JP6060102B2 - インクジェットインク及びその作製方法並びにインクジェットインクを用いた印字方法 - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットプリンタに適したインク、とりわけ可食性の材料を用いたインクジェットインク及びその作製方法並びにインクジェットインクを用いた印字方法に関する。
従来、インクジェットを用いて卵や菓子等の食品類に文字や図柄を印字するため、可食性の材料を用いたインクジェットインクが使用されている。可食性の材料を用いたインクジェットインクの色材としては、一般的に染料を用いることが多いが、耐水性や耐光性が求められる場合には顔料が用いられることもある。
例えば、色材として酸化チタンやアルミレーキ顔料を分散したインクジェットインクが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、食品添加物として認められているベンガラ（赤色酸化鉄顔料）を用いた卵殻印刷用インクジェットインク（例えば、特許文献２参照）、食品添加物として認められている木炭、炭を用いたインクジェットインクなども知られている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。
これらの可食性インクジェットインクは、液体成分、顔料及び当該顔料を液体成分に良好に分散させるための分散剤を含む。当該顔料は、一般に、インクジェットで吐出可能な大きさに粉砕され、かつ凝集の無いよう分散処理され、時間が経っても分散の安定性が損なわれないよう調整されている。
そして、このように色材として顔料を含むインクジェットインクを製造する場合における分散処理では、一般的に、ビーズミルと呼ばれる分散機を用いる。ビーズミルとは、ビーズと呼ばれる球体の媒体（「分散メディア」ともいう。）を用いて、粉体を細かく粉砕し分散させる装置であり、粉体を細かに粉砕し、安定して分散させるためには、比重が大きく小さくても重く、硬度があり表面が硬いジルコニア（酸化ジルコニウム）のビーズが用いられることが多い。
分散機としてビーズミルを使用すると、分散メディアであるビーズと分散させる粉体とが接触するため、当該粉体内に、微量ながらビーズの材料であるジルコニアが混入することは避けられない。同様に、インクジェットインクの分散処理に、分散メディアとしてジルコニアビーズを用いたビーズミルを用いた場合にも、微量ではあるが当該インクジェットインクにはジルコニアが混入している。ジルコニアやジルコニウムは、人体への経口摂取に対して安全性に問題がないと考えられているが、とりわけ安全性を規制する規定値等は定められていないため、逆に、インクジェットインクへの混入を避けた方が好ましいと考えられる。
したがって、インクジェットインクを製造するための分散処理においては、例えば、高圧ホモジナイザーに代表されるメディアレスの分散機を用いる場合もある。しかし、粉体を細かく粉砕し、安定して分散させる方法としては、ビーズミルに代表される分散メディアを用いる分散機の方が使いやすく分散効率も良いため、生産性が高くなる。
以上より、本発明は、インクジェットインクの製造において分散メディアを用いた分散機により分散処理を行い、かつ、ジルコニアやジルコニウムの混入がないインクジェットインク及びその作製方法を提供し、さらに当該インクジェットインクを用いて長期の連続した印字が可能な印字方法を提供することを課題とする。
発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ジルコニアビーズを使用しない分散方法にて、可食性の材料を含むインクジェットインク及びその作製方法を開発した。
すなわち、本発明のインクジェットインクは、少なくとも、水、水溶性有機溶剤、高分子分散剤及び顔料を含む錠剤用のドロップオンデマンド用インクジェットインク（但し、セラック樹脂を含むものを除く）であって、前記高分子分散剤が、ヒドロキシプロピルセルロースであり、前記顔料が酸化チタン及び／又は酸化鉄であり、前記水溶性有機溶剤、前記高分子分散剤及び前記顔料のいずれもが可食材料から選択され、ジルコニウム濃度が５０ｐｐｍ以下である錠剤用のドロップオンデマンド用インクジェットインクである。
上記において、前記水溶性有機溶剤は、グリセリン、プロピレングリコール及びエタノールから選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
上記において、前記水溶性有機溶剤は、グリセリン、プロピレングリコール及びエタノールから選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
また、本発明のインクジェットインクの作製方法は、いずれもが可食材料から選択される水溶性有機溶剤、高分子分散剤及び顔料を用い、少なくとも、水に前記高分子分散剤としてヒドロキシプロピルセルロースを溶かした高分子分散剤溶液を作製する第一の工程と、前記高分子分散剤溶液に前記顔料として酸化チタン及び／又は酸化鉄を混合し分散機を用いて顔料分散体を作製する第二の工程と、前記顔料分散体、水及び前記水溶性有機溶剤を攪拌混合する第三の工程とを経て、ジルコニウム濃度が５０ｐｐｍ以下である錠剤用のドロップオンデマンド用インクジェットインク（但し、セラック樹脂を含むものを除く）を作製することを特徴とする。
上記において、前記分散機としてビーズミルを用い、前記ビーズミルの分散メディアがガラスビーズであることが好ましい。
なお、前記水溶性有機溶剤に、あらかじめ樹脂を溶解させた後、前記第三の工程を経て作製することとしてもよい。また、前記水溶性有機溶剤は、グリセリン、プロピレングリコール及びエタノールから選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
上記において、前記分散機としてビーズミルを用い、前記ビーズミルの分散メディアがガラスビーズであることが好ましい。
なお、前記水溶性有機溶剤に、あらかじめ樹脂を溶解させた後、前記第三の工程を経て作製することとしてもよい。また、前記水溶性有機溶剤は、グリセリン、プロピレングリコール及びエタノールから選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
本発明の印字方法は、上述の本発明のインクジェットインクをドロップオンデマンドインクジェット装置より吐出させて、錠剤に前記インクジェットインクを付着させて印字するに当たり、ドロップオンデマンドインクジェット装置より吐出される前記インクジェットインクを、前記ドロップオンデマンドインクジェット装置のインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させておき、この循環の際に、循環インクの脱気を行うことを特徴とする。
また、本発明の印字方法においては、前記インクジェットインクを前記インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、脱泡、温度調整などを行うことができる。
さらに、本発明の印字方法においては、前記ドロップオンデマンドインクジェット装置としてインクジェットヘッドを少なくとも２台備えたものを用い、前記インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に供している間、他の少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に適した状態で待機させておくことができる。
そして、所定の時間内にインクを吐出しないノズルに、一定間隔の時間でプリカーサをすることが好ましい。
また、インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に適した状態に維持しておくために、フラッシングやワイピングを行うことが好ましい。
また、本発明の印字方法においては、前記インクジェットインクを前記インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、脱泡、温度調整などを行うことができる。
さらに、本発明の印字方法においては、前記ドロップオンデマンドインクジェット装置としてインクジェットヘッドを少なくとも２台備えたものを用い、前記インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に供している間、他の少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に適した状態で待機させておくことができる。
そして、所定の時間内にインクを吐出しないノズルに、一定間隔の時間でプリカーサをすることが好ましい。
また、インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に適した状態に維持しておくために、フラッシングやワイピングを行うことが好ましい。
本発明は、水、水溶性有機溶剤、高分子分散剤及び可食性の顔料を含有するドロップオンデマンド用のインクジェットインクとして調製するので、ジルコニアビーズを使用せずとも分散性を損なうことなく、印字が良好で、印字対象物への定着性に優れ、保存安定性にも優れたインクジェットインクが製造できる。したがって、ジルコニアやジルコニウムの混入がないか、少なくともジルコニウムの混入量が５０ｐｐｍ以下であるドロップオンデマンド用のインクジェットインクを提供することができる。
また、本発明の印字方法は、インクジェットインクを、前記ドロップオンデマンドインクジェット装置のインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させるので、顔料を分散させたインクジェットインクでの印字であっても、経時的に発生する顔料沈降を当該循環により防止し、長時間安定して印字することができる。
また、当該循環の際には、温度調整、脱気、消泡を行うことにより、インクジェット装置中を循環するインクジェットインクの物性の変化や劣化を防ぐことができる。さらに、インクへの振動や圧力変動等に伴う、泡の発生や、気泡の発生を制御できるので、インクの吐出を安定化することができる。
さらに、ドロップオンデマンドインクジェット装置としてインクジェットヘッドを少なくとも２台備えたものを用い、前記インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に供している間、他の少なくとも１台は印字を行わせずにインクジェットインクの吐出に適した状態で待機させておくこととし、印字させるインクジェットヘッドと、印字させずに待機させるインクジェットヘッドとを所定の時間ごとに変更することで、吐出不良や飛び曲りを回避し、印字品質を保ち、さらに長期の連続した印字が可能となる。
また、当該循環の際には、温度調整、脱気、消泡を行うことにより、インクジェット装置中を循環するインクジェットインクの物性の変化や劣化を防ぐことができる。さらに、インクへの振動や圧力変動等に伴う、泡の発生や、気泡の発生を制御できるので、インクの吐出を安定化することができる。
さらに、ドロップオンデマンドインクジェット装置としてインクジェットヘッドを少なくとも２台備えたものを用い、前記インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に供している間、他の少なくとも１台は印字を行わせずにインクジェットインクの吐出に適した状態で待機させておくこととし、印字させるインクジェットヘッドと、印字させずに待機させるインクジェットヘッドとを所定の時間ごとに変更することで、吐出不良や飛び曲りを回避し、印字品質を保ち、さらに長期の連続した印字が可能となる。
以上のようにして、規制量が規定されていないジルコニアやジルコニウムが検出されない本発明のインクジェットインクは、より安全性の高い可食性インクジェットインクを提供し、さらに、本発明の印字方法を用いることで長時間高い印字精度で安定した印字が可能となるため、当該インクジェットインクを使用する使用者は、安心してその印字対象物や、印字の応用用途を拡大することができる。これにより、錠剤への印字方法としても対応可能となる。
以下に、本発明の実施の形態及び実施例を説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、本実施の形態の記載内容のみに限定して解釈されるものではないことを記載しておく。
本発明のインクジェットインクは、少なくとも、水、水溶性有機溶剤、高分子分散剤及び可食性の顔料を含む。
水の含有は、分散良好性というメリットと、乾燥性低下というデメリットがあり、インクジェットインクに求められる性質を鑑みて使用量を決定する。水を多く含む液体に顔料となる粉体を分散させると、顔料を微細に粉砕する効率が高くなり、さらに顔料の分散安定性が得られる。しかし、水を多く含むと、インクジェットインクの乾燥性が低下する。したがって、印字対象物の表面が多孔質で水を吸収するような場合には多く使えるが、印字対象物の表面が平坦で吸水性がないような場合には、水は少量用い、代わりに揮発性の高い他の水溶性溶媒を多く用いることで乾燥させやすくすることができる。
水溶性の有機溶剤としては、エタノールを用いることが好ましい。また、インクジェット装置からインクを吐出する際に、ノズル（又はオリフィスともいう）でのインクの乾燥を遅くするためには、プロピレングリコール、グリセリン等、水よりも沸点が高く、かつ人体へ経口摂取されても問題ない水溶性の有機溶剤を用いることも好ましい。
本発明のインクジェットインクは、基本的に、可食性インクとしての適用を想定したものであるから、当該インクジェットインクに用いる顔料としても、可食性の顔料を用いることを想定している。例えば、食品添加物として認められているもの、又は、薬事法に準拠した顔料を用いる。このような顔料としては、酸化チタン、食用色素のアルミニウムレーキ、酸化鉄、炭末色素、イカスミ等が挙げられる。とりわけ、炭末色素としては、備長炭、竹炭、活性炭等を粉砕したものを用いることができる。
これらの顔料は、平均粒子径が０．０１〜１０μｍのものが好ましい。例えば、顔料の平均粒子径が１０μｍよりも大きいと、分散処理に時間がかかる、又は、安定に分散しにくくなるなどの問題が生じる恐れがある。とりわけ、分散処理では熱を発生し、分散処理を長時間行うと過剰に熱の影響を受けて、顔料を分散させるための高分子分散剤の特性を変えてしまう恐れがある。
これらの顔料は、平均粒子径が０．０１〜１０μｍのものが好ましい。例えば、顔料の平均粒子径が１０μｍよりも大きいと、分散処理に時間がかかる、又は、安定に分散しにくくなるなどの問題が生じる恐れがある。とりわけ、分散処理では熱を発生し、分散処理を長時間行うと過剰に熱の影響を受けて、顔料を分散させるための高分子分散剤の特性を変えてしまう恐れがある。
本発明のインクジェットインクに含まれる顔料の量は、他の成分の含有重量部と関連するが、インクジェットインク全量を１００重量部とするとき、０．１〜２０重量部の範囲で含まれることが好ましい。さらに好ましくは、１〜１０重量部、最も好ましくは、１〜５重量部である。顔料の含有量が０．１重量部より少ないと、印字した時のインクの濃度が不十分となる恐れがある。逆に、顔料の含有量が２０重量部を越えると、顔料の分散性が低下し、流動性も低下するため、インクジェット装置で長時間連続して印字することができなくなる恐れがある。
高分子分散剤は、顔料を良好に分散させるために用いる。この高分子分散剤としては、セルロース系の樹脂が好ましく用いられる。セルロース系の樹脂とは、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等である。なかでも、ヒドロキシプロピルセルロースは、水やエタノール等の水溶性溶剤に溶解するため、これを用いることが好ましい。また、セルロース系樹脂は種々の分子量のものを用いることができるが、本発明のインクジェットインクにおいては、分散性及び粘度の適性から、低分子量のものを用いることが好ましい。特に、２０℃における２重量％濃度の水溶液において、１〜７ｍＰａ・ｓの粘度を示す分子量のものを用いることがより好ましい。
セルロース系樹脂に代表される高分子分散剤は、インクジェットインク全量を１００重量部とするとき、０．１〜２０重量部の範囲で含まれることが好ましく、０．２〜１５重量部の範囲で含まれることがより好ましい。高分子分散剤の含有量が０．１重量部より少ないと、顔料を安定して分散することが困難となる。逆に、２０重量部を超えると、インクジェットインクの粘度が高くなりすぎてインクジェット装置で吐出することができなくなる恐れがある。これは、液体、特にインクジェットインクのような混合系の液体の粘度は温度に依存して大きく変化し、低温では粘度が高く、高温では粘度が低くなる性質を有するためで、インクを充填したインクジェット装置の周囲の温度が低くなると、インクジェットインクの粘度が高くなり、インクジェット装置で長時間連続して印字することができなくなる恐れがある。
また、高分子分散剤の含有量の好適範囲は、顔料の含有量にも依存する。例えば、高分子分散剤としてセルロース系樹脂を用いる場合において、顔料１０重量部に対して２〜５重量部のセルロース系樹脂を用いると、優れた分散性が得られる。セルロース系樹脂の前記含有量が２重量部よりも少ないと、顔料の分散を十分に行なうことができず、５重量部を超えると、セルロース系樹脂の溶解性が不十分となる場合があり、また、分散時の粘度が高くなりすぎるため、分散作業自体ができなくなる恐れもあり、さらに、インクジェットインクの粘度が高くなりすぎて、インクジェット装置で吐出することができなくなる恐れもある。
なお、高分子分散剤として、セルロース系樹脂のほかに、食品添加物の乳化剤を用いても良い。乳化剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、レシチン等が挙げられる。これらの乳化剤は可食性で水や水溶性溶剤中での安定性に優れ、インクジェットインク中の顔料の分散安定性に寄与する。
これらの乳化剤は水や水溶性溶剤への溶解性を鑑みると、インクジェットインク全量を１００重量部とするとき、０．１〜９重量部の範囲で使用することが好ましく、１〜５重量部で使用することがより好ましい。これらの範囲内では十分な分散効果を得ることができる。
また、これらの乳化剤のうち、非イオン活性剤は、印字対象物の種類に応じてインクジェットインクの親水親油バランス（ＨＬＢ）を考慮して選択することが好ましい。例えば、印字対象物が食品等を包む包装用のフィルムである場合、ＨＬＢが８〜１６、油脂分の多い食品に対しては、ＨＬＢが１〜２のようなインクジェットインクに調整すると印字の質が良好になる。
これらの乳化剤は水や水溶性溶剤への溶解性を鑑みると、インクジェットインク全量を１００重量部とするとき、０．１〜９重量部の範囲で使用することが好ましく、１〜５重量部で使用することがより好ましい。これらの範囲内では十分な分散効果を得ることができる。
また、これらの乳化剤のうち、非イオン活性剤は、印字対象物の種類に応じてインクジェットインクの親水親油バランス（ＨＬＢ）を考慮して選択することが好ましい。例えば、印字対象物が食品等を包む包装用のフィルムである場合、ＨＬＢが８〜１６、油脂分の多い食品に対しては、ＨＬＢが１〜２のようなインクジェットインクに調整すると印字の質が良好になる。
以上、水、水溶性有機溶剤、顔料及び高分子分散剤を含む本発明のインクジェットインクは、例えば、次のように作製することができる。
すなわち、まず、水、又は、水と水溶性有機溶剤との混合液に高分子分散剤を分散させる。とりわけ、高分子分散剤としてセルロース系樹脂を用いる場合には、水のみ、又は、水とアルコール（好ましくはエタノール）との混合溶液にセルロース系樹脂を溶解させる。その後、当該セルロース系樹脂溶液に顔料を分散させる。セルロース系樹脂を溶解させる溶液としては、インクジェットインク全量を１００重量部とするとき、水の含有量が５０重量部以上、エタノールの含有量が５０重量部未満であることが好ましい。エタノールを５０％以上含有する溶液での分散は、顔料の分散が安定しなくなる恐れがある。
すなわち、まず、水、又は、水と水溶性有機溶剤との混合液に高分子分散剤を分散させる。とりわけ、高分子分散剤としてセルロース系樹脂を用いる場合には、水のみ、又は、水とアルコール（好ましくはエタノール）との混合溶液にセルロース系樹脂を溶解させる。その後、当該セルロース系樹脂溶液に顔料を分散させる。セルロース系樹脂を溶解させる溶液としては、インクジェットインク全量を１００重量部とするとき、水の含有量が５０重量部以上、エタノールの含有量が５０重量部未満であることが好ましい。エタノールを５０％以上含有する溶液での分散は、顔料の分散が安定しなくなる恐れがある。
高分子分散剤を溶解した溶液に顔料を分散させるための分散機としては、メディアレスの分散機を用いることもできるし、分散メディアを用いるビーズミルを用いることもできる。メディアレス分散機としては、マイクロフルイダイザー（商品名）、ナノマイザー（商品名）、スターバースト（登録商標）などが挙げられる。
目的外成分の混入（コンタミネーション）を避けるためには、メディアレスの分散機が好ましいが、処理量に制限がある、処理時間が長い、顔料の粒子径を小さくすることができない、などにより、生産性が低くなるという短所がある。また、分散時の発熱の影響で分散剤の効果が発揮されにくく、十分な分散効果が得られにくいという短所もある。
このため、本発明のインクジェットインクを作製する場合にも、分散メディアを用いる分散機、とりわけ、ビーズミルを用いる方法が好ましい。用いるビーズの直径は０．１〜２ｍｍが好ましい。
上記の課題に記載したジルコニアや、ジルコニウムの混入を避けるため、分散メディアのビーズとしては、ガラスビーズ、アルミナビーズ、スチールビーズなどを用いることが好ましい。
また、ジルコニアビーズは、主として酸化ジルコニウムからなるが、酸化ケイ素や酸化イットリウムなども含まれている場合がある。そのため、ガラスビーズ、アルミナビーズ、スチールビーズなどを分散メディアとして用いれば、イットリウムなどの成分の混入も避けられることになる。
目的外成分の混入（コンタミネーション）を避けるためには、メディアレスの分散機が好ましいが、処理量に制限がある、処理時間が長い、顔料の粒子径を小さくすることができない、などにより、生産性が低くなるという短所がある。また、分散時の発熱の影響で分散剤の効果が発揮されにくく、十分な分散効果が得られにくいという短所もある。
このため、本発明のインクジェットインクを作製する場合にも、分散メディアを用いる分散機、とりわけ、ビーズミルを用いる方法が好ましい。用いるビーズの直径は０．１〜２ｍｍが好ましい。
上記の課題に記載したジルコニアや、ジルコニウムの混入を避けるため、分散メディアのビーズとしては、ガラスビーズ、アルミナビーズ、スチールビーズなどを用いることが好ましい。
また、ジルコニアビーズは、主として酸化ジルコニウムからなるが、酸化ケイ素や酸化イットリウムなども含まれている場合がある。そのため、ガラスビーズ、アルミナビーズ、スチールビーズなどを分散メディアとして用いれば、イットリウムなどの成分の混入も避けられることになる。
本発明の過程では、スチールビーズでは、顔料を十分に粉砕できないことが多いため、ガラスビーズやアルミナビーズを用いることがより好ましい。ガラスビーズを用いることが特に好ましい。
ガラスビーズは、主としてＳｉＯ2からなる。例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＣａＯ及びＭｇＯの組成からなるガラスビーズ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＣａＯ及びＭｇＯの組成からなるガラスビーズ、ＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3及びＭｇＯの組成からなるガラスビーズ、ＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｋ2Ｏ及びＮａ2Ｏの組成からなるガラスビーズ、ＳｉＯ2、Ｎａ2Ｏ、ＭｇＯ及びＡｌ2Ｏ3の組成からなるガラスビーズなどが挙げられる。
上に例示したいずれのガラスビーズも、分散メディアとして、顔料を粉砕するのに十分な性能を発揮するとともに、ジルコニウム化合物を含まないので、分散体やインクにジルコニウムが混入することが避けられる。
ガラスビーズは、主としてＳｉＯ2からなる。例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＣａＯ及びＭｇＯの組成からなるガラスビーズ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＣａＯ及びＭｇＯの組成からなるガラスビーズ、ＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3及びＭｇＯの組成からなるガラスビーズ、ＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｋ2Ｏ及びＮａ2Ｏの組成からなるガラスビーズ、ＳｉＯ2、Ｎａ2Ｏ、ＭｇＯ及びＡｌ2Ｏ3の組成からなるガラスビーズなどが挙げられる。
上に例示したいずれのガラスビーズも、分散メディアとして、顔料を粉砕するのに十分な性能を発揮するとともに、ジルコニウム化合物を含まないので、分散体やインクにジルコニウムが混入することが避けられる。
また、分散メディアの構成成分が混入しないよう、分散機内部にポリエチレン、あるいは、ポリウレタン樹脂等を用いてライニング（表面被覆）を設けることが好ましい。また、ジルコニアや、ジルコニウム、その他の夾雑物を除去するため、濾過、遠心分離、分離膜法、イオン交換樹脂処理法、逆浸透法、活性炭法、ゼオライト法、水洗、溶剤抽出等の精製や洗浄を併用することも有効である。これらの精製や洗浄は、顔料分散処理後又はインク調製後のいずれの段階で行ってもよいが、ジルコニアやジルコニウム、その他夾雑物の混入は分散処理時の分散メディアや分散容器からが主と考えられるため、顔料分散処理後が最も有効であると考えられるが、複数の段階で行うのがより好ましい。
また、本発明のインクジェットインクは、印字対象物へのインクの密着性や、印字後のインクの強度を付与するため、接着用の樹脂（バインダー）を用いることもできる。バインダーを用いることで、印字後の印字対象物を擦ったり、それが水に浸漬したりしても、記録したインクの剥がれや溶出を極力抑え、耐摩擦性や耐水性を持たせることができる。
このようなバインダーとして、特に食品に添加可能な樹脂としては、セラック樹脂はもとより、ダンマル樹脂、コーパル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、水溶性有機溶剤、とりわけアルコール系溶剤への溶解性が高いことからインクジェットインクに用いやすい。
その他に、バインダーとして、例えばヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、結晶セルロース、ゼラチン、カゼイン、大豆蛋白、アラビアゴム、シクロデキストリン等の樹脂、とりわけ水溶性の樹脂が好ましく挙げられる。これらの樹脂は、バインダーとしてのみならず、分散剤としての機能を有するものもあり、これらはインクジェットインクに用いる溶剤への可溶性に応じて選択し用いることができる。
このようなバインダーとして、特に食品に添加可能な樹脂としては、セラック樹脂はもとより、ダンマル樹脂、コーパル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、水溶性有機溶剤、とりわけアルコール系溶剤への溶解性が高いことからインクジェットインクに用いやすい。
その他に、バインダーとして、例えばヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、結晶セルロース、ゼラチン、カゼイン、大豆蛋白、アラビアゴム、シクロデキストリン等の樹脂、とりわけ水溶性の樹脂が好ましく挙げられる。これらの樹脂は、バインダーとしてのみならず、分散剤としての機能を有するものもあり、これらはインクジェットインクに用いる溶剤への可溶性に応じて選択し用いることができる。
さらに、インクジェットインクに含まれる高分子分散剤の溶解性や安定性を調整するために、ｐＨ調整剤を加えることもできる。酸性への調整には、酢酸、クエン酸等、アルカリ性への調整には、炭酸アンモニウム等が例示できる。
次に、本発明のインクジェットインクは、以下に説明する本発明の印字方法に好適に利用できる。
本発明の印字方法では、本発明の上記インクジェットインクをドロップオンデマンドインクジェット装置より吐出させて、被印字対象物に前記インクジェットインクを付着させて印字するに当たり、ドロップオンデマンドインクジェット装置より吐出される前記インクジェットインクを、前記ドロップオンデマンドインクジェット装置のインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させておく。
このようにインクをインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させるためのドロップオンデマンドインクジェット装置としては、例えば、インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間にインク循環経路を有するものを用いる。
また、ドロップオンデマンド型のインクジェットヘッド内にもインクの循環流路を設けることで、インクジェットヘッド内においてもインクを循環させることが好ましい。これにより、インクジェットヘッド内でのインクの滞留を防止して、顔料の堆積によるトラブルを防ぐことができる。
インクの循環は、インク供給経路にインク循環用のポンプを設け、インクがノズル（又はオリフィスともいう）から吐出（ないし排出）しないような条件、環境下で行う。このようなインクジェット装置は、一般的にコンティニアス型インクジェット（ＣＩＪ）と呼ばれるインクジェットとは異なり、インクの循環はヘッドのノズルからインクを吐出することなく行われる。
本発明の印字方法では、本発明の上記インクジェットインクをドロップオンデマンドインクジェット装置より吐出させて、被印字対象物に前記インクジェットインクを付着させて印字するに当たり、ドロップオンデマンドインクジェット装置より吐出される前記インクジェットインクを、前記ドロップオンデマンドインクジェット装置のインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させておく。
このようにインクをインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させるためのドロップオンデマンドインクジェット装置としては、例えば、インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間にインク循環経路を有するものを用いる。
また、ドロップオンデマンド型のインクジェットヘッド内にもインクの循環流路を設けることで、インクジェットヘッド内においてもインクを循環させることが好ましい。これにより、インクジェットヘッド内でのインクの滞留を防止して、顔料の堆積によるトラブルを防ぐことができる。
インクの循環は、インク供給経路にインク循環用のポンプを設け、インクがノズル（又はオリフィスともいう）から吐出（ないし排出）しないような条件、環境下で行う。このようなインクジェット装置は、一般的にコンティニアス型インクジェット（ＣＩＪ）と呼ばれるインクジェットとは異なり、インクの循環はヘッドのノズルからインクを吐出することなく行われる。
本発明の実施の形態では、インクジェットインクを前記インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、循環インクの温度調整を行うことが好ましい。
このような温度調整は、例えば、インク循環経路の少なくとも一部において、循環インクを加熱及び／又は放熱するための加熱手段（ヒーター）及び／又は放熱手段を配置することで実施することができる。
このような温度調整は、インクジェット装置が設置されている環境の温度変化が激しいと、インクジェットヘッド内のインクの温度が変化するという点を考慮したものである。すなわち、インクジェットヘッド内のインクの温度が変化するとインクの体積や粘度等の物性が変化し、印字の乱れを生じることがある。本実施の形態では、インクジェットヘッド内の温度を一定に保つため温度調整を可能とすることで、インク粘度を一定にし、印字の精度、印字品質を一定にすることができる。
また、インクジェットインクをインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、循環インクの脱気や脱泡を行うようにして気泡の発生を防止し、あるいはフィルタ等を設けてゴミの混入を除去することが好ましい。
このような温度調整は、例えば、インク循環経路の少なくとも一部において、循環インクを加熱及び／又は放熱するための加熱手段（ヒーター）及び／又は放熱手段を配置することで実施することができる。
このような温度調整は、インクジェット装置が設置されている環境の温度変化が激しいと、インクジェットヘッド内のインクの温度が変化するという点を考慮したものである。すなわち、インクジェットヘッド内のインクの温度が変化するとインクの体積や粘度等の物性が変化し、印字の乱れを生じることがある。本実施の形態では、インクジェットヘッド内の温度を一定に保つため温度調整を可能とすることで、インク粘度を一定にし、印字の精度、印字品質を一定にすることができる。
また、インクジェットインクをインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、循環インクの脱気や脱泡を行うようにして気泡の発生を防止し、あるいはフィルタ等を設けてゴミの混入を除去することが好ましい。
さらに、本発明の印字方法では、連続した長期の稼働のため、複数のインクジェットヘッドを設け、少なくとも１台のインクジェットヘッドが印字のために稼働している（インクの吐出に供されている）間、他の少なくとも１台のインクジェットヘッドを、インクジェットインクの吐出に適した状態で待機させておくことが好ましい。
そのためには、例えば、少なくとも１台のインクジェットヘッドが印字のために稼働している間、他の少なくとも１台のインクジェットヘッドを、所定の領域（以下、これを「メンテナンス領域」あるいは「メンテステーション」と称する）にて待機させるようにすればよい。そして、印字のために駆動しているインクジェットヘッドと、メンテナンス領域で待機しているインクジェットヘッドとが、所定の時間ごとに交換されるようにする。
メンテナンス領域（メンテステーション）に待機させたインクジェットヘッドは、フラッシング、ワイピング、プリカーサ等を行って、インクジェットインクの吐出に適した状態に維持しておくようにすることができる。
ここで、フラッシングとは、インクジェットヘッドのノズル近傍の付着物をとりのぞき、飛行の曲りをなくすためのものであり、ヘッドの全ノズルからインクを強制的に吐出させることをいい、ワイピングとはノズルに付着したごみや飛びはねたインクを払拭することをいう。また、プリカーサとは、インクジェットヘッドのノズルからインクが吐出しない程度の微振動を発生させ、インクメニスカスを振動することをいう。
このようなメンテステーションでの工程は、インクの乾燥性を発揮させるようなインク組成において、特に、効果が発揮される。メンテステーションでのフラッシング、ワイピング、プリカーサ等の実施の間隔も、インクの乾燥性の許容値に応じた対応が必要となる。
そのためには、例えば、少なくとも１台のインクジェットヘッドが印字のために稼働している間、他の少なくとも１台のインクジェットヘッドを、所定の領域（以下、これを「メンテナンス領域」あるいは「メンテステーション」と称する）にて待機させるようにすればよい。そして、印字のために駆動しているインクジェットヘッドと、メンテナンス領域で待機しているインクジェットヘッドとが、所定の時間ごとに交換されるようにする。
メンテナンス領域（メンテステーション）に待機させたインクジェットヘッドは、フラッシング、ワイピング、プリカーサ等を行って、インクジェットインクの吐出に適した状態に維持しておくようにすることができる。
ここで、フラッシングとは、インクジェットヘッドのノズル近傍の付着物をとりのぞき、飛行の曲りをなくすためのものであり、ヘッドの全ノズルからインクを強制的に吐出させることをいい、ワイピングとはノズルに付着したごみや飛びはねたインクを払拭することをいう。また、プリカーサとは、インクジェットヘッドのノズルからインクが吐出しない程度の微振動を発生させ、インクメニスカスを振動することをいう。
このようなメンテステーションでの工程は、インクの乾燥性を発揮させるようなインク組成において、特に、効果が発揮される。メンテステーションでのフラッシング、ワイピング、プリカーサ等の実施の間隔も、インクの乾燥性の許容値に応じた対応が必要となる。
以上より、本発明は、食品添加物又は薬剤への添加が許容される材料のみを含むインクジェットインクを提供することができるため、食品や食品の包装材料に対して安心して使用することができる。また、本発明のインクジェットインクは、高い濃度の顔料を安定に分散できる配合となっているため、これを用いて種々の食品、食品と接する材料、食品包装材料等に印字した場合でも、その印刷された文字に十分な視認性をもたらすことができる。さらに、印字対象物が濃色であっても、染料を用いた場合のような視認性の低下を招くことがなく、顔料による明瞭な印刷文字を形成することができる。そして、水に濡れても溶出がなく、見た目に嫌悪感を与えない。
さらに、本発明のインクは、食品素材、食品添加物又は薬剤用の材料として認められたもののみで調製することができるため、食品のデザイン、装飾、品質のトレーサビリティー等にも有効に用いることができる。トレーサビリティー又はデザインのデータとしては、例えば、生産地、収穫日時、生産者、日付、特殊記号、キャラクタ画像等がある。包装容器や梱包材ではなく、最終消費者が手にし、かつ流通の途中で変更することができない食品そのものに直接これらのデータを印刷することは、流通経路の確実な表示方法として、トレーサビリティーの観点から商品流通の信頼性も付与することができる。
本発明のインクジェットインクを用いて印字できる対象物として、食品類を包装する包装材料及び食品と接触する材料、ならびに食品類が挙げられる。例えば包装材料としては、パンの包装、食品のトレイ、弁当容器、パック等があり、食品と接触する材料としては、割りはし、楊枝、串等が挙げられる。食品類としては、例えばガム、キャンディー、ビスケット、クッキー、饅頭、チョコレート等が挙げられる。また、みかん、りんご、スイカ、メロン、マンゴー、柿、桃等の果物や、野菜、加工肉類等にも記録することができる。
また、本発明のインクジェットインクは、上記課題に記載したように、規制がないためにかえって厳しく自主規制されがちとなるジルコニアやジルコニウム又はジルコニウムイオン等が検出されないため、薬剤関連での用途展開も容易となる。したがって、健康食品や、医療用の錠剤等への記録も可能である。健康食品又は医薬品用の錠剤は、コーティングの施された錠剤、コーティングのない素錠、易崩壊性の錠剤等、様々な種類の錠剤にも使用できる。
また、本発明の印字方法では、インクジェットインクを、ドロップオンデマンドインクジェット装置のインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させるので、本発明のインクジェットインクのように顔料を分散させたインクジェットインクであっても、経時的に発生する顔料沈降を当該循環により防止し、長時間安定して印字することができる。また、当該循環の際には、温度調整、脱気、脱泡等を行うことにより、インクジェット装置中を循環するインクジェットインクの物性の変化や劣化を防ぎ、さらに吐出を安定することができる。
また、少なくとも２台以上のインクジェットヘッドを設け、少なくとも１台のインクジェットヘッドが印字を行う稼働中に、他の少なくとも１台のインクジェットヘッドは印字を行わせずにメンテナンス領域に待機させることとし、メンテナンス領域にあるインクジェットヘッドは、フラッシング、ワイピング、プリカーサを一定間隔で実施する。そして、印字させるインクジェットヘッドと、メンテナンス領域で待機するインクジェットヘッドとを、所定の時間ごとに変更することで、吐出不良やとび曲りを回避し、印字品質を保ち、さらに長期の連続した印字が可能となる。
また、少なくとも２台以上のインクジェットヘッドを設け、少なくとも１台のインクジェットヘッドが印字を行う稼働中に、他の少なくとも１台のインクジェットヘッドは印字を行わせずにメンテナンス領域に待機させることとし、メンテナンス領域にあるインクジェットヘッドは、フラッシング、ワイピング、プリカーサを一定間隔で実施する。そして、印字させるインクジェットヘッドと、メンテナンス領域で待機するインクジェットヘッドとを、所定の時間ごとに変更することで、吐出不良やとび曲りを回避し、印字品質を保ち、さらに長期の連続した印字が可能となる。
［実施例１］
本実施例１では、インクジェットインク作製の中間工程で得られる顔料分散体として、表１に示す分散体１を作製した。
具体的には、水にヒドロキシプロピルセルロース（以下、「ＨＰＣ」と記載）を溶解させた樹脂溶液中に、うばめかしを原料とする備長炭を混合し、ガラスビーズ（ビーズ組成：ＳｉＯ2が７０〜７３重量％、Ａｌ2Ｏ3が１〜３重量％、Ｎａ2Ｏが１２〜１５重量％、Ｋ2Ｏが０〜１．５重量％、ＣａＯが７〜１２重量％、ＭｇＯが１〜４．５重量％、ビーズ粒径：φ０．３〜０．５ｍｍ（分布あり））を充填した横型サンドミル（ウレタン樹脂製のビーズ撹拌ディスクを備え、ウレタンライニングを施したアシザワファインテック社製のスターミルＬＭＺ０６）にて２時間分散処理して分散体１を作製した。
本実施例で作製した分散体１では、顔料である備長炭の平均粒子径は０．３３μｍであった。この分散体１について、ジルコニウム濃度を、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析装置（堀場製作所製型式ＵＬＴＩＭＡ２）にて測定した。分散体１のジルコニウムの含有量は検出限界５ｍｇ／ｋｇ以下、百万分率で表すと５ｐｐｍ以下であった。
本実施例１では、インクジェットインク作製の中間工程で得られる顔料分散体として、表１に示す分散体１を作製した。
具体的には、水にヒドロキシプロピルセルロース（以下、「ＨＰＣ」と記載）を溶解させた樹脂溶液中に、うばめかしを原料とする備長炭を混合し、ガラスビーズ（ビーズ組成：ＳｉＯ2が７０〜７３重量％、Ａｌ2Ｏ3が１〜３重量％、Ｎａ2Ｏが１２〜１５重量％、Ｋ2Ｏが０〜１．５重量％、ＣａＯが７〜１２重量％、ＭｇＯが１〜４．５重量％、ビーズ粒径：φ０．３〜０．５ｍｍ（分布あり））を充填した横型サンドミル（ウレタン樹脂製のビーズ撹拌ディスクを備え、ウレタンライニングを施したアシザワファインテック社製のスターミルＬＭＺ０６）にて２時間分散処理して分散体１を作製した。
本実施例で作製した分散体１では、顔料である備長炭の平均粒子径は０．３３μｍであった。この分散体１について、ジルコニウム濃度を、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析装置（堀場製作所製型式ＵＬＴＩＭＡ２）にて測定した。分散体１のジルコニウムの含有量は検出限界５ｍｇ／ｋｇ以下、百万分率で表すと５ｐｐｍ以下であった。
続いて本実施例１では、分散体１を用いたインクジェットインクを作製した。本実施例１では、分散体１を４重量部、グリセリン２５重量部、プロピレングリコール２０重量部、エタノール１５重量部、精製水３６重量部を、ガラス製のビーカーに入れ、ステンレス製のプロペラにて撹拌混合した後、濾過精度１μｍのフィルタにて濾過し、ドロップオンデマンド用のインクジェットインクを作製した。本実施例にて作製したインクジェットインクのジルコニウム濃度をＩＣＰ発光分析装置（堀場製作所製型式ＵＬＴＩＭＡ２）で測定したところ、分散体１と同様、ジルコニウムの含有量は検出限界５ｍｇ／ｋｇ以下、すなわち百万分率で５ｐｐｍ以下であった。
［実施例２］
下記の表１に示すように、顔料として酸化チタンを２０重量部用い、実施例１と同様の分散処理を行い、分散体２を作製した。本実施例２で作製した分散体２について、上記実施例１と同様にジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界以下であった。さらに、この分散体２を用いて、実施例１と同様に表２に記載された処方に基づき、分散体２を５重量部、グリセリン２０重量部、プロピレングリコール２５重量部、エタノール１０重量部、精製水４０重量部を攪拌混合、濾過し、インクジェットインクを作製した。このインクジェットインクについてもジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
下記の表１に示すように、顔料として酸化チタンを２０重量部用い、実施例１と同様の分散処理を行い、分散体２を作製した。本実施例２で作製した分散体２について、上記実施例１と同様にジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界以下であった。さらに、この分散体２を用いて、実施例１と同様に表２に記載された処方に基づき、分散体２を５重量部、グリセリン２０重量部、プロピレングリコール２５重量部、エタノール１０重量部、精製水４０重量部を攪拌混合、濾過し、インクジェットインクを作製した。このインクジェットインクについてもジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
［実施例３］
下記の表１に示すように、顔料として三二酸化鉄を２０重量部用い、実施例１と同様の分散処理を行い、分散体３を作製した。本実施例３で作製した分散体３について、上記実施例１と同様にジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界以下であった。さらに、この分散体３を用いて、実施例１と同様に表２に記載された処方に基づき、分散体３を５重量部、グリセリン２５重量部、プロピレングリコール２５重量部、エタノール１０重量部、精製水３５重量部を攪拌混合、濾過し、インクジェットインクを作製した。このインクジェットインクについてもジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
下記の表１に示すように、顔料として三二酸化鉄を２０重量部用い、実施例１と同様の分散処理を行い、分散体３を作製した。本実施例３で作製した分散体３について、上記実施例１と同様にジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界以下であった。さらに、この分散体３を用いて、実施例１と同様に表２に記載された処方に基づき、分散体３を５重量部、グリセリン２５重量部、プロピレングリコール２５重量部、エタノール１０重量部、精製水３５重量部を攪拌混合、濾過し、インクジェットインクを作製した。このインクジェットインクについてもジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
［実施例４］
下記の表１に示すように、顔料として食用青色１号レーキを７重量部用い、実施例１と同様の分散処理を行い、分散体４を作製した。本実施例４で作製した分散体４について、上記実施例１と同様にジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界以下であった。さらに、この分散体４を用いて、実施例１と同様に表２に記載された処方に基づき、分散体４を４５重量部、プロピレングリコール１５重量部、精製水４０重量部を攪拌混合、濾過し、インクジェットインクを作製した。このインクジェットインクについてもジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
下記の表１に示すように、顔料として食用青色１号レーキを７重量部用い、実施例１と同様の分散処理を行い、分散体４を作製した。本実施例４で作製した分散体４について、上記実施例１と同様にジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界以下であった。さらに、この分散体４を用いて、実施例１と同様に表２に記載された処方に基づき、分散体４を４５重量部、プロピレングリコール１５重量部、精製水４０重量部を攪拌混合、濾過し、インクジェットインクを作製した。このインクジェットインクについてもジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
［実施例５］
下記の表１に示すように、顔料として食用黄色５号レーキを７重量部用い、実施例１と同様の分散処理を行い、分散体５を作製した。本実施例５で作製した分散体５について、上記実施例１と同様にジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界以下であった。さらに、この分散体５を用いて、実施例１と同様に表２に記載された処方に基づき、分散体５を４５重量部、プロピレングリコール１５重量部、精製水４０重量部を攪拌混合、濾過し、インクジェットインクを作製した。このインクジェットインクについてもジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
下記の表１に示すように、顔料として食用黄色５号レーキを７重量部用い、実施例１と同様の分散処理を行い、分散体５を作製した。本実施例５で作製した分散体５について、上記実施例１と同様にジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界以下であった。さらに、この分散体５を用いて、実施例１と同様に表２に記載された処方に基づき、分散体５を４５重量部、プロピレングリコール１５重量部、精製水４０重量部を攪拌混合、濾過し、インクジェットインクを作製した。このインクジェットインクについてもジルコニウムの濃度を測定したところ、ジルコニウムの含有量は検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
なお、各表中で、処方を示す数値は重量部を表している。また、表１中でＨＰＣはヒドロキシプロピルセルロースを示し、（＊１）を付したものは２重量部のＨＰＣ水溶液の粘度が、２０℃において２．５ｍＰａ・ｓとなるもの、（＊２）を付したものは２重量部のＨＰＣ水溶液の粘度が、２０℃において３．８５ｍＰａ・ｓとなるものである。
また、表２に示すインクジェットインクの物性については次の通り、測定、評価したものである。
「平均粒子径」は、日機装株式会社製の粒度分布計（ＵＰＡ型）を用いてインクジェットインク中の顔料のメジアン径（ｄ５０）を測定した。
「粘度」（２０℃、ｍＰａ・ｓ）は、ＴＯＫＩ産業社製の粘度計（ＥＨコーン型）を用いて測定した。
「ｐＨ」は、ｐＨメータを用いて測定した。
「再分散性」は、作製後２４時間以上放置したインクジェットインクを、人の手によって２０回振とうさせたのちに濾過し、その濾紙に顔料が残留するか否かで評価した。
「平均粒子径」は、日機装株式会社製の粒度分布計（ＵＰＡ型）を用いてインクジェットインク中の顔料のメジアン径（ｄ５０）を測定した。
「粘度」（２０℃、ｍＰａ・ｓ）は、ＴＯＫＩ産業社製の粘度計（ＥＨコーン型）を用いて測定した。
「ｐＨ」は、ｐＨメータを用いて測定した。
「再分散性」は、作製後２４時間以上放置したインクジェットインクを、人の手によって２０回振とうさせたのちに濾過し、その濾紙に顔料が残留するか否かで評価した。
さらに、表２に示した物性項目のうち、下記に挙げるものは、各実施例にて作製したインクジェットインクを、ドロップオンデマンド式インクジェットプリンタ（紀州技研工業社製 試作品）に充填し、連続して印字テストを行ない、その印字テストに基づいて性能を評価した。このときの印字対象物には、リンゴ、マンゴー、菓子類、錠剤、食品用ポリアミドフィルムを用いている。いずれにおいても良好な印字を示した。
「耐水性（溶出）」は、各実施例にて作製したインクジェットインクで印字した印字対象物の印字面を、水で湿らせたときのインクの溶け出しの有無とその水への着色により確認した。
「密着性（剥離）」は、印字対象物を疑似錠剤とし、当該錠剤に対して各実施例にて作製したインクジェットインクを用いて印字し、印字部分を綿棒で擦ったときの剥離の有無により確認した。
「高温環境での印字性能」は、室温を４５℃に保持した環境室内にてインクジェットプリンタでの印字テストを行なったときの、連続吐出性及び印字性能を評価した。
「低温環境での印字性能」は、室温を５℃に保持した環境室内にてインクジェットプリンタでの印字テストを行なったときの、連続吐出性及び印字性能を評価した。
「連続吐出性」は、ノズルの詰り、印字不良、フォント異常等の有無で判定した。
「耐水性（溶出）」は、各実施例にて作製したインクジェットインクで印字した印字対象物の印字面を、水で湿らせたときのインクの溶け出しの有無とその水への着色により確認した。
「密着性（剥離）」は、印字対象物を疑似錠剤とし、当該錠剤に対して各実施例にて作製したインクジェットインクを用いて印字し、印字部分を綿棒で擦ったときの剥離の有無により確認した。
「高温環境での印字性能」は、室温を４５℃に保持した環境室内にてインクジェットプリンタでの印字テストを行なったときの、連続吐出性及び印字性能を評価した。
「低温環境での印字性能」は、室温を５℃に保持した環境室内にてインクジェットプリンタでの印字テストを行なったときの、連続吐出性及び印字性能を評価した。
「連続吐出性」は、ノズルの詰り、印字不良、フォント異常等の有無で判定した。
［比較例１］
本比較例１では、実施例１の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりにジルコニアビーズ（ビーズ組成：ＺｒＯ2を９５重量％含有する他、ＨｆＯ2及びＹ2Ｏ3を微量含有、ビーズ粒径：φ０．３ｍｍ）を用いて横型サンドミル（ジルコニア製のビーズ撹拌ディスクを備え、ジルコニア強化アルミナライニングを施したウィリー・エ・バッコーフェン社製のダイノーミルリサーチラボ）にて２時間分散し、その後、実施例１と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例１にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は５５ｍｇ／ｋｇ、つまり５５ｐｐｍであった。
本比較例１では、実施例１の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりにジルコニアビーズ（ビーズ組成：ＺｒＯ2を９５重量％含有する他、ＨｆＯ2及びＹ2Ｏ3を微量含有、ビーズ粒径：φ０．３ｍｍ）を用いて横型サンドミル（ジルコニア製のビーズ撹拌ディスクを備え、ジルコニア強化アルミナライニングを施したウィリー・エ・バッコーフェン社製のダイノーミルリサーチラボ）にて２時間分散し、その後、実施例１と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例１にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は５５ｍｇ／ｋｇ、つまり５５ｐｐｍであった。
［比較例２］
本比較例２では、実施例２の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりに比較例１と同様のジルコニアビーズを用いて比較例１と同様の横型サンドミルにより分散処理し、その後、実施例２と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例２にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は６０ｍｇ／ｋｇ、百万分率で６０ｐｐｍであった。なお、本比較例２にて作製した分散体及びインクジェットインクの分散性、ならびに連続式インクジェットを用いた本比較例２のインクジェットインクの印字特性には、とりわけ問題はなかった。
本比較例２では、実施例２の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりに比較例１と同様のジルコニアビーズを用いて比較例１と同様の横型サンドミルにより分散処理し、その後、実施例２と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例２にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は６０ｍｇ／ｋｇ、百万分率で６０ｐｐｍであった。なお、本比較例２にて作製した分散体及びインクジェットインクの分散性、ならびに連続式インクジェットを用いた本比較例２のインクジェットインクの印字特性には、とりわけ問題はなかった。
［比較例３］
本比較例３では、実施例３の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりに比較例１と同様のジルコニアビーズを用いて比較例１と同様の横型サンドミルにより分散処理し、その後、実施例３と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例３にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は５５ｍｇ／ｋｇ、百万分率で５５ｐｐｍであった。なお、本比較例３にて作製した分散体及びインクジェットインクの分散性、ならびに連続式インクジェットを用いた本比較例３のインクジェットインクの印字特性には、とりわけ問題はなかった。
本比較例３では、実施例３の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりに比較例１と同様のジルコニアビーズを用いて比較例１と同様の横型サンドミルにより分散処理し、その後、実施例３と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例３にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は５５ｍｇ／ｋｇ、百万分率で５５ｐｐｍであった。なお、本比較例３にて作製した分散体及びインクジェットインクの分散性、ならびに連続式インクジェットを用いた本比較例３のインクジェットインクの印字特性には、とりわけ問題はなかった。
［比較例４］
本比較例４では、実施例４の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりに比較例１と同様のジルコニアビーズを用いて比較例１と同様の横型サンドミルにより分散処理し、その後、実施例４と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例４にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は５８ｍｇ／ｋｇ、百万分率で５８ｐｐｍであった。なお、本比較例４にて作製した分散体及びインクジェットインクの分散性、ならびに連続式インクジェットを用いた本比較例４のインクジェットインクの印字特性には、とりわけ問題はなかった。
本比較例４では、実施例４の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりに比較例１と同様のジルコニアビーズを用いて比較例１と同様の横型サンドミルにより分散処理し、その後、実施例４と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例４にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は５８ｍｇ／ｋｇ、百万分率で５８ｐｐｍであった。なお、本比較例４にて作製した分散体及びインクジェットインクの分散性、ならびに連続式インクジェットを用いた本比較例４のインクジェットインクの印字特性には、とりわけ問題はなかった。
［比較例５］
本比較例５では、実施例５の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりに比較例１と同様のジルコニアビーズを用いて比較例１と同様の横型サンドミルにより分散処理し、その後、実施例５と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例５にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は６１ｍｇ／ｋｇ、百万分率で６１ｐｐｍであった。なお、本比較例５にて作製した分散体及びインクジェットインクの分散性、ならびに連続式インクジェットを用いた本比較例５のインクジェットインクの印字特性には、とりわけ問題はなかった。
本比較例５では、実施例５の分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりに比較例１と同様のジルコニアビーズを用いて比較例１と同様の横型サンドミルにより分散処理し、その後、実施例５と同様の処方及び工程にてインクジェットインクを作製した。本比較例５にて作製したインクジェットインクのジルコニウムを実施例１と同様の測定方法で測定したところ、ジルコニウムの含有量は６１ｍｇ／ｋｇ、百万分率で６１ｐｐｍであった。なお、本比較例５にて作製した分散体及びインクジェットインクの分散性、ならびに連続式インクジェットを用いた本比較例５のインクジェットインクの印字特性には、とりわけ問題はなかった。
［実施例６］
本実施例６では、実施例１にて作製した分散体１を１０重量部、エタノールを１０重量部、グリセリンを１０重量部、プロピレングリコールを２５重量部、精製水４５重量部をガラス製のビーカーへ入れ、ステンレス製のプロペラ撹拌機にて攪拌、混合した後、遠心分離機を用いて沈降物を除去し、濾過精度１μｍのフィルタにて濾過を行い、ドロップオンデマンド式インクジェット装置用のインクジェットインクを作製した。本実施例６にて作製したインクジェットインクのジルコニウム濃度を、実施例１と同様の方法にて測定したところ、ジルコニウムの含有量は、検出限界の５ｐｐｍ以下であった。さらに、このインクジェットインクを、サーマル方式のインクジェット装置に充填し、上記実施例１〜５と同様の連続印字検査をおこなったところ、にじみのない、また、耐光性の良好な印字物が得られた。
本実施例６では、実施例１にて作製した分散体１を１０重量部、エタノールを１０重量部、グリセリンを１０重量部、プロピレングリコールを２５重量部、精製水４５重量部をガラス製のビーカーへ入れ、ステンレス製のプロペラ撹拌機にて攪拌、混合した後、遠心分離機を用いて沈降物を除去し、濾過精度１μｍのフィルタにて濾過を行い、ドロップオンデマンド式インクジェット装置用のインクジェットインクを作製した。本実施例６にて作製したインクジェットインクのジルコニウム濃度を、実施例１と同様の方法にて測定したところ、ジルコニウムの含有量は、検出限界の５ｐｐｍ以下であった。さらに、このインクジェットインクを、サーマル方式のインクジェット装置に充填し、上記実施例１〜５と同様の連続印字検査をおこなったところ、にじみのない、また、耐光性の良好な印字物が得られた。
［実施例７］
本実施例７では、実施例１で分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりにスチールビーズ（ビーズ組成：鉄のみ、ビーズ粒径：φ０．３ｍｍ）を用いて横型サンドミル（ジルコニア製のビーズ撹拌ディスクを備え、ジルコニア強化アルミナライニングを施したウィリー・エ・バッコーフェン社製のダイノーミルリサーチラボ）にて分散体を作製し、その後、同様の処理を経てインクジェットインクを作製した。
本実施例７にて作製したインクジェットインクのジルコニウム濃度を、実施例１と同様の方法にて測定したところ、ジルコニウムの含有量は、検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
ただし、本実施例７では、ジルコニアビーズ又はガラスビーズを使用した場合に比べ、分散処理時間を長くしても、顔料粉体が微細にならなかった。この分散体を用いてインクジェットインクを作製したところ、濾過精度１μｍのフィルタが顔料粉体による目詰まりを起こし、何度もフィルタを交換しなければならないという濾過工程に支障があった。
本実施例７では、実施例１で分散体を作製する工程において、ガラスビーズの代わりにスチールビーズ（ビーズ組成：鉄のみ、ビーズ粒径：φ０．３ｍｍ）を用いて横型サンドミル（ジルコニア製のビーズ撹拌ディスクを備え、ジルコニア強化アルミナライニングを施したウィリー・エ・バッコーフェン社製のダイノーミルリサーチラボ）にて分散体を作製し、その後、同様の処理を経てインクジェットインクを作製した。
本実施例７にて作製したインクジェットインクのジルコニウム濃度を、実施例１と同様の方法にて測定したところ、ジルコニウムの含有量は、検出限界の５ｐｐｍ以下であった。
ただし、本実施例７では、ジルコニアビーズ又はガラスビーズを使用した場合に比べ、分散処理時間を長くしても、顔料粉体が微細にならなかった。この分散体を用いてインクジェットインクを作製したところ、濾過精度１μｍのフィルタが顔料粉体による目詰まりを起こし、何度もフィルタを交換しなければならないという濾過工程に支障があった。
［実施例８］
本実施例８では、上記実施例１〜６において作製したインクジェットインクを、ドロップオンデマンド型インクジェット装置に充填し、連続した印字を実施した。使用したドロップオンデマンド型インクジェット装置は、インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間及びインクジェットヘッド内にインク循環経路を有する（循環型ＤＯＤ）。このような循環機構を有するインクジェット装置を使用することにより、インクジェットヘッド内にインクの滞留や顔料の沈降がなくなり、長時間安定した吐出及び高精細な印字を得た。このインク循環経路には、加熱手段及び放熱手段が設けられており、このような温度調整機構を利用することにより、環境温度変化、また、稼働状況でのインク温度の変化をなくすことができ、安定した吐出及び高精細な印字を継続することができた。
本実施例８では、上記実施例１〜６において作製したインクジェットインクを、ドロップオンデマンド型インクジェット装置に充填し、連続した印字を実施した。使用したドロップオンデマンド型インクジェット装置は、インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間及びインクジェットヘッド内にインク循環経路を有する（循環型ＤＯＤ）。このような循環機構を有するインクジェット装置を使用することにより、インクジェットヘッド内にインクの滞留や顔料の沈降がなくなり、長時間安定した吐出及び高精細な印字を得た。このインク循環経路には、加熱手段及び放熱手段が設けられており、このような温度調整機構を利用することにより、環境温度変化、また、稼働状況でのインク温度の変化をなくすことができ、安定した吐出及び高精細な印字を継続することができた。
［実施例９］
本実施例９では、上記実施例１〜６において作製したインクジェットインクを、循環型ＤＯＤに充填し、連続した印字を実施した。本実施例９では、インクジェットインクをインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、循環インクの脱気や脱泡を行うようにした。具体的には、循環経路に、カートリッジ状の中空糸繊維を使用した脱気機構、及び、多孔質部材を使用した脱泡機構を付した。これにより、インク圧力変化による気泡の発生、インクの流動に伴う振動や、外部からの振動による泡の発生があった場合にも、当該脱気機構及び消泡機構によりインクジェットインク中の気体や気泡を除去することができ、高速での印字を安定に継続できた。
本実施例９では、上記実施例１〜６において作製したインクジェットインクを、循環型ＤＯＤに充填し、連続した印字を実施した。本実施例９では、インクジェットインクをインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、循環インクの脱気や脱泡を行うようにした。具体的には、循環経路に、カートリッジ状の中空糸繊維を使用した脱気機構、及び、多孔質部材を使用した脱泡機構を付した。これにより、インク圧力変化による気泡の発生、インクの流動に伴う振動や、外部からの振動による泡の発生があった場合にも、当該脱気機構及び消泡機構によりインクジェットインク中の気体や気泡を除去することができ、高速での印字を安定に継続できた。
［実施例１０］
本実施例１０では、上記実施例１〜６において作製したインクジェットインクを用い、インクジェット装置で印字対象物へ印字するために、循環型ＤＯＤのインクジェットヘッドを２台設置した。インクジェット装置が稼働し、上記２台の内、一方のインクジェットヘッドが印字対象物へ印字を行っている間、他方のインクジェットヘッドをメンテステーションに待機させ、待機中に、プリカーサ、フラッシング、ワイピングを一定間隔にて実施した。そして、２台のインクジェットヘッドの内、印字に用いるインクジェットヘッドと、メンテナンスステーションに待機させるインクジェットヘッドとを、所定の時間ごとに変更することで、さらに、長時間安定した吐出及び印字を継続することができた。また、印字の精度、印字品質共に良好であった。
本実施例１０では、上記実施例１〜６において作製したインクジェットインクを用い、インクジェット装置で印字対象物へ印字するために、循環型ＤＯＤのインクジェットヘッドを２台設置した。インクジェット装置が稼働し、上記２台の内、一方のインクジェットヘッドが印字対象物へ印字を行っている間、他方のインクジェットヘッドをメンテステーションに待機させ、待機中に、プリカーサ、フラッシング、ワイピングを一定間隔にて実施した。そして、２台のインクジェットヘッドの内、印字に用いるインクジェットヘッドと、メンテナンスステーションに待機させるインクジェットヘッドとを、所定の時間ごとに変更することで、さらに、長時間安定した吐出及び印字を継続することができた。また、印字の精度、印字品質共に良好であった。
Claims (11)
- 少なくとも、水、水溶性有機溶剤、高分子分散剤及び顔料を含む錠剤用のドロップオンデマンド用インクジェットインク（但し、セラック樹脂を含むものを除く）であって、
前記高分子分散剤が、ヒドロキシプロピルセルロースであり、
前記顔料が酸化チタン及び／又は酸化鉄であり、
前記水溶性有機溶剤、前記高分子分散剤及び前記顔料のいずれもが可食材料から選択され、
ジルコニウム濃度が５０ｐｐｍ以下である、
錠剤用のドロップオンデマンド用インクジェットインク。 - 前記水溶性有機溶剤が、グリセリン、プロピレングリコール及びエタノールから選択される１種又は２種以上である、請求項１に記載のインクジェットインク。
- いずれもが可食材料から選択される水溶性有機溶剤、高分子分散剤及び顔料を用い、
少なくとも、水に前記高分子分散剤としてヒドロキシプロピルセルロースを溶かした高分子分散剤溶液を作製する第一の工程と、前記高分子分散剤溶液に前記顔料として酸化チタン及び／又は酸化鉄を混合し分散機を用いて顔料分散体を作製する第二の工程と、前記顔料分散体、水及び前記水溶性有機溶剤を攪拌混合する第三の工程とを経て、ジルコニウム濃度が５０ｐｐｍ以下である錠剤用のドロップオンデマンド用インクジェットインク（但し、セラック樹脂を含むものを除く）を作製する、インクジェットインクの作製方法。 - 前記分散機としてビーズミルを用い、前記ビーズミルの分散メディアがガラスビーズである、請求項３に記載のインクジェットインクの作製方法。
- 請求項１又は２に記載のインクジェットインクをドロップオンデマンドインクジェット装置より吐出させて、錠剤に前記インクジェットインクを付着させて印字するに当たり、ドロップオンデマンドインクジェット装置より吐出される前記インクジェットインクを、前記ドロップオンデマンドインクジェット装置のインクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させておき、この循環の際に、循環インクの脱気を行う、印字方法。
- 前記インクジェットインクを前記インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、循環インクの脱泡を行う、請求項５に記載の印字方法。
- 前記インクジェットインクを前記インクジェットヘッドとインクタンク筐体との間で循環させる際に、循環インクの温度調整を行う、請求項５又は６に記載の印字方法。
- 前記ドロップオンデマンドインクジェット装置としてインクジェットヘッドを少なくとも２台備えたものを用い、前記インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に供している間、他の少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に適した状態で待機させておく、請求項５から７までのいずれかに記載の印字方法。
- 所定の時間内にインクを吐出しないノズルに、一定間隔の時間でプリカーサをする、請求項５から８までのいずれかに記載の印字方法。
- インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に適した状態に維持しておくためにフラッシングを行う、請求項５から９までのいずれかに記載の印字方法。
- インクジェットヘッドの少なくとも１台をインクジェットインクの吐出に適した状態に維持しておくためにワイピングを行う、請求項５から１０までのいずれかに記載の印字方法。
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