JPS5854675B2 - ジェットインキ印刷による情報の記録法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、種々の材料にマークをつげる手段として特
に適切なものにすべく普通光で不透明なインキを使用し
て、ジェットインキ印刷による情報を記録する方法に関
するものである。

被印刷材に確認および装飾のマークをつげる技術として
、インキ・ジェット印刷法が最近発達した。

一般にこの印刷法では、流体インキは高周波で振動する
圧電結晶を含むオリフィス・ブロックの極小オリフィス
を加圧下で通されるので、オリフィスを通るインキは圧
電結晶の振動数に等しい微小滴に分割される。

その微小滴は電荷領域を通され、そこで個々の小滴は映
像信号に対応する電荷を受ける、電荷の振幅は映像信号
の振幅に依存する。

次に、その微小滴は一定強度の電場を通される、その結
果各小滴の偏向度は電荷強度に依存して変わる。

その後、偏向された小滴は装飾または情報のマークを印
刷せんとする基質に衝突する。

インキ・ジェット印刷法を実施するのに適当な装置は、
１９６９年９月２日付の米国特許第３４６５３５０号お
よび第３４６５３５１号に詳細に記載されている。

インキ・ジェット印刷装置において満足な動作をするた
めに、インキは設定作動条件下で終始変らない滴分割長
、滴速度および滴電荷を示さなければならない。

前記米国特許に記載されているインキ・ジェット印刷機
に関して、粘度が２５ ｃｐｓのインキが使用ノズルの
型に依存して満足な結果を与えることが示されている。

しかし、より低粘度のインキの方が望ましい。

満足な作動のためのインキの固有抵抗は大きく１０００
０Ω・αに及ぶ。

本発明は、液体の微細ジェットを生成しこそのジェット
を記録媒質上に向け、付加するジェットの密度を記録す
べき情報に従って電場により調節してその情報を記録し
、記録された情報に水分を付加し、しかる後に記録され
た情報を不透明にすることからなる情報を記録する方法
である。

さらに、本発明は、液体の微細ジェットを生成し、その
ジェットを記録媒質上に向け、付加するジェットの密度
を記録すべき情報に従って電場によって調節し、その情
報を記録し、しかる後に前記記録した情報の環境温度を
その露点に下げることによって前記記録を不透明にする
ことからなる情報を記録する方法である。

本発明の実施に使用されるインキは３つの基本成分を含
むことができる。

その第１成分は印刷したマーク（１ｎｄｉｃｉａ ）に
可視性を提供する着色剤である。

第２成分は、インキに流動性を与えそして溶液または懸
濁液中で樹脂と着色剤を担う溶媒である。

第３戒分は、印刷後に基質表面に残って染料または顔料
を粘着および結合させる樹脂または結合剤である。

これら３成分の外に、乾燥剤、分散剤、湿潤剤、可塑剤
、希釈剤、等を含む種々の成分を利用することができる
。

従って、本発明は不透明なインキを利用する。

これらインキは、事実上有機質であって、摩耗性の無機
顔料に基づく多くのインキの摩耗性を有しない点におＬ
・て有利である。

溶媒として脂肪族アルコールが望ましいが、他の溶媒、
例えばケトン、アルデヒド、エーテル、エステル、グリ
コール、クリコールエーテル、炭化水素、ラクトンも使
用可能である。

代表的な脂肪族の一価アルコールはメチルアルコール、
エチルアルコールである。

必要な樹脂の外にそのインキは、セルロースエーテルに
トロセルロース、酢酸セルロース、等）のようなセルロ
ース誘導体、特にメチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシグロビルセルロース、プロピオ
ニトリルセルロース、エチルセルロースおよびベンジル
セルロースから成る群から選択の少なくとも１種類を含
むことが望ましい。

他の多糖類の対応誘導体も使用可能である。

適当な染色剤は直接染料、酸性染料、塩基性染料および
各種の油溶性染料である。

染料の種類は希釈剤との組合せおよび結合剤の種類によ
って選択する。

望ましい色材は塩基性染料を主成分としたものである。

そのインキは２５℃で１．５〜２５ ｃｐｓの粘度を有
しうるが、１．８〜７．５ｃｐｓの粘度が望ましい。

インキの固有抵抗は１００００Ω・のまでの大きさにな
りうるが、１５００〜４０００Ω・αが望ましい。

本発明に利用されるインキは実質的に全ての基質上への
粘着性を有する。

また、金属または塗工した金属上への印刷に適当なジェ
ット印刷インキの樹脂成分は種々の必要条件を満たさな
ければならない。

第１に重要なのは、インキを印刷する金属または塗工し
た金属の表面に強く粘着し、かつその強い粘着性を湿度
や温度の広範囲に変わる条件下で維持できることである
。

金属表面に付加した時、インキは若干の水分が存在して
もその表面を湿らす、または表面に粘着し、かつ高耐湿
性を示して、金属への粘着性を維持するのみならず染料
を水分の作用から保護しなげればならない。

また、樹脂成分は溶媒に極めて容易に溶解して安定な低
粘度溶液（組成物の粘度を過度に高めることなく有効量
の樹脂が溶解できる溶液）を生成しなげればならない。

合成、半合成および天然の樹脂、即ち重合並びに重縮合
および重付用品が適当である。

一般に、印刷インキおよび塗料産業で通例の樹脂は全て
、例えばカルスラン（Ｋａｒｓｔｎｅ ）によるラッカ
ー原料の表（第４版、Ｈａｎｏｖｅｒ、１９６７年）お
よびラッカー樹脂に関するワグナ−およびサルツクス（
Ｗａｇｎｅｒ ａｎｄ ５ａｒｘ ）の研究（第４版
、Ｍｕｎｉｃｈ、１９５９年）に記載されている。

例えば、次のものが適当な樹脂である。

松やにおよびその誘導体、水素添加松やに、重合松やに
、一価または多価アルコールでエステル化した松やに；
アクリル酸、ブタンジオール、ペンタエリトリトールの
ような樹脂化剤で変性の松やに樹脂；松やにおよびアク
リル化合物を主成分とする樹脂で変性の可溶性フェノー
ル樹脂、マレイン酸塩樹脂、油を含まないアルキド樹脂
、スチロール化アルキド樹脂、ビニルトルエンで変性の
アルキド樹脂、合成脂肪酸で変性のアルキド樹脂、あま
に油アルキド樹脂、リシニンアルキド樹脂、ひまし油ア
ルキド樹脂、大豆油アルキド樹脂、やし油アルキド樹脂
、トール油および魚油アルキド樹脂、アクリル化アルキ
ド樹脂；油および油ワニス類。

また、テルペン樹脂、ポリビニル樹脂（例えば、ポリ酢
酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
ビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリビニル
エーテル、各種ビニル単量体との共重合体およびグラフ
ト重合体）、ポリアクリル樹脂、アクリル酸塩樹脂、ポ
リスチレン、ポリインブチレン、フタル酸、マレイン酸
、アジピン酸、セビシン酸、等に基づくポリエステル；
ナフタレン・ホルムアルデヒド樹脂、フラン樹脂、ケト
ン樹脂、アルデヒド樹脂、ポリウレタン（特に、高温で
のみ硬化するウレタン−次製品）エポキシド樹脂（特に
、高温でのみ硬化する樹脂硬化剤の混合体）も適当な樹
脂である。

また、不飽和ポリエステル樹脂、ジアルキルフタレート
・プレポリマー、ポリエチレンワックスまたはポリプロ
ピレンワックスのようなポリオレフィン、インデンおよ
びクマロンインデン樹脂、カルバミドおよびスルホナミ
ド樹脂、ポリアミドおよびポリエステル樹脂、シリコー
ン樹脂、ゴムおよびその誘導体（例えば、環化ゴムおよ
び塩化ゴム）も適当である。

さらに、樹脂の必要条件は、基質上で所望の乾燥速度が
得られるように樹脂が溶媒を十分に放出できることであ
る。

所定の基質に対するジェット印刷インキの調製を効果的
にするために、溶媒は十分な量の樹脂成分、染料および
その他の望ましい任意成分を容易に溶解して、所望値の
粘着性、導電性、等を得なげればならない。

さらに、インキの補給および戻し装置において若干量の
溶媒が蒸発してインキの固体分濃度が増すので、溶媒は
この状態での沈殿を防ぐ能力を備えなげればならない。

インキの補給および戻し装置からの溶媒の蒸発は一般に
望ましくないが、印刷工程の後で必要な時間内に印刷し
た像（画線）に耐汚れ性と耐湿性を残すために溶媒はそ
の画線部から所望の速度で蒸発することが重要である。

これらの相反する目的の間で、溶媒は蒸発特性において
満足なバランスを達成しなげればならない。

印刷する基質の種類によって、インキの粘着性および耐
摩耗性を高めるために基質上のワックスや他のコーティ
ングを浸透する溶媒の使用が有利である。

脂肪族の一価アルコールと他の少なくとも１種類の溶媒
成分の混合体を含む本発明によるジェット・インキは、
容易に偏向しかつ粒子の高安定性を示す。

また、本発明によるインキは少なくとも１種類の樹脂を
含む。

代表的な脂肪族の一価アルコールはメチルアルコール、
エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコール＞ｎ−ブチルアルコール、第ニブチルア
ルコール、第三ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、ｎ−アミルアルコール、アミルアルコール、イソア
ミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコ
ール、オクチルアルコール、またはそれらの混合体であ
る。

１〜８個の炭素原子をもった脂肪族の一価アルコールが
特に望ましい。

脂肪族の一価アルコールと他の溶媒との重量比は１〜９
９ ： ９９〜１、特に３０〜８０ニア０〜２０１最適
には−４０〜８０；６０〜２０が望ましい。

これらインキ用の混合体を形成する溶媒はケトン、アル
デヒド、エーテル、エステル、炭化水素、グリコール、
グリコール・エーテル、およびラクトンである。

適当な溶媒はへキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、
シクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、ドルオー
ル、キジロール、エチルベンゼン、等の炭化水素；四塩
化炭素、二塩化エチレン、トリクロロエチレン、テトラ
クロロエチレン、ジクロロベンゼン、等のハロゲン化炭
化水素；ブチルエーテル、エチレングリコール−ジエチ
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、等のエー
テル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトンメチルプロ
ピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケ
トン、シクロヘキサノン、等のケトン系溶媒；ギ酸エチ
ル、酢酸メチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸フェ
ニル、エチレングリコール−酢酸モノエチルエーテル、
プロピオン酸メチル、等のエステル系溶媒；ジアセトン
アルコール等の他のアルコール溶媒である。

本発明による望ましい方法は、種々の基質に優れた粘着
（または付着）性を有するインキ・ジエシト印刷用イン
キを利用する。

さらに詳しくは、その望ましい方法は、必須成分として
、混合溶媒に溶解した高重量％で２５℃の温度において
１．５〜２５ ｃｐｓの粘度を与えかつ脂肪油と相容性
である樹脂または樹脂ブレンドからなるインキ・ビヒク
ル；印刷インキ材料として通常使用されてＬ・る種々の
油、樹脂、樹脂質ワニス、溶媒、等；そして必要ならば
練肉および分散による顔料、体質顔料、および助剤から
なる印刷用インキを利用する６結合剤および他の添加剤
、例えば界面活性剤もインキに添加することができる。

適当な結合剤（ビヒクル）はあまに油、きり油、サフラ
ワー油、大豆油、脱水ひまし油、等の乾性油；綿実油、
ビート油、等の半乾性油；ひまし油、オリーブ油、等の
非乾性油；オレイン酸、リルン酸、ペラルゴン酸、カプ
リン酸、ラウリン酸メチル、等の脂肪酸およびそのエス
テル；フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、シフタル
酸ジプチル、フタル酸ブチルベンゼン、フタル酸ジオク
チン、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチル、
セバシン酸ジプチル、アジピン酸モノメチル、ピメリン
酸モノメチル、等のジカルボン酸エステル；エチレンク
リコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、グロピレングリコール、グリセリン、ジプロピレ
ングリコールのような多価アルコール；およびそれらの
エーテル、例えばジエチレングリコールモノブチルエー
テル、シフロピレングルコールモノエチルエーテル、等
でアル。

分子量が２０００以下の液体樹脂、例えばポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂およびポリブタジェン樹脂も使用可
能である。

本発明によるインキの本質的な特徴は、脂肪族の一価ア
ルコールと他の少なくとも１種類の溶媒の混合体を含む
ことにある。

市販の非水インキに比べて、該インキは優れた印刷速度
を示す。

優れた静電特性の結果、偏向が極めて容易そしてインキ
粒子の安定性が良い。

本発明によるインキはジェット印刷装置および電場型式
の印刷機に適する。

次に、例示の実施態様に基づいて本発明を説明する。

特定の実施態様のみを記載するが、本発明の範囲内で種
々の変化および改良がありうることは明らかである。

例１ ブラッシングの利用によって、顔料を使用することなく
暗色基質上に不透明のプリントが得られる。

４０％までの固体弁を含むインキを調製した。例２ ブラッシングの利用により、顔料を使用せずに暗色基質
上に不透明のプリントが得られる。

４０％までの固体弁を含むインキを調製した。

例３ ブラッシングの利用により、顔料を使用せずに暗色基質
上に不透明のプリントが得られる。

４０％までの固体弁を含むインキを調製した。

例４ 種々の樹脂と溶媒を組合せて使用することにより不透明
のプリントを得ることができる。

固体分は７５％までにすることができる。

色は種々の染料を使用することにより得られる。

乾燥速度は種種の溶媒を組合せることにより調節する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも非水溶性セルロース樹脂と該樹脂用非水
   溶性溶媒を含む透明液体の微細ジェットを生成し；該ジ
   ェットを記録用媒質上に向げ；記録せんとする情報に従
   って付加するジェットを電場によって調節して前記情報
   を記録し；しかる後に、該記録された情報に水分を付加
   することによって該記録された情報を不透明にする工程
   からなることを特徴とするジェットインキ印刷による情
   報の記録法。 ２ 前記記録された情報に水分を付加する工程が、該記
   録された情報の環境温度を露点またはそれ以下の温度に
   制御することからなり、それによって水分を大気中から
   記録された情報の上に凝縮させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記記録された情報に水分を付加す゛る工程が、透
   明液体のジェットを記録媒質上に向ける前に該記録媒質
   上に水分を有することからなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 前記記録された情報に水分を付加する工程が、前記
   情報が記録用媒上に印刷された後で水分を記録用媒質に
   付加することからなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。