JPH02248474A - ジェット印刷インキ組成物 - 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】 本発明は総括的にはインキ組成物に関し、特には、ジェ
ット印刷用途、特には「ドロップオンデマンド」ジェッ
ト印刷用途において有用なインキ組成物に関する。

疋未虫弦」 インキジェット印刷原理に従う印刷及びかかる印刷作業
を行う装置は当分野でよく知られている。−船釣に言え
ば、インキ液を加圧下で印刷ヘッドの極めて小さいオリ
フィスの中をおし通す。

いわゆる「連続」ジェット印刷作業ではインキ滴を、個
々の液滴が信号に応答して電荷を受ける荷電領域の中に
通す。液滴は次いで電界の中を通り、電荷及び電界の強
度に応じて個々の液滴の種々の変向を引き起こす。液滴
を連続して作って印刷すべき基体或は代りに側溝に向け
る。

基体は紙（コーテッド或はアンコーテッド）、ガラス、
金属、等が代表的である。

使用するインキは、「連続」ジェット印刷プロセスの性
質により、電荷を受けるように導電性でなければならな
い。このようなインキは、水溶液或は分散液は容易に導
電性にされるので、水をベースにするのが普通である。

水ベースのインキは、低い粘度（温度によって変わる傾
向にある）及び高い揮発度を有することを特徴とするの
が普通である１両方の特性は不利になり得る。

ジェット印刷インキの粘度が過度に低くなれば、ミスチ
ングや漂遊液滴の生成が生じ得、これは、立ち代って、
印刷品質の不良に至る。ジェット印刷インキの揮発性が
高ければ、蒸発することによって、ジェットノズルが目
詰りすることになり得る。

いわゆる「ドロップオンデマンドＪ　　（ＤＯＤ）系は
連続印刷系と、インキ滴が印刷工程の間の必要とされる
時にのみ印刷ヘッドから排出される点で異なる。このよ
うなインキは導電性である必要はないので、通常、主に
低い揮発度を有すると特徴付けられる非水性溶媒、例え
ばエチレングリコール、特にジエチレングリコールを用
いて配合されてきた。故に、エチレングリコールベース
のインキは急速には蒸発せず、こうして目詰りの問題は
少ない。

しかし、エチレングリコール溶媒は相対的に高い粘度（
温度によって相当に変わる）を有しており、これより液
滴を生じるのにエネルギーを比較的に多く要する。また
、エチレングリコールインキの内のいくつかは紙に収着
させて乾燥しなければならず、こうして紙の特性に依存
する。

エチレングリコールベースのインキは、粘度を下げるた
めにこれに水を混ぜるのがしばしばであり、或は空気か
ら収着する結果として相当量（例えば、１０〜１５重量
％）の水を含有する。水の添加はインキの蒸発速度を相
当に増大させるので、これは目詰りの問題に至り得る。

また、添加水は多くの染料の溶媒系への溶解度を減少さ
せる。

従来の水のベースの及びエチレングリコールベースの印
刷インキは、周囲範囲内の温度変化により、相当の粘度
変化を示した。これは、均一な寸法のインキ液滴を生成
するための適当な加圧及び調節をもたらす際に有意の問
題を生じる。調節しなければ、印刷品質は極めて変動し
得る。

発明の目的は上述した問題の内の１つ或いはそれ以上を
克服するにある。

Ｉ豆立Ｊ滅 本発明に従えば、色素が可溶性の１種或はそれ以上のプ
ロピレングリコールエーテル或はエチレングリコールブ
チルエーテルから本質的に成る溶媒中に溶解した色素を
含むジェット印刷インキを提供する。

発明のインキ組成物は実質的に添加水無しにすることが
できる。すなわち、存在する唯一の水は組成物が大気か
ら収着し得る水になるのがよく、通常総計が組成物の約
５〜１０重量％以下になり、好ましくは約５重量％より
少なくなる。

発明のインキ組成物は相対的に低い揮発度及び相対的に
低い粘度を有することを特徴とする特許ミスチング問題
或は漂遊点の生成を引き起こす程には低くない。発明の
いくつかの実施態様では、インキの粘度は、インキが使
用する間に暴露される温度の範囲にわたって著しく均一
である。多種類の色素が発明の溶媒に可溶性である。

発明のその他の目的及び利点は下記の詳細な説明を特許
請求の範囲と共に見て、当業者にとって明らかになるも
のと思う。

ｌ豆匹韮坦皇韮Ｉ いくつかのジェット印刷インキを含む多くの流動（ｆｌ
ｕｉｄ）印刷インキは少なくとも３つの成分を含む、第
１は印刷した表示の基体表面に対する視覚度をもたらす
着色剤である０着色剤は液体ビヒクル（溶媒）に可溶性
の色素にすることができる。

いくつかのインキ（例えば、印刷インキ）の第２の成分
は、印刷した後に基体表面上に残りかつ接着して染料或
は顔料を基体表面上の所定の位置に結合させる働きをす
る樹脂或はバインダーである。ジェット印刷インキはバ
インダーを全く或はほとんど必要としないでよい。

第３の主成分はインキに流動性を付与しかつバインダー
（存在する場合）及び着色剤を溶解或は懸濁状態に保つ
液体ビヒクルである。

前述の成分に加えて、乾燥剤、分散助剤、湿潤剤、可塑
剤、希釈剤、等を含む種々の他の成分が存在してよい。

発明のインキ組成物は、着色剤、液体ビヒクル、おそら
くバインダーが存在しかつ他の成分が配合物中に有利な
特性を減じない限り存在してよい程度まで従来のインキ
と同様である。

発明のインキ組成物は、実質的に水無しにし及び通常の
操作条件下でそのように保つことができる利点を有する
。

加λて、相当量の水が存在しないことは種々の色素の溶
解度を向上させる傾向にある。従来のエチレングリコー
ルベースのインキでは、水は、配合物の粘度を扱いやす
いレベルにまで下げるために、比較的多量に、例えば】
０〜１５重量％及びそれ以上のレベルで存在することが
よくある。他方、発明のインキ配合物の粘度は、水を加
えないで、６８”Ｆ（２０℃）において６ｃｐｓより小
さい所望の十分の範囲内である。

インキ配合物が大気から水をいくらか収着することは避
けられず、これは、はとんどの条件下で、２〜４重量％
以下、通常の操作条件下で約５重量％以下、最大約１０
重量％までの量になる。

懸濁助剤中に分散させた顔料はインキジェット印刷装置
のオリフィスの目詰りを生じる傾向にあるので、発明の
色素は液体ビヒクルに完全に可溶性であるのが好ましい
。

例えば、ローダミン、メチルバイオレット、クリスタル
バイオレット、クリソイジン、オーラミン、ビクトリア
ブルー、デュポンオイルブルーオイルスカーレットＢＹ
Ｓを含み、これらに限定しない可溶性タイプの染料が発
明において用いるのに適している。

用いる色素は、所望ならば、水に不溶性の或は水への溶
解度をほとんど持たないものにすることができる。いわ
ゆる塩基性タイプの染料（通常、水溶性である）は適格
であり、油溶性及びいわゆる「溶剤溶性」染料が好まし
い。

色素は水に不溶性でも或はほんのわずかに可溶性でもよ
いので、バインダーの使用は必要でないかもしれず、或
は望みさえしないかもしれない。

バインダーを用いないで作った発明のインキは水を帯び
た表面（例えば、使用者の指）を接触させた際或はこぼ
した水性液（例えば、コーヒー）を接触させた際に汚れ
ない。

所望ならば、その他の添加剤が当分針で認められている
目的のために存在してもよい。

発明に従えば、インキ組成物の液体溶媒は、着色剤が可
溶性の１種或はそれ以上のプロピレングリコールエーテ
ル或はエチレングリコールブチルエーテルから本質的に
成る。

特定の有用な液体ビヒクルはジプロピレングリコールエ
ーテル、トリプロピレングリコールエーテル、エチレン
グリコールブチルエーテル及びジエチレングリコールブ
チルエーテルを含み、これらに限定されない。

ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロ
ピレングリコールモノメチルエーテル等のプロピレング
リコールアルキルエーテルが好ましく、ジプロピレング
リコールモノメチルエーテルが極めて好ましい。

発明に従って用いるのに適した材料はいくつかの供給者
から市販されており、ミシガン、ミツトランドのダウケ
ミカルＵＳＡの商品表示「ダウアノル（Ｄｏｗａｎｏｌ
）　Ｊのものを含む、トリプロピレングリコールモノメ
チルエーテルは「ダウアノルＴＰＭＪと表示されている
。ジプロピレングリコールモノメチルエーテルは「ダウ
アノルＤＰＭＪの表示で入手し得る。エチレングリコー
ルｎ−ブチルエーテルは「ダウアノルＥＢＪなる表示で
販売されており、ジエチレングリコールｎ−ブチルエー
テルは「ダウアノルＤＢＪと表示されている。トリエチ
レングリコールｎ−ブチルエーテルは「ダウアノルＴＢ
ＨＪとして入手し得る。

発明において有用なグリコールエーテルの各々は可溶性
色素についての優れた溶媒であり、比較的低い濃度で所
望のインキの色の深さをもたらし、これより高い色素濃
度を要するインキに伴う目詰りの問題を回避する０発明
のインキは、特にインキジェット用途において有用なコ
ーテツド紙上で、優れた収着速度をもたらす。インキは
エネルギー要求量を最少にするように低い粘度を有する
が、それでも粘度は印刷品質をひどく低下させるミスチ
ング問題或は漂遊点を生じる程には低くない。

発明のインキ組成物中の色素の濃度は所望の色の深さ及
び色素自体によって変わる。しかし、有用な染料の濃度
は、当業者であれば実験で容易に求めることができ、何
にしても、通常、約２〜１０重量％、好ましくは２〜５
重量％の範囲である。

発明のグリコールエーテルの内のいくつかの揮発度は従
来技術のジエチレングリコールビヒクルの揮発度よりも
わずかに高いが、発明の組成物の揮発度は許容し得る程
に低い。加えて、重要なことに、発明のビヒクルは、従
来技術のジエチレングリコールビヒクルが水を加えて粘
度を下げる必要があるのと違って、相対的に低い粘度を
有する。水を添加することは、揮発度を増大させる点で
不利である。

インキ配合物の粘度が、インキが適用する間に遭遇しそ
うな周囲温度の範囲内で低くかつ均一の両方であること
は、多くのいわゆる「ドロップオンデマンド」インクジ
ェット用途において特に重要である。発明の物質、特に
極めて好ましいジプロピレングリコールモノメチルエー
テルはこれらの基準を満足する。

ジプロピレングリコールモノメチルエーテルの粘度は６
８°Ｆ（２０”Ｃ）における４、４ｃｐｓから１０４下
（４０℃）における２、４ｃｐｓに変わる。これは、容
認し得ないミスチングを引き起こす程には低くない低い
粘度を表わし、粘度の変化量は印刷品質の不良、不均一
に至り得る加圧及び調節問題を最小にする程に小さいも
のである。この粘度は、また、使用温度において最大の
望ましい粘度５〜６ｃｐｓより楽に低い。

発明の溶媒の揮発度は望ましい程に小さい。例えば、ダ
ウアノルＤＰＭは、（ブチルアセテートの任意の蒸発速
度１．０を基準にして）相対蒸発速度０．０３を有する
。ダウアノルＴＰＭの相対蒸発速度は０．０１より小さ
く、ダウアノルＥＰの相対蒸発速度は０．０６である。

ダウアノルＤＢの蒸発速度０．０１より小さく、ダウア
ノルＴＢＨの蒸発速度は０．０１よりずっと小さい。

発明の溶媒は従来技術のいくつかのビヒクルに対比して
、非突然変異誘発性（ｎｏｎ−ｍｕｔａｇｅｎｉｃ）で
ありかつ非奇形発生性（ｎｏｎ−ｔｅｒａｔｏｇｅｎ　
ｉｃ）である。発明のインキ組成物は、インキジェット
用途において有用であるのに加えて、フェルト−チップ
或はローラーボールペンにおいて、特にオーバーへラド
ビューイング装置等において有用である。

上記の詳細な説明は理解を明確にさせるためにのみ挙げ
たものであり、発明の範囲内の変更は当業者にとって自
明であるから、それから不必要な限定を推定すべきでな
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、色素が可溶性のプロピレングリコールエーテル及び
   エチレングリコールエーテルから成る群より選ぶ１種或
   はそれ以上のエーテルから本質的に成る溶媒に溶解され
   た色素の、ジェット印刷インキとして有用な溶液。 ２、前記エーテルをジプロピレングリコールエーテル及
   びトリプロピレングリコールエーテルから成る群より選
   ぶ特許請求の範囲第１項記載の溶液。 ３、前記エーテルがジプロピレングリコールモノメチル
   エーテルである特許請求の範囲第２項記載の溶液。 ４、前記エーテルがトリプロピレングリコールモノメチ
   ルエーテルである特許請求の範囲第２項記載の溶液。 ５、前記エーテルがエチレングリコールブチルエーテル
   である特許請求の範囲第１項記載の溶液。 ６、前記エーテルがジエチレングリコールブチルエーテ
   ルである特許請求の範囲第１項記載の溶液。 ７、前記エーテルがトリエチレングリコールブチルエー
   テルである特許請求の範囲第１項記載の溶液。 ８、前記色素が塩基性染料である特許請求の範囲第１項
   記載の溶液。 ９、前記色素が油溶性或は溶剤溶性染料である特許請求
   の範囲第１項記載の溶液。 １０、実質的に添加水の無い特許請求の範囲第１項記載
   の溶液。 １１、含有する水が５重量％以下である特許請求の範囲
   第１項記載の溶液。 １２、含有する水が１０重量％以下である特許請求の範
   囲第１項記載の溶液。 １３、前記色素が溶液の２−１０（それぞれを含む）重
   量％を構成する特許請求の範囲第１項記載の溶液。