JPH0621255B2

JPH0621255B2 - ジェット印刷用非水系インキ

Info

Publication number: JPH0621255B2
Application number: JP11322589A
Authority: JP
Inventors: 常彦豊田; 正昭国松; 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: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH0333172A

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、無機着色顔料が沈澱凝集しやすく、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。

＜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_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４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（SiＯＨ）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１３５
０℃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澱凝集を
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
顔料が沈澱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（iv）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ビトール類、
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１〜１
０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。

本発明のインキを焼成しないで常温〜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℃、比抵抗は２００〜３
０００Ωcm、比重は０．８〜１．２、表面張力は２０〜
６０ダイン／cm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
成分を混合攪拌後、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
オンディマンド方式あるいはサーマルヘッドによりイン
キを吐出され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
の安定性に優れている。

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分間焼成し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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。