JPS6076574A - インクジエツト記録用インク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はインクジェット記録用インク組成物に関するも
のであり、さらに詳しくいえば、被記録体としてガラス
、金属、プラスチック、紙等にマーキングを施すために
適当なインクジェット記録用インク組成物に関するもの
である。

発明の技術的背景 インクジェット記録方式では、圧縮空気ｌたば、ボンデ
などによる加圧下にある貯蔵槽のインクは、フィルター
及び圧力調節器の連結された。ｕイノを通シ、直径２０
〜３００μｍのオリフィスを有する１箇又は数箇のイン
ク嘘射装置に至シ、該装置を通過する際に、磁気的又Ｖ
ｉ成気的に作動する振動子によって微粒子となり、その
微粒子の連続的な流れとなる。次に該微粒子は被記録体
に向かう間に、電気的文字発生器からビデオ信号あるい
は静電気的偏向系によって制御され、移動している被記
録体上に文字等を形成する。

上記の方法において、記録の一様化を保持するためには
インクを一定の形状の微粒子とし、かつ該微粒子が前記
制御系の作用に鋭敏に感応しなければならない。そのた
めにはインクの物性として粘度、比重、比抵抗、表面張
力などの値が微妙な影響を及ぼすからζこれらの値には
厳しい条件が課せられている。

元来、インクジェット記録方式におけるインクの基本的
物性としては、比抵抗が５．００００・α以下、粘度が
１０　Ｃｐ以下、比重が１．０±０．２などの値が望ま
しく、さらにインクの流路［２０〜３００μｍのオリフ
ィスが設けられているので、インクの構成物質中に前記
オリフィスの径以上の不溶解物が存在するとオリフィス
の詰まシを誘発するから、完全に溶解する物質でインク
を構成することが望ましく、更に被記録体への接着性や
印字後の乾燥性、耐水性などがめられる。

先行技術 往年のインクジェット記録の対象被記録体はほとんど紙
でめったから、使用されるインクシま水性ペースのもの
であったが、近来は金属、プラスチックなど工業製品へ
のマーキングのため有機溶剤ペースのものが開発され始
めている。

例えば特公昭５７−１５５７号公報に記載されているイ
ンクはアクリル樹脂を使用しているが。

印字ドツトを形成する被膜の耐水性を保持する目的から
重合時のアクリル酸及び／又はメタクリル酸のモノマー
歓を１０重Ｉ１％以下に制限しているため、ガラス質６
表面に対する接着力が不充分という欠点を持っている。

また特開昭５１−１２７８０９号公報に記載されている
インクは、アルコール可溶性の線型ノダラツク樹脂、シ
ランカップリング剤及び染料との組合せで構成しており
、水で希釈することができるが、低分子址の樹脂を使用
していることもあって、ガラス質に対する接着性が十分
ではない。

発明の目的 本発明者らは上記の現状に鑑み鋭意研究を重ね、色素、
バインダーとしての樹脂、溶媒成分、［導性附与剤、シ
ランカップリング剤などの特定組合せによって、耐水性
を有し、ガラス質との接着性が硬れたインクジェット記
録用インク組成物が得られることを見出し、本発明を完
成した。

発明の構成 本発明は、必須成分として、 ■アルコール系溶媒及び／又はケトン系溶媒を主成分と
する溶媒 ■可溶性アクリル樹脂 ■可溶性染料 ■界面活性剤 ■導醒性附与剤 ■シランカッシリング剤 を含有することを特徴とするインクジェット記録用イン
ク組成物を提供するものである。

以下本発明について詳細に説明する。

（溶媒） 本発明のインクジェット記録用インク組成物に用いる溶
媒として汀、導屯性附与剤である無機又は有機の塩類を
良好に溶解させるために、誘゛屯率の大きいケトン系溶
媒やアルコール系溶媒が好ましい。ケトン系溶媒として
はアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、シクロヘキサノン等を挙げることができ、またア
ルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコール、ブタノール、インシタノール、
メチルセロノルゾ、エチルセロツルｆ等を挙げることが
できる。これらの溶媒け、単独或は混合して使用でき％
また他の溶媒を添加して使用しても何らさしつかえない
。

（可溶性アクリル樹脂） 本発明のインクジェット記録用インク組成物に用いる可
溶性アクリル樹脂は、アルコール系溶媒及び／又はケト
ン系溶媒の単独もしくは混合溶媒に溶解できるものであ
ればいずれのものでもすべて使用できるが、被印字表面
の極性が強いガ、ラス質材料などに印字する８合には１
分子中にカルボキシル基、又はそれと水酸基の両方をで
きるだけ多く含有するアクリル樹脂か或はアクリル系モ
ノマーとビニルアルコキシシランとを共重合して得られ
るアクリル系共重合体などが、接着性の向上がはかれる
ので好ましい。

かかるアクリル樹脂などは、次のモノマーを単独又は混
合して重合することによって得られる。

〔カルゼキシル基含有モノマー〕アクリル酸、メタクリ
ル酸 〔水酸基含有モノマー：以下アクリル酸系とメタクリル
酸系の２種を、単に（メタ）アクリル酸系と略記する〕
（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）ア
クリル酸２−ヒドロキシプロピル 〔エステルモノマー〕（メタ）アクリル酸メチル。

（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル＃ｎ−グ
チル、（メタ）アクリル酸イソブチル。

（メタ）アフリルミｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸グ
リシジル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（
メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸２
−シアンエチル。

（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル
酸ジエチルアミンエチル 〔ビニルアルコキシシランモノマー〕ビニルトリス（β
−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエト中ジシラ
ン、ビニルアルコキシシラン。

γ−メタクリロギシグロビルトリメトギシシラン 重合するモノマーの組ｔＬは、エステルモノマー１ｒお
１ブーＪム−７−ムエノマー充七ルゼキシル４今右七ツ
マ−のみの場合は１０重ｔｑｂ以上、カルボキシル基含
有モノマーと水酸基含有上ツマ−の両方の場合は合計で
２０重址チ以上が好ましく、又エステルモノマーに対し
てン昆会するモノマーがビニルアルコキシシランモノマ
ーのみの場合は５重量−以上、カルボキシル基含有モノ
マーとビニルアルコキシシランモノマーの両方の場合に
は合計で１５重址チ以上が好°ましい。

本発明におけるアクリル（樹脂の分子量は５．０００〜
１２０．０００の範囲が適当であり好ましくけ１０．０
００〜８０．０００の範囲でぬる。この範囲より小さく
なると接着性が悪くなり、又この範囲よシ大きくなると
粘度が高くなシ良好なドツトが得られない。

上記の条件を備えたアクリル樹脂は、通常の方法で重合
できる。例えば、アルコール又はケトン系の溶媒に前記
のモノマーを２０〜４０重緻チで爵解し、６０〜８０℃
で加温して、ラジカル重合開始剤を添加し、２〜８時間
反応させることによって得られる。

本発明のインクジェット記録用インク組成物における可
溶性アクリル樹脂の使用量は、該インク組成物を基準（
１００重量％）とした場合には、２〜２０重量−の範囲
とするこ七ができるが、好ましくは５〜１５重ｔチの範
囲である。

なお本発明に用いる可溶性アクリル樹脂は、相溶性のあ
る樹脂例えばニトロセルロース、アルキルフェノール樹
脂などとブレンドして改質をはかシ使用することは何ら
さしつかえない。

（可溶性染料） 本発明において使用することができる染料は、アルコー
ル、ケトン系の有機溶媒に溶解するものであれば、すべ
て使用することができる。中でも適当なものを示せば、
アルコール可溶性染料、油溶性染料、および含金属染料
を挙げることができる。

本発明において染料は印字コントラストラ生じさせて画
１象を形成させるために使用されるのでろるから、この
目的を達成することができる程度の分備の染料を使用す
ればよめ、その目安を示せば、インク組成物を基準（１
００重ｉｔチ）とした場合には、染料が約０．５〜約５
重量％で十分である。

（界面活性剤） 被印刷物上におけるドツトの形成に際しては、被印刷物
であるゴム、グラスチックなどが有する固有表面張力に
整合するようにインクの表面張力を調整しなければなら
ないし、また、印刷されたドツトの被膜形成時の混合溶
剤の蒸発状態をも制御しなければならない。この目的を
達成するためには、インク組成物に界面活性剤を添加す
ればよい。この目的のために使用される界面活性剤は、
有機溶剤に可溶性のものであればよい。例を示せばフッ
素系界面活性剤、ケイ素系界面活性剤、非イオン系界面
活性剤などである。

界面活性剤の添加量は、インク組成物を基準（１００重
量％）として、約０．００５〜約０．５重量％とするこ
とができるが、好適な範囲は約０．０１〜約−０，２重
量％である。界面活性剤の添加量が過多になると、被印
刷物上で拡張濡れを生じて印字部が太くなるから、被印
刷物表面Ｖ性質を考慮して界面活性剤の添加ｉｌを決定
しなければならない。

このように界面活性剤を添加したインク組成物は、被印
桐体上にきれすなドツト状の被膜を形成する。

（導電性附与剤） 本発明のインクジェット記録用インク組成物に用いる導
電性附与剤としては、溶媒に可溶でかつ溶解後に解離す
る物質であればどのような物質を用いてもよく、無機塩
である硝酸リチウム、酢酸リチウム、塩化リチウム、チ
オシアン酸のリチウム、ナトリウム及びカリウム塩など
や、塩基性染料であるオーラミン、マラカイトグリーン
、ローダミン、サフラニン、メチレンブルー、メチルバ
イオレット、マゼンタ、クリスタル／ζイオレット。

ビクトリアブルー、ビクトリアピュアブルーなどを挙げ
ることができる。これらの導電性附与剤の使用量は、イ
ンク組成物を基準（１００重量％）ふした場合には、０
．２〜５重量％とすることができるが、好ましくは０．
５〜２重ｉｔｓの範囲である。

本発明のインクジェット記録用インク組成物に用いるシ
ランカップリング剤Ｖｉ、、その混合によってガラス質
表面とアクリル樹脂とに強固に接着し、かつ耐水性を向
上させる働きをする。このためアクリル樹脂の耐水性を
悪化するカルゼン酸の含有量であってもシランカップリ
ング剤の併用によって何ら実用上の問題はなく、かつ極
性基すなわちカルゼキシル基及び水酸基の含有量を幅広
く選択できるという利点を有する。

本発明に用いられるカップリング剤としては、次のもの
を挙げることができる。

γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラ／γ−グリ
シドキシゾロビルメチルジェトキシシランγ−メルカゾ
トプロビルトリメトキシシランＮ−β−（アミノエチル
）−ｒ−１ミノゾロピルトリメトキシンランＮ−／−（
アミノエチル）−ｒ−アミノゾａビルメチルジメトキシ
シラン γ−アミノゾロピルトリエトキシシランＮ−フェニル−
γ−アミノゾロピルトリメトキシシラン・ンランナツザ
ＩＩン／側１のイ市田畳はインク粕膚物全基準（１００
重量嗟）とした場合には０．１〜５重盪チの範囲とする
ことができるが、好ましくは０．５〜３重址チの範囲で
ある。

実　施　例 下記の実施例によって本発明葡さらに具体的に説明する
が、こｎによって本発明全何ら制限するものではない〇 〔使用素材〕 本実施例において使用した素材は下記の朋シでΦゐ　。

（１）靜剤 エタノール　今津系品工業（（僧 メタノール　日本化成　（ｊ］：孕 メチルエチルケトン　東燃石油化学工業（（１）メチル
イングチルクトン　三菱化成工業（掬キンレ／　日本石
油　に・１） エチルセロンルゾ　四日型合成（ｔＪ （２）　モノマー及び樹脂 メタクリル酸（ＭＡ　）　三菱レーヨン−アクリル酸メ
チルＣＡＭ） メタクリル酸メチル（八（ＭＡ）　ＩＩメタクリル酸２
−ヒドロキシ プロピル（ＨＰＭＡ） メタクリル酸グリシジルＣＧＭＡ　）東京化成工業■メ
タクリル改ｎ−ゾチル （ＢｕＭＡ）　’ ニトロセルロース（ＨＩＧＩ／１Ｇ）　旭化成工業　■
（３）染料 オイルブルー６０３　オリエント化学１螺（至）パリフ
ァーストブラック：ｊ８（Ｊ６　’カヤセットブラック
ＲＩ、　日本化栗　（囮カヤセットオレンジに一几Ｌ　
〃 （４）　界面活性剤 Ｋｐ　−３４０信越化学工業（掬 （５）　導１′ＩＬ性附与剤 硝酸リチウム　関東化学　（掬 チオシアン酸ナトリウム　純正化学　■ビクトリアビ二
アプルーＢＯＨ 〔塩基性染料〕　保土谷化学工業（掬 （６）　シンンカツゾリング剤 夏ｃｏＭ−４ｏ　３　（ｒ−グリシド キシグロピルトリメト午シ ＫＢＭ−６０３（Ｎ−β−（１ミノ エチル）−７−１ミノゾロピル トリメトキシシラン〕　イＭ’　％”Ｘ化学１留（慢Ｋ
　Ｂ　Ｅ　−１００３［ビニルトリ エトキシン２ン〕　〃 合成的１〜７ アクリル情１１１ｆｌの合成（−合）は−１ぺのに官で
、いすノＬもそれぞれ反応温度６０℃で５　ａｔ間、窒
素雰囲気中で反応させる方法で実施した。ただし、重合
開始剤は≦”（素雰囲気中で当初に全を添加し、また■
合禁止剤は、反応終了後に液温會８０℃まで上昇させて
６０分間ＩＪ１１熱して■【合間始剤を分解させた俯Ｖ
ｃ添卯、混合した。な４ｔＪ−イ１１らルた重合体の平
均分子嶽は同表の最下欄に示すａ値であった。

実施例１〜９ 合成例１〜７によりｙツ造さ几た重合体（アクリル樹脂
）と前記素材ｋｍいてεσ２表に示す組成に従って配合
し溶解した後、フロロボアフィルター（孔径２μｍ、住
友冠工（株）　ａ’！　＞で濾過し、９種類のインク・
ジェット記録用インク全調製した・こ（ＬＪ衣中（Ｄ　
Ｅ合にの数１はＱよ亜扉部でめ心０こＩＬｌ）の液の特
注ｔ、を同表下方ｊ１Ｍに示すようｌ＃ｉ：既述の要求
水準ケ満たしている。

得ら１ｔたインク？それ−でれ日立ＩＪプリンターＳ　
Ｗ　’ｚ用いて印字テスト全行ったところ、いずへのイ
ンクも独立微粒子となって良好に噴射さ２ｔ１鮮明な記
録が形成さ７’した。被印字物としてガラス板、ブリキ
板、ポリエステルフィルムを用い′ｆｃが、いず乳も９
’Ｊ固に接層し、非常に俊几た結果がイＧらｆした。

特にガラス板に印字したときには、他の被印字物よシも
接着力は強固であった。さらＫまた印字体ヶ水中に浸漬
して指でこすっても剥離することはなかった。

’Ａ　施ｆｆ＋１２において、シ２ンカツゾリング剤で
ある［ＫＢＭ−４０３Ｊを除いたインク組成物を調整し
たインク？用いて、梅雨時ガラス板に印字したところ、
その接着力は極度に悪かった。

発明の効果 本発明の組成物は、下記の効ｐ！、を奏するものである
。

（１）　ガラス、全組、！ラスチック、紙等に記録する
ことができる。

（２）　ガラス質良面に対する接着力が大きい〇（３）
　耐水法が二人でφ心。

出願人　采女応ｆと工束株式会社 代理人　弁理士　井　坂　實　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）必須成分として ■アルコール系溶媒及び／又はケトノ系溶媒を主成分と
   する溶媒 ■可溶性アクリル樹脂 ■可溶性染料 ■界面活性剤 ■導電性附与剤 ■シランカップリング剤 を含有することを特徴とするインクジェット記録用イン
   ク組成物。 （２）　可溶性アクリル樹脂が、アクリル酸及び／又は
   メタクリル酸ｔ−１０重量−以上含有するモノマー混合
   物を重合して得られたアクリル系共重合体である特許請
   求の範囲第１項記載のインクジェット記録用インク組成
   物。 １３）　可溶性アクリル樹脂が、アクリル酸及び／又は
   メタクリル酸を１０重量％以上含有し、かつアクリル酸
   及び／又はメタクリル酸とアクリル酸及び／又はメタク
   リル酸の水酸基含有アルキルエステルとを合計して２０
   重Ｉｔチ以上含有するモノマー混合物を重合して得られ
   たアクリル系共重合体である特許請求の範囲第１項記載
   のインクジェット記録用インク組成物。 （４）　可溶性アクリル樹脂が七ツマ−としてビニルア
   ルコキシシランを含有して重合したアクリル系共重合体
   である特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録
   用インク組成物。 （５）　シランカッシリング剤として、ｒ−グリシドキ
   シゾロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
   ビルメチルジェトキシシラン。 ｒ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン。 Ｎ−β−（アミノエチル）−ｒ−アミノゾロピルトリメ
   トキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−ｒ−アミノ
   プロピルメチルジメトキシシラン、ｒ−アミノプロビル
   トリエトキジシラン及びＮ−フェニルーｒ−アミノゾロ
   ピルトリメトキシシランの中から選ばれた少くとも１＠
   を含有することを特徴とする特許請求の範囲幅ｌｒＡ記
   載のインクジェット記録用インク組成物。 （６）　導厖性附与剤として塩基性染料を含有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェッ
   ト記録用インク組成物。 （７）　塩基性染料が、オーラミン、マラカイトグリー
   ン、ロータミン、？フラニン、メチレンゾル−、メチル
   バイオレット、マゼンタ、クリスタルバイオレット、ビ
   クトリアブルー及びビクトリアピュアブルーの中から選
   ばれた少くとも１棟である特許請求の範囲俳６項記載の
   インクジェット記録用インク組成物。