JPH06507305A - インキジェット組成物およびインキジェット法 - 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】 インキジェット組成物およびインキジェット法本発明は、組成物および該組成物 を使用するための方法、特に溶剤またはキャリヤー媒体としてのアセトンを含有 するインキおよびインキジェットプリンタを使用してインキ組成物で画像を印刷 するための方法に関する。

本発明の背景： インキジェットプリンタの多数の種類は、インキ組成物を支持体の広い範囲に塗 布するために使用されている。多くの場合、インキは、有機溶剤中、特にＭＥＫ 中の溶液または懸濁液の形で得られる。ＭＥＫの使用により、インキジェットプ リンタ中での使用に特に適するインキが得られるが、それというのも、該ＭＥＫ が、直ちに射出することができ、多くのプラスチック支持体に対して攻撃的であ り、したがって、印刷された画像が支持体に堅固に付着し、かつ迅速に乾燥し、 また、印刷された画像が、滲みまたは染みに抵抗し、したがって、印刷された支 持体をほとんど印刷直後に取り扱うことができるようにするインキを生じるから である。更に、ＭＥＫは、染料およびインキ組成物中で使用された他の成分のほ とんどを直ちに溶解し、この場合、プリンタは、インキ組成の広い範囲を使用す る自由を生じる。

ＭＥＫの使用における多（の技術的利点にもかかわらず、ＭＥＫにより、ＭＥＫ を吸入するかまたは皮膚と接触させた際に健康に対する危険（ｈｅａｌｔｈ　ｈ ａｚａｒｄｓ）が存在するという重大な問題が生じる。ＭＥＫの使用は、環境の 見地からますます認容することができなくなっており、したがってコーディング または他の印刷法を直接食品に適用することができない。

それ故、低級アルカノールまたは水およびその混合物を、食品に適用すべきイン キのための溶剤またはキャリア媒体として使用することが提案された。この種の 溶剤またはキャリア媒体は、ＭＥＫと関わる生理学的問題を減少させるかまたは 回避させるけれども、溶剤またはキャリアとしての水を使用するインキ調製物は 、緩徐に乾燥する。乾燥時間を認容できるレベル、典型的には５秒未鵬に減少さ せようと試みる場合には、水はアルコールと混合された。しかし、アルコールの レベルを５０重量％を超えて増大させた場合には、一定の常用される染料が組成 物から沈殿するという問題が生じた。更に、アルコールの存在により、印刷され た液滴は支持体上への拡散を惹起し、したがって認容できない画像が生じる。

拡散の問題を減少させるように試みた場合には、多数の添加剤、例えばシリコー ン、界面活性剤および食用油がインキ組成物に添加されたが、しかし成功しなか った。意外なことに、アセトンは、食品に適用すべきインキ組成物に溶剤または キャリヤー媒体として使用するのに特に好適であり、かつこのような溶剤は、水 、アルコールおよび他の生理的に認容性の溶剤と関わる数多くの問題を減少させ ることが見い出された。

発明の概要： 従って、本発明は、キャリア媒体中に溶解されるかまたは分散される画像形成成 分を有する、インキジェットプリンターのノズルを通しての塗布に適当な食用イ ンキ組成物を提供することであり、この場合、このキャリア媒体は、アセトンか らなることによって特徴付けられる。

アセトンは、画像形成成分にとって唯１つの溶剤またはキャリヤーであることが できる。しかし、アセトンを水または生理的に認容性の有機溶剤、例えば低級ア ルカノールもしくは低級アルキルカルボン酸の低級アルキルエステルとの混合物 で使用することは、好ましい。

本発明によるインキ組成物は、有利に２５℃で４０Ｃｐｓ未満の粘度、例えばＩ ＱＣｐｓ未満、特に１〜６Ｃｐｓの粘度を有し、望ましい粘度は、しばしば溶剤 混合物の選択および／またはセルロース系薬剤もしくは他の増粘剤の添加によっ て達成することができる。また、増粘剤は、インキジェットプリンターのインキ 組成物中に典型的に存在する結合剤または皮膜形成剤として、印刷された液滴に ある程度の耐摩耗性および／または耐水性を与えるために役立つこともできるア ルカノールおよび／またはアルキルエステルが存在する場合には、アルカノール およびエステル中のアルキル部分は、有利に１〜５個の炭素原子、有利に１〜３ 個の炭素原子を有し；かつアルカノールおよびエステル双方の炭素原子の全体数 は５〜８である。

溶剤は、重量比９：１〜に９、特に３：１〜１：１のアセトンと水、有利に脱イ オン水または蒸留水との混合物であるのが好ましい。他の溶剤またはキャリヤー は、存在する場合には、全部の溶剤またはキャリヤー媒体に対して３０重量％未 満で存在するのが好ましい。

また、本発明の組成物は、溶剤／キャリア媒体中に溶解されるかまたは分散され る画像形成成分を含有する。この画像形成成分は、画像を支持体上に形成すると いう目的に関連して任意の適当な形を有するものであってよい。従って、この成 分は、紫外線光下で蛍光を発するかまたは電磁読み取り機によって検出すること ができるものであることができる。しかしながら、この成分は、可視的画像を支 持体上に形成させるもの、例えば染料または顔料であることが好ましい。便宜上 、本発明は、以下、染料に関連して記載される。

有利に、画像形成成分は、溶剤媒体に溶解され、溶剤媒体は、主として水および アセトンからなる。便宜上、本発明は、以下、溶剤媒体中の画像形成成分の溶液 に関連して記載される。

本発明で使用するための染料は、水性のエタノール、エステルまたは他の溶剤中 で形成させることができ、この溶液は、任意の適当な混合技術を用いて本発明の 使用のために溶剤中に配合される。また、この染料は、溶剤中に染料それ自体と して使用することができる粒状の固体または顔料の形で入手することもできる。

適当な染料の多くの形、特に水溶性の食品用銘柄の染料は、市場で入手可能であ り、かつ該染料の市場で入手可能な純度で使用することができる。しかしながら 、幾つかの市販の染料は、増量剤および染料分子中のスルホン酸または他の酸基 の中和からの残留塩を含有している。前記の物質および他の物質５重量％未満を 含有する染料を使用することは、有利であり、この場合には、存在しつる溶剤を 除くものとする。

また、インキ組成物が、支持体へのインキ液滴の付着力を助成し、乾燥した液滴 に摩擦および乾燥した液滴と接触する水または他の溶剤の作用に抗する保護の手 段を得るために、１つまたはそれ以上の皮膜形成樹脂を含有することは、好まし い。典型的には、この種の樹脂は、インキジェットプリンターのインキ組成物中 で常用のものとしての有機樹脂であり、かつ例えばアクリル共重合体、ロジンエ ステル、セラック、ポリビニルエステル、ケトン樹脂、尿素アルデヒド樹脂、塩 化ビニル／ビニルエーテルまたは酢酸ビニル共重合体、セルロースエーテルおよ びエステル、ポリアミド樹脂、スチレン／マレイン酸塩樹脂、ポリビニルピロリ ドン樹脂、ビニルピロリドン／酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン樹脂、メラミ ン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂および放射線硬化可能なアク リレート樹脂を包含する。このような樹脂は、その商業的に入手可能な形で使用 することができる。インキ組成物を食品に使用することができる場合には、セラ ックまたはセルロース誘導体を樹脂として使用するのが好ましい。

本発明に使用するためのインキ組成物は、インキ組成物の全重量に対して、染料 ０．１〜２０重量％、有利に１〜６重量％、特に５重量％未満；および結合剤ま たは皮膜形成成分０．０５〜４０重量％、有利に０．１〜２０重量％を含有する ことは、好ましい。

インキを、連続インキジェットプリンタにより塗布すべき場合には、通常、アセ トン対水の重量比３：１〜１：１を含有する溶剤混合物を使用することが、好ま しい。また、通常、１つまたはそれ以上のイオン性成分を、インキ中に配合する ことが必要であり、したがって、インキは、インキ中に誘導すべき電荷を受入れ るのに十分な導電性を有することになる。典型的には、１ｃｍ当り５００〜２５ ００マイクロジーメンス、有利に７５０〜１２５０マイクロシーメンスの導電率 を有するインキ組成物を使用することは、望ましい。このことは、付加的に、例 えば染料中の塩または染料自体のような１つまたはそれ以上の望ましい成分中に 存在していてもよい、インキ中への１つまたはそれ以上のイオン性物質の配合に よって達成される。添加することができる適当な塩は、食用または食品銘柄の有 機酸、例えば酢酸、乳酸またはプロピオン酸、または無機酸、例えば塩酸、硫酸 または燐酸のアンモニウム、ナトリウムまたはカリウム塩を包含する。また、イ ンキ組成物の成分のアンモニア化は、組成物中で必要とされた導電性の少なくと も一部分を得るために使用することができる。このようなアンモニア化された成 分は、しばしば、直ちに溶剤に溶解するが、しかし、印刷された液滴からのアン モニアの損失により水不溶性の形に回復し、それによって、該成分は、向上した 耐水性の性質を有する印刷された液滴を提供する。

アンモニア化すべき該成分が結合剤、特に１つまたはそれ以上のカルボン酸基を 有する有機樹脂、例えばセラックであることは、好ましい。

本発明で使用するためのインキ組成物は、任意の適当な方法、例えば１つまたは それ以上の溶剤中の成分の溶液を一緒に混合し、次にこの混合物を別の溶剤を用 いて望ましい濃度に希釈することによって得ることができる。

更に、本発明は、インキ組成物をインキジェットプリンターのノズルオリフィス を通じて塗布することによって特徴付けられる、本発明によるインキ組成物を用 いて画像を印刷する方法を提供する。

インキジェットプリンターは、支持体上に所望の画像を形成させるために支持体 上の個々に選択された位置にインキの離散した液滴を塗布するような非接触型プ リンターである。インキジェットプリンターは、ドロップオンデマンド（ｄｒｏ ｐ　ｏｎ　ｄｅｍａｎｄ）型を有することができ、この場合インキの離散した液 滴は、支持体が通過するノズル配列から噴出され、その際ノズルは、望ましい周 波数および支持体上に望ましい画像を形成するのに望ましい程度に活性化される 。従って、このプリンターは、コンピュータの制御下に作動されるバルブ装置ま たはノズルから液滴を噴出するために必要とされるノズルにインキを流すことが できるようにするようなものにより圧力下でインキがノズルに流れるようなもの であることができる。選択的に、インキは、電圧がインキの液滴を室へのノズル 出口から噴出するように結晶に印加される場合に、室の形を変える圧電性結晶を 備えたインキ室に供給することができる。便宜上、プリンターのこのような型は 、一般に、以下、ドロップオンデマンドインキジェットプリンターとして記載さ れる。

選択的に、液滴は、インキが、溜めからインキの噴出を形成するためのノズルを 通して圧力下に供給される連続インキジェットプリンタとして公知であるものに よって塗布することができる。この噴出は、インキに振動または圧力パルスを供 給することによってばらばらにした実質的に均一な大きさの間隔を開けた液滴に 離散させる。このことは、圧電性結晶を用いてノズルまたはノズル集成装置を振 動させることによるかまたは振動プローブ、例えば圧電性結晶棒をインキそれ自 体の中に浸漬することによって達成することができる。このインキは、液滴中に 離散させる前のインキジェットと、電荷電極との間に電圧を印加させることによ って荷電され、したがって、各液滴は、公知の電荷を運搬する。次に、荷電され た液滴は、該液滴が、該液滴の飛行の直線から、使用された偏向場によって偏向 される偏向電場を通過する。偏向の程度は、液滴がプリンターを通過した支持体 に衝突し、かつ電荷および／または偏向場が、液滴を支持体上の望ましい位置に 向くように変えられる点を定めることになる。印刷すべきでない液滴は、偏向さ れないが、しかし、回収器またはタンク中に捕集され、かつ再使用のためインキ 溜めに返送される。このようなインキジェットプリンターは、一般に、連続的イ ンキジェットプリンターとして、以下に記載される。

プリンタの上記型の多くの形は、公知であり、かつ商業的に入手可能であり、か つ変更なしに本発明による方法に使用することができる。

上記したように、本発明による組成物は、食品または食品用包装品上に画像を印 刷するのに使用するために殊に好適である。それというのも、溶剤は、食用であ り、実際にヒトの代謝回路の一部を形成するからである。従って、アセトン溶剤 の有用な利点を達成することを保証するために食品銘柄であるかまたは食用であ る成分を組成物中に使用することは、好ましい。

本発明のインキ組成物および商業的に入手できる連続的インキジェットプリンタ による該組成物の塗布は、以下の実施例中での説明によって記載され、この場合 、全ての部および百分率は、別記しない限り、重量についての記載である： 例　１　： インキ組成物を、アセトン（７１，１部）を脱イオン水（２５部）と混合し、染 料エリトロシン（Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ）　Ｅ　１２７　（２部）およびパテ ントブルー（Ｐａｔｅｎｔ　ｂｌｕｅ）　Ｖ　Ｅ　１３１　（０，２部）を添加 し、かつ全ての染料が溶解するまで室温（２０℃）で撹拌した。この混合物の粘 度を商標Ｋｌｕｃｅｌ　ＥＦで販売されているヒドロキシプロピルセルロース（ １，７部）を撹拌しながら添加することによつて２０℃で３〜４Ｃｐ　ｓに調節 した。

生じるインキの導電率は、１ｃｍ当たり１１５０〜１２５０マイクロシーメンス の範囲内にあった。インキ組成物は、ドロップオンデマンドプリンターまたは連 続的ジェットプリンターを通して塗布することができ、急速に乾燥する液滴を生 じ、評価できる種度には拡大しなかった。実際に、インキ組成物中のアセトンの 全部は印刷された液滴から蒸発し、食用物質を含有する固体の印刷された液滴を 生じた。アセトンは、ヒトの代謝回路中に包含された１つの物質であるので、イ ンキ組成物は、直接に食品、例えば卵、果実、パイおよび練り粉薬子ならびにこ れらの食品および他の食品のための包装に使用することができる。

例　２　二 例１の方法を繰り返したが、しかし、水量を１８部に減少させ、かつアセトンの 量を７６部に増大させた。インキは、例１の場合と同様に印刷することができた が、しかし、室温で３日間静置した場合にエリトロシン染料を沈殿させる傾向を 示した。これとは異なり、例１の組成物は少なくとも３週間に亘って安定であイ ンキ組成物を、アセトン（４６，８部）、脱イオン水（２１部）およびアンモニ ア（１０％の水溶液、４部）を室温で一緒に混合することによって得た。染料エ リトロシンＥ１２７　（２部）およびパテントブルーＶ　Ｅ１３１　（０，２部 ）をこの混合物に添加し、かつ撹拌して溶解した。セラック（エタノール中の５ ０％溶液）を添加し、かつ撹拌して溶解した。固体セラックをエタノール溶液の 代わりに使用した場合には、アセトン／水／アンモニア混合物への溶解は、緩慢 であり、エタノール１０〜２０部が溶剤混合物中に存在しない場合には、不完全 であった。

生じるインキは、連続的ジェットプリンターのノズルを通して塗布することがで き、５分間を超えて沸騰水に耐える良好な印刷画像を生じた。また、インキの全 成分が食用であるかまたは食品銘柄であるので、印刷された液滴は、直接食品に 塗布することができる。

１ｍｍＡ−−Ｎｓ　ＰＣＴ／ＧＢ　９２１００２７７国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ，ＳＮ、　 ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ ３，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、　ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　Ｌ Ｕ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＰＬ、　ＲＯ、ＲＵ、ＳＤ、 ＳＥ、　ＵＳ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．食用インキがキャリヤー媒体に溶解されたかまたは分数された画像形成成分 を有する、インキジェットプリンターのノズルを通して塗布するのに適当な食用 インキ組成物において、キャリヤー媒体がアセトンからなることを特徴とする、 食用インキ組成物。
2. ２．アセトンが水または生理的に認容性の有機溶剤との混合物で使用される、請 求の範囲１記載の組成物。
3. ３．有機溶剤が低級アルカノールおよび／または低級アルキルカルボン酸の低級 アルキルエステルである、請求項２記載の組成物。
4. ４．アルカノール中および／またはエステル中のアルキル部分は、１〜５個の炭 素原子を有する、請求の範囲３記載の組成物。
5. ５．アルキル部分が１〜３個の炭素原子を有し；かつアルカノールおよびエステ ル双方の炭素原子の全体数が５〜８である、請求項４記載の組成物。
6. ６．水がアセトン１：９〜９：１重量部で存在する、請求項２記載の組成物。
7. ７．皮膜形成樹脂を有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の組成物 。
8. ８．インキジェットプリンターを使用して支持体に画像形成組成物を塗布する方 法において、組成物が請求項１から７までのいずれか１項に記載のものであるこ とを特徴とする、画像形成組成物の塗布方法。