JPH0830157B2 - インキ組成物 - Google Patents
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Description
ット印刷装置に有用な特定のインキ組成物及びその調整
方法に関する。本発明の1実施態様では、選択した溶剤
には溶解性であるが水には実質的に不溶性である染料か
ら成る水性インキ組成物が提供される。好ましい実施例
では、インキ組成物は、水とスルホラン(Sulforane)
を含む特定の有機溶剤と上記の溶剤には溶解性であるが
水には実質的に不溶性である酒精溶染料とから成る。本
発明のインキ組成物は、優れた耐水性等の、以下に述べ
る改善された特性を有する外に、米国特許第4,243,994
号、同第4,325,735号及び同第4,396,429号に見られ、ま
た、英国特許公報第2,007,162号及び同第2,060,499号に
開示されるように、インキがバブルの注入を可能にする
沸騰温度に加熱されるサーマルインキジェットやバブル
ジェットを含む種々の像形成及び印刷方法に有用であ
る。
れており、一般的には水溶性染料を含んでいる。例え
ば、米国特許第3,846,141号に開示されているように、
水溶性染料の水性溶剤と保湿剤とを含むインキジェット
印刷に有用なインキ組成物が知られており、保湿剤は、
ポリエチレングリコールとジエチレングリコールの低級
アルキルエーテルとグリコールから成るグループから選
択された少なくとも1つの化合物と、低級アルコキシト
リグリコールとの混合物で成る。上記米国特許に開示さ
れた保湿剤系は、プリンタが非動作状態にあるときのよ
うなプリンタの停止中にある間に、オリフィスすなわち
ノズルの印刷インキがその先端部で乾いてしまうのを実
質的に防止あるいは最少にする。この米国特許は更に、
ジェット印刷の基本像形成技術は加圧インキ供給源に接
続された1つ若しくはそれ以上のインキジェット組立体
の使用を含んでいることを開示している。各インキジェ
ットには、普通0.0024インチ(約58ミクロン)の直径の
大変小さなオリフィスが設けられ、これが、33〜75KHz
の速度で均一な液滴の連続的な流れを発射ために、磁気
抵抗性圧電手段によって付勢される。この液滴流れが、
例えば、紙のような移動中のウェブ表面に向けられ、電
子文字発生器から送られたビデオ信号に応答しまた静電
偏向装置に応答して印刷文字を形成するよう制御され
る。
組成物を開示しており、更に詳しくは、液体記録組成物
が液滴の形態で小さいオリフィスから噴射される記録装
置に使用される液体組成物を開示している。この米国特
許の開示によれば、記録用液体組成物は、その第3欄第
30行から始まる一般式(A)の化合物、あるいは組成物
が第4欄第28行に見られる染料化合物として参照される
第3欄第47行から始まる一般式(B)の化合物で成る。
多くの染料の例が、例えば、第4欄第28行から始まって
第42欄にまで続いている。また、この米国特許の第43欄
第29行から始まる記載では、水と一緒にキャリヤ組成物
として有用な水溶性有機溶剤の例が開示されており、そ
の溶剤は、アルキレン部分に2〜6炭素原子を含んだア
ルキレングリコールを含んでおり、更に、第44欄第8行
からの記載において、液体現像剤の特性が、第44欄第22
行に見られるように、1,3−ジメチル−2−イミダゾリ
ジノンの如き窒素を含む化合物を有する添加剤を添加す
ることによって改善される。同じような内容の文献とし
ては、米国特許第4,395,287号、同第4,395,288号、第4,
396,429号がある。しかしながら、これらの特許には、
酒精溶染料を含むインキ組成物に関して、不揮発性有機
染料における溶解性が水より高く、主として水の蒸発の
ために生ずるインキの目詰まりを防止するという点につ
いては何も教示していない。従って、本発明のインキの
場合、インキジェットの目詰まりは避けられ、また、特
に、例えば、酒精溶染料に固有の低い水溶性すなわち不
溶解性のため、それ以外の利点も達成される。すなわ
ち、酒精溶染料は、例えば、代表的な水溶性酸性染料と
直接染料とが選択されたインキに比較して耐水性特性が
改善される。更に、酒精溶染料を有する本発明のインキ
組成物は、上記インキ中に多量の、例えば80%までの有
機相溶剤の存在を可能にし、普通の透明材料に相当に親
和し得るようにする。
の染料及び酸素吸収剤を含むインキジェット組成物を開
示している。同様に、他の米国特許第4,196,007号は、
インキジェット印刷組成物が、水溶性染料の水性溶剤
と、少なくとも1つの水溶性不飽和化合物から成る保湿
剤とを含む点を開示している。更に、米国特許第4,267,
088号は、マーキングインキとして特に有用なコーチン
グを開示しており、該インキは、エピクロロヒドロン−
変成ポリエチレンイミン及びエチレン酸化物変成ポリエ
チレンイミンから選択されている。他の関係する文献と
しては、米国特許第4,101,329号、同第4,290,072号、同
第4,383,859号、同第4,235,773号、同第4,279,814号、
同第4,443,371号、同第4,286,989号、同第4,299,630
号、同第4,167,393号、同第3,864,296号、同第4,238,23
4号、同第3,234,025号、同第4,520,143号、同第3,920,8
55号、同第4,182,612号が挙げられる。
水溶性染料と分子当たり7以上の窒素原子を含むポリア
ミンとから成る改善された耐水性を有するインキ組成物
を開示している。特に、この米国特許には、少なくとも
1つの水溶性染料と、約0.5〜10重量%の濃度の分子当
たり7以上の窒素原子を含むポリアミンとを含み、且つ
8以上のpH値のインキ組成物が示されている。この米国
特許の第1欄第61行からの記載では、好ましいポリアミ
ンは、メチルまたはハイドロキシエチル基のいずれかで
置換された第1アミン基の水素を含んでいる。選択され
た完全に置換されたポリアミンの例は、上記米国特許の
第2欄第40行からの記載を参照されたい。
物及びその製造方法”である米国特許第4,659,382号公
報には、ヒドロキシ化したポリエチレンイミン、染料及
び水を含有するインキ組成物が開示されており、該内容
の全てがここに含められる。より具体的には、前記特許
には、多量の水、ヒドロキシエチル化したポリエチレン
イミンポリマーと染料から成るインキ組成物が開示さ
れ、ここで、該ポリマーには、約65〜80%のヒドロキシ
エチル基が導入されている。さらに、発明の名称が“耐
水性インキ組成物”である米国特許第4,664,708号公報
の開示の全てがここに含まれるが、この特許には高安定
性発色団が共有結合的に結合した水溶性ポリマーを含有
するポリマー染料および水を含有するインキ組成物が開
示されている。特に、この特許には、水溶性ポリマーと
反応生染料との反応生成物を含有するポリマー染料およ
び多量の水を含有するインキ組成物が開示されている。
いるが、別のインキ組成物及びその製造方法への要望が
引き続き存在している。とくに、優れた耐水性を有する
インキ組成物が要望されており、ここで、例えば、選択
された染料が沈澱として形成されるよりも溶液のなかに
保持され、それによって、インキジェットノズルの目詰
まりを引き起こす。また、優れた色濃度を有するインキ
組成物についての要望があり、ここで、例えば、選択さ
れた染料の量を減少でき、例えば、先行技術に記載の直
接染料では約3〜5%使用するのに比べて、ある条件下
では、本発明のインキではほんの約1%の染料を必要と
するといったことである。さらに、耐水性が約80%以上
であるインキ組成物についての要望がある。又、本発明
のインキは、受入可能な粘度パラメーター、適切な表面
張力、とくに黒インキに関して優れた色濃度を含む望ま
しい特性を有し、該インキはインキ組成物中に染料分子
を保持でき、それによって、沈澱やインキジェットノズ
ルの望ましくない目詰まりを防止することができる。本
発明のインキが有する他の重要な特性には、永久的な透
明画を形成できること及びインキ組成物に含まれる水の
蒸発後の溶解性を含むインキの継続した溶解を可能にす
ることが含まれる。
インキ組成物を提供することである。
提供することである。
キ組成物を提供することである。
可溶の酒精染料(該染料は水に実質的に不溶性の染料で
ある)を永久的に組成物中に含有するインキ組成物を提
供することである。
解像度を有する黒インキ組成物及びカラーインキ組成物
を提供することである。
料とスルホラン(登録商標、Sulfolane)溶媒を含有す
る水性インキ組成物を提供することである。
することである。
ェット法を含むインキジェットプリント法に特に有用な
インキ組成物を提供することである。
を含有し、かつ高い表面張力と低い粘度とを有するイン
キ組成物を提供することである。
mであり、かつ本発明のインキ組成物から水が蒸発する
前の粘度が約2〜約6センチポイズであり、水が蒸発し
た後の粘度が約12〜約20センチポイズであるインキ組成
物を提供することである。
のコーティングをその上に有する基体を含む透明体を提
供するることである。
含有する有機溶剤からなるジェット印刷用インキ組成物
により達成される。さらに具体的には、一実施態様にお
いて本発明のインキ組成物は、水、有機溶剤(スルホラ
ン 類(Sulfolanes )を含めて)、イミダゾリドン及
びある種の尿素類;ならびに前記有機溶剤には可溶性で
あるが水には実質的に不溶性の染料から構成される。
の水と;約10〜約90重量%の有機溶剤テトラメチレンス
ルホン(スルホラン として市販されている)と;ブラ
ック、シアン、マゼンタ、ブラウン及びイエロー成分、
もしくはこれらの混合物から選ばれる、約0.5〜約5重
量%の酒精溶染料とを含み、この染料は、スルホランに
実質的に可溶性であり、水に実質的に不溶性である。さ
らに本発明のインキは、約10〜約90重量%の水、約90〜
約10重量%の有機溶剤もしくはその混合物、及び約0.5
〜約5重量%の酒精溶染料から構成することができる。
特に好ましい本発明のインキ組成物は、約60重量%の水
と、40重量%の有機溶剤テトラメチレンスルホンと、添
加成分として、約0.5〜約5重量%の酒溶性染料を含ん
でいる。溶剤の混合物を選択する場合、一般にここに例
示したスルホラン類 の混合物、N−メチルピロリドン
とスルホラン類 との混合物、などを使用することがで
きる。溶剤の混合物は、本発明の目的を達成するのに有
効な量の成分を含んでいるが、一般に例えば、約20〜約
30重量%の、スルホラン のような第一の溶剤と;本発
明の目的を達成し得る、約10〜約15重量%の第二、また
は第三の溶剤とから選択することができる。
テトラメチレンスルホン、1,1,3,3−テトラメチル尿
素、3−メチルスルホラン、及び1,3−ジメチル−2−
イミダゾリドンから成る群から選ばれる有機溶剤と;ブ
ラック、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラウン及びこ
れらの混合物から成る群から選ばれ、前記溶剤に変化す
ることなく溶解している酒精溶染料とから構成すること
ができる。
して種々の溶剤もしくはその混合物を選択することがで
きる。適当な溶剤を選択するための重要な特性は、水と
の完全な相溶性;望ましい蒸気圧、例えば0.1mmHg未
満;低毒性;望ましい固有粘度、例えば、約10センチポ
アズ未満;例えば、30ダイン/cmを越える高い表面張
力;及びさらに、これらの溶剤が、染料成分を実質上完
全に溶解すること、である。本発明のインキ組成物用に
選択され、通常は約10〜約90重量%の量で存在する、有
機溶剤の具体例としては、テトラメチレンスルホン(ス
ルホラン として入手できる);1,1,3,3−テトラメチル
尿素;3−メチルスルホラン;1,3−ジメチル−2−イミダ
ゾリドンなどが挙げられる。実質的に毒性がなく、多く
の好ましい特性を備えているという点で、特に好ましい
溶剤はテトラメチレンスルホンである。本発明の目的を
達成し得る、その他の溶剤、例えばホルムアミド類など
も選択することができる。
に実質的に不溶性の染料を、一般に本発明のインキ組成
物に含有させる。したがって例えば本発明の酒精溶染料
は有機溶剤100mlに少なくとも2g溶解する。これとは対
照的に、本発明のインキ用に選択された染料の水に対す
る溶解性は極めて低く、いくら高くても100mlに対して
約1gである。ほとんどの場合、本発明のインキ用の染料
は水に全く溶解しない、すなわち溶剤100mlに対して約0
gの溶解度をもっている。したがって、本発明のインキ
組成物中に含まれる酒精溶染料の具体例としては、オラ
ソルブラックRLまたはイントラプラストブラックRL/ソ
ルベントブラック29、ラプラノールブラックBR、サビニ
ルブラックRLS、オラソルブラックRLP、及びネオザポン
ブラック;ソルベントイエロー染料、たとえばサビニル
イエロー2RLS、サビニルイエローRLSN、イントラプラス
トイエロー2GLN、ネオザポンイエロー081、ネオザポン
イエロー141、レバデルムレモンイエロー、ザポンファ
ストイエローCGR、アイゼンファストイエローCGNH、ザ
ポンイエロー100、ザポンイエロー157、及びサビニルイ
エローRLS;マゼンタ染料、例えばネオザポンレッド49
2、ダイレクトブリリアントピンクB、サビニルピンク6
BLS、サビニルレッド3BLS、オラソルレッド2BL、イント
ラプラストレッドG(オラソルレッド)、サビニルレッ
ドBLSN、サビニルスカーレットRLS、サビニルファイヤ
レッド3GLS及びザポンレッド335;シアン染料、例えばオ
ラソルブルー2GLN、ネオザポンブルー807、サビニルブ
ルーRLS、サビニルブルーGLS、オラソルブルーGN、及び
ロソルブルー;ブラウン染料、例えばザポンブラウン18
7及びサビニルブラウンGLS、及びこれらの混合物、など
が挙げられる。好ましい染料の例としては、オラソルブ
ラックRL、サビニルブラックRLS、ダイレクトブリリア
ントピンクB、サビニルイエローRLS、イントラプラス
トイエロー2GLN(ソルベントイエロー88)及びオラソル
ブルーGNが挙げられる。
る。すなわち、たとえば、約0.5〜約5重量%、好まし
くは約1〜約2重量%の染料成分が選択される。例えば
好ましい色強度、染料の入手の容易さ、コスト、毒性、
選択された有機溶剤に対する溶解度により、上記範囲外
の量の染料成分を使用することができる。
%、好ましくは約30〜60重量%の量の水、好ましくは蒸
留水を含む。本発明の別の好ましいインキ組成物は、約
60〜70重量%の水と、約30〜40重量%のスルホラン(Su
lfolane )溶剤と、約0.5〜5重量%の酒精溶染料とか
らなる。更に、上記インキ組成物において、例えば約10
〜15重量%のN−メチルピロリドン及び25重量%のスル
ホランズ(Sulfolanes )を含む溶剤の混合物から選ば
れ、そのインキは、10重量%のピロリドンを含む場合に
は、65重量%の水を含む。
キ混合物中に保持され、従って、例えば、全く染料の析
出物を生じず、インキジェットの望ましくない閉塞に伴
う問題が実質的に除去される。更に、本発明の組成物の
多くは、約80〜95%の耐水性、約4〜7のpH、約30〜60
dyn/cmの表面張力、3〜約5センチポアズの粘度を含む
重要な特性を有し、更にこのようなインキをインキジェ
ット印刷に使用した場合に、許容できる色濃度及び優れ
た解像度を有する像が得られる。
や、殺生物剤、エチレンジアミンテトラ四酢酸のナトリ
ウム塩のようなキレート剤、緩衝溶液のような、付加的
な成分を約5〜15重量%の量で本発明のインキ組成物に
含めてもよい。特に例えば、界面活性剤として、長鎖ア
ルキルアミンのポリエチレン誘導体や、アルコール、ア
ルキルフェノール、脂肪酸エステルを選択してもよい。
殺生物剤の例とし、ダウサイド(Dowcide)があり、緩
衝液の例としては、酢酸アンモニウム/水酸化アルミニ
ウムなどがある。本発明のインキ組成物では、界面活性
剤やキレート剤は使用しないことが好ましい。
機溶剤と、染料成分とを含むこれらの成分を単に混合す
ることにより達成することができる。本発明の特別の態
様によれば、インキ組成物は例えば、十分な量の染料を
実質的に飽和した有機溶剤の溶液に溶解することによっ
て調製することができる。その後に、溶液は、室温で混
合され、ついで例えば、不溶性不純物や不溶解の染料物
質を除去するために使用される3μmフィルターにより
濾過される。続いて、最終的なインキ組成物は単に適当
量の蒸留水及びスルホラン(Sulfolane )のような純
溶剤を添加することにより、好ましくは2重量%の染料
と、40重量%のスルホラン(Sulfolane )と、60重量
%の水とを含むインキが得られる。他の同様な調製法と
して、水と溶剤を混合し、酒精溶染料を添加し、水と溶
剤混合物を混合し、次いで酒精溶染料を添加する方法が
ある。酒精溶染料に変換された水溶性染料、例えば実施
例IIに示されているマゼンタ染料を使用してもよい。更
に、ここで示されるように、本発明の範囲には、例えば
ポリスルホンの支持体と、その支持体の上に設けられか
つ多量の水、特定の有機溶剤及びその溶剤中に溶解して
いる酒精溶染料からなり、ここで記載されるコーティン
グとしてのインキ組成物と、からなる透明画も含まれ
る。透明画の支持体の厚みは、選択する成分を含むファ
クターの数に依存する。しかしながら、一般には、支持
体の厚みは約3〜5ミルである。
るが、これらの実施例は単なる説明のためのものであ
り、本発明の範囲を何ら限定するものではない。なお、
部及び%は、他に規定する場合の除いて、重量表示であ
る。
ミリリットルのフラスコ中に、4グラムの黒色染料オラ
ゾールブラックRLP(Orasol Black RLP)を、フィリッ
プス石油(株)からスルホラン(Sulfolane )として
入手できる有機溶剤のテトラメチレンスルホン30gと約
4時間混合した。その後、生成した溶液を極小量の残留
物を除く為に3ミクロンのフィルターを通し、得られた
ろ液をさらに47グラムのスルホラン 、118グラムの
水、及び20グラムのN−メチルピロリドンで希釈した。
その結果、最終のインキ組成物は、2パーセントのオラ
ゾールブラックRLP染料、35パーセントのスルホラ
ン 、10パーセントのN−メチルピロリドン、及び53パ
ーセントの水を含有した。
で、前もって光学濃度を測定しひき続き該インキを紙上
のコーティングとして攪拌水中に10分間浸漬して測定す
ることにより、95パーセントの耐水性を有していた。耐
水性の値は、水中に浸漬後、及び水中に浸漬前の光学濃
度の比である。
ノズルから放射されることのできる速度をいい、潜伏時
間は約10%の比較的低い相対湿度においてあるインキジ
ェット濃縮物が操作できずに(静止状態で)留まる時間
をいう。加熱寿命は、焼けたり液滴の性質を失うこと無
しに生成する液滴数をいう。
た。250ミリリットルのフラスコ中に21グラムのマゼン
タ染料ディレクトブリリアントピンクB(Direct Brill
iant Pink B,C.I.ディレクトレッド9号)を21グラムの
ジフェニルグアニジニウムスルフェート、及びスルホラ
ン(Sulfolane )として入手できる有機溶剤テトラメ
チルスルホン161グラムと混合した。その後、生成した
溶液を攪拌しつつ60℃で4時間加熱すると、原マゼンタ
発色物質の大部分は溶解し、殆ど硫酸ナトリウムから成
る大量の結晶性の白色塩が析出した。無水のろ液から白
色析出物を除くために、該溶液を3ミクロンのフィルタ
ーを通した。該ろ液の呼称組成は11.4パーセントのディ
レクトレッド9号及び88.6パーセントのスルホラン で
ある。10gの該ろ液に、3グラムのN−メチルピロリド
ン、12グラムの追加スルホラン 、及び13.9グラムの水
を加え、最終のインキ組成を3.8パーセントのディレク
トレッド9号染色のジフェニルグアニジニウム塩;10.0
パーセントのN−メチルピロリドン、40.0パーセントの
スルホラン 、46.2パーセントの水を含む様にした。
ポアズの粘度を有していた。熱付着(Heater deposit
s)は少なくとも107パルスまでは無視でき、潜伏(late
ncy)は、室温で10%の相対湿度下に約800秒であった。
耐水性は、ジアブロシリカ紙に印刷後数日で80パーセン
トが達成された。
精溶染料である市販のアイゼンスピロンイエローCGNH
(Aizen Spiron Yellow CGNH)染料2グラムを100ミリ
リットルのフラスコ中で18グラムのスルホラン 溶剤と
混合し、100℃(°F)で10分間加熱し、その後31ミク
ロンフィルターでろ過した。該生成ろ液17.9グラムを、
0.9グラムのスルホラン 、21.5グラムの水、及び4.5グ
ラムのN−メチルピロリドンとその後混合して、4重量
パーセントのアイゼンスピロンイエローCGNH染料、10重
量パーセントのN−メチルピロリドン、38重量パーセン
トのスルホラン 、及び48パーセントの水を含む最終イ
ンキ組成物を得た。本インキは改良ジアブロ平版印刷機
でジアブロシリカコーティング紙に印刷すると、1,2よ
り大きい反射密度で明黄色(a bright process yello
w)を与えた。さらに、本インキは実施例1のインキ組
成物と同様の特性を有していた。また、実施例1と同様
に本実施例のインキもインキジェットの目詰りは生せ
ず、さらにいかなる画像不良もなかった。
を、以下に示す様に製造した。酒精溶シアン染料オラゾ
ールブルーGN(Orasol Blue GN,C.I.67、チバ−ガイギ
ー社製)2グラムを25.4グラムのスルホラン と6時間
攪拌した。生成した溶液を39グラムの水でその後希釈
し、1時間攪拌した後、3ミクロンフィルターでろ過し
た。ひき続き、生成した濃厚インキを、適量のスルホラ
ン と水の40/60混合溶剤で希釈して、1.5パーセントの
オラゾールブルー GN、40パーセントのスルホラン 、
及び58.5パーセントの水を含むインキを製造した。
た。ジアブロシリカコーティング紙で1.30という固体面
密度が達成され、また、上記で製造しれたインキについ
て2×107の液滴を越えては重大な熱付着は見い出せな
かった。本インキの重要な特性としては、他に、比較的
高い表面張力、48ダイン/cm;低い粘度、2.5センチポア
ズ;84パーセントの耐水性;及びエイムス(Ames)試験
で変異原性を示さないという特性を挙げることができ
る。
改良をすることができるであろうが、その様な改良は本
発明の範囲に含まれるものである。
Claims (2)
- 【請求項1】多量の水と、テトラメチレンスルホン、1,
1,3,3−テトラメチル尿素及び3−メチルスルホランか
らなる群から選ばれる有機溶剤とを含み、該溶媒はその
中にブラック、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラウン
及びそれらの混合物からなる群から選ばれる酒精溶性染
料を永久に溶解しており、該染料は水性媒体に実質的に
不溶性であるインキ組成物。 - 【請求項2】粘度が約2〜約6センチポイズであり、表
面張力が約45〜約60ダイン/cmである請求項1記載の組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63308701A JPH0830157B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | インキ組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63308701A JPH0830157B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | インキ組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173168A JPH02173168A (ja) | 1990-07-04 |
| JPH0830157B2 true JPH0830157B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17984243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63308701A Expired - Lifetime JPH0830157B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | インキ組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0830157B2 (ja) |
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-
1988
- 1988-12-06 JP JP63308701A patent/JPH0830157B2/ja not_active Expired - Lifetime
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