷には使えない問題点があ
つた。 そこで、この発明は前記した従来の問題点を解
決せんとしたものであつて、インク配合された着
色剤やバインダが変色・分解するような高温度に
印刷物が曝されても、視認性及び被印刷物に対す
る付着力が良好であるインクジエツトプリンタ用
の耐熱インクを提供することを目的とする。 又、本発明の他の目的は、インクジエツトプリ
ンタのインク噴出ノズルの目詰まりがなく、かつ
導電性良好なインクジエツトプリンタ用の耐熱イ
ンクを提供することにある。 （問題点を解決するための手段） この第１発明の手段は、顔料色を有するガラス
系成分と溶剤とバインダと導電性付与剤とを含む
インクジエツトプリンタ用のインクであつて、前
記ガラス系成分として金属アルコキシドの加水分
解固形物が配合されてなる耐熱インクとされる。
前記金属アルコキシドの有色の加水分解固形物
は、平均粒子径0.6ｍ以下でかつ最大粒子2μｍ以
下の微粒子であり、かつ該微粒子の融点は被印刷
物の耐熱温度範囲内にあるものとされる。 そして、この第２発明の手段は、顔料と顔料分
散剤とガラス系成分と溶剤とバインダと導電性付
与剤とを含むインクジエツトプリンタ用のインク
であつて、前記ガラス系成分として金属アルコキ
シドの加水分解固形物が配合されてなる耐熱イン
クとされる。第２発明において、前記顔料は、平
均粒子径0.6μｍ以下でかつ最大粒子径2μｍ以下の
微粒子のものとされる。前記金属アルコキシドの
加水分解固形物は、平均粒子径0.6μｍでかつ最大
粒子径2μｍ以下の微粒子であり、かつ該微粒子
の融点は被印刷物の耐熱温度範囲内にあるものと
される。 本発明によるインク（インク組成物）は、ガラ
ス系成分と溶剤とバインダと導電性付与剤とを基
本的な主成分とし、必要に応じ界面活性剤、防錆
剤等を添加することができる。本両発明は、ガラ
ス系成分として金属アルコキシドの加水分解によ
る生成固形物を用いる点に特長を有する。この生
成固形物は高温においてガラス状に溶融するもの
であり、その成分により差異はあるが、その融点
は約400℃〜1600℃の範囲で選択使用される。こ
の生成固形物は、固形物自体、あるいは固形物含
有調製した溶媒を含むゾルの状態でインク成分と
して使用される。そして、この生成固形物は金属
アルコキシドの加水分解により作るので、加水分
解の処理条件により粒子の調整がし易く、インク
ジエツトプリンタのインク噴射ノズルの細孔を詰
まらせない微粒子のものを確実に得ることができ
る。又、金属アルコキシドの加水分解固形物は、
それ自体が顔料となるのに充分な着色したものが
あり、着色した有色の加水分解固形物を用いる場
合には、特に顔料を加える必要がない。尚、この
加水分解固形物が充分な直色を呈しないものの場
合は、従来と同様にインク噴射ノズル細孔を詰ま
らせない微粒子の顔料が配合される。本発明に用
いるガラス系成分の微粒子、即ち、金属アルコキ
シドの加水分解固形物の微粒子は、基本的には被
印刷物の耐熱温度を越えない融点のものを使用す
ることが必須である。これは被印刷物の耐熱温度
範囲内において、ガラス系成分が溶融し、冷却後
の被印刷物に対する付着性を持たせることができ
るようにするためである。ガラス系成分は室温で
印刷後、ガラス系成分の溶融温度で熱処理され
る。 しかし、ガラス系成分の溶融温度は低すぎても
良くない。何故なら、印刷物悦がガラス系成分の
溶融温度よりも高い温度雰囲気に曝される場合に
は、印刷ドツトが流れ、若しくは発泡して印字が
不明瞭となるからである。このため、ガラス系成
分の融点は、印刷物に要求される耐熱温度よりも
高いか、或いは低くともおよそ50℃以内の差であ
ることが望ましい。この様な場合には、印刷物の
曝される温度雰囲気において印字ドツトが部分的
に溶融することはあるが、それが乱れるまでには
至らず、室温において再び明瞭で強固な印刷物と
なる。 顔料は、例えば次表に示す通常のものが微粉末
の状態で用いられる。

【表】 インクジエツトプリンタは、例えば直径数＋μ
ｍ程度のノズルからインクを噴射した記録を行な
うので、ノズル目詰まりによるトラブルを防止す
るために、ガラス系成分あるいは顔料の粒子径は
特に考慮される。 本発明に用いる溶剤として代表的なものは、ア
ルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶
剤、ケトン系溶剤、芳香族系溶剤が挙げられる
が、実際にはインクジエツトプリンタ本体の仕
様、被印刷物の性質に合わせて１種類あるいは２
種類以上の溶剤の混合物として調製することが望
ましい。 本発明に使用されるバインダは、従来のインク
ジエツトプリンタ用インクに使用されている樹脂
であれば良いが、本発明に使用する溶剤に可溶
で、しかも紙以外の金属、ガラス、セラミツクス
等に対する接着性、耐久性において優れているも
のが好ましい。例えばアクリル系樹脂、フエノー
ル系樹脂、ロジン変性系樹脂等のバインダが挙げ
られるが、これらに限定するものではない。 インクのノズル噴射性、鋼板等への付着性、印
字の融着性、及び視認性等、インクジエツトプリ
ンタ用のインクとして諸条件を満たすためのイン
ク成分の配合範囲は、おおよそ次の如くである。 即ち、 第１発明において、 ガラス系成分 (1)〜（40）重量部 溶 剤 （40）〜（97）重量部 バインダ (2)〜（20）重量部 導電性付与剤 （0.2）〜(5)重量部 第２発明において、 顔 料 (5)〜（25）重量部 ガラス系成分 (1)〜（35）重量部 溶 剤 （40）〜（97）重量部 バインダ (2)〜（20）重量部 導電性付与剤 （0.5）〜(5)重量部 尚、バインダの含有量は、インク組成物に対し
て２−20重量％の範囲が好ましいが、インク噴射
ノズルからの噴射安定性、最適インクドツト形成
性等の点から最適量が決められる。 （作用） 第１発明において、金属アルコキシドの加水分
解固形物は有色のガラス系成分であり、顔料とイ
ンク融着の両作用をなす。 第２発明において、金属アルコキシドの加水分
解固形物は主としてインク融着の作用をなす。 両発明における加水分解固形物は耐熱温度が充
分高く、かつインク噴射ノズルに適した微粒子の
ものである。 （実施例） 次に、本発明の実施例を示す。尚、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。 実施例 １ 先ず、ガラス系成分のゾルが用意される。本例
１のゾルは固形物として白色の10Na₂O−20B₂O₃
−10TiO₂−60SiO₂を含むものであり、以下の工
程にて作られる。 エタノールに溶かしたオルトケイ酸エチルとエ
タノールに溶かしたアンモニア水（アンモニアは
Siと当モル）を、還流冷却器を備えた所定容器内
にて５時間加熱して還流させる。次いで、容器内
にはナトリウムメチラート、トリエチルボレー
ト、チタンテトライソプロポキシドの各金属アル
コキシドを各所定量エタノールの所定量とともに
添加し、２時間還流を続ける。しかる後、水（上
記アルコキシドの３倍モル）とエタノールの混合
溶液を加え、室温に冷却し、１時間撹拌を続けて
白色の固形物が分散したゾル（固形分濃度10％、
平均粒子径0.1、最大粒子径0.5μｍ）を得た。 次いで、メタクリル酸メチル100重量部とアゾ
ビスイソブチルニトリル12重量部をエチルアルコ
ール200重量部中に混合し重合を行ない、平均分
子量45000のアクリル樹脂ワニスを得る。このワ
ニス（アクリル系バインダ樹脂）２重量部及び前
述の工程より得たゾル80重量部及び導電性付与剤
として硝酸リチウム0.4重量部を順次配合し混合
して粘度5.2cp、表面張力25dyne／cm、比抵抗
880Ωcm（何れも20℃の値）のインクを得た。 このインクを用い荷電制御方式のインクジエツ
トプリンタにより、鋼板上に印字テストを行なつ
たところ、噴射特性は良好で鋼板への付着性も良
好であり、かつ鋼板上の印字は明瞭であつた。次
にこの印刷物を空気中で800℃、30分間加熱した
後、室温まで冷却したところ印字ドツトは鋼板上
に完全に融着しており、視認性も良好であつた。
又、この印刷物を再び600℃に加熱しても印字の
乱れは無かつた。 実施例 ２ 先ず、ガラス系成分のゾルが用意される。本例
２のゾルは固形物として白色の35PbO−10Na₂O
−15B₂O₃−10TiO₂−30SiO₂系の組成物を含むも
のであり、以下の工程にて作られる。 エタノールに溶かしたオルトケイ酸エチルとエ
タノールに溶かしたアンモニウム水（アンモニア
はSiと当モル）を、還流用の所定容器内にて５時
間加熱して還流させる。 次いで、酢酸鉛、イソプロピルアルコール、キ
シレン（溶媒）、及び金属ナトリウムを４時間加
熱して還流し、分液した鉛イソプロポキシドを用
意し、容器内に該鉛イソプロポキシド、ナトリウ
ムメチラート、トリエチルボレート、チタンテト
ラエトキシドの各金属アルコキシドを各所定量エ
タノールの所定量とともに添加し、２時間還流を
続ける。しかる後、水（上記アルコキシドの３倍
モル）とエタノールの混合溶液を加え、室温に冷
却し、１時間撹拌を続けて白色の固形物が分散し
たゾル（固形分濃度10％、平均粒子径0.1、最大
粒子径0.5μｍ）を得た。 次いで、実施例１と同様に、バインダ（ワニ
ス）２重量部、実施例２の前述の工程より得たゾ
ル80重量部、硝酸リチウム0.4重量部を順次配合
し混合して粘度3.9cp、表面張力26dyne／cm、比
抵抗780Ωcm（何れも20℃の値）のインクを得た。 このインクを用いて鋼板上に印字テストをした
ところ、実施例１と同様に良好であり、鋼板上の
印字は明瞭であつた。又、印刷物を空気中で600
℃、30分間加熱した後、室温まで冷却したとこ
ろ、実施例１と同様に完全に融着し、視認性は良
好であつた。さらに印字物を再び400℃に加熱し
たが印字の乱れは無かつた。 実施例 ３ 先ず、ガラス系成分のゾルが用意される。本例
３のゾルは固形物として無色の20Na₂O−
2OB₂O₃−60SiO₂系組成物を含むものであり、以
下の工程にて作られる。 エタノールに溶かしたオルケイ酸エチルとエタ
ノールに溶かしたアンモニア水（アンモニアはSi
と当モル）を、還流用の所定容器内にて５時間加
熱して還流させる。次いで、容器内にはナトリウ
ムメチラート、トリエチルボレートの各金属アル
コキシドを各所定量エタノールの所定量とともに
添加し、２時間還流を続ける。しかる後、水（上
記アルコキシドの３倍モル）とエタノールの混合
溶液を加え、室温に冷却し、１時間撹拌を続けて
固形物が分散したゾル（固形分濃度10％、平均粒
子径0.1、最大粒子径0.5μｍ）を得た。 次いで、白色顔料粉末（帝国加工KK製造、微
粒子酸化チタンMT−500B（平均粒子径約35ｍ
μ）20重量部、顔料分散剤（日本油脂KK製造、
ポリスターＡ−1060、陰イオン系界面活性剤）
0.1重量部、本例３の前記工程により得たゾル40
重量部、硝酸リチウム0.8重量部、実施例１と同
様なバインダ（ワニス）15重量部を順次配合し混
合して粘度5.6cp、表面張力22dyne／cm、比抵抗
720Ωcm（何れも20℃の値）の白色のインクを得
た。 このインクを用いて鋼板上に印字テストをした
ところ、実施例１と同様に良好な結果が得られ
た。又、印刷物を空気中で800℃、30分間加熱し
た後、室温まで冷却したところ、実施例１と同様
に鋼板に完全に付着し、視認性は良好であつた。
又、印刷物を再び650℃に加熱しても印字の乱れ
は無かつた。 実施例 ４ 先ず、ガラス系成分のゾルが用意される。本例
４のゾルは固形物のして無色の35PbO−10Na₂O
−15B₂O₃−40SiO₂系組成物を含むものであり、
以下の工程にて作られる。 エタノールに溶かしたオルトケイ酸エチルとエ
タノールに溶かしたアンモニア水（アンモニアは
Siと当モル）を、還流用の所定容器内にて５時間
加熱し還流させる。 一方、酢酸鉛、イソプロピルアルコール、キシ
レン（溶媒）、及び金属ナトリウムを４時間加熱
して還流し、分益した鉛イソプロポキシドを用意
する。次いで、容器内には鉛イソプロポキシド、
ナトリウムメチラート、トリエチルボレートの各
金属アルコキシドを各所定量エタノールの所定量
とともに添加し、２時間還流を続ける。しかる
後、水（上記アルコキシドの３倍モル）とエタノ
ールの混合溶液を加え、室温に冷却し、１時間撹
拌を続けて固形物の分散したゾル（固形分濃度10
％、平均粒子径0.1、最大粒子径0.5μｍ）を得た。 次いで、実施例３と同様に、白色顔料粉末（帝
国加工KK製造、微粒子酸化チタンMT−500B
（平均粒子径約35ｍμ）20重量部、顔料分散剤
（ポリスターＡ−1060）0.1重量部、本例４の前記
工程により得たゾル40重量部、硝酸リチウム0.8
重量部、及び実施例１と同様応なバインダ（ワニ
ス）15重量部を順次混合して粘度4.3cp、表面張
力23dyne／cm、比抵抗830Ωcm（何れも20℃の値）
の白色のインクを得た。 このインクを用いてアルミ板上に印字テストを
したところ、実施例１と同様に良好な結果が得ら
れた。又、印刷物を空気中で500℃、１時間焼成
後も、印字ドツトはアルミ板面に完全に融着し視
認性は良好であつた。又、印刷物を再び400℃に
加熱しても印字の乱れは無かつた。 比較例 １ メタクリル酸メチル100重量部とアゾビスイソ
ブチルニトリル12重量部をエチルアルコール200
重量部中に混合し重合を行ない、平均分子量
45000のアクリル樹脂ワニスを得る。このワニス
30重量部と、黄色染料（BASF社のネオザポンイ
エローGG）６重量部、さらに硝酸リチウム1.5重
量部、シリコンオイル（信越化学KK製造、KF
−56）２重量部を添加して、粘度2.1cp、表面張
力20dyne／cm、比抵抗750Ωcm（何れも20℃の値）
のインクを調製した。 このインクを用いて鋼板上への印字テストをし
たところ、実施例１と同様に良好な結果が得られ
た。ところが、この印刷物を250℃に加熱すると、
印字ドツトが変色して視認性が非常に悪くなると
同時に、指で擦ると印字が簡単に消えた。 比較例 ２ 酸化チタン５重量部をエタノールを溶媒にして
混合し、ポツトミルで48時間混合・粉砕した。そ
の後、粒子径2μｍ以上のものをフイルターで除
去し、溶剤涼を調製して固形分濃度20％の着色剤
分散液とした。上記着色分散液100重量部に対し、
実施例１におけるアクリル樹脂ワニス13重量部を
添加し、さらに硝酸ニチウム1.5重量部、界面活
性剤（住友3MKK製造、フツ素系界面活性剤FC
−430）0.7重量部を添加して、粘度3.2cp、表面
張力28dyne／cm、比抵抗930Ωcm（何れも20℃の
値）のインクを得た。 このインクを用いて鋼板上への印字テストをし
たところ、実施例１と同様に良好な結果が得られ
た。ところが、印刷物を250℃、30分間加熱する
と、バインダの分解のために印字ドツトの付着力
が著しく低下し、簡単に脱落した。 （発明の効果） 本第１発明は、ガラス系成分として金属アルコ
キシドの有色の加水分解固形物が配合されている
ことにより、該加水分解固形物自体が顔料の機能
を有する。 本第２発明は、ガラス系成分として金属アルコ
キシドの加水分解固形物と顔料とが配合されてい
ることにより、所定の色のインクとされる。第
１、第２の両発明において配合される加水分解固
形物は、金属アルコキシドの加水分解の処理によ
り生成されるので、処理条件の調製によりその固
形物粒子は平均粒子径が0.6μｍ以下で、かつ最大
粒子径2μｍ以下のものとなすことができ、イン
クジエツトプリンタのインク噴射ノズルの目詰ま
りを生じさせない。 又、第１、第２の両発明において、被印刷物に
印刷されるインクはバインダにより付着し、付着
したインクは熱処理によりガラス系成分が被印刷
物に融着する。ガラス系成分は耐熱性であり、ガ
ラス系成分の融点以下の温度の加熱では印字ドツ
トの視認性の低下及び剥がれを生じない。即ち、
本両発明のインクはインクジエツトプリンタのイ
ンク噴射ノズルの目詰まりがなく、かつ電導付与
剤が配合されているので電導性の条件を満たし、
印字の形成が良好であり、又、ガラス系成分が配
合されていることより、着色剤やバインダが変
色、分解する高温度において印字の視認性及び付
着力を良好にすることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 顔料色を有するガラス系成分と溶剤とバイン
   ダと導電性付与剤とを含むインクジエツトプリン
   タ用のインクであつて、前記ガラス系成分として
   金属アルコキシドの加水分解固形物が配合されて
   なることを特徴とするインクジエツトプリンタ用
   の耐熱インク。 ２ 金属アルコキシドの有色の加水分解固形物
   が、平均粒子径0.6μｍ以下でかつ最大粒子径2μｍ
   以下の微粒子であり、かつ該微粒子の融点が被印
   刷物の耐熱温度範囲内にあるものである特許請求
   の範囲第１項記載のインクジエツトプリンタ用の
   耐熱インク。 ３ 顔料と顔料分散剤とガラス系成分の溶剤とバ
   インダと導電性付与剤とを含むインクジエツトプ
   リンタ用のインクであつて、前記ガラス系成分と
   して金属アルコキシドの加水分解固形物が配合さ
   れてなることを特徴とするインクジエツトプリン
   タ用の耐熱インク。 ４ 顔料が、平均粒子径0.6μｍ以下でかつ最大粒
   子径2μｍ以下の微粒子のものである特許請求の
   範囲第３項記載のインクジエツトプリンタ用の耐
   熱インク。 ５ 金属アルコキシドの加水分解固形物が、平均
   粒子径0.6μｍ以下でかつ最大粒子径2μｍ以下の微
   粒子であり、かつ該微粒子の融点が被印刷物の耐
   熱温度範囲内にあるものである特許請求の範囲第
   ３項記載のインクジエツトプリンタ用の耐熱イン
   ク。