(57)【要約】      （修正有）【課題】ヘッドを流れる過程における保湿性と印刷媒体の表面に到達する乾燥性を両立させ、優れた連続的インクジェット性能を有し、スムーズにヘッドから吐出され、印刷媒体に高品質のパターンを形成する、印刷用インクの提供。【解決手段】無機顔料、ガラスフリット、分散剤、樹脂及び有機溶剤を含み、有機溶剤は、少なくとも有機溶剤Ａと有機溶剤Ｂの二種類の溶剤を含み、２５℃、１ａｔｍの条件でＡＳＴＭ−Ｄ３５３９に準拠して測定された相対蒸発速度の値について、酢酸ブチルの値を１００とする場合、有機溶剤Ａの値が１０〜１０００であり、有機溶剤Ｂの値が０．１〜９であり、無機顔料は、黒色顔料、黄色顔料、青色顔料、赤色顔料、緑色顔料、白色顔料のうちの一種又は複数種を含み、無機顔料及びガラスフリットの粒径が２００〜１０００ｎｍである印刷用インク、前記インクの製造方法及びそれと合わせたプリンタ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機顔料、ガラスフリット、分散剤、樹脂及び有機溶剤を含むことを特徴とする印刷用インク。
【請求項２】
有機溶剤は、少なくとも有機溶剤Ａと有機溶剤Ｂの二種類の溶剤を含み、酢酸ブチルの値を１００とする場合、２５℃、１ａｔｍの条件でＡＳＴＭ−Ｄ３５３９に準拠して測定された有機溶剤Ａの相対蒸発速度が１０〜１０００であり、有機溶剤Ｂの相対蒸発速度が０．１〜９であり、
無機顔料は、黒色顔料、黄色顔料、青色顔料、赤色顔料、緑色顔料、白色顔料のうちの一種又は複数種を含み、
無機顔料及びガラスフリットの粒径が２００〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の印刷用インク。
【請求項３】
前記ガラスフリットの重量百分率が１０〜３０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷用インク。
【請求項４】
前記無機顔料の重量百分率が５〜２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷用インク。
【請求項５】
前記樹脂の重量百分率が０．０５〜５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷用インク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の印刷用インクの製造方法であって、
前記無機顔料とガラスフリットをそれぞれ有機溶剤及び分散剤と予混合し、次に分散機で分散させて分散液を得た後、前記樹脂を添加して均一に混合した後に濾過し、印刷用インクを製造し得ることを特徴とする印刷用インクの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載の印刷用インクを用いるプリンタであって、
前記プリンタには、予熱領域、保温領域及び印刷領域が順に設置され、予熱領域、保温領域及び印刷領域を貫通する輸送プラットフォームと、印刷領域に設置され輸送プラットフォームの上方に位置する印刷モジュールとを含み、
前記印刷モジュールには、インクジェットシステムと、制御システムと、前記印刷用インクを貯蔵してインクジェットシステムに供給するインク供給システムと、インクジェットシステムのインクジェット温度を制御する温度制御システムとが設置され、
前記予熱領域の温度Ｔ１が８０〜１００℃であり、前記保温領域の温度Ｔ２が６０〜８０℃であることを特徴とする印刷用インクを用いるプリンタ。
【請求項８】
前記プリンタには、予熱領域に接続された印刷媒体洗浄領域がさらに設置され、
前記印刷媒体洗浄領域には、印刷媒体を洗浄するための印刷媒体洗浄機が設置されることを特徴とする請求項７に記載の印刷用インクを用いるプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷用インクの分野に関し、具体的には、印刷用インク及びその製造方法並びにプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスを装飾板として使用することは日常生活で広く見られることであり、特に内装業界及び広告業界において多く見られ、一般的にガラス板の表面に様々な美しいパターンを作製する。しかし、ガラス板の表面にパターンを作製する方式が複数種あり、例えばガラス板にパターンを貼り付ける方式によりパターンを形成することができるが、パターンを貼り付ける粘着層が剥がれやすく、破損しやすいため、製品の耐久性及び耐候性に劣っている。上記欠点を補うために、従来のプロセスにおいてガラス板の表面にパターンを印刷するプロセス方法としてはスクリーン印刷又はパッド印刷技術を用いることが多く、このようなプロセスによりパターンはガラスの表面に効果的に固定することができるが、ずれも転写対象のパターンを予め製造し、かつフィルムをさらす必要があり、スクリーンを製造する等の煩瑣なプロセスを行ってこそ単色印刷を完了することができ、多色印刷には効率が低いという欠点が明らかに存在し、個性的な少バッチ製造を実現することも困難である。
【０００３】
上記技術的欠陥を補うために、従来技術においてセラミックインクジェット印刷に鑑みてなされた技術的解決手段が提案され、その原理は従来のプリンタのカラーインクジェット印刷技術と類似し、コンピュータ制御技術と組み合わせてヘッドを制御することにより、ガラス板の表面に所望のパターンをインクジェット印刷し、このようなインクジェット印刷方法は効率が非常に高い。それとともに、言及すべきこととして、上記セラミック印刷技術は作業効率が高いが、印刷基材がセラミックであり、セラミック材料自体に複数の異なる物質成分を含有し、印刷過程において高温でインクと化学反応し、セラミックにインクジェット印刷されたインクの色歪みを引き起こし、これと比較すると、ガラスの成分は主に二酸化ケイ素であり、化学性質が安定し、高温でインクと化学反応しにくいので、印刷されたパターンの色歪みが殆どなく、効果がより高く、したがって、理論的に、ガラスを基材とするインクジェット印刷製品はセラミックを基材とするインクジェット印刷製品よりも多くの利点を有し、強化処理によりガラス自体の硬度を向上させることができ、その製品の品質を一層高めることができる。しかし、実際の製造において、ガラス板の表面に孔隙がなく、その平滑性がセラミック板よりはるかに高く、ヘッドが高速でインクジェット印刷を行う過程において、インクがガラスの表面に吸着しにくいため滑りが発生し、パターンの位置も正確に決めにくく、印刷されたパターンが多少相違があり、かつガラス板上のパターンの寸法精度及び位置精度が低いことを引き起こし、この点において、セラミック板の表面の粗い性質は却ってインクの吸着及びパターンの正確な位置決めに役立つ。上記問題は、従来技術のガラスインクジェット印刷プロセスはセラミックインクジェット印刷プロセスを参考しても、依然として欠陥が存在することを示す。
【０００４】
また、従来技術におけるインクには速乾性と保湿性とを両立させにくいという欠陥があることが多く、保湿性が不十分なため吐出不良になって、ヘッドが目詰まりになったり、乾燥性が不十分で、パターンの印刷精度を確保しにくかったりするので、上記技術的問題を改善する必要がある。
【発明の概要】
【０００５】
これに鑑みて、本発明は上記従来技術の上記欠点の少なくとも１つを解消するために、インクジェットプリンタ用の印刷用インクを提供し、該印刷用インクはヘッドを流れる過程での保湿性と印刷媒体の表面に到達する乾燥性を両立させ、優れた連続的インクジェット印刷性能を有し、スムーズにヘッドから吐出されて、印刷媒体に高品質のパターンを形成することができ、本発明の他の目的は、ガラス材質の印刷媒体にパターンを印刷できるとともに、ガラス層のない印刷媒体にパターンを形成することができる印刷用インクを提供することである。
【０００６】
上記存在する技術的問題を解決するために、本発明は下記技術的解決手段を採用する。
【０００７】
無機顔料、ガラスフリット、分散剤、樹脂及び有機溶剤を含み、有機溶剤は、少なくとも有機溶剤Ａと有機溶剤Ｂの二種類の溶剤を含み、２５℃、１ａｔｍの条件でＡＳＴＭ−Ｄ３５３９に準拠して測定された相対蒸発速度の値について、酢酸ブチルの値を１００とする場合、有機溶剤Ａの値が１０〜１０００であり、有機溶剤Ｂの値が０．１〜９であり、無機顔料は、黒色顔料、黄色顔料、青色顔料、赤色顔料、緑色顔料、白色顔料のうちの一種又は複数種を含み、無機顔料及びガラスフリットの粒径が２００〜１０００ｎｍである印刷用インクである。
【０００８】
本発明は無機顔料を特に限定しないが、焼成時に退色及び変色が発生しにくい観点から、複合酸化物系無機顔料を使用することが好ましい。
【０００９】
印刷用インクの色は、黒色、黄色、青色、赤色、緑色、白色、ピンク色、紫色、金色、銀色等の様々な色を直接使用することができ、しかし、より好ましくは、黒色、黄色、青色、赤色、緑色、白色を原色として組み合わせて調合した多様な色であり、本発明の無機顔料は、黒色顔料、黄色顔料、青色顔料、赤色顔料、緑色顔料、白色顔料のうちの一種又は複数種を含み、以下、様々な色の顔料の成分を詳細に記述する。
【００１０】
黒色顔料は好ましくは鉄系顔料又はクロム系顔料等の複合酸化物系無機顔料である。鉄系顔料は鮮やかな黒色を表現することができ、該顔料は焼成後に変色又は退色が発生しにくい。より好ましくは、前記黒色顔料は四酸化三鉄、コバルトフェライトブラック又はマンガンフェライトブラックのうちの一種又は複数種であり、そのうち、四酸化三鉄の黒色度が高く、理想的である。前記黒色顔料は好ましくはピグメントブラック２８を選用する。
【００１１】
黄色顔料は、好ましくはアンチモン系顔料又はジルコニウム系顔料等の複合酸化物系無機顔料である。アンチモン系顔料は、鮮やかな黄色を表現することができ、該顔料は焼成後に変色又は退色が発生しにくく、ジルコニウム系顔料は、アンチモン系顔料に比べて、発色性能がやや低いが、高温条件でも変色又は退色が発生しにくく、より好ましくは、前記黄色顔料はジルコニウムプラセオジム黄を含む。前記黄色顔料は好ましくはピグメントイエロー５３又はピグメントブラウン２４を選用する。
【００１２】
青色顔料は、好ましくはコバルト系顔料等の複合酸化物系無機顔料であり、コバルト系顔料は鮮やかな青色を表現することができ、該顔料は焼成後に変色又は退色が発生しにくく、より好ましくは、前記青色顔料はプルシアンブルー、コバルトブルー、コバルトアルミニウムブルーのうちの一種又は複数種を含む。前記青色顔料は好ましくはピグメントブルー２８を選用する。
【００１３】
赤色顔料は、好ましくは鉄系顔料又はスズクロム系顔料等の複合酸化物系無機顔料であり、これらの顔料は鮮やかな赤色又は茶褐色を表現することができ、かつ焼成後に変色又は退色が発生しにくい。より好ましくは、前記赤色顔料は酸化鉄レッドを含む。最も好ましくは、前記赤色顔料はピグメントレッド１０１である。
【００１４】
緑色顔料は、好ましくは酸化クロムグリーン又はコバルトグリーン等の複合酸化物系無機顔料であり、これらの顔料は鮮やかな緑色を表現することができ、かつ焼成後に変色又は退色が発生しにくい。最も好ましくは、緑色顔料はピグメントグリーン５０である。
【００１５】
白色顔料は、好ましくは二酸化チタン無機顔料であり、鮮やかな白色を表現することができ、焼成後に変色又は退色が発生しにくい。
【００１６】
本発明の無機顔料の、印刷用インクに基づく重量百分率は好ましくは５ｗｔ％又は７ｗｔ％又は９ｗｔ％又は１１ｗｔ％又は１３ｗｔ％又は１５ｗｔ％又は１７ｗｔ％又は１９ｗｔ％又は２１ｗｔ％又は２３ｗｔ％又は２５ｗｔ％又は５〜２５ｗｔ％である。重量百分率が５ｗｔ％より小さいと、発色性能が低く、発色に要求される濃度に達するために印刷用インクの塗布量を増加させる必要があり、しかし、無機材質の印刷媒体の印刷用インクに対する収容容量が異なるため、ある印刷用インクが溢れて対応するパターンを形成できない可能性がある。重量百分率が２５ｗｔ％を超えると、印刷用インクは自体の安定性を保持しにくい。
【００１７】
本発明に係る印刷用インクにガラスフリットが添加されることにより印刷用インクに印刷媒体の表面に印刷される時の粘着性が付与される。ガラスフリットは二酸化ケイ素を主な成分とし、使用目的に応じて助剤を添加することができる。助剤として印刷用インクに添加することができる材料としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酸化鉛、酸化ビスマス、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、及び天然の長石、珪石、硼砂、陶土等の混合物があり、これらの材料は単独で使用されてもよく、混合して使用されてもよい。
【００１８】
無機顔料又は無機顔料及びガラスフリットをより良好に印刷用インクに分散させるために、本発明の分散剤は好ましくは高分子分散剤であり、単独又は混合の形式で添加することができる。
【００１９】
分散剤は、市販される高分子分散剤、例えば、日本ルーブリゾール株式会社により製造された超分散剤ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ１１２００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ１３６４０、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ１６０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ１７０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ１８０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２００００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２４０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２６０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２７０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２８０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ３２０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ３６０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ３９０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ５６０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ７１０００、ＢＹＫ  Ｊａｐａｎ  ＫＫにより製造された湿潤分散剤ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１４２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１６０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１６１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１６２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１６３、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１６６、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１７０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１８０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１８２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１８４、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１９０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ２１５０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ２１５５、味の素株式会社により製造された顔料分散剤ＡＪＩＳＰＥＲ  ＰＢ７１１、ＡＪＩＳＰＥＲ  ＰＡ１１１、ＡＪＩＳＰＥＲ  ＰＢ８１１、ＡＪＩＳＰＥＲ  ＰＢ８２１、ＡＪＩＳＰＥＲ  ＰＢ８２２、ＡＪＩＳＰＥＲ  ＰＷ９１１、共栄社化学工業株式会社により製造されたＦＬＯＷＬＥＮ  ＤＯＰＡ−１５Ｂ、ＦＬＯＷＬＥＮ    ＤＯＰＡ−２２、ＦＬＯＷＬＥＮ  ＤＯＰＡ−１７、ＦＬＯＷＬＥＮ  ＴＧ−７３０Ｗ、ＦＬＯＷＬＥＮ  Ｇ−００、ＦＬＯＷＬＥＮ  ＴＧ−７２０Ｗ等を選用することができる。
【００２０】
残渣残留量及び分散安定性の観点から、高分子分散剤は好ましくは上記ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ１７０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２４０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２８０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ３２０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ３９０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ５６０００、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ２１５０又はＤＩＳＰＥＲＢＹＫ２１５５である。
【００２１】
また、印刷用インクに樹脂を添加してその擬塑性を発展させることにより良好な吐出安定性を取得し、それとともに、樹脂の添加により印刷用インクの粘性を増加させ、印刷媒体にパターンを形成する時に印刷用インクが溢れることを防止し、パターンの精度及びインクジェット印刷品質を保証することができる。
【００２２】
樹脂は市販される多糖類増粘剤、増粘樹脂及びその誘導体を選用することができる。多糖類増粘剤は、キサンタンガム（ＫＥＬＺＡＮ）、ウェランガム、パームガム、サクシノグリカン、グアーガム、ローカストビーンガム、プルラン、グルカン、デキストリン、トラガカントゴム、タラガム、ガーディアンゲル、アラビノガラクタンガム、アラビアゴム、亜麻仁ガム及びその誘導体、ペクチン、デンプン、カラギーナン、寒天、アルギン酸、ゼラチン、カゼイン、グルコマンナン、カラゲニン、ベンジリデンソルビトール及びベンジリデンキシリトール、ＲＨＥＯＺＡＮ（Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ  Ｃｈｉｍｉｅにより製造される）、Ｄｉｕｔａｎ  Ｇｕｍ（ＣＰ  Ｋｅｌｃｏにより製造される）のうちの一種又は複数種を含む。
【００２３】
増粘樹脂は、カルボキシエチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のビスコース性質のセルロース系化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性ポリマーで構成されたビニル系化合物、アルキド樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸共重合体、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ）アクリル系化合物、ポリエーテル変性カルバメート化合物、疎水基変性ポリオキシエチレンポリウレタン共重合体等のポリウレタン化合物、ポリアミドワックスアミン塩等のポリアミド系化合物、ポリウレタン尿素系化合物性質の尿素系化合物等を含む。アルギン酸アルキルエステル系、メタクリル酸のアルキルエステル等のエステル系化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ビニルピロリドン／酢酸ビニル共重合体、ビニルピロリドン／メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、ポリアクリルアミド、ポリＮ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド樹脂及び誘導体等である。好ましくは、セルロース系化合物、ビニル系化合物、アクリル樹脂、ポリ（メタ）アクリル系化合物を使用する。より好ましくはセルロース化合物及びアクリル樹脂を使用する。
【００２４】
印刷用インクにおける樹脂の重量百分率は樹脂の増粘性及び擬塑性に応じて適宜調整することができる。印刷用インクの２０℃での粘度は、吐出性能の観点から、好ましくは２．０〜３０ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは５．０〜２５ｍＰａ・ｓであり、最も好ましくは１０〜２０ｍＰａ・ｓである。上記粘度値は東機産業株式会社により製造された回転粘度計ＴＶＥ−３５により測定される。
【００２５】
樹脂の添加量が大き過ぎると、残留量が増加し、さらに吐出不良の現象が発生する。樹脂の添加量は好ましくは重量百分率が０．０５ｗｔ％〜５．０ｗｔ％であり、この場合、印刷用インクの粘度範囲は１０〜２０ｍＰａ・ｓの間にある。樹脂の重量百分率及び印刷用インクの粘度が上記範囲内にある限り、任意の樹脂を使用することができ、例えば、０．５ｗｔ％のエチルセルロースを印刷用インクに添加する場合の粘度が１５ｍＰａ・ｓである。
【００２６】
本発明に係る印刷用インクに使用される樹脂は、好ましくは４５０℃環境で残渣量が５％より低い樹脂であり、残渣量が５％を超えると、焼成後に灰分が残留しやすく、印刷媒体の表面に焦げ跡が残り、所望の設計パターンを得ることができない。特に好ましくは、セルロース系化合物又はアクリル樹脂を本発明に係る印刷用インクにおける樹脂として添加する。
【００２７】
本発明に係る印刷用インクに使用される有機溶剤について、各溶剤はいずれも所定の蒸発速度を有し、したがって優れた連続吐出安定性及びパターン形成性を得ることができる。特に有機溶剤が有機溶剤Ａと有機溶剤Ｂを含み、酢酸ブチルの蒸発速度を１００とすると、２５℃、１ａｔｍの条件でＡＳＴＭ−Ｄ３５３９に準拠して測定された有機溶剤Ａの相対蒸発速度が１０〜１０００であり、有機溶剤Ｂの相対蒸発速度が０．１〜９である場合、効果はより明らかである。その理由は以下のとおりである。第一に、相対蒸発速度の遅い有機溶剤Ｂを含有することでノズルの目詰まりを抑制することができ、第二に、相対蒸発速度の速い有機溶剤Ａを含有するため、印刷用インクが印刷媒体の表面にスプレー印刷される場合、大部分の溶剤が揮発し、印刷用インクの粘度が向上し、印刷用インクの拡散を抑制し、それにより優れたパターン形成性能を得る。
【００２８】
本発明に係る印刷用インクに使用される２種類以上の有機溶剤は、２５℃、１ａｔｍの条件で相対蒸発速度が１０〜１０００である有機溶剤Ａと、２５℃、１ａｔｍの条件で相対蒸発速度が０．１〜９である有機溶剤Ｂとを含有し、質量を基準して、該混合有機溶剤に含有する有機溶剤Ａの重量が占める比率は有機溶剤Ｂより大きいことが好ましい。
【００２９】
有機溶剤Ａは、好ましくはメタノール（１９０）、エタノール（１５０）、イソプロパノール（１５０）、３−メトキシ−１−ブタノール（１０）等のアルコール系溶剤、アセトン（５６０）、メチルエチルケトン（３７０）、メチルイソブチルケトン（１１０）等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン（８００）等のエーテル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル（７０）、プロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル（２０）等のグリコールエーテル系溶剤、酢酸エチル（６１０）、酢酸イソブチル（１５０）等のエステル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（３０）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（３０）、３−メトキシブチルアセテート（３０）等のエチレングリコールモノアセテート系溶剤である。そのうち、特に好ましくはグリコールエーテル系溶剤及びエチレングリコールモノアセテート系溶剤である。
【００３０】
有機溶剤Ｂは、好ましくは１，３−ブチレングリコール等の多価アルコール系溶剤、プロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル（７）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（３）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル（２）、ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル（１）等のグリコールエーテル系溶剤、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（１）、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールアセテート系溶剤、トリアセチン等である。そのうち、特に好ましくはグリコールエーテル系溶剤及びエチレングリコールアセテート系溶剤である。
【００３１】
有機溶剤Ａと有機溶剤Ｂは、それぞれ上記溶剤のうちの少なくとも１種を選用することができる。インクジェット印刷用の印刷用インクに使用される有機溶剤として、低い粘度の溶剤が好ましく、１〜２０ｍＰａ・ｓの範囲内にある溶剤を選択することが好ましい。
【００３２】
本発明に係る印刷用インクは乾燥速度を調整した後に、インクジェット印刷に適用するだけでなく、スクリーン印刷及びスプレー印刷等にも適用する。
【００３３】
必要に応じて、表面張力調整剤、周波数調整剤、比抵抗調整剤、熱安定剤、酸化防止剤、抗還元剤、防腐剤、消泡剤、湿潤剤等の様々な助剤を印刷用インクに添加してもよい。
【００３４】
本発明に係る印刷用インクは、上記材料を混合し、次にロールミル、ボールミル、コロイドミル、ジェットミル、ビーズミル、サンドミル等の分散機で上記混合物をさらに分散させた後に濾過して得られる。具体的に、無機顔料とガラスフリットをそれぞれ前記有機溶剤及び分散剤と予混合し、次にサンドミル又はビーズミル等の分散機で分散させて分散液を得て、これらの分散液に粘度を調整するための樹脂と、表面張力等を調整するための助剤を添加し、濾過すれば、印刷用インクを製造し得る。
【００３５】
上記工程により製造された印刷用インクは、インクジェット用のノズルによりガラス板又はセラミック板等の印刷媒体にスプレーされ、パターンを形成し、形成されたパターンが変形しないように、溶剤を乾燥させる必要があり、次に印刷媒体の材質に基づいて温度を選択（例えば、ガラス板に対して、推奨される焼成温度が７００℃前後であり、セラミック板の推奨される焼成温度が８５０℃前後である）して焼成を行い、印刷用インクに含有する分散剤及び樹脂成分を焼失して、印刷用インクに含有するガラスフリットを溶融させることにより、印刷用インクで形成された設計パターンを印刷媒体に密着させて印刷することができる。
【００３６】
本発明のさらなる目的は、上記印刷用インクを用いるプリンタを提供することであり、前記プリンタに予熱領域、保温領域及び印刷領域が順に設置され、予熱領域、保温領域、印刷領域を貫通する輸送プラットフォームと、印刷領域に設置され輸送プラットフォームの上方に位置する印刷モジュールとを含み、前記印刷モジュールには、インクジェットシステムと、制御システムと、前記印刷用インクを貯蔵してインクジェットシステムに供給するインク供給システムと、インクジェットシステムのインクジェット温度を制御する温度制御システムとが設置され、前記予熱領域の温度Ｔ１が８０〜１００℃であり、前記保温領域の温度Ｔ２が６０〜８０℃である。
【００３７】
前記プリンタに予熱領域に接続された印刷媒体洗浄領域がさらに設置され、前記印刷媒体洗浄領域には、印刷媒体を洗浄するための印刷媒体洗浄機が設置されることを特徴とする。
【００３８】
本発明は従来技術と比較すると以下の有益な効果を有する。本発明に係る印刷用インクの成分は、相対蒸発速度が明らかに異なる少なくとも二種類の有機溶剤を含み、そのうちの相対蒸発速度の大きい有機溶剤Ａはインクがパターンを形成する時の速乾性を提供し、それにより形成されたパターンの精度を保証し、相対蒸発速度の小さい有機溶剤Ｂはインクがヘッドを通過する時の保湿性を提供し、インクが適切な流動性を有することを保証し、ヘッドが目詰まりすることを防止し、それによりヘッドのスムーズな吐出性を保証し、これに対応して、本発明に係るプリンタは、印刷モジュールに温度制御システムが設置され、インクがヘッドから吐出される前に低い温度を有することを保証し、インク中の有機溶剤が蒸発することでインクの粘度が急激に増加してヘッドが目詰まりすることを防止し、それによりスムーズな吐出性を保証し、印刷時に印刷媒体はプリンタの予熱領域、保温領域を順に通過し、最後に印刷領域に入り、予熱及び保温により印刷媒体は温度を有し、インクは印刷媒体の表面に到達する時に印刷媒体からの熱量を吸収して有機溶剤の揮発を促進し、それによりパターンの精度を保証する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１はプリンタの構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、具体的な実施例を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。
実施例１
印刷用インクは、無機顔料、ガラスフリット、分散剤、樹脂及び有機溶剤を含み、無機顔料は粒径が２００〜１０００ｎｍの範囲内にあるピグメントブラック２８であり、ガラスフリットは粒径が２００〜１０００ｎｍの範囲内にある二酸化ケイ素であり、分散剤はＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２４０００であり、樹脂はエチルセルロースであり、有機溶剤は有機溶剤Ａ及び有機溶剤Ｂを含み、有機溶剤Ａはプロピレングリコールモノメチルエーテル（７０）であり、有機溶剤Ｂはプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル（７）である。
【００４１】
前記印刷用インクの製造方法は以下のステップＳ１〜Ｓ３を含む。
Ｓ１．顔料分散液の製造：５ｗｔ％の分散剤と、４０ｗｔ％の無機顔料と、残部である有機溶剤Ａとを予混合した後、撹拌機で分散させ、無機顔料の重量百分率が４０ｗｔ％の顔料分散液を得て、この場合、顔料分散液中の有機顔料粒子の平均粒径は３００ｎｍである。その平均粒径は、分散液を所定の濃度（検出器の負荷指数３〜５の範囲内）に希釈した後に、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣＫ会社により製造されたナノ粒径分布測定器ＮＡＮＯ−Ｆｌｅｘで検出して得られる。
【００４２】
Ｓ２．ガラスフリット分散液の製造：顔料分散液の製造と同じであり、無機顔料の代わりにガラスフリットを用いて微細化処理を行い、ガラスフリットの重量百分率が４０ｗｔ％のガラスフリット分散液を取得し、この場合、ガラスフリット分散液中のガラスフリット粒子の平均粒径は４５０ｎｍである。
【００４３】
Ｓ３．印刷用インクの製造：２５ｗｔ％の顔料分散液と、５０ｗｔ％のガラスフリット分散液と、２０ｗｔ％の有機溶剤Ｂ、残部である樹脂とを混合して印刷用インクを取得する。この場合、印刷用インクの粘度が１０〜２０ｍＰａ・ｓであり、表面張力が２０．０〜３０．０ｍＮ／ｍであり、最大粒子の粒径が３μｍより小さく、好ましくは１μｍである。
【００４４】
製造された上記印刷用インクは下記プリンタを用いて印刷を行う。
図１に示すように、上記印刷用インクを用いるプリンタであり、前記プリンタには、予熱領域、保温領域及び印刷領域が順に設置され、予熱領域、保温領域、印刷領域を貫通する輸送プラットフォームと、印刷領域に設置され輸送プラットフォームの上方に位置する印刷モジュールとを含み、前記印刷モジュールには、インクジェットシステムと、制御システムと、前記印刷用インクを貯蔵してインクジェットシステムに供給するインク供給システムと、インクジェットシステムのインクジェット温度を制御する温度制御システムとが設置され、前記予熱領域の温度Ｔ１が８０〜１００℃であり、前記保温領域の温度Ｔ２が６０〜８０℃である。
【００４５】
試験方法：
１、印刷精度の試験：上記プリンタ及び上記インクを採用して印刷を行い、インクが乾燥した後に各インクドットの直径をそれぞれ測定し、インクドットの平均直径を計算し、測定結果を表１に記録する。なお、インクドットの平均直径が０．４〜０．８ｍｍである場合は正常に描画できる状態にある。
２、保湿性能の試験：インク供給システム及びインクジェットシステムを洗浄しないままで、プリンタの使用を一時停止し、１８時間後に再起動して印刷を行い、目詰まり状況が発生するか否かをチェックし、試験結果を表１に記録する。なお、１８時間後に再起動して印刷を行って目詰まりの数量が５個以下であるとインクの保湿性能が高いことを示す。
３、残留試験：１０ｍｌのインクを５μｍのステンレス濾過網に注ぎ、インクを自重により該濾過網を通過させ、２０秒後に濾過網に残留する状況を観察し、濾過網を洗浄して濾過網に残留するか否かを観察し、試験結果を表１に記録する。なお、２０秒後の残留量が５％より少なく、洗浄後の残留量が１％より少ないことは、インクの残留試験に良好であることを示す。
【００４６】
実施例２
本実施例と実施例１との相違点は、前記無機顔料がピグメントイエロー５３であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００４７】
実施例３
本実施例と実施例１との相違点は、前記無機顔料がピグメントブラウン２４であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００４８】
実施例４
本実施例と実施例１との相違点は、前記無機顔料がピグメントブルー２８であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００４９】
実施例５
本実施例と実施例１との相違点は、前記無機顔料がピグメントグリーン５０であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５０】
実施例６
本実施例と実施例１との相違点は、前記無機顔料が二酸化チタンであることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５１】
実施例７
本実施例と実施例１との相違点は、前記分散剤がＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２８０００であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５２】
実施例８
本実施例と実施例１との相違点は、前記分散剤がＳＯＬＳＰＥＲＳＥ３２０００であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５３】
実施例９
本実施例と実施例１との相違点は、前記分散剤がＤＩＳＰＥＲＢＹＫ２１５０であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５４】
実施例１０
本実施例と実施例１との相違点は、前記樹脂がポリビニルピロリドンであることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５５】
実施例１１
本実施例と実施例１との相違点は、前記樹脂がアクリル樹脂であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５６】
実施例１２
本実施例と実施例１との相違点は、前記樹脂がポリ（メタ）アクリル系化合物であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５７】
実施例１３
本実施例と実施例１との相違点は、前記有機溶剤Ａがプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル（２０）であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５８】
実施例１４
本実施例と実施例１との相違点は、前記有機溶剤Ａがエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（３０）であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００５９】
実施例１５
本実施例と実施例１との相違点は、前記有機溶剤Ａが３−メトキシブチルアセテート（３０）であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００６０】
実施例１６
本実施例と実施例１との相違点は、前記有機溶剤Ｂがジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル（２）であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００６１】
実施例１７
本実施例と実施例１との相違点は、前記有機溶剤Ｂがジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（１）であることにあり、その他は実施例１と同じである。
【００６２】
実施例１８
本実施例と実施例１との相違点は、前記印刷用インクの製造方法が以下のステップＳ１〜Ｓ３を含むことにある。
【００６３】
Ｓ１．顔料分散液の製造：６ｗｔ％の分散剤と、５０ｗｔ％の無機顔料と、残部である有機溶剤Ａとを予混合した後、撹拌機で分散させ、無機顔料の重量百分率が５０ｗｔ％の顔料分散液を得て、この場合、顔料分散液中の有機顔料粒子の平均粒径は４００ｎｍである。その平均粒径は、分散液を所定の濃度（検出器の負荷指数３〜５の範囲内）に希釈した後に、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣＫ会社により製造されたナノ粒径分布測定器ＮＡＮＯ−Ｆｌｅｘで検出して得られる。
【００６４】
Ｓ２．ガラスフリット分散液の製造：顔料分散液の製造と同じであり、無機顔料の代わりにガラスフリットを用いて微細化処理を行い、ガラスフリットの重量百分率が５０ｗｔ％のガラスフリット分散液を製造し得て、この場合、ガラスフリット分散液中のガラスフリット粒子の平均粒径が５５０ｎｍである。
【００６５】
Ｓ３．印刷用インクの製造：４０ｗｔ％の顔料分散液と、３０ｗｔ％のガラスフリット分散液と、２８ｗｔ％の有機溶剤Ｂと、残部である樹脂とを混合して印刷用インクを製造し得る。この場合、印刷用インクの粘度が１０〜２０ｍＰａ・ｓであり、表面張力が２０．０〜３０．０ｍＮ／ｍであり、最大粒子の粒径が３μｍより小さく、好ましくは１μｍである。
【００６６】
実施例１９
本実施例と実施例１との相違点は、前記印刷用インクの製造方法が以下のステップＳ１〜Ｓ３を含むことにある。
【００６７】
Ｓ１．顔料分散液の製造：６ｗｔ％の分散剤と、５０ｗｔ％の無機顔料と、残部である有機溶剤Ａを予混合した後、撹拌機で分散させ、無機顔料の重量百分率が５０ｗｔ％の顔料分散液を得て、この場合、顔料分散液中の有機顔料粒子の平均粒径は４００ｎｍである。その平均粒径は、分散液を所定の濃度（検出器の負荷指数３〜５の範囲内）に希釈した後に、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣＫ会社により製造されたナノ粒径分布測定器ＮＡＮＯ−Ｆｌｅｘで検出して得られる。
【００６８】
Ｓ２．ガラスフリット分散液の製造：顔料分散液の製造と同じであり、無機顔料の代わりにガラスフリットを用いて微細化処理を行い、ガラスフリットの重量百分率が５０ｗｔ％のガラスフリット分散液を製造し得て、この場合、ガラスフリット分散液中のガラスフリット粒子の平均粒径が５５０ｎｍである。
【００６９】
Ｓ３．印刷用インクの製造：３０ｗｔ％の顔料分散液と、４０ｗｔ％のガラスフリット分散液と、２９ｗｔ％の有機溶剤Ｂと、残部である樹脂とを混合して印刷用インクを製造し得る。この場合、印刷用インクの粘度が１０〜２０ｍＰａ・ｓであり、表面張力が２０．０〜３０．０ｍＮ／ｍであり、最大粒子の粒径が３μｍより小さく、好ましくは１μｍである。
【００７０】
実施例２０
本実施例と実施例１との相違点は、前記印刷用インクの製造方法が以下のステップＳ１〜Ｓ３を含むことにある。
【００７１】
Ｓ１．顔料分散液の製造：４ｗｔ％の分散剤と、２５ｗｔ％の無機顔料と、残部である有機溶剤Ａとを予混合した後、撹拌機で分散させ、無機顔料の重量百分率が２５ｗｔ％の顔料分散液を得て、この場合、顔料分散液中の有機顔料粒子の平均粒径は２８０ｎｍである。その平均粒径は、分散液を所定の濃度（検出器の負荷指数３〜５の範囲内）に希釈した後に、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣＫ会社により製造されたナノ粒径分布測定器ＮＡＮＯ−Ｆｌｅｘで検出して得られる。
【００７２】
Ｓ２．ガラスフリット分散液の製造：顔料分散液の製造と同じであり、無機顔料の代わりにガラスフリットを用いて微細化処理を行い、ガラスフリットの重量百分率が２５ｗｔ％のガラスフリット分散液を製造し得て、この場合、ガラスフリット分散液中のガラスフリット粒子の平均粒径が４２０ｎｍである。
【００７３】
Ｓ３．印刷用インクの製造：２０ｗｔ％の顔料分散液と、４０ｗｔ％のガラスフリット分散液と、３６ｗｔ％の有機溶剤Ｂと、残部である樹脂とを混合して印刷用インクを製造し得る。この場合、印刷用インクの粘度が１０〜２０ｍＰａ・ｓであり、表面張力が２０．０〜３０．０ｍＮ／ｍであり、最大粒子の粒径が３μｍより小さく、好ましくは１μｍである。
【００７４】
実施例２１
本実施例と実施例１との相違点は、前記印刷用インクの製造方法が以下のステップＳ１〜Ｓ３を含むことにある。
【００７５】
Ｓ１．顔料分散液の製造：８ｗｔ％の分散剤と、６５ｗｔ％の無機顔料と、残部である有機溶剤Ａとを予混合した後、撹拌機で分散させ、無機顔料の重量百分率が６５ｗｔ％の顔料分散液を得て、この場合、顔料分散液中の有機顔料粒子の平均粒径は４８０ｎｍである。その平均粒径は、分散液を所定の濃度（検出器の負荷指数３〜５の範囲内）に希釈した後に、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣＫ会社により製造されたナノ粒径分布測定器ＮＡＮＯ−Ｆｌｅｘで検出して得られる。
【００７６】
Ｓ２．ガラスフリット分散液の製造：顔料分散液の製造と同じであり、無機顔料の代わりにガラスフリットを用いて微細化処理を行い、ガラスフリットの重量百分率が６５ｗｔ％のガラスフリット分散液を製造し得て、この場合、ガラスフリット分散液中のガラスフリット粒子の平均粒径が５８０ｎｍである。
【００７７】
Ｓ３．印刷用インクの製造：３８．５ｗｔ％の顔料分散液と、４６．１ｗｔ％のガラスフリット分散液と、１４．９ｗｔ％の有機溶剤Ｂと、残部である樹脂とを混合して印刷用インクを製造し得る。この場合、印刷用インクの粘度が１０〜２０ｍＰａ・ｓであり、表面張力が２０．０〜３０．０ｍＮ／ｍであり、最大粒子の粒径が３μｍより小さく、好ましくは１μｍである。
【００７８】
【表１】
2020041116.tif 000003
【００７９】
比較例１
本比較例と実施例１との相違点は、前記有機溶剤Ａがメチルエステル（１０４０）であり、試験結果が表２に記録されることにあり、その他は実施例１と同じである。選択された溶剤の乾燥速度が速すぎるため、ヘッド部で乾燥が発生し、再吐出性が低下する。
【００８０】
比較例２
本比較例と実施例１との相違点は、前記有機溶剤Ｂがエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（３０）であり、試験結果が表２に記録されることにあり、その他は実施例１と同じである。本比較例において有機溶剤Ｂを含有しないことに相当し、乾燥速度が速くなり、ノズルで乾燥するため、吐出性不良を引き起こす。
【００８１】
比較例３
本比較例と実施例１との相違点は、前記有機溶剤Ａがジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル（２）であり、試験結果が表２に記録されることにあり、その他は実施例１と同じである。本比較例において有機溶剤Ａを含有しないことに相当し、乾燥速度が遅いので、ノズルで乾燥になる等の状況が発生せず、吐出性が高いが、インクジェット印刷時の乾燥速度が遅くなるため、インクドットが印刷媒体の表面に到達する時に拡散現象が発生して印刷品質に影響を及ぼす。
【００８２】
比較例４
本比較例と比較例１との相違点は、前記無機顔料がピグメントイエロー５３であることにあり、その他は比較例１と同じである。
【００８３】
比較例５
本比較例と比較例２との相違点は、前記無機顔料がピグメントイエロー５３であることにあり、その他は比較例２と同じである。
【００８４】
比較例６
本比較例と比較例３との相違点は、前記無機顔料がピグメントイエロー５３であることにあり、その他は比較例３と同じである。
【００８５】
比較例７
本比較例と比較例１との相違点は、前記無機顔料がピグメントブラウン２４であることにあり、その他は比較例１と同じである。
【００８６】
比較例８
本比較例と比較例２との相違点は、前記無機顔料がピグメントブラウン２４であることにあり、その他は比較例２と同じである。
【００８７】
比較例９
本比較例と比較例３との相違点は、前記無機顔料がピグメントブラウン２４であることにあり、その他は比較例３と同じである。
【００８８】
比較例１０
本比較例と比較例１の相違点は、前記無機顔料がピグメントブルー２８であることにあり、その他は比較例１と同じである。
【００８９】
比較例１１
本比較例と比較例２の相違点は、前記無機顔料がピグメントブルー２８であることにあり、その他は比較例２と同じである。
【００９０】
比較例１２
本比較例と比較例３の相違点は、前記無機顔料がピグメントブルー２８であることにあり、その他は比較例３と同じである。
【００９１】
比較例１３
本比較例と比較例１の相違点は、前記無機顔料がピグメントグリーン５０であることにあり、その他は比較例１と同じである。
【００９２】
比較例１４
本比較例と比較例２の相違点は、前記無機顔料がピグメントグリーン５０であることにあり、その他は比較例２と同じである。
【００９３】
比較例１５
本比較例と比較例３の相違点は、前記無機顔料がピグメントグリーン５０であることにあり、その他は比較例３と同じである。
【００９４】
比較例１６
本比較例と比較例１の相違点は、前記無機顔料がピグメントホワイト６であることにあり、その他は比較例１と同じである。
【００９５】
比較例１７
本比較例と比較例２の相違点は、前記無機顔料がピグメントホワイト６であることにあり、その他は比較例２と同じである。
【００９６】
比較例１８
本比較例と比較例３の相違点は、前記無機顔料がピグメントホワイト６であることにあり、その他は比較例３と同じである。
【００９７】
比較例１９
本実施例と実施例１との相違点は、従来のプリンタを採用して印刷及び測定を行うことにあり、その他は実施例１と同じである。
【００９８】
【表２】
2020041116.tif 000004
【００９９】
明らかに、本発明の上記実施例は本発明を明確に説明するために例示したものに過ぎず、本発明の実施形態を限定するものではない。当業者であれば、上記説明を基にさらに他の様々な形式の変形又は変更を行うことができる。ここで全ての実施形態を列挙する必要性も可能性もない。本発明の精神及び原則内に行ったいかなる修正、同等置換及び改良等も、本発明の特許請求の範囲の保護範囲内に含まれるべきである。
【図１】
2020041116.tif 000005