JPH03152172A

JPH03152172A - インク組成物

Info

Publication number: JPH03152172A
Application number: JP2245960A
Authority: JP
Inventors: Dale D Russell; デイル・ディー・ラッセル
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1989-09-15
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1991-06-28
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: US5026426A; JP3074182B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は、インクジェット・プリンティングに適したイ
ンク組成物に関し、特に、耐水性（ｗａｔｅｒｆａｓｔ
ｎｅｓｓ）が改善されたインク組成物に関するものであ
る。

〔従来技術とその問題点〕

サーマル・インクジェット・プリンタには、連結された
複数個のノズルからインクを噴射する多数の抵抗素子が
用いられる。各抵抗素子はインク貯めから供給されるイ
ンクが満たされたチャンバに配置される。複数個のノズ
ルまたは開口を有するノズル・プレートは、チャンバの
一方の側面を画定する。各ノズルは一つの抵抗素子と連
結している。ある特定の抵抗素子を励起させると、その
抵抗素子と結合したノズルからインクの小滴がプリント
媒体に向かって噴射される。マイクロプロセッサは、導
電性トンースを介して抵抗素子に単一の電気信号を送る
ことによってインク小滴の噴射を制御する。このように
して文字数字および他のキャラクタ（ｃｈａｒａｃｔｅ
ｒｓ　）がプリント媒体上に形成される。

ノズルの許容範囲は、典型的には、４０〜６０μｍで、
インクによってノズルが閉塞しないことが重要である。

加えて、抵抗素子は噴射の繰返しによって汚れる可能性
があるが、システムが商業的に実用できるためにはカー
トリッジの寿命を通じてｓ、ｏｏｏ万回の噴射に耐えな
ければならない。

さらに、インクとプリント媒体の相互作用についても考
慮を払わなければならない。インクジェット・プリンタ
と共に使用されるインクは通常水溶液であり、プリント
媒体は通常−紋紙であるので、染料分子を紙に化学的あ
るいは物理的に結合することを助長する化合物の研究が
続けられている。

このような望ましい特性の１つまたはそれ以上備えてい
るインクは知られているが、すべての特性を有するイン
クは極めて少ない。しばしばある一つの特性を改善する
ことによって、他の特性を劣化させる結果が生じる。市
販されているインクの多くは、様々な特性を満足な水準
に到達させようとする試みにおける妥協の産物である。

したがって、このような点を考慮すると共に良好なプリ
ントを得るという本来の要求に基づいてインクジェット
・プリンタに用いられるインク組成物に添加する物質を
十分な注意を払って選択しなければならない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上述の問題点を解消し、他のプリント特
性に悪影響をおよぼさずに、耐水性の改善を行なうこと
である。

〔発明の概要〕

本発明では、プリント・インクにニトリルを添加するこ
とにより、インク組成物の他の特性に悪影響をおよぼさ
ないで用紙上の幾つかの種類の水溶性染料の耐水性を改
善することを見い出した。

ニトリル、特に第４級アミンまたは第３級アミンの官能
基を有する二ｌ−ＩＪルは、染料分子と紙のセルロース
構造の間に入ｐ　（ｍｅｄｉａｔｅ　）、紙に対する染
料の結合性を向上させる。たとえば、ニトリルは紙の水
酸基および染料のスルホン酸基と反応して紙および染料
と化学的に結合する。加えて、二）　ＩＪルはアゾ基お
よびアミン基とも反応する。

このようなニトリルはビヒクルに可溶なものである。

本発明の一実施例であるインク組成物は、げ）約０．０
５〜約２０重量％の水溶性染料、−〇〜約５０重量％の
染料の水溶性有機溶媒、１約０．０１〜約５．０重量％
のニトリノベに）バランスをとる量の水を含む。

二ｌ−ＩＪルの好適な濃度は、約０．０２〜約１．０重
量％であり、染料は約０．０５〜約１０重量％を構成す
ることか好ましい。一般には、染料１モルに対して約２
〜６倍の過剰のニドＩＪルが存在する。

〔発明の実施例〕

本発明に係るインク組成物を、染料とニトリルを、どち
らの順でもよいが、水または水−有機溶媒の混合物に溶
解させることによって調製する。

本発明で使用することができる二ｌ−ＩＪルは、シアノ
アニリ、シアノアセトアミド、シアン酢酸、シアノアセ
トフェノン、シアノアセチル尿素、シアノアニリン、シ
アノ安息香酸、シアノベンズアルデヒド、３−（１−シ
アノエチル）安息香酸、３−、シアノ−４，６−シメチ
ルー２−ヒドロキシピリジン、２−シアノエチルエーテ
ル、１−（２−シアノエチル）ビロール、５−シアンイ
ンドール、２−シアノ−６−メドキシベンゾチアンール
、１−シアノイン尿素のナトリウム×塩、３−シアノ−
６−メチル−２（ＩＨ）−ビリジノン、シアノピリジン
、６−シアンプリン、シアノチオフェン等が含まれるが
、これらに限定されるものではない。

前述のように、好適なニトリルは第４級アミンおよび第
３級アミンの官能基を有するものであム典型的な実施例
は、シアノグアニジン、３−シアノ−６−メチル−２−
（ＩＨ）−ビリジノン、シアノピリジン、ｌ−シアノイ
ソ尿素、シアノインドール、シアノアセチル尿素、３−
シアノ−４゜６−シメチルー２−ヒドロキシピリジン、
　　１−（２−シアノエチル）ビロール等が挙げられる
。

当該技術分野では、広範囲の水溶性染料をプリント・イ
ンク内に使用できることは周知である。

たとえば、アゾ染料、メチン染料、トリアリル染料、ア
ントラセン染料、フタロシアニン染料、キサンチン染料
、オキサジン染料およびそれらの混合染料を使用するこ
とができる。特に、アゾ染料、メチン染料、フタロシア
ニン染料、トリアリル染料の耐水性が、このような染料
を含むインクにニトリルを添加することによって改善さ
れる。染料の量はインクの２０重量％程度で構成できる
が、約００５〜約１０重量％が好ましい。

インクは、通常インクジェット・プリントに使用される
他の成分をも含有してもよい。たとえば、殺生剤、緩衝
剤、界面活性剤、浸透剤、分散剤（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ
　ａｐｅｎｔ　）、保湿剤を必要に応じて添加すること
ができる。

本発明に用いることのできる水溶性有機溶媒としては、
たとえば、グリコール、低級アルコ−／ｌ／。

ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、グリセロール、
ケトン、エーテル、ピロリドン等が含まれる。

本発明に係るインク組成物は従来のインクジェット・プ
リンタに使用することができる。以下の実施例において
は、ヒューソト・パラカード・カンパニー製の種々のプ
リンタを用いてそのカンパニー製の種々のプリンタを用
い、プリント品質等をテストした。　（ＤｅｓｋＪｅｔ
　、　Ｐａ１ｎｔＪｅｔＱｕｉｅｔＪｅｔ　　ｐ（ハ）
ｎｔｅｒｓ　）プリントの耐水性は以下のように測定し
た。

べた（１００％ｆｕｌｌ　ａｒｅａ　）部分と空白部分
を互い違いにすることによって１平方インチのチエッカ
−ボード・パターン（ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ　ｐａ
ｔｔｅｒｎｓ　）をプリントし空白−べた−空白の正方
形よりなる第１列、べた−空白−べたの正方形よシなる
第２列、空白−べた−空白の正方形よりなる第３列を有
する標本が得られた。ある１つのパターンは標準試料と
して保存した。他の１つのパターンを脱イオン水中で激
しくかくはんしながら５分間東洋した。洗浄されたパタ
ーンを乾燥した後、標準試料と少なくとも平均４個の洗
浄を施した正方形について、ぴ、ａ＊、ｂ＊座標を測定
した。ΔＥを標準試料と洗浄した試料間の色の差として
計算した。

色の測定はすべて１０度観測器（１０’　ｏｂｓｅｒｖ
ｅｒ）とＤ６５型光源を用いるＡＳＴＭ方法Ｄ２２４４
−８５に従って行った。

本発明に係るインク組成物は、インクジェット・プリン
タ、特にサーマル・インクジェット・プリンタに用いる
ことができる。

実施例１：２．０ｇのＣａｒｔａ　Ｔｕｒｑ　（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｂ
Ｉｕｅ８６）を９２．５ｇの水と５．５ｇの　ジエチレ
ングリコール（ＤＥＧ）に溶解した。この溶液を２個の
同量のサンプルに分け、一方のサンプルには１．０ｇの
シアノグアニジン（ＣＯ）を溶解させた。そして、それ
ぞれのサンプルについて１インチの正方形４個から成る
３セツトを、プリンタを使用して普通紙（ｐｌａｉｎ）
　ＢＭＤＸのコーティングされてない用紙上にプリント
した。

各サンプルの１セツトを２枚の金属板に挾んで１５０°
Ｃで３０秒間圧縮した。加熱された（ｈｅａｔｓｅｔ）
サンプルと加熱されていないサンプルの１セクトを、脱
イオン水の入ったビーカー中でかくはんしながら５分間
渦巻状態にさせることによって洗浄した。そして、座標
Ｌｌの変化（ΔＬ）をミノルタ社のＣｈｒｏｍａ−Ｍｅ
ｔｅｒ　（彩度針）を用いて測定し、その結果を表１に
示す。

表　　　１イ　　　ン　　　り加熱（ｈｅａｔｓｅｔ　）なしＣａｒｔａ　ＴｕｒｑＣａｒｔａ　Ｔｕｒｑ　Ｗ／ＣＧ初期Ｌ“　　ΔＬ＊５７．１１１９．５５３．７５．８洗浄前に加熱されたサンプルは、加熱シナいで洗浄され
たサンプルと比較することにより、ΔＬ９を改善した結
果が得られた。

実施例２：３重量％のＤｉｒｅｃｔ　ＢＬｕｅ　８６　　（ＤＢ８
６）　　と２重量％のシアノ酢酸（ＣＡＡ）と５重量％
のジエチレングリコール（ＤＥＧ）と９０重量％の水を
含むインク組成物を、実施例１に用いた紙上にプリント
した。ＣＡＡをそれと同量の水で置き換えた以外は前述
と同様のインクを紙にプリントした。これらのプリント
についての測定値を表２に示す。

表　　　２ＤＢ　　８６　　　　　　　　４４．７０　　　３６．
８１　　　４９．４５ＤＢ　　８６　　Ｗ／ＣＡＡ　　
　５１．６９　　　２７．２３　　　３８．９４実施例
３：１重量％のＢａ５ｉｃ　Ｖｉｏｌｅｔ　３　　（ＢＶ３
　）と０．４重量％のＰ−シアノ安息香酸（ＣＢＡ）と
５．５重量％のジエチレングリコール（ＤＥＣ））と９
３．１重量％の水を含むインク組成物と、ＣＢＡを同量
の水に置き換えた以外は前述と同様の第２のインク組成
物を実施例１に用いられたものと同じ用紙にプリントし
た。これらのプリントについての測定値を表３に示す。

ＢＶ３　　　　　　　　　３４．４０　　２．２３４　
　　７．０７ＢＶ３Ｗ／ＣＢＡ４　　５４．９５　　１
．１４４　　　５．５２実施例４：付加インク組成物を以下のもので調製した。

Ａ、ＢＶ３　　１．２重量％ＤＥＧ　　５．５　　／／ＣＧｏ、５＃水　　　９２．８重量％Ｂ、　ＢＡＳＦ　　Ｆａｓｔｕｓｏｌ　Ｙｅｌｌｏｗ６
６　（ＦＹ６６）ＤＢ８６　１．０重量％ＤＥＧ　　５．５　　／／ＣＧ　　１．０　／／水　　　９１．８重量％Ｃ，Ｂａ５ｉｃ　Ｇｒｅｅｎ４　（ＢＯ２）　　０．５
重量％ＤＥＧ　　　　　　　　　　　　　　　５．５　
　　／／ＣＧ　　　　　　　　　　　　　　　　　１．
０　　　／１水　　　　　　　　　　　９３．０重量％
付加インクはそれぞれの場合においてニトリルを同量の
水に置き換えた以外はＡ、ＢおよびＣと同じに調製した
。これらのインク組成物はそれぞれＡ′、Ｂ′およびＣ
′とラベルを付けた。これらの６種類のインク組成物の
それぞれを使用して実施例１に用いた用紙にプリントし
て、これらのプリントの測定結果を表４に示す。

表　　　　４Ａ　　　　　　４２．１４　　　　２２，１　　　　３
８．２Ｎ　　　　　　４４．５４　　　　１１．７　　
　　１５．２Ｂ　　　　　　５３．６４　　　　１４．
０　　　　２３．ＯＢ’　　　　　　５６．９４　　　
　　５．５　　　　　７．ＯＣ４０，８４１６，６１６
，８ σ　　　　４２．９４　　　　　４．１　　　　　７．
２したがって、ニトリルを添加することによって耐水性
が改善されたインク組成物を開示してきた。明白な性質
の様々の変化や変更態様が可能であシ、このような変化
や変更態様は本発明の範囲内に入るものであると考えら
れることは、当業者にとって自明のことである。

〔発明の効果〕

以上説明したように二ｌ−ＩＪル類の添加するだけで種
々の染料、インク溶媒から成る広範囲なインク組成物の
耐水性を改善することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）次の（イ）から（ニ）から成ることを特徴とする
インク組成物。（イ）約０．０１〜２０重量％の水溶性染料、（ロ）約
０〜５０重量％の水溶性有機溶媒、（ハ）約０．０１〜
５重量％のニトリル、（ニ）水。
（２）請求項第１項記載のインク組成物において、前記
ニトリルは第４級アミン官能基を有することを特徴とす
る。
（３）請求項第１項記載のインク組成物において、前記
ニトリルは第３級アミン官能基を有することを特徴とす
る。
（４）請求項第１項記載のインク組成物において、前記
染料は水溶性アゾ染料であることを特徴とする。
（５）請求項第１項記載のインク組成物において、前記
染料は水溶性メチン染料であることを特徴とする。
（６）請求項第１項記載のインク組成物において、前記
染料は水溶性フタロシアニン染料であることを特徴とす
る。
（７）請求項第１項記載のインク組成物において、前記
染料は水溶性トリアリル染料であることを特徴とする。