JPH0781107B2 - インク配合物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は可塑性ビニール基板に対しジエツト印刷する際
使用するインク配合物及びこれにより得られる印刷体に
関する。

（従来の技術） インクジエツト印刷は一般に周知であり、印刷装置と印
刷対象の基板との間を接触することなく印刷が行われ得
る。インクジエツト印刷法を簡単に説明するに、インク
流を噴霧状態にし相対的に可動の基板の印刷対象面に向
かつて噴射し、インク流の軌跡を電子的に制御し、イン
ク滴により基板面に所望文字を形成せしめる。他のイン
クジエツト印刷法においては、インク流が必要に応じ１
組のオリフイスから相対的に可動の基板に向かつて噴霧
状態で噴射される。これらの非接触インクジエツト印刷
法は特に不均一な面に文字を付す場合に適している。

一般に、インクジエツト印刷法では、インク配合物の条
件が厳しい。即ち、インクジエツト印刷に適するインク
配合物は粘性、電気抵抗性、溶解度、成分の相溶性及び
基板の湿潤性の条件の一部またはすべてを満足する必要
がある。またインクは乾燥が早く、汚れに対し抵抗性を
有し、目詰まりすることなくインクジエツトノズルを通
過可能にする必要がある。更にインクを用いても、簡単
に機械部品を迅速に清浄可能にする必要がある。

多くのジエツト印刷用のインク配合物には、キヤリヤあ
るいはキヤリヤに溶解可能若しくは分散可能な染料、系
からの蒸発損失を制御するための蒸発遅延剤、インクま
たは他の周知成分の電気抵抗を調節するための抵抗調節
剤が含まれている。多くの場合、インク配合物には更
に、印刷された文字像と印刷対象の基板との間の粘着性
を改良するためビニール・アセテート・コポリマ等の結
合剤も含まれる。この種の樹脂結合剤としては、米国特
許第4,210,566号、第4,260,531号、第4,567,213号及び
第4,070,322号に開示のものが採用されている。実際
上、インクジエツト印刷法は紙、ガラス、金属、プラス
チツク等の各種基板に対し採用され得る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、樹脂結合剤を含む従来のインク配合物は
概して大半の基板へのインクジエツト印刷には適してい
たが、基板が一またはそれ以上の可塑剤を含むビニール
・ポリマ系の基板の場合に問題が生じることが判明し
た。即ち、可塑剤を含むビニール・ポリマ系の基板にイ
ンクジエツト印刷する場合、従来のインク配合物で形成
された印刷文字が経時に劣化することが分かつた。この
劣化は、特に産業上用途の多い絶縁線のコードに対し文
字印刷を行う場合に問題となつていた。これを詳述する
にインクジエツト印刷法は、絶縁線ではその絶縁被覆部
が不均一なため従来の印刷法を採用することが困難であ
り、このような場合に特に適している。一方、絶縁線の
絶縁被覆部は通常可塑化ビニールポリマで作られてい
る。ここで従来のインクで形成された印刷像は上述した
ように劣化するので、このインク配合物で絶縁被覆部面
を印刷することは、ビニール被覆の可塑剤と印刷像とが
相互作用して時間経過と共に印刷像が薄くなり、最終的
には判別不可能になつてしまうため不都合である。

しかしてインクジエツト印刷に適するインク配合物を、
絶縁線の絶縁に使用される基板のような可塑化ビニール
基板に適用したとき、安定した印刷像を形成することが
望まれていた。

従つて本発明の目的は従来のインク配合物を可塑化ビニ
ール基板に適用したとき生じていたような劣化を来たさ
ないインク配合物を提供することにある。更に詳しく
は、ビニールポリマ基板に対するインクジエツト印刷法
に適し、ビニール基板の可塑剤との相互作用により生じ
る印刷像の薄れを防止可能なインク配合物を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、上記目的は、ペンダントアミノ基を有
するアクリル樹脂結合剤と、低級アルカノール及び低級
ケトンを含み、アクリル樹脂結合剤が溶解可能なキヤリ
ヤと、キヤリヤに溶解、分散可能な染料とを包有してな
る、インクジエツト印刷法により可塑性アクリル・ポリ
マに印刷する場合に使用されるインク配合物により達成
される。

（作用） 本発明においては特にペンダントアミノ基を有するアク
リル樹脂結合剤をインク配合物に含ませることによつ
て、ペンダントアミノ基によりインク配合物に安定性が
与えられ得る。

（実施例） 本発明によるインク配合物には、ペンダントアミノ基を
有するアクリル樹脂結合剤と、アクリル樹脂結合剤が溶
解可能で、且つ染料も溶解若しくは分散可能なキヤリヤ
とが含まれている。

本発明のインク配合物に有用な樹脂結合剤の種類はそれ
ほど重要ではなく、ペンダントアミノ基を有する限り任
意のアクリル樹脂結合剤を使用できる。正確な構成が詳
細に判明してないが、インクとビニール可塑剤との相互
作用により生じる劣化に関し、ペンダントアミノ基によ
りインク配合物に対し安定性が与えられ得るものと考え
られる。アミノ基としては、第１、第２若しくは第３ア
ミン基を採用出来、アミン基の置換基の性質自体は重要
ではない。代用可能な置換基としては、メチル、エチル
およびプロピル等が挙げられる。アミノ基としては第３
アミノが好ましく、またアミン基としてはジメチルで置
換したものが最良である。

本発明を実施する際有用な樹脂結合剤は、ペンダントア
ミノ基を含むアクリルまたはメタアクリルモノマーユニ
ツトとアクリルあるいはメタアクリルモノマーユニツト
との組み合わせたものからなることが好ましい。モノマ
ーとしては通常、アクリル酸若しくはメタアクリル酸の
メチルエステル、エチルエステル、ブチルエステルまた
は２−エチルヘキシルエステルのようなアクリル酸若し
くはメタアクリル酸のエステルが、またペンダントアミ
ノ基を含むモノマーとしては通常、同様にアミノ置換基
を有するアクリル酸若しくはメタアクリル酸のエステル
が使用される。アミノ置換基は通常、アミノで置換され
たメチル、エチル、ブチルまたは２−エチルヘキシルで
ある。モノマーを含むアミノがジメチル・アミノ・エチ
ル・メタアクリレートが最も好ましい。

本発明を実施する際有用な樹脂結合剤に含まれるペンダ
ントアミノ基の含有量はそれほど重要ではないが、ペン
ダントアミノ基を含んでいないモノマーに対するペンダ
ントアミノ基を含むモノマーユニツトの重量比を変える
ことにより調整し得る。アミノ基を含んでいないモノマ
ーに対するアミノ基を含むモノマーの重量比の範囲は広
くは約10:1〜1:10、好ましくは約4:1〜約1:4、最適には
約3:7である。

本発明のインク配合物に含まれる樹脂結合剤量はそれほ
ど重要ではないが、インク配合物の全重量に対し約５〜
20％（樹脂結合剤の固形分に対し）、好ましくは約９〜
12％、最適には約９〜10％にし得る。

キヤリヤも各種のものを使用出来る。主なキヤリヤとし
ては通常低級アルコール及び低級ケトンの混合物を用い
ることができ、低級アルコール及び低級ケトンは夫々10
個以下の炭素原子を有することが望ましい。特に代表的
な低級アルコールとしてはメチルアルコールが挙げられ
る。また本発明に有用な低級ケトンとしては、直鎖また
は枝分かれ鎖構成の最大約10個の炭素原子を有する、ア
セトン、メチル、エチル、ケトン、メチル、イソブチル
・ケトン等、あるいは最大10個の炭素原子を有するシク
ロペンタノン、シクロヘキサノンのような脂環式ケトン
が挙げられる。キヤリヤの使用量は通常インク配合物の
重量に対し約40〜90％の範囲内に、好ましくは約65〜85
％の範囲に置かれる。またここでインク配合物の全重量
に対し、アルカノールを10〜50％、ケトンを50〜10％の
範囲で含ませることが好適である。

好ましい染料としては、溶媒に溶解可能且つ分散可能で
ある、ソルベント、ブラツク７（solvent black 7）及
びソルベント・ブルー36（solvent blue 36）の染料が
挙げられる。好ましいソルベント・ブラツク７染料は通
常ATLASOLスピリツト・ニグロシンＢベースのような染
料から選択されたものが使用される。他の好ましい染料
は当業者がカラー・インデツクス・ガイドと題された文
献を参照して選定できよう。本発明を実施する際使用さ
れる染料量はそれほど重要ではないが、比較的広い範囲
内で変化させ得、一般にインク配合物の重量に対し約0.
5〜５％、好ましくは約1.5〜2.5％である。

導電率を調整する調整剤はオプシヨンとしてインク配合
物に含ませることが出来、特にアルカリ金属あるいはア
ルカリ土類金属ハドゲン化物等の溶解可能で且つイオン
化可能な塩類、ニトレート、チオシアネート、アセテー
ト、プロピオネート及びアミン塩類が挙げられる。この
種の塩類の一例として、リチウムニトレートが挙げられ
る。この塩類の使用量はインク配合物の重量に対し通常
約0.1〜２％、好ましくは約0.3〜0.8％である。

本発明のインク配合物は実施する際それほど重要でない
が、インク配合物には溶媒の蒸発を遅延させる目的で蒸
発遅延剤を含ませることもできる。この蒸発遅延剤はジ
エツト印刷に用いるインク配合物に含ませる成分として
は周知のものである。代表的な蒸発遅延剤としては、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
組み合わせが挙げられ、特にジエチレン・グリコール・
エーテルを用いることが好ましい。蒸発遅延剤の含有量
はインク配合物の重量に対し通常最大約10％、好ましく
は約２〜４％である。

本発明のインク配合物にはまた、インク配合液に所望の
特性を与えるため一種またはそれ以上の界面活性剤を配
合しうる。好ましい界面活性剤としては、FLUORAD FC 4
30のような弗素化アルキルエステル等の非イオン界面活
性剤が挙げられる。

一般に、本発明のインクをインクジエツト印刷に用いる
と次の（１）〜（４）の特性を示す。即ち粘性が（１）
25℃で約1.6〜７センチポアズ（cps）、（２）電気抵抗
が約1,200〜2,000オーム／センチメートル、（３）音速
が約1,200〜1,700m/s、（４）表面張力が35ダイン／セ
ンチメートルである。

以上本発明の基本的概念について説明したので、次に本
発明のインク配合物が、インクジエツト印刷法によりビ
ニール・ポリマ基板に有効に使用でき且つ基板の可塑剤
による分解作用に対し抵抗性を有することを示す実験例
及び比較例に沿つて説明する。しかしながら本発明はか
かる実験例に限定されることはない。

比較例Ａ ビデオ・ジエツト・システムズ（Video jet Systems）
社から市販されているインク配合物を入手した。このジ
エツト印刷用のインク配合物には結合剤として、塩化ビ
ニール、酢酸ビニール及び無水マレイン酸のターポリマ
であるBAKELITE VMCH（登録商標）の名前で売られてい
るビニール樹脂が含まれていた。このインク配合物はビ
ニール被覆線に対する通常のインクジエツト印刷法を用
いてビニール基板に付し印刷した。印刷された基板を室
温で２週間保管した後フエードメータ（アトラス・エレ
クトリツク社（Atlas Electric））に入れ20時間後、基
板の印刷文字は完全に薄れていた。

比較例Ｂ インクジエツト印刷に際し市販のインク配合物を使用し
た。このインク配合物には結合剤として、メタクリル・
エステルまたはアクリル・エステル及びアクリル酸のコ
ポリマであるJONCRYL（登録商標）の名前で売られてい
る樹脂固形分が含まれていた。このインク配合物は標準
のインクジエツト印刷法を用いビニール被覆線に付し印
刷した。この印刷線を室温で１週間保管しフエードメー
タに入れ、70時間後に印刷線の印刷文字を観察したとこ
ろ完全に薄れていた。

実験例１ 本発明をインクジエツト印刷法で実施する際有用な結合
剤としてのポリマは、70℃で2.7グラムのｎ−ドデシル
・メルカプタン及び3.7グラムの開始剤アゾビスイソプ
チロニトリルの存在の下で990グラムのメチル・エチル
・ケトン内において378グラムのメチル・メタクリルレ
ート（3.78モル）と162グラムのジメチルアミノエチル
・メタクリレート（1.03モル）を重合することにより作
成した。メチル・エチル・ケトン内の35重量％溶液とし
てこのポリマは以下の他の成分と混合し配合した。

成分 重量％ メチル・エチル・ケトン 23.0 ポリマ溶液（メチル・エチル・ ケトン内で35％） 27.0 ジエチレン・グリコール・ モノエチル・エーテル 5.0 ソルベント・ブラツク ７ （Solvent Black 7） 1.5 FLUORAD FC 430（10％） 0.8 リチウムニトレート 0.7 脱イオン水 1.0 メチル・アルコール 40.5 Ｎ−エチル・o,p−トルエン− スルホンアミド 0.5 100.0 このようにして得られたインク配合物はビニール被覆線
に印刷された。このインクのビニール被覆線に対する付
着性は優れ、印刷文字は可塑剤の影響を受けなかつた。
更に印刷文字を125°Ｆの炉内に１カ月間保管しフエー
ドメータに200時間入れ、晒した後でも色は殆ど変化し
なかつた。フエードメータに400時間曝した後でも印刷
文字の色は僅かに変化したが依然判読可能であつた。

実験例２ 実験例１と同様のポリマを用い、以下の他の成分と組み
合わせてインク配合物を作成した。本実験例では、蒸発
遅延剤としてジエチレン・グリコール・モノエチル・エ
ステルの代わりにプロピレン・グリコール・メチル・エ
ステルを使用し、キヤリヤ内のケトンとアルコールとの
比を高くした。

成分 重量％ メチル・エチル・ケトン 37.3 ポリマ溶液（メチル・エチル・ ケトン内で35％） 27.0 プロピレン・グリコール・ メチル・エール 8.0 ソルベント・ブラツク７ （Solvent Black 7） 1.5 FLUORAD FC 430（10％） 0.8 リチウムニトレート 0.4 脱イオン水 1.0 メチル・アルコール 23.5 Ｎ−エチル・o,p−トルエン− スルホンアミド 0.5 100.0 結果として得られたインク配合物を異なる可塑剤を含む
多くのビニール被覆線に印刷した。この印刷したインク
文字を125°Ｆの炉内に２カ月間入れ、またはこれとは
別には４カ月の間室温で蛍光灯の光の下で検査したが、
印刷文字の判読性は優れていた。400時間のフエードメ
ータ・テストを受けても印刷文字の色は殆ど変化しなか
つた。

実験例３ 実験例１と同様のポリマを用い、以下の所定量の他の成
分と組み合わせてインク配合物を作成した。本実験例で
は、実験例１、２で使用したリチウムニトレートの代わ
りにジメチルアミン・ヒドロクロリドを使用し、ケトン
とアルコールとの比を実験例で採用したものより高く、
また水含有量も高した。

成分 重量％ メチル・エチル・ケトン 58.2 メチル・アルコール 7.0 脱イオン水 4.2 FLUORAD FC 430（10％） 0.8 ジエチレン・グリコール・ モノエチル・エーテル 2.7 ジメチルアミン・ヒドロクロリド 0.6 ポリマ溶液（メチル・エチル・ ケトン内で35％） 27.0 ソルベント・ブラツク７ （Solvent Black 7） 1.5 100.0 この印刷文字の耐光堅牢特性は実験例１、２のものと同
様であった。

実験例４ 実験例１と同様のポリマを用い、以下の所定量の他の成
分と組み合わせてインク配合物を作成した。本実験例
は、染料としてのソルベルト・ブラツク７（Solvent Bl
ack 7）の代わりにキープラスト・ブルーＡ（Keyplast
Bkue A）を使用し、またジメチルアミン・ヒドロクロリ
ドの代わりにリチウムニトレートを使用した点を除き、
実験例３と実質的に同一にした。

成分 重量％ メチル・エチル・ケトン 54.0 メチル・アルコール 7.0 脱イオン水 4.6 FLUORAD FC 430（10％） 0.8 ジエチレン・グリコール・ モノエチル・エーテル 3.5 リチウムニトレート 1.6 ポリマ溶液（メチル・エチル・ ケトン内で35％） 27.0 キープラスト・ブルーＡ 1.5 100.0 得られた印刷文字を室温で３カ月保管しフエードメータ
で280時間曝しても僅かに色が変化したのみであつた。

実験例５ アクリル・ポリマ配合物を含むアミノ基に対し可塑剤の
浸食作用の程度を観察した。重量で90/10、80/20、70/3
0、及び60/40のメチル・メタクリルレート（MMA）／ジ
メチルアミノエチル・メタクリレート（DAM）コポリマ
を実験例１の手順に従つて作成した。

ポリマ・フイルムはワイヤを巻いたロツドを用いてアル
ミニウム・パネルに流布した。多くの異なる可塑剤をこ
のフイルムに付着し、次にフイルムに対する可塑剤の浸
食作用を観察した。その結果は以下の通りである。ポリマ配合物 可塑剤のよる浸食作用 90/10 MMA/DAM 浸食あり 80/20 MMA/DAM 浸食あり（幾分） 70/30 MMA/DAM 浸食なし 60/40 MMA/DAM 浸食なし 本発明はここに開示の実験例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲の技術的思想に含まれる設計変更を
包有することは理解されよう。

（発明の効果） 上述した構成の本発明によるインク配合物は、特に可塑
化ビニール基板に対し適用されて極めて安定した印刷像
を付すことができる等の顕著な効果を達成できる。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ペンダントアミノ基を有するアクリル樹脂
   結合剤と、低級アルカノール及び低級ケトンを含み、ア
   クリル樹脂結合剤が溶解可能なキヤリヤと、キヤリヤに
   溶解、分散可能な染料とを包有してなる、インクジエツ
   ト印刷法により可塑性アクリル・ポリマに印刷する場合
   に使用されるインク配合物。
2. 【請求項２】導電率を調節する調節成分と蒸発遅延剤と
   しての乾燥調節成分とを包有してなる特許請求の範囲第
   １項記載のインク配合物。
3. 【請求項３】導電率調節成分は溶解可能且つイオン化可
   能な塩類である特許請求の範囲第２項記載のインク配合
   物。
4. 【請求項４】蒸発遅延剤としての乾燥調節成分がグリコ
   ール、エーテルからなる群から選択されてなる特許請求
   の範囲第２項記載のインク配合物。
5. 【請求項５】粘性が25℃で1.6〜7.0cps、電気抵抗が50
   〜2000オーム／センチメートル、表面張力が35ダイン／
   センチメートルであり、且つ音速が1200〜1700m/sであ
   る特許請求の範囲第１項記載のインク配合物。
6. 【請求項６】低級アルカノールは炭素原子を１〜５個有
   するアルコールでなり、低級ケトンが炭素原子を最大10
   個有する脂環式または脂肪族ケトンでなる特許請求の範
   囲第１項記載のインク配合物。
7. 【請求項７】ケトンが実質的にアセトン、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なる群から選択されて
   なる特許請求の範囲６項記載のインク配合物。
8. 【請求項８】インク配合物の全重量に対し、アルカノー
   ルが10〜50％、ケトンが50〜10％インク配合物に含まれ
   てなる特許請求の範囲第６項記載のインク配合物。
9. 【請求項９】アクリル樹脂結合剤が（メタ）クリル酸の
   メチル、エチル、ブチルおよび２−エチル・ヘキシル・
   エステルからなる群から選択された少なくとも１のモノ
   マ、並びにペンダントアミノ基を有する少なくとも１の
   モノマの一方から作られるアクリル・ポリマである特許
   請求の範囲第１項記載のインク配合物。
10. 【請求項１０】アミノ基モノマは全樹脂結合剤の重量に
    対し20〜40％である特許請求の範囲第９項記載のインク
    配合物。
11. 【請求項１１】アミノ基モノマの、非アミノ基モノマに
    対する重量比が3:7である特許請求の範囲第９項記載の
    インク配合物。
12. 【請求項１２】樹脂結合剤が５〜20重量％の範囲内で含
    まれてなる特許請求の範囲第10項記載のインク配合物。
13. 【請求項１３】染料がソルベント・ブラツク７及びソル
    ベント・ブルー36からなる群から選択されてなる特許請
    求の範囲第１項記載のインク配合物。
14. 【請求項１４】染料が0.5〜５重量％含まれてなる特許
    請求の範囲第13項記載のインク配合物。
15. 【請求項１５】溶解可能で且つイオン化可能の塩類がア
    ルカリ金属、アルカリ土類金属ハロゲン化物、ニトレー
    ト、チオシアネート、アセテート、プロピオネート及び
    アミン塩類からなる群から選択されてなる特許請求の範
    囲第３項記載のインク配合物。
16. 【請求項１６】溶解可能で且つイオン化可能の塩類が0.
    1〜２重量％含まれてなる特許請求の範囲第15項記載の
    インク配合物。
17. 【請求項１７】アクリル樹脂結合剤がメチル・メタクリ
    ルレート及びジメチルアミノ・エチル・メタクリレート
    のコポリマであなる特許請求の範囲第９項記載のインク
    配合物。
18. 【請求項１８】ペンダントアミノ基を有するモノマがジ
    メチルアミノエチル・メタクリレートである特許請求の
    範囲第９項記載のインク配合物。
19. 【請求項１９】少なくとも１のペンダントアミノ基を有
    するアクリル樹脂結合剤と、アクリル樹脂結合剤が溶解
    可能で且つ低級アルカノール及び低級ケトンからなるキ
    ヤリヤと、キヤリヤに溶解可能で且つ分散可能な染料
    と、溶解可能で且つイオン化可能な塩類からなる導電率
    を調整する調整剤と、グリコール、エーテルからなる群
    から選択された蒸発遅延剤としての乾燥調整剤とを包有
    してなる、ビニールポリマ基板にインクジエツト印刷法
    により印刷する場合に使用されるインク配合物。
20. 【請求項２０】ビニール・ポリマ及びビニール・ポリマ
    に対し少なくとも１の可塑剤を含むビニール層と、上記
    特許請求の範囲第１項のインク配合物をインクジエツト
    印刷法により非接触方式でビニール層に付され印刷され
    た像とを備えてなり、像がビニール層に含まれた可塑剤
    による劣化作用に抗して安定化されてなる可塑性ビニー
    ル製品。
21. 【請求項２１】ビニール・ポリマ及びビニール・ポリマ
    に対し少なくとも１の可塑剤を含むビニール層と、上記
    特許請求の範囲第19項のインク配合物をインクジエツト
    印刷法により非接触方式でビニール層に付され印刷され
    た像とを備えてなり、像がビニール層に含まれた可塑剤
    による劣化作用に対抗して安定でなる可塑化ビニール製
    品。