JPS6333514B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、金属、合成重合体およびガラス等を
含む種々の基質上にインキジエツトプリントする
のに適当なジエツトプリント用インキ組成物に関
する。 インキジエツトプリント法は基質に対して装飾
的および識別のための標識を施こす技術分野にお
いて比較的最近発展したものではあるが、次第に
その重要性が増してきている。一般にジエツトプ
リント法は、インキ組成物に厳格な要件を課す。
ジエツトプリント用インキとして適当であるため
には、インキ組成物は、粘性、各成分の抵抗性、
溶解性および融和性（相溶性）、基質のヌレ性の
厳格な要件に適合しなければならず；速乾性であ
ると共にインキジエツトノズルを詰めることない
ように汚付着抵抗性がなければならず；そして出
来る限り最小の労力で印刷機械部品の迅速な清掃
を可能とするものでなければならない。同時にイ
ンキ組成物は、個々の最終使用目的、用途におい
て満足すべき性能を発揮しなければならない。 今日まで、最終用途における用件が、耐磨耗
性、耐候性および抗退色性と共に例えば重合体表
面、金属表面またはガラス表面のような種々の基
質上での使用の適合性を必要とした場合には、そ
のような多性能を示すインキは全く入手不能であ
つたので、インキジエツト組成物は満足すべきも
のではなかつた。ジエツトインキ類は、凸版印
刷、グラビア印刷、シルクスクリーンのような慣
用技法またはその他の類似の慣用技法によつて応
用されるインキを超えた数多くの利点を有する。
そのような慣用インキはジエツトプリントには不
適当である。その理由は、慣用インキがインキジ
エツト装置において詰り、閉塞の問題を引き起こ
す顔料を含んでいるからである。さらには、一般
に慣用インキは、長時間にわたつて高温度での硬
化を必要とする。また慣用インキを、重合体被覆
表面等の印刷に使用することは、特に効率性を欠
くものであり、この第１の理由はそのような慣用
インキ適用装置が高速法に使用できないことにあ
る。 本発明の一目的は、抗退色性、耐磨耗性および
耐候性のすぐれた特性を示す、インキジエツトプ
リント法に使用するのに適したインキ組成物を提
供することである。 本発明の別の一目的は、重合体基質、金属基質
およびガラス基質等を包含するいろいろな表面上
に適用するのに適当なジエツトプリント用インキ
組成を提供することである。本発明のさらに一つ
の目的は重合体被覆付き線材（例えば電線）への
適用に適したジエツトプリント用インキ組成物を
提供することにある。 本発明の別の一目的は、インキジエツトプリン
ト法を用いて上記ジエツトプリント用インキ組成
物の適用により形成された識別用標識を付けた基
質を提供することにある。 本発明の一目的は、航空機での使用に適当であ
り、約300〓（約150℃）に加熱されたときにも普
通用いられる流体圧用液に対して抵抗することを
特徴とする標識付き重合体被覆線材を提供するこ
とである。 本発明のこれらの目的およびその他の目的を、
以下の説明によりさらに明かにする。 本発明のジエツトプリント用インキ組成物は、
少なくとも１種の着色剤；バインダー樹脂；およ
び約25〜40％の炭素原子数１〜３のアルコールま
たはその混合物、約０〜40％の炭素原子数３〜８
の脂肪族ケトンから選択される有機化合物、０〜
20％の低級アルキレングリコールエーテルおよび
５〜15％の水より主としてなる溶媒混合物；より
なる。この組成物は、すぐれた抗退色性、耐磨耗
性および耐候性を特徴とし、そしていろいろな基
質、例えばガラス、セラミツク、重合体樹脂、重
合体被覆付線材、被覆付のアルミニウムおよび鋼
ならびに被覆なしのアルミニウムおよび鋼、の上
に識別用の標識を形成するのに特に適している。 上記のジエツトプリント用インキ組成物は、着
色剤、溶媒混合物、樹脂質成分およびその他の随
意成分を含むが、これらのすべては、(1)ジエツト
プリント装置内でのインキの良好な機能および(2)
個々の基質の被覆に使用するために適切な性質、
を達成するように、慎重に均衡させた割合でなけ
ればならない。 一般的に、所望の最終用途のためのインキの適
合性は下記の基準によつて判定される。 (1) インキは即時乾燥するか、または適用時に汚
れ（smear）抵抗性があり約15秒で（ポストキ
ユアなしで）完全に乾燥しなければならない。 (2) 重合体被覆付線材上に印刷された標識は、磨
耗試験用フエルトで２ポンドの圧力を用いて30
〜60個擦過／分の速度での20回の擦過後に最低
デイライト（30t・燭光）において、15インチ
の最小距離で容易に認めうる状態を維持する程
度の耐磨耗性を示さなければならない。 (3) プリントによつて重合体被覆線材の絶縁を損
わないこと。５％のNaCl水溶液に浸漬し、
2000ボルトrmsの電位差を一次導体（線材）と
溶液中の電極との間に１分間印加したときに、
一次線材の絶縁の透電破壊がなく、その後標識
が容易に認められうる状態のままであること。 (4) 組成物がある種の特定航空機において使用さ
れるべき場合の、特殊な要件は、重合体被覆付
線材に印刷した文字が、スカイドロール
Skydrol（活性トリブチルホスフエートを含む
油圧液であつて、モンサント社からSkydrol
LDとして市販されている）中に70℃の温度に
おいて浸漬して少なくとも24時間耐久性を示
し、しかも室温で24時間乾燥後に文字が判読可
能の状態のままであること。 (5) 重合体被覆付線材に印刷した文字が、ウエザ
ーオーメーターで紫外線および水道水スプレー
の交番サイクルへ少なくとも24時間曝された後
に判読可能な状態のままであること、この際の
サイクルの時間は紫外線に約102分間の露出の
後、紫外線および水道水スプレーの両者に約18
分間の露出をする組合せである。 (6) ガラスに印刷した標識は直ちにそのガラスに
密着しなければならず、耐磨耗性および耐退色
性を示さなければならず、そのガラスがビール
びん等の用途を目的としている場合には滅菌に
通常用いられる水分および高温の条件に耐える
能力を有しなければならない。 (7) 金属に印刷した標識は、その金属またはその
金属上の合成高分子被覆に直ちに密着しなけれ
ばならず、典型的なビール滅菌条件下で溶液中
に150〓（65.6℃）で15分間浸漬されたときに
耐退色性および密着性を維持しなければならな
い。 上記の諸特性は、適切な粘性、電気抵抗性およ
び表面張力性等のインキ組成物をインキジエツト
プリント装置中に使用可能とするためには、実に
厳しい要件である。本発明のインキ組成物はこれ
らの厳しい要件に適合するものである。 着色剤が示す特性は、上記の厳格な耐抗性を達
成することを第一義的に考慮して検討されるべき
ものである。一般に、適当な着色剤は、所望の着
色濃度を与えるのに充分な溶媒混合物中での溶解
度、およびインキ組成物中の他の成分との相溶性
（融和性）によつて特徴付けられる染料である。
ネオザポンブラツク（Neozapon Black）REは、
BASF社から市販されている染料であり、インキ
に光堅ろう性（耐退色性）を与えるのに特に効果
的である。また同じくBASF社のヘクトブラツク
（Hecto Black）Ｒは重合体被覆付線材の印刷に
使用したときにSkydrol（航空機油圧液）に対す
る抵抗性を与えるのに最も効果的である。これら
の着色剤の混合物も使用できる。 ネオザポンブラツクREおよびヘクトブラツク
Ｒ以外の同等の機能の染料も使用しうることは、
本発明において意図されている。ネオザポンブラ
ツクREはアシツドブラツク（Acid Black）63、
カラインデツクスNo.21295およびソルベントブラ
ツク（Solvent Black）27と類似すると考えられ
る。 これらの染料は、クロム錯化アゾ系染料である
と考えられる。満足すべき結果はネオザポンレツ
ドBE、ネオザポンレツドGE、ネオザポンフアイ
ヤーレツドＧおよびネオザポンブルーFLEを用
いて得られた。 上記の染料以外に、その他の染料を代りに用い
ることもできるし、あるいは上記の染料と組合せ
て用いることもできる。 適当な染料の例としては、塩基性染料があり、
例えばC.I.ベーシツクブルー、C.I.ベーシツクブ
ラツクおよびC.I.ベーシツクグリーンであり、例
えばメチルバイオレツト、エチルバイオレツト、
クリスタルブルー、クリソイジン、ビクトリアブ
ルー、ローダミン、オーラミン等が包含される。
前記例示の染料のいずれの混合物も使用できる。
着色剤はインキ組成物の重量の５重量％までの量
で配合することができる。 本発明のインキ組成物において使用するのに適
当な樹脂バインダーは、エポキシ・フエノール系
樹脂類であり、特にビスフエノールのエポキシエ
ーテル類である。かかる樹脂は当業界で周知であ
り、一般に、エピクロルヒドリンとビスフエノー
ル類とのアルカリ接触反応によつて作られる。こ
のような周知エポキシ樹脂は、当業界でDGEBA
樹脂として知られているものであり、ビスフエノ
ールＡのポリグリシジルもしくはグリシジルエー
テの形を有するものと考えられる。このような樹
脂の普通認められている構造は下記の通りであ
る。 適当な樹脂は、ビスフエノールＡのモノマージ
グリシジルエーテル（Ｎ＝０）または類似のエー
テル（Ｎ＝１，２，３等）の樹脂である。特に好
ましいものは約100〜約500センチポイズの粘度を
有する低分子量エポキシ・フエノール系樹脂であ
る。樹脂（バインダー）の主要な要件は、本発明
のインキ組成物に配合するために適切な溶解性と
相溶性（融和性）を示すこと、およびインキの粘
度を約3.0センチポイズ以上に増大しないように
充分に低い粘度であることである。特に適当なも
のは、ライヒホールド・ケミカル社から市販され
ているVarcumのようなエポキシ・フエノール系
樹脂である。 樹脂（バインダー）成分は、インキ組成物が
種々の基質上ですぐれた印刷性および密着性を示
す特性を与えると考えられるので、本発明のイン
キ組成物においては極めて重要である。 所望ならば少量の他の溶媒を含ませてもよい
が、本発明組成物の主要溶媒混合物は、(a)約25〜
40％の１種またはそれ以上の低級脂肪族一価アル
コール（例えばメタノール、エタノール、プロパ
ノール）、(b)約０〜20％の低分子量グリコールエ
ーテル類から選択される有機化合物、例えばエチ
レングリコールモノメチルエーテル（メチルセロ
ソルブと称されることがある）、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル（セロソルブと称される
ことがある）、プロプレングリコールモノメチル
エーテルおよびプロピレングリコールモノエチル
エーテル、(c)約０〜40％の３〜８個の炭素原子を
有する低級脂肪族ケトン、例えばメチルエチルケ
トン、２−ヘプタノン、ペンタノン、２−ブタノ
ン、２−ヘキサノンおよびそれらの混合物、なら
びに(d)約５〜20％の水、の混合物である。ここ
で、すべての％は特に指示のない限り「重量％」
である。 組成物中の水の濃度は、水の量が多すぎるとイ
ンキ溶液からのエポキシ・フエノール系樹脂の沈
澱を生ずるので、本発明の有効な実施のために重
要である。また逆に充分な量の水が存在しない
と、インキ組成物の粘度が低くなりすぎて、イン
キジエツトプリント装置中でのインキ組成物の適
当な機能が阻害されることになる。一般に、約５
〜約15％の水濃度が満足すべき結果を与える。 特殊な特性をインキ組成物に与えるためには、
他の任意成分を添加することができる。 インキ組成物を約７〜8.5のPH値に維持する必
要があるときには、少量のアンモニアまたは類似
のアルカリ化剤を、濃水溶液の形で添加すること
ができる。もし使用する場合には、そのようなア
ンモニア水（26゜ボーメ）は、インキ組成物全重
量の約０〜0.2％の量で存在することになろう。 ジエツトプリント用インキ組成物では電解質を
用いてインキ組成物の比抵抗値を所望の限度内に
保持することが慣用的である。本発明のインキ組
成物は、ほとんどの場合に、このような目的で電
解質を添加しなくても、使用可能範囲内の比抵抗
値を有する。しかし一般的には、インキ組成物に
可溶性であり、印刷装置や印刷基質に有害な影響
を与えない電解質成分の添加によつて最適の結果
を得ることができる。このような目的のために満
足すべき化合物の例としては、ジメチルアミン塩
化水素付加塩、プロピオン酸ナトリウム、等があ
るが、プロピオン酸ナトリウムが特に好ましい。
このような電解質の有効量は、組成物に対し約０
〜0.1％の範囲となろう。 以下の実施例は、前記の種々の最終用途要件に
適合しかつジエツトプリント作業に有効なインキ
組成物を説明するものである。 実施例 １ 下記の成分からインキ組成物を作つた。 342 ml メタノール 342 ml メチルエチルケトン 127.3ｇ Varcum29−108エポキシ・フエノ
ール系樹脂 70 ml イソプロパノール 140ml 蒸留水 18.6ｇ ビクトリアブルー 0.939ｇ プロピオン酸ナトリウム 得られたインキは、74〓（23.3℃）において
2.08センチポイズの粘度、および74〓において
1080オーム・cmの抵抗値を有した。 このインキを(1)種々の重合体で被覆した線材、
(2)ガラスおよび(3)被覆付のアルミニウムおよび
鋼、被覆なしのアルミニウムおよび鋼に対し、ジ
エツトインキプリント法によつて印刷した。イン
キは５秒以内に乾燥した。乾燥後、印刷済基質の
密着性および耐磨耗性の試験をした。この試験は
30〜60回擦過／分の速度で２ポンドの圧を用いて
磨耗試験用フエルトで擦過することによつて行つ
た。 この結果を次表に示す。

【表】 実施例 ２ 下記の成分からインキ組成物を作つた。 インキ2A メタノール 28.5％ メチルエチルケトン 29.0％ Varcum29−108（樹脂バインダー） 13.4％ イソプロパノール 6.5％ 蒸留水 10.5％ プロピオン酸ナトリウム 0.1％ エチルバイオレツト染料 2.0％ メチルセロソルブ 9.8％ このインキは24℃において下記の性質を有し
た。 音の速度 1323ｍ／秒 抵 抗 1200オーム・cm ブルツクフイールド粘度 2.05センチポイズ インキ2B メタノール 31.65％ メチルエチルケトン 32.20％ Varcum29−108（樹脂バインダー） 14.89％ イソプロパノール 7.29％ 蒸留水 11.68％ プロピオン酸ナトリウム 0.11％ ビクトリアブルーFGA染料 2.18％ このインキは24℃において下記の性質を有し
た。 音の速度 1319ｍ／秒 抵 抗 1200 オーム・cm ブルツクフイールド粘度 2.10センチポイズ 表面張力 28〜29ダイン・cm 上記のインキ2Aおよび2Bを、ジエツトインキ
プリント法によりKaptonポリイミド重合体被覆
線材に標識を印刷するのに用いた。印刷後、両イ
ンキは５秒以内で乾燥した。乾燥後、それぞれの
インキで印刷した線材（電線）を磨耗試験した。
30〜60回擦過／分の速度で２ポンドの圧を用いて
磨耗試験用フエルトで20回擦過後、標識が最低デ
ーライト中で15インチの最小距離で判別可能の状
態に留まる程度に耐磨耗性を有することが認めら
れた。印刷済の線材を５％NaCl水溶液中に浸漬
し、一次導体と電極との間に１分間2000ボルト
rmsの電圧を掛けたときに一次導体絶縁に誘電破
壊はなく、標識は判別できる状態のままであつ
た。ウエザーオーメーターで紫外線と水道水スプ
レーとの交番サイクルに24時間曝した後でも、重
合体被覆上の印刷標識は判別可能であつた。 ジエツトプリント装置中でインキ2Aを800時間
以上にわたつて使用する間に、インキ供給系統か
らの蒸発損失は、必要に応じて、約1590mlのメタ
ノール、1893mlのメチルエチルケトン、167mlの
イソプロパノール、125mlの蒸留水および11mlの
メチルセロソルブを含む補充液組成物を添加する
ことによつて補填した。 上記両インキ組成物を、アルミニウムのビール
缶、鋼のビール缶ならびにガラスびんにジエツト
プリント法で標識を印刷するのにも用いた。 実施例 ３ インキ組成物3A，3Bおよび3Cをそれぞれ下記
の成分から作つた。 インキ3A エタノール 400 ml エチルグリコールモノメチルエーテル 40 ml 蒸留水 44 ml Varcum29−108（樹脂バインダー） 25 ｇ 26゜ボーメ・アンモニア水 2.5 ml ビクトリアブルー ４ ｇ インキ3B エタノール 200 ml メチルエチルケトン 50 ml 蒸留水 15 ml 26゜ボーメ・アンモニア 1.5 ml Varcum29−108 12.7 ｇ プロピオン酸ナトリウム 0.25 ｇ ビクトリアブルー 2.0 ｇ ネオザポンブラツク 2.0 ｇ インキ3C メタノール 89.5 ml メチルエチルケトン 89.5 ml Varcum29−108 34.1 ｇ 蒸留水 17.9 ml イソプロパノール 21.3 ml ビクトリアブルー 5.0 ｇ プロピオン酸ナトリウム 0.25 ｇ これらのインキは下記の性質を有した。

【表】 インキ3A〜3Cをジエツトプリント装置で用い
て、ガラス、Kaptonポリイミドおよびナイロ
ン／ポリ塩化ビニルの各表面に標識を印刷した。 それぞれのインキは、秀れた密着性を示し、５
秒以下で乾燥し、そして良好な印刷性を示した。
水分および紫外線に対する耐久性は秀れていた。 上記の各インキは、表面上に凝縮水を有するガ
ラスに良好な密着性で印刷されることが判明し
た。 上記の本発明の説明から、種々の用途に使用が
適当となる非常に有用な密着性および諸耐久性に
よつて特徴付けられるジエツトインキ組成物が提
供されることが理解されよう。各実施例から明か
なように本発明のインキ組成物は、種々のタイプ
の重合体被覆付線材の印刷に、ガラスおよび／ま
たはセラミツク表面の印刷に、そして被覆付およ
び被覆なしの金属表面の印刷に非常に適当であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重合体表面、ガラス表面または金属表面のジ
   エツトプリント用インキ組成物であつて、 (a) エポキシ・フエノール系バインダー樹脂、 (b) 該組成物中の他の成分に可溶性であり、また
   該他の成分と融和性である少なくとも１種の染
   料、および (c) 25〜40％の炭素原子数１〜３のアルコールま
   たはその混合物、５〜20％の水、０〜40％の炭
   素原子数３〜８の脂肪族ケトンおよび０〜20％
   の低級アルキレングリコールエーテルから主と
   してなる溶媒混合物、 の三者の溶液からなることを特徴とするジエツト
   プリント用インキ組成物。 ２ 効果的な量の電解質をも含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のインキ組成物。 ３ エポキシ・フエノール系バインダー樹脂はビ
   スフエノールＡのエポキシエーテルである特許請
   求の範囲第１項記載のインキ組成物。 ４ 着色剤染料はクロム錯化アゾ染料もしくは塩
   基性染料またはそれらの混合物である特許請求の
   範囲第１または３項記載のインキ組成物。 ５ クロム錯化アゾ染料はネオザポン・ブラツク
   またはヘクト・ブラツクであり、塩基性染料はメ
   チルバイオレツト、エチルバイオレツト、クリス
   タルバイオレツトまたはビクトリア・ブルーであ
   る特許請求の範囲第４項記載のインキ組成物。 ６ 重合体被覆線材のジエツトプリント用のイン
   キ組成物であつて、 (a) 約100〜500センチポイズの粘度を有するビス
   フエノールＡエポキシエーテル４〜20％ (b) 着色剤染料１〜５％、および (c) 25〜32％のメタノール、４〜８％のイソプロ
   パノール、25〜32％のメチルエチルケトン、５
   〜20％の蒸留水および0.05〜0.15％のプロピオ
   ン酸ナトリウムよりなる溶媒混合物、 の三者の溶液からなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のジエツトプリント用インキ組
   成物。 ７ ガラス表面またはセラミツク表面のジエツト
   プリント用インキ組成物であつて、 (a) 約100〜500センチポイズの粘度を有するビス
   フエノールＡエポキシエーテル４〜20％ (b) 着色剤染料１〜５％、および (c) 25〜40％のエタノールまたはメタノール、０
   〜20％のエチレングリコールモノメチルエーテ
   ル、５〜20％の蒸留水、０〜0.5％水酸化アン
   モニウムおよび０〜32％のメチルエチルケトン
   よりなる溶媒混合物、 の三者の溶液からなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のジエツトプリント用インキ組
   成物。