JPS5845988B2 - インキ組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインキジェット印刷方式において使用したり平
滑な陶磁器の表面に印刷するのに適したインキ組成物に
関する。

インキジェット印刷方式において使用するのに適したイ
ンキ組成物にはいくつもの特性が必要とされている。

インキジェット印刷方式においては機械部品がインキ組
成物と接触するので、最初は印刷過程において使用時に
も非使用時にも安定性が得られるためには、水ベースの
ジェット印刷インキ組成物を処方する必要があるものと
思いこまれた。

インキジェット印刷方式においては、基体上に実際に沈
着しないインキ組成物は白傷的に集められて戻しタンク
へまわされる。

インキ組成物の粘度を所望の水準に維持するためには、
蒸発による水分の損失、ならびに基体上への印刷により
実際に費消されるインキを補い得るような分量でインキ
組成物の希釈液が戻しタンク中へ供給される。

そこで、本発明の印刷インキ組成物は、インキジェット
印刷方式用の下記の特性に適合するように処方されたも
のである。

絶対粘度（２０℃） １〜６センチボアズ 電気抵抗率 ０００ オーム・センチ 表面張力 ２２．５〜６０ ダイン／センチ 音 速 １２００〜１８００ メートル７秒 比 重 ０．８２０〜１．０４５ 処方上とりわけ難い問題は、ガラスや陶磁器のような平
滑な窯業品の表面上に印刷または書写インキ類を使用す
る場合に見られるが、これはジェット印刷で使用するた
め十分に安定性を有するにはインキが高度に可溶性であ
りしかも好ましくは水と相溶性であることが必要である
が、一方では乾燥した場合比較的不溶性または耐水性で
あって（１）少（とも３０分間４００’Ｆ（２０４℃）
の温度に曝らす、（２）２時間水中で煮沸する、（３）
２時間２６０下（１２７°Ｇ）のスチームに曝らす、お
よび（４）７時間アトラス フェードオーメーター（Ａ
ｔｌａｓ Ｆａｄｅｏｍｅｔｅｒ ）中に入れておく
場合高度に印刷の跡が読み取れるようでなげればならな
いことである。

ジェット印刷機中で使用するには印刷の跡が５秒以内で
耐水性となり５〜１０秒以内で触って見て乾燥していな
げればならず、また乾燥した時、乾いたまＮ多少強く擦
するか、または濡らして擦すってもそれに耐えるのでな
げればならない。

ガラスその他平滑な陶磁器類表面上に書写または印刷す
るためのインキ組成物にこれらの特性を持たせることは
従来容易なことではなかった。

例数ならば、まず第一に、このような平滑な陶磁器の表
面に強力で有効な結合を生じさせて、沸湯、スチームお
よび摩擦による試験に耐えるようにすることは困難であ
る上に、流動状態下にあっては安定でありかつ水分との
相容性が要求されることと、乾燥状態下にあっては十分
に不溶性であってスチームや沸湯水の存在によっても除
去され難いことが要求されることはいさ二か本来相客れ
ないからである。

とはいえ、本発明の実施によれば、ガラスおよび陶磁器
類のうわぐすりのかＳつたまたは同様な表面を基体とし
て書写または印刷するための上記の必要条件にかなった
インキ組成物が得られるが、このものはまた特にインキ
ジェット印刷方式において使用するに好適である。

この種のインキ組成物を製造することが本発明の目的で
ある。

本発明は以下において、ガラスまたは陶磁器類の平滑な
表面上に、ジェット印刷設備により印刷するためのイン
キ組成物について記述されるが、本発明のインキ組成物
はインキジェット印刷法以外の書写または印刷用インキ
および平滑な窯業製品基体以外の表面上に書写または印
刷するためのインキとしても利用できることは理解され
よう。

本発明の特色を具現する一つの印刷インキ組成物はその
必須成分として下記のものを含むように処方された。

（１）水で希釈することができ、かつアルコ−、／１／
に可溶性の線型、低分子量、ツバラック（フェノール−
アルデヒド樹脂）の形態の結合剤 （２）着色剤として水およびアルコールに可溶性の染料 （３）シランの形態にある有機珪素化合物。

たｇしその対応するシラノールは珪素原子に結合した有
機基中の高度に官能性の基（アミノ、メルカプト、また
はオレフィン性）を有するものとする。

（４）少量の水を含みまたは含まぬ低沸点アルコールの
形態にある希釈剤。

ツバラック型樹脂質結合剤は酸触媒アルデヒド縮合反応
生成物であり、このものは酸性側の反応であるために、
線型構造を有し架橋結合が殆んどなく、可溶性を保持し
た低分子量高分子となっている。

このような低分子量線型ツバラック樹脂はかなり水溶性
であり、アルコールまたはアルコールと水の混合系には
高度に可溶性である。

フェノール性成分としてはクレゾールおよび同様なフェ
ノール性誘導体が使用されるが、フェノールを用いるこ
とが好ましい。

またアルデヒドとしてはホルムアルデヒドを利用するこ
とが好ましいが他のアルデヒド類を使用してもよい。

本発明の実施において使用するに適したツバラック樹脂
の製法は当該技術者には周知のものであり、シエネクタ
デイ・ワニス・カンパニー（５ｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ
Ｖａｒｎｉｓｈ Ｃｏ、 ）がらＦＲＪ４２５（分子
量７５０）およびＦＲＪ−５０８（分子量５００）の商
品名で市販されている。

本発明のインキ組成物の処方では、分子量平均が２００
〜２５００．好ましくは４００〜１０００の範囲内にあ
るツバラック樹脂がインキ組成物に対して２〜３０重量
％、好ましくは２〜２０重量％の範囲内の量で使用され
る。

適当な染料成分はクリスタル・バイオレット・ＦＮ（Ｂ
ＡＳＦ）、ピクトリヤ・ブルー・Ｂ・ベース（ヒルトン
・デービス、Ｈｉｌｔｏｎ Ｄａｙｉｓ ）などのよう
なトリアリールメタン染料および同様なアルコールなら
びに水に可溶性の染料によって代表される。

これらの染料は所望の着色強度を付与するに十分な分量
で使用されるが、通常インキ組成物に対して０．５〜５
重量％、好ましくは０．８〜３重量％の濃度で用いられ
る。

有機珪素化合物としては有機シランまたはその加水分解
物を使用することが好ましい。

たｇしここに有機シランは式ＲｎＳｉＸ４−ｎ で表わ
されるものであって、式中Ｘは高度に加水分解性の基で
あってたとえば、塩素または他のハロゲン、ＮＨ２のよ
うなアミノ基、あるいはメトキシ、エトキシ、若しくは
他のＣ１〜Ｃ４アルコキシ基のような短鎖アルコキシ基
であり、ｎは１〜３である。

またＲは脂肪族、脂環族、芳香族、脂肪族基を側鎖に有
する芳香族、複素環式族、その他のＣ１〜Ｃ１８有機基
にわたり床机に変りうる有機基であり、このＲ基のうち
少（とも一つは、その中のアルキル基がオレフィン性基
、グリシジル基、メルカプト基のような高度に官能性の
基を含有するＣ１〜Ｃ８のアルキルまたはアルカリール
基である。

以上の例としてはγ−メタクリルオキシプロピルトリメ
トキシ シラン、ビニルトリエトキシ シランがあるが
、γ−アミノプロピルトリエトキシ シラン（Ａ−１１
００−ユニオン・カーバイド）、Ｎアミノエチルアミノ
プロビルトリメトキシ シラン（ダウ）、Ｎ−ビス（β
−ヒドロキシエチル）γ−アミノフロピルトリエトキシ
シラン（Ａ１１００−ユニオン・カーバイド）のよう
なアミノシランを使用することが好ましい。

このようなシラン類およびその対応するシラノール類は
アルコールまたはアルコール・水混合系中で安定な溶液
を生成し、インキ組成物の０．０４〜５重量％、好まし
くは０．１〜０．３重量％の範囲内の分量で本発明のイ
ンキ組成物に使用される。

有機珪素化合物およびツバラック樹脂は相容性であって
アルコールまたはアルコール・水混合系中で安定な溶液
を生成し、そのため本発明のインキジェット印刷方式に
使用可能となる一方、ツバラック樹脂と有機珪素化合物
、特にアミノシランあるいはその対応する加水分解生成
物は乾燥に際し硬化し耐水性の印刷を形成する。

このものはガラスや陶磁器類の平滑な表面に強く結合し
、沸湯、スチーム、または高湿度条件下に曝らしてもは
げ落ちるようなことがな（、前に述べたような、乾いた
または濡れた状態での摩擦試験や水およびスチームによ
る試験にもよく耐える。

有機珪素化合物が存在しない場合には印刷の跡がこのよ
うな平滑な窯業製品の表面上では、所望の不溶化ならび
に付着性を達成することができない。

乾燥に際して、有機珪素化合物のアミノ基または他の官
能性基、あるいは加水分解生成物の水酸基がツバラック
樹脂の可溶化した水酸基と反応し、その結果有機珪素化
合物がフェノール−アルデヒド樹脂の一部となってシラ
ン化したフェノール−アルデヒド樹脂を形成し、これが
十分に架橋結合した状態となって耐水性となり、かつま
た平滑な窯業製品の表面上の無機酸化珪素基に選択的に
吸引されるものと思われる。

かくして乾燥した印刷部分と、基体の表面との間に強力
で永久的な結合が構成され、そのために良質の永久像が
、他の方法では印刷困難な表面上に得られる。

希釈剤は既述したように、インキ組成物の所望の粘度特
性が得られるように、これに合った分量で種々変えて用
いられる。

希釈剤としては低沸点、速乾性のアルコール、たとえば
メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールまた
は他のＣ１〜Ｃ３アルコールを単独に、あるいは水と混
ぜて使用することが好ましい。

たｇし水と混ぜる場合水は５０重量％までとする。

次に本発明の特色を具現するインキ組成物の代表的なも
のを例示する。

実施例 １ ２ 重量％ ツバラック フェノール樹脂Ｃ（ＦＲＪ
−４２５）−シエネ クタデイ・ワニス・カンパニー〕 ｏ、ｏ４重量％ γ−アミノプロピルトリエトキシ シ
ラン ２ 重量％ クリスタルバイオレットＦＮ９４ 重
量％ メチルアルコール 各成分を混ぜ合わす順序は材料が何れも溶けた状態でイ
ンキ組成物となるので重要ではないが、有機珪素化合物
成分をアルコール溶液から加える前に、まずツバラック
樹脂、染料および希釈剤の溶液を形成してお（ことが好
ましい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （イ）可溶性の線型、低分子量ツバラック樹脂、（
   ロ）水およびアルコールに可溶性の染料、（ハ）シラン
   またはその加水分解生成物の形態にあり、そのシランが
   一般式ＲｎＳｉＸ４−ｎ （たＫＬ、Ｘは高度に加水分
   解性の基、ｎは１〜３の数、Ｒは有機基であり、少（と
   もその１は高度に官能性の基を含有する有機基である）
   を持つ有機珪素化合物、およびに）低沸点のアルコール
   およびアルコール−水よりなる組から選ばれた希釈剤、
   よりなることを特徴とするインキ組成物。 ２ ツバラック樹脂が酸触媒フェノールアルデヒド樹脂
   である特許請求の範囲１に記載のインキ組成物。 ３ ツバラック樹脂が酸触媒フェノールホルムアルデヒ
   ド樹脂である特許請求の範囲１に記載のインキ組成物。 ４ ツバラック樹脂が２００乃至２５００の範囲内の平
   均分子量を有する特許請求の範囲１記載のインキ組成物
   。 ５ ツバラック樹脂が４００乃至１０００の範囲内の平
   均分子量を有する特許請求の範囲１に記載のインキ組成
   物。 ６ ツバラック樹脂がインキ組成物中に２−３０重量％
   の範囲内の量で存在する特許請求の範囲１に記載のイン
   キ組成物。 ７ アルコールに溶解性の染料がトリアリールメタン染
   料である特許請求の範囲１に記載のインキ組成物。 ８ 染料がインキ組成物中に０．５−５重量％の範囲内
   の量で存在する特許請求の範囲１に記載のインキ組成物
   。 ９ 染料がインキ組成物中に０．８−３重量％の範囲内
   の量で存在する特許請求の範囲１に記載のインキ組成物
   。 １０ 有機珪素化合物の高度に加水分解性の基が、ハ
   ロゲン、アミンおよびＣ１−Ｃ４アルコキシ基から成る
   群から選ばれた基である特許請求の範囲１に記載のイン
   キ組成物。 １１ 有機珪素化合物がアミノシランまたはその加水
   分解生成物である特許請求の範囲１に記載のインキ組成
   物。 １２ 有機珪素化合物がγ−アミノプロピル） ＩＪ
   エトキシ シラン、Ｎ−アミノエチルアミノプロピルト
   リメトキシ シランおよびＮ−ビス（β−ヒドロキシエ
   チル）トリメトキシ シランから成る群から選ばれたも
   のである特許請求の範囲１に記載のインキ組成物。 １３ 有機珪素化合物が０．０４−５重量％の範囲内
   の量でインキ組成物中に存在する特許請求の範囲１に記
   載のインキ組成物。 １４ 有機珪素化合物がインキ組成物中に０．１．−
   ３重量％の範囲内の量で存在する特許請求の範囲１に記
   載のインキ組成物。 １５ 平滑な窯業製品表面上に印刷するためのインキ
   ジェット印刷法用に適した特許請求の範囲１に記載のイ
   ンキ組成物。