JPH1036738A - インキジェット用インキ組成物の製造方法及びインキジェット用インキ組成物 - Google Patents

インキジェット用インキ組成物の製造方法及びインキジェット用インキ組成物

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JPH1036738A
JPH1036738A JP19233396A JP19233396A JPH1036738A JP H1036738 A JPH1036738 A JP H1036738A JP 19233396 A JP19233396 A JP 19233396A JP 19233396 A JP19233396 A JP 19233396A JP H1036738 A JPH1036738 A JP H1036738A
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Takeshi Yadoiwa
武 宿岩
Atsunori Satake
厚則 佐竹
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも顔料と溶媒と顔料分散剤とからな
るインキジェット用インキ組成物の製造方法及びその方
法によって得られたインキジェット用インキ組成物を提
供する。 【解決手段】 少なくとも顔料と溶媒と顔料分散剤とか
らなる溶液を2つのノズル部20,20から同じ加圧加
速力で少なくとも1回対向衝突させた上で合流させ、そ
のときの衝突力によって顔料を粉砕・微粒子化させて分
散させてなる顔料が微粒子化されたインキジェット用組
成物の製造方法であって、上記ノズル部20,20から
合流までの液流路21,21はエネルギー損失を少なく
するために、溶液が流路壁面に衝突しにくくなるように
液流路を湾曲させてなることを特徴とするインキジェッ
ト用インキ組成物の製造方法。上記方法を用いて顔料の
微粒子化を行ったインキジェット用インキ組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも顔料と
溶媒と顔料分散剤とからなるインキジェット用インキ組
成物の製造方法及びその方法によって得られたインキジ
ェット用インキ組成物に関する。
【0002】
【従来技術】インキジェット用のインキは、その機構
上、径の小さなインキ吐出孔を通過するものであり、そ
の部分においての液の乾燥固化には注意を払う必要があ
る。インキジェット用のインキに顔料を用いた場合、染
料インキに較べ、その必要性は大であり、インキ吐出孔
での乾燥固化を回避するために、より顔料の粒径の小さ
い微粒子化されたインキを用いることが望ましいもので
ある。
【0003】従来、インキジェット用インキに用いられ
る顔料の微粒子化は、ビーズミルやサンドミル、ボール
ミル、ロールミル等を用いて行うことが一般的であっ
た。これらのビーズミル、サンドミル、ボールミル等
は、微粒子化するために内部に撹拌用メディアを用いる
ものであるが、使用を重ねるとその交換等のメンテナン
スが必要であった。また、他色の顔料を同一の機械で行
う場合は、その撹拌用メディアを交換しなければなら
ず、色毎に専用のものが必要であった。特に、ロールミ
ルの場合、撹拌用メディアは必要ないが、微粒子化した
い溶液の粘度は高いものである必要があり、また、開放
された状態での操作であるのでそれに用いる溶媒は乾燥
の早いものは使用できないなどの条件を満たさなければ
ならなかった。
【0004】そこで、撹拌用メディアも必要とせず、密
閉状態で微粒子化を行える機械として、マイクロフルイ
ダイザー(マイクロフライディックス社製)やナノマイ
ザー(ナノマイザー社製)等の超高圧分散機が提案され
ており、これらの超高圧分散機を使用したインキジェッ
ト用インキの顔料調整方法等が知られている(特公平8
−30158号公報、特開平8−48898号公報)。
【0005】しかしながら、これらの公報等に開示され
る超高圧分散機においても、高圧高加速の溶液をダイヤ
モンド製の壁に衝突させた後に、溶液同士を衝突させる
機構となっているため、衝突するダイヤモンド壁の損傷
が著しく、定期的な交換やメンテナンスを余儀なくされ
るという課題がある。また、壁面への衝突時のエネルギ
ー損失のため溶液同士の衝突時のエネルギー効率が落ち
てしまうという課題がある。更に、これらの超高圧分散
機は、液を高圧下の状態にするために液流路をかなり絞
ってあり、その最小流路径がφ0.15mm以下と非常に
小さく、それゆえ時間単位の処理能力が少量に限定され
るという不具合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記マイク
ロフルイダイザーやナノマイザー等の超高圧分散機を使
用した場合の従来技術の課題に鑑み、これを解消しよう
とするものであり、エネルギー損失が極めて少なく、か
つ、処理能力も高く、顔料が微粒子化され、液吐出孔で
の乾燥固化しにくいインキジェット用インキ組成物の製
造方法及びその方法によって得られたインキジェット用
インキ組成物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
技術の課題について鋭意検討した結果、特定構造の分散
装置を特定条件下で使用することにより、上記目的のイ
ンキジェット用インキ組成物の製造方法及びその方法に
よって得られたインキジェット用インキ組成物を得るこ
とに成功し、本発明を完成するに至ったのである。
【0008】すなわち、本発明は、下記〜に存す
る。 本発明のインキジェット用インキ組成物の製造方法
は、少なくとも顔料と溶媒と顔料分散剤とからなる溶液
を2つのノズル部から同じ加圧加速力で少なくとも1回
対向衝突させた上で合流させ、そのときの衝突力によっ
て顔料を粉砕・微粒子化させて分散させてなる顔料が微
粒子化されたインキジェット用インキ組成物の製造方法
であって、上記ノズル部から合流までの液流路はエネル
ギー損失を少なくするために、溶液が流路壁面に衝突し
にくくなるように液流路を湾曲させてなることを特徴と
する。 前記ノズル部から合流までの湾曲させた液流路の最
小流路面積が、0.03mm2〜1.0mm2である上記記
載のインキジェット用インキ組成物の製造方法。 上記又はに記載の方法を用いて顔料の微粒子化
を行ったインキジェット用インキ組成物。 溶媒が水である上記記載のインキジェット用イン
キ組成物。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して詳しく説明する。図1〜図3は、本発明の
実施の形態に使用する分散装置の一例を示す図面であ
り、図1は、分散装置の概略基本フロー図、図2は完全
対向衝突のメカニズムを示す概略断面図、図3は図2の
概略斜視図である。
【0010】図中10は、少なくとも顔料と溶媒と顔料
分散剤とからなる溶液(以下、「原料溶液」という)が
充填された原料タンクである。原料溶液は、原料タンク
10から矢印方向に液流路11、分岐液流路12,12
をとおり、分散部13内に導入される。上記分岐液流路
12,12の途中には、油圧発生・制御部14でコント
ロールされた油圧増圧方式の加圧ポンプ15,15によ
り原料溶液は加圧される。なお、16,16…逆止弁で
あり、17,17はエア抜き弁である。
【0011】上記分散部13内に導入された原料溶液
は、分岐液流路18,18に分岐され、夫々のノズル部
20,20に導入される。本実施形態では、図2及び図
3に示すように、夫々のノズル部20,20から同じ加
圧加速力で少なくとも1回粉砕部30の中央部に向けて
加速させて対向衝突させた上で合流させるものである。
上記夫々のノズル部20,20から合流までの液流路2
1,21は、エネルギー損失を少なくするために、溶液
が流路壁面に衝突しにくくなるように液流路を湾曲させ
てなるものである。
【0012】上記夫々のノズル部20,20から合流ま
での液流路21,21は、図2及び図3に示すように、
湾曲されており非球面曲線で形成されているため、原料
溶液が液流路壁面に衝突しにくくなりエネルギー損失は
極めて少なくなるので、該流路の耐摩耗性が極めて高
く、かつ、衝突時まで原料溶液は乱流や渦流を発生する
ことなく層流となっているので、確実な衝突効果が得ら
れることとなる。また、上記粉砕部30内での完全対向
衝突を2回(2パス)以上行う場合は、図1に示すよう
に、三方向弁31を制御することにより粉砕・微粒子化
した原料溶液を原料タンク10に戻すことにより、完全
対向衝突が繰り返し行われることとなる。
【0013】上記夫々のノズル部20,20から合流ま
での湾曲させた液流路21,21の最小流路である流出
口22,22の面積は、0.03mm2〜1.0mm2、好ま
しくは、0.05mm2〜0.8mm2であることが望まし
い。最小流路面積が、0.03mm2未満であると、分散
・粉砕する物質がψ0.1mm以下でなければ、スムー
ズな送液が行われず、そのために、前処理としての予備
分散が必要となる場合が多々あり、また、ψ0.15m
m以上の粒子が混在する場合も予備分散が必要となる。
また、最小流路面積が、1.0mm2超過では、流路内で
送液に乱流が起こりやすくなって、対向衝突のエネルギ
ーが損失されることとなり、好ましくない。従来の超高
圧分散機では、壁面に衝突させてから原料溶液が衝突さ
せたものであり、しかも、液を高圧下の状態にするため
に液流路をかなり絞ってあり、その最小流路径がφ0.
15mm以下と非常に小さかったが、本発明では、上記夫
々のノズル部20,20から合流までの液流路21,2
1は、上述の如く、非球面曲線で形成されているため、
原料溶液が液流路壁面に衝突しにくくなりエネルギー損
失は極めて少なく、かつ、完全対向衝突時まで原料溶液
は乱流や渦流を発生することなく層流となっているの
で、十分な流速が得られることとなる。従って、従来の
マイクロフルイダイザーやナノマイザー等の超高圧分散
機よりも最小流路面積を、0.2mm2以上(〜1.0m
m2)に設定でき、これにより処理能力も格段に(2倍以
上)高くなり、生産性も優れたものとなる。
【0014】また、上記夫々のノズル部20,20から
の加圧は、200〜4000kgf/cm2であること
が好ましく、その加圧による衝突圧は200kgf/cm2
以上のものであることが好ましい。上記加圧が、200
kgf/cm2未満であると、充分な分散・粉砕能力が得ら
れず、また、4000kgf/cm2超過では、その圧力に
耐えうるための流路系の確保が困難となり、好ましくな
い。
【0015】本発明で使用できる分散装置としては、溶
液が流路壁面に衝突しにくくなるようにノズル部から合
流(完全対向衝突)までの液流路を湾曲させてなるもの
であればよく、例えば、アルティマイザー(スギノマシ
ン社製)などが使用される。
【0016】本発明で用いる原料溶液中の顔料の量は、
重量比で1〜20%、好ましくは、2〜10%の範囲で
用いるものとする。顔料の量が、重量比で1%未満であ
ると、濃度が薄いため粒子どうしの衝突回数が減るため
効率がおちることとなり、また、重量比で20%超過で
は、対向衝突時に直接粒子がどうしが衝突せず、一度衝
突してエネルギーを損失したものと当たる粒子の割合が
増すこととなり、そのため、分散、粉砕の効率がおちる
こととなり、好ましくない。顔料としては、例えば、
C.I.ピグメントブラック7、C.I.ピグメントイ
エロー1、C.I.ピグメントイエロー2、C.I.ピ
グメントイエロー3、C.I.ピグメントレッド5、
C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッ
ド12、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメ
ントブルー2、C.I.ピグメントブルー3等が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
【0017】本発明で用いる原料溶液中の顔料分散剤の
量は、重量比で顔料1に対して0.1〜0.8、好まし
くは、0.1〜0.5の割合で用いるものであり、2種
類以上の混合でもよい。顔料分散剤の量が、重量比で顔
料1に対して0.1未満であると、充分な分散には不足
となり、また、重量比で顔料1に対して0.8超過で
は、粘度増加の原因となり、好ましくない。顔料分散剤
としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチ
レンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ビニル樹脂等が挙げられるが、顔料に対する分
散能力をもつものであればよく、特にはこれらに限られ
るものではない。
【0018】本発明で用いる原料溶液中の溶媒の量は、
重量比で40〜95%の範囲で用いるものとし、1種も
しくは2種以上の混合物とする。溶媒としては、例え
ば、水(精製水)、酢酸エチル、エチルアルコール、グ
リセリン等が挙げられ、好ましくは、液流路内のシール
用パッキンに膨潤などの悪影響を与えない面から水(精
製水)が用いられる。また、溶媒を2種以上の混合の場
合は、本発明における分散方法で分散した後に添加して
もよい。
【0019】本発明では、更に、必要に応じてpH調整
剤、防腐剤、防錆剤、体質顔料、粘度調整剤、分散剤等
を添加してもよい。また、これらは本発明における方法
で分散した後にデスパなどにより撹拌混合してもよい。
【0020】本発明によって得られる、少なくとも顔料
と溶媒と顔料分散剤とからなるインキジェット用インキ
組成物は、撹拌用メディアを用いずに分散液として得ら
れるものであり、顔料の平均粒子径は0.2μm以下に
調製することができ、インキジェット用インキとして必
要な微粒子化されたものとなる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
【0022】実施例1 精製水69.5部、エチルアルコール5部、エチレング
リコール10部、スチレンアクリル酸アンモニウム塩5
部、トリエタノールアミン0.4部、ベンゾトリアゾー
ル0.1部よりなる溶液を撹拌しながら、カーボンブラ
ックMCF−88〔三菱化成(株)製〕10部を加え、
添加後30分間撹拌した。これによって得られた溶液
を、アルティマイザー〔スギノマシン社製〕を用い、1
500kgf/cm2の圧力で3パスさせた。
【0023】次いで、その溶液を濾過することにより粗
大粒子を取り除いた溶液を、ガラス瓶に取って50℃の
高温槽に保存したところ、3ケ月経過後においても沈降
やゲル化などの状態はみられず、良好な分散液を得るこ
とができた。また、得られた溶液をインキジェットプリ
ンター(ヒューレットパッカード社製)に搭載してPP
C用紙に印字したところ、ノズルの目詰まりもなく、良
好な印字を得ることができた。
【0024】実施例2 精製水69.5部、エチルアルコール10部、グリセリ
ン5部、スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩10
部、トリエタノールアミン0.4部、ベンゾトリアゾー
ル0.1部よりなる溶液を撹拌しながら、フタロシアニ
ンブルー Chromoline Blue 4965〔大日本精化
(株)製〕10部を加え、添加後30分間撹拌した。こ
れによって得られた溶液を、アルティマイザー〔スギノ
マシン社製〕を用い、1500kgf/cm2の圧力で3パス
させた。
【0025】次いで、その溶液を濾過することにより粗
大粒子を取り除いた溶液を、ガラス瓶に取って50℃の
高温槽に保存したところ、3ケ月経過後においても沈降
やゲル化などの状態はみられず、良好な分散液を得るこ
とができた。また、得られた溶液をインキジェットプリ
ンター(ヒューレットパッカード社製)に搭載してPP
C用紙に印字したところ、ノズルの目詰まりもなく、良
好な印字を得ることができた。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、処理能力も格段に高く
なり、生産性も優れたインキジェット用インキ組成物の
製造方法が提供され、また、得られたインキジェット用
インキ組成物は、顔料が微粒子化された分散性が良好な
ものであり、しかも、液吐出孔での乾燥固化もしにくい
ものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を示す分散装置の概略基本フロー
図である。
【図2】本発明の完全対向衝突のメカニズムの一例を示
す概略断面図である。
【図3】図2の概略斜視図である。
【符号の説明】
10 原料タンク 18,18 分岐液流路 20,20 ノズル部 21,21 液流路 22,22 流出口

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも顔料と溶媒と顔料分散剤とか
    らなる溶液を2つのノズル部から同じ加圧加速力で少な
    くとも1回対向衝突させた上で合流させ、そのときの衝
    突力によって顔料を粉砕・微粒子化させて分散させてな
    る顔料が微粒子化されたインキジェット用インキ組成物
    の製造方法であって、上記ノズル部から合流までの液流
    路はエネルギー損失を少なくするために、溶液が流路壁
    面に衝突しにくくなるように液流路を湾曲させてなるこ
    とを特徴とするインキジェット用インキ組成物の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記ノズル部から合流までの湾曲させた
    液流路の最小流路面積が、0.03mm2〜1.0mm2であ
    る請求項1記載のインキジェット用インキ組成物の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の方法を用いて顔
    料の微粒子化を行ったインキジェット用インキ組成物。
  4. 【請求項4】 溶媒が水である請求項3記載のインキジ
    ェット用インキ組成物。
JP19233396A 1996-07-22 1996-07-22 インキジェット用インキ組成物の製造方法及びインキジェット用インキ組成物 Withdrawn JPH1036738A (ja)

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