JP2000103995A - インクジェット印刷用インク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】明度の低い素材に対しても視認性が高く、かつ
貯蔵安定性及び噴射安定性において優れた性質を示す、
インクジェット印刷用インク組成物を提供すること。 【解決手段】インクバインダー樹脂成分１〜２５重量
％、中空状ポリマー微粒子３〜３０重量％、水可溶性溶
剤５〜８０重量％、アミン類の塩基性化合物０．１〜１
０重量％、及び残部の水よりなり、該中空状ポリマー微
粒子は、粒子の外径が約０．１〜１μｍ、内径が約０．
０５〜０．８μｍであり、該水可溶性溶剤に不溶で、該
インクバインダー樹脂成分とは化学的に反応しないもの
であることを特徴とする、インクジェット印刷用インク
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット印
刷用インク組成物に関し、より詳しくは、明度が低い素
材に対しても良好な視認性を有し、しかも印字後油や透
明樹脂溶液に覆われた場合においても良好な視認性を有
し、かつ貯蔵安定性及び噴射安定性において優れた性質
を示すインクジェット印刷用インク組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット印刷自体は周知の技術で
あり、印刷は印刷装置と印刷文字を付着させる印刷対象
物面との間で非接触状態で行われる。この非接触印刷法
は文字を不均一な形状面、例えば飲料容器の底部等に印
刷する場合に特に好適に用いられている。

【０００３】従来のインクジェット印刷用インク組成物
は、染料あるいは顔料等の着色剤、着色剤を印刷対象面
に付着させる樹脂結合剤、及び結合剤用溶剤を含有して
おり、該溶剤はインク組成物を印刷対象面に付着させた
ときに蒸発される。インクジェット印刷用インク組成物
中には、蒸発遅延剤及びその他の周知の成分も含まれ得
る。当業者には周知のように、このインクジェット印刷
法に用いるインク組成物はその物理的な特性を正確に制
御する必要がある。例えば、インク組成物を極めて小さ
なジェットノズルに目詰りすることなく通過させる必要
があり、そのためには、インク組成物の粘度は所定の範
囲内にある必要があり、かつ、製造時のみならず長期間
の貯蔵後にもインク組成物に沈殿物が生じないことが必
要である。また、印字後のインク組成物の視認性が優れ
ていることも当然に必要である。更に、このインク組成
物は早期に乾燥して汚染されにくく、また、印刷対象面
に対し良好な湿潤性を有していることが好ましい。

【０００４】上記の要件を満足する種々のインクジェッ
ト印刷用インク組成物が既に提案され、使用されている
が、有用なインクジェット印刷用白色インク組成物につ
いては上記の全ての要件を満足するものは未だ提案され
ていない。

【０００５】例えば、インクジェット印刷による白色仕
上げとして、酸化チタン及び発泡剤を含有するインク組
成物を熱間でジェット印刷することにより、熱で発泡剤
を分解発泡せしめて印刷部を白化させるカルバーフィル
ムタイプの仕上げ方法（特開昭５４−２８１３７号公
報）が提案されているが、この方法に使用されるインク
組成物は沈殿物が生じやすく、この沈殿物によりノズル
が詰まり、印刷密度が不当に変動するという問題があ
り、即ち、インク組成物の保存寿命が短い等の欠点があ
った。また、本発明者等の一部は、前記のごとき従来技
術が有する欠点を改良すべく、プラスチックピグメント
を用いたインクジェット印刷用白色インク組成物を先に
提案した（特開昭５７−９６０６６号公報、特開昭５８
−１２２９７４号公報）。しかし、一般的には視認性、
貯蔵安定性、噴射性に優れているプラスチックピグメン
トを単独で用いたインク組成物においては、明度の低い
素材に対して視認性が低いという問題を残していた。ま
た、このようなプラスチックピグメントと酸化チタンと
を併用したインク組成物においては、沈殿物が生じやす
く、この沈殿物によりノズルが詰まり、印刷密度が不当
に変動するという問題があり、即ち、インク組成物の保
存寿命が短い等の欠点があった。このため、種々の条件
下で良好な白色視認性を有しながら、貯蔵安定性及び噴
射安定性に優れているインクジェット印刷用白色インク
組成物の提供が望まれていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、明度の低い
素材に対しても視認性が高く、しかも印字後油や透明樹
脂溶液に覆われた場合においても良好な視認性を有し、
かつ貯蔵安定性及び噴射安定性において優れた性質を示
す、インクジェット印刷用インク組成物を提供すること
を課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を達成するために鋭意検討の結果、白色着色剤として
特定の物理、化学特性を有する中空状ポリマー微粒子を
用いることにより、上記の課題が達成されることを見出
し、本発明を完成した。即ち、本発明は、インクバイン
ダー樹脂成分１〜２５重量％、中空状ポリマー微粒子３
〜３０重量％、水可溶性溶剤５〜８０重量％、アミン類
の塩基性化合物０．１〜１０重量％、及び残部の水より
なり、該中空状ポリマー微粒子は、粒子の外径が約０．
１〜１μｍ、内径が約０．０５〜０．８μｍであり、該
水可溶性溶剤に不溶で、該インクバインダー樹脂成分と
は化学的に反応しないものであることを特徴とするイン
クジェット印刷用白色インク組成物に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明のインク組成物で用いるインクバインダー
樹脂成分は、インクバインダーとして作用することがで
きるもの、即ち、インク組成物中の水及び水可溶性溶剤
に可溶で、しかも印字後に乾燥固化するものであれば如
何なるものであってもよい。代表的なインクバインダー
樹脂成分としては、例えばアクリル樹脂、スチレン−無
水マレイン酸樹脂、マレイン化油、マレイン化ポリブタ
ジエン、マレイン化石油樹脂、マレイン化ロジンエステ
ル、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。

【０００９】インク組成物中のインクバインダー樹脂成
分の含有量は１〜２５重量％であることが好ましい。樹
脂成分の含有量が１重量％未満の場合には、印字密着性
が不良となる傾向があり、逆に２５重量％を越える場合
には、インク組成物の粘度が上がり、印字不良となる傾
向があるので好ましくない。

【００１０】本発明のインク組成物で用いる中空状ポリ
マー微粒子は、粒子の外径が約０．１〜１μｍ、内径が
約０．０５〜０．８μｍであり、本発明のインク組成物
で用いる水可溶性溶剤に不溶で、上記インクバインダー
樹脂成分とは化学的に反応しないものであることが必要
である。

【００１１】本発明のインク組成物で用いられる中空状
ポリマー微粒子について特に重要な点は、微粒子が実際
に中空であることである。これは、本発明のインク組成
物が白色を呈するために必要なことである。即ち、イン
ク組成物中の中空状ポリマー微粒子が空気を含有するこ
とにより、微粒子は屈折率の異なる樹脂層、及び空気層
を形成し、入射光を効果的に散乱させるため、本発明の
インク組成物から形成される印刷像は不透明な白色を呈
する。このため、本発明のインク組成物に用いられる中
空状ポリマー微粒子は、最初から内部に空気を含んだ完
全密封タイプであるか、若しくは、印字前には微粒子内
に液体を含有しているが、その微粒子内に入り込んでい
た液体が印刷後に微粒子の壁を通過して拡散し、微粒子
の微細気孔を空気で充満させるというタイプである必要
がある。

【００１２】また、本発明のインク組成物に用いられる
中空状ポリマー微粒子はインク組成物中で沈殿しないこ
とが望まれるため、インク組成物溶液の比重とほぼ同等
の比重を有するものが好ましい。このため、必要に応じ
てグリセロールのような比重調整剤を用いてインク組成
物溶液の比重を調節することができる。

【００１３】本発明のインク組成物で用いることができ
る中空状ポリマー微粒子として、上記の性質を満たす市
販の各種のもの、例えば、ローム・アンド・ハース（Ro
hm and Haas ）社から市販されているロペーグ（Ropaqu
e)ＯＰ−６２等を挙げることができる。これは、アクリ
ル・スチレン共重合体からなる中空状ポリマー微粒子を
３８重量％含んだ水分散液である。この微粒子の内径は
約０．３μｍで、外径は約０．５μｍであり、内部には
水が充満している。

【００１４】また、本発明のインク組成物で用いる中空
状ポリマー微粒子は、例えば米国特許第４，０８９，８
００号に開示されている方法により得ることもできる。
この中空状ポリマー微粒子は実質的に有機重合体で作ら
れており、熱可塑性を示す。中空状ポリマー微粒子の製
造に使用される熱可塑性樹脂としては、好ましくは、セ
ルロース誘導体、アクリル樹脂、ポリオレフイン、ポリ
アミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン若
しくは他のビニルモノマーの共重合体、ビニルアセテー
ト、ビニルアルコール、塩化ビニルまたはビニルブチラ
ールのホモ重合体あるいは共重合体のようなビニルポリ
マー、ジエンのホモ重合体及び共重合体等が挙げられ
る。特に好ましい熱可塑性重合体としては、２−ヘキシ
ルアクリレート、メチルメタアクリレートのような共重
合体、スチレンとアクリロニトリルのようなその他のビ
ニルモノマーとの共重合体が挙げられる。

【００１５】本発明のインク組成物中の中空状ポリマー
微粒子の含有量は３〜３０重量％であることが好まし
い。中空状ポリマー微粒子の含有量が３重量％未満の場
合には、白色度が不足する傾向があり、逆に３０重量％
を越える場合には、相対的にインクバインダー樹脂成分
の量が減少するので、印字の密着力不足となる傾向があ
り、好ましくない。

【００１６】本発明のインク組成物で用いる水可溶性溶
剤としては、インクバインダー樹脂成分の溶解性や、中
空状ポリマー微粒子及びアミン類の塩基性化合物の分散
安定性を損なわず、しかもインクジェット印刷用インク
組成物としての特性を損なわないものであれば如何なる
ものでも使用できる。

【００１７】しかしながら、インク組成物の乾燥性を促
進させ、一般的には印字時にはじきを生じ易い水性イン
ク組成物のはじきを防止し、きれいなドット印刷を可能
にするという機能を有する炭素数１〜３の脂肪族アルコ
ールと、適度の揮発性を有し、プリンター運転中の溶剤
揮散による影響からノズルを保護すると同時に、使用し
ているインクバインダー樹脂成分の溶解性を向上させる
という機能を有するグリコールエーテル系溶剤とを併用
して水可溶性溶剤として使用することが好ましい。

【００１８】本発明において、水可溶性溶剤として炭素
数１〜３の脂肪族アルコールとグリコールエーテル系溶
剤との混合物を用いる場合には、炭素数１〜３の脂肪族
アルコール１重量部に対してグリコールエーテル系溶剤
０．２〜２０重量部の割合で混合して用いることが好ま
しい。

【００１９】前記炭素数１〜３の脂肪族アルコールとし
ては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イ
ソプロパノールが挙げられる。また、前記グリコールエ
ーテル系溶剤としては、エチレングリコールモノメチル
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プロピルエーテル、エチレングリ
コールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
メチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエー
テル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジ
エチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられ
る。これらのアルコール若しくはグリコールエーテル系
溶剤は１種もしくは２種以上の混合物として使用され
る。

【００２０】本発明のインク組成物中の水可溶性溶剤の
含有量は５〜８０重量％、好ましくは１０〜８０重量％
である。この範囲はインク組成物の粘性、乾燥性、付着
性、及び各成分の溶解性の観点から定められたものであ
る。

【００２１】さらに、本発明のインク組成物で用いるア
ミン類の塩基性化合物はインク組成物中のインクバイン
ダー樹脂成分の溶解を補助し、インク組成物を安定化さ
せるという目的で使用される。本発明で用いるアミン類
の塩基性化合物としては、トリエチルアミン、ジメチル
エタノールアミン、ジエチルアミン、モノエタノールア
ミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。

【００２２】本発明のインク組成物中のアミン類の塩基
性化合物の含有量は０．１〜１０重量％、好ましくは
０．１〜５重量％である。アミン類の塩基性化合物の含
有量が０．１重量％未満の場合には、インクバインダー
樹脂成分の水溶化不足となる傾向があり、逆に１０重量
％を越える場合には、インク組成物の安定性が不良とな
る傾向があるので好ましくない。

【００２３】本発明のインク組成物は、上記各成分の他
に溶媒として水を含有する。

【００２４】本発明のインク組成物には、通常、樹脂成
分に対する添加剤としても機能するカルビトールのよう
な融合助剤を含ませることができる。更に、本発明のイ
ンク組成物は、印刷像の耐水性及び耐摩耗性を高める可
塑剤、インク組成物の作成中及び使用中等に生じる発泡
を抑える脱泡剤、インク組成物の粘性調整剤等を含むこ
とができる。

【００２５】本発明のインク組成物は、好ましくは、粘
度が２５℃で約１〜１００センチポアズ、電気抵抗が約
１００〜３５００Ω／ｃｍ、更に好ましくは、粘度が２
５℃で約３〜６センチポアズ、電気抵抗が約１００〜１
０００Ω／ｃｍである。インク組成物の比抵抗を調整す
るために電解液を添加することができる。電解液として
は、好ましくは、硝酸リチウム、塩化リチウム、塩化ナ
トリウム、硝酸ナトリウム、ジメチルアミン塩酸塩、ナ
トリウムプロパネート及び酢酸ナトリウムを使用するこ
とができる。

【００２６】本発明においては、この他に、必要に応じ
て、アンモニア水、アミン等のｐＨ調整剤、その他界面
活性剤などの各種添加剤などの併用も可能である。

【００２７】本発明のインク組成物は染料又は顔料を包
有することもできる。本発明で用いられる染料として
は、ダイアリライド・イエロー(Diarylide Yellow)、ア
シド・イエロー(Acid Yellow) １３、ソルベント・イエ
ロー(Solvent Yellow)１３、アシド・グリーン(Acid Gr
een)７３、ソルベント・レッド(Solvent Red) １２５、
アシド・グリーン(Acid Green)７３、ソルベント・レッ
ド(Solvent Red) ２５、アシド・イエロー(Acid Yello
w) １６６、アシド・ブルー(Acid Blue) ２６０、アシ
ド・ブルー(Acid Blue) ２２９及びアシド・ブラック(A
cid Black)５２を挙げることができる。

【００２８】本発明のインク組成物は、以上の諸成分を
撹拌、混合して、使用されるジェットプリンターのノズ
ル径の１／１０以下のポアーサイズを有するフィルター
にて濾過、精製することにより得られる。

【００２９】かくして得られたインク組成物は、噴射特
性が優れていると共に沈殿物が生ぜず、貯蔵安定性も良
好であり、且つ、明度の低い素材に対しても視認性が非
常に優れているものである。また、本発明のインク組成
物は、多孔質及び非孔質の印刷対象面に印刷可能であ
る。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明の詳細を実施例により説明す
る。 実施例１〜３及び比較例１〜２ 第１表に示した配合物をそれぞれ均一に撹拌、混合した
後、ポアーサイズ５μのフィルターにて濾過、精製し
た。次いで、荷電変調型インクジェットプリンターを用
いて印字テストを行い、各インク組成物の噴射状態、イ
ンク液滴粒子生成状態、インク液滴粒子の帯電状態、偏
向状態等の噴射特性を調べた。その結果は第２表に示す
通りであった。また、前記各インク組成物を室温で７ヶ
月間静置保存し、インク組成物の貯蔵安定性を調べ、ま
た７カ月間静置保存後の噴射特性を調べた。さらに明度
の低い素材として黒皮つき鋼板を用い、目視における白
色視認性を比較したほか、アルミニウム素材に対する付
着性も調べた。これらの結果も併せて第２表に示した。

【００３１】 注１）日本合成ゴム株式会社製：中空ポリマー微粒子、２０％水分散液 注２）平均粒子径０．１５μ、屈折率２．５２ 注３）旭化成工業株式会社製：旭化成ラテックスＬ−８９００、４８％水分散液 注４）セラック工業株式会社製：アクリラック＃２００ 注５）メチルメタクリレート−アクリル酸共重合体：重量平均分子量約１万、 ３３％エチルグリコールモノエチルエーテル溶液 注６）荒川化学工業株式会社製：マルキード３００２

【００３２】

【００３３】第２表から明らかなように、本発明のイン
クジェット印刷用白色インク組成物は、製造直後の噴射
特性、室温７ヶ月間の保存性、保存後のインク組成物の
噴射特性、白色視認性及びアルミニウム板への付着性の
いずれも極めて良好であった。これに対して、中空状ポ
リマー微粒子を含まずプラスチックピグメントを含んだ
比較例１のインク組成物では貯蔵安定性はいいものの、
比較例１のインク組成物により形成された印刷像は白色
視認性が悪かった。また、中空状ポリマー微粒子の代わ
りに酸化チタンを含んだ比較例２のインク組成物は、室
温７ヶ月間の保存でインク組成物に分離が生じ、インク
組成物の上層部が透明となり、酸化チタン顔料は容器底
部で再分散不能の固い沈澱生成物となった。７カ月間保
存後のインク組成物の噴射特性を調べたところ、噴射時
に、ノズル手前に設置してあるフィルターに目詰まりが
生じた。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット印刷用白色インク組成物は、明度の低い素材に対
しても良好な視認性を有し、かつ貯蔵安定性及び噴射安
定性において優れた性質を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城田 常雄 神奈川県横浜市南区中里１−18−３ ベル シェ31 102号 Ｆターム(参考） 4J039 AD02 AD03 AD09 AD14 AD15 AD18 BC07 BC13 BC34 BC35 BD03 BE01 BE12 BE24 EA18 EA44 EA46 EA48 GA24

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクバインダー樹脂成分１〜２５重量
   ％、中空状ポリマー微粒子３〜３０重量％、水可溶性溶
   剤５〜８０重量％、アミン類の塩基性化合物０．１〜１
   ０重量％、及び残部の水よりなり、該中空状ポリマー微
   粒子は、粒子の外径が約０．１〜１μｍ、内径が約０．
   ０５〜０．８μｍであり、該水可溶性溶剤に不溶で、該
   インクバインダー樹脂成分とは化学的に反応しないもの
   であることを特徴とする、インクジェット印刷用白色イ
   ンク組成物。
2. 【請求項２】水可溶性溶剤として、炭素数１〜３の脂肪
   族アルコールとグリコールエーテル系溶剤との混合物を
   使用することを特徴とする、請求項１記載のインクジェ
   ット印刷用白色インク組成物。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のインクジェット印刷
   用白色インク組成物に、更に染料又は顔料が添加されて
   いることを特徴とする、インクジェット印刷用インク組
   成物。