JPS6218585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はジエツト印刷用白色インク組成物、特
に印字後油や透明樹脂溶液で覆われた場合に於て
も良好な視認性を有し、かつ耐熱性、貯蔵安定性
および噴射安定性等に於て優れた性質を示すジエ
ツト印刷用白色インク組成物に関する。 近年、ジエツト印刷用プリンターは、被印刷面
の形状に影響されず高速で、しかも静音性の優れ
たノンインパクト方式のものが用いられており、
すでに数多くの方式が開発されている。 例えば、インク液滴発生方法から分数すると、
電気的パルス信号によつて歪を生ずるピエゾ素子
により、インク室に急激な体積変化を与えて必要
なインク液滴のみをノズルから発生させるイン
ク・オン・デマンド方式；インクに微圧をかけ、
ノズル先端より静電誘引にてインク液滴を発生さ
せる静電誘引方式；ノズル先端より静電誘引にて
インク液滴を発生させる際、インクに高い周波数
数の超音波を加える方式；インクを圧送しノズル
近傍でインクに高い周波数の超音波振動を加える
ことにより、インク液滴を発生させる方式等の数
多くのインク液滴発生方式が開発されている。 さらに、前記インク液滴の付着方法から分類す
ると、 () 該液適をそのまま空間を飛行せしめ、被印
刷面に付着させる方法、 () 電荷を帯びたイン液滴が電界中を飛行し、
その電界により必要な偏向を受けて所定の被印
刷位置に付着する電界制御方式や、発生したイ
ンク液滴に対しパルス電圧により所定の偏向量
に応じた電荷を付与し、電界中を飛行する帯電
インク液適を電荷量に応じて偏向せしめ被印刷
面の所定位置に付着させる荷電変調方式 等のインク液滴を電気的に制御し被印刷面に
付着させる方法、 の二つに大別される。 しかしてこれらのジエツト印刷用プリンターに
使用されるインクとしては、すでに水性あるいは
油性等種々のものが開発されている。 一般的に云えば、かゝるインクは極めて低粘度
であることが要求されており、その着色剤として
は沈殿防止の観点からインク溶媒に可溶な染料が
主として使用されている。また使用着色剤として
は比較的比重の軽いカーボンブラツク顔料が単独
または染料と組合せて使用されている。 ところで、近年明度の低い素材に対する視認性
の優れた白色インクへの要望が高まつて来てい
る。例えば白色の着色剤として酸化チタン、亜鉛
華、鉛白等の無機顔料が知られており、プロセス
インク等に使用されている。しかし、これらの白
色無機顔料は比重が極めて大きいため、低粘度の
液中では沈降し易く、容器底部で固形物を生じる
ので、ジエツト印刷用インクとしては不適当であ
つた。 またジエツト印刷による白色仕上げとして、酸
化チタンと発泡剤を含有するインクを熱間にジエ
ツト印刷することにより、熱で発泡剤を分解発泡
せしめ印刷部を白化するカルバーフイルムタイプ
の仕上げ方法（特開昭54−28137号）が提案され
ているが、この方法に使用されるインクも沈殿物
を生じ易いため実用的ではないという欠点があつ
た。 本発明者の一部は前記の如き従来技術が有する
欠点を改良すべく、プラスチツクピグメントを用
いたジエツト印刷用白色インク組成物を先に出願
した。（特願昭55−171418号） しかして、視認性や貯蔵安定性に優れているプ
ラスチツクピグメント単独を用いたインク組成物
においては、印字後、用途により120℃以上に加
熱されたり、あるいは印字面上に油あるいは透明
樹脂溶液が塗布された場合、プラスチツクピグメ
ントの溶融や屈折率の関係で視認性がなくなると
いう欠点があつた。本発明は、前記の如き従来技
術の欠点を解消することは勿論のこと、プラスチ
ツクピグメント単独の場合の問題点をも解消する
ことを目的として成されたものである。つまり、
噴射特性を損うことなく、貯蔵安定性が優れると
ともに、明度の低い素材に対して視認性が高く、
しかも印字後の加熱あるいは油や透明樹脂溶液で
覆われた場合でも、優れた視認性を有するジエツ
ト印刷用白色インク組成物を提供しようとするも
のである。 即ち、本発明は、 水、水可溶性溶剤、水溶性樹脂および着色剤か
らなるジエツト印刷用白色インク組成物におい
て、該着色剤がプラスチツクピグメントおよび無
機白色顔料であり、しかもプラスチツクピグメン
ト／水溶性樹脂＝２〜６（固形分重量比）かつプ
ラスチツクピグメント／無機白色顔料＝１〜20
（固形分重量比）であることを特徴とする上記白
色インク組成物に係る。 本発明に使用される前記水溶性樹脂としては、
インクバインダーとして作用しインク中の水およ
び水可溶性溶剤に可溶で、しかも印字後乾燥固化
するものであれば如何なるものであつてもよい。 代表的な水溶性樹脂としては、例えばアクリル
樹脂、スチレン−無水マレイン酸樹脂、マレイン
化油、マレイン化ポリブタジエン、マレイン化ア
ルキド樹脂、マレイン化石油樹脂、マレイン化ロ
ジンエステル、ポリビニルピロリドン等の樹脂を
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アン
モニウム、アミン類等の塩基性化合物により造塩
し、水可溶化したものが挙げられる。 該水溶性樹脂は、白色インク組成物中、好まし
くは２〜10重量％の範囲で使用される。ころ範囲
はインクのバインダーとしての機能、およびイン
ク粘度の観点から定められたものである。 本発明のインク組成物には、水可溶性溶剤が使
用される。 該溶剤としては、水溶性樹脂の溶解性や、プラ
スチツクピグメントおよび無機白色顔料の分散安
定性を損わず、しかもジエツト印刷用インクとし
ての特性を損わないものであればいずれも使用可
能である。 しかして、インクの乾燥性を促進するという効
果を付与し、印字時にハジキを生じ易い水性イン
クのハジキを防止し、きれいなドツト印刷を行う
ための炭素数１〜３の低級脂肪族アルコールと、
適度の揮発性を有しプリンター運転中の溶剤揮散
による乾燥からノズルを保護すると同時に、使用
する水溶性樹脂の溶解性を向上させるためのグリ
コールエーテル系溶剤とを併用して使用すること
が好ましい。 前記炭素数１〜３の低級脂肪族アルコールとし
ては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノー
ル、イソ−プロパノールが挙げられる。また、前
記グリコールエーテル系溶剤としては、エチレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノメチル
エーテル、ジエチレングリコールモノエチルエー
テル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等
が挙げられる。これらの溶剤は、１種もしくは２
種以上の混合物として使用される。本発明のイン
ク中における前記水可溶性溶剤の使用量は、好ま
しくは10〜80重量％である。この範囲はインクの
粘性、乾燥性、付着性、および各成分の溶解性の
観点から定められたものである。 前記溶剤として炭素数１〜３の低級脂肪族アル
コールとグリコールエーテル系溶剤との混合物を
用いる場合には、炭素数１〜３の低級脂肪族アル
コール１重量部に対してグリコールエーテル系溶
剤0.2〜20重量部の割合で混合して用いることが
好ましい。 さらに、本発明の白色インク組成物にはプラス
チツクピグメント（就中水性分散液）が必須成分
として使用される。前記プラスチツクピグメント
とは、前記水可溶性溶剤および水に不溶でかつ皮
膜非成形性であり、粒子径が0.3〜1.0μで、屈折
率が1.4〜1.6の範囲にあつて比較的粒子径の揃つ
た樹脂粒子の水性分散液である。該プラスチツク
ピグメントとしてはポリスチレン、ポリメチルメ
タクリレート、ポリ塩化ビニル、その他α・β−
モノエチレン性不飽和単量体の重合物の水分散物
が挙げられる。特にポリスチレン、ポリメチルメ
タクリレート、ポリ塩化ビニルが好ましい。これ
らのプラスチツクピグメントは、α・β−モノエ
チレン性不飽和単量体をエマルジヨン重合するこ
とにより粒子径0.3〜1.0μの比較的粒子径の揃つ
た樹脂粒子水分散物として得られる。 該プラスチツクピグメントは、得られた樹脂粒
子の屈折率とその粒子径により光を拡散し、白色
に見えるものである。しかして、各樹脂粒子の最
高光拡散値（最も白く見える範囲）と粒子径は密
接に関連する。例えば、ポリスチレン粒子の最高
光拡散値を示す粒子径範囲は0.4〜0.6μであり、
同様にポリメチルメタクリレート粒子は0.6〜0.9
μ、ポリ塩化ビニル粒子は0.5〜0.7μである。 本発明のインク組成物中におけるプラスチツク
ピグメントの含有量は５〜20重量％が好ましい。
また、前記プラスチツクピグメントの含有量と、
バインダーとして使用される水溶性樹脂の含有量
により印字の白色度合が異なることが判つた。従
つて本発明においては、プラスチツクピグメン
ト／水溶性樹脂の固形分重量比は２〜６の範囲に
あることが必要である。 前記固形分重量比が２より小さくなると、白色
度が低下し、従つて視認性が悪くなり、逆に重量
比が６より大きくなると、バインダーとしての樹
脂分が小なくなるため印刷面が脆くなると同時に
インクの付着力が弱くなり実用的でなくなる。 しかして、前記プラスチツクピグメントは本発
明のインク組成物中、好ましくは５〜20重量％
（固形分重量比）の範囲で使用される。 さらに、本発明のインク組成物においては、無
機白色顔料を必須成分として使用する。該無機白
色顔料は、前記水可溶性溶剤および水に不溶であ
ることが必要であり、好ましくは粒子径が0.1〜
５μで屈折率が1.4〜2.71の比較的粒子径の揃つ
た顔料である。 前記無機白色顔料としては、酸化チタン、亜鉛
華、硫化亜鉛等が挙げられ、特に酸化チタンが好
ましい。本発明において無機白色顔料は、プラス
チツクピグメント／無機白色顔料＝１〜20（固形
分重量比）であることが必要である。 上記範囲において、プラスチツクピグメント／
無機白色顔料＝１より小さいと、インク組成物中
で無機白色顔料粒子の沈殿が生じ易くなり、イン
ク組成物の貯蔵安定性が低下し、逆にプラスチツ
クピグメント／無機白色顔料＝20より大きくなる
と、本発明の目的とする高温度にさらされた場合
や、油あるいは透明樹脂溶液で覆われた場合の視
認性の保持がむずかしくなるため、いずれも好ま
しくない。 しかして、本発明のインク組成物においては、
前記無機白色顔料は組成物中好ましふは0.5〜13
重量％の範囲で使用される。 前述の如く本発明は、それ単独で使用した場合
沈殿してしまうような無機白色顔料を、プラスチ
ツクピグメントと併用することにより貯蔵安定性
を著しく改良したものである。さらに、無機白色
顔料はプラスチツクピグメントと併用されること
により、印字面が油又は透明樹脂溶液で覆われて
プラスチツクピグメントの視認性が失われても、
印字面の白色度を保持するものである。 又、印字面が加熱されて120℃をこれた場合に
は、プラスチツクピグメントは溶融して視認性を
失うが、無機顔料が印字面の視認性を保持するも
のである。この場合、200℃以下程度で溶融した
プラスチツクピグメントは、バインダーの一種と
なり、印字面の密着力増加の役割りも果たすもの
である。 本発明のジエツト印刷用白色インク組成物は、
上記各成分の他に溶媒としての水を含有する。 本発明においては前記の各必須成分以外に必要
により、塩化リチウム、塩化ナトリウム、硝酸ナ
トリウム等の導電性付与剤、アンモニア水、アミ
ン等のPH調整剤、その他界面活性剤等の各種添加
剤の添加、および染料、微粒子顔料等の併用も可
能である。 本発明のジエツト印刷用白色インク組成物は前
記各成分を撹拌、混合し、使用されるジエツトプ
リンターのノズル径に対して1/10以下のポアーサ
イズを有するフイルターにてロ過、精製すること
により得られる。 かくして得られたインク組成物は、噴射特性が
優れていると共に貯蔵安定性も良好で、しかも印
字の白色視認性が非常に優れたものである。 以下に、本発明の詳細を実施例により説明す
る。尚、「部」または「％」は「重量部」または
「重量％」を示す。 実施例および比較例 第１表に示した配合物を均一に撹拌、混合した
後、ポアーサイズ５μのフイルターにてロ過、精
製した。ついで荷電変調型インクジエツトプリン
ターを用いて、各インクの噴射状態、インク液滴
粒子生成状態、インク液滴粒子の帯電状態、偏向
状態等の印字テストを実施し、噴射特性を調べた
結果を第２表に示した。（印字の目視判定） また、前記各インクを室温で７ケ月静置保存
し、インクの貯蔵安定性を調べるとともに、保存
後のインクの噴射特性も調べた。さらに明度の低
い素材として黒皮よき鋼板を用い、白色視認性
（目視）を比較した他、アルミニウムおよび其の
素材に対する付着性を調べた。これらの結果をあ
わせて第２表に示した。

【表】

【表】

【表】

【表】 前記比較試験結果表より明らかに、本発明のジ
エツト印刷用白色インク組成物は、製造直後の噴
射特性、室温７ケ月の保存性、保存後のインクの
噴射特性、白色視認性およびアルミニウム板、其
の他の素材への付着性のいずれも極めて良好であ
つた。これに対して、プラスチツクピグメントの
みを用いた比較例１は印字面を油や透明樹脂溶液
で覆つた場合、あるいは印字面を200℃に加熱し
た場合いずれも透明となり視認性は全くなくなつ
た。 さらに、酸化チタンを用いた比較例２のインク
は室温で７ケ月保存するとインク上層部が透明と
なり、顔料は容器底部で再分散不能の固い沈殿物
となつた。該インクは噴射時にノズル手前に設置
してあるフイルターの目詰まりが生じた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水、水可溶性溶剤、水溶性樹脂および着色剤
   からなるジエツト印刷用白色インク組成物におい
   て、 着色剤がプラスチツクピグメントおよび無機白
   色顔料であり、プラスチツクピグメント／水溶性
   樹脂＝２〜６（固形分重量比）かつプラスチツク
   ピグメント／無機白色顔料＝１〜20（固形分重量
   比） であることを特徴とするジエツト印刷用白色イン
   ク組成物。 ２ 水溶性樹脂（固形分）２〜10重量％、プラス
   チツクピグメント（固形分）５〜20重量％、無機
   白色顔料0.5〜13重量％、水可溶性溶剤10〜80重
   量％、および残部の水よりなる、特許請求の範囲
   第１項記載のジエツト印刷用白色インク組成物。 ３ 該プラスチツクピグメントは該水可溶性溶剤
   に不溶性かつ皮膜非形成性であり、その屈折率は
   1.4〜1.6、粒子径は0.3〜1.0μの比較的粒子径の
   揃つた樹脂粒子の水性分散液である、特許請求の
   範囲第１項または第２項記載のジエツト印刷用白
   色インク組成物。 ４ 無機白色顔料はその屈折率が1.4〜2.71、粒
   子径は0.1〜5.0μの比較的粒子径の揃つた顔料で
   ある、特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   ジエツト印刷用白色インク組成物。 ５ 該水可溶性溶剤は、炭素数１〜３の低級脂肪
   族アルコールとグリコールエーテル系溶剤の混合
   物である、特許請求の範囲第１項または第２項記
   載のジエツト印刷用白色インク組成物。