JPH08209051A - アルコール混合物を含有するインクジェット用インク - Google Patents

アルコール混合物を含有するインクジェット用インク

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JPH08209051A
JPH08209051A JP7304164A JP30416495A JPH08209051A JP H08209051 A JPH08209051 A JP H08209051A JP 7304164 A JP7304164 A JP 7304164A JP 30416495 A JP30416495 A JP 30416495A JP H08209051 A JPH08209051 A JP H08209051A
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ink
pigment
alcohol
mixture
water
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JP7304164A
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Keshava A Prasad
ケシヤバ・アーナンド・プラサード
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EIDP Inc
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EI Du Pont de Nemours and Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント特性を低下させることなく、そして
顔料ベースのインクを不安定にすることなく、インクの
乾燥を促進する浸透剤が求められている。 【解決手段】 インクジエットプリンター用のインクは
水;イソプロピルアルコールと、130℃より低い沸点
をもちかつ混合物に対して45〜55ダイン/cmの表面
張力を与える分量で存在する少なくとも1つの溶剤の混
合物との0.5〜3%;および顔料分散物かまたは色
素、から構成されている。顔料分散物は顔料粒子とポリ
マー分散剤とからなるものである。これらの速やかな乾
燥とすぐれた像の鮮明度を示すインクは、保存に安定で
ありかつすぐれたデキャップ特性を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンター用の水性インクに関し、さらに詳細には、像の鮮
明さを失うことなくまた顔料の凝集を招くことなしに速
やかな媒体への浸透を与える助溶剤として、アルコール
混合物を含有する水性のインクジェット用インクに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリントは非衝撃的なま
た非接触的なプリント方法であり、ここでは電気信号が
紙、透明フィルム、プラスチック、金属および布などの
ような各種の基板上に沈着されるインクの小滴を生成す
る。これは各種の基体で、プリントの品質においてそし
て作業速度で極めて有用なものである。これはディジタ
ル方式で制御することができる。これらの理由で、イン
クジェットはマーキングおよびラベル作成のため産業上
広く使用されている。オフィスではパーソナルコンピュ
ーター用の出力に広く利用されている。このことは使い
すてのインクカートリッジをもつ、熱またはバブルジェ
ットのドロップオンデマンド型プリンターにとって特に
そうなのである。これらのプリンターはその高いプリン
ト特性、低コスト、比較的静かな作動およびグラフィク
ス能力(graphics capability)などにより広く受け入
れられている。
【0003】色素および顔料の両者が、インクジェット
プリンター用のインク着色材として用いられている。し
かしながら、色素はいくつかの欠点を有している。それ
らは水溶性であり乾いた後も水溶性のままである。これ
は水にふれると再溶解し、こぼれた水に当たるときにじ
むであろう。また色素像はフエルトペンマーカーでふれ
たとき汚れてしまう。その上、これらは顔料と比べて劣
った光安定性を示し、オフィスの蛍光燈照明の条件下で
すら退色することが知られている。したがって、色素ベ
ースのインクジェット用インクの使用についてはいくつ
かの不便さがあり、その多くは迅速な乾燥時間および大
きな光安定性を要する用途での使用が妨げられることで
ある。
【0004】顔料着色材は色素に比べて改善された耐水
性と耐汚れ特性、および改善された耐光性によりますま
す増加して使用されている。しかしながら、顔料ベース
のインクに対する助溶剤と浸透剤の添加は顔料分散物を
不安定にする傾向がある。そこで、分散物を凝集と沈降
に対し安定とすることができるならば、顔料は色素着色
材の有効な代替物となるのである。インクジェットプリ
ンター用のインク調合は次の3つの競合するファクター
に左右される:(1)乾燥速度、(2)プリント特性、
および(3)信頼性。乾燥速度は処理速度を決定しそれ
故プリントの出来高を決定する。熱インクジェットプリ
ンターの最大欠点の1つは、競合する技法を使用するプ
リンターと比べてその比較的遅いプリント速度である。
最大の障害はインクの乾燥速度である。枚葉紙印刷機(s
heet fed printer)では、インクはこれに接触する次の
シートの前に乾いていなければならず、さもなければイ
ンクはこすれて汚れとなるだろう。
【0005】乾燥は蒸発と浸透の両方で起きるものであ
る。蒸発は溶媒の蒸気圧により決定されるが、浸透はイ
ンクと紙の間の界面的エネルギーとプリント媒体の多孔
性とにより決定される。インクの浸透速度を増大する手
段として浸透剤を使用することは従来から知られてい
る。しかしながら、ブチルカルビトールRのような通常
の浸透剤は顔料分散物を凝集させる傾向があり、インク
ジェット用顔料インクにおける使用は限定されていた。
【0006】プリント特性は測定に際して多少主観的な
ものである。基本的にこれは像の鮮明度または背景の非
像域に対するコントラストである。これは一般的な2つ
のファクターによりコントロールされる: 1) インクの色特性は光学的濃度および色相を決める
色座標、たとえばCIELAB 1976色標準でのL
*、A*およびB*により測定される。黒色インクの場
合は、光学的濃度がこれら2つのファクターでもっとも
重要なものである。
【0007】2) 像の鮮明度を決定する色以外の像特
性は:a)解像性、すなわち単位面積当りのインクのド
ロップ数、b)ドロップ当りの被覆面積、c)ヘリの尖
鋭さ、およびd)付随小滴、サイドペナントまたはフェ
ザリング(feathering)のようなアーティファクトの存
在かまたは不存在などである。最後の現象は重要であ
り、これはインクが紙のせんいを通じて速やかに浸透
し、ぼやけたかまたは毛羽だった像の形成をしばしば起
こすためである。本発明の助溶剤はフェザリングを生成
することなく速やかに浸透することができる。
【0008】1つの重要な信頼性の問題はデキャップま
たはクラフト化時間であり、これはプリント不能になる
ことなくペンを空気にさらしておくことのできる経過時
間として定義される。この他の諸問題は物理的または化
学的変化により生じるインクの安定性、装置の材料との
適合性、熱射出条件の変動に対する強さおよび長期の使
用を通じての安定なドロップ体積などである。これらの
3つのファクターはしばしば互に競合する。たとえば、
乾燥速度を減少するための方法はプリント特性または信
頼性のいずれかに不利に作用する傾向がある。より揮発
性の助溶剤の選定は乾燥時間を減少しようが、またデキ
ャップ時間も減少する傾向がある。より浸透性の溶剤の
選定は乾燥速度を低下させるが、また光学的濃度も下げ
そしてフェザリングを招くこととなろう。さらに着色材
をより多く使用することによる光学的濃度の増大は信頼
性に不利な作用をする。助溶剤は浸透速度の増大に有用
だが、その多くは顔料分散物を不安定としよう。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】したがって、フェザリ
ングによるプリント特性の低下がなくそして顔料ベース
のインクを不安定とすることなしに、インクの乾燥を増
加させる浸透剤に対する必要性が存在するのである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本件出願人は、アルコー
ルのある特定の混合物が浸透速度を増大し、これにより
フェザリングを招き、デキャップ時間を減少し、または
顔料分散物の安定性を減少することなしに乾燥速度を減
少することを見出した。この混合物は顔料の凝集または
沈降、またはノズルの目づまりを生ずることなく、また
色素ベースのインクの調合にとくに有用である。
【0011】そこで、本発明は: (a) 水; (b) イソプロピルアルコールと、130℃より低い沸
点をもちかつ混合物に対して45〜55ダイン/cmの表
面張力を与える分量で存在する少なくとも1つのアルコ
ールとの混合物の0.5〜3%;および (c) 顔料分散物または色素 から構成される水性のインクジェット用インクを提供す
るものである。
【0012】本発明のインクは安定であり、低い粘度を
もち、すぐれたプリント特性を示し、乾燥後すぐれた耐
汚れ性と良好なデキャップまたはクラスト化時間を与え
るものである。これらは連続型、圧電型、ドロップオン
デマンド(drop-on-demand)型および熱またはバブルジ
ェットのドロップオンデマンド型のような、各種のイン
クジェットプリンターで使用することができ、とくに熱
インクジェットプリンターに適している。
【0013】本発明は一般にインクジェットプリンター
中で、そしてとくに熱インクジェットプリンター中で用
いるのに適した、インクジェット用インク組成物を提供
するものである。このインクジェット用インク組成物は
顔料ベースのインクと色素ベースインクの両方を含んで
いる。顔料を添加したインクは水、助溶剤としてのアル
コール混合物および分散物、通常ポリマー分散剤により
安定化されている顔料粒子の水性分散物である顔料分散
物から構成されている。これらのインクは貯蔵中および
プリンター中の両方で、長期にわたって安定である。色
素ベースのインクは水、色素および助溶剤としてのアル
コール混合物から構成されている。インクは個々のイン
クジェットプリンターの要求に対して光安定性、耐汚れ
性、粘度、表面張力、高い光学的濃度、および耐クラス
ト化性などのバランスを与えるよう適合させることがで
きる。
【0014】〔アルコール混合物〕このアルコール混合
物は速やかな浸透性をもち、そのため像の鮮明性に不都
合な作用なしに急速に乾燥する、顔料添加インクジェッ
ト用インクに対する必要性を満たすものである。インク
はまたすぐれた分散物安定性を有している。改善された
乾燥時間と良好なプリント特性との間のバランスを与え
るため低沸点のアルコールが望ましい。最良の結果は8
2℃の沸点をもつイソプロパノールのような、もっとも
低い沸点のアルコールで認められた。しかしながら、イ
ソプロパノールは23.9℃(75°F)の低い引火点
を有し、そして水中3重量%より大きいレベルで141
°より低い引火点(ペンスキーマルテンス、密閉カップ
法)となり、これは船積み規則の下で引火物と認められ
るものである。イソプロピルアルコールを利用しかつ引
火性の問題をさけるために、イソプロピルアルコールは
より沸点が高く低い引火点をもつアルコールと組み合わ
せて用いられる。
【0015】アルコール混合物はイソプロピルアルコー
ルと、130℃より低い沸点をもち、混合物に対して4
5〜55ダイン/cm(好ましくは50〜55ダイン/c
m)の表面張力を与える分量で存在する少なくとも1つ
のアルコールとの混合物である。アルコール混合物の表
面張力がこの範囲外にあるときは、プリント特性を損じ
ることなく乾燥時間を改善するのは達成できない。表面
張力が55ダイン/cmより大きいと乾燥時間は認めがた
いほど長くなり、そして45ダイン/cmより小さい表面
張力ではプリント特性が許容し得ないものとなる。
【0016】130℃より低い沸点をもち、イソプロピ
ルアルコールと組み合わせて用いることのできる有用な
アルコールには、1−プロパノール、2−プロペン−1
−オールなどのような炭素数3のアルコール;1−ブチ
ルアルコール、2−ブチルアルコール、2−メチル−1
−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、2−
メチル−2−プロパノール、2−ブテン−1−オール、
3−ブテン−1−オール、3−ブテン−2−オール、2
−ブチン−1−オール、3−ブチン−1−オール、3−
ブチン−2−オール、シクロブタノールなどのような炭
素数4アルコール;および2−ペンタノール、3−ペン
タノール、1−ペンテン−3−オール、2−ペンテン−
1−オール、3−ペンテン−2−オール、4−ペンテン
−2−オール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチ
ル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3
−メチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プ
ロパノールなどのような炭素数5のアルコールが含まれ
る。
【0017】炭素原子数が5より多いアルコールも、そ
れらが水に可溶性であるかまたは可溶性とすることがで
きるならばまた有用である。有用な炭素数6のアルコー
ルには3−メチル−1−ペンチン−3−オール、2−メ
チル−4−ペンテン−2−オールなどが含まれる。有用
な炭素数7のアルコールには3,4−ジメチル−1−ペ
ンチン−3−オールなどが含まれる。
【0018】0.5%の少量でもアルコール混合物は若
干の効果を有するが、約1.5〜2%が好ましい範囲で
ある。3.0%までは乾燥速度を増大するため使用する
ことができるが、この増大した浸透/乾燥速度はフェザ
リングの増加と分散物安定性の低下に対して均衡しなけ
ればならない。アルコール混合物のさらに高い濃度は劣
化したプリント特性を生じ、同時にさらに低い濃度は不
適切な乾燥時間となろう。
【0019】水とアルコール混合物との組合わせがイン
ク組成物中の大部分の分量で、すなわち、インクの全重
量を基準にほぼ65〜99.89%、好ましくはほぼ8
5〜98.5%の範囲に存在する。インクは普通インク
の全重量を基準に約5%から約95%までの水、好まし
い比率としてはほぼ75%〜約90%の水を含んでい
る。
【0020】〔着色材〕着色材は顔料分散物かまたは色
素とすることができる。顔料分散物の用語は、従来から
この技術分野で知られまたここで用いられたように、顔
料と分散剤との混合物を指している。好ましくは、分散
剤はポリマーの分散剤化合物である。
【0021】色素:水性のインクジェット用インク中で
普通に用いられる色素には、例えば酸性、直接、食用お
よび反応性の各色素が含まれる。色素はインクの全重量
を基準に0.2〜20重量%の分量で存在することがで
きる。
【0022】挙げることのできる有用ないくつかの色素
は:C.I.フードブラック1および2;C.I.アシドブ
ラック7、24、26、48、52、58、60、10
7、109、118、119、131、140、15
5、156および187;C.I.ダイレクトブラック1
7、19、32、38、51、71、74、75、11
2、117、154、163および168;C.I.アシ
ドレッド1、8、17、32、35、37、42、5
7、92、115、119、131、133、134、
154、186、249、254および256;C.I.
ダイレクトレッド37、63、75、79、80、8
3、99、220、224および227;C.I.アシド
バイオレット11、34および75;C.I.ダイレクト
バイオレット47、48、51、90および94;C.
I.リアクティブレッド4、23、24、31および5
6;C.I.アシドブリュー9、29、62、102、1
04、113、117、120、175および183;
C.I.ダイレクトブリユー1、6、8、15、25、7
1、76、78、80、86、90、106、108、
123、163、165、199および226;C.I.
リアクティブブリユー7および13;C.I.アシドイエ
ロー3、17、19、23、25、29、38、49、
59、61および72;C.I.ダイレクトイエロー2
7、28、33、39、58、86、100および14
2;およびC.I.リアクティブイエロー2などである。
【0023】顔料分散物:本発明の好ましい具体化例に
おいて着色材は顔料分散物である。これに加えて、また
は好ましいポリマー分散剤化合物の代わりに、界面活性
化合物を分散剤として使用することができる。これらは
アニオン性、カチオン性、ノニオン性または両性の各界
面活性剤とすることができる。非ポリマー分散剤の詳細
なリストは若干のポリマー分散剤とともに、McCutcheo
n's Functional Materials 1990、北アメリカ版(Manuf
acturing Confection Publishing Co., Glen Rock, N
J)の110〜129頁、分散剤の項中に表示されてい
る。
【0024】本発明の実施のために適したポリマー分散
剤にはAB、BABおよびABCブロックコポリマーが
含まれる。ABまたはBABブロックコポリマー中で、
Aセグメントは疎水性(つまり、水不溶性)ホモポリマ
ーまたはコポリマーで顔料に結び付く働きをし、そして
Bセグメントは親水性(つまり、水溶性)ホモポリマー
またはコポリマー、またはその塩であり水性媒質中に顔
料を分散させる働きをする。かかるポリマー分散剤とそ
の合成法は、1992年2月4日に発行されたMa氏他の
米国特許第5,085,698号中に記述されている。
【0025】好ましいABブロックポリマーはメチルメ
タアクリレート//メチルメタアクリレート/メタアクリ
ル酸(10//5/7.5)、2−エチルヘキシルメタア
クリレート//2−エチルヘキシルメタアクリレート/メ
タアクリル酸(5//5/10)、n−ブチルメタアクリ
レート//n−ブチルメタアクリレート/メタアクリル酸
(10//5/10)、n−ブチルメタアクリレート//メ
タアクリル酸(10//10)、エチルヘキシルメタアク
リレート//メチルメタアクリレート/メタアクリル酸
(5//10/10)、n−ブチルメタアクリレート//2
−ヒドロキシエチルメタアクリレート/メタアクリル酸
(5//10/10)、n−ブチルメタアクリレート//2
−ヒドロキシエチルメタアクリレート/メタアクリル酸
(15//7.5/3)、メチルメタアクリレート//エチ
ルヘキシルメタアクリレート/メタアクリル酸(5//5
/10)、およびブチルメタアクリレート//ブチルメタ
アクリレート/ジメチルアミノエチルメタアクリレート
(5//5/10)である。好ましいBABブロックポリ
マーは:n−ブチルメタアクリレート/メタアクリル酸
//n−ブチルメタアクリレート//n−ブチルメタアクリ
レート/メタアクリル酸(5/10//10//5/1
0)、メチルメタアクリレート/メタアクリル酸//メチ
ルメタアクリレート//メチルメタアクリレート/メタア
クリル酸(5/7.5//10//5/7.5)である。2重
斜線は各ブロック間の区画を示しそして単一斜線はラン
ダムコポリマーを示している。かっこ内の値は各モノマ
ーの重合度を表わしている。
【0026】水性の媒質中にBブロックを可溶性とする
ために、Bブロック中に含まれる酸またはアミノ基のい
ずれかを塩にすることが必要である。酸性モノマーの塩
はモノ−、ジ−、トリ−メチルアミン、モルホリン、n
−メチルモルホリンのような有機塩基;ジメチルエタノ
ールアミン(DMEA)、メチルジエタノールアミン、
モノ−、ジ−およびトリエタノールアミンのようなアル
コールアミン;ピリジン;水酸化アンモニウム;テトラ
メチルアンモニウムヒドロオキサイド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロオキサイドのようなテトラアルキルア
ンモニウム塩;リチウム、ナトリウムおよびカリウムそ
の他のようなアルカリ金属などから選択された反対成分
により作ることができる。好ましい中和剤にはジメチル
エタノールアミンおよび水酸化ナトリウムおよびカリウ
ムが含まれ、熱インクジェットプリンター中で用いられ
るインク用には水酸化カリウムがとくに好ましい。アミ
ノモノマーの塩は酢酸、ギ酸、シュウ酸、ジメチロール
プロピオン酸のような有機酸、塩化物、フッ化物および
臭化物のようなハロゲン類、および硫酸、硝酸、リン
酸、その他のような無機酸などから選択された反対成分
により作ることができる。アミノ基はまたテトラアルキ
ルアンモニウム塩に変えることも可能である。酸基とア
ミノ基の両者を含むポリマーである両性ポリマーは、そ
のまま使用することもできるし、または酸か塩基のいず
れかの添加により中和することもできる。
【0027】顔料分散物を調製する際に有用なABCト
リブロックポリマーは、1993年8月25日に公示さ
れた欧州特許出願0 556 649号中に記述されてい
る。ランダムコポリマーも分散剤として使用することが
できるが、これらはブロックポリマーのように顔料分散
物の安定化に有効ではなく、それで好ましいものではな
い。
【0028】分散物のために有用な顔料は、広く各種の
有機および無機の各顔料の単独または組合わせが含まれ
る。ここで使用した「顔料」の語は不溶性の着色材を意
味している。顔料の粒子はインクジェットプリント装置
を通じて、とくに通常10ミクロンから50ミクロンの
範囲の直径を有する射出ノズルにおいて、インクの自由
な流通ができるために充分に小さいものである。粒子サ
イズはまた顔料分散物の安定性に影響をもち、これはイ
ンクの寿命を通じて重要なものである。微小粒子のブラ
ウン運動は粒子の沈降防止を助長しよう。最高の色強度
のためにも小さな粒子を使用することが望ましい。有用
な粒子サイズの範囲はほぼ0.005〜15ミクロンで
ある。好ましく、顔料の粒子サイズは0.005〜5ミ
クロンの範囲で、もっとも好ましくは0.01〜0.3ミ
クロンまでの範囲である。
【0029】選定された顔料は乾燥状態またはウエット
の状態で使用することができる。たとえば、顔料は普通
水性の媒質中で製造されそして顔料は水で湿ったプレス
ケーキとして得られている。プレスケーキ状で顔料は乾
燥状態におけるほど凝集していない。そこで、水で湿っ
たプレスケーキの形での顔料は、乾燥顔料からインクを
調製するプロセスにおけるほど多くの解凝集を必要とし
ない。本発明の実施に際して用いることのできる、代表
的な市販の乾燥およびプレスケーキ顔料は1992年2
月4日発行の米国特許第5,085,698号中に記述さ
れている。金属または金属酸化物の微細粒子もまた本発
明の実施のために用いることができる。たとえば、金属
および金属酸化物はインクジェット用磁性インクの調製
のため適している。シリカ、アルミナ、チタニア、その
他のような微細粒子酸化物もまた選定することができ
る。さらに、銅、鉄、鋼、アルミニウムおよび合金類の
ような、金属の微粉砕粒子も適切な応用のため選択する
ことができる。
【0030】〔その他の成分〕インクはその他の成分を
含むことができる。たとえば、前記した界面活性剤は、
表面張力を変化させるとともに浸透を最大とするために
用いることができる。しかしながら、それらは顔料添加
インクに対して顔料分散物を不安定とするかも知れな
い。特定の界面活性剤の選択はまたプリントされる基体
媒体のタイプに大いに関連する。適切な界面活性剤は、
プリントに際して用いられる特定の基体について容易に
選択される。水性インク中で、界面活性剤はインクの全
重量を基準に0.01〜5%、好ましくは0.2〜2%の
分量で存在することができる。
【0031】殺菌剤を微生物の生長を抑制するためイン
ク組成物中に使用することができる。DowicidesR(Dow C
hemical, Midland, MI)、NuoseptR(Huls America, In
c., Piscataway, NJ)、OmidinesR(Olin Corp., Cheshi
re, CT)、NopcocidesR(Henkel Corp., Ambler, PA)、
TroysansR(Troy Chemical Corp., Newark, NJ)および
安息香酸ナトリウムなどがこのような殺菌剤の例であ
る。これに加えて、EDTAのような封鎖剤もまた重金
属不純物の不都合な作用を除くために含ませることがで
きる。湿潤剤、粘度調整剤およびアクリル系または非ア
クリル系のその他ポリマーなどのような、その他既知の
各種添加剤もまたインク組成物の種々の特性を改善する
ために添加することができる。
【0032】〔インクの製造〕顔料添加インクは水中で
選定した顔料(1つまたは複数)と分散剤とを前混合す
ることにより製造される。色素の場合には、分散剤が存
在せずまた顔料の解凝集が不溶なことのほか、いくつか
の同じ要件が適用される。色素ベースのインクは分散装
置よりむしろ良く撹拌される容器中で製造される。アル
コール混合物と同じくその他の助溶剤もこの分散に際し
存在することができる。分散段階は水性ミニミル、ボー
ルミル、磨砕機中で行うことができ、または少なくとも
1000psi(70.3kg/cm2)の液体圧力で、液体ジ
ェット相互作用室内の複数ノズルを通じて混合物を流す
ことにより、水性のキャリアー媒体中の顔料粒子の一様
な分散物を作ることもできる。
【0033】顔料添加インクジェット用インクは濃厚液
の形に作ることが一般に望ましい。この濃厚顔料添加イ
ンクジェットインクは、インクジェットプリント系中で
使用するため適切な濃さにその後うすめられる。この方
法は装置からより大量の顔料添加インクの製造を可能と
する。もし顔料添加インクが溶剤中で作られたものなら
ば、適切な濃度を得るためには水と場合によりその他の
溶剤とによってうすめられる。もし顔料分散物が水中で
作られたものならば、所要の濃さの顔料分散物とするに
は追加の水かまたは水溶性の溶剤のいずれかによってう
すめられる。希釈によりインクは個々の利用のための所
要の粘度、色調、色相、飽和濃度、およびプリント被覆
面積に調整される。
【0034】有機性顔料の場合、インクはほぼ30重量
%までの顔料を含むことができるが、一般的に大部分の
熱インクジェットプリントの利用のためには、全インク
組成物のほぼ0.1〜15重量%、好ましくはほぼ0.1
〜8重量%の範囲内である。もし無機顔料が選ばれたな
らば、インクは有機顔料を採用するインクと比べより高
い重量%の顔料を含む傾向であり、無機顔料は有機顔料
よりも一般により大きな比重を有するため、ある場合に
はほぼ75%ぐらいに高くすることができる。
【0035】アクリル系ブロックポリマーは全インク組
成物のほぼ0.1〜30重量%、好ましくはほぼ0.1〜
8重量%の範囲で存在する。もしもポリマーの量が余り
にも高くなるならば、インクの色濃度は許容し得ないも
のとなりまた所要のインク粘度を維持するのが困難とな
ろう。顔料粒子の分散安定性は、アクリル系ブロックコ
ポリマーの存在が不充分であるならば不都合な作用を受
けよう。水プラスアルコール混合物の分量は、有機顔料
が選定されたときはインクの全重量を基準にほぼ70〜
99.8%、好ましくはほぼ94〜99.8%の範囲内で
あり、無機顔料が選定されたときはほぼ25〜99.8
%、好ましくはほぼ70〜99.8%の範囲内であり、
そして色素が選ばれたときは80〜99.8%である。
【0036】界面活性剤、殺菌剤、湿潤剤、封鎖剤、お
よび粘度調整剤などのようなその他の添加剤をインクに
加えることができる。任意に、耐水性および耐汚れ性の
ような特性を改良するために、その他のアクリル系およ
び非アクリル系ポリマーを添加することができる。ジェ
ット速度、液滴の分離長、液滴サイズ、および液流の安
定性は、インクの表面張力および粘度により大きく作用
される。インクジェットプリントシステムで使用するた
め適当な顔料添加インクジェット用インクは、約20ダ
イン/cm〜約70ダイン/cmの範囲、さらに好ましくは
30ダイン/cm〜約70ダイン/cmの範囲内の表面張力
をもつべきである。許容される粘度は20cPより大きく
ないもので、好ましくは約1.0cP〜約10.0cPの範囲
内である。インクは広い範囲の射出条件、すなわち、熱
インクジェットプリント装置では駆動電圧とパルス幅、
ドロップオンデマンド型装置または連続型装置のいずれ
かについては圧電素子の駆動周波数、そしてノズルの形
態とサイズなどに適合する物理的諸特性を有している。
【0037】これらは連続型、圧電ドロップオンデマン
ド型および熱またはバブルジェットのドロップオンデマ
ンド型のような各種のインクジェットプリンターで用い
ることができ、とくに熱インクジェットプリンター中で
使用するのに適している。インクは長期間すぐれた保存
安定性をもち、インクジェット装置中で詰まることがな
い。紙、布片、フィルムなどのような像記録材料上のイ
ンクの定着は迅速かつ適確に行われる。プリントされた
インク像は鮮明な色調、高い濃度、すぐれた耐水性と耐
光性を有している。さらに、インクはこれと接触するイ
ンクジェットプリント装置の部品を腐食することはな
い。
【0038】
【実施例】以下実施例をさらに示すが本発明を限定する
ものではない。インクは以下のように作られる:ポリ
(メタアクリル酸−b−ベンジルメタアクリレート−b
−エトキシトリエチレングリコールメタアクリレー
ト),MAA//BzMA//ETEGMA(13//12//
4)の製造:(注:2重斜線は各ブロック間の区画を示
している。かっこ内の値は各モノマーについての重合度
を表わしている。)
【0039】THF 800ml中の1−メトキシ−1−
トリメチルオキシ−2−メチル−1−プロペン46.5
g(266.5ミリモル)とテトラブチルアンモニウム
m−クロロベンゾエートのアセトニトリル中1.0M溶
液の8.0mlの溶液に対して、トリメチルシリルメタア
クリレート548.4g(619.4ml、3.465モ
ル)を窒素雰囲気下で45分かけてゆっくりと添加し
た。この添加中に温度は26℃から52.3℃に上昇し
た。20分後、温度が38.2℃に下がったときテトラ
ブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート溶液の0.
5mlを添加した。発熱は検知されなかった。
【0040】この反応混合物に対し、ついでモレキュラ
ーシーブ上で乾燥したベンジルメタアクリレートの60
8.4g(602.4ml、3.198モル)を30分でゆ
っくりと添加した。この添加中に温度は50.3℃にま
で上昇した。約30分後に、温度が36℃に下がったと
き、テトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート
の0.5mlを添加し発熱は検知されなかった。この反応
混合物に対して、モレキュラーシーブ上で乾燥したエト
キシトリエチレングリコールメタアクリレートの26
5.7g(265.7ml、1.066モル)をついで20
分かけて添加した。温度は42.2℃に上昇し、この反
応混合物を4時間撹拌した。メタノール400mlでクエ
ンチし一晩撹拌した。揮発性成分を真空下に回転蒸発器
でとり去り、白色の固体1.180gを得た。
【0041】ブロックポリマーMAA//BzMA//ET
EGMA(13//12//4)を使用する顔料分散物の製
造:以下の方法を使用し黒色顔料分散物を製造した: 成 分 分量(g) カーボンブラックピグメントFW18 150 (Degussa Corp., Allendale, NJ) 前記で得られたポリマー(40.5%溶液) 185.2 2−ピロリドン 90 脱イオン水 552.8
【0042】上記各成分をプラスチックビーカー中で、
かたまりやまたは乾いた固形物が認められなくなるまで
機械的撹拌により予備混合した。この混合物をマイクロ
フルーダイザー(Microfluidics Corp., Watham, MA)
中で、約8.000psi(562.5kg/cm2)の液圧下で
5回相互作用室中で通過させることにより分散した。得
られた顔料分散物は、ブルックヘブン社のBI−90粒
子サイズ計で測定して100〜115nmの平均粒子サイ
ズをもつ、顔料濃度15%を有していた。分散物は1ミ
クロンの高効率フィルターバック(3M Filtration Prod
ucts, St. Paul, MN)を通じて濾過した。最終的なpHは
7.8〜8.2であった。
【0043】実施例1 インクの製造:インクは以下の各成分を混合することに
より製造した:
【表1】
【0044】各インクは30〜40ミクロンの抵抗器の
大きさと25〜30ミクロンのオリフィスを有する、熱
インクジェット用のペン中にそれらを入れることにより
テストした。各ペンはプリント区域内に加熱源をもたな
いインクジェットプリンター中にとり付けた。
【0045】最悪の場合の条件を再現するために、各種
のオフィス用紙上に2倍濃度の1.2cm(0.5インチ)
四方の全ページをプリントした。乾燥時間はプリントし
た紙の面上にきれいな紙シートを積み重ね、そして既知
の間隔の時間において未プリント用紙の裏面に転写した
インクの量を評価することにより測定した。転写したイ
ンクの量は0〜4のスケールをベースとした視覚による
汚れ等級に基づいて評価し、ここで0は転写したインク
がなく、4は多量のインクが転写したことを示してい
る。1に等しいかまたはこれより小さい汚れ値は許容で
きるものと考えた。加熱なしで、高濃度プロットの2ペ
ージ/分プリントについて許容し得る乾燥時間は、最悪
の場合の条件(高容積液滴、最悪の用紙と環境)におい
て55秒であった。結果は以下の表2中に示してある。
【0046】
【表2】

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の各成分: (a) 水; (b) イソプロピルアルコールと、130℃より低い沸
    点をもちかつ混合物に対して45〜55ダイン/cmの表
    面張力を与える分量で存在する少なくとも1つのアルコ
    ールとの混合物の0.5〜3%;および (c) 顔料分散物または色素からなる着色材 から構成される水性のインクジェット用インク。
  2. 【請求項2】 顔料と分散剤とからなる顔料分散物を含
    むものである、請求項1に記載の水性インク。
  3. 【請求項3】 分散剤がポリマー分散剤である、請求項
    2に記載のインク組成物。
  4. 【請求項4】 ポリマー分散剤がブロックコポリマーで
    あり、インク組成物はほぼ0.1〜8%の顔料、0.1〜
    8%のブロックコポリマー、および94〜99.8%の
    水およびアルコール混合物(b)から構成されるものであ
    る、請求項3に記載のインク組成物。
  5. 【請求項5】 混合物は少なくとも4個の炭素原子をも
    つ少なくとも1つのアルコールを含むものである、請求
    項1に記載の水性インク。
  6. 【請求項6】 混合物は少なくとも5個の炭素原子をも
    つ少なくとも1つのアルコールを含むものである、請求
    項1に記載の水性インク。
  7. 【請求項7】 ネオペンチルアルコール、n−ブチルア
    ルコール、3−ペンタノールおよび2−ブテン−1−オ
    ールよりなる群から選ばれたアルコールを含むものであ
    る、請求項1に記載の水性インク。
  8. 【請求項8】 着色材が色素であり、インク組成物はほ
    ぼ0.2〜20%の色素、および80〜99.8%の水お
    よびアルコール混合物(b)から構成されるものである、
    請求項1に記載のインク組成物。
  9. 【請求項9】 アルコール混合物はインクのほぼ1.5
    〜2%を構成し、そしておよそ50〜55ダイン/cmの
    表面張力をもつものである、請求項1に記載のインク。
  10. 【請求項10】 着色材が顔料粒子とポリマー性分散剤
    とからなる顔料分散物である、請求項9に記載のイン
    ク。
  11. 【請求項11】 成分(b)はイソプロピルアルコールと
    4または5個の炭素原子をもつ少なくとも1つのアルコ
    ールとの混合物である、請求項10に記載のインク。
JP7304164A 1994-11-23 1995-11-22 アルコール混合物を含有するインクジェット用インク Pending JPH08209051A (ja)

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