JPH02292083A - 画像記録用インクの薄膜形成方法 - 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】 Ｃ産東上の利用分野コ 本発明は、電圧印加により付着性が変化するインクを利
用した印刷方法における、インクの薄膜形成方法に関す
る。

［従来の技術コ 塗装、印刷等に用いられるパテ、インク等を薄層膜状に
塗布する方法として、直列に並べた多数のロールを用い
る方法などがある。

［発明が解決しようとする課題］ 多数のローラを並べる方法では、インクは付着体、被付
着体、両方にせん断されるためインクの塗布量制御が困
難であり、又粘度が数十ボアズ以上となるとインク表面
が波打った状態のままとなる。

また、多数のロールを用いる方法では、工程が複雑にな
り、かつ装置が大型化し、インク表面が長時間空気にさ
らされるためインクが乾燥して特性の変化が生じる等の
問題があった。

特に本発明で用いられるインクは基本的に無機あるいは
有機微粒子と液体分散媒とから構成されているが、この
インクの粘度は測定角周波数０．１ｒａｄ／ｓで１０’
ボアズ以上であり、通常の平版印刷インクと比べて約２
桁程高く、従来の方法では薄膜化に多大なトルクを要す
る。又、インクの粘度は温度によって変化し、又チキソ
トロピーを示しインクの粘度はすり速度（ロールの回転
速度）にもよって変化するため、ロール上へ一定量のイ
ンキ薄膜を形成することが困難である。

本発明の目的は、短時間に少ない工程で塗布量を制御し
ながらロール上へインクの薄膜を形成する方法を提供す
ることである。

［課題を解決するための手段コ 本発明は、微粒子および液体分散媒を主成分とし陰陽一
対の電極から電圧が印加されることにより付着性が変化
して該一対の電極のうちいずれか一方の電極上に付着す
る画像記録用インクをロール上に塗布する方法において
、ロール上へ薄膜状の、または糸状のインクを供給する
ことを特徴とする画像記録用インクの薄膜形成方法であ
る．本発明のロール上へのインクの薄膜形成方法は、ロ
ール上へ一定の径の糸状、もしくは一定厚みのフィルム
状のインクをロール上へ供給するため、短時間でロール
上へインク薄膜を形成することができる。

ロール上へ一定の糸状もしくは一定の厚みのフィルム状
のインクを供給するには、スクリュー式押し出し機もし
くは加圧ａ（ピストン）を用いて、円状もしくはスリッ
ト状のダイスからインクを押し出すことにより行うこと
ができる。スクリュー式押し出し機は連続してインクを
供給できるため特に好ましい． 加圧式押し出し機（ピストン型）は常に一定速度で押し
出すことができるため、温度によりインクの粘度が変ウ
ても，一定量のインクが押し出されるため、温度変化の
大きい環境で用いるのに好適である。

スクリュー式押し出し機には単軸スクリューのものと多
軸スクリューのものがあるが、押し出し機の中で更に粒
子と分散媒を混合させたい場合、多軸スクリュー式が好
ましい。

押出し機にインクを供給する場合、あらかじめ粒子と分
散媒を混合したインクを供給しても良いが、スクリュー
式押し出し機のように押し出し機内に混合機能をもつ押
し出し機の場合には、粒子と分散媒を別々に供給しても
構わない．押し出し機先端のダイスの穴の径もしくはス
クリューの幅は目的とする薄膜の厚さに近いものが良い
． 通常，ダイスの穴の径もしくはスリットの幅は、目的と
するインクの薄膜より２％以上大きい方が良いが、ダイ
スウェル等の現象により、出てくる糸状のインクの径も
しくはフィルム状のインクの厚さがダイスの穴径もしく
はスリットの幅よりも大きくなる場合は、目的とする薄
膜の厚さよりダイスの穴径もしくはスリットの幅を小さ
くすることが必要である． 本発明で使用するインクは、基本的に無機あるいは有機
の微粒子と液体分散媒とで構成される．使用するインク
の性質によって、本発明が適用される画像形成方法は、
以下の２つのタイプに分けることができる。すなわち， （１）電圧印加によって生じるクーロン力により付着性
が変化する場合，インクの基本的な構成として、無機あ
るいは有機の微粒子と液体分散媒とからなるものを用い
、微粒子の帯電性の差を利用する． この場合，インクを当初から付着性を有するように調整
して微粒子として負に帯電し易いものを含有させると、
電圧印加により陰電極側のインクが付着しなくなり、付
着性を有するように調整して微粒子として正に帯電し易
いものを含有させると、電圧印加により陽電極側のイン
クが付着しなくなる． また、インクを当初は付着性を有しないように調整して
微粒子として負に帯電し易いものを含有させると、電圧
印加により陽電極側にインクが付着するようになり、反
対に微粒子として正に帯電し易いものを含有させると、
電圧印加により陰極側にインクが付着するよう・になる
． （２）電圧印加により通電により、インクか電気分解し
てガスを発生し、付着性が変化する場合． この場合、インクをもともと付着性を有するように調整
して、電圧印加により一方の電気近傍でインクかガスを
発生し、このガスによりインクが電極に付着しなくなる
。インクが電気分解してガスを発生するようにするため
には，インク中に水，アルコール，グリコール等の溶媒
，あるいは塩化ナトリウム，塩化カリウム等の電解質が
溶解した上記溶媒を含有させれば良い． インクの電気抵抗は、低い方が良く，体積抵抗を１０’
Ω・ＣＩ１以下にすることが好ましい。体積抵抗がｌ０
５Ω・ＣＩを超えると通電量が低下し、あるいは通電量
の低下を防ぐ為に高電圧が必要一となり好ましくない。

インクの付着性変化がクーロン力による場合，帯電し易
い微粒子を用い，後述の液体分散媒中て、例えばホモジ
ナイザー、コロイドミル、超音波分散器内での混線によ
り、荷電粒子が生成される． 陽電荷が付与される粒子としては、＾ｕ，Ａｇ，Ｃｕ等
の金属粒子、硫化亜鉛ＺｎＳ等の硫化物粒子、オルトケ
イ酸１１．ｓｉＯ．などのケイ酸化合物粒子，ボリアミ
ド樹脂粒等を用いることができ、又、陰電荷か付与され
る粒子としては、水酸化鉄粒子、水酸化アルミニウム粒
子、フッ化雲母粒子、ポリエチレン粒子、モンモリロナ
イト粒子、フッ素樹脂などを用いることができる．また
電子写真のトナーとして用いられている種々の荷電制御
剤を含有したポリマー粒子を用いることもできる． 本発明で使用されるインクに用いる液体分散媒としては
，水，メチルアルコール等のアルコール類、グリセリン
等のグリコール類を単独でまたは混合して用いることが
できる．液体分散媒は，インク１００重量部に対し、４
０へ９５重量部、更には６０〜８５重量部含有するのが
好ましい．電気分解によりガスを発生するインクの場合
、インク中に含有する微粒子としては、先に掲げたもの
のほか、シリカ、フッ化炭素、酸化チタン，カーポンブ
ラックなどが用いられる．インクの粘弾性特性を考慮す
ると、微粒子としては前述の液体分散媒を保持できる膨
潤性微粒子が好ましい。

このような膨潤性微粒子としては、例えばＮａ　−モン
モリ口ナイト、Ｃａ−モンモリロナイト、３−八面体合
成スメクタイト，　Ｎａ−ヘクトライト、Ｌｉ一ヘクト
ライト、Ｎａ−テニオライト、Ｎａ−テトラシックマイ
力やＬｉ−デュオライト等のフッ化雲母、合成雲母、シ
リカなどがある。

また、インクには必要に応じてカーボンブラック等の一
般に印刷、記録の分野で用いられる染料や顔料などの着
色材を含有させることができる。

インクに着色材を含有させる場合、着色材の含有量はイ
ンク１００重量部に対して０．１〜４０重量部、更には
１〜２０重量部が好ましい。また着色材の代わりに、あ
るいは着色材と共に、電圧印加により発色する発色性化
合物を含有してもかまわない。その他、インク中に導電
性を付与する電解質、増粘剤、減粘剤、界面活性剤など
を含有させることができる。又、前述した微粒子自体に
着色材としての機能を兼用させることも可能である。

画像記録用インクを用い本発明のインクのロール上へ薄
膜化する方法により印刷する方法について、図面を参照
して説明する． ｍｌ図において、加圧押し出し装置ｌの内部にはインク
２が充填されている．加圧押し出しにより円形もしくは
スリット状に穴のあいたノズル先端からインクは糸状（
第４図）もしくはフィルム状（第３図）に押し出されイ
ンク相持ロール６上へインクコーティングロール５によ
り薄層状に塗工される。薄層の厚さは、インクの押し出
し速度、ノズルの穴の大きさ、インクの粘度、インクコ
ーティングロール５及びインク担持ロール６の回転速度
およびインク担持ロール６とコーティングロール５との
ギャップの大きさ等により任意に制御できる． インク担持ロール６の表面上のインクには、版ロール８
に巻かれた版７が接している．版７は、例えば第２図に
示すように，金属などの導電性材料からなる基材７ａ上
に絶縁材料からなる所望のパターン７ｂが設けられてい
る．基材７ａの材料としては、アルミニウム、銅、ステ
ンレス、白金、金、クロム、などが用いられる．パター
ン７ｂの材料としては、オレフィン系ボリマー、ウレタ
ン系ボリマー、ビニル系ボリマーおよび他の天然，合成
ボリマーが用いられる． こうして版７とインク担持ロール６との間に電源ｌ３に
より電圧を印加することにより、版７の導電部分と接触
するインクの付着性が変化し、その付着性の差により版
７上にインクをパターン状に付着させて、インク画像を
形成する．次に、版７上のインク画像を、版７と圧接し
つつ矢印方向に回転するプラン胴９に転写し、更にプラ
ン胴９上のインク画像を，プラン胴９と圧接しつつ矢印
方向に回転する圧胴１１の間を通過する被記録体１０（
紙、布、金属シートなど）上に転写して、被記録体１０
上に上記インク画像に対応する画像ｌ２を形成する． ［実施例］ 以下、本発明を実施例に従って説明する。

実施例ｌ グリセリン２０部、水１０部、およびカーボンブラック
（顔料）（米国キャボット社製、「スターリングＳＲＪ
）４．５部をアトライターで４時間混合した。この混合
液にコロイド性含水ケイ酸塩（クニミネ工業製、商品形
スメクトンＳＡ）２０部を添加し、ニーダーで２時間混
合し、インクを得た。得られたインクの粘性率は、角周
波数Ｑ　．　ｌ　ｒａｄ／ｓで１．５８Ｘ　１０′′ボ
アズであった。

得られたインクを，スリット幅５０μｍのノズルを有す
る加圧押し出し機に入れ、２　５　ｃｍ／分の定速度で
、ギャップ４０μｍのインクコーティングロールとイン
ク担持ロールとの間に、フィルム状のインクを押し出し
た。インクコーティングロール表面は、インクが付着し
ないようテフロン加工が施こされている。インク担持ロ
ール表面十のインクの表面はなめらかであり、インクの
厚みムラは４０±５μｍ程で均一にインクはインク担持
口−ル上へ塗布されていた。

インク相持ロール６として、直径３０ｍｍの白金メッキ
を施したステンレス製円筒状ロールを川い、また，版ロ
ール８として、表面をハートクロムメッキした直径３０
ｍｍの鉄製円筒ロールを用いた．この版ロール８上に版
７を巻き付た．版ロール８は矢印方向に５　ｔａｎ／ｓ
ｅｃの周速で回転させた。

版ロール８を陰極、インク担持ロール６を陽極として、
直流電源ｌ３から３０Ｖの直流電圧を印加して印刷した
ところ、色むらのないシャープな画質の印刷物か多数枚
得られた。

実施例２ 実施例ｌで用いたインクを、穴径１５０７ｚｍ、六間距
離４００ｇｍの穴が一列に並んだノズルを有する加圧押
し出し機に入れ、実施例ｌと同様に，ギャップ４０ｇｍ
のインクプーティングロールとインク担持ロールとの間
に，糸状のインクを押し出した．インク相持ロール表面
のインクの表面はなめらかであり、インクの厚みムラは
４０±８ｇｍ程で均一にインクはインク担持ロール上へ
塗布されていた。実施例ｌと同様に絵出しを行ったとこ
ろシャープな色ムラの無い印刷物が多数枚得られた。

実施例３ グリセリン３７部、水１８部、カーボンブラック８部、
モンモリ口ナイト３７部（クニミア工業製、商品名クニ
ビアＦ）とする以外は実施例１と同様にインクの薄層化
及び印刷を行った。インクの粘性率は角周波数０．１ｒ
ａｄ／ｓで、４．ＯＸＩＯ’ボアズであった。インクコ
ーティングロール上のインクの表面はなめらかであり、
インクの厚みムラは４０±８μｍ程で均−にインクはイ
ンク担持ロールトへ塗布され、印刷物はシャープで色ム
ラの無いものであった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のインクのロール上への薄
層化方法を用いることにより短時間で少ない工程でイン
ク担持ロール上へインクを均一に薄層化でき、印刷物は
シャープで色ムラの無い（少ない）ものを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクの薄層化方法を実施するだめの
装置例を示す断面図、第２図は使用する版の一例を示す
斜方図、第３図はインクをフィルム状に形成している時
の斜方図，第４図はインクを糸状に形成している時の斜
方図である．ｌ：加圧押出し装置 ２：インク ３：ノズル ４：フィルム状のインク ４゛　：糸状のインク ５：インクコーティングロール ６：インク担持ロール ７：版 ８：版ロール ９：プラン胴 １０：被記録体 ｌｌ：圧胴 ｌ２：インク画像 １３：電源 ゛′企 第

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微粒子および液体分散媒を主成分とし陰陽一対の電
   極から電圧が印加されることにより付着性が変化して該
   一対の電極のうちいずれか一方の電極上に付着する画像
   記録用インクをロール上に塗布する方法において、ロー
   ル上へ薄膜状のインクを供給することを特徴とする画像
   記録用インクの薄膜形成方法 ２、微粒子および液体分散媒を主成分とし陰陽一対の電
   極から電圧が印加されることにより付着性が変化して該
   一対の電極のうちいずれか一方の電極上に付着する画像
   記録用インクをロール上に塗布する方法において、ロー
   ル上へ糸状のインクを供給することを特徴とする画像記
   録用インクの薄膜形成方法