JP2000053901A - インクジェットインク - Google Patents

インクジェットインク

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JP2000053901A
JP2000053901A JP11213334A JP21333499A JP2000053901A JP 2000053901 A JP2000053901 A JP 2000053901A JP 11213334 A JP11213334 A JP 11213334A JP 21333499 A JP21333499 A JP 21333499A JP 2000053901 A JP2000053901 A JP 2000053901A
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aluminum
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Thomas William Martin
ウィリアム マーティン トーマス
Douglas Eugene Bugner
ユージーン バグナー ダグラス
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Eastman Kodak Co
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Eastman Kodak Co
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    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光沢紙及び光沢フィルムに、こすったり摩耗
によって容易に取れない高品質の印刷画像を生じること
ができるインクジェットインクを提供する。 【解決手段】 水性キャリア媒体、顔料、及び平均粒径
０．００５μｍ〜０．０５０μｍのアルミニウム安定化
コロイド状シリカ粒子を含んでなる顔料系インクジェッ
トインク。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は着色剤として顔料を
用い、インクジェット印刷用途に有用な水性インクに関
する。特に、本発明は、光学濃度を高め、コート紙及び
コートフィルムに印刷されたとき、ベタ（solid ）領域
パッチの耐摩耗性を改善する顔料系インクの添加物に関
する。
【０００２】
【従来の技術】本発明のインク調合物は、インク受容要
素にピクセル毎の様式で液体インク滴を適用することを
要する画像形成プロセスに用いられる。所望の画像を得
るために、画像記録要素上へのインク液滴の付着を制御
するのに用いられる多くのスキームが存在する。一つの
プロセスは、コンティニュアスインクジェットとして知
られており、液滴の連続ストリームを荷電させ、画像記
録要素の表面に像様に偏向させ、画像形成されない液滴
は捕捉されインク溜に戻される。もう一つのプロセス
は、ドロップオンデマンドとして知られており、個々の
インク液滴を必要なときに画像記録要素上に放出して所
望の画像を形成する。ドロップオンデマンド印刷で、イ
ンクの放出を制御する一般的な方法には、圧電変換器及
び熱バブル形成が含まれる。
【０００３】インクジェットプリンタに用いられるイン
クは、一般的に、色素系もしくは顔料系に分類される。
色素は、キャリア媒体に分子分散されるかもしくは溶解
される着色材である。キャリア媒体は、室温で液体もし
くは固体となることができる。通常用いられるキャリア
媒体は、水もしくは水と有機補助溶媒との混合物であ
る。個々の色素分子は、キャリア媒体の分子で囲まれて
いる。色素系インクでは、顕微鏡下で粒子は観察されな
い。色素系インクジェットインクの技術分野では最近多
くの進歩が見られるが、そのようなインクはなおも、普
通紙において低光学濃度であり、耐光性が劣るといった
欠点を有している。キャリア媒体として水を用いる場
合、一般的に、そのようなインクは耐水性も劣るという
欠点も有する。
【０００４】顔料系インクは、これらの限定された問題
に取り組む手段として人気を得ている。顔料系インクで
は、着色材は不連続の粒子として存在する。これらの顔
料粒子は、通常、顔料粒子が凝集及び／もしくはキャリ
アから沈降するのを防止するのに役に立つ分散剤もしく
は安定化剤として知られる添加物とともに取り扱われ
る。顔料系インクは、色素系インクと違ったタイプの欠
点がある。一つの欠点は、顔料系インクは、例えば、オ
ーバーヘッドプロジェクターに用いる透明フィルム、並
びに高品質グラフィックス及びピクトリアル出力に用い
る光沢紙及び不透明白色フィルムのような、特に、コー
ト紙及びコートフィルムと種々に相互作用するという所
見に関する。特に、顔料系インクが、コート紙及びコー
トフィルムの表面全体に画像形成された領域を生じるこ
とがある。これらの画像形成された領域は、一般的に、
受容体ストックの別のシートですれてこすり落とされや
すい。これが、画像濃度の変化及び／もしくは情報の損
失の原因を生じる。この問題はコート紙及びフィルム上
に顔料系インクで印刷された画像に特有に現れる。
【０００５】Kohlmeir(Xerox) の米国特許第5,221,332
号明細書（1993年6 月22日発行）には、色素系インクジ
ェットインクの液滴体積及び液滴速度を増加させるため
にコロイド状シリカ粒子を添加することが開示されてい
る。塩基添加によって安定化されたコロイド状シリカ分
散体は、アルミニウム安定化コロイド状シリカ粒子を用
いて得られてる改善を示さない。顔料系インクに塩基添
加物で安定化されたこれらのコロイド状シリカ分散体を
添加すると、光沢紙及び光沢フィルムに印刷した場合、
光学濃度が低い画像を生じる。しかし、分散されたシリ
カ粒子にアルミニウムを添加することによって安定化さ
れたコロイド状シリカ分散体を顔料系インクに添加する
と、光沢紙及び光沢フィルムに印刷した場合、光学濃度
が高い画像を生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】当該技術分野で必要と
されているインクは、光沢紙及び光沢フィルムに、こす
ったり摩耗によって容易に取れない高品質の印刷画像を
生じることができるインクジェットインク、特に、顔料
系インクである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】顔料系インクにある種の
添加物を加えると、上記問題点を大きく減少させるかも
しくは無くすことが予想外に見出された。さらに、これ
らの添加物は、この添加物を含有しない同等のインクよ
りも非常に高い光学濃度に印刷するインクを生成する。
好ましい添加物は平均粒径０．０５０μｍ未満のアルミ
ニウム安定化コロイド状シリカ分散体である。
【０００８】本発明は、水性キャリア媒体、顔料、及び
平均粒径０．００５μｍ〜０．０５０μｍのアルミニウ
ム安定化コロイド状シリカ粒子を含んでなる顔料系イン
クジェットインクを開示する。本発明のインクを主とし
てゼラチンからなる画像形成層を有する光沢コート紙及
び光沢コートフィルム上に印刷すると、このインクは、
均一で、クラックの無いテキスト及び高光学濃度で満た
されたベタ領域を生じ、摩耗によるこすり落ちに強い耐
性を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】インクジェット記録法に有用なイ
ンクは、一般的に少なくとも溶媒と着色剤との混合物を
含む。好ましい溶媒は脱イオン水であり、着色剤は顔料
か色素である。顔料は、一般的に、光沢紙及び光沢フィ
ルム、並びに普通紙上で改善された耐水性及び耐光性を
提供するので、長期間にわたって好ましいことが多い。
【００１０】顔料系インクは、通常、次の２つの工程で
調製される： （１）一次粒子サイズに受け入れた顔料を砕く粉砕工
程、及び（２）顔料粉砕物を使用可能なインクに変換す
る希釈工程。顔料系インクジェットインクの調製プロセ
スでは、顔料、安定化剤もしくは分散材として知られて
いる添加物、液体キャリア媒体、粉砕媒体、及び他のオ
プションの添加物、例えば、界面活性剤及び脱泡剤を配
合することを要する。そしてこの顔料スラリーを、任意
の種々のハードウェア、例えば、ボールミル、メディア
ミル、高速分散機、及びロールミル等を用いて粉砕す
る。
【００１１】本発明の実施では、いずれの既知の顔料も
用いることができる。顔料の正確な選定は、特定のカラ
ー再現並びにプリンタ及び用途の画像安定要件によるで
あろう。インクジェットインクに有用な顔料のリスト
は、Ma等のE. I. DuPont de Nemours and Company の19
92年2 月4 日発行の米国特許第5,085,698 号明細書、第
７欄、第１０行目から第８欄、第４８行目に記載されて
いるので参照されたい。液体キャリア媒体も広範に変わ
ることができ、これもインクが意図するインクジェット
プリンタの特性に依存するであろう。水性インクを使用
するプリンタの場合、水、もしくは水と混和性有機補助
溶剤との混合物が好ましいキャリア媒体である。
【００１２】分散剤はミル粉砕物に加えてもよいもう一
つの成分である。当該技術分野では多くの分散剤が知ら
れているが、最も好ましい分散剤は、キャリア媒体及び
顔料と相関するであろう。水性インクジェットインクの
好ましい分散剤には、ドデシル硫酸ナトリウム、アクリ
ル及びスチレン−アクリルコポリマー（例えば、Suga等
のキャノン（株）の1992年12月15日発行の米国特許第5,
085,698 号及び同5,172,133 号明細書記載のもの）、並
びにスルホン化ポリエステル及びスチレン系のもの（例
えば、Ohta等のキャノン（株）の1986年7 月1 日発行の
米国特許第4,597,794 号明細書記載のもの）が含まれ
る。本発明の場合、最も好ましい分散剤は、Eastman Ko
dak Co. の合成化学部門から得られるオレオイルメチル
タウリン（ＯＭＴ），ナトリウム塩である。
【００１３】希釈工程では、通常、他の成分も顔料系イ
ンクジェットインクに加えることができる。プリントヘ
ッドのオリフィス内のインクの乾燥もしくはこびり付き
の防止を助けるため、又は受容基材、とりわけ基材が非
常に大きなサイズの紙の場合のインク浸透を助けるため
に、補助溶媒（０〜２０重量％）を添加する。本発明の
インクの好ましい補助溶媒は、グリセロール、エチレン
グリコール、及びジエチレングリコール、並びにそれら
の混合物であり、５〜１５重量％の範囲の濃度である。
【００１４】本発明で、特に重要な添加物は平均粒径
０．０５０μｍ未満のアルミニウム安定化コロイド状シ
リカ粒子である。好ましい粒径範囲は０．００５μｍ〜
０．０２５μｍである。平均粒径０．０５０μｍ未満の
アルミニウム安定化コロイド状シリカ粒子をインク組成
物に添加すると、予期せずに、画像品質の改善、優れた
光学濃度並びにコート紙及びコートフィルム上での耐摩
耗性の改善が達成できることが見出された。最も好まし
いのは約０．５０〜１５．０重量％の範囲の濃度であ
る。
【００１５】殺生剤（０．０１〜１．０重量％）を添加
して、時が立つにつれてインクに発生する望ましくない
微生物成長を防止することができる。本発明のインクに
好ましい殺生剤は、最終濃度０．０５〜０．５重量％の
Proxel GXL（商標）（ZenecaColours製）である。必要
に応じてインクジェットインクに存在してもよい追加の
添加物には、導電性増強剤、コーゲーション（kogatio
n）防止剤、乾燥剤、及び脱泡剤が含まれる。
【００１６】
【実施例】 ミル粉砕物 ポリマービーズ、平均直径50μｍ（粉砕媒体） ３２５．０ｇ ブラックパール 880（Cabot Chemical Company） （顔料ブラック７） ３０．０ｇ オレオイルメチルタウリン（ＯＭＴ）ナトリウム塩 １０．５ｇ 脱イオン水 ２０９．５ｇ Proxel GLX（殺生剤、Zeneca製） ０．２ｇ
【００１７】上記成分を、Morehouse-Cowles Hockmeyer
製造の高エネルギー媒体ミルで粉砕した。粉砕は室温で
８時間行った。粒径分布をLeeds and Northrup Ultra P
article Size Analyzer (UPA) を用いて測定した。この
ミル粉砕物のＤ５０（粒子の５０％がこの値よりも小さ
いことを意味する）は約０．０８０μｍであった。ミル
粉砕物において、Hansa Brilliant イエロー（Hoecsht
、顔料イエロー７４）、Sunfast マゼンタ１２２（Sun
Chemical、顔料レッド１２２）及びビス（フタロシア
ニルアルミノ）テトラ−フェニルジシロキサン（シアン
顔料）（コダック製）に置き換えて同様にミル粉砕物を
調製した。顔料イエロー７４ミル粉砕物のＤ５０は約
０．０１０μｍであり、顔料レッド１２２ミル粉砕物の
Ｄ５０は約０．０１０μｍであり、シアン顔料ミル粉砕
物のＤ５０は約０．０１１μｍであった。
【００１８】比較例１Ａ 顔料２．０ｇを生じる顔料ブラック７分散体のアリコー
トを、ジエチレングリコール５．０ｇ、グリセロール
５．０ｇ、及び全量を１００．０ｇにする追加の脱イオ
ン水と一緒に混合した。このインクを３μｍフィルター
を通して濾過し、空のHewlett-Packard 51626Aプリント
カートリッジに入れた。Hewlett-PackardDeskJet TM 54
0プリンターを用いて、KODAK EKTAJET TM Type LF半光
沢紙に画像を形成した。印刷されたいっぱいのベタ領域
には、かなり画像クラックが認められた。
【００１９】比較例１Ｂ〜１Ｄ ブラックミル粉砕物を、顔料２．２５重量％を生じるイ
エローミル粉砕物（顔料イエロー７４）（比較例１
Ｂ）、顔料３．２５重量％を生じるマゼンタミル粉砕物
（顔料レッド１２２）（比較例１Ｃ）、もしくは顔料
２．２５重量％を生じるシアンミル粉砕物（比較例１
Ｄ）と置き換えた以外は、比較例１Ａに記載したのと同
じようにインクを調製した。このインクを比較例１Ａに
記載したのと同じように印刷した。各サンプルとも画像
クラックが認められた。
【００２０】比較例２Ａ〜２Ｄ ０．２０重量％のStrodex TM PK-90（Dexter Chemical
製）を比較例１Ａ及び１Ｂのインクに添加し、０．５０
重量％のStrodex TM PK-90を比較例１Ｃのインクに添加
し、そして０．６０重量％のStrodex TM PK-90を比較例
１Ｄのインクに添加した以外は、比較例１Ａ〜１Ｄに記
載したのと同じようにインクを調製した。このインクか
ら作成した画像は、画像クラックの徴候もなく非常に滑
らかであった。
【００２１】比較例３Ａ〜３Ｂ ５．０重量％のLudox TM HS-30（水酸化ナトリウムで安
定化した０．０１２μｍコロイド状シリカ、DuPont製）
由来のコロイド状シリカ粒子を比較例１Ａのインクに添
加し、そして２．５重量％のLudox TM HS-40由来のコロ
イド状シリカ粒子を比較例１Ｂのインクに添加した以外
は、比較例１Ａ〜１Ｂに記載したのと同じようにインク
を調製した。このインクを比較例１Ａに記載したのと同
じように印刷した。得られた画像は低光学濃度であり、
印刷されたいっぱいのベタ領域は劣っていた。
【００２２】発明例１〜３ １３．３３ｇのLudox TM AM （アルミニウムで安定化し
た平均粒径約０．０１２μｍのコロイド状シリカ、DuPo
nt製）を添加した以外は、比較例１Ｂ〜１Ｄに記載した
のと同じようにインクを調製した。各インクに４．０重
量％のシリカ濃度になるように水を加えた。これらのイ
ンクから得られた画像は画像クラッキングもしくはスタ
ーベーション（starvation）ラインの徴候もなく、非常
に滑らかであった。
【００２３】発明例４〜７ １３．３３ｇのLudox TM AM を添加し、各インクに４．
０重量％のシリカ濃度になるように水を加えた以外は、
比較例２Ａ〜２Ｄに記載したのと同じようにインクを調
製した。これらのインクから印刷された画像はクラッキ
ングもなく、高品質のものであった。
【００２４】摩耗試験 上記の各インクを用いてKODAK EKTAJET TM Type LF半光
沢紙に画像を印刷し、周囲条件下で少なくとも２４時間
乾燥させた。画像領域は約５ｃｍ×１３ｃｍであった。
各コーナーから約１ｃｍのところと、各サンプルの中央
のところで、Xrite TM写真デンシトメータを使って濃度
を読み取った。これらの濃度示度の平均を取った。この
操作を、各インクの４つのサンプルで繰り返し、４つの
サンプルの平均濃度を前濃度（こする前の濃度）として
記録した。
【００２５】その後サンプルを、１ｋｇ錘の上に取り付
け、Ink Rub テスター（Testing Machines, Inc.製）の
ラブアーム（rub arm ）に接続した。７ｃｍ×１５ｃｍ
サンプルのKODAK EKTAJET TM紙を、裏面を前記画像サン
プルに向けて固定プラットホームに取り付けた。サンプ
ルを５０ストローク（約１分）こすった。上記したよう
に濃度を読み取り、平均した。この操作を、各インクの
４つのサンプルで繰り返し、４つのサンプルの平均濃度
を後濃度（こすった後の濃度）として記録した。上記例
の結果を表Ｉに表す。
【００２６】
【表１】 表中、ｐｒは顔料レッド、ｐｂは顔料ブラック、ｐｙは
顔料イエロー、Ｃは比較例、そしてＥは本発明例を表
す。
【００２７】発明例８ 顔料２．０ｇを生じる顔料ブラック７ミル粉砕物のアリ
コートを、ジエチレングリコール９．０ｇ、グリセロー
ル９．０ｇ、Strodex PK-90 TM０．５０ｇ、Ludox AMTM
２１．０ｇ、及び１００．０ｇのインクにする追加の脱
イオン水と一緒に混合した。このインクを濾過し、比較
例１Ａに記載したのと同じように印刷した。
【００２８】発明例９ 顔料２．２５ｇを生じる顔料イエロー７４ミル粉砕物の
アリコートを、ジエチレングリコール８．０ｇ、グリセ
ロール１２．０ｇ、Strodex PK-90 TM０．６０ｇ、Ludo
x AMTM３３．３ｇ、及び１００．０ｇのインクにする追
加の脱イオン水と一緒に混合した。このインクを濾過
し、比較例１Ａに記載したのと同じように印刷した。
【００２９】発明例１０ 顔料３．２５ｇを生じる顔料レッド１２２ミル粉砕物の
アリコートを、ジエチレングリコール１０．８ｇ、グリ
セロール７．２ｇ、Strodex PK-90 TM０．６０ｇ、Ludo
x AMTM２１．０ｇ、及び１００．０ｇのインクにする追
加の脱イオン水と一緒に混合した。このインクを濾過
し、比較例１Ａに記載したのと同じように印刷した。
【００３０】発明例１１ 顔料２．２５ｇを生じるシアン顔料ミル粉砕物のアリコ
ートを、ジエチレングリコール８．０ｇ、グリセロール
１２．０ｇ、Strodex PK-90 TM０．５０ｇ、Ludox AMTM
１８．０ｇ、及び１００．０ｇのインクにする追加の脱
イオン水と一緒に混合した。このインクを濾過し、比較
例１Ａに記載したのと同じように印刷した。
【００３１】例８〜１１で調製したインクを比較例１Ａ
と同じように印刷した。これらのインクを使って印刷し
た画像はクラッキングの徴候も無く優れた品質を示し
た。各画像の最大光学濃度をXrite TM写真デンシトメー
タを用いて測定した。結果を表ＩＩに表す。
【００３２】
【表２】
【００３３】表Ｉ及びＩＩの結果から、「写真光沢」紙
に印刷した場合、本発明のインクを使って印刷した画像
が対照インクと比較して、より高い光学濃度と優れた摩
耗耐性を示すことは明らかである。
【００３４】本発明の他の好ましい態様を請求項との関
連において、次に記載する。 （態様１）前記アルミニウム安定化コロイド状シリカ粒
子の平均粒径が０．０２５μｍ〜０．０５０μｍである
請求項１もしくは２に記載のインクジェットインク。 （態様２）分散剤、湿潤剤、界面活性剤、及び殺生剤か
ら選ばれる任意の添加物をさらに含んでなる請求項１も
しくは２に記載のインクジェットインク。 （態様３）前記コロイド状シリカ粒子が前記インク組成
物の０．５〜１５重量％である請求項１に記載のインク
ジェットインク。 （態様４）前記コロイド状シリカ粒子が前記インク組成
物の０．５〜１０重量％である請求項１に記載のインク
ジェットインク。
【００３５】（態様５）ａ）インクジェット受容層を用
意する工程；そして ｂ）顔料系インクジェットインクを付着させて前記イン
クジェット受容層の上に画像を形成する工程を有し、前
記顔料系インクジェットインクが、水性キャリア媒体、
顔料、及び平均粒径０．００５μｍ〜０．０５０μｍの
アルミニウム安定化コロイド状シリカ粒子を含んでなっ
ている、インクジェットインク画像の光学濃度及び耐摩
耗性を改善する方法。
【００３６】（態様６）ａ）インクジェット受容層を用
意する工程；そして ｂ）顔料系インクジェットインクを付着させて前記イン
クジェット受容層の上に画像を形成する工程を有し、前
記顔料系インクジェットインクが、水性キャリア媒体、
顔料、及び平均粒径０．００５μｍ〜０．０５０μｍの
アルミニウム安定化コロイド状シリカ粒子を含み、当該
シリカ粒子が、当該インク組成物の０．５〜１０重量％
である、インクジェットインク画像の光学濃度及び耐摩
耗性を改善する方法。
【００３７】（態様７）デジタルデータ信号に応答する
インクジェットプリンタを用意し；プリンタにインク受
容性基材を載せ；プリンタに、水性キャリア媒体、顔
料、及び平均粒径０．００５μｍ〜０．０５０μｍのア
ルミニウム安定化コロイド状シリカ粒子を含んでなる顔
料系インクジェットインクを装填し；そして前記デジタ
ルデータ信号に応答して前記インク受容性基材に印刷す
る各工程を含んでなるインクジェット印刷方法。
【００３８】（態様８）デジタルデータ信号に応答する
インクジェットプリンタを用意し；プリンタにインク受
容性基材を搭載し；プリンタに、水性キャリア媒体、顔
料、及び平均粒径０．００５μｍ〜０．０５０μｍのア
ルミニウム安定化コロイド状シリカ粒子を含んでなり、
前記シリカ粒子が当該インク組成物の０．５〜１０重量
％であるインクジェットインクを装填し；そして前記デ
ジタルデータ信号に応答して前記インク受容性基材に印
刷する各工程を含んでなるインクジェット印刷方法。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水性キャリア媒体、顔料、及び平均粒径
    ０．００５μｍ〜０．０５０μｍのアルミニウム安定化
    コロイド状シリカ粒子を含んでなる顔料系インクジェッ
    トインク。
  2. 【請求項２】 水性キャリア媒体、顔料、及び平均粒径
    ０．００５μｍ〜０．０５０μｍのアルミニウム安定化
    コロイド状シリカ粒子を含んでなるインクジェットイン
    クであって、当該シリカ粒子が、当該インク組成物の
    ０．５〜１０重量％であるインクジェットインク。
JP11213334A 1998-07-31 1999-07-28 インクジェットインク Pending JP2000053901A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US09/126,866 US5925178A (en) 1998-07-31 1998-07-31 Pigmented inkjet inks containing aluminum stabilized colloidal silica
US09/126866 1998-07-31

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JP (1) JP2000053901A (ja)

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