(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径0.01μ〜5μの範囲の二酸化チタンの食品用着色剤、水素結合溶媒である着色剤担体および表面改質または表面被覆剤を含み、該表面改質または表面被覆剤は、セラックおよびセルロースエーテル、セルロースカルボキシレート、およびセルロースエステルからなる群から選ばれるセルロース樹脂を含み、前記二酸化チタンの食品用着色剤は、前記表面改質または表面被覆剤の作用によって表面改質または表面被覆されたものであることを特徴とする、表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項２】
粒径0.01μ〜5μの範囲のレーキ顔料の食品用着色剤、着色剤担体および表面改質または表面被覆剤を含み、該表面改質または表面被覆剤は、セルロース樹脂および酸性樹脂を含み、前記レーキ顔料の食品用着色剤は、前記表面改質または表面被覆剤の作用によって表面改質または表面被覆されたものであることを特徴とする、表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項３】
該セルロース樹脂がエチルセルロースであり、かつ該酸性樹脂がロジン樹脂である、請求の範囲第２項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項４】
該ロジン樹脂が、水添ウッドロジン樹脂である、請求の範囲第３項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項５】
該セラックが、改質し、漂白したセラックである、請求の範囲第１項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項６】
該セルロース樹脂がメチルセルロースまたはヒドロキシプロピルメチルセルロースである、請求の範囲第１項または第５項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項７】
該レーキ顔料の食品用着色剤がFD&Cブルー#1のレーキである、請求の範囲第２項、第３項または第４項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項８】
該着色剤担体がアルコールを含む、請求の範囲第１項〜第７項の何れか１項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項９】
該着色剤担体が更に水をも含む、請求の範囲第８項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項１０】
更に安定剤をも含む、請求の範囲第１項〜第９項の何れか１項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤。
【請求項１１】
請求の範囲第６項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤の製法であって、
(a)前記セラックを前記着色剤担体に溶解する工程、
(b)工程(a)で得られた溶液に、前記セルロース樹脂を溶解する工程、
(c)工程(b)で得られた溶液に、安定剤塩基を添加する工程、および
(d)工程(c)で得られた溶液に、前記二酸化チタンの食品用着色剤を分散させる工程
を含むことを特徴とする、上記方法。
【請求項１２】
請求の範囲第３項または第４項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤の製法であって、
(a)前記エチルセルロースを前記着色剤担体に溶解する工程、
(b)前記ロジン樹脂を、工程(a)で得られた溶液に溶解する工程、および
(c)前記レーキ顔料の食品用着色剤を、工程(b)で得られた溶液に分散させる工程
を含むことを特徴とする、上記方法。
【請求項１３】
インク担体および請求の範囲第１項〜第10項の何れか１項に記載の表面改質または表面被覆した食品用着色剤を含むことを特徴とする、食品または薬剤製品に印刷を施すのに適した、ジェットインク組成物。
【請求項１４】
グリセリルモノオレエート、ポリエチレングリコールおよびプロピレングリコールからなる群から選ばれる１種またはそれ以上の付随的添加剤をも含む、請求の範囲第13項に記載のジェットインク組成物。
【請求項１５】
該インク担体が、アルコールまたはアルコールと水との混合物を含む、請求の範囲第13項に記載のジェットインク組成物。
【請求項１６】
更に電解質をも含む、請求の範囲第13項、第14項または第15項に記載のジェットインク組成物。
【請求項１７】
食品また薬剤製品上にジェットインク印刷する方法であって、請求の範囲第13項〜第16項の何れか１項に記載のジェットインク組成物の流れを該製品に射出する工程と、該インク液滴が該製品の表面上に所定の印刷されたメッセージを形成するように該流れの方向を制御する工程を含む、上記方法。
【請求項１８】
インク担体および請求の範囲第11項または第12項に記載の方法により製造される表面改質または表面被覆した食品用着色剤を含むことを特徴とする、食品または薬剤製品に印刷を施すのに適した、ジェットインク組成物。
【請求項１９】
グリセリルモノオレエート、ポリエチレングリコールおよびプロピレングリコールからなる群から選ばれる１種またはそれ以上の付随的添加剤をも含む、請求の範囲第18項に記載のジェットインク組成物。
【請求項２０】
該インク担体が、アルコールまたはアルコールと水との混合物を含む、請求の範囲第18項に記載のジェットインク組成物。
【請求項２１】
更に電解質をも含む、請求の範囲第18項、第19項または第20項に記載のジェットインク組成物。
【請求項２２】
食品または薬剤製品上にジェットインク印刷する方法であって、請求の範囲第18項〜第21項の何れか１項に記載のジェットインク組成物の流れを該製品に射出する工程と、該インク液滴が該製品の表面上に所定の印刷されたメッセージを形成するように該流れの方向を制御する工程を含む、上記方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、一般的にジェットインク組成物に係わり、特に食品用のジェットインク組成物に関するものである。本発明のジェットインク組成物は、食品および薬剤製品、例えば果実、野菜、キャンディーおよび錠剤に、ジェット印刷するのに適している。
背景技術
インクジェット印刷は、周知の技術であり、この技術により、該印刷デバイスと、印刷されたキャラクタが付着される基質との間の接触なしに、印刷が達成される。簡単に説明すれば、インクジェット印刷は、インク液滴の流れを表面上に射出し、該流れの方向を、該液滴が該表面上に所定の印刷メッセージの生成をもたらすように制御する技術を含む。この連続的インクジェット印刷システムにおいて、該流れの方向は電気的に制御される。
インクジェット印刷法の種々の局面に関する概要を、以下の刊行物中に見出すことができる。即ち、Kuhn等, Scientific American, 1979年４月, pp.162-178およびKeeling, Phys. Technol., 1981, 12(5), pp. 196-303。種々のインクジェット印刷装置が、米国特許第3,060,429号、同第3,298,030号、同第3,373,437号、同第3,416,153号および同第3,673,601号明細書に記載されている。
近年、インクジェット印刷法に適したインク組成物分野における多大な開発活動が見られ、幾つかのジェットインク組成物が知られている。例えば、米国特許第4,155,768号、同第4,197,135号、同第4,680,332号、同第4,692,188号および同第5,254,158号明細書を参照のこと。
一般的に、ジェットインク組成物は、インクジェット印刷操作において有用であるための、幾つかの厳密な要件を満足する必要がある。これら要件は、粘度、抵抗率、溶解度、成分の相容性および基質の湿潤性に関連する。更に、該ジェットインクは、迅速乾燥性および汚染抵抗性であり、磨耗に対して抵抗性であり、かつジェットノズルを、閉塞および乾燥することなく通過でき、また最小の作業で該装置部品の迅速な清浄化を可能とするものである必要がある。
このジェットインク印刷または非−接触式印刷技術は、例えば錠剤、ピル、ペレット、坐剤、糖菓、およびキャンディー等を包含する食品および薬剤製品にキャラクターを適用するのに特に適している。このジェット印刷法は、該物品を損傷する傾向のあるスタンピング等の衝撃印刷法よりも優れた方法であると考えられている。現時点では、果実および野菜類等の製品上での情報の生成は、一般的に直接接触式印刷またはステッカーによる標識等の利用によって実施している。これら両技術は幾つかの難点を示す。直接接触式印刷法を利用して、例えばオレンジ、リンゴ、グレープフルーツ等の果実および野菜に印刷を施そうとする場合に見られるように、不均一で不規則な表面上に印刷する場合には、良好な印刷性能を達成することは困難である。このような果実および野菜にレッテルを貼付することは、同じ理由から困難であり、また更に消費者は該食品を消費する前に、該レッテルを除去する必要がある。
容易に変えることのできる情報を、食料品に配置することがしばしば有用であり、また望ましい。このような要求の一例は、果実または野菜の場合に存在し、即ち果実または野菜を、「プライスルックアップ(Price Look-Up)」(PLU)コードで標識するという供給者による要求が存在する。このPLUコードは、例えば果実のサイズに基づいて、適当な価格を書き入れる、小売りレベルにおいて重要である。このような情報を食料品に配置する迅速且つ簡便な方法が、現時点において望まれている。また、集合的なロゴ等を印刷する等により、食料品にイメージを配置できることが、ブランドの識別のために望ましい。
しかしながら、食料品、例えば果実の直接的マーキングに関連する問題は、該果実上の情報が種々の条件下で読み取り可能性を維持し、かつ水分の存在下でさえ安定である必要がある。包装されたまたは箱詰めされた果実は、保存、輸送およびスーパーマーケットでの展示中に、しばしば変動する温度並びに湿度条件に暴露されるので、該果実の表面には水分が結露する可能性がある。該果実の表面上に印刷された情報は、極端なおよび急激な変動を示すこのような温度並びに湿度の下においてさえ、読み取り可能性を維持すべきである。該印刷された像は、該果実が遭遇する可能性のある条件および環境変化の下で、滲み、消失、かすれまたは該食料品と接触状態にある他の食料品への転写を生ずるべきではない。
インクジェット印刷は、高いマーキング速度および果実および野菜等の食料品上に可変情報を配置する機会を与えるという利点を提供するであろう。
食料品に印刷するのに適したジェットインク組成物も、記載されている。例えば、米国特許第5,397,387号明細書は、食料品、特に果実および野菜のジェット印刷において使用するのに適した、ジェットインク組成物およびこのような組成物を使用して、かかる食料品に印刷された像を形成する方法を記載している。該組成物は、ロジン樹脂等のバインダー樹脂、FD&Cブルー(Blue)#1等の着色剤、およびメチルエチルケトンを含まない、エタノール等の担体を含む。
日本国特許第54006606号公報は、レッド(Red)#2等の食用着色剤、水、エチルアルコール、グリセリンまたはプロピレングリコール等の溶媒、および随意のエステルガム等の食用樹脂を含む、ジェットインク組成物を開示している。
日本国特許第59230071号公報は、果実および卵等の食品をジェット印刷するのに適したジェットインク組成物を開示しており、該組成物は可溶性化したセラック、食用の可溶性色素および水を含有する。
日本国特許第52146307号公報はセラック、食用着色剤、抵抗調節剤、および水と低級アルコールとメチルセルロースとを含有する混合溶媒を含有する、ジェットインク組成物を開示している。
米国特許第5,453,122号明細書は、色素、アセトン、および水、アルカノールおよびアルキルカルボン酸のアルキルエステルからなる群から選ばれる少なくとも１種の他の溶媒を含有する、食品用ジェットインクを開示している。
スイス特許第662358号明細書は、果実、卵、および糖菓等の食材に印刷を施すのに適したジェットインクを開示しており、該インクは食用の染料、フィルム形成剤、およびグリコールまたはグリコールエーテル溶媒または式:R1-CHR2-CH2-R3(ここで、R1は水素原子またはメチル基であり、R2はヒドロキシ、メトキシ、またはエトキシ基であり、またR3はヒドロキシ、メトキシ、またはエトキシ基である)で示される混合溶媒を含む。
1994年10月４日付け出願の米国特許出願第08/317,339号明細書は、水、着色剤、およびバインダー樹脂を含む、食料品にインクジェット印刷するのに適したジェットインク組成物を開示している。このインク組成物は、水、バインダー樹脂、例えばセラックまたはポリビニルピロリドン、着色剤、例えば二酸化チタン、および他の添加剤、例えば湿潤剤およびpH調節剤を一緒に混合することにより調製される。
1996年３月13日付け出願の米国特許出願第08/614,751号明細書は、柑橘類果実等の食料品に印刷を施すのに適したジェットインク組成物を開示しており、該組成物はシトラスレッド(Citrus Red)No. 2、ロジン樹脂およびセルロース誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種のバインダー、およびエタノールとアセトンとを含む担体を含み、該インク組成物はメチルエチルケトンおよび水を含まないものである。
これまでに知られている多くのジェットインク組成物は、幾つかの欠点を有している。これら組成物の幾つかは、理想的には食料製品に使用するのは不適当なメチルエチルケトン等の溶剤を使用している。幾つかの他の組成物は、その印刷された表面上で結露が生じた場合に、にじみを生ずる水溶性の色素を使用している。かくして、バイオレットまたはブルーのシトラスインクを製造する際の主な着色剤である、例えばFD&Cブルー#1(C.I. No. 42090)は、水に敏感であり、柑橘類上に該色素から形成した印刷像は、結露の発生した場合ににじみを生ずる。このことは、全てのFD&C染料について、その水溶性のために、種々の程度で真である。
更に、これまでに知られている水溶性インク組成物の幾つかは、暗色の基質、例えばキャンディー等に印刷した場合に、貧弱な読み取り可能性または不透明度をもつという欠点を有している。これらのインク組成物は、特にセラックで艶付けしたキャンディー等の艶付けキャンディーに印刷した場合には、極めて緩慢に乾燥するという付随的な欠点を有している。長期に渡る乾燥時間は、生産性を減じ、かつシミの発生の可能性のために、印刷性能に悪影響を及ぼす。
発明の開示
上記説明は、チョコレート、キャンディー、果実および野菜等の食料品を印刷するのに適したジェットインク組成物に対する需要があることを示している。
レモン、オレンジ、ライム、グレープフルーツまたはその他の柑橘類、リンゴ等の果実および野菜上にジェット印刷したメッセージを形成し、耐結露性および耐湿性を有し、かつ水分に暴露した場合に滲みを生じない、ジェットインク組成物に対する需要も存在する。
更に、キャンディー特に艶付けキャンディー等の食料品および錠剤等の薬剤製品に対して使用するのに適した、ジェットインク組成物に対する需要もある。
その上、調製が容易であり、かつ沈降を生じないまたは実質上沈降を生じないジェットインク組成物に対する需要もある。
更に、迅速乾燥性で、該印刷物にシミを形成することなく乾燥する、ジェットインク組成物に対する需要がある。
高い線速度を与え、かつ大量の情報の印刷を可能とする、インクジェットインク組成物に対する需要もある。
更に、改善されたフィルム−形成能を与える試薬を含有する、インクジェットインク組成物に対する需要もある。
上記の需要は、本発明によってかなりの程度まで満たされており、本発明は果実、野菜、およびチョコレートおよびその他の糖菓を包含するキャンディー、並びに錠剤等の薬理処方物および他の食用のおよび摂取可能な物質等の食料品に、メッセージを印刷するのに適したジェットインク組成物を提供する。
本発明は、乾燥時間の短い、表面改質された、または被覆された着色剤およびインク担体を含む、ジェットインク組成物を提供する。この本発明のジェットインク組成物は、優れた像の接着性、耐磨耗性を与え、また高温にて老化させた場合にも、沈降を実質的に生じないものである。
本発明の該表面改質したまたは被覆した食料品用の着色剤は、粒度範囲約0.01μ〜約5μの食品用の着色剤、着色剤担体、および表面改質または被覆剤を含有する。この表面改質または被覆剤は、(i)セラックおよびセルロース樹脂または酸性樹脂または(ii)セルロース樹脂および酸性樹脂を含む。
本発明は、更に本発明の該表面改質または表面被覆した着色剤並びにジェットインク組成物の製造方法を提供する。本発明は、更に食品および薬剤製品にジェット印刷する方法をも提供する。本発明は、また本発明のジェットインク組成物を使用して、印刷されたマークを含む食品および薬剤製品をも提供する。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、短い乾燥時間を有するジェットインク組成物を提供し、該組成物はチョコレートおよび糖菓を包含するキャンディー、果実および野菜、並びに錠剤およびピルを包含する薬剤製品等の食料品に印刷するのに適したものである。
本発明のジェットインク組成物は、表面改質または表面被覆した着色剤、インク担体、およびインクバインダー樹脂および電解質を包含する随意の他の成分を含む。揮発性の該インク担体は、短いインク乾燥時間を与える。
本発明のジェットインク組成物は、まず表面改質または被覆着色剤を調製し、次いでこの表面改質または被覆着色剤を使用して本発明のジェットインク組成物を調製することによって、有利に調製できることが見出された。該表面改質または被覆着色剤は、以前染料のみが使用可能であったジェットインク組成物における、顔料として使用できる。該インク組成物を、この表面改質または被覆着色剤を使用して調製した場合、得られる該インク組成物は、公知のジェットインクの調製において実施していたように、未改質または未被覆の着色剤と、バインダー樹脂を含む他の成分と、溶剤とを混合することにより調製したインク組成物よりも、高い安定性および均一性を有する。
本発明のジェットインク組成物は、一般的にインクジェット印刷システムでの使用に対して、以下のような諸特性を示す：(1)25℃における粘度約２(cps)〜約10cps、(2)電気抵抗率約1000Ω-cm〜約1800Ω-cm、および(3)音速約1200m/秒〜約1700m/秒。
更に、食料および薬理物品での使用のためには、選択すべき成分としては、21C.F.R.§73、172、182および184に掲載されているような、一般的に安全であると認識されている(Generally Recognized as Safe)(GRAS)成分を使用すべきである。
本発明のジェットインクの乾燥時間は、２分以下、好ましくは約30秒以下およびより好ましくは約10秒以下である。本発明のジェットインク組成物は、実質的に沈降を生じない。例えば、本発明のジェットインク組成物は、125°Fにて数週間および室温にて更に長期間保存した場合に、沈降を起こさず、あるいは実質的に沈降を生じない。
上記成分各々および本発明のジェットインク組成物の製造法に関する詳細な議論を以下に示す。
表面改質または表面被覆着色剤
該表面改質または表面被覆着色剤は、適当な着色剤、着色剤担体、および表面改質または表面被覆剤を含む。この表面改質または表面被覆着色剤は、２種またはそれより多いバインダー樹脂を含む。
任意の適当な着色剤を使用できる。ヒトが消費するのに適した着色剤の例は、ユナイテッドステーツフード＆ドラッグアドミニストレーション(United States Food and Drug Administration)(FDA)により承認された、任意の着色剤、および二酸化チタンについては、コードオブフェデラルレギュレーションズ(Code of Federal Regulations),タイトル(Title)21，パート(Parts)73.575、73.1575および73.2575に概説された規格値を満たすものを包含する。
該着色剤は、食品用のまたはFD&Cレーキを含む顔料であり得る。レーキとは、不溶性のベースまたは基質に染料を析出または吸収させることにより生成される顔料である。レーキは、アルミナ等の基体上に、アルミニウムまたはカルシウム等の塩基性ラジカルと着色剤とを結合することにより、水溶性の直接着色剤(straight colors)から調製した塩を展開したもの(extensions)である。レーキは、これらが生成された染料と比較して、大きな熱および光安定性をもつ点で、染料に勝るものである。付随的に、レーキ顔料は、そのFD&C染料等価体に比して、改善された耐水性を有する。
該レーキ用の好ましい基体はアルミナ、例えば水和アルミナである。これらのレーギは、該基体と結合した任意の適当な量の染料を含むことができる。該染料は、典型的には該レーキの約45重量％以下の、およびより一般的には該レーキの約10重量％〜約45重量％の量で存在する。
適当なレーキの例は、FD&Cブルー#1、FD&Cブルー#2、FD&Cグリーン#3、FD&Cレッド#2、FD&Cレッド#3、FD&Cレッド#4、FD&Cイエロー#5およびFD&Cイエロー#6等の染料を含むレーキを包含する。該着色添加剤FD&Cブルー#1は、主としてエチル[4-p-[エチル(m-スルホベンジル)アミノ]-a-(o-スルホフェニル)ベンジリデン)-2,5-シクロヘキサジエン-1-イリデン](m-スルホベンジル)アンモニウムヒドロキシド内部塩の二ナトリウム塩と、少量のエチル[4-p-[エチル(p-スルホベンジル)アミノ]-a-(o-スルホフェニル)ベンジリデン]-2,5-シクロヘキサジエン-1-イリデン](p-スルホベンジル)アンモニウムヒドロキシド内部塩およびエチル[4-p-[エチル(o-スルホベンジル)アミノ]-a-(o-スルホフェニル)ベンジリデン)-2,5-シクロヘキサジエン-1-イリデン](o-スルホベンジル)アンモニウムヒドロキシド内部塩の異性体二ナトリウム塩である。上記他の染料の同様な説明については、21C.F.R., パート74, pp. 326-362, 1995年４月１日を参照のこと。
レーキ顔料は、例えばミズーリー州セントルイスのWarner-Jenkinson Co.(WJ)から市販品として入手できる。かくして、WJのFD&Cブルー#1レーキは、該レーキの11-13重量％の染料含有率を有し、またWJのFD&Cブルー#1レーキ濃縮物は、該レーキの35-42重量％の染料含有率を有する。WJのFD&Cブルー#2レーキは、該レーキの12-14重量％の染料含有率を有し、またWJのFD&Cブルー#2レーキ濃縮物は、該レーキの35-42重量％の染料含有率を有する。WJのエリスロシンレーキは該レーキの15-17重量％の染料含有率を有し、またエリスロシンレーキ濃縮物は該レーキの35-42重量％の染料含有率を有する。WJのFD&Cレッド#40レーキは該レーキの14-16重量％の染料含有率を有し、またFD&Cレッド#40レーキ濃縮物は該レーキの35-42重量％の染料含有率を有する。WJのFD&Cイエロー#5レーキは、２つのカテゴリーで入手可能であり、その一つは、該レーキの14-16重量％の染料含有率を有し、他方は該レーキの24-28重量％の染料含有率を有する。WJのFD&Cイエロー#6レーキは、該レーキの17-19重量％の染料含有率を有し、またFD&Cイエロー#6レーキ濃縮物は、該レーキの35-42重量％の染料含有率を有する。WJのFD&Cイエロー#10レーキは、該レーキの15-21重量％の染料含有率を有し、またFD&Cレッド#40レーキ濃縮物は、該レーキの35-42重量％の染料含有率を有する。上記のWJレーキおよびレーキ濃縮物は0.5μ未満の平均粒径を有する。
該着色剤の粒径は、約0.01μ〜約5μの範囲内であってよく、好ましくは約0.01μ〜約2μの範囲である。
任意の適当な量の該着色剤が、該表面改質または表面被覆着色剤中に存在できる。幾つかの態様においては、例えば二酸化チタン等の顔料を使用する際には、該着色剤は、好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤を基準として、約10〜約70重量％、およびより好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤を基準として、約20〜約60重量％の量で存在する。幾つかの他の態様においては、例えばレーキ顔料を使用する場合には、該着色剤は、好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤を基準として、約10〜約25重量％、およびより好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤を基準として、約15〜約20重量％の量で存在する。
本発明の幾つかの態様においては、好ましい着色剤は二酸化チタンである。任意の適当な二酸化チタン、アナターゼまたはルチルを使用することができる。市販品として入手可能な、任意の適当な二酸化チタンを使用することがてきる。コウェット(KOWETTM)ブランドの二酸化チタンが、適当な市販品として入手できる二酸化チタンの一例である。これは緻密で、白色の水不溶性の粉末であり、かつアナターゼ結晶構造および0.3μの平均粒径および最大粒径1.0μを有する。コウェット(KOWETTM)ブランドの二酸化チタンは、Warner-Jenkinson Co.から入手できる。
該表面改質または表面被覆した着色剤は、当業者には公知の方法によって調製できる。例えば、これはまず着色剤担体中に該表面改質または表面被覆剤を溶解して、該表面改質または表面被覆剤の溶液を得、次いで該溶液中に該着色剤を分散することにより調製できる。
当業者には公知の任意の適当な着色剤用担体を使用して、該表面改質したまたは表面被覆した着色剤を調製することができる。該担体は、該表面改質または表面被覆剤に対して十分な溶解度をもつべきである。該担体は、好ましくは有機担体であり、また低粘度を有していて、該表面改質または表面被覆着色剤の種々の成分の容易な混合を可能とするものである。適当な担体の例はアルコール類、ケトン類およびエステル類を包含する。
ヒトまたは動物の消費を意図した製品中で、該表面改質または表面被覆着色剤を使用する場合には、このような用途に対して安全な担体を選択するように、注意を払うべきである。この目的に対して、FDAにより承認されている任意の担体を使用できる。適当な担体の特定の例は、エタノール、イソプロパノール、n-ブチルアルコール、塩化メチレン、酢酸エチル、およびシクロヘキサン等を包含する。エタノールが好ましい担体である。約190〜約200プルーフの変性エタノールが、更に好ましい。
該着色剤用担体は親水性であることが更に好ましい。水素結合親水性担体が更に好ましい。適当な担体の例は、低級アルコールおよび水を包含する。該着色剤用担体は、一般的にはアルコール類の水素結合能、特に低級アルコールの高い水素結合能の観点から、より好ましくはエタノールおよびイソプロパノール等の低級アルコールを含む。
該着色剤用担体は、好ましくはメチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類および塩化メチレン等のハロゲン化溶剤を含まず、あるいは実質的に含まないものである。しかしながら、ケトン、エステルまたはハロゲン化溶剤が必要とされる場合には、その濃度を最小レベルに維持する。
任意の適当な量の該担体を、該表面改質または表面被覆着色剤の調製で使用できる。幾つかの態様において、例えばレーキ等の顔料を使用する場合には、該担体は、好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約20〜約85重量％の量で、またより好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約40〜約60重量％の量で存在する。該担体は、また１種以上の溶剤を含むことができる。例えば、エタノール等のアルコールと水との混合物を使用することができる。該アルコールの割合は、水の割合よりも大きいことが好ましい。従って、例えばエタノールは、該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約20〜約50重量％、の量でし存在し、また水は、該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約35重量％までの量で存在できる。
幾つかの他の態様において、例えば該着色剤として二酸化チタン等の顔料を使用する場合には、該担体は、好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤を基準として、約35〜約90重量％、およびより好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約50〜約80重量％の量で存在する。
本発明の該表面改質または表面被覆着色剤は、２種またはそれより多いバインダー樹脂を含む。適当なバインダー樹脂の例は、セラック、セルロース樹脂、ポリビニルピロリドンおよび酸性樹脂を含む。これらのバインダー樹脂を注意深く選択して、印刷像の接着性、耐磨耗性、および沈降または顔料凝集を生じないことを包含する、所定の特性を組み合わせる。
かくして、本発明の幾つかの態様においては、該表面改質または表面被覆着色剤は、表面改質または表面被覆剤としてセラックを含む。セラックは、優れた印刷像の接着性および耐磨耗性を与える。
セラックは、長い間、人類にとっては樹脂状被覆材料として公知であった。今日知られており、また使用されている用語としてのセラックとは、精製されたラックのあらゆる形態を意味する。ラックは、大きさの小さな昆虫、即ち上科カタカイガラムシ(Coccidae)のラクシファーラッカ(Laccifer lacca)(Kerr)の硬化した樹脂状部分である。このセラックは、手製の、機械製造のまたは漂白型のものであり得る。
セラックは炭素、水素、酸素および無視できる程の量の灰分のみを含む。元素分析は、炭素67.9%、水素9.1%および酸素23.0%であり、これは経験式C4H6O1を与える。その分子量は約1000である。この分子量を使用すると、平均的なセラックには式C60H90O15を割り当てることができ、またその酸性、鹸化度およびヒドロキシ価から、この分子は、１個の遊離酸基、３個のエステル結合、および５個のヒドロキシル基を含むことが報告されている。これが１個の遊離のまたは可能なカルボニル基を含むことが明らかとなっている。これはイオン化定数K=1.8x10-3を有する酸性樹脂である。また、セラックの少なくとも１つの構成成分が１つの不飽和結合(-C=C-)をもつことも知られている。
漂白セラックの鹸化価は230-260mgKOH/gの範囲内にあり、酸価は73-95mgKOH/gの範囲内にあり、エステル価は150-180mgKOH/gの範囲内にあり、ヒドロキシル価値は230-260mgKOH/gの範囲内にあり、またヨウ素価は7-12mgKOH/gの範囲内にある。
任意の適当なセラックを使用できる。「改質した(refined)」漂白セラックを使用して、本発明のインク濃縮液を調製することが好ましい。「改質した(refined)」とは、天然セラックのワックスを除去することを意味し、従って改質し漂白したセラックは、約0.1-0.2重量％の低ワックス含有率を有し、一方未改質の漂白セラックは4.0-5.5重量％のワックス含有率を有する。
任意の適当な市販品として入手可能なセラックを使用して、該表面改質または表面被覆した着色剤を調製できる。適当な改質し漂白したセラックの例は、コネクチカット州ウエストポートのMontrose-Bradslaw-Zinsser Groupから入手できるサーティファイドR-49リファインドブリーチトセラック(Certified R-49Refined Bleached Shellac)である。上記セラックは自由流動性で、淡黄色の顆粒状粉末であり、最大の酸価91.0mgKOH/g、最大の灰分含有率0.5%、最大のアルコール不溶分含有率0.2%、最大の全塩素含有率0.2%、最大の遊離塩素含有率0.1%、最大の含水率6.0%、最大のワックス含有率0.2%および最大のカラーレイティング(アルコール中35% NV)6ガードナー標準(Gardner Standards)を有する。
任意の適当量のセラックを、該表面改質または表面被覆した着色剤の一態様の調製において使用できる。セラックは、好ましくは該表面改質または表面被覆した着色剤を基準として、約0.1〜約35重量％の範囲、より好ましくは該表面改質または表面被覆した着色剤を基準として、約２〜約８重量％の範囲の量で存在する。
セラックが該着色剤と相互作用して、該表面改質または表面被覆された着色剤を与える正確なメカニズムは十分に理解できていない。いかなる特別な理論にも拘泥するつもりはないが、以下のメカニズムを、可能な一メカニズムとして紹介する。
市販の二酸化チタンは、通常幾分かの表面変性を含む。即ち、TiO2はシリカ、アルミナ、または燐酸塩、酸化亜鉛、および沈降チタニア等の他の物質、並びに有機被覆等によって変性されている。これらの表面変性は、TiO2の表面特性の多くを司っていると考えられる。例えば、有機物はTiO2表面に吸着しているものと報告されており、またこの吸着は、均一な吸着というよりも、パッチ状であるいはTiO2表面上のサイトにある。該活性サイト数は約108/cm2であると見積もられている。これらの活性サイトは、種々の独特の型のものであり、各型の活性サイトは極性基の一種の型を吸着する。
該着色剤の表面は該セラック分子により包囲されていると考えられている。セラックのヒドロキシ、カルボキシおよびエステル基が、二酸化チタンの親水性表面上の該活性サイトに吸着し、係留され、もしくは結合している。該セラック分子中に存在する、過剰のまたは遊離のヒドロキシ、カルボキシおよびカルボン酸エステル基が相互に反応して、該二酸化チタン粒子表面の回りにフィルムを形成することができる。分子内−、分子間−エステル化および／またはエステル交換反応は、更に該セラック分子の熱重合を生ずる可能性がある。上記反応は、該二酸化チタン粒子の表面の回りにフィルムを形成できると考えられている。該過剰のまたは遊離のヒドロキシ、カルボキシおよびカルボン酸エステル基は、更に有機溶媒と、例えば水素結合および／またはエステル化によりアルコールのヒドロキシル基と相互作用することができる。該水素結合溶媒は、該セラック分子を溶媒和し、セラック凝集体の形成を示す。セラックと該溶媒との相互作用は、例えばインク媒体内での分散において、該表面改質または表面被覆した着色剤の良好な分散性の原因となり得る。バインダー樹脂をも用いて、該粒子表面を改質し、または被覆する場合には、該セラック分子は該バインダー樹脂と相互作用して、最適の表面改質または被覆をもたらすと考えられている。
表面改質または被覆剤としてセラックを使用して上記のように調製した該表面改質または表面被覆した着色剤は、１種以上の追加のバインダー樹脂を含み、該樹脂は種々の様式で作用して、該着色剤および該ジェットインク組成物に改善された表面特性を与える。例えば、該付随的なバインダー樹脂は、該セラックと相互作用して、該着色剤表面に形成されたフィルムに対する安定性を与えることができる。これは、フィルム可塑剤として機能できる。また、これは、例えば該表面改質または表面被覆した着色剤を使用して、高温例えば125°Fにおいてさえ実質的に沈降を生じない、インク組成物を調製する場合、該着色剤の良好な安定性をもつ懸濁液を調製する上でも役立つ可能性がある。
該表面改質または表面被覆した着色剤において、該着色剤表面は該セラック分子により包囲されていると考えられている。セラックの該ヒドロキシ、カルボキシおよびエステル基は、該着色剤の親水性表面、特に水和アルミナの親水性表面の活性サイトに吸着し、係留され、もしくは結合している。該セラック分子中に存在する、該過剰のまたは遊離のヒドロキシ、カルボキシおよびカルボン酸エステル基は、相互に反応して、各粒子のマイクロカプセル化および各粒子を包囲する連続フィルムの形成に導く。該分子内−、分子間−エステル化および／または該着色剤の表面とのエステル交換反応は、更に該セラック分子の熱重合を生ずる可能性がある。上記反応は、更に該着色剤粒子を封入するフィルムの生成を助けると考えられている。該過剰のまたは遊離のヒドロキシ、カルボキシおよびカルボン酸エステル基は、また該親水性担体と、例えば水素結合およびエステル化によりアルコールのヒドロキシル基と相互作用することもできる。該水素結合溶媒は、該セラック分子を溶媒和し、かつセラック凝集体の形成を防止する。セラックと該担体との相互作用は、更に例えば該インク媒体中への分散において、該表面改質または表面被覆した着色剤の良好な分散性の達成の原因となる可能性がある。付随的なバインダー樹脂を、該表面改質または表面被覆した着色剤の調製において使用した場合には、該セラック分子は該着色剤バインダー樹脂と相互作用して、例えば封入、被覆、または該着色剤粒子を包囲する被膜またはフィルムの可撓性を増大することにより、最適の表面変性をもたらすと考えられている。
任意の適当な付随的バインダー樹脂を、該表面改質または表面被覆した着色剤の調製において使用することができ、ここでセラックは該表面改質または被覆剤の一部として使用する。適当なバインダー樹脂の例は、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルピリジン、リノール酸とポリアミン、例えばジ−、トリ−およびテトラ−エチレントリアミンとのポリアミドポリマー、ポリ(N-ビニルラクタム)(ここで、該ラクタムは5,６または7-員環である)、ポリビニルアルコール、ビニルアルコール／酢酸ビニルコポリマー、N-ビニルラクタム／酢酸ビニルコポリマー(ここで、該ラクタムは5,６または7-員環である)、ビニルピロリドン−酢酸ビニルコポリマー、セルロースエーテル、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、セルロースカルボキシレート、例えばナトリウムカルボキシメチルセルロース、セルロースエーテル、例えばセルロースアセテートおよびセルロースアセテートプロピオネート、レシチン、アラビア、カラヤ、トラガカンス、ザンタンおよびアルギネート型ゴム等を包含する。好ましい付随的なバインダー樹脂はヒドロキシプロピルメチルセルロースである。
上記のように、セラックとの組み合わせで使用する場合には、該バインダー樹脂は、任意の適当な量で存在しうる。従って、例えば該バインダー樹脂が、該表面改質または表面被覆した着色剤基準で、８重量％までの量、好ましくは該表面改質または表面被覆した着色剤基準で、約２重量％の量で存在できる。
２またはそれ以上のバインダー樹脂から作成された表面改質または表面被覆剤を含む、本発明の該表面改質または表面被覆した着色剤のもう一つの態様を、以下に説明する。例えば、FD&Cブルー#1等のレーキ顔料を該着色剤として使用する場合には、有利には該顔料を、２種の樹脂、すなわち酸性樹脂とセルロース樹脂との組み合わせにより改質または被覆することができる。
任意の適当な酸性樹脂を、バインダー樹脂として使用できる。該酸性樹脂は、典型的には約20mgKOH/g〜約200mgKOH/g、好ましくは約100mgKOH/g〜約200mgKOH/gおよびより好ましくは約150mgKOH/g〜約200mgKOH/gの酸価を有する。適当な酸性樹脂はロジン樹脂を包含する。任意の適当なロジン樹脂、特にエタノールに可溶性のものが使用できる。該ロジン樹脂は、好ましくは約50〜約120℃およびより好ましくは約70〜約80℃の範囲の軟化点を有する熱可塑性樹脂である。
ロジン樹脂の例は、ガムロジン、タル油ロジン、およびウッドロジン、並びにその水添樹脂を包含する。ウッドロジン樹脂が好ましく、また水添ウッドロジン樹脂が更に好ましい。高度の水素化が、該水添樹脂の高い色安定性の故に好ましい。従って、不飽和度は低いレベルに維持される。例えば、アビエチン酸の含有率を、好ましくは１重量％以下、およびより好ましくは0.2重量％以下に維持する。かくして、フォーラルAX(FORAL AXTM)が、好ましい着色剤バインダー樹脂であり、DE州ウイルミントンのHercules, Inc.から入手できる。フォーラルAXはウッドロジンを高度に水添することにより製造される、熱可塑性の酸性樹脂である。フォーラルAXは、Xc(USDAロジンスケール)のカラー、約75℃(ハーキュレスドロップ法(Hercules drop method))の軟化点、約160mgKOH/gの酸価、1.4960の100℃における屈折率、および0.15%のアビエチン酸含有率(UV)を有する。
該ロジン樹脂は、更に誘導体化できる。このような誘導体は、部分ダイマー化ロジンのグリセロールエステル、水添ガムまたはウッドロジンのグリセロールエステル、重合したロジンのグリセロールエステル、および部分水添ガムまたはウッドロジンのペンタエリスリトールエステルを含む。
任意の適当なセルロース樹脂を使用できる。セルロース樹脂の例は、セルロースエステル、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシレート、例えばナトリウムカルボキシメチルセルロース、およびセルロースエステル、例えばセルロースアセテートおよびセルロースアセテートプロピオネートを包含する。エチルセルロースが、特に該酸性樹脂との組み合わせで使用するのに好ましいバインダー樹脂である。
該表面改質または表面被覆着色剤は、任意の適当な量で該表面改質または表面被覆剤を含むことができる。この試薬は、一般的に該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約0.5重量％〜約45重量％の範囲、好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約１重量％〜約20重量％の範囲、およびより好ましくは該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約２重量％〜約10重量％の範囲の量で存在する。
該表面改質または被覆剤が、１を越えるバインダー樹脂を含む場合、その量の任意の適当な組み合わせを使用することができる。例えば、該試薬がセルロース樹脂および酸性樹脂を含む場合、該セルロース樹脂は、該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約0.5重量％〜約20重量％および好ましくは約１重量％〜約10重量％の量で存在でき、かつ該酸性樹脂は、該表面改質または表面被覆着色剤基準で、約0.1重量％〜約20重量％および好ましくは約0.5重量％〜約３重量％の量で存在できる。
該表面改質または被覆した着色剤は、当業者には公知の任意の方法によって調製できる。例えば、該第一のバインダー樹脂、例えばセラックを、まず適当な温度にて該担体に溶解して、迅速に溶解させることができる。必要ならば、水酸化アンモニウム等の塩基を、安定化塩基として添加することができる。該混合温度は、一般的に約20℃〜約60℃および好ましくは約35℃〜約45℃の範囲内にある。次いで、任意の所定の付随的なバインダー樹脂を該溶液に添加し、溶解を伴う混合を達成する。場合によっては、電解質を上記溶液に含めることもできる。
該溶解が完了したら、該溶液を、高速度、好ましくは約800rpm〜約1200rpmの速度で、更に5-10分間混合する。次いで、適当な量の該着色剤を、上記の溶液に徐々に添加する。該着色剤の添加が完了した後、該混合速度を、好ましくは約2000rpm〜約5000rpmに高める。この混合を、滑らかな、均一混合相を得るのに適した期間、好ましくは約20分〜約40分間継続する。幾つかの態様、例えばFD&Cレーキ顔料を該着色剤として使用する場合には、表面改質または被覆する前に、該レーキと緩く結合している全ての染料を除去することが好ましい。
上記ペーストを、好ましくは溶媒で希釈し、適当なミル、例えばボールミルで粉砕することができる。このボールミル操作は、あらゆる凝集体を破壊し、かつ狭い粒度分布をもつ該表面改質または表面被覆した着色剤の生成を補助する。
任意の適当なボールミルを使用することができる。例えば、約0.4mm〜約2.0mmの範囲内の径をもつYTZ(イットリア安定化ジルコニア)ビーズを含むボールミルを使用することができる。
上記のようにして調製した該表面改質または表面被覆した着色剤を、更に乾燥して、あらゆる遊離の有機溶媒を除去することができる。遊離のエタノールは、任意の適当な手段、例えば真空下または空気流または窒素気流中で除去できる。該乾燥は、好ましくは周囲温度またはそれ以下にて実施する。
該表面改質または表面被覆した着色剤、例えば表面改質または表面被覆した二酸化チタンが、粒径が小さいことおよび狭い粒度分布をもつことを包含する種々の理由から、インク濃縮物として有用であり、また沈降を生じずまたは実質的に沈降を生じず、かつヒトの消費にとって安全な、着色された白色ジェットインクを調製する大きな機会をもたらす。
一般的に、ペースト状の稠度を有する、該表面改質または表面被覆した着色剤は、果実および野菜に印刷するのに適した、本発明のジェットインク組成物の調製において、そのまま使用できる。これを更に処理して、更に均質な塊状物を含まない製品を、当業者には公知の任意の適当な微粉砕手段、例えばボールミルによって、得ることができ、該製品は小さな粒径および狭い粒度分布を有する。かくして、該製品を水平ボールミル、例えば任意の適当なサイズをもつイットリア安定化ジルコニア(YTZ)ビーズ(約0.4〜約2.0mmのビーズサイズを含む)を使用した、IL州マンデレインのEiger Machinery, Inc.製のアイガーミニモーターミル(Eiger Mini Motormill)内で粉砕することができる。該ビーズの好ましいサイズは、0.6mmである。
本発明のジェットインク組成物は該表面改質または表面被覆した着色剤と、インク担体とを使用して調製できる。該表面改質または表面被覆した着色剤の任意の適当量を使用して、本発明のジェットインク組成物を調製することができる。該表面改質または表面被覆した着色剤は、該ジェットインク組成物基準で、好ましくは約10重量％〜約60重量％およびより好ましくは約25重量％〜約35重量％の範囲の量で存在する。
インク担体
本発明のジェットインク組成物は、有機溶媒または水性溶媒であり得る、適当なインク担体を使用して調製される。有機溶媒が好ましい。低沸点をもつ有機溶媒が好ましい。適当な有機溶媒の例は、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、酢酸エチル等を包含する。必要ならば、溶媒混合物を使用することも可能である。本発明のジェットインク組成物は、上記溶媒以外に水を含むことができる。かくして、エタノールと水との混合物を使用できる。溶媒と水との任意の適当な組み合わせが使用可能である。少量の水を使用することが好ましい。過剰量の水は該ジェットインク組成物の安定性および該インクの乾燥時間に影響するであろう。
任意の適当な量の該インク担体が、本発明のジェットインク組成物の調製において使用できる。該担体は、該ジェットインク組成物基準で、好ましくは約40重量％〜約90重量％およびより好ましくは約60重量％〜約80重量％の範囲の量で存在する。本発明の幾つかの態様において、水を使用する場合には、該水の量は、該ジェットインク組成物基準で、好ましくは15重量％以下およびより好ましくは約８重量％〜約12重量％の範囲である。本発明の幾つかの他の態様において、例えば該着色剤としてTiO2を使用する場合には、水は該ジェットインク組成物基準で、好ましくは25重量％以下およびより好ましくは約８重量％〜約25重量％の範囲の量で存在する。
インクバインダー樹脂
本発明のジェットインク組成物は、更に１種またはそれ以上のインクバインダー樹脂を含むことができる。任意の適当なバインダー樹脂を使用することができる。食品および薬剤用途に適したバインダー樹脂の例は、セラック、セルロースエーテル、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、およびナトリウムカルボキシメチルセルロース、セルロースエステル、例えばセルロースアセテートおよびセルロースアセテートプロピオネート、レシチン、アラビア、カラヤ、トラガカンス、ザンタンおよびアルギネート型ガム、ロジン樹脂等を包含する。セラックおよびPVPが好ましいバインダー樹脂の例である。セラックは、エタノール溶液として市場から入手できる。これらの溶液は２、３、４、５、６、７または８ポンドカットとして入手できる。例えば、４ポンドカット溶液は、１ガロンのSDA-45 200プルーフエチルアルコール中に、1.216gのセラックを含有する。適当なPVPの例は、N.J.州ウエインのGAF Chemicals Corp.から入手できるポビドン(POVIDONETM)USPグレードのPVPである。
任意の適当な量の該インクバインダー樹脂を、本発明のジェットインク組成物の調製において使用できる。該インクバインダー樹脂は、該ジェットインク組成物基準で、好ましくは約０重量％〜約15重量％、より好ましくは約１重量％〜約10重量％の範囲の量で存在する。このパラグラフに示された該バインダー樹脂の量は、前に示した該表面改質または表面被覆着色剤の調製のために使用する該バインダー樹脂の量を含まない。
pH調節剤
本発明のインク組成物は、更にpH調節剤を含むことができる。任意の適当な、酸または塩基性のpH調節剤を使用して、該インク組成物のpHを、約4.5〜約10.0の範囲、好ましくは約5.0〜約9.0の範囲に維持することができる。塩基が必要な場合には、任意の適当な塩基を使用することができる。適当な塩基の例は、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、および重炭酸アンモニウムを包含する。任意の適当な塩基を使用できるが、蒸発により除去可能な塩基を使用することが好ましい。従って、該所定範囲内にpHを調節するためには、水酸化アンモニウム等の塩基を使用することが好ましい。
任意の適当な量のpH調節剤を使用することができる。該pH調節剤は、好ましくは該インク組成物を基準として、約0.01重量％〜約3.0重量％の範囲内の量で使用する。
電解質
該表面改質または表面被覆した着色剤は、場合により１種またはそれ以上の電解質を含んでいて、ジェットインク組成物を調製するのに該表面改質または表面被覆した着色剤を使用した場合に、該ジェットインク組成物に最適の導電性を与えることができる。任意の適当な電解質を使用することができる。一般的にヒトによる消費に対して安全なものと認識されている任意の電解質(GRAS)を使用することができる。適当な電解質の例は、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウムおよびマグネシウムの塩化物、ヨウ化物、炭酸塩、重炭酸塩、クエン酸塩、乳酸塩、アルギン酸塩および水酸化物を包含する。21 C.F.R. §184.1。
該表面改質または表面被覆した着色剤は、任意の適当な量の、好ましくは該表面改質または表面被覆した着色剤を基準として、約45重量％までの量の該電解質を含むことができる。
保湿剤
本発明のインク組成物は、更に保湿剤をも含み、印刷操作中並びに該インクの保存中の該インクの乾燥を防止することができる。保湿剤は、高い沸点、好ましくは100℃以上、より好ましくは約150℃〜約250℃の範囲の沸点をもつ親水性溶媒である。任意の適当な、当業者には公知の保湿剤を使用できる。適当な保湿剤の一例は、グリセリンである。
任意の適当な量の、好ましくは該インク組成物基準で、約0.5重量％〜約５重量％の、より好ましくは該インク組成物基準で、約１重量％〜約３重量％の量で該保湿剤を使用することができる。
殺生物剤
本発明のインク組成物は、更に適当な殺生物剤をも含み、特に水が該インク組成物中に存在する場合に、バクテリア、黴または真菌の成育を阻止することができる。任意の適当な殺生物剤を使用できる。安息香酸塩、ソルビン酸塩等、およびメチルp-ヒドロキシベンゾエート(メチルパラベン)が適当な殺生物剤の例であり、メチルパラペンが好ましい殺生物剤である。該殺生物剤は、本発明のインク組成物中に、バクテリア、黴または真菌による攻撃を阻止するのに十分な量で存在でき、該量は該組成物を基準として、約0.05重量％〜約0.5重量％、好ましくは約0.1重量％〜約0.3重量％の範囲内にある。
その他の成分
本発明のインク組成物は、更に消泡剤を含み、その調製中並びに印刷操作中の該ジェットインクの発泡を防止することができる。当業者には公知の任意の適当な食品用の消泡剤を使用することができる。
調製並びに使用中の該ジェットインクの発泡を防止するのに有効な任意の適当な量で、好ましくは該インク組成物を基準として、約0.01重量％〜約１重量％、およびより好ましくは約0.05重量％〜約0.35重量％の範囲の量で使用できる。
本発明のジェットインク組成物は、更に添加剤および可塑剤等の付随的な成分をも含むことができる。これらの物質は、印刷された像に改善された耐水性を与え、また該インク担体を印刷後に蒸発させた場合に、該表面改質または表面被覆着色剤上に形成される該フィルムの強度を改善する。適当な付随的成分の例は、グリセリルモノオレエート(GMO)、ポリエチレングリコール、およびプロピレングリコールを包含し、GMOが好ましい付随的な成分である。
本発明のジェットインク組成物は、任意の適当な方法、例えば必要な成分を組み合わせかつ混合することにより調製できる。このジェットインクは、好ましくは以下のようにして調製する。所定量のエタノールおよび水を含有する該インク担体を調製する。所定量の該塩基を添加して、そのpHを調節する。次いで、随意成分としてのインクバインダー樹脂を上記溶液に溶解する。次に、この溶液を攪拌した表面改質または表面被覆着色剤に添加し、十分に分散されたジェットインクが得られるまで、混合操作を継続する。
以下の実施例は、本発明を更に説明するものであるが、これらは何等本発明の範囲を限定するためのものではないことを理解すべきである。
実施例１
本実施例は、本発明の該表面改質または表面被覆着色剤の一態様の製造法を例示するものである。
該表面改質または表面被覆着色剤の組成を以下に示す。
0004034349.tif 000002
該セラック溶液(#4改質コンフェクショナリーズグレード，MBZ)の所定量を、所定量のエタノール、水および水酸化アンモニウムを含有する溶液と混合した。この溶液に、所定量のヒドロキシプロピルメチルセルロース溶液を添加し、高剪断ミキサーおよび温度コントローラを備えた反応容器内で混合し、約40℃の温度に維持した。該所定量のヒドロキシプロピルメチルセルロースを、混合速度を約500rpmに維持しつつ、徐々に添加した。この混合速度を約1,000rpmに高め、所定量の該二酸化チタンを徐々に添加した。次いで、該容器の内容物を、約4,000rpmまでのミキサー速度にて、30分間混合し、一方でその温度を約40℃に維持した。次に、該容器の内容物を、周囲温度まで冷却し、かつ得られる該生成物を回収した。この生成物を、径0.6mmのYTZビーズを使用した水平媒体ミル内で約20分間4,000rpmにて粉砕し、該表面改質または表面被覆二酸化チタンを得た。上記の該ヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびセラックの重量百分率は、固形分の百分率を表す。
実施例２
本実施例は、実施例１のようにして調製した表面改質または表面被覆二酸化チタンを使用した、本発明のジェットインク組成物の一態様の調製について説明する。セラックを該インクバインダー樹脂として使用した。
0004034349.tif 000003
このジェットインク組成物は、以下のようにして調製した。
パートＡ
秤量した量のエタノールおよび脱イオン水を容器にとり、磁気回転バーを使用して混合した。所定量の水酸化アンモニウムを添加し、約５分間混合した。200プルーフ純度のエタノール中の、所定量のセラック溶液(#4改質コンフェクショナリーズグレード，MBZ)を添加し、約15分間混合した。
パートＢ
パートＡからの所定量の物質を、清浄なステンレススチール製の容器に入れ、ミキサー中で混合した。
実施例１におけるようにして調製した表面改質または表面被覆した着色剤を、該ステンレススチール製容器内の該溶液に添加し、該内容物の連続的な混合状態を維持した。該表面改質または表面被覆した着色剤の添加の完了後、該混合速度を約2,000rpmまで高めた。この混合操作を、滑らかなインク組成物が得られるまで継続した。
実施例３
本実施例は、艶付けしたキャンディー上に印刷する際の、実施例２におけるように調製したジェットインク組成物の利用性および諸特性を説明する。
実験室規模のジェット印刷ヘッドを、インク液滴の流れをコンベアベルトに導くように搭載した。一連のM&Mキャンディーを接着テープ上に配置して、別々に維持されるようにし、該テープで固定したキャンディーを、該コンベアベルトに固定した。該コンベアベルトは、該キャンディーを該印刷ヘッドまで移動させながら、各キャンディーを、本発明のジェットインク組成物でジェット印刷した。この印刷後、完全に乾燥するまでの経過時間を、ストップウォッチを使用して追跡した。インク乾燥時間は、１秒未満であった。高品位の印刷が得られた。滲みまたは染みは見られなかった。
実施例４
本実施例は、本発明の他の態様に係わる該表面改質または表面被覆した着色剤の調製について説明する。
以下の成分を使用した。
0004034349.tif 000004
フォーラル(FORAL)AX樹脂をSDA 3A中に溶解して、フォーラルAX溶液を得た。エチルセルロースをSDA 3A中に溶解し、得られた溶液を濾過した。該エチルセルロース溶液および該フォーラルAX溶液を、高剪断ミキサーおよび温度コントローラを備えた反応容器内に入れた。次いで、該ブルー顔料を徐々にかつ15分間に渡り連続的に、該樹脂溶液に約35-40℃の温度にて、約2,000rpmの高速混合条件下で添加した。得られたペーストを、約40分間に渡り、約40-45℃にて、3,000-4,000rpmにて、高速度で更に混合した。この生成したペーストを、径0.6mmのYTZビーズと共に、水平媒体ミル内に入れ、ボールミル処理して、小さな粒径をもちかつ実質的に凝集体を含まない、均一なペーストを得た。該表面改質または表面被覆した着色剤は、ジェットインク組成物の調製において有用であることが分かった。上記のエチルセルロースおよびフォーラルAX樹脂の量(wt%)は、固形分の割合を意味する。
実施例５
本実施例は、実施例４の表面改質または表面被覆した着色剤を使用した、一態様に係わる本発明のジェットインク組成物の調製を説明する。
以下の成分を使用した。
0004034349.tif 000005
このインク組成物は、十分に攪拌した実施例４の表面改質または表面被覆した着色剤をエタノールで希釈することにより調製した。次いで、所定量の塩化アンモニウムを添加し、混合操作を約1,000rpmの速度で、インク組成物が得られるまで継続した。
得られたジェットインク組成物は、レモンおよびオレンジ等の柑橘類果実上にメッセージを印刷するのに首尾よく使用できた。該柑橘類果実を、６回の冷蔵庫から室温雰囲気下に移動するサイクルに付したが、該メッセージの滲みまたは如何なる他の劣化も観測されなかった。
実施例６
本実施例では、更なる添加剤を使用した、本発明のジェットインク組成物の一態様の調製を説明する。
以下の成分を使用した。
0004034349.tif 000006
このインク組成物は、十分に攪拌した実施例４の表面改質または表面被覆した着色剤をエタノールで希釈することにより調製した。次いで、所定量の塩化アンモニウム溶液およびグリセリルモノオレエート添加剤を添加し、混合操作を約1,000rpmの速度で、滑らかなインク組成物が得られるまで継続した。
この本発明のインク組成物は、幾つかの利点を与える。このインク組成物は、比較的沈降を生じないものである。該表面改質または表面被覆した着色剤を、非−着色ジェットインクプリンタで使用して、該インクの諸特性を増強する、例えば不透明度を高めることも可能である。
該印刷された像は滲みを生ずることなく、比較的迅速に乾燥する。２秒またはそれ以下の短い乾燥時間が観測された。該印刷されたメッセージは、該基質に対する良好な接着性および優れた耐磨耗性を有する。