JP2000313125A - Ink cartridge - Google Patents

Ink cartridge

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JP2000313125A
JP2000313125A JP12333399A JP12333399A JP2000313125A JP 2000313125 A JP2000313125 A JP 2000313125A JP 12333399 A JP12333399 A JP 12333399A JP 12333399 A JP12333399 A JP 12333399A JP 2000313125 A JP2000313125 A JP 2000313125A
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pigment
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foam
carbon black
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high concentration layer excellent in water resistance and weatherability by providing a pigment ink containing pigment particles charged with one polarity in an aqueous vehicle, and an ink holder containing at least a functional group chargeable with same polarity as the pigment ink. SOLUTION: An ink dispersed with anions or cations is prepared as an aqueous vehicle and polyurethane foam having an anion and cation group containing a functional group, e.g. -COOH, is prepared as an ink holder. Since the carbon black and the ink holder in an ink are charged with the same polarity of minus or plus, electrostatic repulsion takes place between them and pigment is fed to a print section while being dispersed uniformly into the vehicle without being attracted to the ink holder. Consequently, ink is discharged without causing any clogging and a situation where ink is not discharged despite a large residual quantity can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は記録用インクカート
リッジ、特にインクジェットプリンター用に適したイン
クカートリッジに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording ink cartridge, and more particularly to an ink cartridge suitable for an ink jet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような水性インクの着色剤と
しては、染料を溶解した染料インクと顔料を分散した顔
料インクが知られており、一般的に、前者は記録濃度が
高く後者は記録画像の耐水性、耐光性等の堅牢性が高い
という特徴を有する。カーボンブラックのような顔料を
用いたインクジェット用インクは特に耐水性、耐候性等
の堅牢性に優れている。カーボンブラックの分散安定性
を改善したインクジェット用顔料インクの例として、例
えば特開昭64−31881号公報、特開昭64−60
74号公報には、硝酸等により酸化処理しpH5.0以
下としたカーボンブラックを用いたインクが記載されて
いる。また特許第2714240号(特開平3−210
373号)公報には、印字物の画像濃度が染料インクの
場合より劣るので画像濃度をあげるためインク中の顔料
濃度を高くすると、分散安定性、吐出ノズル先端での吐
出安定性に欠けかつ使用を中断するとノズル先端で固化
するので、この不都合を改善するため、水溶性樹脂を分
散用に添加使用し、特に、水溶性樹脂の平均分子量が低
すぎるとカーボンブラック粒子の周囲に付着して分散体
を安定に分散するに充分の粒子径のものにすることがで
きないので重量平均分子量は3000以上であることが
必要であり、また水溶性樹脂の平均分子量が高過ぎると
水性媒体の粘度を増大し過ぎるので重量平均分子量30
000以下のものを採用することが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a colorant for such an aqueous ink, a dye ink in which a dye is dissolved and a pigment ink in which a pigment is dispersed are known. Generally, the former has a high recording density and the latter has a higher recording density. The image is characterized by high fastness such as water fastness and light fastness. Ink jet inks using pigments such as carbon black are particularly excellent in fastness such as water resistance and weather resistance. Examples of ink jet pigment inks having improved dispersion stability of carbon black include, for example, JP-A-64-31881 and JP-A-64-60.
No. 74 describes an ink using carbon black which has been oxidized with nitric acid or the like to have a pH of 5.0 or less. Also, Japanese Patent No. 2714240 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
No. 373) discloses that the image density of a printed matter is inferior to that of a dye ink, so that when the pigment concentration in the ink is increased to increase the image density, the dispersion stability and the ejection stability at the tip of the ejection nozzle are lacking and used. When this is interrupted, the solidification occurs at the tip of the nozzle.To solve this problem, a water-soluble resin is added and used for dispersion.In particular, if the average molecular weight of the water-soluble resin is too low, it adheres around the carbon black particles and disperses The weight average molecular weight must be 3,000 or more because the particle size cannot be made sufficient to stably disperse the body. If the average molecular weight of the water-soluble resin is too high, the viscosity of the aqueous medium increases. Weight average molecular weight 30
It is described that those having a molecular weight of 000 or less are employed.

【0003】顔料の分散安定のため分散剤樹脂を混和し
た場合には顔料が必要最小限の分散剤樹脂により完全に
均一被覆されないことがあり、また分散剤樹脂が1度被
覆された顔料から分散媒中に溶出することがある等の理
由で、顔料の分散剤樹脂による被覆に比し、分散に寄与
する官能基が顔料表面に直接結合した自己分散型の方が
明らかに優れている。特開平10−195360号公報
には、カーボンブラックの表面に、−COOM、−SO
3M、−PO3HM、−PO32、−SO2NH2、−SO
2NHCOR等の親水性基が直接若しくは他の原子団を
介して結合している自己分散型カーボンブラックを含む
色材と、一般式H(CH2)mC((CH2)nOH)3で表わ
される保湿剤と、水と水溶性有機溶剤とからなる水性媒
体とを含有することにより、長期保存安定性、ノズル目
詰まり防止性、間欠吐出安定性、吐出耐久性を改善した
インクジェット記録用の水性顔料インクを用いたインク
ジェット記録装置が記載されているが、但しこのインク
ジェット記録装置は、発泡体を内包するインクジェット
用カートリッジを用いるものではない。
[0003] When a dispersant resin is incorporated for the purpose of stabilizing the dispersion of the pigment, the pigment may not be completely and uniformly coated with the minimum necessary amount of the dispersant resin. The self-dispersion type in which a functional group contributing to dispersion is directly bonded to the surface of the pigment is clearly superior to the coating of the pigment with a dispersant resin because the pigment may be eluted in a medium. JP-A-10-195360 describes that -COOM, -SO
3 M, -PO 3 HM, -PO 3 M 2, -SO 2 NH 2, -SO
Represented by 2 and colorant containing self-dispersing carbon black having a hydrophilic group such as NHCOR are bonded directly or through another atomic group, the general formula H (CH 2) mC (( CH 2) nOH) 3 Water for inkjet recording with improved long-term storage stability, nozzle clogging prevention, intermittent ejection stability, and ejection durability by containing a humectant and an aqueous medium composed of water and a water-soluble organic solvent. Although an ink jet recording apparatus using pigment ink is described, this ink jet recording apparatus does not use an ink jet cartridge containing a foam.

【0004】一方、ジェット用ノズルにインクを均一に
供給するため、インクジェット用カートリッジ内部に発
泡体を収納しこの発泡体内に水性インクを含浸させるこ
とは従来から知られており、例えば特開平8−2729
7号公報には、全ポリオール成分としてポリオキシエチ
レン、有機ジイソシアネートを発泡させて得られたポリ
ウレタンフォームをインクジェット方式のインク容器内
に配置されたインク保持体に用いると、インクを素早
く、しかもデッドスペースもなく充填するのに適したも
のとなることが記載されており、特開平7−30418
6号公報には、ヒドロキシアクリレートまたはヒドロキ
シメタクリレートを主成分とする吸水性樹脂にカーボン
ブラックを分散させた正の吸水抵抗変化特性を有する抵
抗被膜とを備えたインキカートリッジが記載されてお
り、特開平5−38816号公報には、インクによりフ
ォーム自体の劣化による分解物がインク中に溶出してイ
ンクの表面張力を低下させる等の不具合原因となるエス
テル系ウレタンフォームに代えて、ポリエーテル系ポリ
オールとポリイソシアネートとを発泡、反応させて得ら
れるウレタンフォームであって、スチレン及び/又はア
クリロニトリルをグラフトさせたポリマーポリオールを
全ポリオール成分中の20%(重量比)以上用いたウレ
タンフォームインク保持体をインクカートリッジ内部に
収納することが記載されている。
On the other hand, in order to uniformly supply ink to a jet nozzle, it has been conventionally known to store a foam inside an ink jet cartridge and impregnate the foam with an aqueous ink. 2729
No. 7 discloses that when a polyurethane foam obtained by foaming polyoxyethylene and organic diisocyanate as all polyol components is used for an ink holder placed in an ink container of an ink jet system, the ink can be quickly and dead-spaced. It is described that the material is not suitable for filling.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-64,087 discloses an ink cartridge provided with a resistance coating having positive water absorption resistance change characteristics in which carbon black is dispersed in a water-absorbent resin containing hydroxyacrylate or hydroxymethacrylate as a main component. JP-A-5-38816 discloses that instead of ester-based urethane foam which causes a problem such as decomposition of a foam due to deterioration of the foam itself due to the ink and lowering of the surface tension of the ink, polyether-based polyols and A urethane foam obtained by foaming and reacting with a polyisocyanate, wherein a urethane foam ink carrier using a polymer polyol grafted with styrene and / or acrylonitrile in an amount of 20% (weight ratio) or more of all polyol components is used as an ink. Described to be stored inside the cartridge It has been.

【0005】特開平6−15840号公報には、ポリエ
ーテルポリオール中のエチレンオキサイド(EO)とプ
ロピレンオキサイド(PO)の比率が20:80〜5
0:50、ポリエーテルポリオール100重量部当たり
2〜5重量部の水発泡剤とから製造しインクに対する体
積膨潤率が5〜60%のウレタンフォームよりなるイン
ク保持体をインクカートリッジ内部に挿入することによ
りカートリッジ内壁とインク保持体との間に生じる隙間
をなくすることが記載され、特開平6−99585号公
報には、プラスチックフォームのインク保持体をカート
リッジ内全体に均一に充填することの難かしさに鑑みて
特にインク排出口近くに密度の高いプラスチックフォー
ムを適用し、他のインクタンク(カートリッジ)内部に
は圧縮しないプラスチックフォームを充填する場合(特
開平4−173343号公報記載の、圧縮密度を変化さ
せたプラスチックフォームを重ね合わせるか、圧縮密度
を変化させつつインクタンク内への充填する場合)に、
微細な連通気孔を有するウレタンフォーム又はメラミン
ホルムアルデヒドフォームフォーム体の被圧縮部位に、
圧縮方向に向かうスリットを形成して充填することが記
載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-15840 discloses that the ratio of ethylene oxide (EO) to propylene oxide (PO) in a polyether polyol is 20: 80-5.
0:50, Inserting an ink carrier made of urethane foam manufactured from 2 to 5 parts by weight of a water blowing agent per 100 parts by weight of polyether polyol and having a volume swelling ratio to the ink of 5 to 60% into the ink cartridge. Describes that the gap between the inner wall of the cartridge and the ink holder is eliminated, and JP-A-6-99585 discloses that it is difficult to uniformly fill the entire cartridge with a plastic foam ink holder. In the case where a high-density plastic foam is applied particularly near the ink discharge port in consideration of the drawback, the other ink tank (cartridge) is filled with an uncompressed plastic foam (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-173343). Plastic foams with different compression densities, or The case may be) to be filled into the ink tank,
In the compressed part of the urethane foam or melamine formaldehyde foam having fine interconnected pores,
It is described that filling is performed by forming a slit directed in the compression direction.

【0006】特開平6−107836号公報には、熱硬
化メラミン縮合体は連続気泡性のかつ気泡の細かいプラ
スチックホームであるが、ウレタンフォームに比べて機
械的強度が小さいためタンク内への充填時に破れる恐れ
があり、又、フォーム体中に他のセル径に比べて極端に
大きなセル径の空孔ができやすく、インク保持体にかか
る空孔があるとその特性を失うこととなってしまうこ
と、ポリエステルタイプのウレタンフォームは、メラミ
ン縮合体の発泡体とほぼ同等程度のインク保持体として
使用するのに適したセル径(セル平均径100〜300
μm)を有するフォームを得ることができるが、加水分
解されやすく、インクの組成中にこれが溶出しやすく不
適であること、ポリエーテルタイプのウレタンフォーム
はその原料の粘度が低いため、セル径の細かいフォーム
体を得るのが困難であり、小さいセル径のポリエーテル
タイプウレタンフォームを得る方法としてプレポリマー
法を用いても連続気泡のセル(いわゆるオープンセル)
を有するウレタンフォーム体を得ることはできないこと
が記載され、また、インクを保持するための毛細管現象
をより発現させんとしてウレタンフォームを圧縮してカ
ートリッジに充填することにより網状体の間隔をせばめ
る場合に、加熱圧縮すると、半永久的に変形をもたら
し、断熱性であるウレタンフォームには熱が均一に伝わ
りにくいため、部分的に、例えば表面のみに圧縮が集中
してしまい圧縮変形ムラを生じるという不具合を避ける
ため、主原料としてポリエーテルポリオール、イソシア
ネート、及び整泡剤、触媒等を混合して得られるポリエ
ーテルタイプポリウレタンフォームのインク保持体であ
って、ポリエーテルポリオールとして粘度1,500〜
30,000CPのポリエーテルポリオールを用い、主
原料を同時にミキシングヘッド内に導くことによって混
合・発泡されたセル径が80〜400μmを有するイン
ク保持体用フォームを用いることが記載されており、特
開平7−242761号公報には、ポリウレタンのイン
ク保持体発泡の際に整泡剤として、インクに溶出してイ
ンクの表面張力を下げる欠点があるオルガノポリシロキ
サンに代えて、一分子中に活性水素含有基、エポキシ基
及びイソシアネート基のいずれか一つ以上を有するオル
ガノポリシロキサンを使用することが記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-107836 discloses that a thermosetting melamine condensate is an open-celled and fine-celled plastic home. There is a risk of breakage, and pores with extremely large cell diameters are likely to be formed in the foam body compared to other cell diameters, and if there are pores in the ink holder, the properties will be lost. The polyester type urethane foam has a cell diameter (cell average diameter of 100 to 300) suitable for use as an ink carrier having substantially the same degree as a melamine condensate foam.
μm) can be obtained, but is easily hydrolyzed, easily eluted during the ink composition, and is unsuitable. Polyether type urethane foam has a small cell diameter due to low viscosity of the raw material. It is difficult to obtain a foam body, and even if a prepolymer method is used as a method for obtaining a polyether type urethane foam having a small cell diameter, open-cell cells (so-called open cells) are used.
It is described that it is not possible to obtain a urethane foam having the following properties.Moreover, the gap between the meshes is reduced by compressing the urethane foam and filling the cartridge in order to further develop a capillary phenomenon for holding ink. In this case, when heated and compressed, deformation is caused semi-permanently, and heat is hardly transmitted uniformly to the urethane foam which is heat insulating. In order to avoid inconvenience, an ink carrier of a polyether type polyurethane foam obtained by mixing a polyether polyol, an isocyanate, a foam stabilizer, a catalyst, and the like as main raw materials, and having a viscosity of 1,500 to
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 9-26139 discloses that a polyether polyol of 30,000 CP is used, and a main raw material is simultaneously introduced into a mixing head, and a foam for an ink carrier having a cell diameter of 80 to 400 μm mixed and foamed is used. No. 7,242,761 discloses that, as a foam stabilizer at the time of foaming a polyurethane ink carrier, an organopolysiloxane having a drawback of dissolving into the ink and lowering the surface tension of the ink is used. It is described that an organopolysiloxane having at least one of a group, an epoxy group and an isocyanate group is used.

【0007】特開平7−286056号公報には、経時
的なインクの表面張力の低下を抑えるため、水酸基価8
0及び460のポリエーテルポリオールをそれぞれ85
重量部並びに15重量部、1重量%水溶液の表面張力が
31dyne/cmの整泡剤を1.0重量部、その他発
泡剤及び触媒からなるポリオール成分と、TDIとを反
応させて(イソシアネートインデックス=110)得ら
れるポリウレタンフォームを、網状化処理して三次元網
目構造のフォームを使用してインク保持体を得ることが
記載されており、特開平7−32613号公報には、分
子量2000のポリエーテルポリオール100重量部、
トリエチルアミン触媒1重量部、シリコーン整泡剤1重
量部及びNCO含量29.0重量%に調整されたアロハ
ネート変性TDIを所定量(イソシアネート指数=10
0)加え、発泡させて得られる熱溶融性ポリウレタンフ
ォームをポリスチレンからなる容器内に充填して、解体
することなくインク保持体も含めて粉砕、再溶融して容
易に再利用することのできるインク収納容器とすること
が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-286056 discloses that a hydroxyl value of 8 is used in order to suppress a decrease in surface tension of an ink over time.
0 and 460 of polyether polyol were added to 85 parts each.
1 part by weight of a 15 wt.% Aqueous solution, 1.0 part by weight of a foam stabilizer having a surface tension of 31 dyne / cm, and other polyol components comprising a foaming agent and a catalyst are reacted with TDI (isocyanate index = 110) It is described that the obtained polyurethane foam is subjected to a reticulation treatment to obtain an ink carrier using a foam having a three-dimensional network structure. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-32613 describes that a polyether having a molecular weight of 2,000 is used. 100 parts by weight of a polyol,
1 part by weight of a triethylamine catalyst, 1 part by weight of a silicone foam stabilizer, and a predetermined amount of an allohanate-modified TDI adjusted to an NCO content of 29.0% by weight (isocyanate index = 10
0) In addition, an ink that can be easily reused by filling a hot-melt polyurethane foam obtained by foaming into a container made of polystyrene and pulverizing and re-melting the ink including the ink holder without dismantling. It is described as a storage container.

【0008】このようなフォームのインク保持体は、い
ずれにしても樹脂材料から形成され、したがって疎水性
構造の部分と親水性構造の部分とを含む。また、インク
用顔料の分散安定化のための分散剤も構造的には、疎水
性部分と親水性部分とを有する。このような顔料インク
をフォームのインク保持体に含浸させた場合には、分散
剤の疎水性部分は、フォーム樹脂の疎水性部分に配向
し、その結果、顔料から分散剤が脱落することになる。
特開平10−140062号公報には、このようなイン
クの劣化を防ぐため、カーボンブラックの表面に、少な
くとも一種の親水性基が直接若しくは他の原子団を介し
て結合した自己分散型カーボンブラックを用いてこれを
疎水性のフォームに含浸させることが記載されている。
しかし疎水性のフォームは、親水性顔料インクの含浸を
忌避することがある。
[0008] In any case, such an ink carrier of a foam is formed of a resin material, and thus includes a portion having a hydrophobic structure and a portion having a hydrophilic structure. Further, the dispersant for stabilizing the dispersion of the pigment for ink also structurally has a hydrophobic portion and a hydrophilic portion. When such a pigment ink is impregnated into the ink holder of the foam, the hydrophobic portion of the dispersant is oriented to the hydrophobic portion of the foam resin, and as a result, the dispersant drops off from the pigment. .
JP-A-10-140062 discloses a self-dispersion type carbon black in which at least one kind of hydrophilic group is bonded directly or via another atomic group to the surface of carbon black in order to prevent such ink deterioration. And impregnating it with a hydrophobic foam.
However, hydrophobic foams may repel impregnation of hydrophilic pigment inks.

【0009】また、ポリウレタンフォームをインク保持
体としたカートリッジにカーボンブラックを含む顔料イ
ンクを充填して使用した場合、インクがまだ十分量残存
しているにもかかわらず、それ以上出なくなったり、印
字濃度が十分に得られなくなったりする場合があり、こ
のような問題点は、カートリッジから排出されるインク
に含まれるカーボンブラック濃度が元のインク濃度と比
べて低いこと、また、カーボンブラック粒子がポリウレ
タンフォームに吸着し、その結果ビヒクルが優先的にカ
ートリッジから排出されていることが原因であることが
判明した。
In addition, when a pigment ink containing carbon black is filled in a cartridge using a polyurethane foam as an ink holder and used, a sufficient amount of the ink still remains, but the ink does not come out any more, In some cases, the concentration cannot be obtained sufficiently.These problems are that the carbon black concentration in the ink discharged from the cartridge is lower than the original ink concentration, and that the carbon black particles are not polyurethane. It was found that this was due to adsorption to the foam, which resulted in the vehicle being preferentially ejected from the cartridge.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、上記問題点を解決し、耐水性、耐候性に優れた高
濃度の画像を得ることにあり、更に、カーボンブラック
含有インクを用いても、カートリッジ内での目詰まりを
起こすことなく、最後まで安定したインク供給が可能な
インクカートリッジを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to obtain a high-density image excellent in water resistance and weather resistance. Another object of the present invention is to provide an ink cartridge capable of stably supplying ink to the end without causing clogging in the cartridge.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明の
(1)「水性ビヒクル中で一方の極性に帯電した顔料粒
子を含む顔料インクと、該顔料粒子と同一極性に帯電し
得る官能基を少なくとも含有するインク保持体を有する
ことを特徴とするインクカートリッジ」、(2)「前記
顔料粒子が、以下の官能基群から選択される基が化学的
に結合されたカーボンブラックであることを特徴とする
前記(1)項に記載のインクカートリッジ。
The object of the present invention is to provide (1) a pigment ink containing pigment particles charged to one polarity in an aqueous vehicle, and a functional group capable of being charged to the same polarity as the pigment particles. And (2) that the pigment particles are carbon black in which a group selected from the following functional group is chemically bonded. The ink cartridge according to the above (1), which is characterized in that:

【0012】[0012]

【化2】 (RはH又はアルキル基、Xは無機又は有機アニオンを
表わす。)」、(3)「前記インク保持体がポリエーテ
ル系ウレタンフォームであることを特徴とする前記
(1)項又は前記(2)項に記載のインクカートリッ
ジ。」によって達成される。
Embedded image (R represents H or an alkyl group, and X represents an inorganic or organic anion.) ", (3)" (1) or (2) wherein the ink carrier is a polyether-based urethane foam. The ink cartridge according to the item (2)).

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。まず、以下の方法で、本発明に用いる顔料インク、
ポリウレタンフォーム及びカートリッジを作製した。 [顔料インク]以下の処方により、アニオン分散型イン
ク1、アニオン分散型インク2、及びカチオン分散型イ
ンク3を調製した。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples. First, by the following method, the pigment ink used in the present invention,
A polyurethane foam and a cartridge were produced. [Pigment ink] Anion dispersion ink 1, anion dispersion ink 2, and cation dispersion ink 3 were prepared according to the following formulation.

【0014】 ・インク1 スルホン基含有カーボン 5重量部 (CAB−O−JET200、Cabot社製) ジエチレングリコール 15重量部 グリセリン 5重量部 2−ピロリドン 2重量部 水 73重量部Ink 1 Sulfone group-containing carbon 5 parts by weight (CAB-O-JET200, manufactured by Cabot) Diethylene glycol 15 parts by weight Glycerin 5 parts by weight 2-pyrrolidone 2 parts by weight Water 73 parts by weight

【0015】 ・インク2 カルボキシル基含有カーボン 5重量部 (CAB−O−JET300、Cabot社製) ジエチレングリコール 15重量部 グリセリン 5重量部 2−ピロリドン 2重量部 水 73重量部Ink 2 Carboxyl group-containing carbon 5 parts by weight (CAB-O-JET300, manufactured by Cabot) Diethylene glycol 15 parts by weight Glycerin 5 parts by weight 2-pyrrolidone 2 parts by weight Water 73 parts by weight

【0016】 ・インク3 4級アミン基含有カーボン 5重量部 (IJX−55、Cabot社製) ジエチレングリコール 15重量部 グリセリン 5重量部 2−ピロリドン 2重量部 水 73重量部Ink 3 Quaternary amine group-containing carbon 5 parts by weight (IJX-55, manufactured by Cabot) Diethylene glycol 15 parts by weight Glycerin 5 parts by weight 2-pyrrolidone 2 parts by weight Water 73 parts by weight

【0017】[ポリウレタンフォーム]以下の処方によ
り、アニオンを有するポリウレタンフォーム1、及びカ
チオン基を有するポリウレタンフォーム2を作製した。
ポリウレタンフォームは常法によりセル膜を除去して3
次元網目構造のフォーム体とした。
[Polyurethane Foam] A polyurethane foam 1 having an anion and a polyurethane foam 2 having a cationic group were prepared according to the following formulation.
For the polyurethane foam, remove the cell membrane by a conventional method
It was a foam with a three-dimensional network structure.

【0018】 ・ポリウレタンフォーム1 ポリオール 61.5重量部 (アクリル酸グラフトコポリマーポリオール) トリレンジイソシアネート 35重量部 ポリエーテルシロキサン 1重量部 水 2重量部 トリエチレンジアミン 0.3重量部 オクチル酸錫 0.2重量部Polyurethane foam 1 polyol 61.5 parts by weight (acrylic acid graft copolymer polyol) tolylene diisocyanate 35 parts by weight Polyether siloxane 1 part by weight Water 2 parts by weight Triethylenediamine 0.3 parts by weight Tin octylate 0.2 parts by weight Department

【0019】 ・ポリウレタンフォーム2 ポリオール 61.5重量部 (ジエチルアミノエチルメタクリレートグラフトコポリマーポリオール) トリレンジイソシアネート 35重量部 ポリエーテルシロキサン 1重量部 水 2重量部 トリエチレンジアミン 0.3重量部 オクチル酸錫 0.2重量部Polyurethane foam 2 polyol 61.5 parts by weight (diethylaminoethyl methacrylate graft copolymer polyol) tolylene diisocyanate 35 parts by weight polyethersiloxane 1 part by weight water 2 parts by weight triethylenediamine 0.3 parts by weight tin octylate 0.2 Parts by weight

【0020】[カートリッジの作製]顔料インクとポリ
ウレタンフォームの組み合わせにより、リコーIPSi
OJET300用の空ケースにインク52gを充填して
カートリッジを作製し、画像濃度、抽出インクのカーボ
ン含有量、及び印字不能になった時点でのカートリッジ
内のインク残存量を調べた。(インク残量検知機能は予
め切断し、残量検知により印字不能にならないようにし
て使用した。)結果を表1に示す。
[Production of Cartridge] Ricoh IPSi was prepared by combining a pigment ink and a polyurethane foam.
A cartridge was prepared by filling an empty case for OJET300 with 52 g of ink, and the image density, the carbon content of the extracted ink, and the amount of ink remaining in the cartridge at the time when printing became impossible were examined. (The ink remaining amount detection function was cut in advance and used so that printing was not disabled by the remaining amount detection.) The results are shown in Table 1.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】実施例1及び2では、インク中のカーボン
ブラック及びインク保持体は共にマイナスに帯電してお
り、また、実施例3では共にプラスに帯電しているた
め、静電的斥力により吸着することなく、印字部に供給
されるインク中のカーボンブラック濃度はもとのインク
濃度と同等であり、十分な画像濃度が得られた。これに
対し、比較例1及び2では、カーボンブラックとインク
保持体は反対極性に帯電しているため、カーボンブラッ
ク粒子はインク保持体に静電的に吸着し、印字部に供給
されるインク中のカーボンブラック濃度は極端に減少し
て低濃度の画像しか得られず、また、インクがまだ十分
に残存しているにも係らず、カートリッジから排出され
なくなった。
In Examples 1 and 2, the carbon black and the ink carrier in the ink are both negatively charged, and in Example 3, both are positively charged, so that they are attracted by electrostatic repulsion. Without this, the carbon black concentration in the ink supplied to the printing unit was equivalent to the original ink concentration, and a sufficient image density was obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the carbon black and the ink carrier are charged to opposite polarities, so that the carbon black particles are electrostatically adsorbed on the ink carrier and the ink supplied to the printing unit is not charged. The density of carbon black was extremely reduced to obtain only a low-density image, and the ink was not discharged from the cartridge even though the ink still remained sufficiently.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上、詳細且つ具体的な説明より明らか
なように、本発明のカートリッジは、顔料粒子とインク
保持体が共に同一極性に帯電しているため、両者の間で
静電的斥力が働き、顔料がインク保持体に吸着すること
なく、ビヒクルに均一に分散した状態で印字部に供給さ
れるため、インクが目詰まりすることなく排出されて、
従来のように残量が多いにも係らず排出されなくなると
いうことがない(請求項1)。また、印字濃度も高い。
更に、本発明の官能基を有するカーボンブラックを含有
するインクにおいては、カーボンブラックの帯電性が高
く安定しているため、インク保持体との斥力がより強
く、また、カーボンブラック自身の分散安定性が高く、
本発明の効果がより顕著になる(請求項2)。また更
に、本発明のインク保持体を用いることにより、水性イ
ンクによる劣化が少なく、耐久性に優れ、安価で、容易
にインク残量に関わりなく適切な静水圧を維持できると
いう優れた効果を発揮する。
As is apparent from the above detailed and concrete description, in the cartridge of the present invention, since the pigment particles and the ink carrier are both charged to the same polarity, the electrostatic repulsion force between the both is provided. Works and the pigment is supplied to the printing unit in a state of being uniformly dispersed in the vehicle without being adsorbed on the ink carrier, so that the ink is discharged without clogging,
As in the prior art, there is no possibility that the discharge is stopped despite the large remaining amount (claim 1). Also, the print density is high.
Further, in the ink containing the carbon black having a functional group of the present invention, the chargeability of the carbon black is high and stable, so the repulsive force with the ink carrier is stronger, and the dispersion stability of the carbon black itself is also improved. Is high,
The effect of the present invention becomes more remarkable (claim 2). Further, by using the ink holding member of the present invention, an excellent effect that the deterioration due to the aqueous ink is small, the durability is excellent, the cost is low, and the appropriate hydrostatic pressure can be easily maintained regardless of the remaining amount of the ink. I do.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水性ビヒクル中で一方の極性に帯電した
顔料粒子を含む顔料インクと、該顔料粒子と同一極性に
帯電し得る官能基を少なくとも含有するインク保持体を
有することを特徴とするインクカートリッジ。
1. An ink comprising: a pigment ink containing pigment particles charged to one polarity in an aqueous vehicle; and an ink carrier containing at least a functional group capable of being charged to the same polarity as the pigment particles. cartridge.
【請求項2】 前記顔料粒子が、以下の官能基群から選
択される基が化学的に結合されたカーボンブラックであ
ることを特徴とする請求項1に記載のインクカートリッ
ジ。 【化1】 (RはH又はアルキル基、Xは無機又は有機アニオンを
表わす。)
2. The ink cartridge according to claim 1, wherein the pigment particles are carbon black to which a group selected from the following functional group is chemically bonded. Embedded image (R represents H or an alkyl group, and X represents an inorganic or organic anion.)
【請求項3】 前記インク保持体がポリエーテル系ウレ
タンフォームであることを特徴とする請求項1又は2に
記載のインクカートリッジ。
3. The ink cartridge according to claim 1, wherein the ink holding member is a polyether-based urethane foam.
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