JP3448577B2 - 水性蛍光インク組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着速度にすぐれ
る地球環境にやさしい水性蛍光インク組成物、とくにバ
ーコード印刷し、コード管理による物品を分配するシス
テムに適用される高速印字に耐えうるインクジェットプ
リンタ用の上記組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、蛍光材料の性質を利用したセキュ
リティー、ファクトリーオートメーション、物質の管理
に使用される各種カードなど、様々なものの開発が盛ん
に行われている。蛍光材料を用いたインクでバーコード
を印刷し、コ―ド管理による区分けにより物品を分配す
るシステムを郵便物などに利用した例もみられる。

【０００３】これらに使用する発光材料として、従来か
ら発光中心としての希土類元素に低分子配位子を配位さ
せた蛍光錯体が用いられ、インク化されている。たとえ
ば、特開平８−２３９６０７号、特開平９−１８８８３
５号、特開平１１−２７９４７４号、特表平１１−５１
０２１３号などの各公報に開示されている。これらの蛍
光錯体は、溶媒などの液体に染料として均一に溶解さ
れ、あるいは顔料として均一に分散され、インク化され
ている。

【０００４】しかし、これらのインクは、溶媒に有機溶
剤を使用しているため、大気汚染などの公害、有機溶剤
中毒などの労働安全衛生、さらに引火爆発の危険といっ
た問題を抱えている。これらの問題を解決する一つの手
段として、溶媒に水および安全性の高い水溶性溶剤を用
いた水性蛍光インク組成物が提案されている（特公昭５
４−２２３３６号公報）。しかるに、インク組成物中に
水を含むため、従来の有機溶剤系インクに比べて、乾燥
性に劣る欠点があった。

【０００５】この欠点を回避するため、インクに浸透剤
を添加しインクの被印字物に対する浸透速度を上げるこ
とにより、見かけ上、乾燥性を改善する提案がなされて
いる（特開平８−２３９６０９号、特開平８−２５３７
１５号などの各公報）。しかしながら、被印字物が紙の
ような浸透性の高いものでは効果はあるが、プラスチッ
クフィルムなどの非浸透性のものでは効果は少ない。こ
のため、プラスチックフィルムのような非浸透性の被印
字物に対し、紫外線硬化や熱硬化を利用して乾燥性を改
善する提案がなされている（特開平１０−７９５６号公
報）。しかし、この場合は、紫外線照射装置や加熱装置
などの装置が必要である。

【０００６】このような装置を用いないで、非浸透性の
プラスチックフィルムを基材とした郵便物などに水性蛍
光インク組成物をバーコード印字し、それを分配するシ
ステムに適用すると、搬送中に印字したバーコードが剥
がれたり、擦れたりすることがある。その結果、バーコ
ードが読み取り機で認識できなくなり、郵便物などが区
分けできなくなるという問題があった。このような理由
で、これまでバーコード管理による物品を分配するシス
テムに水性蛍光インク組成物を利用することは困難と考
えられていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の事情に照らし、紫外線照射装置や加熱装置などの装置
を用いずに、プラスチックフィルムなどの非浸透性の被
印字物に対し、すぐれた定着性を示す、地球環境にやさ
しい水性蛍光インク組成物を提供すること、とくにバー
コード管理による物品分配システムに適用される定着性
にすぐれたインクジェットプリンタ用の水性蛍光インク
組成物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的に対し、インクが印字されて完全に乾燥せずとも、イ
ンクの定着時間を速めるようにすればバーコード管理に
よる物品分配システムに適用可能と考え、この考えに基
づいて、地球環境にやさしい水性蛍光インク組成物中に
適宜の定着付与剤を含ませて、温度２０〜２５℃、湿度
４０〜６０％の環境下、プラスチックフィルム上に膜厚
が１〜５μｍの範囲内で塗布したときの定着時間が１〜
１５秒となるように構成したところ、プラスチックフィ
ルムなどの非浸透性の被印字物に対して、すぐれた定着
性が得られて、バーコード管理による物品分配システム
における搬送中に印字したバーコードが剥がれたり、擦
れたりすることがなく、読み取り機によるバーコードの
認識が十分に可能で、郵便物などを良好に区分けできる
ものであることがわかった。

【０００９】また、このように構成した水性蛍光インク
組成物は、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の環境
下、ノズル孔径Ｘ〔μｍ〕のインクジェットプリンター
を用いてプラスチックフィルム上に印刷塗布したときの
定着時間Ｔ〔秒〕が式（１）：Ｔ≦（Ｘ／１２）の関係
を満たして、インクジェットプリンターにて良好な定着
性が得られること、さらにこの場合に、記録ドット径Ｙ
〔μｍ〕が式（２）：Ｙ≦（Ｘ×１４）の関係を満たし
て、バーコード印字に際してバーとバーとが重なり合っ
てバーコードの読み取りが困難となるという不具合も回
避されること、とくにノズル孔径７０μｍのインクジェ
ットプリンターを用いてプラスチックフィルム上に記録
ドット径３００〜９８０μｍで印刷塗布したときの定着
時間が４秒以内となり、搬送中に印字したバーコードが
剥がれたり擦れたりして、読み取り不能となるという問
題を一切生じず、バーコード管理による物品分配システ
ムに非常に良好に適用できるものであることがわかっ
た。

【００１０】本発明は、以上の知見をもとにして、さら
に広範囲の実験検討を続けた結果、完成されたものであ
る。

【００１１】すなわち、本発明は、希土類元素を含む蛍
光色素、樹脂および水３０〜９５重量％と炭素数３以下
のアルコール類を必須とする水溶性溶剤７０〜５重量％
とからなる溶媒を含有するとともに、これらの成分にさ
らに、（Ａ）融点が２０〜２５０℃で、水に対する溶解
性が水溶性溶剤に対する溶解性より低い、分子内に窒
素、酸素または硫黄元素のうちの少なくとも１種の元素
を有する化合物か、あるいは（Ｂ）吸水性の高い化合物
からなる定着付与剤を、この定着付与剤と上記の蛍光色
素および樹脂を必須とする溶媒以外の成分が１０重量％
以下となる割合で含ませて、温度２０〜２５℃、湿度４
０〜６０％の環境下、ノズル孔径Ｘ〔μｍ〕のインクジ
ェットプリンターを用いてプラスチックフィルム上に印
刷塗布したときの定着時間Ｔ〔秒〕が式（１）：Ｔ≦
（Ｘ／１２）の関係を満たすようにしたことを特徴とす
る水性蛍光インク組成物に係るものである。さらに、本
発明は、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の環境
下、ノズル孔径Ｘ〔μｍ〕のインクジェットプリンター
を用いてプラスチックフィルム上に印刷塗布したときの
記録ドット径Ｙ〔μｍ〕が式（２）：Ｙ≦（Ｘ×１４）
の関係を満たす上記構成の水性蛍光インク組成物に係る
ものである。

【００１２】とくに、本発明は、温度２０〜２５℃、湿
度４０〜６０％の環境下、ノズル孔径７０μｍのインク
ジェットプリンターを用いてプラスチックフィルム上に
記録ドット径３００〜９８０μｍで印刷塗布したときの
定着時間が４秒以内である上記構成の水性蛍光インク組
成物に係るものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の水性蛍光インク組成物
は、蛍光色素、樹脂および水３０〜９５重量％と水溶性
溶剤７０〜５重量％とからなる溶媒を含有し、これにさ
らに定着付与剤を含ませて、温度２０〜２５℃、湿度４
０〜６０％の環境下、プラスチックフィルム上に膜厚が
１〜５μｍの範囲内で塗布したときの定着時間が１〜１
５秒となるようにした、とくに好ましくは３〜１０秒と
なるようにしたものである。定着時間が１秒より速いと
インクジェットプリンタのノズルが詰まったり、１５秒
より遅いと印字物が区分機中で擦られて剥がれるなどの
問題を生じやすい。

【００１４】また、本発明の上記構成の水性蛍光インク
組成物は、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の環境
下、ノズル孔径Ｘ〔μｍ〕のインクジェットプリンター
を用いてプラスチックフィルム上に印刷塗布したときの
定着時間Ｔ〔秒〕が式（１）：Ｔ≦（Ｘ／１２）の関係
を満たすものであり、さらに記録ドット径Ｙ〔μｍ〕が
式（２）：Ｙ≦（Ｘ×１４）の関係を満たすものであ
る。とくに、上記構成の水性蛍光インク組成物は、温度
２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の環境下、ノズル孔径
７０μｍのインクジェットプリンターを用いてプラスチ
ックフィルム上に記録ドット径３００〜９８０μｍで印
刷塗布したときの定着時間が４秒以内、好ましくは３秒
以内、より好ましくは２秒以内となるものである。

【００１５】上記の式（１）の関係を満たさないとき
は、定着性が不十分となり、バーコードを印字した場合
に、バーコードが剥がれたり擦れたりし、読み取りでき
ない。上記の式（２）の関係を満たさないときは、バー
コードを印字した場合に、バーとバーが重なり合いバー
コードの読み取りができない。

【００１６】また、上記の記録ドット径が３００μｍよ
り小さいと、ドットが小さすぎてバーコードを印字した
場合に、バーと認識するのが難しく、定着時間も遅くな
る。９８０μｍより大きいと、ドットが大きすぎてバー
コードを印字した場合に、バーがつながり読み取りでき
ない。前記の記録ドット径で印刷塗布したときの定着時
間が４秒を超えると、定着時間が遅すぎ、搬送ロールな
どとの接触によりバーコードが剥がれたり擦れたりし、
読み取りができなくなる。

【００１７】本発明において、上記のように構成させる
ための定着付与剤としては、融点が２０〜２５０℃であ
るものが好ましい。また、水に対する溶解性が水溶性溶
剤に対する溶解性より低いものが好ましい。通常、水に
対する溶解性は０．１〜６０重量％、水溶性溶剤に対す
る溶解性は０．５〜８０重量％である。

【００１８】このような定着付与剤は、水と水溶性溶剤
に対する溶解性の違いにより、定着速度を飛躍的に速く
する。すなわち、上記の定着付与剤は、水と水溶性溶剤
の相互作用を弱め、蛍光色素などを水溶性溶剤側に存在
しやすくし、一方、蛍光色素は水溶性溶剤に比べ水への
溶解性が小さいため、水溶性溶剤が一部蒸発すると、こ
れに溶解しきれず析出ないし分離する。その結果、蛍光
色素などが被印字物に瞬時に定着し、見かけ上、乾燥性
が飛躍的に向上するものと思われる。

【００１９】このような定着付与剤は、インク組成物
中、０．５重量％以上１０重量％未満、好ましくは１〜
８重量％の割合で用いられる。０．５重量％より少ない
と上記効果を十分に発揮できず、１０重量％以上では上
記効果が飽和し、また粘度などのインク特性が大きく変
わるおそれがあり、さらにインクジェットプリンタ用で
はヘッド目詰まりを起こすおそれがあり、いずれも、好
ましくない。

【００２０】本発明に用いられる上記の定着付与剤は、
分子内に窒素、酸素または硫黄元素のうちの少なくとも
１種の元素と、水溶性の官能基とを有している環式化合
物が好ましい。たとえば、ベメグライド、ベンザールフ
タリド、１，２，４−ベンゼントリカルボキシリックア
ンヒドライド、ベンジル、ベンズイミダゾール、２−ベ
ンズイミダゾールプロピオニックアシッド、２−ベンズ
イミダゾリルアセトニトリル、ベンゾ〔Ｃ〕シンノリ
ン、ベンゾ−１２−クラウン−４、ベンゾ−１５−クラ
ウン−５、ベンゾ−１８−クラウン−６、１，４−ベン
ゾジオキサン−６−カルボキシアルデヒド、３Ｈ−１，
２−ベンゾジチオール−３−オン、２−ベンゾフランカ
ルボキシリックアシッド、ベンゾフロキサン、２，１，
３−ベンゾチアジアゾール、２Ｈ−１，４−ベンゾチア
ジン−３（４Ｈ）−オン、１，２，３−ベンゾトリアジ
ン−４（３Ｈ）−オン、ベンゾトリアゾール、ベンゾト
リアゾール−５−カルボキシリックアシッド、１Ｈ−ベ
ンゾトリアゾール−１−１−メタノール、１−ベンゾト
リアゾリル−９−フルオレニルメチルカルボネート、Ｎ
−（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イルメチル）ホル
ムアミド、２Ｈ−１，４−ベンゾオキサジン−３（４
Ｈ）−オン、ベンゾオキサゾール、２−ベンゾオキサゾ
リノン、２−ベンゾイルチオフェン、２−ベンジルアミ
ノ−４−メチルピリジン、４−ベンジルアミノ−７−ニ
トロ−２，１，３−ベンゾオキサジアゾール、６−ベン
ジルアミノプリン、２−ベンジルアミノピリジン、
（−）−２，３，−ｏ−ベンジリデン−Ｌ−スレイトー
ル、１−ベンンジルイミダゾール、Ｎ−ベンジルマレイ
ミド、（Ｓ）−（−）−４−ベンジル−１−２−オキサ
ゾリジノン、Ｎ−（ベンジルオキシカルボニルオキシ）
サクシニイミド、４−ベンジルオキシ−２−（１Ｈ）−
ピリドン、４−ベンジルオキシ−３−ピロリン−２−オ
ン、５−ベンジル−１Ｈ−ピロロ〔２，３−ｃ〕ピリジ
ン−３−カルボキシアルデヒド、Ｎ−ベンジルフタルイ
ミド、３，４−ビス（アセトキシメチル）フラン、ビス
〔（ベンゾ−１５−クラウン−５）−１５−イルメチ
ル〕ピメレイト、１，４−ビス（５−フェニルオキサゾ
ール−２−イル）ベンゼン、１，２−ビス（４−ピリジ
ル）エタン、１，２−ビス（２−ピリジル）エチレン、
１，３−ビス（３−ピリジルメチル）−２−チオウレ
ア、２，３−ビス（２−ピリジル）ピラジン、Ｎ−（２
−ブロモベンジルオキシカルボニルオキシ）サクシニイ
ミド、ブタジエンスルホン、３−カルボキシ−１，４−
ジメチル−２−ピロールアセティックアシッド、２−コ
ウマラノン、コウマリン、コウマリン−３−カルボキシ
リックアシッド、１８−クラウン−６、ジヒドロアスコ
ービックアシッド、３，４−ジヒドロ−ＤＬ−プロリ
ン、３，５−ジアセチル−１，４−ジヒドロ−２，６−
ジメチルピリジン、３，５−ジアセチル−２，６−ジメ
チルピリジン、１，３−ジアセチル−２−イミダゾリジ
ノン、２，６−ジアセチルピリジン、（＋）−ジアセチ
ル−Ｌ−タルタリックアンヒドライド、３，５−ジアセ
チルテトラヒドロピラン−２，４，６−トリオン、ジベ
ンゾ−１８−クラウン−６、ジベンゾ−２４−クラウン
−８、ジベンゾ−３０−クラウン−１０、ジベンゾフラ
ン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェンスルホ
ン、５，８−ジフルオロ−１，４−ベンゾジオキサン、
ジグリコリックアンヒドライド、ジヒドロ−４，４−ジ
メチル−２，３−フランジオン、５，６−ジヒドロ−５
−メチル−４Ｈ−１，３，５−ジチアジン、２，５−ジ
メルカプト−１，３，４−チアジアゾール、４，４′−
ジメチル−２，２′−ジピリジル、ジメチル−３，４−
フランジカルボキシレート２，３−ジメチルマレイック
アンヒドライド、エチレンジアミンテトラアセティック
ジアンヒドライド、フルフリルサルファイド、フリル、
ホモフタリックアンヒドライド、４−ヒドロキシ−１，
３−ベンゾジオキソール−２−オン、2-ヒドロキシベン
ゾチアゾール、６−ヒドロキシ−１，３−ベンゾオキサ
チオール−２−オン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）フ
タルイミド、Ｎ−ヒドロキシサクシニイミジルアセトア
セテート、Ｎ−メチルサクシニイミド、Ｎ−フェニルマ
レイミド、フタラジン、１（２Ｈ）−フタラジオン、フ
タリド、ピペロナール、ピペロニルアルコール、ポペロ
ニリックアシッド、１−ピペロニルピペラジン、セサモ
ル、２−チオフェンアセティックアシッド、３−チオフ
ェンマレイックアシッドなどが挙げられる。これらの中
でも、２−メルカプトベンゾオキサゾール、ベンゾトリ
アゾール、2-ベンゾオキサゾリノン、フタルイミドなど
の分子内に官能基と芳香族環を含む化合物が好ましく用
いられる。とくに、オキサゾール系やトリアゾール系の
化合物が好ましく用いられる。

【００２１】定着付与剤には、上記化合物のほか、水と
水溶性溶剤に対する溶解度の差を利用できる化合物であ
れば、広く使用できる。たとえば、吸水性の高い化合物
を使用して、定着性を向上させてもよい。吸水性の高い
化合物は水を吸収し、蛍光色素を水溶性溶剤側に存在し
やすくし、水溶性溶剤が一部蒸発すると、蛍光色素が溶
解しきれなくなって析出し、定着性が向上する。このよ
うな化合物としては、でんぷん、ゼラチン、セルロース
アラビアゴム、カゼイン、カラギーナン、フェセレラ
ン、アルギン酸塩、アルギン酸プロピレングリコール、
グアーガム、アラビアガム、ペクチン、プルランシクロ
デキストリン類、キチン、キトサン、スクロース、グル
クトース、フルクトース、キシロースなどがある。

【００２２】本発明において、溶媒には、危険性を低減
しつつ、十分な乾燥性を得るため、水３０〜９５重量％
と水溶性溶剤７０〜５重量％とからなる混合物、とくに
好ましくは水３５〜８０重量％と水溶性溶剤６５〜２０
重量％とからなる混合物が用いられる。溶媒中、水の量
が３０重量％未満となると、インク組成物の引火点が低
くなり、危険性が増すことになり、一方、９５重量％を
超えると、水の割合が高くなりすぎて、乾燥性が遅くな
り、定着性が損なわれる。

【００２３】水溶性溶剤としては、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、イソブチルア
ルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンチルアル
コールなどのアルコール類；ジメチルホルムアルデヒ
ド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類；アセトン、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケ
トン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレング
リコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエ
ーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチ
レングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコー
ルモノメチルエーテル、トリエチレンエチレングリコー
ルモノエチルエーテルなどのエーテル類；エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、
トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオ
ール、チオジグリコール、ジエチレングリコール、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリ
セリンなどの多価アルコール類；Ｎ−メチル−ピロリド
ン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙
げられ、これらの中から、その１種または２種以上が用
いられる。

【００２４】このような各種の水溶性溶剤の中でも、と
くに、アルコール類、ケトン類またはエーテル類のうち
の少なくとも１種を使用するのが好ましい。また、定着
性を考慮すると、沸点が１００℃以下であるものが好ま
しい。さらに、安全性を考慮すると、炭素数３以下のア
ルコール類、たとえば、エチルアルコールとプロピルア
ルコールなどが、とくに好ましく用いられる。

【００２５】本発明において、蛍光色素としては、希土
類元素を含む蛍光色素、すなわち、希土類元素と配位子
からなる蛍光色素が好ましい。この蛍光色素の発光中心
である希土類元素には、ユーロピウム、ジスプロシウ
ム、テリビウム、ネオジウム、プセオジウム、サマリウ
ム、サドリウム、ホルミウム、エルビウムまたはツリウ
ムの少なくとも１種が用いられる。これらの元素による
と、蛍光錯体を安定に形成することができ、また十分な
発光強度を得ることができる。

【００２６】また、セキュリティーやＦＡ、各種カー
ド、バーコードシステムなどへの応用を考えると、上記
の希土類元素の中でも、とくにユーロピウムを使用する
のが望ましい。ユウロピウムを発光中心とすると、発光
は６１５±２０ｎｍの赤色となる。このため、印刷され
たマークは紫外線による励起によって上記長波長側の可
視光を発光するため、下地の色に影響されることが少な
く、シリコンフォトダイオードなどにより高感度で検出
することができる。

【００２７】青色または緑色の発光色素を用いると、検
出性に劣ることがある。たとえば、蛍光増白剤を含浸さ
せた白紙上に、青色に発光するマークを形成すると、下
地も発光するため、発光の光量差が実質的に小さくな
り、検出できないことがある。また、発光する可視光の
検出に際し、光電変換素子として一般的に安価で入手が
容易であるシリコンフォトダイオードを用いると、可視
光の受光感度が長波長側よりも短波長側で低くなるた
め、青色または緑色の比較的短波長の可視光では、６０
０ｎｍ付近の長波長側の可視光に比べて、半分以下の感
度となり、十分な検出感度が得られにくいことがある。

【００２８】蛍光色素の配位子としては、テノイルトリ
フルオロアセトン、ナフトイルトリフルオロアセトン、
ベンゾイルトリフルオロアセトン、メチルベンゾイルト
リフルオロアセトン、フロイルトリフルオロアセトン、
ピバロイルトリフルオロアセトン、ヘキサフルオロアセ
チルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、フルオ
ロアセチルアセトン、ヘプタフルオロブタノイルピバロ
イルメタン、８−ヒドロキノリン、８−メルカプトキノ
リン、リン酸トリ−ｎ−ブチル、トリ−ｎ−ブチルホス
フィンオキシド、トリ−ｎ−オクチルホスフィンオキシ
ド、ジ−ｎ−ブチルスルホオキシド、ピリジン、α−ピ
コリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、ピペリジン、キ
ノリンなどが用いられる。

【００２９】また、その他の配位子として、希土類元素
を分子中に取り込んで、より安定な錯体を形成すること
が可能な、デンドリマーやカリックスアレーなどの樹枝
状化合物や包接化合物を用いてもかまわない。窒素、酸
素、硫黄、燐元素などの配位部位を分子内に含む化合物
であれば、とくに限定されない。上記元素を含む高分子
配位子を用いてもよい。これら種々の配位子の中でも、
テノイルトリフルオロアセトン、ナフトイルトリフルオ
ロアセトンが最も好ましい。

【００３０】本発明において、上記の蛍光色素は、従来
公知の方法に準じて、容易に合成することができる。た
とえば、テノイルトリフルオロアセトン、ナフトイルト
リフルオロアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン
のような配位子を、塩化ユーロピウムのような希土類金
属ハロゲン化物と、適当な条件下で、反応させることに
より、容易に合成することができる。

【００３１】本発明において、樹脂としては、ビニル樹
脂、アクリル樹脂、アミノ樹脂、ポリエステル樹脂、ア
ルキド樹脂、フェノール樹脂、セルロース系樹脂、これ
らの共重合体など、公知の各種の樹脂が用いられる。こ
れらの中でも、蛍光発光の強度を高めたり、定着性を向
上させるうえで、ポリビニルピロリドン、ポリビニルア
ルコール、ポリウレタン、ポリアクリル酸、ポリエーテ
ルまたはそれらの共重合体のうちの少なくとも１種が、
とくに好ましく用いられる。

【００３２】本発明において、上記した蛍光色素の含有
量としては、インク組成物中、通常０．１〜８重量％、
好ましくは０．５〜５重量％であるのがよい。０．１重
量％未満となると、発光強度が低下し、また８重量％を
超えると、濃度消光により、発光強度がやはり低下す
る。また、上記した樹脂の含有量としては、インク組成
物中、通常１〜８重量％、好ましくは２〜７重量％であ
るのがよい。１重量％未満となると、被印字物への定着
性が満足できなくなり、また８重量％を超えると、粘度
が高くなり、印字できなくなることがある。

【００３３】本発明の水性蛍光インク組成物には、上記
した蛍光色素、樹脂、溶媒（水と水溶性溶剤）および定
着付与剤のほかに、被印刷物としてポリスチレンフィル
ムなどのインクを吸収しない非吸収性物品に印刷する場
合、シリコン系またはフッ素系の表面処理剤のうちの少
なくとも１種を含ませておくのが望ましい。水性蛍光イ
ンク組成物は表面張力が低く、上記のような非吸収性物
品ではインクの濡れ性がよいため、にじみが生じやすい
が、上記の表面処理剤を含ませることにより、インクの
濡れ性が低下し、にじみを抑制することができる。

【００３４】シリコン系の表面処理剤としては、ビック
ケミー社製の「ＢＹＫ」や、信越化学社製、東レシリコ
ーン社製、チッソ社製および東芝シリコーン社製の種々
のシリコン化合物が用いられる。また、フッ素系の表面
処理剤としては、旭ガラス社製の「サーフロン」、３Ｍ
社製の「フロラード」、大日本インキ社製の「メガファ
ック」などや、ダイキン社製などの種々のフッ素系化合
物が用いられる。とくに、シリコン系の表面処理剤は、
フッ素系の表面処理剤に比べて、安価で安全性にすぐ
れ、溶解性が高く、泡立ちが少ないため、好ましい。こ
れら表面処理剤の添加量としては、多すぎると粘度など
のインク特性に影響を与える場合があり、インク組成物
中、０．０１〜２重量％とするのが好ましい。

【００３５】本発明の水性蛍光インク組成物には、その
他、通常のインク組成物に含まれる電荷付与剤、ｐＨ調
整剤、蛍光増感剤、界面活性剤、レベリング剤、インク
消泡剤、殺菌剤、酸化防止剤など、種々の添加剤を含ま
せてもよい。

【００３６】たとえば、電荷調整剤としては、ＬｉＮＯ
₃ などのリチウム塩、ＫＣＮ、ＫＳＣＮなどのカリウム
塩、テトラフェニルホスフォニウムブロマイドなどのカ
チオン化合物などが挙げられる。ｐＨ調整剤としては、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチ
レンテトラミンなどのアミン化合物のほか、アミド化合
物、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムなどの水酸化物や炭酸塩などが挙げられる。蛍光増感
剤としては、ホスフィンオキサイド化合物、ホスフィン
サルフアイド化合物、ホスフィン化合物などのリン系有
機化合物、ベンゾトリアゾールなどの窒素系有機化合物
などが挙げられる。

【００３７】本発明の水性蛍光インク組成物は、上記の
各成分を、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなど
の容器駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、
攪拌槽型ミルなどの媒体攪拌ミルなどを使用して、ある
いはディスパーなどの簡単な分散機を使用して、混合分
散させることにより、調製できる。

【００３８】本発明の水性蛍光インク組成物は、溶媒
（水と水溶性溶剤）以外の成分が、インク組成物中、５
〜１０重量％であるのがよい。５重量％未満では十分な
発光強度や定着性が得られにくく、１０重量％を超える
と上記効果が飽和し、また粘度が高くなってヘッド目詰
まりを引き起こしやすい。粘度としては１〜８ｃｐ、引
火点は２０℃以上であるのがよい。上記範囲外の粘度と
なると安定に印字できなくなり、また引火点が２０℃よ
り低いと引火性が高くなる。

【００３９】本発明の水性蛍光インク組成物による印刷
物は、肉眼では完全にまたは実質的に不可視であり、確
認できない。発光中心の希土類にユーロピウムを用いた
印刷物は、紫外光を照射すると可視光域で赤色に発光し
て初めて印刷を確認できる。また、発光中心の希土類に
ネオジウムを用いた印刷物は、赤外光で励起されて赤外
光域で発光し、専用の検出器によってのみ検出できる。
これら可視発光および赤外発光の印刷物は、どちらも、
通常は不可視であるため、セキュリティーや、ＦＡ、各
種カードなど、様々な用途に応用することができる。

【００４０】とくに、本発明の水性蛍光インク組成物を
用いて、バーコードを印刷すると、白黒バーコードの改
良としても使用できる。従来の白黒バーコードでは、物
品の外観を損ねてしまうなどの欠点があるが、それを回
避することができる。また、本発明の水性蛍光インク組
成物は、既述してきたとおり、定着速度が速いため、バ
ーコード印刷し、コ―ド管理による物品を分配するシス
テムに適用される高速印字に耐えうるインクジェットプ
リンタ用として、利用するのが最も好ましい。とりわ
け、郵便物などに利用することが可能である。

【００４１】本発明の水性蛍光インク組成物は、インク
ジェット印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、感熱転
写印刷などのあらゆる印刷方式で印刷できる。これら印
刷方式の中でも、とくにインクジェット印刷が好まし
い。とりわけ、上述のとおり、高速印字に耐えうるコン
テニュアスタイプのインクジェットプリンタによる印刷
方式が好ましく、その際、インクジェットプリンタのノ
ズル詰まりなどを引き起こすおそれはなく、安定に吐出
し、印刷することができる。

【００４２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重
量部を意味するものとする。

【００４３】 実施例１ テノイルトリフルオロアセトン １２．６部 エタノール ２７４．０部 塩化ユーロピウム（III ）６水和物 ３．０部 イオン交換水 ２７４．０部 上記の各成分をマグネチックスターラーで攪拌しなが
ら、ジメチルエタノールアミン６．９部を滴下し、ｐＨ
６．８に調整した。その後、 樹脂：和光純薬工業社製の「ポリビニルピロリドンＫ３
０」 ３７．２部を加え、６０℃で３時間攪拌後、ろ過
し、蛍光体液Ａを得た。 さらに、この蛍光体液Ａに、 表面処理剤：ビックケミー社製の「ＢＹＫ−３４８」 ０．２部 定着付与剤：１，２，３−ベンゾトリアゾール １７．０部 を加え、２５℃で１時間攪拌後、ろ過し、水性蛍光イン
ク組成物Ａを得た。

【００４４】実施例２ １，２，３−ベンゾトリアゾールに代えて、ベンゾオキ
サゾールを同量使用した以外は、実施例１と同様にし
て、水性蛍光インク組成物Ｂを得た。

【００４５】実施例３ １，２，３−ベンゾトリアゾールに代えて、２−ベンゾ
オキサゾリノンを同量使用した以外は、実施例１と同様
にして、水性蛍光インク組成物Ｃを得た。

【００４６】実施例４ １，２，３−ベンゾトリアゾールに代えて、２−メルカ
プトベンゾオキサゾールを同量使用した以外は、実施例
１と同様にして、水性蛍光インク組成物Ｄを得た。

【００４７】実施例５ 表面処理剤である「ＢＹＫ−３４８」の使用を省いた以
外は、実施例１と同様にして、水性蛍光インク組成物Ｅ
を得た。

【００４８】実施例６ 塩化ユウロピム６水和物に代えて、塩化ネオジウム６水
和物を同量使用した以外は、実施例１と同様にして、水
性蛍光インク組成物Ｆを得た。

【００４９】 実施例７ 蛍光色素（リーデルデハーン製の「ルミックスＣＤ３３２」） ５．２部 エタノール ３０１．０部 イオン交換水 ２４７．０部 樹脂：和光純薬工業社製の「ポリビニルピロリドンＫ３０」 ２２．３部 硝酸リチウム １．８部 表面処理剤：ビックケミー社製の「ＢＹＫ−３４８」 ０．２部 定着付与剤：１，２，３−ベンゾトリアゾール １７．０部 上記の各成分を混合し、２５℃で１時間攪拌後、ろ過
し、水性蛍光インク組成物Ｇを得た。

【００５０】比較例１ 定着付与剤である１，２，３−ベンゾトリアゾールの使
用を省いた以外は、実施例１と同様にして、水性蛍光イ
ンク組成物Ｈを得た。

【００５１】比較例２ イオン交換水２７４．０部の使用を省き、エタノールの
使用部数を２７４．０部から５４８．０部に変更した以
外は、実施例１と同様にして、インク組成物Ｉを得た。

【００５２】上記の実施例１〜７および比較例１，２の
インク組成物Ａ〜Ｉについて、下記の方法により、イン
ク定着性試験およびコード管理試験を行った。これら試
験結果は、表１に示されるとおりであった。

【００５３】＜インク定着性試験＞インク組成物を、Ｎ
ｏ．４ワイヤーバー（東洋精機社製）を用いて、温度２
５℃，湿度５０％の環境下、ポリエチレンテレフタレー
トフィルム（以下、ＰＥＴフィルムという）上に、乾燥
後の膜厚が所定厚さ（３μｍまたは３．５μｍ）となる
ように塗布して印字し、１０ｇの分銅を載せたＰＥＴフ
ィルムで３秒間隔で擦り、印字物が剥がれなくなるまで
の時間（秒）を測定した。

【００５４】＜コード管理試験＞Ｄｏｍｉｎｏ製の「イ
ンクジェットプリンターＣＢ３」（ヘッドノズル孔径：
４０μｍ）により、セル窓付き封筒（セル窓部はポリス
チレン製）のセル窓部上に印字し、０．７秒後に印字物
を油性ペンキ用刷毛でこすり、コード管理を確認し、下
記のように評価した。環境は、温度２５℃，湿度５０％
であった。 ○：印字物がこすれず読み取りが可能で、コード管理で
きる ×：印字物がこすれ読み取りが不可能で、コード管理で
きない

【００５５】

【００５６】上記の結果から明らかなように、本発明の
実施例１〜７の水性蛍光インク組成物Ａ〜Ｇによると、
従来の比較例１の水性蛍光インク組成物Ｈでは不可能で
あった、バーコード管理による物品を分配するシステム
における物品の区分けが十分に可能であり、上記システ
ムに適用できることがわかる。

【００５７】つぎに、上記の実施例１〜５のインク組成
物Ａ〜Ｅと、比較例１，２のインク組成物Ｈ，Ｉについ
て、下記の方法により、発光試験として、インクおよび
印字物の発光強度を測定した。結果は、表２に示される
とおりであった。

【００５８】＜インクおよび印字物の発光強度＞３６５
ｎｍの励起光を照射し、６１５ｎｍの発光ピーク強度
を、蛍光分光光度計（日本分光社製：「ＦＰ７５０」）
により測定し、比較例２のインク組成物Ｉ（水を含まな
いエタノール溶剤系）を１００とした相対値で、評価し
た。なお、印刷物の発光強度は、インク組成物をＤｏｍ
ｉｎｏ製の「インクジェットプリンターＣＢ３」（ヘッ
ドノズル孔径：４０μｍ）により普通紙（ＸＥＲＯＸ
社）に印字作製したものについて、評価した。

【００５９】

【００６０】上記の結果から明らかなように、本発明の
実施例１〜５の水性蛍光インク組成物Ａ〜Ｅによると、
インクおよび印字物の発光強度が、エタノール溶剤系の
比較例２の蛍光インク組成物Ｉとほぼ同等ないしそれ以
上であり、十分に満足できる発光強度が得られるもので
あることがわかる。

【００６１】なお、別の発光試験により、実施例１〜５
の水性蛍光インク組成物Ａ〜Ｅとは異なる蛍光色素を使
用した実施例７の水性蛍光インク組成物Ｇにおいても、
上記とほぼ同様の良好な発光強度が得られた。さらに、
蛍光色素の希土類元素としてネオジウムを使用した実施
例６の水性蛍光インク組成物Ｆでは、８１０ｎｍの励起
光を照射し、１，０６５ｎｍの発光ピーク強度を、上記
同様に測定した結果、やはり十分に満足できる発光強度
が得られることがわかった。

【００６２】つぎに、上記の実施例１〜７および比較例
１，２のインク組成物Ａ〜Ｉについて、下記の方法によ
り、インクジェットプリンターによる印字物の定着時間
およびドット径を測定した。結果は、表３に示されると
おりであった。

【００６３】＜印字物の定着時間およびドット径＞イン
ク組成物を、マルコーニデータシステムジャパン社製の
「インクジェットプリンター１７０ｉ」（ヘッドノズル
孔径：７０μｍ）により、セル窓付き封筒（セル窓部は
ポリスチレン製）のセル窓部上に印字し、所定時間後、
印字物をペンキ用刷毛でこすり、印字物がこすれなくな
る時間を測定した。また、印字物のドット径も測定し
た。環境は、温度２５℃，湿度５０％であった。

【００６４】

【００６５】上記の結果より明らかなように、本発明の
実施例１〜７の水性蛍光インク組成物Ａ〜Ｇは、従来の
比較例１の水性蛍光インク組成物Ｈに比べ、すぐれた定
着性を示し、エタノール溶剤系の比較例２の蛍光インク
組成物Ｉと遜色のない結果であり、大気汚染などの公
害、有機溶剤中毒などの労働安全衛生、さらに引火爆発
の危険といった問題の少ない安全で環境にやさしい水性
蛍光インク組成物としてその特性を十分に生かせるもの
であることがわかる。

【００６６】また、表面処理剤を添加した実施例１〜
４，６，７の水性蛍光インク組成物Ａ〜Ｄ，Ｆ，Ｇは、
表面処理剤を添加しなかった実施例５の水性蛍光インク
組成物Ｅに比べ、ドット径が小さく、にじみも少ないこ
とも確認できた。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、蛍光
色素、樹脂および水３０〜９５重量％と水溶性溶剤７０
〜５重量％とからなる溶媒を含有し、これにさらに定着
付与剤を含ませて、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０
％の環境下、プラスチックフィルム上に膜厚が１〜５μ
ｍの範囲内で塗布したときの定着時間が１〜１５秒とな
るようにしたことにより、紫外線照射装置や加熱装置な
どの装置を用いずに、プラスチックフィルムなどの非浸
透性の被印字物に対し、すぐれた定着性を示す、地球環
境にやさしい水性蛍光インク組成物を提供できる。

【００６８】また、上記構成の組成物として、ノズル孔
径Ｘ〔μｍ〕のインクジェットプリンターを用いてプラ
スチックフィルム上に印刷塗布したときの定着時間Ｔ
〔秒〕が式（１）：Ｔ≦Ｘ／１２の関係を満たし、さら
に記録ドット径Ｙ〔μｍ〕が式（２）：Ｙ≦（Ｘ×１
４）の関係を満たし、とくにノズル孔径７０μｍのイン
クジェットプリンターを用いてプラスチックフィルム上
に記録ドット径３００〜９８０μｍで印刷塗布したとき
の定着時間が４秒以内となるようにしたことにより、バ
ーコード管理による物品分配システムに適用される定着
性にすぐれたインクジェットプリンタ用の水性蛍光イン
ク組成物を提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20 B41J 2/01 - 2/21 B41M 5/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 希土類元素を含む蛍光色素、樹脂および
   水３０〜９５重量％と炭素数３以下のアルコール類を必
   須とする水溶性溶剤７０〜５重量％とからなる溶媒を含
   有するとともに、これらの成分にさらに、（Ａ）融点が
   ２０〜２５０℃で、水に対する溶解性が水溶性溶剤に対
   する溶解性より低い、分子内に窒素、酸素または硫黄元
   素のうちの少なくとも１種の元素を有する化合物か、あ
   るいは（Ｂ）吸水性の高い化合物からなる定着付与剤
   を、この定着付与剤と上記の蛍光色素および樹脂を必須
   とする溶媒以外の成分が１０重量％以下となる割合で含
   ませて、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の環境
   下、ノズル孔径Ｘ〔μｍ〕のインクジェットプリンター
   を用いてプラスチックフィルム上に印刷塗布したときの
   定着時間Ｔ〔秒〕が式（１）：Ｔ≦（Ｘ／１２）の関係
   を満たすようにしたことを特徴とする水性蛍光インク組
   成物。
2. 【請求項２】 温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の
   環境下、ノズル孔径Ｘ〔μｍ〕のインクジェットプリン
   ターを用いてプラスチックフィルム上に印刷塗布したと
   きの記録ドット径Ｙ〔μｍ〕が式（２）：Ｙ≦（Ｘ×１
   ４）の関係を満たす請求項１に記載の水性蛍光インク組
   成物。
3. 【請求項３】 温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％の
   環境下、ノズル孔径７０μｍのインクジェットプリンタ
   ーを用いてプラスチックフィルム上に記録ドット径３０
   ０〜９８０μｍで印刷塗布したときの定着時間が４秒以
   内である請求項１または２に記載の水性蛍光インク組成
   物。
4. 【請求項４】 定着付与剤は、（Ａ）成分の化合物から
   なり、この化合物の水に対する溶解性が０．１〜６０重
   量％、水溶性溶剤に対する溶解性が０．５〜８０重量％
   である請求項１〜３のいずれかに記載の水性蛍光インク
   組成物。
5. 【請求項５】 定着付与剤は、インク組成物中、０．５
   重量％以上１０重量％未満である請求項１〜４のいずれ
   かに記載の水性蛍光インク組成物。
6. 【請求項６】 樹脂は、ポリビニルピロリドン、ポリビ
   ニルアルコール、ポリウレタン、ポリアクリル酸、ポリ
   エーテルまたはそれらの共重合体のうちの少なくとも１
   種である請求項１〜５のいずれかに記載の水性蛍光イン
   ク組成物。
7. 【請求項７】 水溶性溶剤は、炭素数３以下のアルコー
   ル類のほかに、ケトン類またはエーテル類のうちの少な
   くとも１種を含む請求項１〜６のいずれかに記載の水性
   蛍光インク組成物。
8. 【請求項８】 水溶性溶剤は、沸点が１００℃以下であ
   る請求項１〜７のいずれかに記載の水性蛍光インク組成
   物。
9. 【請求項９】 溶媒以外の成分が、インク組成物中、５
   〜１０重量％である請求項１〜８のいずれかに記載の水
   性蛍光インク組成物。
10. 【請求項１０】 粘度が１〜８ｃｐ、引火点が２０℃以
    上である請求項１〜９のいずれかに記載の水性蛍光イン
    ク組成物。
11. 【請求項１１】 シリコン系またはフッ素系の表面処理
    剤のうちの少なくとも１種を含む請求項１〜１０のいず
    れかに記載の水性蛍光インク組成物。
12. 【請求項１２】 バーコード印刷し、コード管理による
    物品を分配するシステムに適用される高速印字に耐えう
    るインクジェットプリンタ用である請求項１〜１１のい
    ずれかに記載の水性蛍光インク組成物。