(57)【要約】      （修正有）【課題】インクジェット印刷に適したインク組成物と、被印刷物に印刷するためにこれらの組成物を用いる方法を提供する。【解決手段】インクジェット印刷方法により、インクの組成が溶剤、着色剤および結合剤を含むインク組成物を被印刷物に塗布することを含む被印刷物に印刷する方法であって、前記溶剤はメチルアセテ−トを含み、前記被印刷物は、プロピレンおよび／またはエチレンのポリマ−に基づいていることを特徴とする方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット印刷方法により、インクの組成が溶剤、着色剤および結合剤を含むインク組成物を被印刷物に塗布することを含む被印刷物に印刷する方法であって、前記溶剤はメチルアセテートを含み、前記被印刷物は、プロピレンおよび／またはエチレンのポリマーに基づいていることを特徴とする方法。
【請求項２】
インクジェット印刷方法により、インクの組成が溶剤、着色剤および結合剤を含むインク組成物を被印刷物に塗布することを含む被印刷物に印刷する方法であって、前記溶剤はメチルアセテートを含み、前記被印刷物は、食品用の包装紙へと後に形成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
前記被印刷物は、剥離剤で処理されたものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
インクは、被印刷物に塗布された後、１秒以内、好適には０．６秒以内に実質的に乾燥する、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記溶剤は、アセトンをさらに含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記溶剤は、エタノールをさらに含むことを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記インク組成物は、組成物の総重量に対して、２〜７０％の量、好適には２〜２０％の量のメチルアセテートを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記インク組成物は、組成物の総重量に対して、２〜７０％の量、好適には３０〜７０％の量のアセトンを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記インク組成物は、組成物の総重量に対して、４〜２２％の量、好適には８〜１７％の量のエタノールを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記結合剤は、変性アクリルホモポリマーまたはコポリマー、セルロースポリマー、アセタールポリマー、ケトン樹脂、ビニル樹脂、アクリレートポリマー、アクリルコポリマー、アルデヒド樹脂、フェノール変性樹脂、マレイン変性樹脂、ポリエステル、ロジン、変性ロジン、ロジンエステルおよび変性ロジンエステルからなる群から選択される１以上のポリマーを含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記結合剤は、アセタールポリマー、好ましくはポリビニルブチラールを含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
組成物の総重量に対して、５〜２０％の量のポリビニルブチラールを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記インク組成物は、メチルアセテート以外のアセテートエステルを実質的に含まない、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記インク組成物は、メチルエチルケトンを実質的に含まない、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット印刷に適した組成物と、被印刷物に印刷するためにこれらの組成物を用いる方法に関する。
【０００２】
さまざまな被印刷物に組成物を塗布するインクジェット印刷方法が知られている。インクジェット印刷方法は用途が多く、高速プロセスで使用され証印を被印刷物に印刷するために特に有益である。このようなプロセスの例として、パッケージにバッチや日付の情報が加えられる食品のパッケージングプロセスが挙げられる。パッケージがポリマーフィルム（例えば、キャンデーの包装紙など）から形成されるプロセスでは、フィルムは、印刷ステーションから製品が包装される位置へと即座に移る。このようなプロセスにおいて、インク組成物は、包装プロセスが始まる前に実質的に乾燥していることが重要であり、乾燥していなければ、汚れが生じたり、印刷された証印が落ちたりすることがある。また、インクは、被印刷物に十分に付着する組成を有することが重要であり、そうでなければ、この場合も同様に、汚れや落ちが生じることがある。
【０００３】
被印刷物がプロピレン（ポリプロピレン）を含むモノマーからなるポリマーや、エチレン（ポリエチレン）を含むモノマーからなるポリマーに基づいている場合、特別な問題が生じる。これらの被印刷物へ付着させることは困難であり、公知のように、剥離剤（製品の包装紙を形成するためにフィルムを引き続き処理するのに必要とされる場合が多い）で処理される場合、さらに困難となる。
【０００４】
したがって、高速に乾燥可能であり、印刷物、特に、上述したポリプロピレン系およびポリエチレン系の被印刷物に対して付着性が良好な結合材料を含むように調製可能なインク組成物を提供することが望まれる。
【背景技術】
【０００５】
従来、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）やアセトンなどの溶剤成分は、乾燥速度が高速であるため、溶剤として高速に乾燥させる必要がある組成物での使用に適しているとされてきた。しかしながら、高速に乾燥するように調整された組成物を被印刷物に塗布すると、他の問題が生じてくることがこれまで知られている。特に、インク組成物が高速に乾燥するものであると、被印刷物へインクを塗布するために使用する印刷装置のノズルが詰まり、その詰まった物でインクが乾燥するという問題が生じることがある。この理由から、ＭＥＫなどの速乾溶剤を含むインクは、これを防止するために、湿潤剤および沸点がより高いことで知られる追加の溶剤を通常含んでおり、これにより乾燥時間が長くかかることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
印刷装置に詰まりや固着のさらなる問題を生じることなく、上述した乾燥および付着性の問題を解消できることが望まれる。ＷＯ９２／１４７９４は、一般的に使用されている染料を溶解する高速乾燥インクを提供する問題に関連し、特に、一般的に使用されている溶剤ＭＥＫに取って代わる問題に関連するものである。また、適切な粘性をもつインクを提供することにも関連している。ＷＯ９２／１４７９４では、低級アルキルカルボン酸の低級アルキルエステルと、一般的に低級アルカノールからなるキャリア媒体が使用される。長さがＣ１〜Ｃ５のこれらの材料のアルキル部分について概して述べられているが、例の大部分は、ＷＯ９２／１４７９４において使用するのに非常に好適なアルキルエステルであるエチルアセテートを含む。また、他の例において、エチルブチレートやブチルアセテートも使用されている。
【０００７】
ＵＳ５９９０１９７には、ポリエステル、結合剤、有機溶剤可溶性電解質、およびＣ３〜Ｃ６脂肪族ケトン、Ｃ３〜Ｃ６脂肪族エステル、低級脂肪族アルコールまたはそれらの組み合わせから選択された有機溶剤で共重合化された近赤外蛍光体を概して含むインク調製剤が開示されている。例示的なインクは、溶剤として２−ブタノンやエタノール、またはその２つからなる混合物を使用する。メチルアセテートは、Ｃ３〜Ｃ６脂肪族エステルのリストに挙げられているが、これらのエチルアセテートが好適なものとされる。
【０００８】
ＧＢ−Ａ−２０３００７５には、不透明インクを用いるインクジェット印刷プロセスが開示されている。このインクは、溶剤に溶解される樹脂またはポリマーを含む。さまざまな溶剤が開示されており、脂肪族アルコール、ケトン、アルデヒド、エーテル、エステル、グリコール、グリコールエーテル、炭化水素およびラクトンを列挙したリストが挙げられている。エステルタイプの溶剤のリストにメチルアセテートが挙げられているが、この例において使用される溶剤は、メタノールや、メタノールとＭＥＫの混合物や、メタノール、ＭＥＫおよびアセトンの混合物である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、溶剤、着色剤および結合剤を含むインクジェットプリンタでの使用に適したインク組成物であって、溶剤はメチルアセテートを含むことを特徴とする組成物が提供される。また、第２の態様によれば、インクジェット印刷方法により、インクの組成が溶剤、着色剤および結合剤を含むインク組成物を被印刷物に塗布することを含む被印刷物に印刷する方法であって、溶剤はメチルアセテートを含むことを特徴とする方法が提供される。
【００１０】
驚くべきことに、溶剤の成分としてメチルアセテートを使用すると、上述した問題が同時に解決できることが分かった。インクは、汚れが生じたり証印が落ちたりしないように十分に高速に乾燥するが、印刷装置の詰まりや固着の問題を生じることもなく、ポリプロピレンやポリエチレンなど、被印刷物に良好に付着するのに好適な材料も溶解する。
【００１１】
さらに、本発明の組成物により、さまざまな樹脂や結合剤ポリマーを使用できることが分かった。特に、これにより、アセトンとＭＥＸを用いて可能であった場合よりも広範囲のものが使用できる。
【００１２】
さらに、驚くべきことに、本発明による組成物により、公知の速乾溶剤ＭＥＫが唯一の溶剤として使用される組成物よりも乾燥時間が短縮され、いくつかのＭＥＫ／アセトン配合物よりもさらに高速化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明において、溶剤は、必須成分としてメチルアセテートを含む。この溶剤成分は、上述したように、ノズルの詰まりや詰まり物の固着問題を生じることなく、高速の乾燥時間の利点を備える。また、付着性を与えるのに特に有益であるさまざまな結合剤ポリマー、特に、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などのアセタールポリマーを溶解可能である。アセトンやＭＥＫなどの他の速乾溶剤は、印刷プロセスでの使用には適さない厳しい過酷な条件下を除いて、ＰＶＢ結合剤を溶解しないことが分かった。
【００１４】
メチルアセテートは、光化学オゾン生成ポテンシャル（ＰＯＣＰ）が２．５と低いさらなる利点を備える。ＰＯＣＰは、１００でエチレン、ゼロで非常に安定した有機材料をベースにした大気中の化学的活性の任意のスケールである。
【００１５】
メチルアセテートは、一般に、組成物中に少なくとも１％の量、好適には少なくとも２％の量で存在する。特に好適な量は、少なくとも５％であり、より好適には少なくとも８％である。メチルアセテートは、任意の量で存在するものであってよく、好適なレベルは最大７０％であるが、一般に、６０％を超える量で存在することはない。メチルアセテートが比較的少ない量で使用されれば、その上限は２０％である。しかしながら、いくつかの調製剤において、例えば、３０〜７０％、好適には４０〜６０％など、より多くの量で使用されてよい。
【００１６】
本願明細書において、特段に記載していない限り、パーセンテージは全組成物に対して重量で表したものである。
【００１７】
溶剤は、配合物であり、アセトンを含むことが好ましい。アセトンが含まれる場合、アセトンは、少なくとも２％の量で使用されることが好ましく、好適な上限は７０％である。比較的少量で使用されれば、アセトンは、２〜２０％の量、好適には６〜１８％の量で存在するものであってよい。しかしながら、アセトンは、３０〜７０％、好適には４０〜６０％の比較的多くの量で存在することが好ましい。
【００１８】
組成物は、エタノールおよび低レベル（約４％）メタノールや、Ｂｉｔｒｅｘ変性剤を含むＤＥＢ１００からなる工業用変性アルコール（ＩＭＳ）などの変性エタノールの形で一般的に添加されるエタノールを共同溶剤として含むものであってよい。エタノールの含まれる場合、エタノールは、４〜２２％の量、好適には８〜１７％の量で使用されることが好ましい。
【００１９】
特に好適な溶剤配合物は、メチルアセテート、アセトンおよびエタノール（一般的にＩＭＳの形で）を含む。
【００２０】
メチルアセテート／アセトン／エタノールの好適な溶剤配合物が、全溶剤配合物に対して好適な量で使用される場合、メチルアセテートの量は、５〜２５％、好適には１０〜２０％であり、アセトンの量は、５０〜９０％、好適には６０〜８０％であり、エタノールの量は、５〜２５％、好適には１０〜２０％である。
【００２１】
組成物は、他のアルキルアセテート、アルカノールの他のアルキルエステル、他のアルカノールおよびＭＥＫなどの他の公知の溶剤材料を含むものであってよい。しかしながら、組成物は、メチルアセテート以外のアルキルアセテートを実質的に含まないことが好ましい。また、組成物は、特に、結合剤がポリビニルブチラールなどのアセタールポリマーを含む場合、実質的にＭＥＫを含まないことが好ましい。
【００２２】
本発明の調製剤の利点は、これを用いると、乾燥時間を短縮することができるが、ノズルの詰まりや詰まり物の固着問題を引き起こすことなく、これらの問題を解消するために、ＭＥＫなどの公知の速乾溶剤と組み合わせて従来通常使用されていた湿潤剤や高沸点溶剤を含ませる必要がないことである。したがって、本発明によれば、組成物は、湿潤剤や高沸点溶剤を実質的に含まないことが好ましい。湿潤剤や高沸点溶剤は、プロピレングリコールメチルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、トリアセチン、アミルアセテート（沸点１４２℃）およびメチルセルソルブ（沸点１２５℃）などの高沸点グリコールエーテルを含み、必要に応じて他のものが選択されてよい。
【００２３】
全溶剤または溶剤配合物は、一般的に、全組成物の少なくとも６０％、好適には少なくとも７０％、多くの場合少なくとも８５％を占める。
【００２４】
本発明の組成物は、結合剤をさらに含む。結合剤は、当業者に既知の任意のものから選択してもよい。結合剤は、一般的に重合体であり、変性アクリルポリマー、セルロース材料、アセチルポリマー、ケトン樹脂、ビニル樹脂、アクリレートポリマー、アクリルコポリマー、アルデヒド樹脂、フェノール樹脂、フェノール変性樹脂、マレイン樹脂、マレイン変性樹脂、ポリエステル、ロジン、ロジンエステル、変性ロジン、変性ロジンエステルを含む。ロジンおよびロジンエステル（変性または非変性）は、２〜１０％の量で使用されることが好ましい。
【００２５】
結合剤は、配合物であってよく、または単一の結合材料から形成してもよい。結合剤は、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を単独で用いるか、または追加の結合材料とともに用いたアセタールポリマーを含むことが好ましい。
【００２６】
結合剤がポリビニルブチラールを含む場合、比較的高いパーセンテージのブチルアルデヒドを含むグレードであることが好ましい。特に、ＰＶＢは、少なくとも７０％、より好適には少なくとも７５％、特に少なくとも８０％のブチルアルデヒドの含有量であることが好ましい。ブチルアルデヒドの含有量が、少なくとも８５％であることが好ましいこともある。ブチルアルデヒドのパーセンテージは、製造業者により特定される。
【００２７】
ブチルアルデヒドの含有量が、例えば、８０％より多く、特に少なくとも８５％など、比較的多い場合、ＰＶＢの分子量が比較的少ないことが好ましいことがある。例えば、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計を用いて、２５℃で６０：４０のトルエンとエタノール比の１５重量％溶液で求めた場合、溶液の粘性は、１００を下回り、特に４００を下回り、場合によっては３００ｃｐを下回るものであってよい。この代わりとして、Ｏｓｔｗａｌｄ−Ｃａｎｎｏｎ−Ｆｅｎｓｋｅ粘度計を用いて、２５℃で９５％エタノールの１０％溶液で求めた場合、溶液の粘性は、３００以下、好適には２００以下、場合によっては１００ｃｐ以下のものであってよい。
【００２８】
市販のＰＶＢ樹脂の例として、Ｗａｃｋｅｒ社から入手可能なＰｉｏｌｏｆｏｒｍ  ＢＮ１８、Ｈｏｅｃｈｓｔ  ＡＧから入手可能なＭｏｗｉｔａｌ  Ｂ３０ＨＨおよびＭｏｗｉｔａｌ  Ｂ６０ＨＨ、およびＳｏｌｕｔｉａ社から入手可能なＢｕｔｖａｒ  Ｂ−７９が挙げられる。
【００２９】
全結合剤のレベルは、好適には少なくとも２％、多くの場合少なくとも４％であることが好ましい。一般的に、３０％以下、好適には２５％以下である。好適な範囲は、５〜２０％である。
【００３０】
また、組成物は着色剤も含む。着色剤は、組成物に可溶な染料や、組成物の含有物に適するように任意に変性された顔料であってよい。好適な着色剤のクラスは、クロム系のアゾ染料であるが、任意の適切な着色材が選択されてよい。
【００３１】
着色剤は、一般的に、少なくとも１％、多くの場合１５％以下の量で存在し、その量は、３〜１０％の範囲にあることが好ましい。
【００３２】
組成物は、インクジェット印刷に適した任意の他の公知のインク成分を含むものであってよい。これらには、好適には２〜１０％の量の、例えば、Ｔｉｌｃｏｍ（商標）およびアルコキシシランなどの接着促進剤、好適には０．２〜１５％の量の、例えば、シランおよびシロキサンなどの湿潤剤および界面活性剤、好適には０．８〜３％の量の、例えば、フタレートなどの可塑剤、好適には０．２〜４％の量の、例えば、第四アンモニウム塩、硝酸リチウムおよびチオシアネートなどの伝導剤、好適には２〜８％の量の、例えば、アクリルホモポリマーおよびコポリマーなどの安定性およびｐＨを制御するための他の添加剤を含む。
【００３３】
組成物の好適な応用は、食品用の包装紙に対するものであるため、すべての成分が食品に適用可能であることが好ましい。組成物およびその成分は、食品の品質等級のものであってよい。
【００３４】
インク組成物は、任意の公知の方法で生成されてよい。しかしながら、以下に好適な方法が示されており、その方法は、本発明のさらなる態様である。インク組成物を形成するプロセスにおいて、結合剤の少なくとも一部と溶剤の少なくとも一部が混合されて第１のプレミックスを形成し、着色剤を除くすべての残りの材料が混合されて第２のプレミックスを形成した後、第１のプレミックスと第２のプレミックスが混ぜ合わされる。着色剤は、その後添加される。
【００３５】
このプロセスは、溶剤がエタノール溶剤を含み、および／または結合剤がＰＶＢなどのアセタールポリマーを含む場合に特に有益である。
【００３６】
このプロセスにおいて、第１のプレミックスにメチルアセテートの一部またはすべてが含まれることが好ましい。例えば、最大９０％または最大７０％または６０％のメチルアセテートが、第１のプレミックスに含まれてよい。溶剤の一部としてアセトンが使用されれば、第１のプレミックスに、例えば、組成物中のアセトンの全量の最大６０％、７０％または９０％の量の少なくとも一部のアセトンが含まれることが好ましい。組成物にエタノールが含まれる場合、第１のプレミックスにエタノールのすべてが含まれることが好ましい。
【００３７】
第１のプレミックスは、以下の通りに生成されることが好ましい。例えば、結合剤の最大５０％または最大７０％または８０％の結合剤の比率が、すべてのエタノールと混合される。次に、メチルアセテートと、使用されていればアセトンが添加される。その後、結合剤の残りが添加され、成分が混合される。
【００３８】
本発明において、本発明のインクを用いたインクジェット印刷方法により、被印刷物に印刷を行う方法が提供される。この方法において、組成物は、本発明のインクと関連して上述した任意の好適な特徴を備えるものであってよい。
【００３９】
この方法において、組成物は、被印刷物に塗布される。本発明は、例えば、接着性の問題から印刷が困難であると従来見なされてきた被印刷物への塗布に特に有益である。特に、溶剤としてメチルアセテートを含む本発明のシステムにより、結合剤としてＰＶＢなどのアセタールポリマーを使用することができる。したがって、本発明は、被印刷物がポリマー、例えば、ポリマーフィルムである場合、特に有益である。フィルムは、ポリプロピレンまたはポリエチレンに基づいているものが好ましい。
【００４０】
本発明により、被印刷物が剥離剤で処理されたポリマーフィルムである場合特に利点が得られる。この剥離剤は、フィルムを引き続き処理するために必要とされることが多いが、接着性に関する問題が深刻になる。本発明において、乾燥の高速化とこのタイプの被印刷物への接着性を結びつけることができる。
【００４１】
このプロセスにおいて、インク組成物は、一般的に、被印刷物へ塗布した後、好適には１秒以内に、より好適には０．６秒以内に高速に乾燥する。
【００４２】
したがって、本発明は、印刷後１秒以内、好適には０．６秒以内で製品の包装などのさらなる処理ステップが被印刷物に施されるシステムにおいて有益である。
【００４３】
組成物は、任意の公知のインクジェット印刷方法により塗布してよい。このような方法において、インクジェットプリンタがプリンタヘッドからのインク小滴の流れを噴出して、プリンタヘッドを通過する被印刷物の搬送に伴い、通常、高速で被印刷物に打ち込む。小滴は、制御された配列で配置されるように制御されることにより、被印刷物は、所望の証印で印刷される。証印は、例えば、コード番号や文字、「賞味期限」などの日付および他の文字数字式データであってよい。
【００４４】
この方法は、所定の配列になるように必要に応じてインク小滴を発生させる公知の「ドロップオンデマンド」方式であってよい。
【００４５】
しかしながら、この方法は、公知の連続インクジェット印刷方法であることが好ましい。所定の配列を発生させるために、連続した小滴の流れが供給され、小滴は電気的に方向を転換される。被印刷物に配置されていない小滴が自動的に収集され、回収タンクへとリサイクルされる。
【００４６】
このような方法は公知のものである。
【００４７】
以下の例を参照して本発明を説明する。
例
以下は、本発明による組成物の一例である。この組成物は、連続インクジェット印刷方法によりポリエチレンまたはポリプロピレンフィルムなどの被印刷物に塗布してよい。
【００４８】
アセトン                        ５３．８
ＩＭＳ                          １３．０
メチルアセテート                １２．２
Ｐｉｏｌｏｆｏｒｍ  ＢＮ１８1   ７．０
Ｓｕｒｃｏｌ  ８６０Ｗ2         ４．０
Ｃｅｌｌｏｌｙｎ  ２１Ｅ3       ４．０
ブチルベンジンフタレート        １．５
Ｓｉｌｗｅｔ  Ｌ７６２２4       ０．５
Ｏｒａｓｏｌ  ＲＬＩ5           ４．０
１．Ｗａｃｋｅｒ社により供給されるポリビニルブチル結合剤
２．Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社により供給されるアクリルコポリマー
３．Ｈｅｒｃｕｌｅｓ社により供給される合成ロジンエステル
４．Ｗｉｔｃｏ社により供給されるポリアルキレンオキサイド変性ポリジメチルシロキサン
５．ブラック６異性体クロム系アゾ染料