JP2007537072A - インクジェットインク印刷方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンタを提供する工程と、
(b)印刷される支持体を前記プリンタに装填する工程と、
(c)インクジェットインクを前記プリンタに装填する工程と、
(d)前記デジタルデータ信号に応答して前記支持体上に前記インクジェットインクを用いて印刷する工程と
を含む、支持体上にインクジェット印刷するための方法が提供され、前記支持体が吸収性光沢媒体であり、前記インクジェットインクが着色インクジェットインクであり、印刷が1パスで行なわれ、前記プリンタが、前記支持体の所定の領域が1パスで定着されるようにほとんど全ての前記インクが噴射されることを可能にするプリントヘッド装置を備える。
本発明に使用するために適した支持体は吸収性であり光沢がある。「吸収性」によって、媒体は、適用されたインク装填材料を流れることなく扱うことができ、印刷後すぐに扱うことができるように媒体が急速に乾燥することを意味する。「光沢」によって、媒体が、印刷された画像が十分な光沢を有することを可能にすることを意味するが、印刷されていない媒体自体が高光沢であることを必ずしも意味しない。好ましくは、印刷されていない媒体の60度の光沢は少なくとも約30光沢単位である。表面反射が明瞭になればなるほど、光沢がますます鮮やかにみえ、このため、印刷されていない媒体が好ましくは良好なDOIを有し、より好ましくは少なくとも約1.5である。
プリンタは、支持体の所定の領域が1パス(シングルパス)で定着されるようにほとんど全てのインクが噴射されることを可能にするプリントヘッド装置を備える。適した装置は、走査ヘッドまたは固定アレイであってもよい。
顔料インクはビヒクルおよび不溶性(顔料)着色剤を含み、一般に当業者に公知であるような他の成分をさらに含んでもよい。適したインクには、Epson Stylus C84、Epson Stylus Photo 2200およびHewlett Packard DesignJet Large Format Series(UVインク)のインクなどの市販されているインクがある。
ビヒクルは好ましくは、水、あるいは水と少なくとも1種類の水溶性有機溶剤(補助溶剤)との混合物を意味する「水性ビヒクル」である。適切な混合物の選択は、その特定の用途の必要条件、例えば望ましい表面張力および粘度、選択した着色材、インクの乾燥時間、およびそのインクが印刷される支持体の種類に左右される。選択することができる水溶性有機溶剤の典型的な例が、米国特許公報5085698号明細書に開示されている(その開示内容は完全に明示するのと同様にあらゆる目的のために参照により本明細書中に組み込まれる)。
伝統的に顔料は、ポリマー分散剤または界面活性剤などの分散剤によってビヒクル中の分散に対して安定化させる。けれども最近ではいわゆる「自己分散可能」または「自己分散性」顔料(以後「SDP」)が開発されている。その名が暗示するようにSDPは、分散剤なしで水または水性ビヒクル中に分散可能である。黒色顔料は、自己分散性になるように表面処理(例えば米国特許第6852156号明細書を参照されたい。その開示内容は完全に明示するのと同様にあらゆる目的のために参照により本明細書中に組み込まれる)することによって、伝統的な方法で分散剤で処理することによって、または表面処理と分散剤の幾つかの組合せによって分散に対して安定化されうる。
他の成分を、このような他の成分がインクの安定性およびジェット能力を妨げない程度にインクジェットインクに調合してもよく、これは日常実験によって容易に測定できる。このような他の成分は、一般的な意味において本技術分野に公知である。
噴出速度、液滴の分離距離、滴径、および流れの安定性は、インクの表面張力および粘度に非常に影響される。インクジェットインクは一般に、25℃において約20ダイン/cm〜約70ダイン/cmの範囲の表面張力を有する。粘度は、25℃において最高30cPであってもよく、一般にいくぶんより低く、より一般的には約1センチポアズ〜約20センチポアズの範囲にある。インクは、射出条件およびプリントヘッド設計に調節される物理的性質を有する。インクは、インクジェット装置内に著しく詰まらせないように長期間のすぐれた貯蔵安定性を有するべきである。さらにインクは、それが接触するインクジェット印刷装置の部品を腐食してはならず、また本質的に無臭かつ非毒性であるべきである。インクは、ドロップ・オン・デマンドインクジェットプリントヘッド、特にサーマルおよびピエゾプリントヘッドに特に適している。
本明細書に記載された成分を様々な比率および組み合わせで配合して、上に概述したように、および別の方法で当業者によって一般に認識されるように所望のインク性質を有するインクを作製することができる。特定の最終用途にインクを最適にするために特定の実験が必要であることがあるが、このような最適化は一般に本技術分野の通常の技術の範囲内である。
本発明によるインクセットは、少なくとも3つの異なる着色顔料インク(CMYなど)を含み、好ましくは少なくとも4つの異なる着色インク(CMYKなど)を含む。インクセットは、橙色インク、緑色インク、赤色インクおよび/または青色インクなどの異なった着色インク、およびそのままの濃度とライトシアンおよびライトマゼンタなどの薄い濃度のインクとの組合せなど、1つまたは複数の「全領域拡大(gamut−expanding)」インクをさらに含んでもよい。
インクセットは無色インクをさらに含有することができる。前に組み込まれた米国特許第6857733号明細書に開示されているように、無色インクは、画像の全階調範囲にわたって光沢をほぼ均等化するために、着色インクによって被覆されていない印刷画像の領域において(同時にまたは連続的に)適用されてもよい。無色インクはまた、耐久性などの印刷画像の性質を改良するために保護被膜として着色インクの上に適用されてもよい。
特に指示しない限り、媒体を取り付ける回転ドラムの上の固定位置に設けられた2つのEpson 850圧電インクジェットプリントヘッドからなる印刷装置で印刷を行なった。2つのプリントヘッドは支持体の同じ領域上に印刷するように整列され、2つの流体の印刷の時間間隔が、所望の間隔を提供するために必要とされる時に変化されうるドラム速度によって制御されるように、それらの間に固定隙間がある。プリントヘッドは約1cm幅であり、同じ幅のストライプを生じた。圧電素子駆動信号を変えることによって滴径を変化させることができる。必要な場合、ドラム方向を逆にして2つの流体の印刷順序を変えた。2つのプリントヘッドを交互に配置して700dpiの解像度をもたらした。全ての印刷は、特に指示しない限り、100%の被覆において行なわれた。
ポリマー1を以下のように調製した。5リットルフラスコは、機械的撹拌機、温度計、窒素入口、乾燥管出口および添加漏斗を備えた。1715.1gのテトラヒドロフラン(THF)をフラスコに入れ、その後に、アセトニトリル中の触媒(テトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート)の1.0M溶液1.2mlを入れた。51.33gの開始剤(0.295M、1−メトキシ−1−トリメチルシロキシ−2−メチルプロペンを注入し、次いで供給I(テトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート、アセトニトリルおよびTHF中の1.0M溶液1.2ml、10.0g)を開始し、180分にわたって添加した。供給II(トリメチルシリルメタクリレート、213.2g(1.69M)およびベンジルメタクリレート、1334.5g(7.42M))を0.0分において開始し、70分にわたって添加した。173分において、60.5gのメタノールを上記の溶液に添加し、蒸留を開始した。蒸留の第1段階の間、503.0gの材料を除去した。最終ポリマーは固形分51.7重量%であった。ポリマーは、BZMA/MAA92/8の組成および5047の分子量(Mn)を有した。
ポリマー2を以下のように調製した。3リットルフラスコは、機械的撹拌機、温度計、窒素入口、乾燥管出口および添加漏斗を備えた。291.3gのTHFをフラスコに入れ、その後に、アセトニトリル中の触媒(テトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート)の1.0M溶液0.44mlを入れた。20.46gの開始剤(0.0882M、1,1−ビス(トリメチルシロキシ)−2−メチルプロペン)を注入し、次いで供給I(テトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート、アセトニトリルおよびTHF中の1.0M溶液0.33ml、16.92g)を開始し、185分にわたって添加した。供給II(トリメチルシリルメタクリレート、152.00g(0.962M))を0.0分において開始し、45分にわたって添加した。供給IIが終了した180分後(モノマーの99%超が反応していた)、供給III(ベンジルメタクリレート、211.63g(1.20M))を開始し、30分にわたって添加した。供給IIIが終了した40分後(モノマーの99%超が反応していた)、供給IV(エトキシトリエチレングリコールメタクリレート、78.9g(0.321M))を開始し、30分にわたって添加した。400分において、73.0gのメタノールおよび111.0gの2−ピロリドンを上記の溶液に添加し、蒸留を開始した。蒸留の第1段階の間、352.0gの材料を除去した。次いで、340.3gの2−ピロリドンを添加し、付加的な81.0gの材料を完全に蒸留した。最後に、さらに86.9gの2−ピロリドンを添加した。最終ポリマーは固形分40.0重量%であった。ポリマーは、ETEGMA//BZMA//MAA4//12//12の組成、および4200の分子量(Mn)を有した。
600グラムのカーボンブラック(Degussa製のNipex(登録商標)180IQ)を、4400グラムの脱イオン水を有する高速分散機(HSD)容器に充填した。オゾン処理の前に30分間、顔料を予備湿潤するために先端速度を5.5m/秒に維持し、次いでオゾン処理の間、11m/秒に増加させた。オゾンを5.5〜6.0重量%の濃度に維持し、毎分4.5リットルの流量でHSD容器の底部に供給した。3時間の処理後にそのpHを7に増加させるために水酸化ナトリウムを混合物に添加した。pHを調節した後、次いで混合物を5時間、マイクロフルイダイザ(登録商標)M110F中を再循環させた。水酸化ナトリウムを定期的に混合物に添加してpHを6.5〜7.5の間に維持した。生成物は自己分散性であり、室温で6ヶ月超の貯蔵後に粒子の沈降またはゲル化は全くなかった。これは、16.2重量%の顔料濃度の分散体を形成した。
15.0gのHostaperm PインクEw−Dと、14.51gのポリマー1溶液と、0.75gの45%KOHと、10.0gのトリエチレングリコールと59.74gの水との混合物を高速分散機中でブレンドした。次いでこの混合物をMinimill 100(Eigermachinery Inc.,Bensenville,IL,USA)に入れた。ミル粉砕を1時間、3500RPMにおいて実施して、14.87重量%の顔料、顔料/分散剤比2/1の顔料分散体を生じた。
インクを以下の処方によって調製した。概して、ビヒクル成分を別々に混合し、次いで分散体にゆっくりと添加した。Surfynol(登録商標)465は、Air Products(Allentown,PA,USA)製の界面活性剤である。水は使用前に脱イオン化された。
T0423カートリッジからのEpson C82商用マゼンタインクを使用した。このインクは、約6重量%の顔料を有すると推定された。
インク1〜3の光沢を、Epson 980での1パス印刷〜マルチパス印刷について比較した。
マルチパスと比較した1パスの印刷の光沢の利点をインク4〜6について示す。
いろいろなインクおよび印刷条件についてのDOIを以下の表に記載する。DOI値が高くなると、画像の品質がますます良くなる。
比較のために、染料系インク(DuPont Co.,Wilmington,DE,USA製のFusion(登録商標)インク)を印刷し、測定した。
Claims (13)
- (a)デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンタを提供する工程と、
(b)印刷される支持体を前記プリンタに装填する工程と、
(c)インクジェットインクを前記プリンタに装填する工程と、
(d)前記デジタルデータ信号に応答して前記支持体上に前記インクジェットインクを用いて印刷する工程と
を含み、前記支持体が吸収性光沢媒体であり、前記インクジェットインクが着色インクジェットインクであり、印刷が1パスで行なわれ、前記プリンタが、前記支持体の所定の領域が1パスで定着されるようにほとんど全ての前記インクが噴射されることを可能にするプリントヘッド装置を備える、支持体上にインクジェット印刷するための方法。 - 前記印刷が少なくとも600dpiの解像度において行なわれる、請求項1に記載の方法。
- 前記プリントヘッド装置が、約10pL以下である滴径を印刷する、請求項1に記載の方法。
- 線走査速度が少なくとも6cm/秒である、請求項1に記載の方法。
- 印刷されていない媒体の60度の光沢が少なくとも約30光沢単位である、請求項1に記載の方法。
- 100%または約100%の被覆において印刷された領域の60度の光沢が少なくとも約60光沢単位である、請求項1に記載の方法。
- 100%または約100%の被覆において印刷された領域のDOIが少なくとも約1.50である、請求項11に記載の方法。
- 100%の被覆において印刷された画像の光沢が、印刷されていない媒体とほとんど同じ光沢を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記プリントヘッドが、媒体の端から端まで走査によって作動する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プリントヘッド装置が固定アレイである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プリンタが、少なくともシアン、マゼンタおよびイエローインクを含むインクジェットインクセットを装填される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記インクセットの少なくとも1つまたは複数の顔料インクが、インクの全重量に対して少なくとも2.5重量%の顔料を含有する、請求項11に記載の方法。
- 前記インクセットが、着色されない領域において画像の全階調範囲の端から端までほぼ均等化された光沢に適用される無色インクをさらに含む、請求項11に記載の方法。
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