JPH02235971A - ジェット印刷用非水系インキ - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はセラミックス、金属、ガラス等の耐熱性基材表
面にマーキングを施すための焼成用ジェット印刷用非水
系インキに関する。

く従来の技術及びその解決すべき課題〉近年、セラミッ
クス等の耐熱性基材が広く利用されてきており、それに
伴い焼成によってマーキングを施す方法が提案されてき
ている。

従来、マーキング方法としてスクリーン印刷方法、スプ
レー印刷方法が広く採用されているが、精密なパターン
のマーキングが困難であるという問題点があった。その
ため、精密なパターンのマーキングが可能なジェット印
刷法が考えられてきている。

ところで、ジェット印刷用に使用されるインキは焼成後
にマーキング膜が残る必要があるので、含金属染料が配
合されている。

しかしながら、ジェット印刷用インキは、通常バインダ
ー樹脂としてアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキ
ド樹脂、エポキシ樹脂等が使用されているため、例えば
１０００℃以上の温度で焼成するとバインダー樹脂がマ
ーキング膜に残らず、含金属染料だけとなる。そのため
、マーキング膜の密着性が不十分であるなど問題点とな
っていた。

本発明者等は、このような現状に鑑み、精密なパターン
のマーキングが可能なジェット印刷法において、焼成後
のマーキング膜の密着性がよいジェット印刷用インキを
開発すべく、鋭意研究をした結果、本発明に到ったもの
である。

〈課題を解決するための手段〉 即ち、本発明は、 （ｉ）溶剤可溶性有機金属キレート染料、（１ｌ）溶剤
可溶性シリコーン樹脂、及び（　ｉｉｉ　）前記成分（
ｉ）及び（ｌ１）を溶解する溶剤、を主成分とする焼成
用ジェット印刷用非水系インキに関するものである。

以下、本発明について詳述する。

本発明のインキの構成成分である溶剤可溶性有機金属キ
レート染料（ｉ）に用いる金属としてはコバルト、鉄、
ニッケル、マンガン、アンチモン等の発色性があり、か
つ２価以上の金属であればよく、焼成後生ずる金属ある
いはその酸化物、炭化物、窒化物として要求される物性
によって任意に金属元素の組合せを選択することができ
る。

一方金属キレート化剤としてはアセチルアセトン、アセ
ト酢酸アルキルエステル、サリチル酸、テノイルトリフ
ルオロアセトン等が代表的なものとして挙げられる。

このような有機金属キレート染料（１）の具体例として
は、例えば、Ｓｏｌｖｅｎｔ　Ｂｌａｃｋ　６，　Ｓｏ
ｌｖｅｎｔＢｌｕｅ　　５３，　　Ｓｏｌｖｅｎｔ　　
Ｂｒｏｗｎ　　３４，　　Ｓｏｌｖｅｎｔ　　Ｙｅｌｌ
ｏｗ　　２９，Ｓｏｌｖｅｎｔ　　Ｖｉｏｌｅｔ　　１
．　　Ｓｏｌｖｅｎｔ　　Ｒｅｄ　　９，　　Ｓｏｌｖ
ｅｎｔＢｌａｃｋ　２等が代表的なものとして挙げられ
るが、これらに限定されるものではなく、溶剤可溶性で
、かつ焼成後も発色性を有する有機金属キレート染料で
あれば特に制限なく使用出来る。

なお、有機金属キレート染料として水溶性の染料も知ら
れているが、水溶性とするた約に塩基性化合物を多量に
使用する必要があり、後述するシリコーン樹脂が塩析を
生じやすくなる。その結果、ノズル詰り等が発生し、イ
ンキジェットプリンターにて長期にわたり安定に印刷出
来ないので本発明においては不適当である。

また、含金属染料として鉄、コバルト、ニッケル等の塩
化物、硝酸塩、硫酸塩などの有色の無機塩も知られてい
るが、これらは解離するイオンが腐食性を有しているた
め、ジェット印刷装置の材料を腐食させたり、また溶剤
中における溶解度が小さいためインキ中で析出しやすく
、安定にジェット印刷出来ないので本発明においては同
様に不適当である。

本発明のインキの構成成分である溶剤可溶性シリコーン
樹脂（工１）は代表的には主要部が下記三次元の構造を
有する樹脂である。

古３６ （但し、Ｒ．　　Ｒ２、Ｒ３、Ｒ，はメチル基、エチル
基、フェニル基のいずれかである。）このようなシリコ
ーン樹脂は、少量残存しているシラノール基（ＳｉＯＨ
）の脱水縮合反応により架橋が進み、強い膜が形成され
る。

本発明においてはバインダー樹脂としてシリコン樹脂を
使用しているため、焼成後、有機分は酸分解し、骨格分
が残存し二酸化珪素皮膜として残るため、焼成後のマー
キング膜の密着性が維持出来るものと推定される。

シリコーン樹脂の数平均分子量は、焼成する前（例えば
常温〜８００℃）におけるマーキング膜の密着性、イン
キジェットプリンターのノズルからのインキ液滴の吐出
安定性から約２０００〜１０，０００程度のものが好適
である。

また本発明で使用するシリコーン樹脂は焼成する前の密
着性等を向上させるためシリコーン樹脂中間体をポリエ
ステル、アクリル樹脂等と反応させた変性シリコーン樹
脂も使用可能である。但し、本発明で使用するシリコー
ン樹脂は大気中の水分、酸素等と反応しないものを使用
すべきであり、反応するものはノズル詰り等の原因とな
るので不適当である。

本発明のインキの構成成分である溶剤（　ｉｉｉ　）は
、前記（ｉ）成分及び（ｉｉ）成分を溶解し、かつ望ま
しくは乾燥性、にじみ防止性の良い有機溶剤であれば特
に制限なく、従来から公知のジェット印刷用非水系イン
キで利用されている溶剤が使用可能である。

具体的にはメタノール、エタノール、イソプロパノール
等のアルコール類、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等のカルビトール類、
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の
ケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の脂肪族エステル
等が代表的なものとして挙げられる。

本発明のジェット印刷用非水系インキは以上説明した有
機金属キレート染料（ｉ）、シリコーン樹脂（ＩＩ）及
び溶剤（　ｉｉｉ　）を主成分とするものであり、さら
に必要に応じ硬化触媒、改質樹脂、通常の染料、電導度
調整剤、界面活性剤等を配合したものからなる。

本発明のインキにおいて有機金属ヰレート染料（ｉ）の
配合量は、発色の視認性、インキの安定性等からインキ
中２〜６０重量％が好ましい。またシリコーン樹脂（　
ｉｉ　）の配合量は、焼成後の密着性等から１〜２０重
量％が好ましい。

また溶剤（　ｉｉｉ　）の配合量はインキの粘度、表面
張力等を考慮して１０〜８０重量％が好ましい。

本発明のジェット印刷用非水系インキは当然インクジェ
ット印刷に適応した性状が必要であり、そのためインク
の粘度は１〜１　０ＣＰＳ／２　０℃、比抵抗は２００
〜３０００ΩＣｍ，比重は０．８〜１．２、表面張力は
２０〜６０ダイン／　ｃｍに調整したものを使用すべき
である。

このような組成及び性状からなる本発明のインキは、各
成分を混合撹拌後、ボアサイズ１．０μメンプランフィ
ルターにて濾過、精製することにより、インクジェット
印刷用インキとして供される。

なお、インキジェットプリンターとしては従来から公知
のプリンターに適用出来、例えば荷電制御方式、インク
オンディマンド方式あるいはサーマルヘッドによりイン
キを吐出させる方式等が代表的なものとして挙げられる
。

ジェット印刷されたインキのマーキング膜は焼成し、耐
熱性のあるマーキング膜を形成する。

焼成は、マーキング膜が発色しやすいように酸化雰囲気
あるいは還元雰囲気等の雰囲気中にて、例えば空気、酸
素、水素、窒素、一酸化炭素、アンモニア、真空等の任
意の種々の環境下で焼成出来、焼成温度は例えば１００
０〜１４００℃である。

なお、本発明のインキは、当然ではあるが、焼成しない
で常温〜数百℃で乾燥させた状態でマーキング膜を形成
してもよいことは無論である。

く発明の効果〉 本発明のジェット印刷用非水系インキは有機金属ヰレー
ト染料を使用しているため、焼成後のマーキング膜の発
色視認性がよく、またバインダー樹脂としてシリコーン
樹脂を使用しているため焼成前のマーキング膜の密着性
はもちろん、焼成後の密着性も従来のインキよりも大巾
に改良された。

以下、本発明を更に実施例により詳細に説明する。なお
、実施例中「部」、「％」は重量基準で示す。

実施例１〜３及び比較例１〜３ 第１表に示した配合物を均一に混合した後、ボアサイズ
１．０μメンプランフィルターにて濾過、精製し、ジェ
ット印刷用インキを調製した。

得られたインキを−５℃下で１週間及び１ケ月貯蔵した
時のインキの貯蔵安定性；アルミナセラミックス、耐熱
ガラスに前記各インキをインキジェットプリンターにて
吐出させ、常温乾燥させて得られたマーキング膜を６０
０℃、１５分間焼付した時の視認性及び密着性；該マー
キング膜を１３００℃で１５分間焼成した時の視認性及
び密着性；の各試験を行ない、その結果を第１表下欄に
示した。

第１表より明らかの通り、本発明のインキは貯ｑ 蔵安定性、マーキング膜の視認性、密着性とも良好であ
った。

一方、無機塩染料を使用した比較例１、２はともに貯蔵
安定性が不良でノズル詰りの原因となるためジェット印
刷用インキとして不適当であった。

またバインダー樹脂にアクリル樹脂を使用した比較例３
は焼成後のマーキング膜の密着性が不良であった。

注１） Ｃ．Ｉ．　　Ｓｏｌｖｅｎｔ　　Ｙｅｌｌｏｗ　８　　
９注２） Ｃ．Ｉ．　　Ｓｏｌｖｅｎｔ　　Ｂｌａｃｋ　　２注３
） 「ペルガンＤ」 （ダウコーニング社製商品名） 粘度（２５℃）１５０ＣＰ． 不揮発分４２％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｉ）溶剤可溶性有機金属キレート染料、 （ｉｉ）溶剤可溶性シリコーン樹脂、及び （ｉｉｉ）前記成分（ｉ）及び（ｉｉ）を溶解する溶剤
   、を主成分とする焼成用ジェット印刷用非水系インキ。