JPH10310733A - インクジェット印字用の顔料インキの再分散性を改良するための方法 - Google Patents
インクジェット印字用の顔料インキの再分散性を改良するための方法Info
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Abstract
性を改良するための方法およびそのためのインクジェッ
トインキ組成物を提供することである。 【解決手段】 インクジェットインキ組成物は、液体ビ
ヒクル、顔料および水性アニオン性黒色染料を含む。こ
のインクジェット組成物に染料を添加すると、インクジ
ェットプリンターに使用される自己再分散可能な顔料イ
ンキを生ずる。染料は、直接染料、酸染料、反応性染料
および食物染料からなる群より選択される水性アニオン
性黒色染料である。自己再分散可能なインキは、カーボ
ンブラック顔料インキに第1の量の水性アニオン性黒色
染料を加えて、改良インキを生成させることによってカ
ーボンブラック顔料インキより配合される。この改良イ
ンキは、自己再分散性について評定される。追加量の水
性アニオン性黒色染料が、必要に応じて、その改良イン
キに加えられて、インクジェットプリンター用の自己再
分散可能な改良インキが生成される。
Description
らに詳しくは、自己再分散可能なインクジェットプリン
ターに使用される水性黒色顔料インキに関する。
キは、典型的には、直線配列で配置された複数のオリフ
ィスにインキを分配するマニフォールド領域に加圧下供
給される。インキは、オリフィスよりフィラメントで放
出されるが、これは、液滴流に断ち切られる。これら液
滴流での印字に対するアプローチは、ある種の滴を選択
的に帯電させそれらの通常の軌道より偏向させることで
ある。グラフィックな再生は、滴流より滴を選択的に帯
電および偏向させ、少なくとも滴の若干を印字受像媒体
上に付着させ、他方、その他の滴を滴キャッチャー装置
に衝突させることによって達成される。
の染料が走行性ゆえに望ましい。しかし、永久的な画像
を生成させるためには、耐水堅牢性のインキが非常に望
ましい。染料の溶解度が低下すると、耐水堅牢性は増大
し、染料の溶解度が増加すると、耐水堅牢性は低下す
る。連続インクジェット産業において、永久インキ(1
00%耐水堅牢性で、かつ、100%湿潤摩擦堅牢性)
を得たいという願望も存在していた。これは、若干の連
続インクジェット製造業者によって達成されているが
[ElmjetによるEJ-101 ink、VideojetによるVT-16-200
0、Eastman Kodak and Company Scitex Digital Printi
ng, Inc.によるAdmark Fast Black Ink]、これらイン
キは、全て、溶剤基体インキである。理想的には、永久
的な品質を有する水性インキが産業上好ましい。
フィスプレート上で乾燥したインキの許容可能な再溶解
性を達成するために、水溶性染料を使用する。この再溶
解性は、良好な機械走行性、および、別個の印字ヘッド
清浄化流体機構を有しない連続インクジェットプリンタ
ーの始動に対して不可欠である。
とも限られた溶解性を有する)であり、耐水堅牢性にマ
イナスの影響を及ぼす染料を使用する。染料基体インキ
では、この時、再溶解性の問題が存在する。他方、水基
体顔料インキは、顔料が溶解するというよりむしろ分散
されるので、耐水堅牢性を付与することができる。顔料
インキについては、この時、良好なシステム始動を有す
るために、再溶解性よりもむしろ再分散性が達成される
必要がある。水性顔料インキに伴う1つの一般的な問題
は、それが自己再分散可能でない、すなわち、乾燥され
たインキがインキそれ自体によって再分散させることが
できないことである。これは、プリンターをあるシャッ
トダウンした後、インキがオリフィス領域内または流れ
導管内側で乾燥するので、インクジェットプリンターの
性能に悪影響を及ぼす。再分散されない乾燥インキは、
インクジェットオリフィスを目詰まりさせ、目詰まりお
よび湾曲したジェットを生ずる。オリフィスの外側であ
るがオリフィスの近傍にある再分散されないインキでさ
え、それがオリフィスより出るジェットのメニスカスを
妨げるので、湾曲したジェットを生じうる。
自体によって再分散されうる水性顔料インキを有するこ
とが望ましいようである。
自己再分散可能である、本発明に従う水性黒色顔料イン
キによって満たされる。本発明は、インキ配合物に水性
アニオン性黒色染料を配合し、非自己再分散可能な黒色
顔料インキを自己再分散可能とする。
ットインキ組成物は、液体ビヒクル、顔料分散液および
水性アニオン性黒色染料を含む。この組成物に従い配合
される水性黒色顔料インキの再分散性は、そのインキを
自己再分散可能に改質することによって改良される。
の記載および特許請求の範囲の請求項の記載より明らか
となるであろう。
に従い配合されたインキを使用することのできるタイプ
の典型的なインクジェット印字ヘッドアセンブリの側面
図および正面図を示し;図2Aおよび図2Bは、それぞ
れ、本発明に従い配合されたインキの適用によって問題
が正される、目詰まりしたオリフィスおよび湾曲したジ
ェットの形成を示す、図1Aおよび図1Bの印字ヘッド
アセンブリの一部の側面図および正面図を示す。
含み、自己再分散可能でないカーボンブラック顔料イン
キが水性アニオン性黒色染料の添加によって自己再分散
可能となる耐水堅牢性インキ組成物を提供する。染料
は、直接染料、酸染料、反応性染料および食物染料を含
む群より選択される。インクジェットインキ組成物は、
また、脱イオン水と添加剤とを含む液体ビヒクルを含
む。添加剤は、pH調節剤、アルコール、グリコール、
界面活性剤、殺生物剤、腐蝕抑制剤およびこれらの混合
物を含む群より選択される。本発明の方法に従えば、水
性アニオン性黒色染料は、カーボンブラック顔料インキ
に配合することができ、イオンを自己再分散可能とす
る。
なインクジェット印字ヘッドアセンブリ10を示し、こ
れは、オリフィスプレート14に垂直な方向にオリフィ
スを出る直線インキフィラメント20の配列を示す。各
フィラメント20より形成される帯電した液滴22aお
よび帯電しない液滴22bもまた示す。各フィラメント
およびそのフィラメントより形成される液滴は、各電荷
リード23で一直線とされる。
側で、共振器12にポンプ輸送される。オリフィスプレ
ート14は、共振器の底部に結合され、スペーサ16に
よって共振器12より離隔されている。オリフィスプレ
ートは、ほぼ均等に離隔されたインキ18を分散させる
ための複数のオリフィスを有する。インキポンプ(図示
せず)は、オリフィスを介してインキ18をオリフィス
プレートに押しつけ、インキのフィラメント20が各オ
リフィスで形成される。インキフィラメント20は、オ
リフィスプレートに垂直な方向にオリフィスを出る。共
振器12およびオリフィスプレート14を意図的に振動
させると、インキフィラメント20を均一な液滴22に
断ち切る。液滴22がフィラメント20終端で形成され
ると、それらは、電荷プレート24を通る。電荷プレー
トは、オリフィスプレート14の各オリフィスに対して
1つの一列の電荷リード23を有する。電荷リードは、
相互に平行であり、各電荷リードは、インキフィラメン
トとその形成された液滴の通常の軌道とが電荷リードに
対してほとんど平行となるように、各オリフィスで一列
とされる。電荷プレートは、ビットマップト(bit-mappe
d)印字データに基づいて、特定の電荷リードをオン−オ
フする信号を受信する。一定の液滴22は、それらが形
成されるにつれ電荷を受け取り、これらの液滴22aは
キャッチャー22に引き寄せられる。帯電していない液
滴22bは、基板28上に落ち、印字される画像の一部
を生ずる。
インキがプリンターシャットダウン後にオリフィス領域
または流れ導管内部で乾燥される時、この再分散されな
い乾燥インキは、インクジェットオリフィスを目詰まり
させる。正確には、図1Bに示したように、オリフィス
プリンター14に垂直に経路30に沿ってインキ液滴が
形成され、ジェットが目詰まり32および/または湾曲
34され、これが、明らかに、プリンターの性能を悪く
する。したがって、図2に示した問題を回避するため
に、インキが再分散可能であることが望ましい。
本発明に従い試験法が開発された。インキの自己再分散
性を試験するとためには、先ず最初に、ピペットでほぼ
0.1gのインキを析出させることによって、秤量皿上
に小さなインキスポットを形成する。これを周囲条件で
ほぼ24時間乾燥する。ついで、乾燥したインキスポッ
トをほぼ1gの同じインキで覆う。乾燥したインキスポ
ットがそのインキによって再分散されるか観測するため
に、皿を軽く振盪する。乾燥したインキが再分散され、
液体に戻る場合には、そのインキは、自己再分散可能で
ある。乾燥したインキスポットまたはその破断片が液体
に再分散されない場合には、そのインキは、自己再分散
可能ではない。
キを自己再分散可能とするのに適当な水性アニオン性黒
色染料の量を測定した。以下の実験において、インキ
は、典型的には、1重量%より多く、20重量%未満の
液体染料を含む。本発明の好ましい実施態様において、
液体染料は、約10重量%の固体染料を含む。
大部分の数の実験は、カーボン顔料インキを使用して行
い、種々の量の水性黒色染料を加えることによって改質
し(以下の配合物A1〜A4;配合物B1〜B6;配合
物C1〜C2;配合物D1〜D2;配合物E1〜E2;
配合物F1〜F3;配合物G1〜G3;配合物H1〜H
3および配合物I1〜I4)、改質したインキの自己再
分散性を測定した。自己再分散性の結果は、以下の実施
例に示す。
顔料分散液は、20.49重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、配合物Aのカーボンブラック顔
料含量は、5重量%である。水性アニオン性黒色染料
(ここで、液体DB19は、例としてのみ使用し、これ
は、何ら、本発明を制限するものではない。)は、11
重量%の固体ダイレクトブラック(Direct Black)19染
料を含有する水溶液である。自己再分散性結果の表に示
したように、配合物A(液体染料を含有しない)の乾燥
したインキは、インキそれ自体によっては再分散するこ
とができない。乾燥したインキの多くのフレークは、乾
燥したインキをインキに30分間浸漬した後でさえ、秤
量皿内に未分散のままである。若干のフレークは、径数
ミリメートルである。1重量%の液体染料の添加(配合
物A1)では、乾燥したインキは、インキそれ自体によ
って既により多く分散されるが、0.5ミリメートル未
満の径を有する乾燥したインキ片は、10分後、皿に残
る。2〜4重量%の液体染料の添加(配合物A2、A3
およびA4)では、乾燥したインキは、インキそれ自体
によって5分以内に液体に完全に再分散される。
顔料分散液は、21.09重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、配合物Bのカーボンブラック顔
料含量は、5重量%である。本実施例で使用する液体染
料(DB19)は、11重量%の固体ダイレクトブラッ
ク19を含有する水溶液である。上記結果の表に示した
ように、配合物Bの乾燥したインキは、インキそれ自体
によっては再分散することができない。乾燥したインキ
の多くのフレークは、乾燥したインキをインキに20分
間浸漬した後でさえ、秤量皿内で未分散のままである。
若干のフレークは、径2ミリメートル程の大きさであ
る。5〜30重量%の液体染料の添加(配合物B1〜B
6)では、乾燥したインキは、インキそれ自体によって
5分以内に液体に完全に再分散される。
顔料分散液は、21.09重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、3つの配合物(C、C1、C
2)のカーボンブラック顔料含量は、5重量%である。
本実施例で使用する液体染料(DB19)は、12重量
%の固体ダイレクトブラック19を含有する水溶液であ
る。上記結果の表に示したように、配合物Cの乾燥した
インキは、インキそれ自体によっては再分散することが
できない。乾燥したインキの多くのフレークは、乾燥し
たインキをインキに20分間浸漬した後でさえ、秤量皿
内で未分散のままである。5〜10重量%の液体染料の
添加(配合物C1およびC2)では、乾燥したインキ
は、インキそれ自体によって5分以内に液体に完全に再
分散される。
顔料分散液は、21.09重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、配合物D、D1およびD2のカ
ーボンブラック顔料含量は、4重量%である。本実施例
で使用する液体DB19は、12重量%の固体ダイレク
トブラック19を含有する水溶液である。上記結果の表
に示したように、配合物Dの乾燥したインキは、インキ
それ自体によっては再分散することができない。乾燥し
たインキの多くのフレークは、乾燥したインキをインキ
に20分間浸漬した後でさえ、秤量皿内で未分散のまま
である。5〜10重量%の液体染料の添加(配合物D1
およびD2)では、乾燥したインキは、インキそれ自体
によって3分以内に液体に完全に再分散される。
顔料分散液は、21.09重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、配合物E、E1およびE2のカ
ーボンブラック顔料含量は、3重量%である。本実施例
で使用する液体DB19は、12重量%の固体ダイレク
トブラックを含有する水溶液である。上記結果の表に示
したように、配合物Eの乾燥したインキは、インキそれ
自体によって再分散することができない。乾燥したイン
キの多くのフレークは、乾燥したインキをインキに20
分間浸漬した後でさえ、秤量皿内で未分散のままであ
る。5〜10重量%の液体染料の添加(配合物E1およ
びE2)では、乾燥したインキは、インキそれ自体によ
って2分以内に液体に完全に再分散される。
顔料分散液は、21.09重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、4つの配合物(F、F1、F
2、F3)のカーボンブラック顔料含量は、5重量%で
ある。本実施例で使用する液体染料(DB22)は、1
0重量%の固体ダイレクトブラック(Direct Black)22
を含有する水溶液である。上記結果の表に示したよう
に、配合物Fの乾燥したインキは、インキそれ自体によ
っては再分散することができない。乾燥したインキの多
くのフレークは、乾燥したインキをインキに20分間浸
漬した後でさえ、秤量皿内で未分散のままである。5〜
15重量%の液体染料の添加(配合物F1、F2および
F3)では、乾燥したインキは、インキそれ自体によっ
て8分以内に液体に完全に再分散される。
顔料分散液は、21.09重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、配合物G、G1、G2およびG
3のカーボンブラック顔料含量は、4重量%である。本
実施例で使用する液体DB22は、10重量%の固体ダ
イレクトブラック22を含有する水溶液である。上記結
果の表に示したように、配合物Gの乾燥したインキは、
インキそれ自体によっては再分散することができない。
乾燥したインキの多くのフレークは、乾燥したインキを
インキに20分間浸漬した後でさえ、秤量皿内で未分散
のままである。5〜15重量%の液体染料の添加(配合
物G1、G2およびG3)では、乾燥したインキは、イ
ンキそれ自体によって5分10秒以内に液体に完全に再
分散される。
顔料分散液は、21.09重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、配合物H、H1、h2およびH
3のカーボンブラック顔料含量は、3重量%である。本
実施例で使用する液体DB22は、10重量%の固体ダ
イレクトブラック(Direct Black)22を含有する水溶液
である。上記結果の表に示したように、配合物Hの乾燥
したインキは、インキそれ自体によっては再分散するこ
とができない。乾燥したインキの多くのフレークは、乾
燥したインキをインキに20分間浸漬した後でさえ、秤
量皿内に未分散のままである。5〜15重量%の液体染
料の添加(配合物H1、H2、H3)では、乾燥したイ
ンキは、インキそれ自体によって4分10秒以内に液体
に完全に再分散される。
顔料分散液は、21.09重量%のカーボンブラック顔
料を含有し、かくして、配合物Iのカーボンブラック顔
料含量は、5重量%である。本実施例で使用する液体D
B168は、10重量%の固体ダイレクトブラック(Dir
ect Black)168染料を含有する水溶液である。自己再
分散性結果の表に示したように、配合物I(液体染料を
含有しない)の乾燥したインキは、インキそれ自体によ
っては再分散することができない。乾燥したインキの多
くのフレークは、乾燥したインキをインキに30分間浸
漬した後でさえ、秤量皿内で未分散のままである。1重
量%の液体染料の添加(配合物I1)では、乾燥したイ
ンキは、10分後、インキそれ自体によって既により多
く分散される。2〜10重量%の液体染料の添加(配合
物I2、I3およびI4)では、乾燥したインキは、イ
ンキそれ自体によって3分以内に液体に完全に再分散さ
れる。
り、自己再分散可能なインクジェット印字インキに使用
される改良カーボン顔料インキを配合するという利点を
有する。本発明は、非自己再分散可能な顔料インキに勝
り、プリンター性能を改良するというさらなる利点を有
する。
特に参考としつつ詳細に説明したが、本発明の精神およ
び範囲を逸脱することなく、変更および変法が可能であ
ることが理解されるであろう。
い配合されたインキを使用することのできるタイプの典
型的なインクジェット印字ヘッドアセンブリの側面図お
よび正面図を示す。
い配合されたインキの適用によって問題が正される、目
詰まりしたオリフィスおよび湾曲したジェットの形成を
示す、図1Aおよび図1Bの印字ヘッドアセンブリの一
部の側面図および正面図を示す。
Claims (10)
- 【請求項1】 液体ビヒクル、顔料分散液および水性ア
ニオン性黒色染料を含むインクジェットインキ組成物。 - 【請求項2】 水性アニオン性黒色染料が直接染料、酸
染料、反応性染料および食物染料からなる群より選択さ
れる、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。 - 【請求項3】 水性アニオン性黒色染料が約1〜約30
重量%の量存在する、請求項1に記載のインクジェット
インキ組成物。 - 【請求項4】 染料が約10〜約15重量%の固体染料
を含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成
物。 - 【請求項5】 画像を生じさせるための方法であって、
インクジェット印字装置に請求項1に記載のインキ組成
物を組み込み、そのインキを基板上に液滴で放出させる
ことによって画像を形成し、それによって、基板上に画
像を生じさせることを含む方法。 - 【請求項6】 インキが直接染料、酸染料、反応性染料
および食物染料からなる群より選択される水性アニオン
性黒色染料を含有する、請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 画像が連続流インクジェット印字法によ
って生ずる、請求項5に記載の方法。 - 【請求項8】 液体ビヒクルが脱イオン水と添加剤とを
含む、請求項1に記載のインクジェットインキ組成物。 - 【請求項9】 添加剤がpH調節剤、アルコール、グリ
コール、界面活性剤、殺生物剤、腐蝕抑制剤およびこれ
らの混合物からなる群より選択される、請求項8に記載
のインクジェットインキ組成物。 - 【請求項10】 インクジェットプリンター用の改良染
料を配合するための方法であって、その方法が、 カーボンブラック顔料インキを用意し;カーボンブラッ
ク顔料インキに第1の量の水性黒色染料を加えて、改良
インキを生成させ、;その改良インキを自己再分散性に
ついて評定し;必要に応じて、水性アニオン性黒色染料
の追加量をその改良インキに加えて、インクジェットプ
リンター用の自己再分散可能な改良インキを生成させ
る;各工程を含む方法。
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