JPH08325491A

JPH08325491A - インク組成物

Info

Publication number: JPH08325491A
Application number: JP13158195A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Tanabe; 哲史田部
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】顔料等の粉体の沈降を防止することにより長
期間にわたって良好に保存でき、また、インクジェット
のヘッドの詰まりや、描いた文字や画線の濃度にムラを
生じないインク組成物を提供すること。【構成】従来から用いられているインク組成物にチキ
ソトロピー剤を含有させる。チキソトロピー剤の分散濃
度は、インク組成物の静置保存時には前記粉体の沈降を
防止できる程度の十分な粘度が得られ、かつ攪拌あるい
は振とうすることにより、インク吐出式画像形成装置で
文字、画線を描くことができる程度まで粘度が低下し得
る濃度に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、主に、インク吐出式画
像形成装置に用いられるインク組成物に関するものであ
る。

【従来の技術】従来、インク吐出式画像形成装置に使用
されるインク組成物としては、水や水溶性有機溶剤等の
水性媒体に染顔料を分散させた水性インク組成物や、有
機溶剤やワックス等の油性媒体に染顔料を分散させた油
性インク組成物が知られている。また、エアージェット
式マーキング装置により布地、皮革及び紙等の被描画物
に画線や文字を描くことができ、かつ水洗いで消すこと
ができるインク組成物としては、特開平４−２３９０６
９号公報に、水溶性の白色粉体をその粉体に対して溶解
力の小さい親水性有機溶剤に微細分散し、白色度隠ぺい
力を高めるための白色顔料を添加したインク組成物が提
案されている。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなインク組成物は顔料の比重が大きく、さらに、
インク組成物の粘度が低いため、静置保存している間に
インク内の顔料が沈降して凝集してしまい、容器の底部
に固着する問題があった。一度固着した顔料を再び分散
させることは非常に困難になり、長期間保存することが
できない欠点がああた。また、インクジェットのヘッド
中にこのようなインク組成物が残留した状態で長期間放
置すると、インクジェットのヘッドが詰まったり、描い
た文字や画線の濃度にムラが生じる問題もあった。本発
明は、上述した問題点を解決するためになされたもので
あり、顔料等の粉体の沈降を防止することにより長期間
にわたって良好に保存でき、また、インクジェットのヘ
ッドの詰まりや、描いた文字や画線の濃度にムラを生じ
ないインク組成物を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインク組成物は、溶剤に着色用の粉体を分散
させたインク組成物であって、その静置保存時には前記
粉体の沈降を防止できる程度の粘度を付与し、攪拌また
は振とうによりその粘度を低下させるチキソトロピー剤
を含有している。さらに、前記チキソトロピー剤は、ス
メクタイト、フッ素四珪素雲母、ベントナイト、シリ
カ、モンモリロナイト及びポリアクリル酸ソーダの内の
１種類、あるいは複数種類を混合したものであることが
望ましい。また、前記溶剤である水に、前記チキソトロ
ピー剤であるスメクタイトを０．１〜５重量％の分散濃
度で含有することが望ましい。さらに、前記溶剤である
有機溶剤に、前記チキソトロピー剤であるスメクタイト
を０．３〜１５重量％の分散濃度で含有することが望ま
しい。

【作用】上記の構成を有する本発明のインク組成物は、
その静置保存時には前記粉体の沈降を防止できる程度の
粘度を付与し、攪拌または振とうによりその粘度を低下
させる材料を含有しているので、静置保存中は粘度が増
大して、インク中に分散された顔料が沈降することを防
止することができ、これによってインク組成物を良好な
状態で長期間保存することができる。また、使用前に攪
拌または振とうすることにより粘度が下がり、インク吐
出式画像形成装置により文字、画線を描くことができ
る。また、前記材料にチキソトロピー剤を用いることに
より、確実に上記した作用を実現させることができる。
さらに、前記チキソトロピー剤として、スメクタイト、
フッ素四珪素雲母、ベントナイト、シリカ、モンモリロ
ナイト及びポリアクリル酸ソーダの内の１種類、あるい
は複数種類を混合したものを用いることができるので、
使用する溶剤に応じて、適切なチキソトロピー剤を選択
することができる。また、前記溶剤である水に、前記チ
キソトロピー剤であるスメクタイトを０．３〜５重量％
の分散濃度で含有させることで、確実に上記した作用を
実現することができる。さらに、前記溶剤である有機溶
剤に、前記チキソトロピー剤であるスメクタイトを１〜
１５重量％の分散濃度で含有させることで、確実に上記
した作用を実現することができる。

【実施例】以下、本発明のインク組成物を具体化した実
施例を図面を参照して説明する。本実施例のインク組成
物は、溶剤にチキソトロピー剤を分散し、さらに、粉体
を分散することにより構成されている。前記チキソトロ
ピー剤は、チキソトロピー性を有する材料であり、この
チキソトロピー性とは、粒径１μｍ〜１ｎｍのコロイド
粒子と呼ばれる微粒子を液体に分散させることにより発
現するもので、静置すると粘度が増大し、この粘度が増
大したものを攪拌または振とうすると粘度が下がるもの
である。さらに、このコロイド粒子の形が異方性をもつ
場合に、その性質がより顕著に現れる。具体的なチキソ
トロピー剤としては、スメクタイト、フッ素四珪素雲
母、ベントナイト、二酸化珪素、モンモリロナイト及び
ポリアクリル酸ソーダ等が挙げられる。また、チキソト
ロピー剤のインク組成物に対する分散濃度としては、静
置保存時には前記粉体の沈降を防止できる程度の十分な
粘度が得られ、かつ攪拌あるいは振とうすることによ
り、インク吐出式画像形成装置で文字、画線を描くこと
ができる程度まで粘度が低下し得る濃度に設定する必要
がある。さらに、それぞれのチキソトロピー剤の種類と
溶剤の種類によって、粘度の変化に違いがある。例え
ば、スメクタイトでは、溶剤として水を用いた場合、
０．１〜５重量％の分散濃度が適し、充分な粘度を得る
ために望ましくは０．３〜５重量％が適している。溶剤
として有機溶剤を用いた場合、０．３〜１５重量％の分
散濃度が適し、充分な粘度を得るために望ましくは１〜
１５重量％が適している。また、フッ素四珪素雲母で
は、溶剤として水を用いた場合、１〜１５重量％の分散
濃度が適する。さらに、粉体の沈降が速いものは、チキ
ソトロピー剤と溶剤の種類及び濃度を調節することによ
り、静置保存時にジェリー状になるまで粘度を高める必
要がある。また、本実施例のインク組成物の組成として
は、従来用いられているインクの組成をそのまま適用で
き、インク組成物の溶剤にあわせて、その溶剤に分散可
能なチキソトロピー剤を選択して添加すれば良い。例え
ば、溶剤が水ならば親水性スメクタイト、合成雲母（フ
ッ素四珪素雲母）等を使用し、溶剤が有機溶剤ならば、
親油性スメクタイト、ポリアクリル酸ソーダ、ベントナ
イト等を使用する。前記有機溶剤としては、メチルアル
コール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、
ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅ
ｃ−ブチルアルコール及びｔ−ブチルアルコール等のア
ルキルアルコール類や、ジメチルホルムアミド及びジメ
チルアセトアミド等のアミド類や、アセトン及びジアセ
トンアルコール等のケトンまたはケトンアルコール類
や、テトラヒドロフラン及びジオキサン等のエーテル類
や、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコ
ール等のポリアルキレングリコール類や、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、
トリエチレングリコール、１、２、６−ヘキサントリオ
ール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール及びジ
エチレングリコール等のアルキレングリコール類が挙げ
られる。また、メチルセロソルブ及びエチルセロソルブ
等のセロソルブ類や、グリセリン、エチレングリコール
及びジエチレングリコール等の多価アルコール、ジエチ
レングリコールジメチル（またはエチル）エーテル、カ
ルビトール及びトリエチレングリコールモノメチルエー
テル等の多価アルコールの低級アルキルエーテルやカル
ビトールアセテート等が挙げられる。溶剤に分散する粉
体は、水洗いでの消去性、スチームアイロン等で消えた
り、溶けたりしないこと、及び被描画物に対する隠ぺい
力の観点から必要に応じて適宜選べば良い。即ち、消去
性を最大に考えるならば蔗糖、ブドウ糖等の糖類や、有
機酸・無機酸のアルカリ金属塩等が適当であるし、一
方、スチームアイロン等でも消えないことを要求するな
らばアミノ酸等の有機酸や、無機の弱酸・弱塩基性塩類
が利用できる。これらは、水に溶解するので、水洗いで
容易に消去することができる。また、より高い白色度隠
ぺい力を求めるならば、酸化チタン、炭酸カルシウム、
酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白、アンチモン白、酸化ジルコ
ニウム、モリブデンホワイト、リトポン、硫化バリウ
ム、ホワイトカーボン、シリカ、アルミナホワイト、水
酸化アルミニウム、カオリンクレー、タルク、ベントナ
イト、ネフェリンサイナイト、雲母及び気泡含有顔料等
の白色顔料を５重量％以下の量で添加することで消去性
を損なうことなく達成できる。また、上記の３つの条件
を同時に満たす粉体として、体積平均粒径１ｎｍ〜１０
００μｍの着色粒子が挙げれる。この場合、微細な粒子
は消去性が若干劣り、粗大な粒子はエアージェット式マ
ーキング装置のインクジェットヘッドが詰まる恐れがあ
るので、望ましくは１μｍ〜５００μｍ、さらに望まし
くは５μｍ〜２００μｍの着色粒子を用いることが望ま
しい。例えば、重合法あるいは粉砕法により得られる着
色樹脂粒子がこれに該当する。これらは、水洗いの際に
洗い流されることにより消去性を示す。また、これに用
いる溶剤としては、各種のセロソルブ、カルビトール、
カルビトールアセテート、ケトンアルコール、一価アル
コール及び多価アルコール等の有機溶剤あるいは水か
ら、描画方法、描画の乾き速度等を考慮して、単独また
は混合して調整する必要がある。以下に、本実施例のイ
ンク組成物を用いて実験を行った結果について述べる。
但し、各成分の量（部）は全て重量部である。（実験１）実験１では、インクジェットプリンタに用い
るインク組成物に本実施例を適用したものについて実験
した。その組成を以下に示す。カーボンブラック（三菱化学社製＃９６０）５重量部分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ（ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社製）５重量部ポリビニルアルコール（電気化学工業社製Ｂ０３）１重量部グリセリン１０重量部スメクタイト（コープケミカル社製親水性スメクタイトＳＷＮ）１重量部純水７９重量部まず、純水に所定量のスメクタイトを分散させ、グリセ
リン、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ及びポリビニルアルコ
ールを溶解させ、その後にカーボンブラックを添加し
て、ビーズミルを使用して分散をおこなった。尚、ビー
ズミルのベッセル中滞留時間は２２３０秒で行った。こ
の分散液を６時間放置すると、粘度の上昇が目視で確認
され、さらに３週間放置したが、そのまま変化はなく、
顔料のカーボンブラックの沈降は見られなかった。ま
た、この分散液を市販のインクジェットプリンタのイン
クとして用いたところ、プリンタ作動時には、粘度がイ
ンクジェット記録方式に使用できる３ｃｐｓ程度まで低
下し、なんら問題なく文字、画線を描くことができた。
比較例として、上記組成からスメクタイトを除いた分散
液を、本実施例の分散液と同様にして３週間放置したと
ころ、分散液全体積の約１／４程度にカーボンブラック
の沈降がみられ、さらに、容器の底部にカーボンブラッ
クの層が固着しており、激しく振とうしても完全に再分
散させることはできなかった。（実験２）実験２では、エアージェット式マーキング装
置に用いるインク組成物に本実施を適用したものについ
て実験した。その組成を以下に示す。Ｌ−グルタミン酸２３０重量部酸化チタン（アナターゼ型）１３重量部ポリエチレングリコール２８０重量部エチレングリコール３００重量部スメクタイト（コープケミカル社製親油性スメクタイトＳＰＮ）３５重量部まず、エチレングリコールに所定量のスメクタイトを分
散させ、その分散液に所定量のポリエチレングリコー
ル、Ｌ−グルタミン酸及び酸化チタンを順に添加し、十
分に攪拌して均一な分散液とした。この分散液を６時間
放置したところジェリー状にまで粘度があがった。比較
例として、上記組成からスメクタイトを除いた分散液
を、本実施例の分散液と同様にして３週間放置した。図
１（ａ）に、本実施例による分散液を３週間放置したも
のを、図１（ｂ）に、比較例の分散液を３週間放置した
ものを示す。図１（ａ）に示すように、本実施例による
分散液は、その分散状態に変化は全くみられなかった。
これを振とうすると液体状に戻り、エアージェット式マ
ーキング装置で暗色系布地に文字・図形を描いたところ
白色の画線が得られ、１０分程度経過した後には溶剤が
被描画物に浸透し、また一部は蒸散して鮮明な画線とな
った。また、描画１時間後スチームアイロンをかけたと
ころ、画線は全く消えず、水洗いしたところ画線は完全
に消え去った。また、図１（ｂ）に示すように、比較例
の分散液は、分散液全体積の１／４程度に酸化チタンの
沈降がみられ、さらに、容器の底部に酸化チタンの層が
固着しており、激しく振とうしても完全に再分散させる
ことはできなかった。（実験３）実験３においても、エアージェット式マーキ
ング装置に用いるインク組成物に本実施を適用したもの
について実験した。その組成を以下に示す。白色重合樹脂粒子（積水化成社製ＭＢＸ−２０ホワイト）１５０重量部ポリエチレングリコール８５重量部スメクタイト（コープケミカル社製親水性スメクタイトＳＷＮ）１５重量部純水７５５重量部まず、純水に所定量のスメクタイトを分散させ、次に所
定量のポリエチレングリコールを添加して溶解させ、さ
らに、白色重合樹脂粒子を加えて、十分に攪拌して均一
な分散液とした。この分散液を６時間放置するとジェリ
ー状にまで粘度が上がり、さらに３週間放置したが、そ
のまま変化はみられなかった。これを振とうすると液体
状に戻り、実施例１と同様に暗色系の布地に前記インク
ジェット式マーキング装置で描画したところ、白色の鮮
明な画線が描け、描画１時間後にスチームアイロンをか
けたところ画線は全く消えず。水洗いしたところ画線は
完全に消えた。比較例として、上記組成からスメクタイ
トを除いた分散液を、６日間放置したところ、分散液全
体積の約１／３程度に白色重合樹脂粒子の沈降がみら
れ、一部が容器の底部に固着しており、激しく振とうし
ても完全に再分散させることはできなかった。このよう
に、本実施例のインク組成物によれば、チキソトロピー
剤を含有しているので、インク組成物中の顔料や樹脂粒
子の沈降を防止することができ、容器の底部に顔料や樹
脂粒子が固着することを防止することができる。これに
より、長期間にわたってインク組成物を良好に保存で
き、またインクジェットのヘッドの詰まり防ぐことがで
きる。さらに、チキソトロピー剤を含有したインク組成
物をインクジェットプリンタ、あるいはエアージェット
式マーキング装置に使用した場合、描かれる文字や画線
には何の問題もなく、また、スチームアイロンによる影
響もなく、水洗いによる消去性を損なうこともない。

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明のインク組成物は、その静置保存時には前記粉体
の沈降を防止できる程度の粘度を付与し、攪拌または振
とうによりその粘度を低下させる材料を含有しているの
で、静置保存中は粘度が増大して、インク中に分散され
た顔料が沈降することを防止することができ、これによ
ってインク組成物を良好な状態で長期間保存することが
できる。また、使用前に攪拌または振とうすることによ
りを与えることにより粘度が下がり、インク吐出式画像
形成装置により文字、画線を描くことができる。また、
前記材料にチキソトロピー剤を用いることにより、確実
に上記した作用を実現させることができる。さらに、前
記チキソトロピー剤として、スメクタイト、フッ素四珪
素雲母、ベントナイト、シリカ、モンモリロナイト及び
ポリアクリル酸ソーダの内の１種類、あるいは複数種類
を混合したものを用いることができるので、使用する溶
剤に応じて、適切なチキソトロピー剤を選択することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験２による結果を示す模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶剤に着色用の粉体を分散させたインク
組成物であって、その静置保存時には前記粉体の沈降を
防止できる程度の粘度を付与し、攪拌または振とうによ
りその粘度を低下させるチキソトロピー剤を含有したこ
とを特徴とするインク組成物。
【請求項２】前記チキソトロピー剤は、スメクタイ
ト、フッ素四珪素雲母、ベントナイト、シリカ、モンモ
リロナイト及びポリアクリル酸ソーダの内の１種類、あ
るいは複数種類を混合したものであることを特徴とする
請求項１に記載のインク組成物。
【請求項３】前記溶剤である水に、前記チキソトロピ
ー剤であるスメクタイトを０．１〜５重量％の分散濃度
で含有したことを特徴とする請求項２に記載のインク組
成物。
【請求項４】前記溶剤である有機溶剤に、前記チキソ
トロピー剤であるスメクタイトを０．３〜１５重量％の
分散濃度で含有したことを特徴とする請求項２に記載の
インク組成物。