JPH05125321A - インク組成物 - Google Patents
インク組成物Info
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- JPH05125321A JPH05125321A JP4117577A JP11757792A JPH05125321A JP H05125321 A JPH05125321 A JP H05125321A JP 4117577 A JP4117577 A JP 4117577A JP 11757792 A JP11757792 A JP 11757792A JP H05125321 A JPH05125321 A JP H05125321A
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- C09D11/30—Inkjet printing inks
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- Wood Science & Technology (AREA)
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Abstract
た乾燥時間を有するインク組成物を提供することを目的
とする。 【構成】 着色剤、液体ベヒクル、およびメソ−エリス
リトール、RC(CH2 OH)3 (式中、Rは−NH2
及びアルキルからなる群から選ばれる)およびこれらの
塩からなる群から選ばれた少なくとも1種の添加剤を含
有するインクジェットプリンテイングにおいて特に有用
なインク組成物が開示される。
Description
らに詳細には、インクジェット プリンテイングに適す
るインク組成物に関する。
が開発されて種々の目的を満たしている。幾つかの用途
においては、優れたプリンテイング品質を有するインク
を提供することが望ましい。一般的に、これらのインク
は高表面張力を有し比較的遅乾性である。別の用途にお
いては、速乾性であるインクを提供することが望まし
い。これらのインクは遅乾性インクよりも低表面張力を
有し、紙上にプリントしたとき、不均一に吸上げ(毛羽
立ち)する傾向を有して貧弱なプリント品質をもたら
す。
保ちながら速乾性であるインク組成物を提供することが
望まれている。
目的は、添加剤としてメソ−エリスリトールまたは式R
C(CH2 OH)3 (式中、Rはアルキルおよび−NH
2 から選ばれた1員である)で示される化合物を含有す
るインク組成物によって達成される。本発明の好ましい
添加剤はトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、
1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタン、メソ
−エリスリトール、およびこれらの塩からなる群から選
ばれる。
ら短縮された乾燥時間と改良された潜在性を有するイン
ク組成物を提供する。特に、本発明のインク組成物は添
加剤としてメソ−エリスリトールまたはRC(CH2 O
H)3 (式中、Rはアルキルまたは−NH2 である)で
示される化合物を含有する。アルキルは1〜約5個の炭
素原子を有し、置換しても置換しなくてもよい。アルキ
ルは該添加剤を水不溶性にしてはならない。アルキルの
例にはメチル、エチル、プロピル等がある。好ましい添
加剤にはトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、
1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタン、メソ
−エリスリトールまたはこれらの塩がある。トリス(ヒ
ドロキシメチル)アミノメタンのインク組成物への添加
は表面張力に影響を与えることなくインク組成物の乾燥
時間を短縮し、また、組成物のpHの調整を可能にす
る。一般的には、本発明のインク組成物は着色剤、イン
クベヒクルおよび上述の添加剤の少なくとも1種とを含
む。本発明のインク組成物は好ましくはインクジェット
プリンテイングシステムにおいて使用し得る。
で一般に用いるインクは、好ましくは、熱エネルギーを
用いてインク充填チャンネル内に蒸気バブルを発生させ
てインクの液滴を発出させるタイプのプリンテイングシ
ステムまたは圧電トランスジュサーを用いてノズルから
液滴を発出させる圧力パルスを発生させるタイプのシス
テムのいずれにおいても閉塞または漏出なしで使用でき
るインクを含む。公知のインクジェットインクは、水ま
たは水と水溶性もしくは水混和性有機溶媒との混合物の
ようなインクベヒクル中に可溶性の着色剤として、染料
を一般に含む。しかしながら、着色剤は紙のような記録
媒体上で可視像、紫外線または赤外線読取り像の現像を
行う任意の物質であり得る。着色剤には直接染料、反応
性染料、高分子染料等があり得る。任意の多くの種々の
インクベヒクルを使用し得る。しかしながら、一般的に
は、インクベヒクルは一次成分として水より好ましくは
脱イオン水を含有する。インクベヒクルは、例えば、粘
度、表面張力、乾燥時間、改良された潜在性による噴射
性等を調整することのようなインク組成物の諸性質を修
正する共溶および/または添加剤も含有し得る。
明のインク組成物はメソ−エリスリトールおよびRC
(CH2 OH)3 (式中、Rはアルキルまたは−NH2
である)で示される化合物からの1員またはその塩を含
有する。RC(CH2 OH)3 で示される化合物の特定
の好ましい例にはトリス(ヒドロキシメチル)アミノメ
タンおよび1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エ
タンがある。メソ−エリスリトールは下記の構造を有す
る: HOCH2 −CH(OH)−CH(OH)−CH2 OH トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンは下記の構造
を有する: H2 N−C(CH2 OH)3 1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタンは下記
の構造を有する: H3 C−C(CH2 OH)3 本発明の添加剤を説明する場合、特に説明されるのは好
ましい添加剤の1つであるトリス(ヒドロキシメチル)
アミノメタンについてであろう。トリス(ヒドロキシメ
チル)アミノメタン(以下、THAMと称する)および
/またはその塩の添加はインク組成物の乾燥時間をイン
クの表面張力に影響することなしに短縮する。乾燥時間
は約2分の1に短縮させ得る。THAMは乾燥に20秒
以上を要する比較的遅乾性のインクおよび1秒以内で乾
燥する比較的速乾性のインクの両方の乾燥時間を改良し
得る。
レイン酸塩、炭酸塩、蓚酸塩、リン酸塩、塩酸塩、琥珀
酸塩、EDTAリン酸塩、酢酸塩、安息香酸塩、硝酸塩
等がある。THAM塩はシグマ ケミカル社よりトリズ
マ(TRIZMA)化合物系列として入手できる。これ
らのトリズマ化合物には、トリズマ炭酸塩、トリズマク
エン酸塩、トリズママレイン酸塩、トリズマリン酸塩、
トリズマ琥珀酸塩、トリズマ塩酸塩、トリズマ酢酸塩、
トリズマ安息香酸塩、およびトリズマ硝酸塩がある。同
様な特性を有する他の物質には、例えば、上述した1,
1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタン、メソ−エ
リスリトール等がある。
Mの量は、インク組成物の重量基準で、好ましくは約
0.1〜約80.重量%の範囲より好ましくは約1.0
〜約50.重量%の範囲である。約0.1重量%より少
ない量のTHAMの添加は乾燥時間の有意の短縮を生ぜ
ず、また、約8重量%より多い量の添加は許容しえない
水準まで粘度を増大させてインクの最高噴射周波数を低
下させる。粘度の増大はまたインクの乾燥時間も増大さ
せる。乾燥時間の改良以外にも、THAMは本発明のイ
ンク組成物においてpHを約7〜約9の範囲に維持する
ための緩衝剤としても機能する。このpH範囲はインク
ジェット プリンターのノズルおよびヒーター部品の腐
食を最小にするので望ましい。インク組成物のpHを調
整するには、THAM塩酸塩のようなTHAM塩をTH
AMと一緒に加えて約7〜9の任意の所望のpHを得る
ことが出来る。一般的には、組成物中に存在する塩酸塩
が多いほど、pHは低くなるであろう。
水、ヒューメクタントおよび任意成分の界面活性剤を一
般に含む。“遅乾性”とは乾燥に殆どの平坦紙上で約1
0秒以上を要するインクを意味する。勿論、乾燥時間を
決定する場合、インクを施す記録用媒体、例えば、紙の
性質を考慮しなければならない。種々の紙は乾燥時間に
影響するであろう異なる組成を有することが知られてい
る。さらに、1枚の紙の各面の表面性質も異なり得る。
紙は多くの場合ワイヤー面とフェルト面と称される2つ
の表面を含む。インク組成物の乾燥時間はインクを施す
紙面によっても影響されるであろう。速乾性インクは着
色剤、水、有機共溶媒、界面活性剤および湿潤剤を一般
に含む。速乾性インクは殆どの平坦紙上で約2秒以内で
乾燥するインクとして本明細書においては特徴付けられ
る。一般に、本発明のインク組成物は約60〜約99.
8重量%のインクベヒクル、約0.1〜約8重量%好ま
しくは約1〜約6重量%の着色剤、約0.1〜約8.0
重量%のメソ−エリスリトール、RC(CH2 OH)3
またはこれらの塩、および約0.01〜約5重量%の他
の添加剤を含有し得る。
主要成分であり、全インク組成物の約60〜約99重量
%を構成し得る。インクベヒクルは一般に脱イオン水で
あり1種以上の共溶媒およびヒューメクタントを含有し
得る。これらは水混和性有機溶媒であり得る。適当な水
混和性有機溶媒にはエチレン グリコール、プロピレン
グリコール、ジエチレン グリコール、グリセリン、
ジプロピレン グリコール、ポリエチレン グリコー
ル、ポリプロピレン グリコール、アミド類、エーテル
類、カルボン酸類、エステル類、アルコール類、オルガ
ノスルフィド類、オルガノスルホキシド類、スルホン
類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、アルコール誘
導体、カルビトール、ジエチレン グリコール モノブ
チル エーテル、セロソルブ、エーテル誘導体、アミノ
アルコール類、ケトン類、および他の水混和性物質、
並びにこれらの混合物がある。水と水混和性有機溶媒の
混合物を液体ベヒクルとして使用する場合、水対有機溶
媒比は任意の有効範囲であり得、典型的には約100:
0〜約30:70好ましくは約97:3〜約50:50
である。液体ベヒクルの非水成分は水の沸点(100
℃)よりも高い沸点を有する湿潤剤として一般に作用す
る。異相インクジェットインクもまた公知である。
1〜約8.0重量%の量で存在し得る。着色剤は好まし
くは染料である。一般に、直接染料または酸性染料の1
種のような任意の有効染料を、これらの染料が他のイン
ク成分と適応性がありインクベヒクル中に可溶性である
限り、着色剤として使用し得る。適当な染料の例にはア
ンスラキノン類、モノアゾ染料、ジアゾ染料、トリアゾ
染料、フタロシアニン類、アザ(18)−アニュレン
類、およびフォルマザン銅複合体がある。本発明のイン
ク組成物で使用し得る特定の染料には、例えば、フード
ブラック#2、リアクテイブ ブラック31、ダイレ
クト ブラック168、ダイレクト ブラック154、
リアクテイブ レッド180、アシッド ブルー9、ダ
イレクトブルー86、ダイレクト ブルー199、アシ
ッド イエロー23、アシッドレッド249等がある。
着色剤、インクベヒクル、およびメソ−エリスリトー
ル、RC(CH2 OH)3 またはこれらの塩以外の添加
剤も含有し得る。例えば、本発明のインク組成物は湿潤
剤を含有し得る。湿潤剤はある量の大気水分の吸収を行
うのに用いる吸湿性物質である。湿潤剤はプリンターの
インクジェットノズル内でインクが乾燥するのを防止す
るために添加するもので、従って、インクの潜在性に影
響を与える。湿潤剤には、例えば、グリセリン、チオジ
グリコール例えばチオジエタノール、エチレン グリコ
ール、ジエチレングリコール、グリコール類、および2
−ピロリジノンがある。湿潤剤はインク組成物中で総イ
ンク組成物重量基準で約1.0〜約50重量%の範囲の
量好ましくは約4〜約40重量%の量で存在し得る。
度を高めることができる。そのような添加剤には、アラ
ビアゴム、ポリアクリレート塩、ポリメタクリレート
塩、ポリビニルアルコール、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、ポリビニルピロリ
ドン、DKS インターナショナル社から入手し得るデ
ィスコール(Discole)N−518および本出願
と同時に出願された米国特許出願第07/701,24
2号に開示されているもののようなポリエチレンイミン
とエチレン オキサイドまたはプロピレン オキサイド
のコポリマー、ポリビニルエーテル、スターチ、多糖類
等の水溶性ポリマーがある。高分子添加剤はインク中で
0〜約10重量%好ましくは約0.01〜約5.0重量
%の量で存在し得る。例えば、米国特許第4,789,
400号および第4,659,382号に開示されてい
るもののような他の高分子添加剤も水堅牢性を向上させ
るのに添加できる。
は、約0.0001〜約4重量%好ましくは約0.01
〜約0.5重量%の量で存在するダウィシル(Dowi
c−il)150、200および75、安息香酸塩、ソ
ルビン酸塩等の殺生物剤;0〜約50重量%好ましくは
約5〜約40重量%の量で存在するエチレン グリコー
ル、ジエチレン グリコール、N−メチルピロリジノ
ン、プロピレン グリコール、ヒドロキシエーテル類、
エーテル類、アミド類、スルホキシド類、ケトン類、ラ
クトン類、エステル類、アルコール類、ブチル カルビ
トール、ベンジルアルコール、シクロヘキシルピロリジ
ノン、1,2−ヘキサンジオール等の湿潤剤および浸透
調節剤;0〜約1重量%好ましくは約0.01〜約1重
量%の量で存在する酸または塩基、リン酸塩、カルボン
酸塩、硫酸塩、アミン塩等のpH調節剤等がある。
任意の方法で調製し得る。例えば、各インク成分を所望
の量で混合し、均一なインク組成物が生ずるまで攪拌す
る(典型的には約30分間、ただし、混合/攪拌時間は
それより長くても短くてもよい)。必須ではないが、イ
ンク成分は混合中に必要に応じて加熱し得る。混合、攪
拌後、得られたインク組成物は一般に濾過してすべての
固形物および粒状物を除去する。任意の他の適当なイン
ク調製方法もまた使用し得る。
に具体的に説明するが、これらの実施例は単に例示を目
的とするものであり本発明をこれら実施例で示す物質、
条件、プロセス パラメーター等に限定するものでない
ことを理解されたい。
ク組成物は3.00%のフード ブラック#2、5.2
5%のジエチレン グリコール、4.00%のディスコ
ールN−518(DKS インターナショナル社から入
手し得るポリエチレンイミン−プロピレン オキサイド
−エチレン オキサイドブロックコポリマー)、0.0
05%のダウィシル200〔ダウ ケミカル社から入手
し得る抗微生物剤の1−(3−クロロアリル)−3,
5,7−トリアザ−1−アゾニアオダマンタム〕、およ
び87.70%の脱イオン水を含む(いずれも重量
%)。pHは塩酸で9.0に調整した。
インク組成物を調製したが、2.00%の脱イオン水を
2.00%のトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン
と置き換えた。
2%のジエチレン グリコール モノブチル エーテ
ル、4.8%のグリセリン、および82.0%の脱イオ
ン水を含有する速乾性インクを調製した。
て調製したが、2.00%の脱イオン水を2.00%の
トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンと置き換え
た。
5.25重量%のジエチレン グリコールおよび91.
75重量%の脱イオン水を含有する遅乾性インク組成物
を調製した。
て調製したが、4.0重量%の脱イオン水を4.0%の
トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンと置き換え
た。
組成物の乾燥時間はインクをインクジェット プリンタ
ーで紙上にプリントしそのインクを綿スワブでインクの
スミアリングを誘起することなくこすることができるま
での間の経過時間を測定することによって得た。比較例
2および実施例2の各インク組成物の乾燥時間は20μ
lのインク液滴の紙への浸透速度を測定することを含む
標準の手順を用いて測定した。紙を水平につり下げて関
連領域が紙のいずれの面でも何者にも接触しないように
した。次いで、値を熱インクジェット液滴の平均サイズ
である80ピコリットルに標準化した。比較例3と実施
例3の乾燥時間はインクをインクジェットプリンターで
プリントし、110〜115℃の加熱プラテンを用いて
乾燥を促進させ、次いで、紙対紙オフセットが得られな
い最小時間量を測定することによって得た。
ち、チャンピオン インターナショナル社より入手し得
るチャンピオン コートランド4024紙(C.C.)
およびサンヨー社より入手し得るサンヨーL紙上で得
た。サンヨーL紙はチャンピオン コートランド紙より
も低サイズ紙である。各乾燥時間を下記の表1に示す。
ン コートランド紙上で遅乾性インクの乾燥時間をおよ
そ40%短縮させていることを示している。速乾性イン
クの乾燥時間はサンヨーL紙上でおよそ10%短縮され
ている。
説明してきたが、本発明は上記の特定の実施例に限定さ
れない。当業者ならば、上記以外の実施態様および修正
も本発明の精神および範囲を逸脱することなく成し得る
であろう。
Claims (1)
- 【請求項1】 着色剤、インクベヒクル、並びにメソ−
エリスリトール、RC−(CH2 OH)3 (式中、Rは
−NH2 およびアルキルからなる群から選ばれた1員で
ある)およびこれらの塩からなる群から選ばれた少なく
とも1種の添加剤を含むインク組成物。
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