JPH11116864A - インキおよび消色方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡便に消色できるインキおよび消色方法を提供
すること。 【構成】電子線照射により消色する色素を含有するイン
キであり、該インキを印字または印刷してなる印刷物
を、加速電圧が１００ｋＶ以下で電子線照射する消色方
法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷インキ、イン
クジェットインキ等のインキおよびそのインキを使用し
て文字およびもしくは図形を印字または印刷してなる印
刷物の消色方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷インキ、インクジェットインキ等の
インキを使用して紙、プラスチック、金属、繊維等の基
材に印字または印刷された印刷物は、利用された後、そ
の印字または印刷を除去して、再度基材を利用すること
が検討、実施されている。印字または印刷を除去する手
段としては、古紙回収、リサイクル等に代表されるよう
に、かなりのコスト、労力を必要としている。リサイク
ル以外にも、必要なときにだけ印字または印刷を認識
し、それ以外は印字または印刷を必要としない印刷物も
ある。例えば、検査、偽造防止等において、検査のとき
だけ印字または印刷を認識できればよく、それ以外で
は、かえって印字または印刷が邪魔となることもある。

【０００３】以上のような場合に、印字または印刷を簡
単に除去または消去できる手段または必要なときだけに
認識できる手段が望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、簡便に消色できるインキ
および消色方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、電子線照射により消色する色素を含有す
るインキを提供する。さらには、インキがインクジェッ
トインキである。また、前記のインキを印字または印刷
してなる印刷物を、加速電圧が１００ｋＶ以下で電子線
照射する消色方法を提供する。さらには、前記電子線の
照射は、真空管型電子線照射装置によってなされる消色
方法である。なお、特公平８−１５１４号公報や特開平
４−３２９５４４号公報に開示されているように、塗料
や樹脂層として、活性エネルギー線または電離放射線の
照射によって消色または光学特性が変化する色素を含有
させてなる手段は知られている。しかし、印刷インキや
インクジェットインキ等として、さらにはリサイクル等
に適用することについては知られていない。

【０００６】以下、本発明の実施の形態について具体的
に説明する。印刷インキとしては、凸版インキ、オフセ
ットインキ、グラビアインキ、フレキソインキ、スクリ
ーンインキ等の、水性型、有機溶剤型や無溶剤型（紫外
線や電子線等の活性エネルギー線架橋・硬化型インキ
等）のインキが挙げられる。インクジェットインキとし
ては、水性型や有機溶剤型のインキが挙げられ、染料を
グリコール系溶剤等の高沸点溶剤と水に溶解したもの、
染料を揮発性溶剤または高沸点溶剤に分散または溶解し
たもの、等が挙げられる。電子線照射により消色する色
素としては、アゾ系、アントラキノン系、シアニン系、
ポリメチン系、ビリリウム系、トリフェニルメタン系、
ナフトキノン系、キサンテン系、等の染料または顔料で
あり、電子線照射により無色またはほぼ無色に近くなる
色素である。

【０００７】この色素の具体例としては、ＵＶ Ｒｅｄ
１０１、ＵＶ Ｂｌｕｅ １８、ＵＶ Ｂｌｕｅ ７
８４、ＵＶ Ｂｌｕｅ ２３６（以上、三井東圧染料株
式会社製）等が挙げられる。これらの色素のインキへの
添加量は、使用目的や用途によって異なるが、通常イン
キ１００重量部に対して、０．１〜５０重量部、さらに
は０．５〜３０重量部である。上記のようなインキにお
いては、従来から使用されている各種添加剤を使用する
ことができる。各種添加剤の例としては、本発明に係わ
る色素以外の色素（顔料、染料）、安定剤、溶剤、防腐
剤、抗菌剤、潤滑剤、活性剤、樹脂等が挙げられる。

【０００８】印刷インキとしては、従来から知られてい
るインキを活用することができ、色素として本発明に係
わる色素を用いること以外は従来のインキを使用するこ
とができる。次に、インキの一例として、インクジェッ
トインキについて詳細に説明する。色素は、インクジェ
ットインキ（記録液）１００重量部中に固形分で０．０
５〜５０重量部、好ましくは０．１〜４０重量部の範囲
で含まれることが発色性または消色性等の点で好まし
い。水性の液体中に添加してそのまま、あるいは通常の
溶解または分散を短時間行うことにより、インクジェッ
トインキを得ることができる。

【０００９】濃度の濃い状態にて溶解または分散し、そ
の後、印字または印刷に適する濃度に希釈し、必要に応
じてさらに添加剤を加え、濾過することにより、インク
ジェットインキとすることができるが、さらに分散剤等
を用い分散機による分散を行い、安定で定着性の強いイ
ンクジェットインキとすることもできる。必要に応じ
て、サンドミル等の通常の分散機でさらに分散を行うこ
とも可能である。インクジェットインキの製造には、サ
ンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェ
ーカー、超音波分散機．高圧の室内にてキャビテーショ
ン効果で分散する分散機等を用いることができる。

【００１０】また、混合攪拌は、通常の羽を用いた攪拌
機による攪拌のほか、高速の分散機、乳化機等により行
うことができる。本発明のインクジェットインキは、孔
径３μｍ以下のフィルター、好ましくは１．０μｍ以下
のフィルター、さらに好ましくは０．４５μｍ以下のフ
ィルターにて十分濾過することが好ましい。フィルター
の濾過に先立って、遠心分離によって大きな粒径のもの
を除くこともでき、これによってフィルターによる濾過
における目詰まりを少なくし、フィルターの使用期間が
長くなる。

【００１１】インキの液体としては、色素の溶解性また
は分散性に優れた溶剤か用いられる。水および必要に応
じて水性溶剤を用いることもできる。水としては、金属
イオン等を除去したイオン交換水ないし蒸留水を用いる
ことができ、水はインキ中に５０〜９８重量％の範囲で
含まれることが好ましい。水性溶剤は、インキのノズル
部分での乾燥、固化を防止し、記録液を安定して噴射さ
せ、保湿剤としても働くものであり、単独または混合し
て記録液中に０〜２５重量％の範囲で用いることが好ま
しい。水性溶剤としては、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、プロピレングリコール、トリエチレン
グリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、テ
トラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ケ
トンアルコール、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、１，２−ヘキサンジ
オール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、置換ピロリド
ン、２，４，６−ヘキサントリオール、テトラフルフリ
ルアルコール、４−メトキシ−４メチルペンタノン等を
例示できる。 また、インキの乾燥を速める目的におい
ては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル等のアルコール類も用いることができる。

【００１２】水性インクジェットインキは、被印刷体へ
の定着性を強固にするため、水性樹脂を含むこともでき
る。なお、被印刷体がインキ受理性を有する場合には、
水性樹脂は必要ない。水性樹脂としては、水に溶解する
水溶解性の樹脂や、水に分散する水分散性のエマルショ
ン樹脂、コロイダルディスパーション樹脂が、それぞれ
単独ないし混合して用いられる。水性樹脂として具体的
には、アクリル系、スチレン−アクリル系、ポリエステ
ル系、ポリアミド系、ポリウレタン系、フッソ系等の水
溶解性樹脂および水分散性樹脂が挙げられる。

【００１３】被印刷体への定着性を目的とするときに
は、水性樹脂は、記録液中に０．１〜１０重量％の範囲
で用いられることが好ましい。なお、水性樹脂として水
溶解性の樹脂を用いた場合、インキの粘度を高くする傾
向があるが、水分散性の樹脂では粘度を低く抑えること
ができたり、また、記録物の耐水性をより向上させるこ
とができる。水性樹脂を用いる場合には、アンモニア、
アミン、無機アルカリ等の中和剤を加え、水性樹脂の溶
解ないし分散の安定性を調整することが好ましい。水性
インクジェットインキには、分散剤、表面張力、浸透の
調整剤、防黴剤、キレート剤、消泡剤等の添加剤を必要
に応じ配合することができる。

【００１４】分散剤は、安定な分散を維持させるため、
あるいは水性樹脂を分散剤の用途で使用できない時、あ
るいはさらに安定な分散をさせるために用いることがで
きる。分散剤としては、アニオン性、非イオン性、カチ
オン性、両イオン性の活性剤を用いることができる。ア
ニオン性活性剤としては、脂肪酸塩、アルキル硫酸エス
テル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルナフ
タレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホン酸塩、ジアル
キルスルホコハク酸塩、アルキルジアリールエーテルジ
スルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキル
アリールエーテル硫酸塩、ナフタレンスルホン酸フォル
マリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エス
テル塩、グリセロールボレイト脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレングリセロール脂肪酸エステル等が例示でき
る。

【００１５】非イオン性活性剤としては、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
アリールエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレ
ンブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンアルキルアミン、フッ素系、シリコン
系等の非イオン性活性剤が例示できる。カチオン性活性
剤としては、アルキルアミン塩、第４級アンモニウム
塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルイミダゾリウム
塩等が例示できる。

【００１６】両イオン性活性剤としては、アルキルベタ
イン、アルキルアミンオキサイド、ホスファジルコリン
等が例示できる。インキの被印刷体が紙のように浸透性
を有するときには、インキの浸透をはやめ、見掛けの乾
燥性を早くするため浸透剤を加えることができる。この
ような浸透剤としては、水性溶剤として例示したジエチ
レングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエー
テル、アルキレングリコール、アルキレンジオール、ポ
リエチレングリコールモノラウリルエーテル、ラウリル
硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、オレイン酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸
ナトリウム等を用いることができる。浸透剤は、インキ
の５重量％以下の使用量で十分な効果があり、これより
も多いと印字の滲み、紙抜け（プリントスルー）を起こ
し好ましくない。

【００１７】防黴剤は、インキへの黴や細菌の発生を防
止するために添加することができる。防黴剤としては、
デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソジウ
ムピリジンチオン−１−オキサイド、ジンクピリジンチ
オン−１−オキサイド、１，２−ベンズイソチアゾリン
−３−オン、１−ベンズイソチアゾリン−３−オンのア
ミン塩等が用いられる。これらは、インキ中に０．０５
〜１．０重量％の範囲で含まれることが好ましい。キレ
ート剤は、インキ中の金属イオンを封鎖するものであ
り、ノズル部での金属の析出やインキ中での不溶解性物
の析出等を防止するために加えることができる。キレー
ト剤としては、エチレンジアミンテトラアセティックア
シド、エチレンジアミンテトラアセティックアシドのナ
トリウム塩、エチレンジアミンテトラアセティックアシ
ドのジアンモニウム塩、エチレンジアミンテトラアセテ
ィックアシドのテトラアンモニウム塩等が用いられる。
これらは、インキ中に０．００５〜０．５重量％の範囲
で含まれることが好ましい。

【００１８】また、インキのｐＨを調整し、インキの安
定ないし記録装置中のインキ配管との安定性を得るた
め、アミン、無機塩、アンモニア等のｐＨ調整剤、リン
酸等の緩衝液を用いることができる。また、インキの吐
出時あるいは配管内部での循環、移動、あるいはインキ
の製造時の泡の発生を防止するため消泡剤を添加するこ
ともできる。その他の添加剤として、尿素、ジメチル尿
素等を加えることもできる。インキは、記録装置の方式
にもよるが、粘度０．８〜１５センチポイズ（２５℃）
の液体として調整することが好ましい。

【００１９】インキの表面張力は２５〜６０ｄｙｎ／ｃ
ｍが好ましく、ｐＨは特に制約されないが４〜１２の範
囲であり、溶解または分散安定性からは７〜１０のアル
カリ性が好ましい。なお、色素が有機溶剤の溶解性に優
れるときは、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エステ
ル系溶剤、エーテル系溶剤等にて油性のインキとするこ
とが好ましい。この際の定着剤としては、塩化ビニル酢
酸ビニル系、アクリル系、ウレタン系、セルロース系、
ブチラール系等の樹脂を用いることができる。また、油
性のインキとするときは、コンティニュアスタイプのプ
リンターにおいての帯電量を調整する必要があり、イン
キ中に電導度の調整剤を０．０５〜４．０重量％添加す
る必要がある。このような電導度の調整剤としては、チ
オシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム、チオシ
アン酸アンモニウム、塩化リチウム、硝酸リチウム等で
ある。

【００２０】印字または印刷される基材としては、処
理、未処理を問わずステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニ
ウム、スチール等の金属、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート等のプラスチック，紙、繊維等が挙げられる。基
材の形状としては、板、フイルム、シート等の平面状の
ものだけに限らず、曲面等を有する基材であってもよ
い。本発明において、色素の消色を行う装置は、図１に
示すような電子線照射装置である。図１は、電子線発生
部としての照射管を示す模式図である。この装置は、円
筒状をなすガラスまたはセラミック製の真空容器１と、
その容器１内に設けられ、陰極から放出された電子を電
子線として取り出してこれを加速する電子線発生部２
と、真空容器１の端部に設けられ、電子線を射出する電
子線射出部３と、図示しない給電部より給電するための
ピン部４とを有する。電子線射出部３には薄膜状の照射
窓５が設けられている。電子線射出部３の照射窓５は、
ガスは透過せずに電子線を透過する機能を有しており、
図２に示すように、偏平状をなしている。そして、照射
室内に配置された被照射物に照射窓５から射出された電
子線が照射される。

【００２１】すなわち、この装置は真空管型の電子線照
射装置であり、従来のドラム型の電子線照射装置とは根
本的に異なっている。従来のドラム型電子線照射装置
は、ドラム内を常に真空引きしながら電子線を照射する
タイプのものである。このような構成の照射管を有する
装置は、米国特許第５，４１４，２６７号に開示されて
おり、American International Technologies（ＡＩ
Ｔ）社によりＭｉｎ−ＥＢ装置として検討されている。
この装置においては、１００ｋＶ以下という低加速電圧
でも電子線の透過力の低下が小さく、有効に電子線を取
り出すことができる。これによって、基材上のインキに
対し低深度で電子線を作用させることが可能となり、基
材への悪影響および２次Ｘ線の発生量を低下させること
ができるようになり、大がかりなシールドは必ずしも必
要としない。

【００２２】また、電子線のエネルギーが低いため、酸
素ラジカルに起因する印字または印刷表面での反応阻害
を低減することができるようになり、イナーティングの
必要性が小さくなる。例えば、樹脂フイルムおよび紙等
の基材を劣化させることが比較的少ない。例えば，紙に
おいては，セルロースのグリコシド結合の切断に起因す
る崩壊が比較的低線量で生じ，特に耐折強度の低下は照
射線量が１Ｍｒａｄ以下でも顕著に現れることが知られ
ており，問題となっている。特に，基材に印字または印
刷された厚さ０．０１〜２０μｍのインキにおいては，
その厚さが薄かったり，インキがなく露出している基材
部分があるため，基材の劣化が問題となりやすいが、本
発明では低い加速電圧での電子線照射により、この問題
を解消できる。

【００２３】真空管型電子線照射装置を使用して，電子
線を発生させる際の加速電圧１００Ｋｖ以下にして，被
照射物に対して電子線照射する方法が望ましい。さらに
は，加速電圧が１０〜６０Ｋｖで，基材に施された厚さ
０．０１〜３０μｍのインキに電子線照射する。なお，
このような加速電圧が低い場合，同時にオゾンの発生量
も大幅に低減することが判っている。本発明の典型的な
実施形態としては，図３に示すように上述した構成を有
する電子線照射装置１０を複数本組み合わせてアレイ１
１を構成し，アレイ１１の下方にある照射室１２におい
て，所定の速度で搬送される被照射体１３に対し，アレ
イ１１を構成する各電子線照射装置１０から電子線を照
射する方法が挙げられる。なお，図中，参照番号１４は
Ｘ線シールド，１５はコンベアシールドである。

【００２４】また、上記装置は、低加速電圧であるた
め、電子線の到達深度が小さく、また加速電圧を容易に
制御することができる。このことは、基材に対する電子
線の影響を低減させることができ、本発明により、基材
のリサイクル等をはかる上で大変有利である。さらに、
高い吸収率が得られるため、従来にない高いエネルギー
効率で電子線を照射することができる。したがって、被
照射物に対して消色を目的に電子線を照射する場合に、
従来の１／４から１／２程度の低いエネルギーで目的を
達成することが可能となる。

【００２５】本発明の電子線照射方法を適用するための
装置は特に限定されないが、前述したような真空管型の
ものが制御性の観点から好ましい。すなわち、Ｍｉｎ−
ＥＢに代表される真空管型電子線照射装置は、上述した
ように、低加速電圧でも電子線を有効に取り出すことが
できるので、制御性良くしかも低深度で電子線を作用さ
せることができ、到達深度の制御性も高い。このような
到達深度の制御性の観点からは、電子線の加速電圧は１
５０ｋＶ以下であることが好ましく、１００ｋＶ以下が
一層好ましい。さらには１０〜７０ｋＶが好ましい。

【００２６】以下、実施例に基づいて本発明を説明す
る。例中、部および％とあるは、重量部および重量％を
それぞれ示す。 実施例１〜６ サンドミルに、表１の原料を、表１に示す配合比（重量
比）で充填し、３〜４時間の分散を行った。しかるの
ち、１００００ｒｐｍの遠心分離を行い、１．０μのフ
ィルターにて濾過し、インクジェットインキを作製し
た。実施例で得られたインキについて、インクジェット
プリンター（ウィレット社製３１５０）にてＯＨＰ用フ
イルムに記録を行った。

【００２７】ＯＨＰフイルムの記録は、プレゼンテーシ
ョン後に、ＡＩＴ社製Ｍｉｎ−ＥＢ装置にて、７０ｋＶ
加速電圧、窒素雰囲気下で、電子線照射を行った。この
電子線の照射によりＯＨＰ上の色の消色が起こった。従
って、このＯＨＰフイルムは、再度、インクジェットイ
ンキのＯＨＰフイルムとして使用できる状態となった。 実施例７〜１２ サンドミルに、表２の原料を、表２に示す配合比（重量
比）で充填し、３〜４時間の分散を行った。しかるの
ち、１００００ｒｐｍの遠心分離を行い、１．０μのフ
ィルターにて濾過し、インクジェットインキを作製し
た。

【００２８】実施例で得られたインキについて、インク
ジェットプリンター（日立製作所社製ＧＸ III）にてＯ
ＨＰ用フイルムに記録を行った。ＯＨＰフイルムの記録
は、プレゼンテーション後に、ＡＩＴ社製Ｍｉｎ−ＥＢ
装置にて、７０ｋＶ加速電圧、窒素雰囲気下で、電子線
照射を行った。この電子線の照射によりＯＨＰ上の色の
消色が起こった。従って、このＯＨＰフイルムは、再
度、インクジェットインキのＯＨＰフイルムとして使用
できる状態となった。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための電子線照射装置を示す
模式図。

【図２】図１の装置の電子線射出部を示す図。

【図３】本発明を実施する際の一つの実施形態を説明す
るための図

【符号の説明】

１……真空容器 ２……電子線発生部 ３……電子線射出部 ４……ピン部 ５……照射窓 １０・・・電子線照射装置 １１・・・アレイ １２・・・照射室 １３・・・被照射物 １４・・・Ｘ線シールド １５・・・コンベアシールド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子線照射により消色する色素を含有す
   ることを特徴とするインキ。
2. 【請求項２】 インクジェットインキである請求項１記
   載のインキ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のインキを印字ま
   たは印刷してなる印刷物を、加速電圧が１００ｋＶ以下
   で電子線照射することを特徴とする消色方法。
4. 【請求項４】 前記電子線の照射は、真空管型電子線照
   射装置によってなされることを特徴とする請求項３記載
   の消色方法。