JP2010150544A - インクジェット用インク - Google Patents
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Abstract
【課題】印刷する際に低い色間にじみを示し、かつ同時に良好な光学密度を有するインクジェット用インクを提供する。
【解決手段】少なくとも１つの顔料及び少なくとも１つの酸化されたカーボンブラックを含有するインクジェット用インクであり、酸化されたカーボンブラックが、３％〜４０％の揮発分を有し、酸化されたカーボンブラックに対する顔料の質量比が０．５〜０．１であり、酸化されたカーボンブラックの含量が０．５〜５．６質量％であり、顔料含量が０．０５〜２．８質量％であるインクジェット用インク。
【選択図】なし
【解決手段】少なくとも１つの顔料及び少なくとも１つの酸化されたカーボンブラックを含有するインクジェット用インクであり、酸化されたカーボンブラックが、３％〜４０％の揮発分を有し、酸化されたカーボンブラックに対する顔料の質量比が０．５〜０．１であり、酸化されたカーボンブラックの含量が０．５〜５．６質量％であり、顔料含量が０．０５〜２．８質量％であるインクジェット用インク。
【選択図】なし
Description
本発明は、インクジェット用インク、それらの製造並びにそれらの使用に関する。
欧州特許(EP)第0 969 052号明細書からは、１０質量％よりも大きい揮発分及び２m2/gよりも大きいＣＴＡＢ／ヨウ素比を有するオゾン酸化されたカーボンブラックが知られている。
欧州特許(EP)第1 061 106号明細書からは、官能基を有する着色剤を含有するインクジェット用インクが知られており、その場合に、エステル基
が色間にじみ(Ausbluten)及び耐水性を、及び
基が水分散性を、改善する。
さらに、欧州特許(EP)第1 061 107号明細書からは、官能基を有する着色剤を含有するインクジェット用インクが知られており、その場合に、−Ｒ1−ＣＯＯＭ及び−Ａｒ−ＣＯＮＨＲ1ＣＯＯＭが、色間にじみ及び耐水性を、及び
基が水分散性を、改善する。
本発明の課題は、印刷する際に低い色間にじみ（Ausbluten, "Intercolor Bleeding"）を示し、かつ同時に良好な光学密度を有するインクジェット用インクを提供することであり、ここで、前記インクの光学密度及びインターカラーブリーディングは、酸化されたカーボンブラックに対する顔料の比によって意図的に制御されることができる。
本発明の対象は、インクジェット用インクであって、このインクは、少なくとも１つの顔料及び少なくとも１つの酸化されたカーボンブラックを含有することによって特徴付けられる。
ここで、顔料及び酸化されたカーボンブラックは同一ではない。このことは、顔料が酸化されたカーボンブラックである場合には、顔料と酸化されたカーボンブラックとは、物理的／化学的データが相違することを意味する。
酸化されたカーボンブラックは、オゾン酸化されたカーボンブラックであることができる。
酸化されたカーボンブラックは、３％〜４０％、好ましくは１０％〜３０％、特に好ましくは１５％〜２５％の揮発分(DIN53552)を有することができる。
酸化されたカーボンブラックは、５〜１１００m2/g、好ましくは３０〜７００m2/g、特に好ましくは５０〜４００m2/gのＢＥＴ表面積(ISO4652)を有することができる。
酸化されたカーボンブラックは、４０〜２００ml/100 g、好ましくは６０〜１８０ml/100 g、特に好ましくは１００〜１７０ml/100 gのＯＡＮ値(ISO4656)を有することができる。
酸化されたカーボンブラックは、１〜７、好ましくは２〜５、特に好ましくは２〜４のｐＨ値(ISO787-9)を有することができる。
酸化されたカーボンブラックは、酸化されたガスブラック、ランプブラック(Flammruss)、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャネルブラック又はプラズマブラックであることができる。
酸化されたカーボンブラックは、カーボンブラックを、酸化剤、例えばペルオキソ二硫酸アンモニウム、過酸化水素、オゾン、酸素（純粋な又は空気として）、臭素酸カリウム及び／又は過ホウ酸ナトリウムで処理することにより、製造されることができる。
顔料として、炭素材料又は着色顔料(Buntpigment)が使用されることができる。
着色顔料として、例えば黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、マゼンタ顔料、バイオレット顔料、青色顔料、シアン顔料、緑色顔料又は褐色顔料が使用されることができる。好ましくは、着色顔料として、無機青色顔料、例えば紺青、群青、コバルトブルー又は混相青色顔料(Mischphasenblaupigment)、又は有機青色顔料、例えばフタロシアニンブルー又はインダンスレンブルーが使用されることができる。
炭素材料として、カーボンブラック、グラファイト粉末、グラファイト繊維、炭素繊維、炭素フィブリル、炭素ナノチューブ（カーボンナノチューブ）、エーロゲル、炭素エーロゲル、炭素ファブリック、ガラス状炭素製品、活性炭及びフラーレンが使用されることができる。
カーボンブラックとして、ファーネスブラック、ガスブラック、チャネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズマブラック、独国特許(DE)第195 21 565号明細書から知られたインバージョンブラック(Inversionsruss)、国際公開(WO)第98/45361号又は独国特許(DE)第196 13 796号明細書から知られた含Ｓｉカーボンブラック、又は国際公開(WO)第98/42778号から知られた金属含有カーボンブラック、アークブラック(Lichtbogenruss)及び化学的製造プロセスの副生物であるカーボンブラックが使用されることができる。
顔料は、先行する反応によって活性化されることができる。顔料は、酸化されていないカーボンブラックであることができる。
補強充填剤としてゴム混合物中で使用される炭素材料が使用されることができる。顔料グレードカーボンブラック(Farbrusse)が使用されることができる。別の炭素材料は、次のものであることができる：導電性ブラック、ＵＶ安定化用の炭素材料、ゴム以外の他の系における、例えばビチューメン又はプラスチックにおける充填剤としての炭素材料、又は冶金学における還元剤としての炭素材料。
酸化されたカーボンブラックに対する顔料の質量比は、０．５〜０．１、好ましくは０．３〜０．２であることができる。
顔料及び酸化されたカーボンブラックの含量は、インクジェット用インクを基準として、１〜７質量％、好ましくは３〜５質量％であることができる。
酸化されたカーボンブラックの含量は、インクジェット用インクを基準として、０．５〜５．６質量％、好ましくは３．５〜６．３質量％であることができる。
顔料含量は、インクジェット用インクを基準として、０．０５〜２．８質量％、好ましくは０．１〜１．５質量％であることができる。
本発明によるインクジェット用インクは、湿潤剤を含有することができ、又は湿潤剤不含であることができる。
湿潤剤として、アニオン性、カチオン性及び／又は非イオン性の湿潤剤が使用されることができる。
アニオン性湿潤剤として、ナフタレンスルホン酸縮合物、例えばTamol、又はリグニンスルホナート、例えばVanisperse CBが使用されることができる。
カチオン性湿潤剤として、カチオン性脂肪エステル、例えばKao Chemicals GmbH社のAkypoquat 132、第四級フルオロアルキルアンモニウムヨージド、例えばBayer AG社のBayowet FT 738 VP AC 2023、カチオン性ホモポリマー、例えばCiba Geigy Chemicals社のDP2-7949、カチオン性ポリマー、例えばCiba Geigy Chemicals社のDP7-7961、DP7-7962又はDP7-7963、ホスファチジルコリン、例えばLukas Meyer社のEpikuron 200、エトキシル化脂肪アミン、例えばWitco社のEthoxamine SF 11及びEthoxamine SF 15、カルボン酸ジアミン製剤、例えばLukas Meyer社のForbest 610、カチオン性縮合樹脂、例えばCiba Speciality Chemicals社のMagnafloc 1797、ジメチル−Ｃ12/14−アルキルベンジルアンモニウムクロリド、例えばBASF社のProtectol KLC 50、ココヤシペンタエトキシメチルアンモニウムメソスルフェート、例えばWitco Surfactans GmbH社のRewoquat CPEM、リシノール酸プロピルアミドトリメチルアンモニウムメソスルフェート、例えばWitco Surfactans GmbH社のRewoquat RTM 50、アルキルイミダゾリン、例えばWitco Surfactans GmbH社のSochamine 35が使用されることができる。
非イオン性湿潤剤として、架橋されたポリオキシエチレンアクリル酸、脂肪アルコールオキシエチラート、ノニルフェノールポリグリコールエーテル、ポリビニルピロリドン、グリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビトール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、高級脂肪酸アルコールエステル、多価アルコール脂肪酸エステルの群からの化合物が使用されることができる。
本発明によるインクジェット用インクは、少なくとも１つの溶剤を含有することができる。溶剤は、水、アルコール、例えば１，２−ヘキサンジオール、グリコールエーテル、例えばジプロピレングリコール、ヘテロ環式化合物、例えば２−ピロリドン、又はグリセリンであることができる。
本発明によるインクジェット用インクは、追加的に１つ又はそれ以上の添加剤、例えば殺生物剤、ケトン、グリコール、アルコール又は前記の化合物の混合物を含有することができる。これらの添加剤は、特別な用途のために添加されることができ、かつ例えばモノマー、オリゴマー又はポリマー化合物からなることができる。これらの添加剤は、分散度、貯蔵安定性、凍結安定性、乾燥挙動、塗膜形成能、架橋性のような性質の改善及び／又は紙、金属、ガラス、ポリマー、繊維、革、木材、コンクリート又はゴムのような特定の支持体材料への結合を生じさせることができる。
殺生物剤は、０．０１〜１．０質量％の量で添加されることができる。殺生物剤として、イソチアゾリノン誘導体、ホルムアルデヒド放出剤又は双方の種類の製品の組合せ製品が使用されることができる。例えば、殺生物剤として、Schuelke & Mayr社のParmetol、Bode Chemie社のEbotec、Thor Chemie社のActicide又はZeneca社のProxelが使用されることができる。
本発明によるインクジェット用インクは、染料を含有することができる。
染料として、アゾ化合物が使用されることができる。アゾ化合物は、２−［４−（１−ヒドロキシ−６−フェニルアミノ−３−スルホ−ナフタレン−２−イルアゾ）−６−スルホ−ナフタレン−１−イルアゾ］−５−メチル−ベンゼン−１，４−ジスルホン酸、５−［４−（４−（７−［２−エトキシ−４−（４−メチル−２−スルホ−フェニルアゾ］−６−スルホ−ナフタレン−１−イルアゾ］−８−ヒドロキシ−３，６−ジスルホ−ナフタレン−１−イルアミノ）−６−フェニルスルファニル−［１，３，５］トリアジン−２−イルアミノ］−フェニルアゾ］−２−ヒドロキシ−安息香酸及び６−アミノ−４−ヒドロキシ−３−［［７−スルホナト−４−［（４−スルホナトフェニル）アゾ］−１−ナフチル］アゾ］ナフタレン−２，７−ジスルホン酸四ナトリウム、モルダントブルー１３、モルダントグリーン１７、ダイレクトブラック１９５、アシッドブラック１又はアシッドブラック２であることができる。
本発明によるインクジェット用インクは、分散を促進する添加剤を含有することができる。分散を促進する添加剤は前記インクを基準として、０．１〜３０質量％、好ましくは０．３〜１０質量％の量で使用されることができる。分散を促進する添加剤の分子量は、１０００〜２００００g/mol、好ましくは１４５００〜１７０００g/molであることができる。分散を促進する添加剤の酸価は、１２０〜３２０、好ましくは１８０〜２８０であることができる。分散を促進する添加剤として、スチレン−アクリル酸コポリマーが使用されることができる。前記コポリマーは、ランダムコポリマー、交互コポリマー、ブロックコポリマー又はグラフトコポリマーであることができる。例えば、分散を促進する添加剤として、Johnson Polymer B.V.社のJoncryl 678、Joncryl 680、Joncryl 682又はJoncryl 690が使用されることができる。分散を促進する添加剤として、スチレン−アクリル酸コポリマーの、完全にアンモニウム又はアルカリ金属水酸化物で中和された形、特にＮａＯＨで中和された形が使用されることができる。
本発明のさらなる対象は、インクジェット用インクの製造方法であり、前記方法は、顔料を少なくとも１つの溶剤中に分散させ、引き続き酸化されたカーボンブラックを添加し、かつもう一度分散させることによって特徴付けられる。
顔料の分散のために、湿潤剤が添加されることができる。酸化されたカーボンブラックの分散のために、湿潤剤が添加されることができる。
前記分散は、ビードミル、超音波装置、羽根形撹拌機、ディソルバー又はUltra-Turraxを用いて行われることができる。前記分散に引き続いて、前記インクは遠心分離又は濾過されることができる。
前記インクを酸性ｐＨ値に調節するために、無機酸、好ましくは塩酸が使用されることができる。前記インクのｐＨ値は、７〜１２、好ましくは８〜１０であることができる。
本発明によるインクは、紙、金属、ホイル、フィルム、シート、テキスタイル又はガラスへの印刷に使用されることができる。
本発明のさらなる対象は、インクジェット用インクの場合の色間にじみを改善する方法であり、前記方法は、前記インクが、少なくとも１つの顔料及び少なくとも１つの酸化されたカーボンブラックを含有することにより特徴付けられる。
本発明によるインクジェット用インクは、良好な光学密度と同時に技術水準に比較して色間にじみが改善されているという利点を有する。
１．懸濁液の調製
顔料及び酸化されたカーボンブラック以外の全ての成分を、容器中に装入し、撹拌しながら均質化する。顔料を、前記溶液へ、ゆっくりと撹拌しながら（手により又は遅い撹拌機を用いてのいずれかで）、徐々に導入する。
顔料及び酸化されたカーボンブラック以外の全ての成分を、容器中に装入し、撹拌しながら均質化する。顔料を、前記溶液へ、ゆっくりと撹拌しながら（手により又は遅い撹拌機を用いてのいずれかで）、徐々に導入する。
２．分散
１の項において調製された懸濁液を、超音波装置を用いて分散させる。引き続き、酸化されたカーボンブラックを徐々に導入し、改めて分散させる。遠心機中で、極めて粗大な粒子は、得られた懸濁液から分離されることができる。
第１表には、製造された懸濁液の組成及び性質が示されている。
１の項において調製された懸濁液を、超音波装置を用いて分散させる。引き続き、酸化されたカーボンブラックを徐々に導入し、改めて分散させる。遠心機中で、極めて粗大な粒子は、得られた懸濁液から分離されることができる。
第１表には、製造された懸濁液の組成及び性質が示されている。
顔料として、ガスブラックPrintex Uを使用する。Printex Uは、Evonik Degussa GmbHの２５nmの一次粒度を有する酸化されていないガスブラックである。ダイレクトブラック１９５は、FujiFilm Imaging Colorants社のアゾ染料である。ＤＭＥＡはMerck社のジメチルアミノエタノールである。酸化されたカーボンブラックとして、オゾン酸化されたPrintex U、欧州特許(EP)第0 969 052号明細書に従いオゾン酸化、を使用する。懸濁液１は、堅いコンシステンシーに基づいて、インクへとさらに加工されることができない。
３．インクジェット用インクの製造及び酸化されたカーボンブラックの計量供給
全てのインク添加剤及び溶剤からなるプリミックスを、撹拌しながら製造する。得られたプリミックスを、ゆっくりと撹拌しながら、２の項から得られた懸濁液に慎重に添加する。遠心機中で、極めて粗大な粒子は、得られた懸濁液から分離されることができる。
全てのインク添加剤及び溶剤からなるプリミックスを、撹拌しながら製造する。得られたプリミックスを、ゆっくりと撹拌しながら、２の項から得られた懸濁液に慎重に添加する。遠心機中で、極めて粗大な粒子は、得られた懸濁液から分離されることができる。
第２表には、参考インク並び本発明によるに顔料及び酸化されたカーボンブラックをベースとするインクの組成及び性質が示されている。
光学顕微鏡による分散度の調査は、５００倍の倍率で行った。＞１μｍの粗大粒子は良好に識別されることができる。
評価スケール：
極めて良好：＞１μｍの粗大含分 なし
良好：＞１μｍの粗大含分 ごく僅か
劣悪：＞１μｍの粗大含分 多い
極めて良好：＞１μｍの粗大含分 なし
良好：＞１μｍの粗大含分 ごく僅か
劣悪：＞１μｍの粗大含分 多い
１，２−プロパンジオールは、Sigma Aldrich社から販売されている。１−メトキシ−２−プロパノール、ジプロピレングリコール、PEG 10000は、Merck Schuchhardt社の製品であり、かつIDIS@ solv.hdはEvonik Degussa GmbH社の製品である。
インクジェット−オフィス用プリンターCanon-BJC-S750を用いて、コピー用紙及びインクジェット紙上に印刷デモンストレーションを用意する。そのためには、前記インクをまず最初に真空下に脱気し、かつ清浄化した純正プリンタカートリッジ中へ充填する。印刷デモンストレーションを室温で２４ｈ乾燥させる。光学密度を、濃度計を用いて決定する。
インターカラーブリーディングを、立体顕微鏡下に、視覚的に図１に示された評価スケールに従って評価する。
本発明によるインク１は、参考インク１及び２に比較して、コピー用紙及びインクジェット紙上の光学密度の際立った結果だけでなく低いインターカラーブリーディングも示す。
Claims (8)
- インクジェット用インクであって、少なくとも１つの顔料及び少なくとも１つの酸化されたカーボンブラックを含有することを特徴とする、インクジェット用インク。
- 酸化されたカーボンブラックが、３％〜４０％の揮発分を有する、請求項１記載のインクジェット用インク。
- 酸化されたカーボンブラックに対する顔料の質量比が０．５〜０．１である、請求項１又は２記載のインクジェット用インク。
- 酸化されたカーボンブラックの含量が０．５〜５．６質量％である、請求項１から３までのいずれか１項記載のインクジェット用インク。
- 顔料含量が０．０５〜２．８質量％である、請求項１から４までのいずれか１項記載のインクジェット用インク。
- 顔料を、少なくとも１つの溶剤中に分散させ、引き続き酸化されたカーボンブラックを添加し、改めて分散させることを特徴とする、請求項１記載のインクジェット用インクの製造方法。
- テキスタイル、金属、ホイル、フィルム、シート、ガラス及び紙に印刷するための、請求項１記載のインクジェット用インクの使用。
- インクジェット用インクでの色間にじみを改善するにあたり、
前記インクが少なくとも１つの顔料及び少なくとも１つの酸化されたカーボンブラックを含有する
ことを特徴とする、インクジェット用インクでの色間にじみを改善する方法。
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