JPH05140495A - インク組成物 - Google Patents
インク組成物Info
- Publication number
- JPH05140495A JPH05140495A JP4122725A JP12272592A JPH05140495A JP H05140495 A JPH05140495 A JP H05140495A JP 4122725 A JP4122725 A JP 4122725A JP 12272592 A JP12272592 A JP 12272592A JP H05140495 A JPH05140495 A JP H05140495A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- ink composition
- pyrrolidone
- water
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/30—Inkjet printing inks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】耐水性および汚れ耐性に優れたサーマル・イン
クジェット・プリンタに使用可能なインク組成物を提供
する。 【構成】本発明では、サーマル・インクジェット・プリ
ンタに用いられるインク組成物に約2.5 〜25重量%ピロ
リドン(2−ピロリドン、N−(2−ヒドロキシエチ
ル)−2−ピロリドンまたはそれらの混合物)、さらに
好ましくは約7.5〜12.5%のピロリドンを含ませること
によって、優れたプリント品質を得る。
クジェット・プリンタに使用可能なインク組成物を提供
する。 【構成】本発明では、サーマル・インクジェット・プリ
ンタに用いられるインク組成物に約2.5 〜25重量%ピロ
リドン(2−ピロリドン、N−(2−ヒドロキシエチ
ル)−2−ピロリドンまたはそれらの混合物)、さらに
好ましくは約7.5〜12.5%のピロリドンを含ませること
によって、優れたプリント品質を得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェット・プリン
タ、特にサーマル・インクジェット・プリンタのための
インク組成物に関する。
タ、特にサーマル・インクジェット・プリンタのための
インク組成物に関する。
【0002】
【従来技術とその問題点】サーマル・インクジェット・
プリンタは設けられた複数のノズルからインク滴を噴射
するために複数の抵抗素子を使用することによって作動
する。詳しくは、代表的には約50μm×50μmの寸
法の抵抗性材料のパッドよりなる各抵抗素子は、インク
溜めから供給されるインクが充てんしているチャンバ中
に配置される。それぞれが抵抗素子と対応する複数のノ
ズルまたは開口を有するノズルプレートはチャンバの一
部を画定する。ある特定の抵抗素子にエネルギーが付与
されると、紙、繊維、それらに類似するものであるプレ
ート媒体に向ってノズルからインク滴が噴射される。イ
ンク滴の噴射は典型的にはマイクロプロセッサの制御に
基づいて行なわれ、マイクロプロセッサの信号は電気的
トレースによって抵抗素子に運ばれる。信号を適切に選
択することによって英数字およびその他のキャラクタが
プリント媒体上に形成される。
プリンタは設けられた複数のノズルからインク滴を噴射
するために複数の抵抗素子を使用することによって作動
する。詳しくは、代表的には約50μm×50μmの寸
法の抵抗性材料のパッドよりなる各抵抗素子は、インク
溜めから供給されるインクが充てんしているチャンバ中
に配置される。それぞれが抵抗素子と対応する複数のノ
ズルまたは開口を有するノズルプレートはチャンバの一
部を画定する。ある特定の抵抗素子にエネルギーが付与
されると、紙、繊維、それらに類似するものであるプレ
ート媒体に向ってノズルからインク滴が噴射される。イ
ンク滴の噴射は典型的にはマイクロプロセッサの制御に
基づいて行なわれ、マイクロプロセッサの信号は電気的
トレースによって抵抗素子に運ばれる。信号を適切に選
択することによって英数字およびその他のキャラクタが
プリント媒体上に形成される。
【0003】ノズル(典型的には直径50μm)の厳格
な許容範囲は、インクがノズルを閉塞させないことが要
求される。さらに、インクカートリッジの寿命が約1,
000万回の噴射に耐えられる抵抗素子の繰返し噴射
は、抵抗素子の汚染を引きおこすこととなる。最後に、
インク組成物はプリント媒体、特に紙と相互作用し、過
度の拡がりを起さないで紙に浸透する能力を有していな
ければならず、インク組成物は紙上で汚れ耐性(sme
ar resistance)および耐水性(wate
rfast)でなければならない。
な許容範囲は、インクがノズルを閉塞させないことが要
求される。さらに、インクカートリッジの寿命が約1,
000万回の噴射に耐えられる抵抗素子の繰返し噴射
は、抵抗素子の汚染を引きおこすこととなる。最後に、
インク組成物はプリント媒体、特に紙と相互作用し、過
度の拡がりを起さないで紙に浸透する能力を有していな
ければならず、インク組成物は紙上で汚れ耐性(sme
ar resistance)および耐水性(wate
rfast)でなければならない。
【0004】前述の特性の少なくとも一つを保持するイ
ンクは従来より知られている。しかしながら、一つの特
性の改良は他の特性を劣化させる結果となり、前述の特
性をすべて有するインク組成物はほとんど知られていな
い。したがって、市販されている多くのインクは、前述
の考慮の少なくとも適切な応答を示すインクを得ようと
する試みの妥協の結果であると言える。したがって、改
良された特性を有し、しかも他の特性を犠牲にせず、あ
る特性を向上させるインク組成物が開発の対象となって
いる。
ンクは従来より知られている。しかしながら、一つの特
性の改良は他の特性を劣化させる結果となり、前述の特
性をすべて有するインク組成物はほとんど知られていな
い。したがって、市販されている多くのインクは、前述
の考慮の少なくとも適切な応答を示すインクを得ようと
する試みの妥協の結果であると言える。したがって、改
良された特性を有し、しかも他の特性を犠牲にせず、あ
る特性を向上させるインク組成物が開発の対象となって
いる。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は上述の問題点を解決子、
耐水性および汚れ耐性に優れたインク組成物を提供する
ことにある。
耐水性および汚れ耐性に優れたインク組成物を提供する
ことにある。
【0006】
【発明の概要】本発明では、サーマル・インクジェット
・プリンタに使用されるインク組成物中の水溶性インク
の耐水性と汚れ耐性は、約2.5〜25重量%の2−ピ
ロリドンN−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリド
ンまたはその混合物を添加することによって著しく改良
される。「ピロリドン」という用語は、本願明細書で単
独に使用されるときには、化合物およびその混合物を示
すものである。本願発明に係るインク組成物は普通紙に
対しても良好なプリント印を可能とする。
・プリンタに使用されるインク組成物中の水溶性インク
の耐水性と汚れ耐性は、約2.5〜25重量%の2−ピ
ロリドンN−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリド
ンまたはその混合物を添加することによって著しく改良
される。「ピロリドン」という用語は、本願明細書で単
独に使用されるときには、化合物およびその混合物を示
すものである。本願発明に係るインク組成物は普通紙に
対しても良好なプリント印を可能とする。
【0007】
【発明の実施例】本発明に係るインク組成物は約2.5
〜約25重量%のピロリドン(前述に定義された)、約
1〜約10重量%の染料および水を含有する。乾燥時間
向上剤、pH緩衝剤、殺生剤および/または界面活性剤
等の添加剤を含んでもよい。好適なインク組成物は約
7.5〜約12.5重量%のピロリドン、約1〜約4重
量%の染料および水である。
〜約25重量%のピロリドン(前述に定義された)、約
1〜約10重量%の染料および水を含有する。乾燥時間
向上剤、pH緩衝剤、殺生剤および/または界面活性剤
等の添加剤を含んでもよい。好適なインク組成物は約
7.5〜約12.5重量%のピロリドン、約1〜約4重
量%の染料および水である。
【0008】乾燥時間向上剤は、インクがプリント媒体
に噴射された後、インクが湿っている時間を短縮するた
めである。この向上剤は低級アルコール、即ち、1〜4
個の炭素原子を有するアルコール等の揮発性液体であ
る。本発明を実施するのに特に有用なものとして1−プ
ロパノールが挙げられる。インク組成物は、約10重量
%までの、好適には約2〜約3重量%の乾燥時間向上剤
を含む。過剰の量の向上剤は、インクがプリンタから噴
射されるときにインクを飛び散らせ(spray)、プ
リント品質に悪影響を及ぼす可能性がある。
に噴射された後、インクが湿っている時間を短縮するた
めである。この向上剤は低級アルコール、即ち、1〜4
個の炭素原子を有するアルコール等の揮発性液体であ
る。本発明を実施するのに特に有用なものとして1−プ
ロパノールが挙げられる。インク組成物は、約10重量
%までの、好適には約2〜約3重量%の乾燥時間向上剤
を含む。過剰の量の向上剤は、インクがプリンタから噴
射されるときにインクを飛び散らせ(spray)、プ
リント品質に悪影響を及ぼす可能性がある。
【0009】本発明は任意の色の陰イオン染料または陽
イオン染料を使用する。典型的な陰イオン染料はスルホ
ン酸基またはカルギン酸基を有する。典型的な陽イオン
染料はポリメチン基またはアリルカルポニル基を有す
る。ピロリドンはこれらの染料に螢光マーカーによく使
用される水または水とグリコールビヒクルに関して耐水
性および汚れ耐性を向上させた染料を提供する。さら
に、取扱いに対する耐性も改良される。
イオン染料を使用する。典型的な陰イオン染料はスルホ
ン酸基またはカルギン酸基を有する。典型的な陽イオン
染料はポリメチン基またはアリルカルポニル基を有す
る。ピロリドンはこれらの染料に螢光マーカーによく使
用される水または水とグリコールビヒクルに関して耐水
性および汚れ耐性を向上させた染料を提供する。さら
に、取扱いに対する耐性も改良される。
【0010】本発明のインク組成物は約4〜約12のp
Hの範囲を有し、約6〜約9のpH範囲がより好まし
く、約7〜7.5のpH範囲が最適である。圧電プリン
タにおいては広範なpH範囲のインク組成物を使用する
ことができるが、サーマル・インクジェット・プリンタ
ではプリントヘッド材料のため、pH範囲の狭いインク
が要求される。pHレベルを維持するために緩衝剤が使
用される。有用な緩衝剤には酢酸アンモニウム、2−
(N−モルホリノ)エタンスルホン酸(MOPSO)お
よび3−(N−モリホリノ)−2−ヒドロキシプロパン
スルホン酸があり、これらの緩衝剤の中でMOPSOが
最も好ましい。本発明において有用な殺生剤はサーマル
・インクジェット・プリンタのためのインク組成物とと
もに通常用いられる少なくとも一つの殺生剤、例えばP
ROXELおよびNUOSEPTがある。
Hの範囲を有し、約6〜約9のpH範囲がより好まし
く、約7〜7.5のpH範囲が最適である。圧電プリン
タにおいては広範なpH範囲のインク組成物を使用する
ことができるが、サーマル・インクジェット・プリンタ
ではプリントヘッド材料のため、pH範囲の狭いインク
が要求される。pHレベルを維持するために緩衝剤が使
用される。有用な緩衝剤には酢酸アンモニウム、2−
(N−モルホリノ)エタンスルホン酸(MOPSO)お
よび3−(N−モリホリノ)−2−ヒドロキシプロパン
スルホン酸があり、これらの緩衝剤の中でMOPSOが
最も好ましい。本発明において有用な殺生剤はサーマル
・インクジェット・プリンタのためのインク組成物とと
もに通常用いられる少なくとも一つの殺生剤、例えばP
ROXELおよびNUOSEPTがある。
【0011】本発明のインク組成物に対する添加剤とし
て有用な界面活性剤とその量はインクジェット・プリン
トに通常使用されるものである。
て有用な界面活性剤とその量はインクジェット・プリン
トに通常使用されるものである。
【0012】加えて、粘度調節剤、表面張力調節剤とし
て、あるいはノズルの詰まりを減少させるために有機溶
媒が添加される。適当な溶媒として、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
プロピレングリコールなどのインクジェット・プリント
に通常使用されるグリコール類はすべて含まれる。添加
される有機溶媒の量はインク組成物の約5重量%までの
範囲である。これ以上の量はインクのプリント品質を劣
化させる傾向があるので本願発明には使用されない。
て、あるいはノズルの詰まりを減少させるために有機溶
媒が添加される。適当な溶媒として、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
プロピレングリコールなどのインクジェット・プリント
に通常使用されるグリコール類はすべて含まれる。添加
される有機溶媒の量はインク組成物の約5重量%までの
範囲である。これ以上の量はインクのプリント品質を劣
化させる傾向があるので本願発明には使用されない。
【0013】本発明のインク組成物は耐水性を向上させ
たが、ピロリドンを含まない限界的な耐水性を有するイ
ンクについては特に有効である。プリント・サンプルの
耐水性はその初期L* 座標を測定することによって決定
することができる。サンプルを水の入ったビーカーの中
に置き、5分間洗浄する。この後、サンプルを乾燥し、
L* の座標を測定する。初期L*と最終L* との差はΔ
Lである。ΔLが小さければ小さい程、耐水性はより良
好であることを示す。
たが、ピロリドンを含まない限界的な耐水性を有するイ
ンクについては特に有効である。プリント・サンプルの
耐水性はその初期L* 座標を測定することによって決定
することができる。サンプルを水の入ったビーカーの中
に置き、5分間洗浄する。この後、サンプルを乾燥し、
L* の座標を測定する。初期L*と最終L* との差はΔ
Lである。ΔLが小さければ小さい程、耐水性はより良
好であることを示す。
【0014】適切な導電性添加剤を備える本発明に係る
インク組成物は、連続的なインクジェット・プリンタ
(圧電式)に使用することが可能である。非腐食性、低
毒性、水溶性の任意の塩が約0.01〜約0.1重量%
の濃度で使用することができる。低級アルキル塩化アン
モニウムは典型的な一例である。
インク組成物は、連続的なインクジェット・プリンタ
(圧電式)に使用することが可能である。非腐食性、低
毒性、水溶性の任意の塩が約0.01〜約0.1重量%
の濃度で使用することができる。低級アルキル塩化アン
モニウムは典型的な一例である。
【0015】本発明のインク組成物は、水性インクが使
用され、耐水性のプリントが要求される場合、有効であ
る。しかしながら、本発明のインク組成物はサーマル・
インクジェット装置においてもより有効に操作すること
が可能である。
用され、耐水性のプリントが要求される場合、有効であ
る。しかしながら、本発明のインク組成物はサーマル・
インクジェット装置においてもより有効に操作すること
が可能である。
【0016】
【実施例】実施例1 2重量%のDB168(Na塩)、10重量%の2−ピ
ロリドン、0.1重量%のMOPSOおよび水よりなる
インクの組成物を調製した。このインク組成物は7〜
7.5のpHを有していた。このインク組成物はまたプ
リント特性、汚れ耐性、閉塞およびコゲーション特性に
おいて優れていた。このインク組成物はΔLが4.5で
あり、この数値はピロリドンが20重量%のジエチレン
グリコールで置換したインク組成物の測定値20よりも
かなり低いものであった。
ロリドン、0.1重量%のMOPSOおよび水よりなる
インクの組成物を調製した。このインク組成物は7〜
7.5のpHを有していた。このインク組成物はまたプ
リント特性、汚れ耐性、閉塞およびコゲーション特性に
おいて優れていた。このインク組成物はΔLが4.5で
あり、この数値はピロリドンが20重量%のジエチレン
グリコールで置換したインク組成物の測定値20よりも
かなり低いものであった。
【0017】実施例2 他の2種類のインク組成物を調製した。これらは一方が
10重量%のN−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロ
リドンを含み、他方が10重量%の2−ピロリドンの代
りに5重量%の2−ピロリドンと5重量%のN−(2−
ヒドロキシエチル)−2−ピロリドンの混合物を含む以
外は実施例1のインク組成物と同じものであった。これ
らの特性は、第1のインク組成物でのプリントではΔL
が11.1であり、第2のインク組成物でのプリントで
はΔLが7.3で、それ以外は実施例1のインク組成物
の特性と実質的に同じであった。
10重量%のN−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロ
リドンを含み、他方が10重量%の2−ピロリドンの代
りに5重量%の2−ピロリドンと5重量%のN−(2−
ヒドロキシエチル)−2−ピロリドンの混合物を含む以
外は実施例1のインク組成物と同じものであった。これ
らの特性は、第1のインク組成物でのプリントではΔL
が11.1であり、第2のインク組成物でのプリントで
はΔLが7.3で、それ以外は実施例1のインク組成物
の特性と実質的に同じであった。
【0018】実施例3 5種類のインク組成物を調製し、表1に示されるように
有機溶媒の種類とその濃度が異なる以外は、すべて実施
例1と同じ染料配合量とpH緩衝剤を有するものであ
る。
有機溶媒の種類とその濃度が異なる以外は、すべて実施
例1と同じ染料配合量とpH緩衝剤を有するものであ
る。
【表1】
【0019】プリント品質は内部標準と比較して定量的
に測定し、平均した。数字が大きければ大きい程、プリ
ント品質が良好なことを示す。5という数値は利用され
た尺度(スケール)に関して可能な最大の数であった。
前述のデータはNHEPがプリント品質について2−ピ
ロリドンと同等かそれより優れていること、およびこれ
らの2種類の有機溶媒は従来のインクジェット・インク
よりも優れていることを示している。
に測定し、平均した。数字が大きければ大きい程、プリ
ント品質が良好なことを示す。5という数値は利用され
た尺度(スケール)に関して可能な最大の数であった。
前述のデータはNHEPがプリント品質について2−ピ
ロリドンと同等かそれより優れていること、およびこれ
らの2種類の有機溶媒は従来のインクジェット・インク
よりも優れていることを示している。
【0020】実施例4 耐水性の改良は特定の場合より一般的に示すために、3
種類のインク組成物を調製し、すべてのインク組成物は
染料として2重量%のAcid Black191を含
ませた。結果を表2に示す。
種類のインク組成物を調製し、すべてのインク組成物は
染料として2重量%のAcid Black191を含
ませた。結果を表2に示す。
【表2】
【0021】これら結果は2−Pは耐水性を改良するた
めにDEG よりも優れた溶媒であることを示している。イ
ンクがDirect Black168である場合に同
じ効果がみられた。また、これらの結果はインク系にお
ける10%DEGと10%のNMPはインク系における
10%の2−Pよりも耐水性が良好であることを示して
いるように考えられる。しかしながら、一方のインク組
成物は他方のインク組成物に対して2倍の有機溶媒の濃
度を有するので、このような比較は等価な基準に基づい
て行なうことができない。有機溶媒の全濃度が増加する
につれて、耐水性の増加が認められるが、プリント特性
の犠牲を伴っている。
めにDEG よりも優れた溶媒であることを示している。イ
ンクがDirect Black168である場合に同
じ効果がみられた。また、これらの結果はインク系にお
ける10%DEGと10%のNMPはインク系における
10%の2−Pよりも耐水性が良好であることを示して
いるように考えられる。しかしながら、一方のインク組
成物は他方のインク組成物に対して2倍の有機溶媒の濃
度を有するので、このような比較は等価な基準に基づい
て行なうことができない。有機溶媒の全濃度が増加する
につれて、耐水性の増加が認められるが、プリント特性
の犠牲を伴っている。
【0022】染料転移試験は45度の角度で傾斜させ、
保持されるプリントサンプルに水を滴下して乾燥させた
ときにプリント領域から非プリント領域に転移された染
料の量を測定する。数字が小さければ小さい程、染料の
転移は少なく、したがってインクがより良好なことを示
す。
保持されるプリントサンプルに水を滴下して乾燥させた
ときにプリント領域から非プリント領域に転移された染
料の量を測定する。数字が小さければ小さい程、染料の
転移は少なく、したがってインクがより良好なことを示
す。
【0023】以上のように、インクジェット・プリント
に好適な汚れ耐性のインク組成物を説明してきた。本願
発明から逸脱することなく、様々な変更および修正が可
能であることは、当業者にとって自明のことである。
に好適な汚れ耐性のインク組成物を説明してきた。本願
発明から逸脱することなく、様々な変更および修正が可
能であることは、当業者にとって自明のことである。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では良好な
耐水性および汚れ耐性を有する特にサーマル・インクジ
ェット・プリンタに使用可能な水溶性のインク組成物を
得ることができる。
耐水性および汚れ耐性を有する特にサーマル・インクジ
ェット・プリンタに使用可能な水溶性のインク組成物を
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チヤールス・エル・テイエヘイマー アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス、ア ンジエリカ、ドライブ、エヌ、ダブリユー 3047
Claims (2)
- 【請求項1】約2.5重量%から約25重量%のピロリ
ドンと約1%から約10%の染料と水を含み、4から1
2のあいだのpHを有することを特徴とするインク組成
物。 - 【請求項2】請求項第1項記載のインク組成物におい
て、前記ピロリドンは2−ピロリドンまたはN−(2−
ヒドロキシエチル)−2−ピロリドンまたはそれらの混
合物の部類から選択されるものであることを特徴とする
インク組成物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/686,074 US5108503A (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Smear resistant inks for ink-jet printers |
US686074 | 1991-04-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05140495A true JPH05140495A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=24754794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4122725A Pending JPH05140495A (ja) | 1991-04-16 | 1992-04-16 | インク組成物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5108503A (ja) |
EP (1) | EP0509668B1 (ja) |
JP (1) | JPH05140495A (ja) |
DE (1) | DE69204199T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0771860A2 (en) | 1995-11-02 | 1997-05-07 | Seiko Epson Corporation | Ink composition excellent in reproduction of black color and ink jet recording method using the same |
Families Citing this family (39)
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