JPH0388881A

JPH0388881A - インク

Info

Publication number: JPH0388881A
Application number: JP2216956A
Authority: JP
Inventors: Ching K Chieng; チング・ケイ・チェング; Jr Charles L Thierheimer; チャールス・エル・サーヘイマー，ジュニア
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1990-08-17
Publication date: 1991-04-15
Also published as: EP0413442B1; SG2895G; DE69008793D1; US5006172A; DE69008793T2; EP0413442A1

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］本発明は広範囲のプラスチックスのマーキングに有用な
インクに係り、特に感熱性インクジェット・インクに関
する。本発明においては、従来のインクの水性成分は、
染料を溶解できて、プラスチック材料に固着または浸透
するか、プラスチック材料を溶解または膨潤させること
のできる有機成分によって大部分あるいは完全に置換え
られる。

このようなインクによりプラスチックスにマーキングを
行うと、良好な水定着性、耐汚染性および高度の非消去
性が得られる。

〔従来技術とその問題点〕

従来、染料、大部分の水および水と混和性を有する溶媒
よりなる記録インクが感熱インクジェットプリンター用
に使用されてきた。しかしながら、このようなインクは
かなり厳格な要求性能を満さなければならない。たとえ
ば、これらのインクは長期間にわたって安定で、適当な
粘度、導電性および表面張力を有し、しかも記録表面に
急速に固着しなければならない。さらに生成した画像は
明瞭で光および水に対して良好な堅牢性を有していなけ
ればならない。

前述の配合物中に使用される媒体は一般にかなりの量の
水を含有する混合物である。しかしながら、これらの配
合物はプラスチックスにマーキングするために効果的に
使用することができず、容易に汚れ、にじみ、および／
または洗い流される。

現在のところ、キイボードのキイキャップに使用されて
いるプラスチックスは、テンプレート（型板）に印刷し
て、このテンプレートをプラスチック基板に圧接し、そ
してこの組合せ体を約１５０〜２５０°Ｃに加熱する方
法によるか、あるいは昇華法によってマーキングされて
いる。これらの方法はいずれも高温度において寸法安定
性を保持できるプラスチックスを必要とする。

［発明の目的］本発明の目的はプラスチックスに直接に印刷することが
でき、加熱およびテンプレートの使用を必要としないイ
ンクを提供することである。これらのインクはインクジ
ェットプリンターによって広範囲のプラスチックス材料
に印刷する際に特に効果的である。

〔発明の概要〕

本発明によるインクは約１〜１０重量％の染料、約１〜
２５重量％の噴射剤、および残余の実質的に染料に対す
る水混和性有機溶媒を含有するものである。有機溶媒は
２〜４戒分よりなりマーキングばされるプラスチック材料軸固着しまたは浸透し、あるい
はプラスチック材料を溶解または膨潤させる能力を有す
ることが好ましい、印刷されたインクは水定着性を示し
、耐汚染性および非消去性を有していた。

〔実施例〕

染料は約１〜ｌＯ重量％の範囲で含まれ約２〜４重量％
であることが好ましく、約２．５重量％の水準が特に効
果的である。黒その他の色の広範囲の染料が利用できる
０例えば、ＭＯＲＦＡＳＴ　ＩＮＫＢＬＡＣＫ　Ｂ５５
ＯＬＶＥＮＴ　ＢＬＡＣＫ　４６、ＭＯＲＦＡＳＴ　Ｒ
ＥＤ　１０２、ＥＮＤＯＲＳＩＮＧ　ＩＮＫ　、　ＭＯ
ＲＦＡＳＴ　Ｙｌ！ＬＬＯＷ　１０２、ＭＯＲＦＡＳＴ
ＢＬＵＥ　１００．　ＭＯＲＦＡＳＴ　ＲＥＤ　１０６
　、ＡｔｌＴＯＭＡＴＥ　ＧＲＥＥＮｌ１人工コチニー
ル（Ｃｏｃｈｉｎｅａｌ）カラー（食品用染料）および
ＭＯＲＦＡＳＴ　ＡＵＴＯＭＡＴＥ　ＲＥＤ　Ｂが使用
できる。これらの染料の多くは染料５０重量％と、１−
プロパツールまたはエチレン・グリコール・フェニルエ
ーテルなどの溶媒５０重量％として商業的に入手可能で
ある。

プリントヘッドにインクバブルを形成してインクを印刷
媒体上に噴射させるために、最終的な配合物には十分な
噴射剤が含まれていなければならない。噴射の挙動は、
インク溶液中の噴射剤の臨界圧力、体積、温度特性およ
びモル分率の複雑な函数である。噴射剤は水、および／
または沸点が約り０℃〜約２００℃、好ましくは約５０
°Ｃ〜約１５０°Ｃの有機の液体であってよい、もし噴
射剤が有機の液体であるならば、この噴射剤は染料に対
する水混和性有機溶媒と混和しなければならない。有機
の噴射剤の例としては、メタノール、エタノール、ｎ−
プロパツール、イソプロパノール、酢酸エチル、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、エトキシエタ
ノールおよびプロピレングリコールメチルエーテルがあ
る。

もし噴射剤が水であるならば、この噴射剤は約２５重量
％まで使用可能であるが、約１〜約１０重量％が好まし
く、約４〜約６重置％がより好ましい。

もし約１０重量％以上の水が使用されると、プラスチッ
クス中へのインクの浸透が妨げられ、インクの非消去性
に悪影響がある。

ちし噴射剤が有機の液体であるならば、約１〜約２５重
量％、好ましくは約５〜約１５重量％が使用可能である
。有機の液体と水との混合物も本発明の範囲内に入るも
のである。ビヒクルとしての溶媒はある特性を考慮して
選択される。ビヒクルとしての溶媒のそれぞれの可能な
組合せが水混和性である必要はなく、最終の混合物が均
質な溶液でありさえすればよい、加えて、有機溶媒は染
料に対する溶媒でなければならない。最も重要なことは
有機溶媒はプラスチックスの印刷媒体に固着、あるいは
浸透し、プラスチック媒体を溶解または膨潤させる能力
を有していなければならないことである。本発明のイン
クを使用して広範囲のプラスチックスに印刷をすること
が目的なので、有機溶媒は特定のプラスチックスを考慮
に入れて選択されなければならない。

本発明において使用される溶媒は一般に沸点が約り０℃
〜約２００℃、好ましくは約参隔ｏ”ｃ〜約１５０”Ｃ
のものである。適当な有機溶媒としては、アルキルグリ
コールエーテル（アルキルグリコールからなるグループ
）があり、アルキル基は４個までの炭素原子、芳香族炭
化水素、アルキルピロリドン、ケトンおよびラクトンを
有している。適当な溶媒の実例としてはジプロピレング
リコールその他の同族のグリコール、ジエチレングリコ
ールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエ
ーテル、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン
、フェノキシエタノール、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびγ−ブチロ
ラクトンが含まれる。これら物質の溶解度パラメーター
は、フロリダ州のポカ・ラートンのＣＲＣ出版社から１
９８３年に出版されたアランＦ、Ｍ、バートンによるｒ
　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　Ｐａ
ｒａｓｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　０ｔｈｅｒ　Ｃｏｈｅｓｉ
ｏｎＰａｒａ＋＊ｅｔｅｒｓ　Ｊに基づいて決定（評価
）することができる。

溶媒混合物を決定する際に、その溶解度パラメーターの
点からプラスチックスの表面を特徴づけることが重要で
ある。そこで、プラスチックスと非常によく似た溶解度
パラメーターを有する一つの溶媒が選択される。この技
法はボリマーエ業および塗料工業においてはよく知られ
ており、したがって過度の実験は必要としない。

最終配合物の粘度はプリントヘッドの制約条件に適合す
るように調節されなければならない、この粘度は２５°
Ｃにおいて約１ｃｐと約２０ｃｐの範囲にあることが好
ましい、乾燥時間は主として溶媒混合物の蒸気圧〜温度
特性に関連している。ベヒクルとしての溶媒の蒸気圧が
大きければ大きい程、乾燥時間は短かくなる。しかしな
がら、もし乾燥時間が短か過ぎると、インクはプリント
ヘッドのノズル中で乾燥してしまいノズルを詰らせる。

これらのビヒクルは染料をプラスチックスの表面中に運
ぶ。溶媒ビヒクルはプラスチックスの種類によって決定
される。溶媒とプラスチックスとの組合せが解決された
後、ビヒクルに適合する染料が選択される。

ビヒクルを最適のものにするためには、プラスチックス
表面に対するインク滴の接触角を検査しなければならな
い、標準的な室温においては、この接触角は約４０〜７
０度の間でなければならない。

もし接触角が約４０度以下であると、インクのドツトの
縁がぎざぎざになる傾向があり印刷の解像度が悪くなる
。接触角が約７０度を超えると、ドツトは非常に小さく
なり、印刷された活字は黒さが不十分であり耐久性（永
続性）が悪くなる。ドツトの接触角が測定する装置は入
手可能であり、たとえばＲａｇｅ−ＨａｒｔによるＮＲ
Ｌ接触角ゴニオメータ−がある。

本発明によるインク熱硬化性材料にも使用できるが、熱
可塑性材料に印刷するために使用されるのが好ましい、
熱硬化性材料におけるクロス・リンキング（ｃｒｏｓｓ
−１ｉｎｋｉｎｇ）のために熱可塑性材料のときよりも
溶媒の浸透がより困難であり非消去性は幾分劣ると思わ
れる。

本発明によるインク組成物はインクジェット印刷によっ
て極めて多様なプラスチックスのマーキングに利用でき
ると期待される。

ト・パラカード社のデスクジェットやシンクジェットペ
ンを使用する。

〔例１〕下記の配合物よりなるインクを使用して、ポリエチレン
テレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）のフィルムに印
刷された。

ジプロピレングリコール　　２．８重量％γ−ブチロラ
クトン　　　　８７．２重量％水　　　　　　　　　　
　　　５．０重量％ＭＯＲＦＡＳＴ　ＩＮＫ　ＢＬＡＣ
Ｋ　Ｂ　　　　　５．０重量％鮮鋭で明瞭な数字および
文字が得られた。

〔例２〕下記の配合物よりなるインクを使用して、ポリカーボネ
ートフィルムに印刷された。

フェノキシエタノール　　　４．３重量％Ｔ−ブチロラ
クトン　　　　８５．７重量％水　　　　　　　　　　
　　　５．０重量％ＭＯＲＰＡＳＴ　ＩＮＫ　ＢＬＡＣ
Ｋ　Ｂ　　　　　５．０重量％鮮鋭で明瞭な数字および
文字が得られた。

〔例３〕もう一つの実験においては、下記の配合物を使用してＡ
ＢＳフィルムに印刷された。

Ｎ−メチルピロリドン　　７９．５５重量％ＮＮフシク
ロヘキシルピロリドン１０．４５重量％水　　　　　　　　　　　　　　　５．００重量％ＭＯ
ＲＦＡＳＴ　ＩＮＫ　ＢＬＡＣＫ　Ｂ　　　　５．００
重量％鮮鋭で明瞭な文字が得られた。

〔例４〕Ｎ−メチルピロリドン　　　　　８０重量％Ｎ−シクロ
ヘキシルピロリドン　１０重量％脱イオン水　　　　　
　　　　　５重量％５ＯＬＶＥＮＴ　ＢＬＡＣＫ　４６
　　　　　　　５重量％（染料５０％と１−プロパツー
ル５０％）上記の配合物が低コストの次のエンジニアリ
ング級熱可塑性プラスチックスに印刷されて下記の結果
が得られた。

ポリカーボネート　　　　　　　　合格〜良好ポリ塩化
ビニル　　　　　　　　　良好〜優秀ＡＢＳ　　　　　
　　　　　　　　　　良好〜優秀ＡＢＳ／ポリカーボネ
ート　ブレンド　良好〜優秀ＰＢＴ　　　　　　　　　
　　　　　　　合格〜良好ＰＥＴＧ　　　　　　　　　
　　　　　　合格〜良好ＡＢＳ　　：アクリロニトリル
ーブタジエンースチレＰＢＴ　　：ボリブチレンテレフ
タレートＡＢＳ／ポリカーボネート　ブレンド（公称　各成分５０重量部の混合物）〔例５〕Ｎ−エチルピロリドン　　　　　７５重量％Ｎ−シクロ
ヘキシルピロリドン　１５重量％脱イオン水　　　　　
　　　　　５重量％５ＯＬＶＥＮＴ　ＢＬＡＣＫ　４６
　　　　　　　５重量％上記の配合物がエンジニアリン
グ級の熱可塑性プラスチックスに印刷されて下記の結果
が得られた。

ポリカーボネート　　　　　　　　合格ポリ塩化物　　
　　　　　　　　　良好ＡＢＳ／ポリカーボネート　ブ
レンド　良好ＡＢＳ　　　　　　　　　　　　　　　良
好〜優秀ＰＢＴおよびＰＥＴＧ　　　　　　　　　　不
合格〔例６］シクロヘキサノン　　　　　　　　７１重量％Ｎ−シク
ロヘキシルピロリドン　　２４重量％５ＯＬＶＥＮＴ　
ＢＬＡＣＫ　４６　　　　　　　　５重量％上記の配合
物がエンジニアリング級の熱可塑性プラスチックスに印
刷されて下記の結果が得られた。

ポリカーボネート　　　　　　　　良好ポリ塩化物　　
　　　　　　　　　合格〜良好ＡＢＳ　　　　　　　　
　　　　　　　良好ＡＢＳ／ポリカーボネート　ブレン
ド　良好〜合格ＰＢＴおよびＰＥＴＧ　　　　　　　　
　　不合格〔例７〕シクロヘキサノン　　　　　　　　９０重量％メチルエ
チルケトン　　　　　　　５重量％５ＯＬＶＥＮＴ　Ｂ
ＬＡＣＫ　４６　　　　　　　　５重量％上記の配合物
がエンジニアリング級の熱可塑性プラスチックスに印刷
されて下記の結果が得られた。

ポリカーボネート　　　　　　　　合格ポリ塩化物　　
　　　　　　　　　良好ＡＢＳ　　　　　　　　　　　
　　　　合格〜良好ＡＢＳ／ポリカーボネート　ブレン
ド　良好ＰＢＴ　　　　　　　　　　　　　　　不合格
〔例８〕ＡＢＳプラスチックスにマーキングするために下記の成
分を含む配合物が使用されて優秀な結果が得られた。

ＭＯＲＦＡＳＴ　ＲＥＤ　１０２　　　　　　　　５重
量％エチレングリコールフェニルエーテル５重量％ γ−ブチロラクトン　　　　　　　７７重量％メチルエ
チルケトン　　　　　　　１０重量％水　　　　　　　
　　　　　　　　３重量％〔例９〕下記の成分を含む配合物ＥＮＤＯＲ３ＩＮＧ　ＩＮＫ　　　　　　　　　　５重
量％エチレングリコールフェニルエーテル５重量％Ｔ−ブチロラクトン　　　　　　　７７重量％メチルエ
チルケトン　　　　　　　１０重量％水　　　　　　　
　　　　　　　　３重量％〔例１０〕下記の成分を含む配合物ＭＯＲＦＡＳＴ　ＡＵＴＯＭＡＴＥ　ＲＥＤ　Ｂ　　　
　　　５重量％エチレングリコールフェニルエーテル４重量％ γ−ブチロラクトン　　　　　　　８１重量％イソプロ
ピルアルコール　　　　　１０重量％［発明の効果］以上の説明より明らかなように、本発明によるインクを
使用すれば、プラスチックスに直接印刷することができ
、加熱およびテンプレートの使用を必要とせず、そして
印刷されたインクは水定着性を有し、また耐汚染性、非
消去性を有する。

Claims

【特許請求の範囲】（１）約１％から約１０％の染料と、約１％から約２５
％の噴射剤と、プラスチクス材料を溶解しまたは浸透す
ると共に前記染料に対する溶媒である有機溶媒とより成
るインク。（２）前記染料は約２重量％から約４重量％
である請求項第１項記載のインク。（３）前記噴射剤は水でありそして約１重量％から約１
０重量％である請求項第１項記載のインク。（４）前記噴射剤は、メタノール、エタノール、１−プ
ロパノール、イソプロパノール、エチルアセテート、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エトキシ
エタノール、プロピレングリコールメチルエーテルより
成るグループから選択された少なくとも１個である請求
項第１項記載のインク。（５）前記有機溶媒は２から４個の成分の混合体である
請求項第１項記載のインク。（６）前記有機溶媒はアルキルグリコールより成るグル
ープから選択され、アルキルは１から約４個の炭素原子
、芳香族炭化水素、アルキルピロリドン、ケトン、ラク
トンを有する請求項第１項記載のインク。