JPH05125319A - ジエツトインクのための腐食防止剤 - Google Patents

ジエツトインクのための腐食防止剤

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JPH05125319A
JPH05125319A JP4097884A JP9788492A JPH05125319A JP H05125319 A JPH05125319 A JP H05125319A JP 4097884 A JP4097884 A JP 4097884A JP 9788492 A JP9788492 A JP 9788492A JP H05125319 A JPH05125319 A JP H05125319A
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ink composition
ink
secondary amine
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diethylamine
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JP4097884A
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Bruce A Lent
エイ.レント ブルース
Nikolay Shevelev
シエベルブ ニコライ
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Videojet Systems International Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/36Inkjet printing inks based on non-aqueous solvents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 インクの印刷特性に悪影響を及ぼすことな
く、インク組成物に接触して置かれた金属の腐食を防止
するのに充分量のジエチルアミン、ジプロピルアミン、
ジイソプロピルアミン、及びジブチルアミンより選ばれ
る第2級アミンを該インク組成物に添加することにより
改良が行われた、インクジェット印刷に適した改良イン
ク組成物、及び該第2級アミンを充分量加えることより
なる、通常は金属腐食性のインクジェット印刷に適した
インク組成物の腐食性を減少させる方法。 【効果】 本発明のインクジェット組成物は、インクの
印刷特性、および物理化学的特性に悪影響を及ぼすこと
なく、インク組成物に接触して置かれた金属の腐食を防
止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は概して腐食防止剤の分
野、並びにインクジェット印刷組成物の分野に関する。
特に、本発明は腐食防止剤を含有するインクジェット印
刷組成物に関する。
【0002】
【従来技術】インクジェット印刷は、プリント装置と印
刷された文字を固着させる基質間の接触なしに印刷を行
う方法で、良く知られた技術である。当該非接触印刷技
術は、例えば飲料容器の底等、不規則な形状を有する表
面に文字を印刷するのに特に適している。
【0003】インクジェット印刷を行うための一つの技
術を簡単に言えば、インク小滴の流れを印刷表面に発射
させ、小滴の流れの方向を電気的に調整し、インク小滴
が比較的可動性の基質上に所望のプリント画像を形成す
るようにすることである。また、インクジェット印刷の
もう一つの技術は、比較的可動性の基質上に一連の穴か
ら要求に応じてインク小滴を向かわせることである。
【0004】一般に、インクジェット印刷技術はインク
組成物に厳しい要求を課している。ジェットインクとし
て好適に使用されるには、インク組成物成分の粘度、耐
性、溶解性、相溶性、および基質の濡れ性に関するいく
つかのまたは全ての要求を満たしていなければならな
い。さらにインクは、速乾性かつ防汚性であり、目詰ま
りを起こすことなくインクジェットノズルを通過でき、
最小の労力でプリント機械構成部品から速やかに除去さ
れなければならない。
【0005】金属部の腐食は、インクジェット印刷分野
を含め、多くの産業分野に存在する問題である。これま
で、印刷インクが接触するインクジェット印刷装置金属
部の腐食を過度に促進しないインクジェット印刷組成物
を開発することは困難であった。金属腐食を最少限にす
るという点から見て使用可能なインクジェット組成物を
作るために、各々特定のインクジェット組成物を調製す
る際にはかなりの時間と労力を費やさなければならない
ことが多かった。
【0006】それゆえ、インクジェット組成物のような
非水性液体に含有させることのできる腐食防止剤、すな
わち、インクジェット組成物に接触する金属部の腐食を
抑制する一方、インクジェット組成物自体の特性には悪
影響を及ぼさない腐食防止剤への要求があった。周知の
ように、インクジェット組成物は、電気伝導度、音速、
粘度といったような多くの特別な物理化学特性に関する
非常に特異的で厳しい要求を満たさなければならない。
もし、腐食防止剤が上記特性のいずれかに影響を及ぼす
ものであった場合、インクジェット組成物を、再度多大
なる時間と労力を要して再調製をしなければ使いものに
ならないものにするかもしれないのである。
【0007】そのような物理化学パラメーターの厳密な
制御を必要としない分野における一般的用途に対して
は、ジアルキルアミン、その誘導体、及びその塩を含む
多くの組成物が、腐食防止剤として使用されてきた。例
えば、U.S.特許第4.975,211 号は潤滑油における腐食防
止剤としてホウ酸アルキルカテコールのジエチルアミン
複合体(diethylamine complexes of borated alkyl cat
echols) の使用を開示している。また亜鉛二塩基酸塩ジ
エチルアミン(zincdibasate diethylamine)のような化
合物を使用する有機二酸のアミン複合亜鉛塩(amine-com
plexed zinc salts of organic diacids) がU.S.特許第
4,774,345 号に開示されている。U.S.特許第4,748,011
号は天然ガス組成物における腐食防止剤としてジエチル
アミンやジプロピルアミンのようなアミンの使用を開示
している。U.S.特許第4,744,913 号は航空機の防氷およ
び凍結防止剤における腐食剤としてジプロピルアミンお
よびジブチルアミンの使用を開示している。また、U.S.
特許第4,698,279 号は、磁気層の腐食抵抗性を向上させ
るために、磁気記録テープのバックコーティング層に、
ジイソプロピルアミンを使うことを開示している。
【0008】ジイソプロピルアミン亜硝酸塩はU.S.特許
第4,677,177 号では、錆防止剤における腐食防止剤とし
て開示されている。ジエチルアミン付加有機リン酸 (or
ganic phosphate adducts with diethylamine)は、U.S.
特許第4,584,175 号では、保護される金属物を覆うため
のプラスチックシートに使用されて、マグネシウムおよ
びその合金に対しても腐食防止作用を持つと論じられて
いる。U.S.特許第4,501,674 号は、未精製油添加物と併
用して、腐食を抑制するための酵素系で用いる補助剤と
してジエチルアミンを開示している。ジエチルアミンは
またU.S.特許第4,455,247 号に示されるように、吸収冷
却システムにも使用される。U.S.特許第4,433,127 号は
銅および他の金属を腐食から保護するのに有効な室温硬
化性シリコン組成物を開示しており、該組成物はジブチ
ルアミンを任意に含有する。
【0009】U.S.特許第4,342,596 号は、非石油ベース
の金属腐食防止剤として使用される金属腐食防止組成物
における、ジイソプロピルアミンの使用を開示してい
る。ジイソプロピルアミンはまた、U.S.特許第4,338,20
9 号で開示されているように、当該特許に開示された金
属腐食防止剤と併用して冷却水に使用される。U.S.特許
第4,295,979 号はガス井の腐食防止剤に使用されるアル
キルポリスルフィドに取り込まれると思われる活性剤と
してのジエチルアミンの使用を開示している。U.S.特許
第4,253,886 号によると、ジイソプロピルアミン亜硝酸
塩はまた、耐腐食性強磁性金属粉末の製造に使用される
揮発性腐食防止剤として使用される。U.S.特許第4,204,
972 号はドイツ国出願公開第2,532,228 号に言及しつ
つ、ジブチルアミンのようなジアルキルアミンは腐食を
防止することが知られていると単に述べているにすぎな
い。
【0010】二酸化炭素推進燃料中における二置換低級
アルキルアミンの腐食防止剤としての使用がU.S.特許第
4,161,458 号に論じられている。ある腐食防止塩を形成
するにあたり、ジエチルアミン、ジプロピルアミン等の
アミンを使用することがU.S.特許第4,101,328 号に論じ
られている。腐食防止剤としてジエチルアミン塩を含有
するボールペンインクがU.S.特許第4,077,807 号及び第
4,077,727 号に開示されている。U.S.特許第3,964,927
号は二酸化鉛−亜鉛再充電型電池及びバッテリーに使用
される電解質における腐食防止剤としてのジブチルアミ
ンの使用を開示している。ジブチルアミンピロリン酸塩
がU.S.特許第3,935,125 号に開示されているように、水
系における腐食防止剤として使用されている。U.S.特許
第3,925,223 号は油圧液における腐食防止剤としてジプ
ロピルアミン及びジブチルアミンの使用を開示してい
る。ジイソプロピルアミン亜硝酸塩はU.S.特許第3,891,
470号において、腐食防止紙に使用されている腐食防止
剤として開示されている。
【0011】ジエチルアミン、ジプロピルアミン、及び
ジブチルアミンの如きジアルキルアミンが、直接あるい
は塩、誘導体、または複合体として長年にわたり前述の
ように腐食防止組成物に使用されてきたにもかかわら
ず、そのようなアミンがインクジェット組成物における
腐食防止のために使用されたことはなかった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、上記各分野において腐食防止剤として使用されてき
たジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピル
アミン、またはジブチルアミンから選択されるジアルキ
ルアミンを、インクジェット用インク組成物の腐食防止
剤として利用することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】本発明者らは、ジエチルアミン、ジプロピ
ルアミン、ジイソプロピルアミン、またはジブチルアミ
ンを非水系のインクジェット印刷組成物に含有させた場
合、該アミンが、該インク組成物に接触して置かれたス
テンレス鋼の如き金属の腐食を、インクジェット組成物
の物理化学特性に本質的に何ら影響を及ぼすことなく防
止するのに充分なレベルで該組成物に導入されうること
を驚くべきことに初めて発見し、本発明を完成した。イ
ンクジェット組成物の物理化学的特性に何ら重大な影響
を及ぼすことなく、腐食を防止するに足る量のアミンを
添加できることは、インク組成物を完全に再組成するこ
となく、以前に組成されたインクジェット組成物に耐腐
食性を付与できるので大いに意義深い。
【0014】本発明は、インクの印刷特性に悪影響を及
ぼすことなく、該インクの腐食性を減少させるに充分な
量のジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピ
ルアミン、またはジブチルアミンから選択されるジアル
キルアミンを含有させて成る、改良インクジェット用イ
ンク組成物を提供するものである。
【0015】上述したように、本発明はインクジェット
組成物に接触する金属の腐食を促進する傾向が少ないイ
ンクジェット組成物を提供するものである。特定の第2
級アミン腐食防止剤の使用により、インクの密着性およ
び乾燥時間のようなインクジェット用インク組成物の有
益な特性に影響を与えずにおくことが可能である。ま
た、本発明において使用される腐食防止剤はインクジェ
ット組成物の重要な物理化学特性に実質的に影響を及ぼ
すことがないので、インクの安定性を損ねることもな
い。
【0016】従って、ジエチルアミン、ジプロピルアミ
ン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、またはこ
れらの混合物から成る群から選択される第2級アミンの
腐食を減少させる量を添加することにより、通常は腐食
性のインクジェット用インク組成物に腐食抑制、または
実質的に非腐食性が付与される。染料や電解質のような
インクジェット組成物成分から発生する塩素に曝される
ためにおこる腐食を受けやすいインクジェット印刷装置
の金属部の腐食が、インクジェット組成物にそのような
第2級アミンを使用することにより軽減されるか、また
は防止される。代表例として、インク組成物中の第2級
アミンの量は、インク組成物全重量に対し、その約0.
1〜約10.0重量%、好ましくは約0.5〜約2.0
重量%、より好ましくは約1.0〜約1.5重量%であ
る。
【0017】本インクジェット組成物はキャリアーおよ
び該キャリアーに溶解または分散され得る着色料を含
む。着色料の代表例としては、染料または顔料が挙げら
れる。
【0018】本インクジェット組成物はまた、印刷画像
と印刷が施される基質面との密着性を向上させるため、
ビニルアセテート共重合体の如き樹脂バインダー成分を
含有してもよい。そのような種々の樹脂バインダーはU.
S.特許第4,210,566 号、同 4,260,531号、同 4,567,213
号、及び同 4,070,322号に記載されたものが使用され
る。有用な樹脂バインダーはキャリアーに溶解する樹脂
である。
【0019】好ましい樹脂バインダーは、U.S.特許第4,
834,799 号に開示されたような、pendant アミノ基を有
するものである。インクジェット用インク組成物に有用
な樹脂の一例としては、JONCRYL (登録商標)として市
販されているものが挙げられ、これはアクリル酸とメタ
クリルまたはアクリルエステルとの共重合体である。
【0020】本発明の組成物における樹脂バインダーの
量は厳密ではなく、組成物全重量に対し、約5〜約20
重量%、好ましくは、約9〜約12重量%、より好まし
くは約9〜約10重量%である。
【0021】また、種々のキャリアーが利用される。キ
ャリアーは、存在するならば、着色料を溶解または分散
でき、バインダー樹脂を溶解できるものである限り特に
限定されない。一つの基本的なキャリアーの代表例は、
各々が好ましくは炭素数10以下の低級アルコールおよ
び低級ケトンの混合物である。使用可能な代表的アルコ
ールは、メチルアルコールである。本発明において有用
なケトンはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトンのような、直鎖または分岐鎖状の炭素数1
0以下の脂肪族ケトン、またはシクロペンタノン、シク
ロヘキサノンのような脂環式ケトン、または炭素数10
以下の他の脂環式ケトンである。
【0022】通常使用されるキャリアーの量は、組成物
全重量に対して約40〜約90重量%、より好ましくは
約65〜約85重量%である。
【0023】適切な着色料としてはソルベントブラック
7やソルベントブルー36染料のような溶剤に溶解また
分散され得るカーボンブラックまたは染料組成物があ
る。好ましいソルベントブラック7染料の代表例は、AT
LASOL spirit nigrosine B base の如き染料である。当
業者であれば、カラーインデックスガイドに掲載されて
いる情報を参考に他の使用できる染料を確認することが
できるだろう。
【0024】本発明を実施する際に使用される着色料の
量は厳密ではなく、比較的広い範囲内で変更することが
できる。一般に、組成物中に存在する着色料は、インク
組成物全重量に対して約0.5〜約5重量%、好ましく
は約1.5〜約2.5重量%である。
【0025】任意に含有される、適切な伝導度調節成分
は、とりわけアルカリ金属およびアルカリ土類金属のハ
ロゲン化物、硝酸塩、チオシアン酸塩、酢酸塩、プロピ
オン酸塩、およびアミン塩のような溶解性イオン化塩で
ある。当該塩の一例はリチウム硝酸塩である。当該塩の
組成物中における量は、代表的には、組成物全重量に対
して約0.1〜約2重量%、好ましくは約0.3〜約
0.8重量%である。
【0026】本発明の実施に必須ではないが、本発明の
インク組成物は、溶剤の蒸発を遅延させる目的から蒸発
遅延剤をもまた含有させて調製することができる。当該
蒸発遅延剤は、インクジェット印刷組成物に従来より使
用されているものである。代表的な蒸発遅延剤には、グ
リコールエーテル、グリコールエステル、またはそれら
の混合物が含まれるが、ジエチレングリコールモノエチ
ルエーテルが特に好ましい。
【0027】蒸発遅延剤の組成物中における量は、代表
的には、組成物全重量に対して約10重量%以下、好ま
しくは約2〜約4重量%である。
【0028】当業者には周知のように、液体インク組成
物に所望の特性を付与するために、本発明のインク組成
物にひとつまたはそれ以上の界面活性剤を含有させてイ
ンク組成物を調製することもできる。好ましい界面活性
剤として、"FLUORAD FC 430"に代表されるフロロ化アル
キルエステルのような非イオン性界面活性剤が挙げられ
る。
【0029】インクジェット用インクはインクの電気抵
抗率を調整するために抵抗率調節剤のような種々の他の
任意の成分を含有してもよい。インクの特定の抵抗率を
調整する為に電解質を加えてもよい。使用できる電解質
としては、ジメチルアミン塩酸塩およびヒドロキシルア
ミン塩酸塩がある。
【0030】インクジェットチップの乾燥を防ぐため
に、エチレングリコールまたはプロピレングリコールメ
チルエーテル等の湿潤剤を添加することもまた好まし
い。少量の有機助溶剤がまた乾燥時間の改善および表面
張力の軽減のために添加されることもある。適切な助溶
剤としては、n−メチル−2−ピロリドンおよびブタノ
ールがある。他の常用成分もまた本インクジェット用イ
ンク組成物に使用される。
【0031】実際、インクジェット印刷は紙、ガラス、
金属およびプラスチックのようないくつかの異なったタ
イプの基質に使用される。
【0032】一般に、本発明のインク組成物はインクジ
ェット印刷システムに適用するための次のような特性を
有するものである:(1) 25℃における粘度が約1.6
〜約7.0センチポイズ、(2) 電気抵抗率が約50〜約
2000ohms−cm、(3) 音速が約1200〜約1
700m/秒、および(4) 表面張力が28ダイン/cm
以下。
【0033】第2級アミン腐食防止剤が使用されうる特
に有用なインクはU.S.特許第4,892,775 号に開示されて
いるものである。
【0034】上記に本発明の基本概念を記載してきた。
次に様々な基質へのインクジェット印刷に有効な本発明
のインク組成物を示す以下の実施例によって本発明を説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【0035】
【実施例】
実施例1 メチルエチルケトン(キャリアー) 39.35 メタノール(キャリアー) 24.63 ジメチルアミン塩酸塩(電解質) 0.8 H8-370 Polymer(Videojet Systems) * 26.72 プロピレングリコールモノメチルエーテル (湿潤剤) 4.1 FC430 (10% MEK中) (3M Co.) (界面活性剤) 0.9 Plasticizer 8 (Monsanto)(可塑剤) 0.5 Solvent Black 7 (Atlantic Dye Co.) (染料) 2.0 ジエチルアミン (Aldrich) (防止剤) 1.0 計 100.00
【0036】* H8-370 Polymer(Videojet Systems) は
U.S.特許第4,834,799 号に詳細に記載されている。
【0037】本実施例のインクジェット用インク組成物
をステンレス鋼プレート及びプリンター部へ接触させて
置いた場合は実質的に何らの腐食も起こらないが、ジエ
チルアミンを含有しない同一の組成物はステンレス鋼に
深い窪みおよび顕著な変質を起こさせる。
【0038】実施例2 メチルエチルケトン(キャリアー) 38.1 メタノール(キャリアー) 28.5 ヒドロキシルアミン塩酸塩(電解質) 1.0 Joncryl 67 (Johnson Co.)(バインダー樹脂) 4.0 Varcum 8357 (BTL Co.) (フェノール樹脂) 13.0 プロピレングリコールメチルエーテル (湿潤剤) 5.0 N−メチル−2−ピロリドン(助溶剤) 2.0 Santicizer 8 (Monsanto) (可塑剤) 2.0 FC-430 (3M Co.) (界面活性剤) 1.0 BYK 065 (消泡剤) 0.9 Solvent Black 5 (Atlantic Co.) (着色剤) 3.0 ジエチルアミン (Aldrich Corp.) (防止剤) 1.5 計 100.00
【0039】本実施例のインクジェット用インク組成物
をステンレス鋼プレート及びプリンター部へ接触させて
置いた場合は実質的に何らの腐食も起こらないが、ジエ
チルアミンを含有しない同一の組成物はステンレス鋼に
深い窪みおよび顕著な変質を起こさせる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース エイ.レント アメリカ合衆国、イリノイ州、オーク パ ーク、ノース リツジランド アベニユー 600 (72)発明者 ニコライ シエベルブ アメリカ合衆国、イリノイ州、リバー フ オレスト、ハーレム アベニユー 1510

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクの印刷特性に悪影響を及ぼすこと
    なく、インク組成物に接触して置かれた金属の腐食を防
    止するのに充分量のジエチルアミン、ジプロピルアミ
    ン、ジイソプロピルアミン、及びジブチルアミンより選
    ばれる第2級アミンを該インク組成物に充分量添加する
    ことにより改良が行われた、インクジェット印刷に適し
    た改良インク組成物。
  2. 【請求項2】 第2級アミンがジエチルアミンである請
    求項1記載のインク組成物。
  3. 【請求項3】 第2級アミンがジプロピルアミンである
    請求項1記載のインク組成物。
  4. 【請求項4】 第2級アミンがジイソプロピルアミンで
    ある請求項1記載のインク組成物。
  5. 【請求項5】 第2級アミンがジブチルアミンである請
    求項1記載のインク組成物。
  6. 【請求項6】 通常は金属に対して腐食性を有するイン
    クジェット印刷に適したインク組成物に、該インク組成
    物に接触して置かれた金属に対する腐食性を防止するの
    に充分量のジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソ
    プロピルアミン、及びジブチルアミンより選ばれる第2
    級アミンを該インクの印刷特性に悪影響を及ぼすことな
    く添加することから成る、インクジェット印刷に適した
    インク組成物が有する腐食性を減少させる方法。
  7. 【請求項7】 第2級アミンがジエチルアミンである請
    求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 第2級アミンがジプロピルアミンである
    請求項6記載の方法。
  9. 【請求項9】 第2級アミンがジイソプロピルアミンで
    ある請求項6記載の方法。
  10. 【請求項10】 第2級アミンがジブチルアミンである
    請求項6記載の方法。
  11. 【請求項11】 キャリアー、該キャリアーに溶解また
    は分散し得る着色料、及びインク組成物に接触して置か
    れた金属に対する該インク組成物の腐食性を減少させる
    のに充分量のジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイ
    ソプロピルアミン、及びジブチルアミンより選ばれる第
    2アミンから成るインクジェット印刷に適したインク組
    成物。
  12. 【請求項12】 該キャリアーに溶解する樹脂バインダ
    ーをも含む請求項11記載のインク組成物。
  13. 【請求項13】 該キャリアーが低級アルコールおよび
    低級ケトンから成る請求項12記載のインク組成物。
  14. 【請求項14】 伝導性制御成分および乾燥制御成分を
    さらに含む請求項13記載のインク組成物。
  15. 【請求項15】 該伝導性制御成分が可溶性イオン化塩
    から成る請求項14記載のインク組成物。
  16. 【請求項16】 該乾燥制御成分がグリコールエーテル
    類からなる群から選択される請求項14記載のインク組
    成物。
  17. 【請求項17】 25℃における粘度が約1.6〜約
    7.0センチポイズ、電気抵抗率が約50〜約2000
    ohms−cm、表面張力が28ダイン/cm以下、適
    当なノズル共鳴を確保する音速が約1200〜約170
    0m/秒である請求項11記載のインク組成物。
  18. 【請求項18】 該ケトンがアセトン、メチルイソブチ
    ルケトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、及
    びシクロヘキサノンから成る群から選択される請求項1
    3の記載インク組成物。
  19. 【請求項19】 該アルコールがインク組成物全重量に
    対し、約10〜約50重量%、該ケトンがインク組成物
    全重量に対し、約50〜約10重量%である請求項13
    の記載インク組成物。
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