JPS6318980B2

JPS6318980B2 -

Info

Publication number: JPS6318980B2
Application number: JP56017455A
Authority: JP
Inventors: Yukio Komatsubara
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date: 1981-02-10
Filing date: 1981-02-10
Publication date: 1988-04-20
Also published as: JPS57133172A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、ジエツト印刷用インク組成物に係
り、さらに詳しくいえば、紙、金属、プラスチツ
ク、ガラス、ゴム等に有効に用いられる耐候性の
すぐれたジエツト印刷用インク組成物に関するも
のである。（先行技術）ジエツト印刷方式において、貯蔵槽内のジエツ
ト印刷用インクは、圧縮空気又はポンプなどによ
り加圧され、フイルター及び圧力調節器の連結さ
れたパイプを通り、そして直径20〜300μmのオリ
フイスを有する１個又は数個のインク噴射装置に
至り、該装置を通過する際に、磁気的又は電気的
に作動する振動子によつて微粒子となり、その微
粒子の連続的な流れとなる。次に該微粒子は被記
録体に向う間に、電気的文字発生器からビデオ信
号あるいは静電気的偏向系によつて制御され、移
動している被記録体上に文字等を形成する。上記の方法において、記録の一様化を保持する
ためには、インクを一定形状の微粒子とし、かつ
該微粒子が前記制御系の作用に鋭敏に感応しなけ
ればならない。そのためには、インクの物性とし
て粘度、比重、比抵抗、表面張力などの値が微妙
な影響を及ぼすから、これらの値には厳しい条件
が課せられている。また、往年のジエツト印刷の対象被記録体はほ
とんどが紙であつたから、使用されるインクは、
溶剤が水系であつた。近来は金属、プラスチツク
などの工業製品へのマーキングとして有機溶剤ベ
ースのものが開発され始めた（特開昭52−41007
号公報、特開昭52−64302号公報、特開昭52−
96106号公報など参照）。インクジエツト記録方式に適応して広汎な対象
物体上に迅速な記録をなし得るためのインクに対
する条件は、インク液独立粒子形成性に影響する
ものとして、粘度が5cP以下、比重が1.0±0.2該
粒子の信号応答性に関係するものとして電導度が
0.5×10^-3S／cm以上、記録のにじみ防止に必要な
ものとして表面張力が20〜60dyn／cmなどの物性
値を有することが望ましい。そしてさらに、優れ
た接着性、乾燥性ならびに耐水性を具備すること
が求められる。何故ならば、記録乾燥後、製品相
互間あるいは水その他の物体との接触、摩擦等に
よつて、該記録が乱れ、汚染し、あるいは抹消さ
れるようであつてはならないからである。また該
インクから着色剤やビヒクルの不揮発性成分など
が晶出すると、インク流路内にあるオリフイス部
などで円滑な流れを阻害するのでこうしたものが
析出してはならない。既存のインクにおいても上記のような点に考慮
が払われたとはいえ、インクの着色に水溶性又
は、油溶性染料が用いられているので、色材に限
りがあり、耐候性の点において満足されていな
い。（発明の目的）本発明は上記のような要求特性を満足するよう
なインクで、被記録体の材質の如何によらず使用
でき、かつ耐候性のすぐれたインクを提供するこ
とを目的とするものである。（発明の構成）本発明の特徴とするところは、 (a) 溶剤、 (b) 電導性付与剤、 (c) 界面活性剤および (d) 着色剤を必須成分とするインクにおいて、着色剤が重合
体結合色素であるジエツト印刷用インク組成物で
ある。本発明のインクの構成成分について、以下にお
いてさらに詳細に説明する。（溶剤）まず溶剤としては、下記に説明するインク中の
各成分を溶解する、水、アルコール、ケトン、エ
ステル、エーテル、芳香族炭化水素系溶剤、脂肪
族炭化水素系溶剤が単独もしくは混合して用いら
れる。アルコール系溶剤としては、メタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール、ｎ―プロピル
アルコール、ｎ―ブチルアルコール、sec―ブチ
ルアルコール、tert―ブチルアルコール、ｎ―ア
ミルアルコール、イソアミルアルコールなどを、
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチル
ケトン、２―ペンタノン、３―ペンタノン、メチ
ルイソブチルケトン、２―ヘキサノン、２―ヘプ
タノン、４―ヘプタノン、ジイソブチルケトン、
シクロヘキサノンなどを、エステル系溶剤として
は、酢酸エチルエステル、酢酸ブチルエステル、
酢酸ｎ―プロピルエステル、酢酸イソプロピルエ
ステル、酢酸イソブチルエステルなどを、エーテ
ル系溶剤としては、ジオキサン、テトラヒドロフ
ラン、エチレングリコールジエチルエーテル、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
ールモノブチルエーテル、エチレングリコールモ
ノイソプロピルエーテルなどを、芳香族炭化水素
系溶剤としては、トルエン、キシレンなどを、脂
肪族炭化水素系溶剤としては、ｎ―ヘキサン、２
―メチルペンタン、ｎ―ヘプタン、ｎ―オクタン
などを挙げることができる。（電導性付与剤）電導性付与剤としては、インクに電導性を付与
するためのイオン化性塩であり、例えば、アンモ
ニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハ
ロゲン化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、酢酸
塩、チオシアン酸塩、プロピオン酸塩、安息香酸
塩を挙げることができ、前記溶媒100重量部当り
0.2〜４重量部、好ましくは0.5〜２重量部を加え
ることによつて、電導度の要求水準0.5×10^-3S／
cm以上の値を達成することができる。（界面活性剤）インクの表面張力調整剤として界面活性剤を添
加することができる。蒸発速度の異なる溶剤の混
合物を用いた場合、界面活性剤の添加効果は、イ
ンク表面に薄膜を形成し、溶剤の蒸発を抑制して
蒸発による対流の発生を防止し、均一な記録を実
現する作用もする。界面活性剤は、溶剤100重量
部に対して0.005〜２重量部、好ましくは0.01〜
１重量部の添加によつて、その目的を十分に達成
し得る効果を示す。の添加量が上記よりも少量で
あれば、表面張力に効果が現われず、また多量に
使用すれば、インクの乾燥性を極端に悪くする。使用できる界面活性剤としては、シリコーン系
界面活性剤、フツ素系界面活性剤、エチレングリ
コールとプロピレングリコールとの反応物、ポリ
エチレングリコールのエステル型又はエーテル
型、アルキルフエノール型、ソルビタンエステル
型、ポリオキシエチレンソルビタンエステル型の
ような非イオン系界面活性剤、ポリヒドロキシチ
タンステアレート（松本製薬工業社製のオルガチ
ツクスTPHS）のようなチタン系界面活性剤又
は、アセチレン系界面活性剤がある。このように界面活性剤を添加したインク組成物
は、被印刷体上にきれいなドツト状の被膜を形成
する。（重合体結合色素）本発明において使用することのできる着色剤
は、従来の水溶性又は油溶性染料と異なり重合体
結合色素である。その例としては重合体結合銅フ
タロシアニンがある。これは銅フタロシアニンに
重合体の長い分子鎖を化学的に結合させることに
より、無定形に近い状態で得ることができる。長
い分子鎖の重合体としてはアクリル系の重合体が
有用でよく知られており大日精化工業社製のセイ
カゲン樹脂がその重合体結合色素として市販され
ているものである。重合体結合色素はそれ自体が重合体を含有して
いるから、これが結合剤を兼ねることができる。
したがつて本発明のインクにあつては、別に結合
剤を配合する必要はない。また、補色のために他
の染料を添加することもできる。なお重合体結合色素については、雑誌「化学と
工業」の第20巻第４号（1977年）の第316頁ない
し第321頁に解説（堀口正二朗著「重合体結合色
素」）が掲載されている。（結合剤）前記のように本発明のインクは、別に結合剤を
配合しなくても構成することができるのである
が、所望に応じて結合剤をも配合することができ
る。結合剤としては、前記溶剤に可溶性のものであ
ればよく、インクの被膜形成成分として作用す
る。その適当な例を示せば、低分子ポリスチレン、
変性キシレン樹脂、変性メシチレン樹脂、アルキ
ルフエノール樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹
脂、カシユー樹脂、変性カシユー樹脂、ポリビニ
ルフエノール樹脂、テルペン系樹脂、フエノール
系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸
ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビ
ニルアルコール樹脂、変性アクリル樹脂、セラツ
ク樹脂、グリプタール樹脂、エステルガム、変性
セルロースなどがあげられる。これらの分子量は
数千ないし数万が適当である。被記録体表面の極性と、インクビヒクルとして
の樹脂及び界面活性剤の適当な選択を行なうこと
によつて、所望のドツトの形成、密着性、乾燥性
を得ることができるから、被記録体表面とインク
との親和性について十分に検討して、適当な組成
を選択することが必要である。結合剤の添加量は分子量に依存するが、混合溶
液に対して約１〜８重量％、好ましくは約２〜６
重量％である。（発明の効果）本発明によるジエツト印刷用インク組成物は、
下記の効果を奏するものであるから、産業上きわ
めて有用なものである。 (1) 紙、金属、プラスチツク、ガラス、ゴム等に
印刷する場合のインクとして使用することがで
きる。 (2) 従来のジエツト印刷用インクと比較すれば、
本発明によるインクは耐候性がはるかにすぐれ
ているから、屋外で長期にわたつて使用される
物品に印刷する場合に、きわめて好適なインク
である。（実施の態様）下記の実施例は、本発明の実施の態様を例示
し、本発明をさらに理解しやすくするためのもの
であつて、本発明を何ら制限するものではない。
なお、下記の実施例および比較例において使用し
た原材料は、次のとおりである。 (a) 溶剤シクロヘキサノン東亜合成化学工業社製エチルアルコール今津薬品工業社製メチルエチルケトン東燃石油化学工業社製酢酸ブチル協和醗酵工業社製 (b) 電導性付与剤チオシアン酸ナトリウム（NaSCN）
純正化学社製 (c) 界面活性剤 Kp―340（シリコーン系活性剤）
信越化学社製 FC―431（フツ素系活性剤）
住友スリーエム社製サーフイノール104（アセチレン系活性剤）
日信化学工業社製 (d) 重合体結合色素セイカゲン樹脂BKH1416N（フタロシアニン顔料
を20％含有）大日精化工業社製セイカゲン樹脂BKH1200（フタロシアニン顔料を
20％含有）大日精化工業社製 (e) 染料オイルカラーHBB オリエント化学工業社製 (f) 結合剤カシユー樹脂17BB カシユー社製エステルガム播磨化成工業社製実施例１のインクの調製方法メチルエチルケトン50gと酢酸ブチル30gの混
合溶剤にセイカゲン樹脂BKH1416N 7gを溶解
し、次いでオイルカラーHBB 1g、チオシアン酸
ナトリウム1gを溶解してのち界面活性剤Kp―340
0.1gを添加して溶解後、フロロポアフイルター
FP―200（住友電工社製）を通して過し調製し
た。実施例２〜５および比較例のインクも上記に準
じて調製した。第１表に示す組成で、５実施例（実験番号１〜
５）および１比較例（実験番号６）のジエツト印
刷用インク組成物を調整し、孔径2μmのフイルタ
を通し、その特性を調べた。それぞれのインクをＰ―610型日立IJプリンタ
ー（日立製作所社製）を使用して、金属板に印字
試験した。いずれのインクも独立微粒子となつて
噴射され、鮮明な記録が得られた。これらの試験片を屋外にて、耐候試験を６ケ月
間連続で行ない、実験１〜５は印字被膜の形状、
色濃度差はほとんどみられず、非常に良い結果で
あつた。一方実験６は50時間位で退色がみられ、本発明
によるインクよりも耐候性に劣ることがわかつ
た。【表】Detailed Description of the Invention (Technical Field of the Invention) The present invention relates to an ink composition for jet printing, and more specifically, an ink composition with excellent weather resistance that can be effectively used for paper, metal, plastic, glass, rubber, etc. The present invention relates to an ink composition for jet printing. (Prior Art) In the jet printing method, jet printing ink in a storage tank is pressurized by compressed air or a pump, passes through a pipe connected to a filter and a pressure regulator, and passes through an orifice with a diameter of 20 to 300 μm. As it passes through the ink ejection device, it is turned into fine particles by a magnetically or electrically actuated vibrator, resulting in a continuous flow of the fine particles. Next, while the particles are moving towards the recording medium, they are controlled by a video signal from an electric character generator or by an electrostatic deflection system to form characters or the like on the moving recording medium. In the above method, in order to maintain uniform recording, the ink must be made into fine particles of a certain shape, and the fine particles must be sensitive to the action of the control system. To this end, strict conditions are imposed on the physical properties of the ink, such as viscosity, specific gravity, specific resistance, and surface tension, since these values have subtle effects. In addition, since most of the recording media used in jet printing in the past were paper, the ink used was
The solvent was water-based. Recently, organic solvent-based markings have begun to be developed for industrial products such as metals and plastics (Japanese Patent Laid-Open No. 52-41007).
Publication No. 1986-64302, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1982-64302
(See Publication No. 96106, etc.) In order to be able to quickly record on a wide range of target objects by adapting to the inkjet recording method, the conditions for the ink that affect the ability to form independent particles of the ink liquid include a viscosity of 5 cP or less and a specific gravity of 1.0±0.2 particles. Conductivity is related to the signal response of
It is desirable that the material has a physical property value of 0.5×10 ⁻³ S/cm or more, and a surface tension of 20 to 60 dyn/cm, which is necessary for preventing bleeding of records. Furthermore, it is required to have excellent adhesion, drying properties, and water resistance. This is because, after the record has dried, the record must not be disturbed, contaminated, or erased by contact between products or with water or other objects, friction, or the like. Furthermore, if the colorant or non-volatile components of the vehicle crystallize from the ink, they will interfere with smooth flow at orifices in the ink flow path, so these should not be precipitated. Although consideration has been given to the above points in existing inks, since water-soluble or oil-soluble dyes are used for coloring the inks, there is a limit to the number of coloring materials available, and the weather resistance is not satisfactory. It has not been. (Objective of the Invention) An object of the present invention is to provide an ink that satisfies the above-mentioned required properties, can be used regardless of the material of the recording medium, and has excellent weather resistance. It is something. (Structure of the Invention) The present invention is characterized in that in an ink containing (a) a solvent, (b) a conductivity imparting agent, (c) a surfactant, and (d) a colorant as essential components, the colorant is A jet printing ink composition that is a polymer-bound dye. The constituent components of the ink of the present invention will be explained in more detail below. (Solvent) First, as a solvent, water, alcohol, ketone, ester, ether, aromatic hydrocarbon solvent, aliphatic hydrocarbon solvent, which dissolve each component in the ink described below, may be used alone or in combination. used. Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, n-amyl alcohol, isoamyl alcohol, etc.
Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, methyl isobutyl ketone, 2-hexanone, 2-heptanone, 4-heptanone, diisobutyl ketone,
Cyclohexanone, etc., and ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate,
Acetic acid n-propyl ester, acetic acid isopropyl ester, acetic acid isobutyl ester, etc. are used as ether solvents such as dioxane, tetrahydrofuran, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, etc. Isopropyl ether, etc., aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, aliphatic hydrocarbon solvents such as n-hexane, 2
-Methylpentane, n-heptane, n-octane, etc. can be mentioned. (Conductivity imparting agent) The conductivity imparting agent is an ionizable salt for imparting conductivity to the ink, such as ammonium, alkali metal and alkaline earth metal halides, nitrates, nitrites, and sulfates. , acetate, thiocyanate, propionate, benzoate, per 100 parts by weight of said solvent.
By adding 0.2 to 4 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight, the required level of conductivity is 0.5×10 ^-3 S/
It is possible to achieve values of cm or more. (Surfactant) A surfactant can be added as a surface tension adjusting agent for the ink. When a mixture of solvents with different evaporation rates is used, the effect of adding a surfactant is to form a thin film on the ink surface, suppressing the evaporation of the solvent, preventing the occurrence of convection due to evaporation, and achieving uniform recording. It also works. The surfactant is used in an amount of 0.005 to 2 parts by weight, preferably 0.01 to 2 parts by weight, per 100 parts by weight of the solvent.
The addition of 1 part by weight shows the effect that the purpose can be fully achieved. If the amount added is smaller than the above, there will be no effect on the surface tension, and if it is used in a large amount, the drying properties of the ink will be extremely impaired. Usable surfactants include silicone surfactants, fluorine surfactants, reaction products of ethylene glycol and propylene glycol, ester or ether types of polyethylene glycol, alkylphenol types, sorbitan ester types, polyoxy Examples include nonionic surfactants such as ethylene sorbitan ester type, titanium surfactants such as polyhydroxytitanium stearate (Orgatics TPHS manufactured by Matsumoto Pharmaceutical Co., Ltd.), and acetylene surfactants. The ink composition to which a surfactant is added forms a fine dot-shaped film on the printing material. (Polymer-Bound Dye) The colorant that can be used in the present invention is a polymer-bonded dye, unlike conventional water-soluble or oil-soluble dyes. An example is polymer-bound copper phthalocyanine. This can be obtained in a nearly amorphous state by chemically bonding a long molecular chain of a polymer to copper phthalocyanine. Acrylic polymers are useful and well known as long molecular chain polymers, and Seikagen Resin manufactured by Dainichiseika Kagyo Co., Ltd. is commercially available as a polymer-bonded dye. Since the polymer-bound dye itself contains a polymer, it can also serve as a binder.
Therefore, in the ink of the present invention, there is no need to add a separate binder. Other dyes can also be added for complementary colors. Regarding polymer-bonded dyes, an explanation ("Polymer-bonded dyes" by Shojiro Horiguchi) was published on pages 316 to 321 of Volume 20, No. 4 (1977) of the magazine "Chemistry and Industry". There is. (Binder) As described above, the ink of the present invention can be constructed without adding a separate binder, but a binder can also be added if desired. The binder may be any binder as long as it is soluble in the solvent, and acts as a film-forming component of the ink. Suitable examples include low molecular weight polystyrene,
Modified xylene resin, modified mesitylene resin, alkylphenol resin, rosin resin, modified rosin resin, cashew resin, modified cashew resin, polyvinylphenol resin, terpene resin, phenolic resin, epoxy resin, polyester resin, vinyl acetate resin, polyvinyl butyral Examples include resin, polyvinyl alcohol resin, modified acrylic resin, shellac resin, glyptal resin, ester gum, and modified cellulose. The appropriate molecular weight of these is several thousand to several tens of thousands. The desired dot formation, adhesion, and drying properties can be obtained by appropriately selecting the polarity of the surface of the recording medium and the resin and surfactant used as the ink vehicle. It is necessary to carefully consider the compatibility between the ink and the ink and select an appropriate composition. The amount of binder added depends on the molecular weight, but is about 1 to 8% by weight, preferably about 2 to 6% by weight, based on the mixed solution.
Weight%. (Effect of the invention) The ink composition for jet printing according to the invention has the following properties:
Since it has the following effects, it is extremely useful industrially. (1) Can be used as ink for printing on paper, metal, plastic, glass, rubber, etc. (2) Compared to conventional jet printing inks,
Since the ink according to the present invention has much better weather resistance, it is an extremely suitable ink for printing on articles that will be used outdoors for a long period of time. (Embodiments) The following examples are intended to illustrate embodiments of the present invention and to make the present invention easier to understand, and are not intended to limit the present invention in any way.
In addition, the raw materials used in the following examples and comparative examples are as follows. (a) Solvent Cyclohexanone Manufactured by Toagosei Kagaku Kogyo Co., Ltd. Ethyl alcohol Manufactured by Imazu Pharmaceutical Co., Ltd. Methyl ethyl ketone Manufactured by Tonen Petrochemical Co., Ltd. Butyl acetate Manufactured by Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. (b) Conductivity imparting agent Sodium thiocyanate (NaSCN)
Manufactured by Junsei Kagaku Co., Ltd. (c) Surfactant Kp-340 (silicone active agent)
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. FC-431 (fluorine-based activator)
SURFINOL 104 (acetylene activator) manufactured by Sumitomo 3M
(d) Polymer-bonded dye Seikagen Resin BKH1416N (contains 20% phthalocyanine pigment) manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd. Seikagen Resin BKH1200 (contains phthalocyanine pigment) manufactured by Dainichi Chemical Industry Co., Ltd.
20% content) Manufactured by Dainichi Seikagaku Kogyo Co., Ltd. (e) Dye Oil Color HBB Manufactured by Orient Kagaku Kogyo Co., Ltd. (f) Binder Cashew Resin 17BB Manufactured by Cashew Co., Ltd. Ester Gum Manufactured by Harima Kasei Kogyo Co., Ltd. Preparation of ink of Example 1 Methyl ethyl ketone 50g Dissolve 7g of Seikagen resin BKH1416N in a mixed solvent of 30g of butyl acetate, then dissolve 1g of oil color HBB and 1g of sodium thiocyanate, and then add surfactant Kp-340.
After adding 0.1g and dissolving it, filter it through a fluoropore filter.
It was prepared by passing it through FP-200 (manufactured by Sumitomo Electric). Inks for Examples 2 to 5 and Comparative Examples were also prepared in the same manner as above. With the composition shown in Table 1, 5 Examples (Experiment No. 1 to
The jet printing ink compositions of 5) and 1 Comparative Example (Experiment No. 6) were prepared and passed through a filter with a pore size of 2 μm to examine their properties. Each ink was tested for printing on a metal plate using a P-610 Hitachi IJ printer (manufactured by Hitachi, Ltd.). All inks were ejected as independent fine particles, and clear records were obtained. These test pieces were continuously subjected to weather resistance tests outdoors for 6 months.
There was almost no difference in color density, and the results were very good. On the other hand, in Experiment 6, color fading was observed after about 50 hours, indicating that the ink had poorer weather resistance than the ink of the present invention. 【table】

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) 溶剤、 (b) 電導性付与剤、 (c) 界面活性剤および (d) 重合体結合色素を必須成分とするジエツト印刷用インク組成物。２重合体結合色素が重合体結合銅フタロシアニ
ンであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のジエツト印刷用インク組成物。[Scope of Claims] 1. An ink composition for jet printing, which contains (a) a solvent, (b) a conductivity imparting agent, (c) a surfactant, and (d) a polymer-bonded dye as essential components. 2. The jet printing ink composition according to claim 1, wherein the polymer-bonded dye is a polymer-bonded copper phthalocyanine.