JPS603434B2

JPS603434B2 - ジエツト印刷用インク

Info

Publication number: JPS603434B2
Application number: JP16614880A
Authority: JP
Inventors: 時郎松本; 利昭荒川; 常彦豊田
Original assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Priority date: 1980-11-26
Filing date: 1980-11-26
Publication date: 1985-01-28
Also published as: JPS5790070A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、水性のジェット印刷用インクに関する。

更に詳しくは、ジェット印刷用プリンターのノズル部で
目詰りをおこすことなく、均一で長期間安定な噴射が可
能で、しかもインク液滴の表面張力が周囲の環境温度に
影響を受け難い、優れたインク液摘発生特性を有する水
性のジェット印刷用インクに関する。近年、ジェット印
刷用プリンターは、被印刷面の形状に影響されずに高速
でしかも静音性の優れたノンィンパクト方式であるため
、数多くの方式が開発されている。

例えば、インク液摘発生方法から分類すると、電気的パ
ルス信号によって歪を生ずるピェゾ素子により、インク
室に急激な体積変化を与えて必要なインク液満のみをノ
ズルから発生させるインク・オン・デマンド方式；イン
クに徴圧をかけ、ノスル先端より静電譲引にてインク液
滴を発生させる静電譲引方式；ノズル先端より静電誘引
によりインク液滴を発生させる際、ィンクに高周波数の
超音波を加える方式；インクを圧送しノズル近傍でイン
クに高周波数の超音波振動を加えることによりインク液
滴を発生させる方式等の数多くのインク液摘発生方式が
開発されている。次に、上記のようにして通常数ミクロ
ンから数ミリの口径のノズルから発生したインク液滴の
付着方法から分類すると、（１）該液滴をそのまま空間
を飛行せしめ被印刷面に付着させる方法、（０）電荷を
帯びたインク液滴が電界中を飛行し、その電界により必
要な偏向を受けて所定の被印刷位置に付着する電界制御
方式や、発生したインク液滴に対しパルス電圧により所
定の偏向量に応じた電荷を付与し、電界中を飛行する帯
電インク液滴を電荷量に応じて偏向せしめ被印刷面の所
定位置に付着させる荷電変調方式等のインク液滴を電気
的に制御し付着させる方法に大別される。

これらのジェット印刷用プリンターに使用されるインク
としては従来水性あるいは油性等の種々のものが開発さ
れている。前記の如き各種の方式において、インクを均
一な粒子として噴射させたり、あるいはインク粒子を制
御するには、各々の方式に応じて適切なインクの粘度、
表面張力、及び電気的特性が必要である。しかし、いず
れのインクジェット方式においてもインク液滴が均一な
粒子として微細なノズルから連続的に安定して噴射され
ることが必要とされる。

従ってインクジェットプリンターの基本的な課題は、こ
のノズル部の目詰まりを完全に防ぎ、長期間の連続かつ
安定なインク粒子の発生を確保することにある。

また一時的な休止後に、再び安定なインク粒子の作成が
可能であることも重要なポイントである。当然のことな
がら、微細なノズルはわずかな溶媒不落固形分の付着に
よっても目詰りを起す。またノズルの一部に固型物が付
着してもインクの噴射方向が変化する。したがって、連
続かつ安定なインク粒子の噴射を行なうためには、イン
ク組成物の粘度や表面張力が適切であるばかりでなく、
インク組成物中の溶媒不溶固形分を完全に除去するか、
または超微粒子の状態のまま安定に保つことが必要であ
る。また溶媒不溶固形分が経時的に発生することも完全
に防止する必要がある。ところで水系のジェットインク
組成物における着色は、普通水溶性染料を使用すること
により、溶媒不溶固形分の除去ないいま発生防止を達成
することが可能である。

さらに、着色剤として顔料を使用する場合は、分散状態
等が安定な超微粒子顔料を超微粒子のまま安定に保ち、
粒子同志の凝集、および新たな溶媒不綾固形分の発生を
防止する必要がある。従来から多価アルコール系湿潤剤
、水顔性染料あるいは各種の超微粒子顔料からなる着色
剤、溶媒としての水、その他各種添加剤から成るジェッ
ト印刷用の水性インクが知られているが、かかる水性イ
ンクには均一なインク液滴の発生においてやや不安定な
点があり、印刷物に及ぼす悪影響がいよいよ見受けられ
た。

つまり、インク液滴体積（表面積）と偏向量は相互に関
連するために、インク液滴を静電偏向等により制御する
場合、均質な液滴の発生が不安定であると個々の液滴粒
子に与えられる所定の電荷量がバラッキ、従って印字品
位が著しく低下するという弊害が生じた。さらに、従来
静電誘引力を利用してインク液滴を発生させる際に、電
圧を徐々に上げていくと粒子発生状態が著しく変化する
領域があることが報告されている。（安居院等、画像電
子学会誌、第１閃き、第２号第５２〜５７頁、１９７７
年他参燈）これらの領域は、低電圧側からｈ風こ粗大粒
子発生電圧範囲、微粒子発生電圧範囲、及び霧化電圧範
囲に区分される。ところで、ジェット印刷においては前
記微粒子発生電圧範囲が利用される。従って微粒子状態
のインク液滴が安定して得られるこの電圧範囲の中が広
ければ広い程適用中が広くなり実用上の観点から好まし
い。しかして、従来のジェット印刷用水性インクにおい
てはこの微粒子発生電圧範囲を大中に広げることが出来
なかった。

本発明は、前記の如き従釆の水性ジェット印刷用インク
の欠点を解消することを目的とし、ジェット印刷用プリ
ンターのノズル部での目詰りをおこすことがなく、長期
間均一で、安定な噴射が可能であり、優れたインク液摘
発生特性を有するとともに微粒子発生電圧範囲を大中に
広げ得るジェット印刷用インクを提供する。

即ち、本発明は水浴性湿潤剤、着色剤、および水を主成
分とする水性ジェット印刷用インクにおいて、パーフロ
ロアルキルスルホン酸塩を０．００２〜１重量％添加し
てなるジェット印刷用インクに係る。

本発明で使用される水落性湿潤剤とは、常温で液状のも
のであり、具体的には多価アルコール類、例えばジェチ
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＃３００、グリセリン、プロピレングリコ
ール等：多価アルコールのアルキルェーテル類及びその
酢酸ェステル類、例えばエチレングリコールモノメチル
ェーナル、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メチルエーテルアセテート、ト
リプロピレングリコールメチルエーテル等；ヒドロキシ
アルキルホルムァミド類、例えばアルキル基の炭素数が
１〜４個のヒドロキシアルキルホルムアミド類；Ｎービ
ニル−２ーピロリドンオリゴマ一等が挙げられる。

これらの湿潤剤は単独または混合物として使用すること
が可能である。該湿潤剤はインク中好ましくは１０〜６
の重量％の範囲で使用される。

又、本発明のジェット印刷用インクに使用される着色剤
としては、水に対する溶解性が良好な水溶性染料、分散
性、分散安定性の優れた微粒子顔料などが使用し得る。

例えばＣ．１．０ｉｒｅｃｔＢＩ肥２３６、Ｃ．１．
ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ２０３、Ｃ．１．Ｄｉｒｅｃｔ
Ｂｌｕｅ２０２、Ｃ．１．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１ふ
Ｃ，Ｉ，ＡｃｉｄＢｌｕｅ７・Ｃ，Ｉ，ＡｃｉｄＢ
Ｉ肥９・Ｃ，１，ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ１４４、
Ｃ．１．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗｌｏｏ、Ｃ．１．
ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８６、Ｃ．１．Ｄｉｒｅｃ
ｔＹｅｌｌｏｗ５０、Ｃ．１．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏ
ｗｌ、Ｃ．１．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２３、Ｃ．１．
ＡｃｉｄＧｒｅｅｎ５、Ｃ．１．ＢａｓｉｃＶｉｏｌ
ｅｔ３９、Ｃ．１．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ２３、Ｃ．１
．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ２２７、Ｃ．１．Ｄｉｒｅｃ
ｔＲｅｄ２２５、Ｃ．１．ＡｃｉｄＲｅｄ８７、Ｃ．
１．ＡｃｉｄＲｅｄ９２、Ｃ．１．Ａｃ；ｄＲｅｄ
５２、Ｃ．１．ＡｃｉｄＲｅｄ１４５、Ｃ．１．Ａｃ
ｉｄＲｅｄ２５２、Ｃ．１．ＢａｓｉｃＲｅｄ２７、
Ｃ．１．ＢａｓｉｃＲｅｄ４６、Ｃ，１．既ｓｉｃ
Ｒｅｄ１２、Ｃ，１．ＢａｓｉｃＲｅｄ３〆Ｃ．１．
ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ５１、Ｃ．１．Ｄｉｒｅｃｔ
Ｂｌａｃｋｌ９、Ｃ．１．ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ総等
が挙げられる。これらの着色剤は、ジェット印刷用イン
ク中好ましくは０．１〜１の重量％の範囲で使用される
。

さらに、本発明で用いられるパーフロロアルキルスルホ
ン酸塩としては炭素数４〜１２個を有するパーフロロア
ルキルスルホン酸のアルカリ金属塩あるいはアンモニウ
ム塩等が挙げられるが、最も好ましいのはパーフロロア
ルキルスルホン酸カリウムである。本発明における該パ
ーフロロアルキルスルホン酸塩は、インク液滴を均一に
しかも安定に発生させるという働きを有するとともに、
微粒子発生電圧範囲を大幅に広げるという効果を有し、
更には紙に対する湿潤乾燥性をも向上せしめ得る。

前記パーフロロアルキルスルホン酸塩はインクに対して
０．００２〜１．０重量％の範囲で添加使用する。前記
範囲において、添加量が０．００２重量％にみたない場
合はインク液滴の安定発生にほとんど効果がなく、しか
も前記した微粒子発生電圧範囲の拡大にも寄与しない。

逆に、１．の重量％をこえて使用されると溶解性の点で
固形分が発生しノズル部の目譲り等をもたらすので好ま
しくない。特に、パーフロロアルキルスルホン酸塩を０
．０１〜１．０重量％添加したジェット印刷用インクは
、長期間の保存に際してもインクの表面張力が安定して
いるばかりでなく、周囲の雰囲気温度やインクの温度変
化に際してもインクの表面張力がほとんど変らず、従っ
て常に安定した液滴が得られるため一層好ましい。本発
明のジェット印刷用インクにおいては、必要に応じて水
可溶性溶剤、例えばジオキサン、アセトン、ジアセトン
アルコール、炭素数１〜３のアルキルアルコール、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、Ｎーメチ
ル−２ーピロリドン等の一種もしくは二種以上：粘度調
整剤、例えばヒドロキシプロピルセルロース、カルボキ
シメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポ
リピニルアルコール等；防カビ、防腐剤、例えばデヒド
ロ酢酸ナトリウム、１・２一ベンズイソチアゾリン−３
−オンのアミン塩、６ーアセトキシー２・４ージメチル
ーｍージオキサン等：その他導電性付与剤、各種添加剤
等の一種もしくは二種以上を添加混合することが可能で
ある。本発明のジェット印刷用インクは、前記成分以外
に溶媒として水を使用する。しかして、インクジェット
方式への実用上の観点からインクの使用時（通常、常温
）の粘度は１．２〜３０センチポィズの範囲に入るよう
調整することが好ましい。本発明のジェット印刷用イン
クは前記の如き各成分を均一に鷹杵混合することにより
得られる。かくして得られた本発明のインクは、ノズル
の目詰りがなく、表面張力安定性やインク液摘発生安定
性が向上するとともに微粒子発生電圧範囲の拡大等のジ
ェット印刷用インクとして必須の基本的性質を著しく向
上させることができるため、工業的価値は非常に大きな
ものである。以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく
説明する。

実施例及び比較例第１表に示した各成分を均一に櫨梓混合し、ジェット印
刷用水性インクを得た。

得られた各インクを用いて静電議引力を利用したジェッ
トプリンターを使用し紙に印字を行った。

その時のインク吐出安定性および印字状態を目視にて判
定するとともに、微粒子発生電圧範囲（△Ｅ）を測定し
た。結果を第１表に示す。第１表（注１）３Ｍ社製商品
名：パーフロロァルキ’レスルホン酸カリウム（注２）
旭硝‐子■製商品名：パーフロロアルキルリン酸ェスナ
ル前記比較試験結果表より明らかに、従釆のジェット印
刷用水性インク（比較例１および２）においては、イン
クの吐出安定性が悪く、印字状態においてもインクドッ
トの乱れがあり、さらに微粒子化電圧範囲も非常に狭い
ものであった。

これに対して、本発明のジェット印刷用インクは、イン
ク吐出安定性や印字状態が非常に良好であり、微粒子化
電圧範囲も大幅に拡大された。

Claims

【特許請求の範囲】１水溶性湿潤剤、着色剤、および水を主成分とする水
性ジエツト印刷用インクにおいて、パーフロロアルキル
スルホン酸塩を０．００２〜１重量％添加してなるジエ
ツト印刷用インク。２前記パーフロロアルキルスルホン酸塩は、パーフロ
ロアルキルスルホン酸カリウムである特許請求の範囲第
１項記載のジエツト印刷用インク。