JP2003003103A - インクジェットインク、その製法およびその使用 - Google Patents

インクジェットインク、その製法およびその使用

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JP2003003103A JP2002102417A JP2002102417A JP2003003103A JP 2003003103 A JP2003003103 A JP 2003003103A JP 2002102417 A JP2002102417 A JP 2002102417A JP 2002102417 A JP2002102417 A JP 2002102417A JP 2003003103 A JP2003003103 A JP 2003003103A
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silicic acid
ink
pyrogenic
pigment
pyrolysis method
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カール アルフォンス
Gerd Tauber
タウバー ゲルト
Werner Kalbitz
カルビッツ ヴェルナー
Horst Kleinhenz
クラインヘンツ ホルスト
Ralph Mcintosh
マッキントッシュ ラルフ
Stephan Luedtke
リュトケ シュテファン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い光学密度および耐水性のインクジェット
インクを製造すること。 【解決手段】 少なくとも1種の顔料と、熱分解法ケイ
酸、疎水性化熱分解法ケイ酸、熱分解法混合酸化物また
は熱分解法酸化アルミニウムの群からの50nmより大
きい平均粒度を有する少なくとも1種の化合物とを含有
する、インクジェットインク。少なくとも1種の水中に
分散した顔料と、熱分解法ケイ酸、疎水性化熱分解法ケ
イ酸、熱分解法混合酸化物または熱分解法酸化アルミニ
ウムの群からの50nmより大きい平均粒度を有する化
合物とを混合する前記インクジェットインクの製法。該
インクを、インクジェットプリンタで紙またはシートを
印刷するために使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットイン
ク、インクジェットインクの製法およびその使用に関す
る。
【0002】
【従来の技術】インクジェット印刷法は公知の複製技術
であり、この方法では印刷インクを加圧なしに、すなわ
ち印刷ヘッドと印刷媒体とを接触させることなしに、転
写する。この際、インク液滴をノズルから受け側材料に
噴射し、この際その方向転換は電気的に制御可能であ
る。非加圧印刷(Pressureless printing)とも呼ばれ
るこの技術は、印刷ヘッドと印刷用材料との間にある程
度の間隔があるために、不均質な表面を有する製品およ
びパッケージングの印刷のために特に好適である。この
印刷法は非常にフレキシブルであり、比較的安価である
ので、従ってコンピュータ印刷においても、作業場プリ
ンターとして使用される。インクジェット法は産業の分
野においても、屋外広告においてもますます使用が増え
ている。屋外広告においてはインクは特に耐光性および
耐水性において要求を満たさなければならない。着色物
質としては染料も顔料も使用される。顔料は染料に対し
て耐光性が非常に高いという利点を有している。
【0003】インクジェット記録法は公知であり、ここ
では反応溶液およびインクを記録材料上に担持し、この
インクは着色物質、無機コロイド状酸化物および水性溶
剤を含有し、かつpH−値は9より小さくはない(US
6039796)。
【0004】更に、主に水、水混和性有機液体、染料を
少なくとも0.5質量%で、場合により湿潤剤、場合に
より殺生剤、場合によりpH−調節剤、およびケイ酸粒
子を0.1〜5質量%の含量で有するインクが公知であ
る(US5221322)。
【0005】更に、水性担持材料、顔料、およびアルミ
ニウムで安定化した平均粒度0.005μm〜0.050
μmのコロイド状ケイ酸粒子を有する、顔料添加インク
ジェットインクも公知である(US5925178)。
【0006】公知インクジェットインクの欠点は低い光
学密度および耐水性である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は高い光学密度および耐水性インクジェットインクを製
造することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、少なく
とも1種の顔料と、熱分解法(pyrogene)ケイ酸、疎水
性化熱分解法ケイ酸、熱分解法混合酸化物または熱分解
法酸化アルミニウムの群からの50nmより大きい、有
利には60nmより大きい平均粒度を有する少なくとも
1種の化合物とを含有することを特徴とする、インクジ
ェットインクである。
【0009】顔料としては、ピグメントブラックを使用
することができる。ピグメントブラックとしては、ファ
ーネスブラック、ガスブラック、チャネルブラックまた
はランプブラックを使用することができる。これらの例
はカラーブラックFW200、カラーブラックFW2、
カラーブラックFW2V、カラーブラックFW1、カラ
ーブラックFW18、カラーブラックS170、カラー
ブラックS160、スペシャルブラック6、スペシャル
ブラック5、スペシャルブラック4、スペシャルブラッ
ク4A、プリンテックス(Printex)150T、プリン
テックスU、プリンテックスV、プリンテックス140
U、プリンテックス140V、プリンテックス95、プ
リンテックス90、プリンテックス85、プリンテック
ス80、プリンテックス75、プリンテックス55、プ
リンテックス45、プリンテックス40、プリンテック
スP、プリンテックス60、プリンテックスXE2、プ
リンテックスL6、プリンテックスL、プリンテックス
300、プリンテックス30、プリンテックス3、プリ
ンテックス35、プリンテックス25、プリンテックス
200、プリンテックスA、プリンテックスG、スペシ
ャルブラック550、スペシャルブラック350、スペ
シャルブラック250、スペシャルブラック100、ラ
ンプブラック101(デグッサ社製)である。本発明の
有利な実施形においてはガスブラックを使用することが
できる。
【0010】顔料としてはDE19613796、WO
96/37447およびWO96/37547に記載さ
れているケイ素含有ブラックまたはWO98/4277
8に開示されている金属含有ブラックを使用することも
できる。
【0011】顔料としては有色顔料を使用することがで
きる。有色顔料としてはブルー顔料、例えばサンファス
ト(Sunfast)ブルー(Sun Chemical Company社製)、
レッド顔料、例えばインドファスト・ブリリアント・ス
カーレット(バイエル社製)、サンファスト・マゼンタ
(Sun Chemical Company社製)、グリーン顔料、例えば
ヘリオゲン(Heliogen)グリーン(BASF社製)、ま
たは黄色顔料、例えば、サンブライト(Sunbrite)イエ
ロー(Sun Chemical Company社製)、またはイエロー1
31AK(Ciba Chemicals Corporation)を使用するこ
とができる。
【0012】熱分解法ケイ酸としてはエーロジル90、
エーロジル200、エーロジルOX50またはエーロジ
ル300を使用することができ、疎水性化熱分解法ケイ
酸としてはエーロジルR8200、エーロジルR202
またはエーロジルR972を使用することができ、熱分
解法混合酸化物としてはエーロジルMOX80またはエ
ーロジルMOX170を、および熱分解法酸化アルミニ
ウムとしては酸化アルミニウムC(デグッサ社製)を使
用することができる。
【0013】インクジェットインクのpH値は9より小
さく、有利には8.5より小さい。
【0014】インクジェットインク中の顔料含有量は、
1〜20質量%、有利には3〜7質量%であってよい。
熱分解法ケイ酸、疎水性化熱分解ケイ酸、熱分解法混合
酸化物または熱分解法酸化アルミニウムの群からの化合
物の含量は0.2〜10質量%、有利に0.5〜5質量%
であってよい。
【0015】インクジェットインクは付加的に、殺生
剤、消泡剤または湿潤剤を含有していてよい。
【0016】本発明は、インクジェットインクの製法に
も関し、この方法は少なくとも1種の顔料を、場合によ
り湿潤剤の添加下に、水中に分散させ、かつこの顔料分
散液を熱分解法ケイ酸、疎水性化熱分解法ケイ酸、熱分
解法混合酸化物または熱分解法酸化アルミニウムの群か
らの50nmより大きい、有利には60nmより大きい
平均粒度を有する化合物と混合することを特徴とする。
【0017】顔料は例えばビーズミル、超音波装置を用
いて、またはウルトラチュラックス(Ultra-Turrax)中
で分散させることができる。熱分解法ケイ酸、疎水性化
熱分解ケイ酸、熱分解法混合酸化物または熱分解法酸化
アルミニウムの群からの化合物と顔料分散液との混合は
撹拌下に行うことができる。
【0018】本発明によるインクジェットインクはイン
クジェットプリンタを用いて紙またはシートを印刷する
ために使用することができる。
【0019】本発明によるインクジェットインクは高い
光学密度および耐水性を有する。
【0020】
【実施例】実施例1〜6 インクジェットインクを以下のようにして製造する:イ
ンク組成物として5%標準組成物を使用する。カーボン
ブラック分散液はカラーブラックFW18 15質量
%、ハイドロパラート(Hydropalat)306510質量
%、AMP90 0.2質量%および水74.8%からな
る。
【0021】ハイドロパラート3065は非イオン性湿
潤剤である(製造業者:Cognis)。AMP90はアミン
である(製造業者:Angus Chemie)。
【0022】磁気攪拌棒を用いてトリエチレングリコー
ルおよび水を前混合し、撹拌下にカーボンブラック分散
液を撹拌下に添加する。その後、熱分解法ケイ酸、疎水
性化熱分解法ケイ酸、熱分解法混合酸化物または熱分解
法酸化アルミニウムの群からの化合物をピペットを用い
て滴加する。この際、これは熱分解法ケイ酸、疎水性化
熱分解法ケイ酸、熱分解法混合酸化物または熱分解法酸
化アルミニウムをベースとする水性分散液、またはケイ
酸のコロイド状水溶液(=シリカゾル)である。この組
成を第1表に記載する。熱分解法ケイ酸、疎水性化熱分
解法ケイ酸、熱分解法混合酸化物または熱分解法酸化ア
ルミニウムの群からの化合物の記載した質量部はカッコ
中に記載されている濃度に関する(実施例1:25%溶
液における4.00質量%は1質量%である)。
【0023】
【表1】
【0024】ケストロゾル(Koestrosol)はChemiewerk
e Bad Koestritzからのシリカゾルである。SMR9-1
9-012はカチオン性安定化シリカゲル(Grace社から
のもの)である。エーロジルMOX80およびエーロジ
ルMOX170はデグッサ社からの熱分解法混合酸化物
である。
【0025】このインクを2分割して、この際第1の部
分を直接測定し、第2の部分を超音波で30秒間分散
し、次いで測定する。
【0026】SMR9-19-12は比較例8および9に
おいてインクのフロキュレーションに作用し、従って更
に詳細には実験を行わない。
【0027】インクの粘度は剪断速度1000s-
の制御剪断速度(CSR)実験をベースにしたフィジカ
(Physica)・レオメータ UDS200で測定する(第
2表)。
【0028】カーボンブラック分散液の粒度分布は動的
光散乱法の原理で測定する。
【0029】この測定は装置Horiba LB-500で行なう。
後方散乱光の周波数スペクトルを分析し、これによりこ
の懸濁液を一般にそのオリジナルな濃度において、すな
わち希釈または類似の試料調製なしに、測定することが
できる。測定範囲は3nm〜6μmである。
【0030】測定シグナルを120秒にわたって記録す
る。評価を表面分布(Surface distribution)として行
う。標準反復値50(Calc. Level)で実施する計算の
ために、1.8〜10iのカーボンブラックの屈折率を
使用する。平均粒度は表面分布から決定する。
【0031】
【表2】
【0032】インクの分散は粘度の減少に導く。
【0033】塗布装置 K Control Coater (Erichsen T
esting Eqipment社)を用いて、製造したインク試料で
紙(Kompass Copy Office paper)上に厚さ6μmでコ
ーティングを製造し、その後の実験のために一夜室温で
放置する。
【0034】第3表中にはデンシトメータを用いて光学
密度の測定結果を示す。
【0035】
【表3】
【0036】本発明のインク、特に実施例4のインクは
比較実施例に比べてより高い光学密度を有する。分散は
一般に光学密度にはマイナスに影響する。
【0037】実施例7〜26 インクジェットインクを次のように製造する:インク組
成物として5%の標準組成物を使用する。カーボンブラ
ック分散液はカラーブラックFW18 15質量%、非
イオン性湿潤剤混合物(Lutensol AO 30 6質量%、 Hy
permer CG 6 2質量%)8質量%、AMP 90 0.2
質量%および水76.8%からなる。
【0038】Lutensol AO30は非イオン性
湿潤剤である(製造業者:BASF)。
【0039】Hypermer CG6は非イオン性湿
潤剤であり、架橋したポリオキシエチレンアクリル酸
(製造業者:ICI)である。
【0040】磁気攪拌棒を用いてトリエチレングリコー
ルおよび水を前混合し、撹拌下にカーボンブラック分散
液を添加する。その後、熱分解法ケイ酸、疎水性化熱分
解法ケイ酸、混合酸化物または熱分解法酸化アルミニウ
ムの群からの化合物をスパーテルで混入し、1分間超音
波で分散する(第4表)。
【0041】
【表4】
【0042】エーロジル90、エーロジル200、エー
ロジル300およびエーロジルOX50は親水性で高分
散の熱分解法ケイ酸(デグッサ社)である。エーロジル
R972、エーロジル8200およびエーロジルR20
2は疎水性の熱分解法ケイ酸(デグッサ社)である。酸
化アルミニウムCはデグッサ社の熱分解法酸化アルミニ
ウムである。
【0043】塗布装置 K Control Coater (Erichsen T
esting Eqipment社)を用いて、製造したインク試料で
HP−インクジェット紙(HP Inkjet paper)およびゼ
ロックスコピー紙(Xerox copier paper)上に厚さ6μ
mでコーティングを製造し、その後の実験のために一夜
室温で放置する。
【0044】第5表中にはデンシトメータを用いた光学
密度の測定結果を示す。
【0045】
【表5】
【0046】本発明によるインク、特に実施例9、1
0、20〜23のインクは比較例に対して高い光学密度
を有する。
【0047】耐水性を測定するために、水滴をインクコ
ーティング上に滴下する。15秒、30秒、45秒およ
び60秒後の、それぞれ紙中への液滴浸透を視覚的に以
下の格付けで評価する:インクコーティング中への水の
浸透なし(評価点0)〜強く浸透(評価点4)。結果を
第6表中に記載する。
【0048】
【表6】
【0049】実施例17および18は比較例に比べて明
らかに大きな耐水性を有する。
【0050】カラーブラックFW18はデグッサ社の平
均一次粒度15nmを有するガスブラックである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー カルビッツ ドイツ連邦共和国 ローデンバッハ ハー ナウアー ラントシュトラーセ 9 (72)発明者 ホルスト クラインヘンツ ドイツ連邦共和国 グロースクロッツェン ブルク ネーベンシュトラーセ 23 (72)発明者 ラルフ マッキントッシュ ドイツ連邦共和国 ハーナウ フォルスト ハウスシュトラーセ 9 (72)発明者 シュテファン リュトケ ドイツ連邦共和国 ビーバーゲミュント シュライフミューレ 10 Fターム(参考) 2C056 EA13 FC02 2H086 BA01 BA53 BA55 BA59 BA60 4J039 BA13 BA22 BA32 BE01 BE15 CA06 EA38 GA24

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1種の顔料と、熱分解法ケイ
    酸、疎水性化熱分解法ケイ酸、熱分解法混合酸化物また
    は熱分解法酸化アルミニウムの群からの50nmより大
    きい平均粒度を有する少なくとも1種の化合物とを含有
    することを特徴とする、インクジェットインク。
  2. 【請求項2】 pH−値が9より小さい、請求項1記載
    のインクジェットインク。
  3. 【請求項3】 少なくとも1種の顔料を、場合により湿
    潤剤の添加下に、水中に分散させ、かつこの顔料分散液
    を熱分解法ケイ酸、疎水性化熱分解法ケイ酸、熱分解法
    混合酸化物または熱分解法酸化アルミニウムの群からの
    50nmより大きい平均粒度を有する化合物と混合する
    ことを特徴とする、請求項1記載のインクジェットイン
    クの製法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のインクジェットインク
    の、インクジェットプリンタで紙またはシートを印刷す
    るための使用。
JP2002102417A 2001-04-07 2002-04-04 インクジェットインク、その製法およびその使用 Pending JP2003003103A (ja)

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