JPH0616985A - 固形物を形成しないジェットインキ - Google Patents

固形物を形成しないジェットインキ

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JPH0616985A
JPH0616985A JP5095266A JP9526693A JPH0616985A JP H0616985 A JPH0616985 A JP H0616985A JP 5095266 A JP5095266 A JP 5095266A JP 9526693 A JP9526693 A JP 9526693A JP H0616985 A JPH0616985 A JP H0616985A
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JP
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ink
weight
liquid
parts
dye
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JP5095266A
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Bradley L Beach
ブラッドリー・エル・ビーチ
Ashok V Gangal
アショーク・ヴイ・ギャンガル
James M Mrvos
ジェームズ・エム・ムルヴォス
Ann M Piekunka
アン・エム・ピークンカ
Jerry F Stone
ジェリー・エフ・ストーン
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Lexmark International Inc
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルから供給される水性の液状ジェットイ
ンキにおいて、休止中に該インキが自然に固形化し、固
形物を形成するのを防止する。 【構成】 ヒドロキシエチル化ポリエチレンイミン
を、一夜のうちにウィスカが形成することを防止するた
めに、アニオン染料を含有するジェットインキ組成物に
添加する。作動開始時における過剰な粘度を避けるため
に、このポリエチレンイミンは低分子量であるか、又
は、低分子量ヒドロキシエチル化アミンが高分子量ポリ
エチレンイミンと組合わせてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通常ジェットインキと
呼ばれる、ノズルから供給される水性の液状インキに関
する。従来の、塩基性ｐＨで可溶な染料を含むジェット
インキは、静置中に自然に固形物を形成する傾向があ
る。この固形物は、当初はノズル孔から広がる繊維ある
いはウィスカの形状であり、そしてこの固形物は完全に
ノズル孔を塞ぐまで成長し得る。本発明は、このような
固形物の形成を避けるために選択された成分を有する組
成を目指している。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、添加することによってジェッ
トインキによる印刷物の湿潤堅ロウ度を改良することが
知られている一成分を使用しており、この成分は、低分
子量状態あるいは低分子量アミンとの組合わせのどちら
かで存在する。その主成分はヒドロキシアルキル化ポリ
エチレンイミン、好ましくは、ヒドロキシエチル化ポリ
エチレンイミン（ＨＥＰＥＩ）である。
【０００３】このようなインキ中への、ヒドロキシアル
キル化ポリエチレンイミン自身の使用に関しては新規性
を主張しない、また、Baileyの米国特許第４，１９７，
１３５号公報、Solodar他による米国特許４，７８９，
４００号公報、及びFuller 他による米国特許５，０１
７，６４４号公報（ 実施例 XIII）はこの使用を開示し
ている。ヒドロキシエチル化は湿潤堅ロウ度助剤として
の効果を減じる傾向があるため、その結果は完全に満足
し得るものではないことがあり得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、インキが休
止状態にあるときに自然に形成される固形ウィスカの除
去を目指している。この目的にポリエチレンイミンを使
用することを示唆した先行技術は知られていない。実
際、ｐＨ感度の高い染料を含有するいくつかのインキ処
方は固形物を形成しにくいにもかかわらず、そのような
固形物形成の問題を解決することを明確に目指した先行
技術は知られていない。このような処方の共通点は、そ
の処方が主要部として少なくとも二つの異なる染料を含
有していることにあるようである。
【０００５】本発明は、染料が塩基溶解性であること以
外はインキ処方のどの要素にも依存するとは考えられて
いないが、実用上好ましい処方の詳細をいくつか示す。
この処方の各種の成分に係る例示可能な先行技術は次の
通りである。すなわち、共溶媒としての２−ピロリドン
の使用を例示する Bakerの米国特許第５，０９８，４７
６号公報、組成物中に使用されるような緩衝剤を開示す
る Halcoの米国特許第５，０６２，８９２号公報、ジェ
ットインキへの添加物としてのアミンを記述するTakimo
to他の米国特許５，０４９，１８８号公報及び Owatari
の米国特許４，９７３，９９２号公報がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】少量のヒドロキシアルキ
ル置換ポリエチレンイミンを、アニオン染料を含有する
ジェットインキ組成物に添加し、その添加物の移動度
は、現在一般に入手可能な重量平均分子量約４０００を
有するヒドロキシエチル化ポリエチレンイミン（ＨＥＰ
ＥＩ）への、低分子量のヒドロキシアルキル置換アミン
の添加によって、あるいは、重量平均分子量約１２００
であるが、少なくとも（最大分子量が）２０００未満で
あるＨＥＰＥＩの使用によって制御する。これらのイミ
ンは、インキの可使時間が十分となるようにパー（本質
的に全置換した）ヒドロキシエチル化されている。
【０００７】夜通し使用しない等、静止中におけるウィ
スカあるいは他の固形物の発生は、実質的になくなる。
この機構は明確ではないが、展色剤中でＨＥＰＥＩのイ
ミン位置がプロトン化され、これが塩基性であるためア
ニオン染料を溶解すると考えられる。これと同時に、染
料の酸位置は、これは代表的にはスルホン酸及び／又は
カルボン酸であるが、プロトン化されたイミン位置に対
して必然的にイオン親和力を持つ。このため、この２者
は物質的に協力し合う、そしてこのＨＥＰＥＩが物質と
して存在することによって染料分子が結晶化の性質を有
する元の型を形成することを防止する。このウィスカ及
び他のこのような固形物の形態は、柔らかではあるが、
結晶性のように見える。
【０００８】
【実施例】
発明の実施のベストモード ベストモードと期待できるのは、重量平均分子量６００
のＨＥＰＥＩを使用することである。しかし、この低分
子量ＨＥＰＥＩは入手不可能なので、このような態様は
十分に実行することができていない。この態様を実行す
るために、以下の成分を順不同に組み合わせて混合す
る。
【０００９】 低分子量ＨＥＰＥＩ処方 概算量 成分 （重量） １）アニオン染料（１種又は２種以上） １．５〜３．０ ２）２−ピロリドン ７．５ ３）パーヒドロキシエチル化 ポリエチレンイミン ０．０３３〜０．２ （重量平均分子量１２００） （好ましくは０．１） ４）弱酸のナトリウム塩 緩衝剤 ０．５ ５）２−ヒドロキシエトキシエタノール 湿潤剤 ０．１ ６）グリセロール 湿潤剤 １．０ ７）Ｐｒｏｘｅｌ ＧＸＬ（商標） 殺菌剤 ０．２ ８）エチレンジアミンテトラ酢酸四ナトリウム キレート剤 ０．２ ９）イオン交換水 ８７．９ １０）ｐＨを８．７とするための水酸化アンモニウム ０．１〜０．２８
【００１０】攪拌によって完全に混合することで、前記
のインキは一晩中使用しないか否かに関係なく正常に機
能し、固形物を形成しない。単染料のインキはジェット
インキのノズルから生成すると思われる固形物を形成す
る傾向が強いため、本発明ではただ１つの染料のみが大
勢を占める場合に特に重要である。このインキはサーマ
ルインキジェットとして機能できる。
【００１１】 高分子量ＨＥＰＥＩ処方 量 成分 （重量） １）染料（下記参照） １．７５ ２）２−ピロリドン ７．５ ３）パーヒドロキシエチル化ポリエチレンイミン （重量平均分子量４０００） ０．３３ ４）トリエタノールアミン（ＴＥＡ） ０．５ ５）りん酸ナトリウム（緩衝剤） ０．２５ ６）四ほう酸ナトリウム（緩衝剤） ０．２５ ７）２−ヒドロキシエトキシエタノール（湿潤剤） ０．１ ８）グリセロール（湿潤剤） １．０ ９）Ｐｒｏｘｅｌ ＧＸＬ 殺菌剤 ０．２ １０）エチレンジアミンテトラ酢酸 四ナトリウム塩 キレート剤 ０．２ １１）特殊な要求に応じて、汚染除去剤／ 界面活性剤／特別な着色剤、他 −− １２）イオン交換水 ８８．０ １３）ｐＨを８．７とするための水酸化アンモニウム ０．２〜０．２５
【００１２】
【化１】
【００１３】攪拌によって完全に混合することで、前記
のインキは一晩中使用しないか否かに関係なく非常に良
好に機能し、固形物を形成しない。
【００１４】Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒ
ドロキシプロピル）エチレンジアミン（ＨＰＥＤ）は、
上記ＴＥＡと同様に非常に良好に機能する。このＴＥＡ
及びＨＰＥＤは共にアルキロキシ置換のアミンであり、
化学的にＨＥＰＥＩに非常に類似するが、このアミンは
はるかに低分子量である。
【００１５】両処方の作用は一般的のものであり、以下
の通りである。すなわち、アンモニアは揮発性のカチオ
ンであり、印刷時には逸散して酸のかたちの染料を残
し、そのため、非水溶性の形態となる。２−ピロリドン
は染料と湿潤剤との共溶媒である。その他の成分は、処
方中に示したように一般的な作用をする。
【００１６】ウィスカ形成中に、２−ピロリドンは染料
と錯体を作って染料から分離する傾向がある。従って、
得られる固形物は２−ピロリドンで被覆されるているこ
とが分かる。
【００１７】インキの素材、例えば染料に関しては、コ
ゲーションを防止する高純度であることが必要である。
このコゲーションは、サーマル・インキジェットのヒー
ター上へのインキからの沈殿物の形成をいう。ウィスカ
の形成は別の現象であり、この高純度によって促進され
るが、アルキロキシイミンを使用する本発明によって避
けることができる。
【００１８】ウィスカの沈殿物は、低濃度（＜０．１重
量％）の高分子量アルキロキシイミンを使用すると防止
できるが、一方、この染料−イミン錯体が作動開始時の
粘度を高くする。この状況は、サーマル・ジェットプリ
ンタ内のインキが一晩中運転されていない場合、文の始
めの１〜３行に印刷ボイドを発生させる。低分子量のＴ
ＥＡあるいはＨＰＥＤを単独で使用する場合には、ウィ
スカを避けるためには量を多くする（＞０．７５重量
％）必要があり、最終印刷物中にこの量があると湿潤堅
ロウ度が低下する。
【００１９】高分子量イミンと低分子量アミンとの混合
物は、ノズルの沈殿物、ノズルの作動開始、及び湿潤堅
ロウ度に関して最適の性能を提供する。分子量１２００
のＨＥＰＥＩは、染料よりもかなり大きな分子であり、
それより小さな分子量では、ウィスカ形成を防止する機
能も印刷物の湿潤堅ロウ度を助ける機能も低下させな
い。
【００２０】一方、使用開始時の移動度は、この移動度
が染料とイミンとの錯体サイズに関係するため、より高
くなる。
【００２１】上記インキは、実際、特殊な用途のために
開発されたため、前記高分子量処方中の１１）に示すよ
うに特殊な成分を含有しているが、その量は、前記した
ように処方の重量割合においても、また、機能において
もそれほど重要ではない。
【００２２】本発明は、多種の変形及び拡張を行うこと
ができる。特に、添加したイミン中のプロピロキシ及び
他のアルキロキシ置換基は、明らかにエトキシ基に交換
可能である。他の極性溶剤、水−アルコール混合物のよ
うなものは、水溶媒と置き換えられる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明に係るジェットイン
キよれば、ポリエチレンイミンを添加することにより、
インキが休止状態にあるときに自然に形成される固形ウ
ィスカの形成が阻止され、ノズル孔に支障をきたすこと
がない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アショーク・ヴイ・ギャンガル アメリカ合衆国 40503 ケンタッキー、 レキシントン、ウェスターフィールド・ウ ェイ 413 (72)発明者 ジェームズ・エム・ムルヴォス アメリカ合衆国 40515 ケンタッキー、 レキシントン、スプリング・クリーク・ド ライブ 4637 (72)発明者 アン・エム・ピークンカ アメリカ合衆国 40517 ケンタッキー、 レキシントン、アピアン・ウェイ 3751− 216 (72)発明者 ジェリー・エフ・ストーン アメリカ合衆国 40324 ケンタッキー、 ジョージタウン、マーリン・ドライブ 113

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液状インキ組成物であって、アニオン性
    の可溶性基を有する染料、前記インキ中の前記染料用液
    状展色剤としての極性可溶性液、及び重量平均分子量約
    ２０００、又はそれ以下のヒドロキシアルキル置換ポリ
    エチレンイミンを含有することを特徴とする液状インキ
    組成物。
  2. 【請求項２】 前記インキ中の前記染料が単一染料を主
    としている請求項１記載の液状インキ組成物。
  3. 【請求項３】 前記インキ中の前記置換ポリエチレンイ
    ミンがパーヒドロキエチル化されている請求項２記載の
    液状インキ組成物。
  4. 【請求項４】 前記インキ中の前記置換ポリエチレンイ
    ミンがパーヒドロキエチル化されている請求項１記載の
    液状インキ組成物。
  5. 【請求項５】 前記インキ中の前記分子量が約１２００
    である請求項４記載の液状インキ組成物。
  6. 【請求項６】 前記インキ中の前記分子量が約１２００
    である請求項３記載の液状インキ組成物。
  7. 【請求項７】 前記インキ中の前記染料は前記インキの
    約１．５〜３．０重量部であり、前記ポリエチレンイミ
    ンは前記インキの約０．０３３〜０．２重量部である請
    求項６記載の液状インキ組成物。
  8. 【請求項８】 前記インキ中の前記染料は前記インキの
    約１．５〜３．０重量部であり、前記ポリエチレンイミ
    ンは前記インキの約０．０３３〜０．２重量部である請
    求項５記載の液状インキ組成物。
  9. 【請求項９】 液状インキ組成物であって、アニオン性
    の可溶性基を有する染料、前記インキ中の前記染料用液
    状展色剤としての極性可溶性液、重量平均分子量が２０
    ００を超えるヒドロキシアルキル置換ポリエチレンイミ
    ン、及び分子量１０００未満のヒドロキシアルキル置換
    アミンを含有し、前記インクは長期間休止後にも使用可
    能な粘度を有することを特徴とする液状インキ組成物。
  10. 【請求項１０】 前記インキ中の前記染料が単一染料を
    主としている請求項９記載の液状インキ組成物。
  11. 【請求項１１】 前記インキ中の前記置換ポリエチレン
    イミンがパーヒドロキエチル化されている請求項１０記
    載の液状インキ組成物。
  12. 【請求項１２】 前記インキ中の前記置換ポリエチレン
    イミンがパーヒドロキエチル化されている請求項９記載
    の液状インキ組成物。
  13. 【請求項１３】 前記インキ中の分子量１０００未満の
    前記アミンがトリエタノールアミンである請求項１２記
    載の液状インキ組成物。
  14. 【請求項１４】 前記インキ中の分子量１０００未満の
    前記アミンがトリエタノールアミンである請求項１１記
    載の液状インキ組成物。
  15. 【請求項１５】 前記インキ中の分子量１０００未満の
    前記アミンがＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒ
    ドロキシプロピル）エチレンジアミンである請求項１１
    記載の液状インキ組成物。
  16. 【請求項１６】 前記インキ中の分子量１０００未満の
    前記アミンがＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒ
    ドロキシプロピル）エチレンジアミンである請求項１２
    記載の液状インキ組成物。
  17. 【請求項１７】 前記インキ中の前記分子量が約４００
    ０である請求項１６記載の液状インキ組成物。
  18. 【請求項１８】 前記インキ中の前記分子量が約４００
    ０である請求項１１記載の液状インキ組成物。
  19. 【請求項１９】 前記インキ中の前記分子量が約４００
    ０である請求項１２記載の液状インキ組成物。
  20. 【請求項２０】 前記インキ中の前記分子量が約４００
    ０である請求項１３記載の液状インキ組成物。
  21. 【請求項２１】 前記インキ中の前記分子量が約４００
    ０である請求項１４記載の液状インキ組成物。
  22. 【請求項２２】 前記インキ中の前記分子量が約４００
    ０である請求項１５記載の液状インキ組成物。
  23. 【請求項２３】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項２２記載
    の液状インキ組成物。
  24. 【請求項２４】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１１記載
    の液状インキ組成物。
  25. 【請求項２５】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１２記載
    の液状インキ組成物。
  26. 【請求項２６】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１３記載
    の液状インキ組成物。
  27. 【請求項２７】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１４記載
    の液状インキ組成物。
  28. 【請求項２８】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１５記載
    の液状インキ組成物。
  29. 【請求項２９】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１６記載
    の液状インキ組成物。
  30. 【請求項３０】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１７記載
    の液状インキ組成物。
  31. 【請求項３１】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１８記載
    の液状インキ組成物。
  32. 【請求項３２】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項１９記載
    の液状インキ組成物。
  33. 【請求項３３】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項２０記載
    の液状インキ組成物。
  34. 【請求項３４】 前記インキ中の前記染料は前記インキ
    の約１．７５重量部であり、前記ポリエチレンイミンは
    前記インキの約０．０３３重量部である請求項２１記載
    の液状インキ組成物。
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