JP2006307046A

JP2006307046A - Ｘ線で検知可能なインクジェットインクおよびそれを用いたシート

Info

Publication number: JP2006307046A
Application number: JP2005132445A
Authority: JP
Inventors: Akira Hirasawa; 朗平澤; Toru Maruyama; 徹丸山
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】重ね合わせてマッチング用照合記号が内部にあって見えなくても、外部から読み取りでき、この読み取り結果に基づいてマッチング検査できるようにするとともに、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることもできインクおよびそれを用いたシートの提供。
【解決手段】インク媒体に、Ｘ線検知可能性を付与する金属微粒子コロイドをインク（固形分）に対して所定量配合したＸ線検知可能なインクジェットインクおよびそれを用いてシート基材面の所定箇所にＸ線検知可能な印刷部を設けてなるシートにより課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線で検知可能なインクジェットインクおよびそれを用いたシートに関するものである。

従来、帳票をはじめとする各種書類を丁合してなる丁合物は、丁合する各書類に照合記号を一般的な印刷インクを用いて凸版印刷、グラビア印刷法などの凹版印刷、オフセット方式などの平板印刷、スクリーン印刷などの一般的な印刷方法で印刷し、丁合の前段階で前記照合記号をセンサで検出し、丁合すべき各書類を照合してマッチング検査をした後、重ね合わせ、あるいは包み込むなどして丁合しているので、前記照合記号が表面にでていて見えればセンサで検出可能だが、重ね合わせられたり、あるいは包み込むなどされて前記照合記号が内部にあって見えない場合はセンサで検出することができないという問題があった。

そこで金属または金属粉入りインクを用いて前記照合記号を印刷する方法（特許文献１参照）や検査装置（特許文献２参照）提案されている。

金属微粒子コロイドとしては、公知の固体ゾルあるいはそれを溶媒に分散させたヒドロゾルあるいはオルガノゾルからなるコロイド溶液が知られている（特許文献３参照）。
特開平４−２７７１６４号公報特開平４−２７７８８６号公報特開平１１−８０６４７号公報

これらの技術によれば、重ね合わせたり、あるいは包み込むなどしてマッチング用照合記号が内部にあって見えなくても、金属探知手段を用いて読み取りできるようになり、この読み取り結果に基づいてマッチング検査ができるようになったが、シート基材上に上記のように一般的な印刷インクを用いて一般的な印刷方法で印刷する方法は、印刷機を用いて印刷するため製版が必要であり、大量生産に適するが、個々の製品ごとに個別識別を行ったり、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることが困難であるという問題があった。

本発明の第１の目的は、従来の問題を解決し、重ね合わせたり、あるいは包み込むなどしてマッチング用照合記号が内部にあって外部からは見えなくても、読み取りできるようになり、この読み取り結果に基づいてマッチング検査ができるようにするとともに、個々の製品ごとに個別識別を行ったり、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることもできるインクを提供することであり、
本発明の第２の目的は、このインクを用いてマッチング検査ができるようにしたシートを提供することである。

すなわち、本発明の請求項１は、インク媒体に、Ｘ線検知可能性を付与する金属微粒子コロイドをインク（固形分）に対して所定量配合したことを特徴とするＸ線検知可能なインクジェットインクである。

本発明の請求項２は、請求項１記載のインクジェットインクにおいて、金属微粒子コロイドの平均粒子径が１〜１００ｎｍであことを特徴とする。

本発明の請求項３は、シート基材面の所定箇所に、請求項１あるいは請求項２記載のインクジェットインクを用いてＸ線検知可能な印刷部を設けてなることを特徴とするシートである。

本発明の請求項１記載のＸ線検知可能なインクジェットインクは、インク媒体に、Ｘ線検知可能性を付与する金属微粒子コロイドをインク（固形分）に対して所定量配合したので、
重ね合わせたり、あるいは包み込むなどして画像・印字などのマッチング用照合記号が内部にあって外部からは見えなくても、読み取りできるようになり、この読み取り結果に基づいてマッチング検査ができるとともに、公知のインクジェットプリンタを用いて印刷できるので製版の必要がなく、大量生産に応じることもできる上、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることもできるという、顕著な効果を奏する。

本発明の請求項２は、請求項１記載のＸ線検知可能なインクジェットインクにおいて、金属微粒子コロイドの平均粒子径が１〜１００ｎｍであるので、
インクジェットプリンタのノズルの詰まりを防止、抑制できるという、さらなる顕著な効果を奏する。

本発明の請求項３記載のシートは、シート基材面の所定箇所に、請求項１あるいは請求項２記載のＸ線検知可能なインクジェットインクを用いてＸ線検知可能な印刷部を設けてなることを特徴とするものであり、
各種形状や大きさのシート基材面の所定箇所に公知のインクジェットプリンタを用いて印刷された画像・印字などのマッチング用照合記号が重ね合わせたり、あるいは包み込むなどして、内部にあって外部からは見えなくても、例えば、公知のＸ線異物検査装置などを用いて容易に読み取りでき、この読み取り結果に基づいて容易にマッチング検査ができる上、大量生産に応じることもできる上、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることもできるという、顕著な効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明のＸ線検知可能な印刷部を設けたシートの一実施形態を示す説明図である。
図１において、１は１枚の文書が三つ折りされており、表面に公知のインクジェットプリンタおよび本発明のインクジェットインクを用いて形成されたＸ線検知可能な印刷部（バーコード）２を設けた本発明のシートを示し、３は表面に同様に本発明のインクジェットインクを用いて形成されたＸ線検知可能な印刷部（バーコード）４を設けた本発明の他のシート（封筒）を示し、封筒３内に本発明のシート１が封入・封緘されて丁合されている。封筒３内に本発明のシート１を封入・封緘後、公知のＸ線異物検査装置などを用いて封筒３内に封入された本発明のシート１のバーコード２を容易に読み取ることができ、これにより容易にマッチング検査ができる。
検知可能な印刷部はバーコードのほか、キャラクターコードなども使用可能である。

図２は、本発明のＸ線検知可能な印刷部を設けた他のシートの例を示す説明図である。
図２において、１Ａは薬（イ）を封入・封緘した子袋、１Ｂは薬（ロ）を封入・封緘した子袋、１Ｃは薬（ハ）を封入・封緘した子袋、・・・・を示し、表面に本発明のインクを用いて形成されたＸ線検知可能な印刷部（バーコード）２（イ）、２（ロ）、２（ハ）・・・・がそれぞれ設けられている。３Ａは表面に本発明のインクを用いて形成されたＸ線検知可能な印刷部（バーコード）４を設けた本発明の他のシート（封筒）を示し、封筒３Ａ内に子袋１Ａ、子袋１Ｂ、子袋１Ｃ・・・・が封入・封緘されて丁合されている。封筒３Ａ内に子袋１Ａ、子袋１Ｂ、子袋１Ｃ・・・・を封入・封緘後、公知のＸ線異物検査装置などを用いて封筒３Ａ内に封入された子袋１Ａ、子袋１Ｂ、子袋１Ｃ・・・・のバーコード２（イ）、２（ロ）、２（ハ）・・・・を容易に読み取ることができ、これにより容易にマッチング検査ができる。

本発明において用いる金属微粒子コロイドとしては、公知の固体ゾルあるいはそれを溶媒に分散させたものを用いることができる。例えば前記特許文献３に記載されているヒドロゾルあるいはオルガノゾルからなるコロイド溶液を用いることができる。金属の種類は特に限定されないが、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、ニッケル、アルミニウムなどは好ましく使用できる。

これらの金属微粒子コロイドは発色する。金属微粒子コロイドによる発色は電子のプラズマ振動に起因し、プラズモン吸収とよばれる発色機構によるものである。このプラズモン吸収による発色は金属中の自由電子が光電場により揺さぶられ粒子表面に電荷が現れ、非線形分極が生じるためであると考えられている。この金属微粒子コロイドによる発色は、彩度や光線透過率が高く、耐久性に優れている。例えば、金微粒子コロイドは粒径に応じて青、青紫、赤紫、金色などを示す。金属微粒子コロイドの製造法としては、例えば金属化合物を溶媒に溶解し、高分子量顔料分散剤を添加した後、金属に還元して前記高分子量顔料分散剤で保護されたコロイド粒子を形成し、その後前記溶媒を除去して固体ゾルとする方法を挙げることができる。

金属微粒子コロイドの平均粒子径は通常およそ１〜１０００ｎｍであり本発明においてはいずれも使用できる。
しかし、平均粒子径が１ｎｍ未満のものは作成が難しく、一方、平均粒子径が１００ｎｍを超えるとインクジェットプリンタのノズルが詰まる恐れがあり、金属微粒子コロイドの平均粒子径が１〜１００ｎｍであるとインクジェットプリンタのノズルが詰まることなく、連続して安定して画像・印字などをシート基材面に形成できるので好ましく使用できる。

本発明で用いるインク媒体としては水、水溶性有機溶媒およびそれらの２種以上の混合物を例示することができる。水は、特に限定されるものではないが、イオンを除去することが望ましい。イオンを除去した水を用いることにより金属微粒子コロイドが凝集しにくくなり、安定性、インク適性が向上し、インクジェットプリンタのノズルの目詰まりが起こりにくくなる。

本発明で用いる水溶性有機溶媒として中沸点および高沸点溶剤（沸点が１００℃以上のもの）であるグリコール系溶剤およびアルコール類は、好ましく使用できる。具体的には、例えばグリコール（グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール）やグリコール誘導体（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ブチルエーテル、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アセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）など、エタノール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコールなど、およびこれらの２つ以上の混合物を挙げることができる。

本発明においては、Ｘ線検知可能性を付与する微粒子、例えば、金属微粒子としてはアルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、銀、スズ、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛やガラスの５〜２０μｍ程度あるいはこれらより微細なガラス微粒子を併用することができる。

本発明の金属微粒子コロイド含有インクジェットインクは、この他に、ｐＨ調整剤、粘度調剤、表面張力調整剤（界面活性剤）、金属封鎖剤、防菌防カビ剤、分散剤などを本発明の主旨を逸脱せず、作用効果を損なわない範囲で含有させることができる。

本発明で用いる金属微粒子コロイド微粒子やＸ線検知可能なガラス微粒子の配合量はＸ線異物検査装置などの検知手段のＸ線の強度とも関係があるので、Ｘ線異物検査装置などの検知手段で用いて本発明のインクジェットインクを用いて形成された印刷部（バーコードやキャラクターコードなど）をＸ線検知可能な配合量としてインク（固形分）に対して５０〜９５質量％配合とすることが肝要である。

一方、Ｘ線異物検査装置などの検知手段のＸ線の強度は、好ましくはＸ線管理士などＸ線を取り扱うための特定の資格を持たない人でも取り扱いできる弱い強度のものが好ましく使用できる。

通常のインクジェットインクには、着色成分として、アントラキノン系、ベンゾキノン系、ナフトキシキノン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、キノリン系、インジゴイド系、アジン系、オキサジン系、チアジン系およびメチン系染料からなる群から選ばれた少なくとも１種のアニオン性インクが用いられている。
これらの着色成分を本発明で用いる金属微粒子コロイド含有インクジェットインクに添加することができる。

本発明で用いるシート基材の素材としては、平面および／または曲面を有する無機物および／または有機物を挙げることができる。
シート基材の素材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの無機または有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙（例えば、上質紙、中質紙、合成紙、各種再生紙、アート紙、コート紙、ミラーコート紙、コンデンサー紙、パラフィン紙、その他の紙の他に、それにオーバーコート層（保護層）をもつ用紙など）あるいはこれらを組み合わせたもの、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合シート、ポリアミド系樹脂シート、ポリエステル系樹脂シート、ポリオレフィン系樹脂シート、ポリイミド系樹脂シート、エチレン・ビニルアルコール共重合体シート、ポリビニルアルコール系樹脂シート、ポリ塩化ビニル系樹脂シート、ポリ塩化ビニリデン系樹脂シート、ポリスチレン系樹脂シート、ポリカーボネート系樹脂シート、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂シート、ポリエーテルスルホン系樹脂シートなどのプラスチックシート、あるいはこれらにコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理およびオゾン処理などの表面処理を施したものなどを挙げることができる。

以下実施例および比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
（実施例１）
公知の方法で得られた金微粒子ナノコロイド１４質量部（固形分：６０質量％）とエチレングリコールモノメチルエーテル１５質量部、グリセリン５質量部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル０．５質量部、イソプロピルアルコール３質量部、それに蒸留水６２．５質量部を混合攪拌してインクジェットプリンタ用インクジェットインクを得た。この本発明のインクジェットインクは粘度４．５ｍＰａ・ｓ、表面張力４６×１０^-3Ｎ／ｍ、ｐＨ９．５、金微粒子ナノコロイド平均粒径８０ｎｍであった。

このインクジェットプリンタ用インクジェットインクを用い、キャノン社製インクカートリッジ型番：ＢＣ１２１（バブルジェット（登録商標）方式のインクジェットプリンタ型番：ＢＪＣ−４３０Ｃ用）に充填し、印字などを行って、下記の評価法により、（１）周波数応答性、（２）印字休止後の回復性（ノズルの目詰まりの有無）および（３）Ｘ線感知性を評価した。評価結果を表１に示す。

評価法：
（１）（周波数応答性）
吐出試験機を使用して、２ＫＨｚ、４ＫＨｚ、６ＫＨｚでの各周波数での駆動周波数にてそれぞれ印字し、ベタパターンの状態から応答性を判定する。
６ＫＨｚの応答性を有する：○
４ＫＨｚの応答性を有する：△
２ＫＨｚの応答性を有する：×

（２）（印字休止後の回復性）
印字を休止した後、プリンタを５０℃の環境に５時間保持し、しかる後、常温に戻す。その後再度印字を行いスタートアップの状態を文字の印字から判定する。
最初から鮮明に印字可能である：○
５〜１０文字はかすれているがすぐに正常に戻る：△
１頁程はかすれが目立つが２頁以降は正常に印字される：×

（３）（Ｘ線感知性）
市販の電子写真コピー用紙上にバーコードからなるマッチング用照合記号の印刷を行い、乾燥させた後、その印字部のＸ線感知性を評価する。すなわち、マッチング用照合記号の印刷を行い、乾燥させた本発明のシートを茶封筒に封入・封緘し、Ｘ線異物検査装置（Ｘ線照射能力：０．００１Ｇｙ、アンリツ社製）を用いてデイスプレー上でのマッチング用照合記号の形状、鮮明性を下記の判定基準で判定する。
判定基準
○：画像認識が充分可能な範囲にある。
△：やや陰影が薄いが、実用上画像認識が可能な範囲にある。
×：陰影が薄く実用上使用できない。

（実施例２）
実施例１で使用した金微粒子ナノコロイド１４質量部（固形分：６０質量％）に対して、グリセリン／エチレングリコールを５０：５０の質量比で混合した液２５質量部とヘキシレングリコール０．５質量部、テトラヒドロフルフリルアルコール３質量部、それに蒸留水５７．５質量部を混合攪拌してインクジェットプリンタ用インクジェットインクを得た。この本発明のインクジェットインクは粘度３．１ｍＰａ・ｓ、表面張力４５×１０^-3Ｎ／ｍ、ｐＨ９．２、金微粒子ナノコロイド平均粒径８０ｎｍであった。
このインクジェットプリンタ用インクジェットインクを用い、実施例１と同様にして（１）周波数応答性、（２）印字休止後の回復性（ノズルの目詰まりの有無）および（３）Ｘ線感知性を評価した。評価結果を表１に示す。

（実施例３）
実施例１で使用した金微粒子ナノコロイド１４質量部（固形分：６０質量％）に対して、トリエチレングリコールモノメチルエーテル２０質量部と１，５−ペンタンジオール２．０質量部、ｎ−プロパノール４．０質量部、それに蒸留水６０質量部を混合攪拌して、インクジェットプリンタ用インクジェットインクを得た。この本発明のインクジェットインクは粘度４．１ｍＰａ・ｓ、表面張力３８×１０^-3Ｎ／ｍ、ｐＨ９．３、金微粒子ナノコロイド平均粒径８０ｎｍであった。
このインクジェットプリンタ用インクジェットインクを用い、実施例１と同様にして（１）周波数応答性、（２）印字休止後の回復性（ノズルの目詰まりの有無）および（３）Ｘ線感知性を評価した。評価結果を表１に示す。

（実施例４）
実施例１で使用した金微粒子ナノコロイド１４質量部（固形分：６０質量％）に対して、１，２，５−ブタントリオール／トリエチレングリコールモノメチルエーテルの６５：３５の質量比で混合した液３０質量部とエチレングリコールモノブチルエーテル０．３質量部、エタノール４．０質量部、それに蒸留水５１．７質量部を混合攪拌して、インクジェットプリンタ用インクジェットインクを得た。この本発明のインクジェットインクは粘度２．８ｍＰａ・ｓ、表面張力４８×１０^-3Ｎ／ｍ、ｐＨ９．８、金微粒子ナノコロイド平均粒径８０ｎｍであった。
このインクジェットプリンタ用インクジェットインクを用い、実施例１と同様にして（１）周波数応答性、（２）印字休止後の回復性（ノズルの目詰まりの有無）および（３）Ｘ線感知性を評価した。評価結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１で使用した金微粒子ナノコロイドの代わりにコロイダルシリカ４２質量部［型番：ＰＬ−１の水分散液（固形分：２０質量％）、扶桑化学工業社製］とエチレングリコールモノメチルエーテル１５質量部、グリセリン５質量部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル０．５質量部、イソプロピルアルコール３質量部、それに蒸留水３７．３質量部を混合攪拌してインクジェットプリンタ用インクジェットインクを得た。
この比較のインクジェットインクを用い、実施例１と同様にして（１）周波数応答性、（２）印字休止後の回復性（ノズルの目詰まりの有無）および（３）Ｘ線感知性を評価した。評価結果を表１に示す。

表１から、実施例１〜４のシートは周波数応答性が優れており、印字休止後の回復性およびＸ線感知性はいずれも優れているか実用上使用可能な範囲にあることが判る。
それに対して、比較例１の比較のためのシートは周波数応答性がやや劣るとともに、Ｘ線感知性が実用上使用不可能な範囲にあることが判る。

本発明のＸ線検知可能なインクジェットインクは、インク媒体に、Ｘ線検知可能性を付与する金属微粒子コロイドをインク（固形分）に対して所定量配合したので、
重ね合わせたり、あるいは包み込むなどして画像・印字などのマッチング用照合記号が内部にあって外部からは見えなくても、読み取りできるようになり、この読み取り結果に基づいてマッチング検査ができるとともに、公知のインクジェットプリンタを用いて印刷できるので製版の必要がなく、大量生産に応じることもできる上、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることもできるという、顕著な効果を奏し、
本発明のシートは、シート基材面の所定箇所に、本発明のＸ線検知可能なインクジェットインクを用いてＸ線検知可能な印刷部を設けてなるので、
各種形状や大きさのシート基材面の所定箇所に公知のインクジェットプリンタを用いて印刷された画像・印字などのマッチング用照合記号が重ね合わせたり、あるいは包み込むなどして、内部にあって外部からは見えなくても、例えば、公知のＸ線異物検査装置などを用いて容易に読み取りでき、この読み取り結果に基づいて容易にマッチング検査ができる上、大量生産に応じることもできる上、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることもできるという、顕著な効果を奏するので、産業上の利用価値が高い。

本発明のＸ線検知可能な印刷部を設けたシートの一実施形態を示す説明図である。本発明のＸ線検知可能な印刷部を設けた他のシートの例を示す説明図である。

符号の説明

１、３、３Ａ、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ本発明のシート
２、２（イ）、２（ロ）、２（ハ）、４Ｘ線検知可能な印刷部（バーコード）

Claims

インク媒体に、Ｘ線検知可能性を付与する金属微粒子コロイドをインク（固形分）に対して所定量配合したことを特徴とするＸ線検知可能なインクジェットインク。
金属微粒子コロイドの平均粒子径が１〜１００ｎｍであことを特徴とする請求項１記載のインクジェットインク。
シート基材面の所定箇所に、請求項１あるいは請求項２記載のインクジェットインクを用いてＸ線検知可能な印刷部を設けてなることを特徴とするシート。