JPH0726050B2 - インクジェットプリンティング用インク組成物 - Google Patents

インクジェットプリンティング用インク組成物

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JPH0726050B2
JPH0726050B2 JP4196688A JP19668892A JPH0726050B2 JP H0726050 B2 JPH0726050 B2 JP H0726050B2 JP 4196688 A JP4196688 A JP 4196688A JP 19668892 A JP19668892 A JP 19668892A JP H0726050 B2 JPH0726050 B2 JP H0726050B2
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ink
drop
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drop velocity
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    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
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  • Paints Or Removers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク組成物に関す
る。特に、本発明は、インクジェットプリンティングシ
ステムに用いるのに適した水ベ−スインク組成物に関す
る。本発明の１つの実施態様は、水性液体ビヒクル、着
色剤、及び少なくとも約１ppm の量で存在する下記式で
表される重合体添加剤を含むインク組成物に関する。
【０００２】
【化２】
【０００３】上記式中、Ｒ1 及びＲ2 は水素、1 〜約 8
個の炭素原子を有するアルキル基及び1〜約 8個の炭素
原子を有するアルコキシ基からなる群から独立に選ば
れ、Ｒ3 及びＲ4 は1 〜約 4個の炭素原子を有するアル
キル基からなる群から独立に選ばれ、且つ x及び yは各
々が独立に約 100〜約 400の数である。
【０００４】
【従来の技術】米国特許第 4,014,833号は、水性プリン
ティングインクのインク転写性を改良するための組成物
及び方法を記載している。この組成物は、100,000 〜35
0,000の範囲の分子量を有するポリエチレンオキシド樹
脂 0.1〜1.5 重量% を含む水性インクである。本発明の
関連技術は、米国特許第 3,477,862号、米国特許第 4,7
05,567号及び米国特許第 4,597,794号にも記載されてい
る。
【０００５】既知の組成物及び方法は、それぞれの所期
の目的には適しているが、改良インク組成物に対する要
望は依然としてある。インクジェットプリンタ−に用い
るのに適したインク組成物に対する要望も依然としてあ
る。更に、インクジェットプリンティング方法に用いら
れる時、種々の滴振動数にわたって均一な滴サイズをも
たらすインク組成物も要望されている。更に、インクジ
ェットプリンティング方法に用いられる時、種々の滴振
動数にわたって均一な滴速度をもたらすインク組成物が
要望されている。加えて、インクジェットプリンティン
グ方法に用いられる時、比較的大きい滴サイズをもたら
すインク組成物に対する要望も依然としてある。大きい
滴サイズは、受像シ−ト上のより大きい領域被覆を可能
にし、より大きい効率を与え、且つ熱増加が少なくて済
み、それによってサ−マルインクジェットプリンティン
グ装置中に於けるより小さいヒ−タ−の使用を可能にす
るので望ましい。又、インクジェットプリンティング方
法に用いられる時、検知できる滴ミスが殆ど又は全く無
いインク組成物の要望もある。更に、インクジェットプ
リンティング方法に用いられる時、付随滴（drop satel
lites)の減少をもたらすインク組成物に対する要望も依
然としてある。付随滴は、ノズル又はチャンネルから主
滴が噴出された後に放出され、受像シ−ト上に望ましく
ないスポットをもたらす二次滴である。更に、受容でき
る潜伏期（latency)、表面張力及び粘度値に付随して上
記利益を有するインク組成物も要望されている。上記利
益を示すインクによるインクジェットプリンティング方
法も要望されている。上記利益を示すインクを用いるサ
−マルインクジェットプリンティング方法に対する要望
もある。更に、サ−マルインクジェットプリンティング
方法に用いられる時、短い滴走行時間を示し且つ良好な
滴方向性を可能にするインク組成物も要望されている。
更に、サ−マルインクジェットプリンティング方法に用
いられる時、減少又は除去されたジッタ−(jitter)をも
たらすインク組成物も要望されている。ジッタ−とは滴
速度の変動の度合いを意味し、減少されたジッタ−とは
プリンティング工程中、より均一な滴速度を意味する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改良
されたインク組成物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的及び他
の目的（又はその特別な実施態様）は、水性液体ビヒク
ル、着色剤、及び少なくとも約１ppm の量で存在する下
記式で表される重合体添加剤を含むインク組成物を提供
することによって達成される。
【０００８】
【化３】
【０００９】上記式中、Ｒ1 及びＲ2 は水素、1 〜約 8
個の炭素原子を有するアルキル基及び1〜約 8個の炭素
原子を有するアルコキシ基からなる群から独立に選ば
れ、Ｒ3 及びＲ4 は1 〜約 4個の炭素原子を有するアル
キル基からなる群から独立に選ばれ、且つ x及び yは各
々が独立に約 100〜約 400の数である。本発明のもう１
つの実施態様は、水性液体ビヒクル、着色剤、及び少な
くとも約１ppm の量で存在する式
【００１０】
【化４】
【００１１】（上記式中、Ｒ1 及びＲ2 は水素、1 〜約
8個の炭素原子を有するアルキル基及び 1〜約 8個の炭
素原子を有するアルコキシ基からなる群から独立に選ば
れ、Ｒ 3 及びＲ4 は1 〜約 4個の炭素原子を有するアル
キル基からなる群から独立に選ばれ、且つ x及び yは各
々が独立に約 100〜約 400の数である)で表される重合
体添加剤を含むインク組成物をインクジェットプリンテ
ィング装置中へ組み込む工程及び該インク組成物の小滴
を像様パタ−ンで基体上へ噴出させる工程を含む方法に
関する。特に好ましい実施態様においては、プリンティ
ング装置は、インクを加熱してインク中にバブルを形成
させることによってインクの小滴を噴出させるサ−マル
インクジェット方法を用いる。
【００１２】本発明のインクの液体ビヒクルは、水から
なることかでき、或いは水とエチレングリコ−ル、プロ
ピレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、ポリエチレ
ングリコ−ル、ポリプロピレングリコ−ル、アミド、エ
−テル、カルボン酸、エステル、アルコ−ル、有機スル
フィド、有機スルホキシド、スルホン、アルコ−ル誘導
体、カルビト−ル、ブチルカルビト−ル、セロソルブ、
エ−テル誘導体、アミノアルコ−ル、ケトン、N-メチル
ピロリジノン、シクロヘキシルピロリドン、ヒドロキシ
エ−テル、アミド、スルホキシド、ラクトン及び他の水
混和性物質並びにこれらの混合物のような混和性有機成
分との混合物からなることができる。水と水混和性有機
液体との混合物が液体ビヒクルとして選ばれる時、水:
有機比は、任意の有効な範囲、典型的には約100:0 〜約
30:70、好ましくは約 97:3 〜約50:50 であるが、この
比はこの範囲外であってもよい。液体ビヒクルの非水成
分は、一般に水の沸点( 100 ℃）より高い沸点を有する
湿潤剤として働く。本発明のインク中、液体ビヒクル
（水＋湿潤剤を含む）は一般に約 60 〜約 99.5 重量%
、好ましくは約 75 〜約 99 重量% の量で存在する
が、この量はこの範囲外であってもよい。
【００１３】本発明のインクは着色剤を含む。一般に、
直接染料又は酸性染料のような任意の有効な染料は、他
のインク成分と相容性であり且つ液体ビヒクル中に可溶
であるならば、着色剤として選ばれ得る。
【００１４】肉眼には見えないが、可視波長範囲外の放
射線（紫外線又は赤外線のような）に暴露される時に検
知できる染料も適当である。染料は、任意の有効量、一
般に約 1〜約 15 重量% 、好ましくは約 2〜約 7重量%
の量( この量はインク中に存在する染料分子の量を意味
する) でインク組成物中に存在するが、この量はこの範
囲外であってもよい。
【００１５】更に、本発明のインク組成物用の着色剤
は、顔料、或いは１種以上の染料及び（又は）１種以上
の顔料の混合物であることができる。顔料は、黒色、シ
アン、マゼンタ、黄色、赤色、青色、緑色、褐色、これ
らの混合物等であることができる。適当な黒色顔料の例
には、チャンネルブラック、ファ−ネスブラック、ラン
プブラック等のような種々のカ−ボンブラックが含まれ
る。着色顔料には、赤色、緑色、青色、褐色、マゼン
タ、シアン及び黄色粒子並びにこれらの混合物が含まれ
る。液体ビヒクル中の顔料粒子の安定なコロイド状懸濁
液を可能にし且つインクをサ−マルインクジェットプリ
ンタ−中で用いる時インクチャンネルの目詰まりを防ぐ
ため、顔料粒径はできるだけ小さいことが好ましい。好
ましい粒子平均直径は、一般に約 0.001〜約 0.1 ミク
ロンである。顔料は、任意の有効量、一般に約 1〜約7
重量% 、好ましくは約 2〜約 5 重量% の量で存在する
が、この量はこの範囲外であってもよい。
【００１６】本発明のインク組成物は、中央のビスフェ
ノ−ル -Ａに結合した 2個のポリエチレンオキシド鎖か
らなる重合体添加剤をも含む。この添加剤は次式で表さ
れる添加剤である。
【００１７】
【化５】
【００１８】上記式中、Ｒ1 及び Ｒ2 は、独立に水
素、メチル、エチル、プロピル等のような、1 〜約 8個
の炭素原子を有するアルキル基及びメトキシ、エトキ
シ、ブトキシ等のような、1 〜約 8個の炭素原子を有す
るアルコキシ基からなる群から選ばれ、Ｒ3 及び Ｒ4
は、独立に 1〜約 4個の炭素原子を有するアルキル基か
らなる群から選ばれ、且つ x 及び y は、各々が独立
に約 100〜約 400 の数である。一般に、ポリエチレン
オキシド/ ビスフェノ−ル -Ａ重合体の分子量は約 14,
000 〜約 22,000 、好ましくは約 15,000 〜約 20,000
であるが、この範囲外であってもよい。この式で表され
る物質は市販されており、例えば Union Carbide Corpo
ration,Danbury,CT,から市販されている、約 18,000 の
分子量を有する、上記式で表されるポリエチレンオキシ
ド/ ビスフェノ−ル -Ａ重合体,Carbowax M20 は本発明
のインク用の適当な重合体添加剤である。更に、上記式
で表される化合物は、それらの各々の記載がすべて参照
文として本明細書に含まれるものとする、Polyethers,
N.G.Gaylord,John Wiley & Sons,New York(1963) 及び"
Laboratory Synthesis of Polyethylene Glycol Deriva
tives",J.M.Harris,J.Molecular Science-Rev.Macromo
l.Chem.Phys.,C25(3),325 〜373(1985) に記載されてい
る方法で製造され得る。ポリエチレンオキシド/ ビスフ
ェノ−ル -Ａ添加剤は、一般に、インク中に少なくとも
約 1 ppmの量で存在する。典型的には、ポリエチレンオ
キシド/ ビスフェノ−ル -Ａ添加剤は、インクの 1重量
% までの量、好ましくはインクの 0.5重量% までの量で
存在する。より多量の該添加剤はインクの粘度を所望値
以上に増加させる可能性があるが、インク粘度の増加が
問題にならない用途では、より多量を用いることができ
る。
【００１９】本発明のインク中には、他の添加剤も存在
することができる。例えば、１種以上の界面活性剤又は
湿潤剤を本発明のインクへ添加することができる。これ
らの添加剤は、カチオン型、アニオン型又はノニオン型
であることができる。適当な界面活性剤及び湿潤剤に
は、ラウリル硫酸ナトリウム、Tamol(登録商標)SN,Tamo
l(登録商標)LG 、Rohm and Haas Company から市販され
ているTriton( 登録商標) シリ−ズの界面活性剤、Mara
sperse( 登録商標) シリ−ズの界面活性剤、GAFCompany
から市販されている Igepal(登録商標) シリ−ズの界
面活性剤、Tergitol( 登録商標) シリ−ズの界面活性剤
及び他の市販界面活性剤が含まれる。これらの界面活性
剤及び湿潤剤は、有効量、一般に 0〜約 15 重量% 、好
ましくは約0.01 〜約 8重量% の量で存在するが、この
量はこの範囲外であってもよい。
【００２０】本発明のインクへは、インクの粘度及び顔
料粒子の安定性を増すため及び粒子の凝集や沈澱の速度
を減少させるために、重合体添加剤を添加することもで
きる。水或いは水と水混和性有機液体との混合物のよう
な水ベ−ス液体ビヒクル中の顔料粒子の安定化のために
は、アラビアゴム、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル
酸塩、ポリビニルアルコ−ル、ヒドロキシプロピルセル
ロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、ポリビニルピロ
リジノン、ポリビニルエ−テル、澱粉、多糖類等のよう
な水溶性重合体が特に有用である。重合体安定剤は、0
〜約 10 重量%、好ましくは約 0.01 〜約 5 重量% の
量で本発明のインク中に存在することができるが、この
量はこの範囲外であってもよい。
【００２１】本発明のインクへの他の随意の添加剤に
は、約0.0001〜約 4重量% 、好ましくは約 0.01 〜約
2.0重量% の量で存在する、Dowicil 150 、200 及び7
5、安息香酸塩、ソルビン酸塩等のような殺菌剤、0 〜
約 1重量% 、好ましくは約 0.01 〜約1重量% の量で存
在する、酸又は塩基、燐酸塩、カルボン酸塩、亜硫酸
塩、アミン塩等のような pH 調節剤等が含まれる。
【００２２】本発明の組成物は、一般にサ−マルインク
ジェットプリンティング方法に使用するために適した粘
度のインク組成物である。典型的には、インクの粘度
は、約5 センチポイズ以下であり、好ましくは約 1〜約
2.5 センチポイズである。
【００２３】本発明のインク組成物は、任意の適当な方
法で製造され得る。典型的には、本発明のインクは、成
分の単なる混合によって製造される。１つの方法は、全
インク成分を一緒に混合し且つ混合物を濾過してインク
を得ることを含む。本発明のインクは、成分を混合し、
所望ならば加熱し且つ濾過するような任意の所望の方法
で通常のインク組成物を製造し、次いで混合物へ本発明
のインク添加剤を添加し、均一な混合物が得られるま
で、穏やかに震盪しながら室温において、典型的には約
５〜１０分間混合することによって製造され得る。別法
では、全ての成分を混合し、所望ならば加熱し且つ濾過
するような任意の所望の方法で行われるインク製造工程
中に本発明のインク添加剤を他のインク成分と共に混合
することができる。
【００２４】本発明は、本発明のインク組成物をインク
ジェットプリンティング装置中へ組み込む工程及び該イ
ンク組成物の小滴を像様パタ−ンで基体上へ噴出させる
工程を含む方法にも関する。１つの好ましくい実施態様
においては、プリンティング装置は、ノズル中のインク
を選択的に像様パタ−ンで加熱し、それによってインク
の小滴を像様パタ−ンで噴出させるサ−マルインクジェ
ット方法を用いる。Xerox(登録商標)4024 紙のような普
通紙、罫線ノ−ト紙、ボンド紙、Sharp Company シリカ
コ−ト紙、Jujo紙等のようなシリカコ−ト紙、透明画材
料、布、繊維製品、プラスチック、重合体フィルム、金
属のような無機基体、木材等を含む任意の適当な基体を
用いることができる。1 つの好ましい実施態様に於い
て、本発明の方法は、普通紙のような多孔性又はインク
吸収性基体上へのプリンティングを含む。
【００２５】
【実施例】
【実施例１】2.5 重量% のBuffalo Color,West Patters
on,NY,製黄色色素Tartrazine FD&CYellow #5 、15重量%
のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporation,Wayne,
NJ,製) 、1 重量% のラウリル硫酸ナトリウム及び81.5
重量% の脱イオン水を含むインク組成物を、室温に於い
て全成分を一緒に混合し、撹拌して均一な溶液を得、且
つ濾過することによって製造した。更に 2種のインクを
も製造した。ごれら2種のインクは、第 1のインクと同
じ組成であるが、一方は 0.1重量% のCarbowaxM20(18,0
00の分子量を有し、式
【００２６】
【化６】
【００２７】で表されるポリエチレンオキシド／ビスフ
ェノ−ル -Ａ重合体、Union CarbideCorporation,Danbu
ry,CT, 製) を含み、他方は 0.3重量% のCarbowax M20
を含んでいた。Carbowax M20は室温でインクへ添加さ
れ、得られた混合物を約 5分間撹拌して均一な溶液を得
た。
【００２８】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００２９】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間、 マイクロ秒) 70 85 170 87 350 95 700 105 1500 113 2000 115 2800 120 3300 130 3800 140 5000 148 5100 145 5800 138 6000 130 6100 125 Carbowax M20 を含まないインク
【００３０】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間、 マイクロ秒) 70 68 170 67 350 73 700 72 1500 75 2000 76 3000 77 3500 79 4000 81 5000 80 5200 77 5800 75 6000 72 6300 70 0.1 %のCarbowax M20を含むインク
【００３１】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間、 マイクロ秒) 70 63 170 67 400 70 800 72 1800 73 2500 74 3300 78 4000 81 5000 80 6000 80 6500 78 7000 73 0.3 %のCarbowax M20を含むインク
【００３２】上表のデ−タが示すように、ポリエチレン
オキシド/ ビスフェノ−ル -Ａ添加剤を含まないインク
では、1,000 〜5,000 ヘルツの振動数範囲にわたって滴
速度が約 50 % 減少した。このインクでは、振動数を増
加させた時滴容量が減少することも観察された。0.1 %
のポリエチレンオキシド/ ビスフェノ−ル -Ａ添加剤を
含むインクでは、指示された振動数範囲にわたって滴速
度が比較的に一定であり、低振動数に於いてさえも滴速
度はポリエチレンオキシド/ ビスフェノ−ル -Ａ添加剤
を含まないインクより約 20 〜 30 % 増加した。使用で
きる振動数は約 8,000 ヘルツへ増加された。0.3 重量
% のポリエチレンオキシド/ ビスフェノ−ル -Ａ添加剤
を含むインクについても同様な結果が見られた。添加剤
を含む両方のインクでは、滴容量が指示された振動数範
囲にわたって比較的一定のままであった。
【００３３】
【実施例２】2.5 重量% のBuffalo Color,West Patters
on,NY,製黄色色素Tartrazine FD&CYellow #5 、15重量%
のエチレングリコ−ル、0.3 重量% のCarbowax M20及
び 82.2 重量% の水を含むインク組成物を、室温に於い
て全成分を一緒に混合し、約10分間撹拌して均一な溶液
を得、且つ濾過することによって製造した。
【００３４】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００３５】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間、 マイクロ秒) 70 55 170 55 400 60 800 57 1700 59 2400 59 3200 64 4000 69 5000 69 5500 68 5800 72 6000 74 6200 75 6300 75
【００３６】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴容量( ピコリットル) 1000 118 2000 116 3500 121 6000 128 8000 125 8500 110 9000 96 上表のデ−タが示すように、滴容量及び滴速度の両方に
ついての振動数応答は、一般に最高可使用振動数と見做
されている約 5000 の振動数まで略平坦であった。更
に、滴容量は、同様な組成であるがポリエチレンオキシ
ド/ ビスフェノ−ル-Ａ添加剤を含まないインクについ
ての実測値の略2 倍である約 130 ピコリットルまで測
定された。
【００３７】
【実施例３】6 重量% の、Mobay Chemical Company 製
黒色色素 Special Black 7984(FoodBlack #2)、15重量%
のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporation,Wayne,
NJ,製) 、1 重量% のラウリル硫酸ナトリウム(Fisher S
cientific,Fair Lawn,NJ,製) 及び78重量% の水を含む
インク組成物を、室温に於いて全成分を一緒に混合し、
約 10 分間撹拌して均一な溶液を得、且つ濾過すること
によって製造した。同じ組成であるが、0.1 重量% のCa
rbowax M20を含むもう1 つのインクを、第1 のインクの
一部分へ適当量のCarbowax M20を添加することによって
製造した。
【００３８】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００３９】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 平均滴速度( 走行 滴速度標準偏差 時間, マイクロ秒) 60 89.34 6.07 120 94.75 7.19 300 99.50 9.05 600 107.12 10.82 1200 114.48 9.23 1800 120.49 8.31 2400 125.89 8.67 3000 128.04 8.73 3600 136.77 9.69 4200 145.21 9.74 4440 150.02 11.58 4680 150.96 13.91 4920 152.89 8.82 5160 148.74 13.73 5400 137.02 34.03 5520 96.57 59.21 5640 61.83 62.35 5760 31.66 47.40 5880 13.14 22.04 6000 9.07 11.16 Carbowax M20を含まないインク
【００４０】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 平均滴速度( 走行 滴速度標準偏差 時間, マイクロ秒) 70 63.44 3.69 140 66.05 3.68 350 68.81 3.38 700 70.24 2.35 1400 74.97 2.14 2100 77.04 2.16 2800 77.06 2.17 3500 78.31 2.37 4200 82.72 2.65 4900 79.56 2.32 5180 77.24 2.32 5460 74.44 2.04 5740 72.35 2.09 6020 70.39 2.05 6300 69.05 2.11 6440 68.08 1.76 6580 67.05 1.79 6720 66.82 1.87 6860 66.48 1.94 7000 65.53 1.54 0.1 重量% の Carbowax M20を含むインク
【００４１】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴容量( ピコリットル) 1000 110 2000 108 3000 100 5000 92 0.1 重量% の Carbowax M20を含むインク
【００４２】上表のデ−タが示すように、Carbowax M20
を含むインクでは、滴容量及び滴速度の両方についての
振動数応答は、一般に最高可使用振動数と見做されてい
る約 5000 の振動数まで略平坦であったが、Carbowax M
20を含まないインクは、より幅広い滴速度変動を示し
た。更に、ジッタ−の指標である滴速度の標準偏差はCa
rbowax M20を含むインクの方が Carbowax M20を含まな
いインクより著しく低く、添加剤の存在がジッタ−を著
しく減少させることを示した。
【００４３】
【実施例４】2.5 重量% のBuffalo Color,West Patters
on,NY,製黄色色素Tartrazine FD&CYellow #5 、15重量%
のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporation,Wayne,
NJ,製) 及び82.5重量% の脱イオン水を含むインク組成
物を、室温に於いて全成分を一緒に混合し、撹拌して均
一な溶液を得、且つ濾過することによって製造した。
又、組成は第 1のインクと同じであるが 0.3重量% のCa
rbowax M20を含むもう1つのインクをも製造した。Carbo
wax M20を室温に於いてインクへ添加し、得られた混合
物を約 5分間撹拌して均一な溶液を得た。
【００４４】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００４５】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 平均滴速度( 走行 滴速度標準偏差 時間, マイクロ秒) 70 60.48 0.93 140 60.64 1.17 350 62.24 1.85 700 69.08 4.62 1400 68.43 2.17 2100 73.17 5.34 2800 75.11 5.95 3500 77.32 5.64 4200 80.06 6.09 4900 77.39 6.74 5180 76.85 6.84 5460 76.66 8.23 5740 69.24 5.80 6020 66.44 4.11 6300 68.67 6.54 6440 66.16 5.92 6580 67.20 6.66 6720 64.84 6.90 6860 61.79 3.65 7000 63.11 4.38 Carbowax M20を含まないインク
【００４６】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 平均滴速度( 走行 滴速度標準偏差 時間, マイクロ秒) 70 53.93 3.85 140 56.53 2.76 350 60.53 8.44 700 56.82 3.29 1400 56.51 1.63 2100 56.81 1.12 2800 56.79 1.15 3500 60.09 1.22 4200 61.21 1.63 4900 60.10 1.32 5180 58.90 1.26 5460 57.14 1.28 5740 54.98 1.25 6020 52.87 1.06 6300 51.51 1.05 6440 50.89 1.07 6580 50.34 0.93 6720 49.73 1.06 6860 49.47 0.88 7000 48.71 0.95 0.3 %の Carbowax M20を含むインク
【００４７】上表のデ−タが示すように、Carbowax M20
を含むインクでは、滴容量及び滴速度の両方についての
振動数応答は、一般に最高可使用振動数と見做されてい
る約 5000 の振動数まで略平坦であったが、Carbowax M
20を含まないインクは、より幅広い滴速度変動を示し
た。更に、ジッタ−の指標である滴速度の標準偏差はCa
rbowax M20を含むインクの方が Carbowax M20を含まな
いインクより著しく低く、添加剤の存在がジッタ−を著
しく減少させることを示した。
【００４８】
【実施例５】5 重量% の、Mobay Chemical Company 製
黒色色素 Special Black 7984(FoodBlack #2)、10重量%
のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporation,Wayne,
NJ,製) 、5 重量% のエチレングリコ−ル、2 重量% の
Nacconol 90G(Stepan Chemical Company,Northfield,I
L,製アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム界面活性
剤) 及び78重量% の水を含むインク組成物を、室温に於
いて全成分を一緒に混合し、約 10 分間撹拌して均一な
溶液を得、且つ濾過することによって製造した。同じ組
成であるが、0.1 重量% のCarbowax M20を含むもう1 つ
のインクを、第1のインクの一部分へ適当量のCarbowax
M20を添加することによって製造した。
【００４９】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００５０】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴容量( ピコリットル) 1000 81 2000 80 4000 79 5000 73 0.1 重量% の Carbowax M20を含むインク
【００５１】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 平均滴速度( 走行 滴速度標準偏差 時間, マイクロ秒) 70 94.93 4.64 140 99.45 6.83 350 111.96 11.21 700 126.37 11.21 1400 153.62 11.79 2100 163.99 13.32 2800 170.98 15.46 3500 175.94 16.26 4200 180.60 13.83 4900 123.11 65.41 5180 89.28 70.02 5460 21.45 36.42 5740 15.28 22.79 6020 14.32 19.34 6300 16.65 13.96 6440 15.85 11.97 6580 16.39 14.18 6720 17.09 12.56 6860 17.25 11.11 7000 15.69 11.62 Carbowax M20 を含まないインク
【００５２】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 平均滴速度( 走行 滴速度標準偏差 時間, マイクロ秒) 70 71.91 2.43 140 72.51 3.05 350 78.33 3.98 700 87.24 3.86 1400 100.34 4.77 2100 103.18 5.54 2800 102.54 4.64 3500 106.25 5.85 4200 101.14 6.14 4900 93.95 6.00 5180 93.32 5.21 5460 91.33 4.76 5740 91.96 5.26 6020 91.00 6.13 6300 88.93 7.75 6440 87.81 5.86 6580 86.81 5.75 6720 87.02 6.75 6860 86.96 6.86 7000 87.48 6.25 0.1重量% のCarbowax M20を含むインク
【００５３】上表のデ−タが示すように、Carbowax M20
を含むインクでは、滴容量及び滴速度の両方についての
振動数応答は、一般に最高可使用振動数と見做されてい
る約 5000 の振動数まで略平坦であったが、Carbowax M
20を含まないインクは、より幅広い滴速度変動を示し
た。更に、ジッタ−の指標である滴速度の標準偏差はCa
rbowax M20を含むインクの方が Carbowax M20を含まな
いインクより著しく低く、添加剤の存在がジッタ−を著
しく減少させることを示した。これらの結果は極めて強
力な界面活性剤の存在下で得られたものであり、界面活
性剤の存在が、本発明の利益を得ることに関してポリエ
チレンオキシド／ビスフェノ−ル -Ａ添加剤の活性を抑
制しないことを示している。
【００５４】
【化７】
【００５５】〔上記式中、2n=7である(nは 3又は4 であ
る) 〕で表されるポリエチレンオキシド/ ビスフェノ−
ル -Ａ重合体,Syn Fac 8009 (Milliken Chemical Compa
ny,Inman,SC, 製) を含むインク組成物を、室温に於い
て全成分を一緒に混合し、撹拌して均一な溶液を得、且
つ濾過することによって製造した。
【００５６】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００５７】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間, 滴速度標準偏差 マイクロ秒) 70 89.93 4.79 140 94.31 7.53 350 111.63 7.13 700 119.50 6.71 1400 130.65 7.93 2100 139.32 9.39 2800 144.07 10.83 3500 163.89 20.67 4200 181.03 12.06 4900 141.69 52.03 5180 94.16 67.65 5460 43.33 57.79 5740 23.54 37.09 6020 17.77 23.44 6300 14.66 14.26 6440 17.77 13.47 6580 15.15 12.47 6720 19.62 13.95 6860 22.24 15.79 7000 22.04 15.50
【００５８】デ−タが示すように、アルキレンオキシド
鎖長が本発明のために明示された鎖長内にないポリエチ
レンオキシド／ビスフェノ−ル -Ａ重合体を含むインク
は本発明の利益を可能にしない。添加剤中のアルキレン
オキシドに於ける差異以外は実施例１で製造されたイン
クに似ているこのインクは、振動数の関数としてより速
い滴速度又はより均一な滴速度を可能にしなかった。
【００５９】
【比較実施例Ｂ】2.5 重量% の、Buffalo Color,West P
atterson,NY,製黄色染料 Tartrazine FD&C Yellow #5
、15重量% のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporat
ion,Wayne,NJ,製) 、1 重量% のラウリル硫酸ナトリウ
ム( Fisher Scientific,Fair Lawn,NJ, 製) 、81.2重量
% の脱イオン水及び 0.3重量% の、式
【００６０】
【化８】
【００６１】( 上記式中、n = 5 である)で表されるポ
リエチレンオキシド/ ビスフェノ−ル -Ａ重合体,Syn F
ac 8025 (Milliken Chemical Company,Inman,SC, 製)
を含むインク組成物を、室温に於いて全成分を一緒に混
合し、撹拌して均一な溶液を得、且つ濾過することによ
って製造した。
【００６２】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００６３】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間, 滴速度標準偏差 マイクロ秒) 70 75.09 3.31 140 76.50 4.57 350 87.80 7.25 700 94.57 8.34 1400 105.08 7.82 2100 111.84 9.05 2800 114.50 8.06 3500 119.72 8.71 4200 130.30 9.77 4900 132.50 10.26 5180 129.21 10.30 5460 122.24 9.62 5740 119.89 8.79 6020 115.32 7.77 6300 110.80 6.52 6440 109.14 6.88 6580 106.30 6.83 6720 104.78 5.29 6860 103.53 5.65 7000 101.25 5.44
【００６４】デ−タが示すように、アルキレンオキシド
鎖長が本発明のために明示された鎖長内にないポリエチ
レンオキシド／ビスフェノ−ル -Ａ重合体を含むインク
は本発明の利益を可能にしない。添加剤中のアルキレン
オキシドに於ける差異以外は実施例１で製造されたイン
クに似ているこのインクは、振動数の関数としてより速
い滴速度又はより均一な滴速度を可能にしなかった。
【００６５】
【比較実施例Ｃ】5 重量% の、Mobay Chemical Company
製黒色染料,Special Black 7984(Food Black #2)、15
重量% のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporation,W
ayne,NJ,製) 、0.5 重量% のラウリル硫酸ナトリウム(F
isher Scientific ,Fair Lawn,NJ, 製) 、79.48 重量%
の脱イオン水及び 0.02 重量% の、式 HO(CH2CH2O)n H
(式中、n は約 2272 である) で表され、約 100,000の
分子量を有するポリエチレンオキシド(Union Carbide C
orporation,Danbury,CT,製) を含むインク組成物を、室
温に於いて全成分を一緒に混合し、撹拌して均一な溶液
を得、且つ濾過することによって製造した。
【００６６】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００６７】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間, 滴速度標準偏差 マイクロ秒) 70 72.66 2.03 140 74.15 2.92 350 80.05 4.69 700 91.07 5.82 1400 108.57 7.71 2100 113.34 6.90 2800 115.86 7.64 3500 102.55 7.22 4200 95.77 11.67 4900 98.44 8.75 5180 97.56 9.72 5460 96.66 10.34 5740 98.10 10.00 6020 94.31 11.67 6300 92.35 11.52 6440 90.93 10.22 6580 89.52 12.97 6720 90.06 13.08 6860 86.31 16.51 7000 77.34 25.11
【００６８】上記デ−タが示すように、中央のビスフェ
ノ−ル -Ａ部分が無いポリエチレンオキシドを含むイン
クは滴速度の均一性又はジッタ−に於ける改良を可能に
しない。これらの値は、本発明の添加剤を含まないイン
クについての前実施例で得られた値に匹敵する。
【００６９】
【比較実施例Ｄ】2.5 重量% の、Buffalo Color,West P
atterson,NY,製黄色染料 Tartrazine FD&C Yellow #5
、15重量% のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporat
ion,Wayne,NJ,製) 、1 重量% のラウリル硫酸ナトリウ
ム( Fisher Scientific,Fair Lawn,NJ, 製) 、81.2重量
% の脱イオン水及び 0.3重量% の、式 CH3O(CH2CH2O)n
H(式中、n は約 112 である) で表され、5000の分子量
を有するメチル化ポリエチレングリコ−ル(Union Carbi
de Corporation,Danbury,CT,製) を含むインク組成物
を、室温に於いて全成分を一緒に混合し、撹拌して均一
な溶液を得、且つ濾過することによって製造した。
【００７０】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００７１】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間, 滴速度標準偏差 マイクロ秒) 70 85.35 4.78 140 90.46 6.72 350 110.22 9.43 700 114.11 7.79 1400 126.44 10.25 2100 136.43 11.08 2800 145.78 13.77 3500 146.98 11.89 4200 162.58 13.24 4900 157.14 15.47 5180 151.27 9.25 5460 137.47 24.34 5740 97.45 56.86 6020 86.14 54.49 6300 78.28 51.94 6440 25.34 42.15 6580 63.77 46.98 6720 26.99 39.49 6860 29.06 35.84 7000 15.43 16.98
【００７２】上記デ−タが示すように、メチル化ポリエ
チレングリコ−ルを含むインクは滴速度の均一性又はジ
ッタ−に於ける改良を可能にしない。これらの値は、本
発明の添加剤を含まないインクについての前実施例で得
られた値に匹敵する。
【００７３】
【比較実施例Ｅ】2.5 重量% の、Buffalo Color,West P
atterson,NY,製黄色染料 Tartrazine FD&C Yellow #5
、15重量% のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporat
ion,Wayne,NJ,製) 、1 重量% のラウリル硫酸ナトリウ
ム( Fisher Scientific,Fair Lawn,NJ, 製) 、81.2重量
% の脱イオン水及び 0.3重量% の、式 HO(CH2CH2O)n H
(式中、n は約 14 である) で表され、600 の分子量を
有するポリエチレンオキシド(Union Carbide Corporati
on,Danbury,CT,製) を含むインク組成物を、室温に於い
て全成分を一緒に混合し、撹拌して均一な溶液を得、且
つ濾過することによって製造した。
【００７４】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００７５】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間, 滴速度標準偏差 マイクロ秒) 70 78.72 4.54 140 84.82 6.36 350 96.97 7.96 700 105.43 7.55 1400 118.02 8.11 2100 127.71 10.63 2800 136.52 11.05 3500 127.96 10.07 4200 125.60 15.75 4900 123.62 12.85 5180 123.57 13.26 5460 115.55 13.31 5740 117.35 12.61 6020 112.33 12.07 6300 109.15 10.85 6440 104.63 15.19 6580 103.65 9.54 6720 96.87 16.40 6860 86.57 29.08 7000 69.33 36.92
【００７６】上記デ−タが示すように、中央のビスフェ
ノ−ル -Ａ部分が無いポリエチレンオキシドを含むイン
クは滴速度の均一性又はジッタ−に於ける改良を可能に
しない。これらの値は、本発明の添加剤を含まないイン
クについての前実施例で得られた値に匹敵する。
【００７７】
【比較実施例Ｆ】2.5 重量% の、Buffalo Color,West P
atterson,NY,製黄色染料 Tartrazine FD&C Yellow #5
、15重量% のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporat
ion,Wayne,NJ,製) 、1 重量% のラウリル硫酸ナトリウ
ム( Fisher Scientific,Fair Lawn,NJ, 製) 、81.48 重
量% の脱イオン水及び0.02重量% の、式 HO(CH2CH2O)n
H(式中、n は約2272である) で表され、100,000 の分子
量を有するポリエチレンオキシド(Union Carbide Corpo
ration,Danbury,CT,製) を含むインク組成物を、室温に
於いて全成分を一緒に混合し、撹拌して均一な溶液を
得、且つ濾過することによって製造した。
【００７８】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００７９】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間, 滴速度標準偏差 マイクロ秒) 70 84.90 2.91 140 88.29 4.28 350 98.24 9.02 700 110.74 8.38 1400 117.73 8.23 2100 130.01 9.25 2800 138.17 12.75 3500 146.19 15.40 4200 156.23 16.24 4900 134.08 12.19 5180 134.58 11.99 5460 137.30 10.58 5740 123.01 27.28 6020 73.77 55.24 6300 39.33 48.53 6440 32.24 41.50 6580 30.46 41.16 6720 30.08 35.83 6860 16.12 19.77 7000 12.51 11.42
【００８０】上記デ−タが示すように、中央のビスフェ
ノ−ル -Ａ部分が無いポリエチレンオキシドを含むイン
クは滴速度の均一性又はジッタ−に於ける改良を可能に
しない。これらの値は、本発明の添加剤を含まないイン
クについての前実施例で得られた値に匹敵する。
【００８１】
【比較実施例Ｇ】2.5 重量% の、Buffalo Color,West P
atterson,NY,製黄色染料 Tartrazine FD&C Yellow #5
、15重量% のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporat
ion,Wayne,NJ,製) 、1 重量% のラウリル硫酸ナトリウ
ム( Fisher Scientific,Fair Lawn,NJ, 製) 、81.4 重
量% の脱イオン水及び0.1 重量% の、式 HO(CH2CH2O)n
H(式中、n は約2272である) で表され、100,000 の分子
量を有するポリエチレンオキシド(Union Carbide Corpo
ration,Danbury,CT,製) を含むインク組成物を、室温に
於いて全成分を一緒に混合し、撹拌して均一な溶液を
得、且つ濾過することによって製造した。
【００８２】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００８３】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間, 滴速度標準偏差 マイクロ秒) 70 81.92 4.96 140 87.64 5.97 350 93.65 6.96 700 107.63 6.68 1400 116.95 8.18 2100 124.50 99.81 2800 130.03 10.79 3500 136.76 10.20 4200 143.96 11.02 4900 148.08 11.80 5180 144.48 9.67 5460 137.51 7.97 5740 131.48 7.37 6020 124.43 20.03 6300 113.30 28.09 6440 108.05 26.52 6580 107.08 25.80 6720 111.04 6.21 6860 99.23 29.77 7000 99.71 23.83
【００８４】上記デ−タが示すように、中央のビスフェ
ノ−ル -Ａ部分が無いポリエチレンオキシドを含むイン
クは滴速度の均一性又はジッタ−に於ける改良を可能に
しない。これらの値は、本発明の添加剤を含まないイン
クについての前実施例で得られた値に匹敵する。
【００８５】
【比較実施例Ｈ】2.5 重量% の、Buffalo Color,West P
atterson,NY,製黄色染料 Tartrazine FD&C Yellow #5
、15重量% のシクロヘキシルピロリドン(GAF Corporat
ion,Wayne,NJ,製) 、1 重量% のラウリル硫酸ナトリウ
ム( Fisher Scientific,Fair Lawn,NJ, 製) 、81 重量
% の脱イオン水及び0.5 重量% の、式 HO(CH2CH2O)n H
(式中、n は約2272である) で表され、100,000 の分子
量を有するポリエチレンオキシド(Union Carbide Corpo
ration,Danbury,CT,製) を含むインク組成物を、室温に
於いて全成分を一緒に混合し、撹拌して均一な溶液を
得、且つ濾過することによって製造した。
【００８６】かくして得られたインクを、約 38 ボルト
で印加されたヒ−タ−電圧( インク滴を噴出させるに要
する最小電圧より約 10 % 高い) を有し、300 スポット
/ inを有するジェッティング試験装置( jetting test f
ixture) 中へ組み込んだ。次に、0.5 mm を走行する滴
速度を振動数の関数として測定し、下記の結果を得た。
【００８７】 〔表〕 振動数( ヘルツ) 滴速度( 走行時間, 滴速度標準偏差 マイクロ秒) 70 78.60 3.08 140 79.64 4.12 350 95.58 7.98 700 107.38 7.51 1400 115.97 8.50 2100 118.69 10.34 2800 119.55 10.18 3500 112.81 10.39 4200 103.96 10.58 4900 95.75 9.41 5180 95.38 9.96 5460 92.45 10.99 5740 89.28 10.97 6020 88.23 11.52 6300 84.94 10.59 6440 83.12 11.77 6580 79.98 13.47 6720 76.98 12.02 6860 72.99 13.99 7000 71.07 14.12
【００８８】上記デ−タが示すように、中央のビスフェ
ノ−ル -Ａ部分が無いポリエチレンオキシドを含むイン
クは滴速度の均一性又はジッタ−に於ける改良を可能に
しない。これらの値は、本発明の添加剤を含まないイン
クについての前実施例で得られた値に匹敵する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水性液体ビヒクル、着色剤、及び少なくと
    も約１ppm の量で存在する下記式で表される重合体添加
    剤を含むインク組成物。 【０００１】 【化１】 【０００１】上記式中、Ｒ1 及びＲ2 は水素、1 〜約 8
    個の炭素原子を有するアルキル基及び1〜約 8個の炭素
    原子を有するアルコキシ基からなる群から独立に選ば
    れ、Ｒ3 及びＲ4 は1 〜約 4個の炭素原子を有するアル
    キル基からなる群から独立に選ばれ、且つ x及び yは各
    々が独立に約 100〜約 400の数である。
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