JPH04501128A - ピグメントを含むインクジエツト用インクを作るための改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発　明　の　名　称 ピグメントを含むインクジェット 用インクを作るための改良方法 発明の分野 本発明のピグメントを含むインクジェット用インクを作るための改良方法に関す る。さらに詳細に、本発明は高解像性のピグメントを含むインクジェット用イン クを迅速に作るための方法に関するものである。

発明の背景 インク−ジェット印刷は、一様なインク小滴の列をレイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ ）の不安定性により発生させることによる、ノンインパクトまたは無接触印刷法 としてしばしば分類されている。これらのインク小滴はついで文字および図形を 作るため紙上に直射される。

インク−ジェットプリンターには多くの変形が存在しているが、２種類の動作方 式のものだけが広（検討されているものと思われる。

第１の動作方式のものは液滴デマンド型としてしられているもので、ここでイン クの小滴は必要の都度発生され、〜３厘秒−１の速度をもつインク小滴の流れを 作るよう２０〜８０ＩＩｍのオリフィスから放出される。液滴デマンド型におい ては、インク小滴をオリフィスを通して押し出す蒸気の泡が作られる熱気泡形成 によるか、あるいはオリフィスを通るインクを結晶の振動数に等しい微細な小滴 に分割させる、高周波で振動するピエゾ結晶によるかのいずれかによりインク小 滴が作られる。この小滴は紙上に文字を作るために書き込みヘッドにより正しい 経路が指定される。

第２の動作方式のものは同期インク−ジェット印刷として知られているもので、 ここでインク小滴は連続的に作られている。これは〜２０麓秒弓の速度をもつ小 滴の流れ（毎秒１０６個）を作るように、超音波的に細分されたジェットを〜３ 　Ｘ　１０’Ｐａに加圧することにより行われる。

文字を作るために用いられるインク小滴は誘導的に帯電され、そして紙上の特定 の場所に向けて高圧の電場で偏向させられる。帯電しなかった小滴は電場を未偏 向で通過し、といの中に捕えられそして流体回路を通じて再利用される。

インクジェット印刷システムで用いるのに適したインクは、一様な液滴分散期間 、液滴の速度、および同期インクジェット印刷では所定の操作条件下の液滴帯電 性などを示すべきである。慣用のインクジェット用インクは色素（ｄｙｅ（ｓ） ）　、ポリマー、溶解化剤、キレート剤および殺菌剤などを含む複雑な多成分系 のものである。

色素を含む水性のインクの使用ではい（つかの欠点で悩まされている。色素はピ グメントと比べたとき色調の範囲およびその選択が限定されている。このことは 色再現が制限されることになる。さらに色素はピグメントはど光と水に対して丈 夫ではない。色素はまた未加工のモして粗面の紙中ににじむ傾向がある。これの 拡がる程度は使用する紙に関係している。そこで、色素をもとにしたインクで使 用できる紙の範囲は限られている。これに加えて紙上の文字像の色間のにじみに よる像解像性の損失がある。

水可溶性色素からの製造に制限があるために、ピグメントをベースにしたインク の研究が行われた。ピグメントをベースとしたインクは光と水に対して丈夫であ り、また広い範囲の紙に使用することができるけれども、沈澱をしないでかつ印 刷系のオリフィスをつまらせないよう充分に小さな粒子を得ることはまだ甚だ困 難である。

オリフィスは広い範囲の操作条件、例えば、温度と湿度に対して開口したままで いなければならない。

ピグメントベースのインクジェット用インクを作るための一般的な方法は、イン クジェット用の各成分を互に混合し、ついでボールミル、ホモミキサー、サンド ミルまたはロールミルのような、既知の分散装置によって混合しかつ磨砕するの である。１９８６年３月２４日に公開された日本国特許出願公開第６１−５７． ６６９号と、１９８６年６月３０日公開の同第６１−１６８．６７７号では、こ れらの一般的方法を用いるピグメントベースのインクの調製を述べている。

米国特許第４．５９７．７９４号では、疎水性と親水性の画構成部分をもつポリ マーを含んだ水性分散メジウム中に、微細粒子のピグメントを分散することによ り作ったピグメントを含むインクジェット用インクを説明している。

各成分は前記の標準的方法を用いて作られている。

ピグメントを含むインクジェット用インクを作るために用いる慣用の方法による 問題のうちの１つは、これらが甚だ時間を要することである。標準的な磨砕法に より作られるピグメント分散物は、一般的に充分に小さな粒子サイズを与えるも のではな（、また充分安定ではないものと思われる。従って、プリント系中に入 れたとき、インク粒子はインクジェット装置のプリントヘッド中にある小さなノ スルをつまらせる塊りとなる傾向がある。

ピグメントを含むインクジェット用のインクで、このインクが実質的に減少され た凝集物を含み、そのためインクはインクジェットプリント系のノズルをつまら せず、また解膠されたインクは保存および使用中に再凝集しないようなものを、 迅速に作りうる方法が必要とされている。

図面の簡単な説明 第１図は、約１．０１ｘｉｏ”の拡大率で撮影した乾燥カーボンブラックピグメ ント（モグールーＬ■、カボット社製）の電子顕微鏡写真であり、乾燥ピグメン ト粒子の実質的な凝集物が示されている。凝集物は１μをゆうに越すもので、あ る場合にはサイズが１０μを越している。

第２図は、約５．２０Ｘ１０’の拡大率で撮影した実施例８の解膠した黒のイン クジェット用インクの電子顕微鏡写真であり、本発明による解膠は凝集の程度を 実質的に減少させていることが示されている。

第３図は、約５．２０ＸＩ０４の拡大率で撮影したカーボンブラックピグメント （モグールーし＠、カボット社製）の電子顕微鏡写真である。凝集物を構成する サブミクロンサイズの個々のピグメント粒子が示されている。

発明の概要 本発明により、ピグメントを含むインクジェット用インクを作るために： （ａ）ピグメントを含むインク混合物を形成するため、分散剤メジアム（ｄｉｓ ｐｅｒｓａｎｔ　ｍｅｄｉｕｍ）中で少なくとも１つのピグメントと少な（とも １つのピグメント分散剤（ｐｉｇｍｅｎｔ　ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ）とを混合し 、ここでピグメントは混合物の全重量を基準に６０重量％までの量に存在するも であり；そして （ｂ）分散剤メジアム中の実質的に均一なピグメント粒子分散物を作るために、 このピグメントを含むインク混合物を、少なくとも１０００ｐｓｉの液体圧力で 液体ジェット相互作用室内に、少なくとも複数のノズルを通じて通過させること により、このピグメントを含むインク混合物を解膠する、 ことからなる方法が提供される。

発明の詳細な説明 本発明方法の工程（ｂ）で有用な液体相互作用室をもつ装置は、マイクロフライ ディクス社により作られているマイクロフライダイザ−■である。この形式の装 置は、１９８５年８月６日付でＣｏｏｋ氏他に対して発行された、米国特許第４ ．５３３．２５４号中に述べられており、この記載を参考に挙げてお（。液体ジ ェット相互作用室の各種の具体例はこの中で第３〜４欄と第２〜９図、第６欄第 ５５行〜第８欄第３２行；第１０〜１３図、第８欄第３３行〜第９欄第４２行； および第１４〜２０図、第９欄第４３行〜第１０欄第４３行：第１４〜２０図中 に示された具体例の改良は第２２〜２４図、第１０１１１第５９行〜第１１欄第 ２０行に示されており、これらを参考に挙げてお（。この装置は２種類の液体流 の正確に決められた配置、例えば、マイクロチャンネル中での力学的相互作用に よる、ファインエマルジョン、マイクロエマルジョン、分散物、などの調製に用 いられている。せまいサイズ分布をもつファインエマルジョンは、その分散相の 小滴サイズが実質的に１＋ｍ以下であるようなものと定義されている。

１９８７年３月２７日に出願され特許された、出願人イー・アイ・デュポン社の 米国特許出願第０７／　０３０．９９３号には、静電液体現像液の製造に際して 、固体樹脂粒子のサイズを減少させるのに液体ジェット相互作用室を使用するこ とが示されている。この固体樹脂粒子はその中に分散された固体ピグメント粒子 を含んでいる。

この発明者等は、ピグメントを含むインクジェット用インクの調製に際して、ピ グメントを含むインク混合物の解膠に液体ジェット相互作用室の使用については 知っていない。

解膠とは非常に小さなピグメント粒子の凝集の程度が実質的に減少されることを 意味している。本発明の方法により、ピグメントを含むインク混合物は、少なく とも１０００ｐｓｉの液体圧力で、液体ジェット相互作用室内の少なくとも複数 のノズルを通して、これを通過させることにより解膠される。凝集の程度が実質 的に減少されるだけではなく、分散剤メジアム中のピグメント粒子の実質的に均 一な分散物が作られる。

ピグメント粒子の凝集の程度が実質的に減少されることを示すため、走査電子顕 微鏡写真をフィリップス社のモデル５０５走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した 。電圧は２０ｋＶである。各写真には底部に１μに相当するスケールを入れであ る。

第１図は、カーボンブラックピグメント（モグールーＬ■、カポット社製）の走 査電子顕微鏡写真である。倍率は約１．０１　Ｘ　１０’である。写真底部のス ケールによれば、凝集ピグメント粒子は極めて大きく、大部分のこれら凝集物は サイズが１μをゆうに越すものである。

第２図は、実施例８で述べたようにして解膠した黒のインクジェット用インクの 走査電子顕微鏡写真である。

拡大率は約５．２０Ｘ１０’である。写真底部のスケールによれば、凝集の程度 は実質的に減少されている。残留している凝集物はどれもサイズが１μ以下のも のである。

第３図は、第１図で用いたものと同じピグメントの走査電子顕微鏡写真である。

第１図と第３図の違いは拡大率で、第１図で拡大率は約１．０１　ｘ　ｉｏ’で あり、第３図では約５．２０Ｘ１０’である。第３図では個々のピグメント粒子 を見ることができるようピグメント粒子凝集物のクローズアップが示されている 。第３図と第２図とを比べると、解膠前（第３図）と解膠後（第２図）のピグメ ント粒子の究極的なサイズは実質的に変っていないことが示される。

装置の液体ジェット相互作用室は以下のように構成されている： （ａ）ピグメントを含むインク混合物の複数のシートを圧力下に放出するように 配置されている、伸長したオリフィスを備えた液中に没している複数のノズルで 、このノズルは共通の液体ジェット相互作用前線に沿って、このシートの撹乱ジ ェット作用を起こすように配置されており、そしてこのシートは液体によって満 たされた低圧域中に前記ノズルにより放出されて、この低圧域中の混合物と低圧 域中に放出されたシートとにより本質的に形成されかつ画定された共通の境界に 沿って、撹乱ジェット相互作用をさらに発生させるものである液中に没した複数 のノズルと： （ｂ）撹乱ジェット相互作用を起こさせる液体系の低圧域を与えるように配置さ れたジェット相互作用室画定手段と： （Ｃ）ノズルに対して圧力下に混合物を供給するための導入チャンネル手段と； そして （ｄ）低圧域から分散物の形でピグメントを含むインク混合物をとり出すための 手段。

少な（とも１０００ｐｓｉ（６，８９Ｘ１０’＆ｇ／＊、　ｓｅｃ”）　、例え ば、１ＱＱｐｓｉ　（６，８９ｘ　１０’Ｊ１９／Ｉｔ、　ｓｅｃ”）　〜２０ ．０ＯＯｐｓｉ　（１３，７８Ｘ１０’＆９／　ｍ、　ｓｅｃりの圧力で運転さ れる前記の装置は、方法の工程（ｂ）に用いられるばかりでな（、混合工程（ａ ）にも同様に使用することができる。

本発明の実施のためには、有機および無機の広い範囲のピグメントを用いること ができる。ここで用いているピグメントの用語は不溶性の着色材を意味している 。本発明は１つのピグメントを使用することには限定されない。本発明の実施に は、１つのピグメントまたは数種ピグメントの組み合わせを使用することができ る。

ピグメントは乾燥状でもまたその他の形ででも用いることができる。例えば、ピ グメントは通常水系の媒体中で作られ、生成するピグメントは水で湿ったプレス ケーキ状として得られている。プレスケーキ状で、ピグメントは乾燥状態で凝集 しているほど凝集はしない。そこで、水で湿ったプレスケーキ状のピグメントは 乾燥ピグメントはど多くの解膠を必要としない。

ピグメントの例にはモナストラル■ブルー〇（Ｃ，Ｉピグメントブルー１５、Ｃ ，１，Ｎｏ、７４１６０）　、）ル・ｆジンレッドＹ（Ｃ，１，ピグメントレッ ド３）、キンド［Ｆ］マゼンタ（ピグメントレッド１２２）、インド［Ｆ］ブリ リアントスカーレット（ピグメントレッド１２３、Ｃ，１，Ｎｏ、７１１４５） 　、）ルイジンレッドＢ（Ｃ，１，ピグメントレッド３）、ワッチュング■レッ ドＢ（Ｃ，１，ピグメントレッド４８）、パーマネントルーピンＦ　６　Ｂ　１ ３−１７３１（ピグメントレッド１８４）、ハンザ［Ｆ］イエロ（ピグメントイ エロ９８）、ダラマール■イエロ（ピグメントイエロ７４、Ｃ９１，Ｎｏ、１１ ７４１）　、）ルイジンイエロＧ（Ｃ，１，ピグメントイエロ１）、モナストラ ル［Ｆ］ブルーＢ　（Ｃ，Ｉ、ピグメントブルー１５）、モナストラル［Ｆ］グ リーンＢ（Ｃ，１，ピグメントグリーン７）、ビグメントスカーレット（Ｃ，１ ，ピグメントレッド６０）、アラリックブラウン（Ｃ，１，ピグメントブラウン ６）、モナストラル■グリーンＧ（ピグメントグリーン７）、カーボンブラック 、カボットモグールしくピグメントブラック、Ｃ，１，Ｎｏ。

７７２６６）　、およびスターリングＭＳ　Ｎ７７４　（ピグメントブラック７ 、Ｃ，Ｉ、　Ｎｏ、　７７２６６）などが含まれる。

水で湿ったプレスケーキの形で用いることのできるピグメントの例にはホイコフ タルブルーＢＴ−５８５−Ｐ、モナストラル■ブルーＧ（Ｃ，１，ピグメントブ ルー１５、Ｃ，１，Ｎｏ。

７４１６０）　、トルイジンレッドＹ（Ｃ，Ｉ、ピグメントレッド３）、キンド ［Ｆ］マゼンタ（ピグメントレッド１２２）　、マゼンタＲＶ−６８３１プレス ケーキ（モーベイ化学）、インド■ブリリアントスカーレット（ピグメントレッ ド１２３、Ｃ９Ｉ。

ＮＯ，７１１４５）　、トルイジンレッドＢ　（Ｃ，Ｉ、ピグメントレッド３） 、ワッチュング■レッドＢ（Ｃ，Ｉ、ピグメント１ノツト４８）、パーマネント ルーピンＦ　６　Ｂ　１３−１７３１　（ピグメントレッド１８４）　、ハンザ ［Ｆ］イエロ（ピグメントイエロ９８）、ゲラマール■イエロＹＴ−８３９−Ｐ 　（ピグメントイエロ７４、Ｃ，１，Ｎｏ、１１７４１）　、）ルイジンイエロ Ｇ　（Ｃ，１，ピグメントイエロ１）、モナストラル■ブルーＢ　（Ｃ，１，ピ グメントブルー１５）、モナストラル■グリーンＢ（Ｃ，１，ピグメントグリー ン７）、ビグメントスカーレット（Ｃ，１，ピグメントレッド６０）、アラリッ クブラウン（Ｃ，Ｉ、ピグメントブラウン６）、モナストラル■グリーンＧ（ピ グメントグリーン７）などが含まれる。カーボンブラックのような黒色ピグメン トは、水性プレスケーキの形では普通入手できない。

微細な粒子状の金属または金属酸化物を本発明の実施のため使用することができ る。金属と金属酸化物は磁性のインクジェット用インクの調製に適している。微 細粒子サイズの酸化物、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、などの好ましく 　０．５ｐｍもしくはこれ以下の程度のものを用いることができる。さらに、微 細に粉砕した金属粒子、例えば、銅、鉄、鋼鉄、アルミニウムおよび合金類など も本発明の範囲内に入るものである。

使用されるピグメントまたはピグメントの組み合わせたものの分量は、装置中を インク混合物が自由に流れることのできる程度のものである。この分量は約６０ ％ピグメントまで高くできると考えられる。好ましく、ピグメント量は約０．１ 〜約３０％、もっとも好ましくは約０．１〜約１０％である。この％は混合物の 全重量を基準にした重量によるものである。

ピグメント粒子の安定性を助長するため少なくとも１つのピグメント分散剤が用 いられる。適当な分散剤または分散剤の組み合わせの選定は、ピグメント、分散 剤メジアム、および分散剤またはその組み合わせが得られるピグメント混合物の 粘度と表面張力とにどのように影響するかなどと関係する。いま１つの観点はピ グメントを含むインク混合物を作るのに用いられる方法である。本発明の実施を 特定の分散剤または分散剤の組み合わせに限定するものではないが、ダニニル社 のデイスパースーアイドＷ−２２、Ｗ−２８のようなアニオン／ノニオン界面活 性剤、および／またはロームアンドハース社製のタモールＳＮのようなポリマー 性のピグメント分散剤が、良好に動作することに認められた。

ジェットの速度、小滴が分離する期間、液滴のサイズおよび流れの安定性などは 、インクの粘度と表面張力とにより著るしく影響される。インクジェットプリン ト系で使用するのに適したピグメントを含むインクジェット用インクは、約２０ ダイン／ｃｍ〜７０ダイン／　ｃｍの範囲、そしてさらに好ましくは３０ダイン ７ｃｍ〜５０ダイン／ｃｍの範囲の表面張力をもつべきである。許容しうる粘度 は約１゜Ｏｃｐ〜約５．　Ｏｃｐの範囲内である。本発明の方法は広い範囲の粘 度と表面張力を有するインクジェット用インクを作るのに使用できることを理解 するべきである。

分散剤メジアムの用語はキャリアー液体を指すもので、これは水、または水と少 なくとも１つの水溶性有機溶剤との混合物とすることができる。適当な混合物の 選定は表面張力、粘度、用いられているピグメント分散剤、ピグメントを含むイ ンクジェット用インクの乾燥時間、およびインクでプリントされる紙のタイプな どのような多くの因子に関連する。水溶性有機溶剤の代表的な例には以下のもの が含まれる：メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、 イソ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、５ｅＣ−ブチルアルコール 、ｔ−ブチルアルコール、イソ−ブチルアルコール、フルフリルアルコール、テ トラハイドロフルフリルアルコール、などのアルコール類；アセトン、メチルエ チルケトン、ジアセトンアルコール、などのケトン類もしくはアルコール類：モ ノエタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミンなどのような アルカノールアミン類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、などの ようなアミド類；テトラハイドロフラン、ジオキサン、などのようなエーテル類 ：エチルアセテート、エチルラクテート、エチレンカーボネート、プロピレンカ ーボネート、などのようなエステル類：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、テトラエチレングリコ ール、ポリエチレングリコール、グリセロール、！、２．６−ヘキサンドリオー ル、チオジグリコール、などのようなポリハイドリックアルコール類；エチレン グリコールモノ−メチル（または−エチル）エーテル、ジエチレングリコールモ ノ−メチル（または−エチル）エーテル、プロピレングリコールモノ−メチル（ または−エチル）エーテル、トリエチレングリコールモノ−メチル（または−エ チル）エーテル、ジエチレングリコールジ−メチル（または−エチル）エーテル 、などのようなアルキレングリコールから導かれた低級アルキルモノ−またはジ −エーテル類：ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３−ジメチル− ２−イミダゾリジノン、などのような窒素を含む環状化合物などである。

水とエチレングリコールのようなポリハイドリックアルコールとの混合物が分散 剤メジアムに好適である。水とエチレングリコールとの混合物の場合、分散剤メ ジアムは約３０％の水と７０％のエチレングリコールから、約９０％の水と約１ ０％のエチレングリコールまでのどこかを通常含んでいる。好ましい比率は６０ ％水と４０％エチレングリコールから、約８０％水と２０％エチレングリコール までのどこかである。この％は分散剤メジアムの全重量を基準の重量によるもの である。

本発明の工程（ａ）は当業者に知られているどのような方法によってでも行うこ とができる。これは液体ジェット相互作用室をもつ装置の利用に限定されず、混 合するためのその他の各種装置、例えば、超音波による撹拌、混合、手による混 合、撹拌機を備えた装置のような混合磨砕または配合装置：磨砕機、ボールミル 、撹拌機を備えたチャールズアンドサン社製のスベコミルのような振動ミル、な どを使用することができる。

つぎに、得られる混合物は解膠される。例えば、方法の１つの具体例では、工程 （ａ）の混合と解膠とは前記のタイプの液体ジェット相互作用室を少なくとも１ つもつ装置中で行われる。方法の第２の具体例においては、混合工程（ａ）は磨 砕機中で行われ、そして必要な工程（ｂ）は液体ジェット相互作用室を少なくと も１つもつ装置中′Ｃ行われる。ピグメントを含むインク混合物の解膠は、既知 のピグメントを含むインクジェット用インクの製造法におけるよりも、はるかに 速やかに比較的短時間に達成できることが認められた。液体ジェット相互作用室 を少なくとも１つ、例えば、２個を直列にもつ既知の装置は、５０ガロン（１９ ０１り　／分までの容量を有している。ピグメントを含むインクジェット用イン クを作るための平均的な時間は、作られるインクの分量と使用される装置の大き さに関連して変り、０，１ガロン（０，３８１）　／分から５０ガロン（１，９ ０１）　／分までの割合で装置の通過当りに作られこの間で変動する。もちろん 、装置の通過をくり返すことによりさらに長い解膠期間とすることもできるが一 般にこれは必要がない。

実施例の最後に示した第１表に、磨砕機を使用してインクジェット用インクを作 るのと比べ、本発明の方法の利用でいかに速やかにピグメントを含むインクジェ ット用インクを作ることができるかを示しである。

解膠後得られるインクは分散剤メジアム中のピグメント粒子の実質的に均一な分 散物を含んでいる。各実施例で見られるように、本発明により作られたピグメン トを含むインクジェット用インクを入れたプリント系から作ったプリントは、は とんどにじみやかすれがない優れた品質を有している。

粒子サイズを測るための種々の装置が知られている。

このような装置の１つはブルックヘブン粒子ザ、イズ計Ｂ１−８０型である。こ の装置はレーザー光の９０″散乱の自己相関解析を用いている。この解析に際し て散乱の変動が検出され、粒子対時間の間の散乱の関連が数学的に解析され、そ してこれを指数的の減衰に当てはめでいる。

この減衰の速度は粒子サイズの１関数である。この装置は５０人・−５μの範囲 の粒子直径を測定することができ、装置の供給者はプルックヘブン計器会社であ る。

測定方法は、測ろうとする粒子試料のうずめたものをプラスチック製の試料ホル ダー中に入れ１．ついでこれを装置中に収容する。本発明の場合、粒子は水／エ チレングリコール（６０／　４０）混合物中に懸濁させ、３０秒間超音波処理を した。試料の希釈は、光に対してこれがミルク状の透明な外観が認められる程度 とした。測定に際して用いた条件は、温度２５℃、ダストカットオフ２０、粘度 １、３７ｃｐ、屈折率１．３３．２０００サイクルで測定などである。

解析結果は粒子サイズ中間値と多分散性（分布の幅）の値も得られる。

平均粒子サイズを測定するためのいま１つの計器は、マルベルン社により製造さ れているマルベルン３６００Ｅ粒子サイズ計で、これは平均粒子サイズを測るた めに撹拌中の試料のレーザー回折光散乱を使用している。これらの各計器は平均 粒子サイズを測るのに異なる方法を使用しているから測定値も相違する。この装 置は約０．５〜約５６０μの範囲の粒子直径を測定できる。

ピグメントを含むインクジェット用インクは濃厚な形に作成し、インクジェット プリント系に使うために適した濃さにうすめることができるようにするのが望ま しい。

これによりピグメントを含むインク混合物を大量とすることができる。

ピグメントを含むインク混合物はインクジェットプリント系に使用する前に、イ ンクの色度、色相、彩度、濃度およびピグメントを含むインクジェット用インク をインクジェットプリント系に使用したときの、プリント域被覆性などを調整す るために希釈することができる。どのような液体または液体の組み合わせも、そ れらが分散剤メジアムと両立するかぎり希釈剤として使用することができる。好 ましくは、追加的の分散剤メジアムが希釈剤として用いられる。濃厚なピグメン トを含むインク混合物が希釈される時期は重要なものではない。これは解膠工程 （ｂ）の前または後のいずれででも行うことができる。インクジェットプリント 系で使用される、インクジェット用インク中のピグメント粒子の最終的な濃度は 約０．１％〜約１０％の間、ぎｈに好ましくは０．１〜５，０％の間とすべきで ある。このパーセントは混合物の全重量を基準の重量によるものである。

ピグメントを含むインクジェット用インクに殺菌剤、湿潤剤、キレート剤、およ び／または当業者に知られている粘度調整剤、などの添加剤を含めた処方とする ことも本発明の範囲内のものである。添加剤または添加剤の組み合わせの選定は 、選ばれる添加剤または添加剤等の界面的特性に支配される。

実施例 以下の各実施例でパーセントと部とは重量によって示すが、発明を限定するもの ではない。

以下の各実施例中で用いた液体ジェット相互作用室をもつ装置は、標準的な相互 作用室とバックプレッシュアモジュール（ＨＩＯ−Ｈ２Ｏ）およびバックフラッ シュシステムを備えた、マイクロフライダイザ−０Ｍ−１１０型（マイクロフラ イディックス社製）である。このマイクロフライダイザ−［Ｆ］は約０．１ガロ ン（０，３８／）　／分の流量を有している。平均粒子サイズはマルベルン３６ ００粒子すイズ計（マルベルン社製）またはプルックヘブン粒子すイズ計Ｂ１− ９０型により測定した。時にはホリバＣＡＰＡ−５００遠心粒子解析器（面積に よる）も使用した。

対照例　１ ユニオンプロセス社製のユニオンプロセスＩＳ磨砕機中に以下の各成分を入れた ： 成　分　分量　（９） （ホイバッハ社製） ダニエルＷ　−２２１２５，０ （ダニエル社製） 蒸留水　６２５．０ エチレンゲルコール　４１６．７ （ジエー・チー・ベーカー化学社製） 各成分は直径０．１８７５インチ（４，７６ｍｍ）のステンレス鋼のボールとと もに、２３０ｒｐｍのローター速度で１５．５時間磨砕した。粉砕媒体をとり除 き、インクは蒸留水５００ｇとエチレンゲルコール３３３．３ｇとにより固体分 ２０％に希釈した。

磨砕後にインクの粘度はマイクロフライダイザ−［Ｆ］によって作られたインク よりも著しく高かった。インクは＃１２０メツシュのスクリーンを通して濾過し た。マルベルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測った粒子サイズは０．６μであっ た。ブルックヘブンで測定した粒子サイズは０．１８μであった。表面張力は４ ８．２ダイン／ｃＩｌで粘度は３７．６ｃｐであった。粘度がインクジェット印 刷に受け入れられる範囲外であったため、このインクのテストはしなかった。

対照例　２ ユニオンプロセス社製のユニオンプロセス■Ｓ磨砕機中に以下の成分を入れた： 成　分　分量　（ｇ） 蒸留水　６２５．０ 各成分を１８．５時間磨砕した以外対照例１のようにしてインクを作った。イン クは効果的に磨砕をするのには余りにも粘性であり、そのため蒸留水５００ｇと エチレンゲルコール３３３．３ｇとで固体分２０％に希釈して磨砕をつづけた。

合わせて２３時間の磨砕後もインクはなお甚だしく粘性であり、ダニエルＷ−２ ２をさらに１２５ｇ加えそして蒸留水３８４９とエチレンゲルコール２６０ｇと でインクを希釈した。

合計４２時間の磨砕後インクから粉砕媒体をとり除いた。

マルベルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測った粒子サイズは１．８μであった。

粘度がインクジェット印刷に受け入れられる範囲外であったため、このインクの テストは行わユニオンプロセスＩＳ磨砕機（ユニオンプロセス社製）中に以下の 各成分を入れた： 成　分　分量　（９） 蒸留水　１４２．５ 各成分は直径０．１８７５インチ（４，７６ｍｍ）のステンレス鋼のボールとと もにローター速度２３０ｒｐｍで２時間磨砕した。

粉砕媒体は＃１２０メツシュのスクリーンを通して濾過することによりとり除い た。マルベルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測った粒子サイズは１．５μであっ た。このインクを空のインクジェット用の筒中につめ、ヒューレ・ソトノく・ソ カード社製のシンクジェットプリンター中に入れた。プリンターを１時間連続的 に運転し、シンクジエツト紙および標準的な事務用ボンド紙の両コート紙上に、 甚だわずかなインクの出によるかすれた像が得られた。この試験でジェットオリ フィスはつまりはしなかったが、インクを２４時間放置後に若干の沈降が見られ た。

実施例　１ 以下の各成分を撹拌して混合した： 成　分　分量　（９） 蒸留水　３００．００ 得られるインクは５％のピグメントを含んでいる。インクはピグメント粒子を解 膠するために、８０００ｐｓｉで作動しているマイクロフライダイザ−■１１０ 型（マイクロフライディック社製）に４回通過させた。最終の平均粒子サイズは マルベルン３６００Ｅ粒子サイズ計（マルベルン計器社製）で測って１．０μ、 プルツクヘブンの粒子サイズ計で測って０．２１μであった。得られたインクの 表面張力は、フィッシャーサーフエイステンショメート２１型に６ｃｍのリング を用いたもので測って３６．７ダイン／ｃｍであった。

インクの粘度はボーリン粘度計を６０ｒｐ璽のスピンドル速度としたもので測っ て３．５ｃｐであった。このインクをさらに希釈することなく粗面と平滑面の用 紙（シンクジェットプリンター用ＨＰ紙とプレインウェル社のオフセットエナメ ル紙３号、６０ボンドテスト）上に、ヒユーレットパラカード社のシンクジェッ トプリンターによりプリントし、優れたプリントの品質のノズルのつまりがほと んどない結果を得た。プリントされた文字は、はとんどにじみやかすれのない優 れたドツト品質のものであった。

この実施例はバブルジェットプリントヘッドによるイエロインクの優れた画質と 、表面張力が低められたピグメント分散物とを示している。

実施例　２ 以下の各成分を撹拌して混合した： （モーベイ化学社製） マゼンタピグメントＲ−６７１３１３，４４（モーベイ化学社製） ダニエルデイスバースーアイドＷ−２２６，７２（ダニエル社製） 蒸留水　３００．００ エチレングリコール　２００．００ （ジェー・チー・ベーカー化学社製） インク混合物は、上記のピグメントの変更と以下に記載する変更の他は実施例１ のようにして調製した。５％のピグメントを含むインク混合物は、ピグメント粒 子を解膠するために、８０００ｐｓｉで作動しているマイクロフライダイザ−［ Ｆ］１１０型（マイクロフライディック社製）中を２０分間再循環させた。最終 の平均粒子サイズはマルベルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測って１．３μ、プ ルックヘブン型の粒子サイズ計で測って０．１３μであった。得られたインク混 合物の表面張力は４２．２ダイン／ｃＩ１１そしてインクの粘度は３．８ｃｐで あった。このインクをさらに希釈することなく粗面と平滑面の用紙（シンクジェ ットプリンター用１’（Ｐ紙とプレインウェル社のオフセットエナメル紙３号、 ６０ポンド）上の、ヒユーレットバラカード社のシンクジェットプリンターによ りプリントし、優れたプリント品質とノズルのっまりがほとんどないという結果 を得た。プリントされた文字は、はとんどにじみゃかすれのない優れたドツト品 質のものであった。この実施例はバブルジェットプリントヘッドによるマゼンタ インクの優れた画質と、表面張力が低められたピグメント分散物を示している。

これはまた色調整のため２種のピグメントを混合することを示している。

実施例　３ 以下の各成分を撹拌して混合した： （ホイバッハ社製） ダニエルデイスバースーアイドＷ−２２６，７２（ダニエル社製） 蒸留水　３００．００ エチレングリコール　２００．００ （ジエー・チー・ベーカー化学社製） このインクは、上記のピグメントの変更と以下に記載の変更の他は実施例１のよ うにして作った。５％のピグメントを含むインクはピグメント粒子を解膠するた めに、８０００ｐｓｉで作動しているマイクロフライダイザ−０ｌ１ｏ型（マイ クロフライディック社製）中を１０分間再循環させた。解膠前の平均粒子サイズ はマルベルンで測定して１１．７１ｚであった。平均粒子サイズは解膠後マルベ ルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測って０．６μ、そしてプルックヘブン型粒子 すイズ討で測って０，１０μであった。得られたインクの表面張力は４３．８ダ イン／ｃｍ、粘度は３．６ｃｐであった。このインクをさらに希釈することなく 粗面と平滑面の用紙（シンクジェットプリンター用ＨＰ紙とプレインウェル社の オフセットエナメル紙３号、６０ポンド）上に、ヒユーレットパラカード社のシ ンクジェットプリンターによりプリントし、優れたプリント品質とノズルのつま りがほとんどないという結果を得た。プリントされた文字は、はとんどにじみや かすれのない優れたドツト品質のものであった。この実施例はバブルジェットプ リントヘッドによるシアンインクの優れた画質と表面張力の低められたピグメン ト分散物を示している。

実施例　４ 以下の各成分を撹拌して混合した： （カボット社製） 蒸留水　３００．００ このインクは、上記のピグメントの変更と以下に記載する変更の他は実施例１の ようにして作った。５％のピグメントを含むインクはピグメント粒子を解膠する ために、８０００ｐｓｉで作動しているマイクロフライダイザ−０１１０型（マ イクロフライディクス社製）中を４回通過させた。解膠前平均粒子サイズはマル ベルンで測って７３μであった。平均粒子サイズは解膠後マルベルン３６００　 Ｅ粒子サイズ計で測って０．６μ、プルツクヘブンで測って０．２０μであった 。得られたインクの表面張力は４１．４ダイン／（：ｌｌ、インクの粘度は３． ３ｃｐであった。このインクをさらに希釈することなく粗面と平滑面の用紙（シ ンクジエツトプリンター用ＵＰ紙とプレインウェル社のオフセ・ントエナメル紙 ３号、６０ポンド）上に、ヒューレ・ソトノくツカード社のシンクジェットプリ ンターによりプリントし、優れたプリント品質とノズルのつまりがほとんどない という結果を得た。プリントされた文字は、にじみやかすれのほとんどない優れ たドツト品質のものであった。この実施例はバブルジェットプリントヘッドによ る黒インクの優れた画質と、表面張力の低められたピグメント分散物を示してい る。

実施例　５ 以下の各成分を撹拌して混合した： 成　分　分量　（９） 蒸留水　１０５６ エチレングリコール　２６４ （ジェー・・チー　・ベーカー化学社製）このインクは、上記の成分の変更と以 下に記載する変更の他は実施例１のようにして作った。１０％のピグメントを含 むインク混合物は、ピグメント粒子を解膠するために８０００ｐｓｉで作動して いるマイクロフライダイザ−０１１０型（マイクロフライディクス社製）中を４ 回通過させた。ついでインクは５μのフィルターを通してか遇した。

解膠後の平均粒子サイズはマルベルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測って０．８ μであった。得られたインク混合物の表面張力は６８ダイン／ｃｍ、インク混合 物の粘度は１．９ｃｐであった。このインクはエチレングリコールの４０％水溶 液でピグメント濃度５％と２．５％とに希釈し、モして粗面と塗布加工面の用紙 （モービン２２００オフイスコピヤー用紙とゼロックス４０２０プリンタ一用紙 ）上に、ゼロックス４０２０４色プリンターを用い１０％、５％および２．５％ ピグメントでプリントしほとんどノズルのつまりのない結果を得た。プリントさ れたべた部のイエロ濃度は３種のいずれの濃度でも優れたものであった。プリン トされた画質は塗布加工された紙では優れたものであったが、未加工の用紙上で は表面張力が極めて高いことにより不均一なべた部とにじみとが示された。プリ ントは優れた画質を示し、また標準的な色素ベースで着色されたインクと比べて 、かすれと色調間にじみとが減少しているのが示された。この実施例は４色イメ ージング用のピエゾジェットプリントヘッドによるイエロインクの優れた画質を 示し、またピグメント分散剤が表面張力に影響しないことを示している。

実施例　６ 以下の各成分を撹拌して混合した： 蒸留水　１０５に のインクは、上記の成分の変更と以下に記載する変更の他は実施例１のようにし て作った。１０％のピグメントを含むインク混合物は、ピグメント粒子を解膠す るために８０００ｐｓｉで作動しているマイクロフライダイザ−■１１０型（マ スクロフライディクス社製）中を５回通過させた。ついでインクは５μのフィル ターを通して濾過した。

解膠後の平均粒子サイズはマルベルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測って１．２ μであった。得られたインクの表面張力は６８ダイン／ｃｍ、インクの粘度は１ ．９ｃｐである。このインクはエチレングリコールの４０％水溶液でピグメント 濃度を５％と２．５％とに希釈し、モして粗面と塗布加工面の用紙（モービン２ ２００オフイスコビヤー用紙とゼロックス４０２０プリンタ一用紙）上に、ゼロ ックス４０２０４色プリンターを用いて１０％、５％および２．５％ピグメント でプリントし、はとんどノズルのつまりかない結果を得た。

プリントされたマゼンタのべた部は３種のすべてのこさで優れた濃度を示したが 、５％と１０％とでは濁った赤味となる飽和しすぎになった。プリントされた画 質は塗布加工紙では優れたものであったが、未加工紙上では表面張力が極めて高 いことによりべた部の不均一とにじみとが示された。プリントは優れたドツトの 品質を示し、また標準的の色素ベースで着色されているインクと比べて、かすれ と色調間にじみとが減少しているのが示された。

この実施例は４色イメージング用のピエゾジェットプリントヘッドによるマゼン タインクの優れた画質を示し、またピグメント分散剤が表面張力に影響しないこ とを示以下の各成分を撹拌して混合した： 成　分　分量　（ｇ） 蒸留水　５６３．２ このインクは、上記の成分の変更と以下に記載する変更の他は実施例１のように して作った。１０％のピグメントを含むインク混合物は、ピグメント粒子を解膠 するために８０００ｐｓｉで作動しているマイクロフライダイザ−０１１０型（ マイクロフライディクス社製）中を４回通過させた。ついでインクは５μのフィ ルターを通して濾過した。

解膠後の平均粒子サイズはマルベルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測って０．６ μであった。得られたインクの表面張力は６８ダイン／ｃ　ｍ　、インクの粘度 は１．９ｃｐであった。このインクはエチレングリコールの４０％水溶液でピグ メント濃度を５％と２．５％とに希釈し、そして粗面と塗布加工面の用紙（モー ビン２２０ｏオフイスコビヤー用紙とゼロックス４０２０プリンタ一用紙）上に 、ゼロックス４０２０４色プリンターを用いて１０％、５％および２．５％ピグ メントでプリントし、はとんどノズルのつまりかない結果を得た。

プリントされたアガー（ａｇａｒ）のべた部は３種のすべてのこさで優れた濃度 を示したが、１０％のインクは色調が飽和しすぎであった。プリントされた画質 は加工紙では優れたものであったが、未加工紙上では表面張力が極めて高いこと によりべた部の不均一とにじみとが示された。

プリントは優れたドツト品質を示し、また標準的の色素ベースで着色されている インクと比べて、かすれと色調間のにじみとが減少しているのが示された。この 実施例は４色イメージング用のピエゾジェットプリントヘッドによるシアンイン クの優れた画質を示し、またピグメント分散剤が表面張力に影響しないことを示 している。

実施例　８ 以下の各成分を撹拌して混合した： （カボット社製） タモールＳＮ　３０ （ロームアンドハース社製） 蒸留水　１０５に のインクは、上記の成分の変更と以下に記載する変更の他は実施例１のようにし て作った。１０％のピグメントを含むインク混合物は、ピグメント粒子を解膠す るために８０００ｐｓｉで作動し”Ｃいるマイクロフライダイザ−ｏＩＩＯ型（ マイクロフライディクス製）中を４回通過させた。

ついでインクは５μのフィルターを通して濾過した。解膠後の平均粒子サイズは マルベルン３６００　Ｅ粒子サイズ計で測フて０．６μであった。得られたイン クの表面張力は６８ダイン／Ｃ１ｌ、インクの粘度は１．９ｃｐであった。この インクはエチレングリコールの４０％水溶液でピグメント濃度を５％と２．５％ とに希釈し、モして粗面と塗布加工面の用紙（モービン２２００オフイスコビヤ ー用紙とゼロックス４０２０プリンタ一用紙）上に、ゼロックス４色プリンター を用いて１０％、５％および２．５％ピグメントでプリントし、はとんどノズル のつまりかない結果を得た。プリントされた黒のべた部は３種のすべてのこさで 良好な濃度を示した。プリントされた画質は加工紙上では優れていたが、未加工 紙上では表面張力が極めて高いことによりべた部の不均一とにじみとが示された 。プリントは優れたドツト品質を示し、また標準的の色素ベースで着色されてい るインクと比べて、かすれと色調間のにじみとが減少しているのが示された。こ の実施例は４色イメージング用のピエゾジェットプリントヘッドによる黒インク の優れた画質を示し、またピグメント分散剤が表面張力に影響しないことを示し ている。

第１表 対照例１　使用　９３０　９５５ 対照例２　使用　２５２０　２５５５ 対照例３　使用　１２０　＝１３５ 実施例１　使　用　６１８ 実施例２　使　用　２０３５ 実施例３　使　用　１０２２ 実施例４　使　用　６１８ 実施例５　使　用　１６４３ 実施例６　使　用　２１５１ 実施例７　使　用　９３２ 実施例８　使　用　１６４２ ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）分散剤メジアム中で少なくとも１つのピグメントと少なくとも１つの ピグメント分散剤とを混合して、ピグメントを含むインク混合物を形成させ、こ こでピグメントは混合物の全量量を基準に６０重量％までの量に存在するもので あり；そして （ｂ）このピグメントを含むインク混合物を、少なくとも１０００ｐｓｉの液体 圧力で液体ジエット相互作用室内に、少なくとも複数のノズルを通じて通過させ ることにより、このピグメントを含むインク混合物を解膠させて分散剤メジアム 中の実質的に均一なピグメント粒子分散物を作る ことからなるピグメントを含むインクジエット用インクを作るための方法。 ２）工程（ａ）の混合の際１０％を超える分量のピグメントが存在するとき、ピ グメントを含むインクは混合物の全量量を基準に０．１〜１０重量％の範囲にピ グメントを含むインクとするために、分散剤メジアムと相溶性の少なくとも１つ の液体により希釈され、この希釈は工程（ｂ）の解膠の前または後のいずれかに 行われるものである、請求項１に記載の方法。 ３）分散剤が界面活性剤およびポリマー性のピグメント分散剤からなる群より選 ばれるものである、請求項１に記載の方法。 ４）分散剤メジアムが水と少なくとも１つの水溶性有機溶剤との混合物である、 請求項１に記載の方法。 ５）液体ジエット相互作用室が、 （ａ）ピグメントを含むインク混合物の複数のうすいシートを圧力下に放出する ように配置された、伸長したオリフィスを備えた液中に没しているノズルであっ て、このノズルは共通の液体ジエット相互作用前線に沿ってシートの撹乱ジエッ ト作用を起こすように配置されており、そしてこのシートは液体により満たされ た低圧域内に前記ノズルにより放出され、この低圧域中の混合物と低圧域内に放 出されたシートとにより、本質的に形成されかつ画定される共通の境界に沿って 、撹乱ジエット相互作用をさらに発生させるものである、液中に没した複数のノ ズルと； （ｂ）ノズルに対して低圧を与えるため配置されたジエット相互作用室画定手段 と；そして （ｃ）ノズルに対して圧力下に混合物を供給するための導入経路手段と；そして （ｄ）低圧域から分散物の形のピグメントを含むインク混合物をとり出すための 手段 の組み合わせからなるものである、請求項１に記載の方法。 ６）ピグメントを含むインクが分散剤メジアムによって希釈されるものである、 請求項２に記載の方法。 ７）工程（ａ）における混合が少なくとも１０００ｐｓｉの液体圧力で液体ジエ ット相互作用室中で行われるものである、請求項１に記載の方法。 ８）液体ジエット相互作用室が、 （ａ）ピグメントを含むインク混合物の複数のうすいシートを圧力下に放出する ように配置された、伸長したオリフィスを備えた液中に没しているノズルであっ て、このノズルは共通の液体ジエット相互作用前線に沿ってシートの撹乱ジエッ ト作用を起こすように配置されており、そしてこのシートは液体により満たされ た低圧域内に前記ノズルにより放出され、この低圧域中の混合物と低圧域内に放 出されたシートとにより、本質的に形成されかつ画定される共通の境界に沿って 、撹乱ジエット作用をさらに発生させるものである、液中に没した複数のノズル と； （ｂ）ノズルに対して低圧を与えるため配置されたジエット相互作用室画定手段 と：そして （ｃ）ノズルに対して圧力下に混合物を供給するための導入経路手段と；そして （ｄ）低圧域から分散物の形のピグメントを含むインク混合物をとり出すための 手段 の組み合わせからなるものである、請求項７に記載の方法。 ９）インクの表面張力が約２０ダイン／ｃｍから約７０ダイン／ｃｍの範囲内の ものである、請求項１に記載の方法。 １０）インクの粘度が約１．０ｃｐから約５．０ｃｐの範囲内のものである、請 求項１に記載の方法。 １１）インク混合物が殺菌剤、浪湿潤、キレート剤、および粘度調整剤などより なる群から選ばれた少なくとも１つの添加剤を含むものである、請求項１に記載 の方法。