JPH07113097B2 - インク組成物およびその調製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水性インク組成物に関
する。さらに詳細には、本発明は、インクジェットプリ
ンテイング法においての使用に適するインク組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンテイング用のイン
ク組成物は公知である。例えば、米国特許第５，０６
２，８９２号は、９ｍｇ／リットル〜１４重量％の量で
オキソアニオン（リン酸塩、ポリリン酸塩、リン酸エス
テル、砒酸塩、モリブデン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、お
よび蓚酸塩）を含有するインクジェットインク組成物を
開示している。オキソアニオン添加物は、熱インクジェ
ットプリンターのコゲーション(kogation)を低減するた
めに、インク中に含有させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】公知のインクはその意
図する目的には適しているけれども、インクジェットプ
リンテイング法での使用に適する改良されたインク組成
物が求められている。さらに、インクジェットプリンタ
ーにおいて改良された休止期間(latency) を示すインク
組成物が求められている。さらに、改良された休止期間
を示し、許容し得る水堅牢性、ｐＨ、粘度、および表面
張力をも示し、かつ高画質の像を形成するインク組成物
が求められている。さらにまた、インク組成物が特定の
着色剤との適合性、改良された水堅牢性、調整された粘
度、調整された表面張力または他の重要なインク特性を
有するようにし得るように、広範囲の溶媒を利用し得る
良好な休止期間と許容し得るを有するインク組成物が求
められている。また、改良された休止期間と改良された
見掛け上の乾燥時間および／または基体への浸透速度と
の両方を有するインク組成物が求められている。本発明
の目的は、上述の利点を有するインク組成物を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記および他の
目的は、水、着色剤、塩基およびポリリン酸を混合する
ことを含み；得られるインクのｐＨを、(a) 塩基を含有
する水溶液にポリリン酸を加えること、および(b) ポリ
リン酸を含有する水溶液に塩基を加えることからなる群
から選ばれた方法によって調整することを特徴とするイ
ンク組成物の調製方法を提供することによって達成され
る。本発明のもう１つの実施態様は、(a) 水と塩基を混
合することにより混合物を調製し；(b) 該混合物に着色
剤を加え；(c) 該混合物のｐＨをポリリン酸を加えるこ
とによって調整することを特徴とするインク組成物の調
製方法に関する。本発明のさらにもう１つの実施態様
は、(a) 水とポリリン酸を混合することにより混合物を
調製し；(b) 該混合物に着色剤を加え；(c) 該混合物の
ｐＨを塩基を加えることによって調整することを特徴と
するインク組成物の調製方法に関する。また、本発明
は、これらの方法によって調製したインク組成物も包含
する。

【０００５】本発明のインクの液体ベヒクルは、水から
なり得るかあるいは水と混和性有機溶媒の混合物を含み
得、そのような有機溶媒には、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリ
ン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、アミド類、エーテル
類、カルボン酸類、エステル類、アルコール類、オルガ
ノスルフィド類、オルガノスルホキシド類、スルホラン
のようなスルホン類、アルコール誘導体、カルビトー
ル、ブチルカルビトール、セルソルブ、エーテル誘導
体、アミノアルコール類、ケトン類、N-メチルピロリジ
ノン、2-ピロリジノン、シクロヘキシルピロリジノン、
ヒドロキシエーテル類、アミド類、スルホキシド類、ラ
クトン類および他の水混和性物質、並びにこれらの混合
物がある。水と水混和性有機液体の混合物を液体ベヒク
ルとして用いる場合、水対有機液体比は、任意の有効範
囲であり得、典型的には約１００：０〜約３０：７０好
ましくは約９７：３〜約５０：５０であるが、その比
は、これらの範囲外であってもよい。

【０００６】液体ベヒクルの非水成分は、水の沸点（１
００℃）よりも高い沸点を有する湿潤剤として一般に作
用する。本発明のインクにおいては、液体ベヒクル（水
＋湿潤剤を含む）は、一般に約６０〜約９９．５重量％
好ましくは約７５〜約９９重量％の量で存在するが、そ
の量は、これらの範囲外であってもよい。特に好ましい
本発明の実施態様においては、液体ベヒクルは、水、2-
ピロリジノンまたはN-メチルピロリジノン、および下記
の式：

【化１】 のスルホランを含む。好ましくは、液体ベヒクルは、約
８０〜約９０重量部の量の水、約５〜約１０重量部の量
のスルホラン、および約１〜約１０重量部の量の2-ピロ
リジノンまたはN-メチルピロリジノンを含むが、これら
の相対量は、上記の範囲外であってもよい。

【０００７】本発明のインクは着色剤を含有する。一般
に、着色剤は染料である。好ましい染料はアニオン染料
である。特定の例には下記のようなものがある：バナシ
ッド(Bernacid ) レッド 2BMN ；ポンタミン(Pontamin
e) ブリリアントボンド ブルー A；BASF X-34 ；ポン
タミン フード ブラック 2；カロリナカラー アンド
ケミカル社から入手し得るカロダイレクト(Carodirec
t) タークォス FBL スプラ コンク( ダイレクト ブ
ルー 199) ；モーベイ ケミカル社から入手し得るスペ
シャル ファースト タークォイス 8GL リキッド( ダ
イレクト ブルー 86)；クロンプトン アンド ノール
ズ(Crompton and Knowles)社から入手し得るイントラボ
ンド(Intrabond) リキッド タークォイス GLL( ダイレ
クト ブルー 86)；アルドリッチ ケミカル社から入手
し得るチブラクトン(Cibracton) ブリリアント レッド
38-A （リアクティブ レッド 4）；パイラム社から入
手し得るドリマレン(Drimarene) ブリリアント レッド
X-2B(リアクティブ レッド 56)；モーベイ ケミカル
社から入手し得るレバフィックス(Le-vafix) ブリリア
ント レッド E-4B ；モーベイ ケミカル社から入手し
得るレバフィックス ブリリアント レッド E-6BA；IC
I アメリカ社から入手し得るプロシオン(Procion) レッ
ド H8B( リアクティブ レッド 31)；パイラム社から入
手し得るパイラム サーティファイド(Certified) D&C
レッド #28( アシッドレッド 92)。

【０００８】クロンプトン アンド ノールズ社から入
手し得るダイレクト ブリル ピンク B グラウンド
クルード；サンドズ社から入手し得るカータゾール（Ca
rta-sol) イエロー GTF プレスケーキ；サンドズ社か
ら入手し得るタートラジン（Tartrazine) エクストラ
コンク(FD&C イエロー #5 、アシッド イエロー 23)；
カロリナ カラー アンド ケミカル社から入手し得る
カロダイレクト イエロー RL(ダイレクト イエロー 8
6)；サンドズ社から入手し得るカータゾールイエロー G
TF リキッド スペシャル 110；トリコン社から入手し
得るD&D イエロー #10( アシッド イエロー 3）；トリ
コン社から入手し得るイエロー シェイド 16948；BASF
社から入手し得るバサシッド ブラック X34；サンドズ
社から入手し得るカータ(Carta) ブラック 2GT；ネオザ
ポン(Neozapon) レッド 492（BASF社) ；オラゾール(O
rasol)レッド G（チバ−ガイギー社）；ダイレクト ブ
リリアント ピンク B（クロンプトン−ノールズ社）；
アイゼン スピロン(Ai-zen Spilon) レッド C-BH
（保土ヶ谷化学社）；カヤノール(Kayanol) レッド3BL
（日本化薬社）；レバノール(Levanol) ブリリアント
レッド 3BW (モーベイ ケミカル社) ；レバダーム(Lev
aderm) レモン イエロー（モーベイ ケミカル社）；
スピリット ファースト イエロー 3G ；アイゼン ス
ピロン イエロー C-GNH（保土ヶ谷化学社）；シリウス
(Sirius) スプラ イエロー GD 167；カータゾール
ブリリアント イエロー 4GF（サンドズ社）；パーガゾ
ール（Pergasol) イエロー CGP（チバ−ガイギー社）；
オラゾール ブラック RL （チバ−ガイギー社）；オラ
ゾール ブラック RLP（チバ−ガイギー社）；サビニー
ル(Savinyl) ブラック RLS（サンドズ社）；ダーマカー
ボン(Darmacarbon) 2GT（サンドズ社）。

【０００９】ピラゾール(Pyrazol) ブラック BG （ICI
社) ；モルファースト(Morfast) ブラック コンク A
（モルトン−チオコール社）；ダイアゾール(Diazol)
ブラック RN キュアド(Quad)（ICI 社）；オラゾール
ブルー GN （チバ−ガイギー社）；サビニル ブルー G
LS（サンドズ社）；ルクソール(Luxol) ブルー MBSN
（モルトン−チオコール社）；セブロン(Sevron) ブル
ー 5GMF （ICI 社) ；バサシッド ブルー 750（BASF
社) ；バイエル社から入手し得るレバフィックス ブリ
リアント イエロー E-GA 、レバフィックス イエロー
E2RA 、レバフィックス ブラック EB 、レバフィック
ス ブラック E-2G 、レバフィックス ブラック P-36
A、レバフィックス ブラック PN-L 、レバフィックス
ブリリアントレッド E6BA 、およびレバフィックス
ブリリアント ブルー EFFA ；ICI 社から入手し得るプ
ロシオン タークォイス PA 、プロシオン タークォイ
ス HA 、プロシオン タークォイス H-5G 、プロシオン
タークォイス H-7G 、プロシオン レッド MX-5B、プ
ロシオン レッド MX 8B GNS、プロシオン レッド G、
プロシオン イエロー MX-8G、プロシオン ブラック H
-EXL、プロシオン ブラック P-N、プロシオン ブルー
MX-R 、プロシオン ブルー MX-4GD 、プロシオンブル
ー MX-G 、およびプロシオン ブルー MX-2GN ；チバ−
ガイギー社から入手し得るチバクロン(Cibacron) レッ
ド F-B、チバクロン ブラック BG 、ラナゾール(Lanas
ol) ブラック B、ラナゾール レッド 5B 、ラナゾール
レッド B、およびラナゾール イエロー 4G 。

【００１０】BASF社から入手し得るバシレン(Basilen)
ブラック P-BR 、バシレン イエロー EG 、バシレン
ブリリアント イエロー P-3GN、バシレン イエロー M
-6GD、バシレン ブリリアント レッド P-3B 、バシレ
ン スカーレット E-2G 、バシレン レッド E-B、バシ
レン レッド E-7B 、バシレン レッド M-5B 、バシレ
ン ブルー E-R、バシレン ブリリアント ブルー P-3
R 、バシレン ブラック P-BR 、バシレン タークォイ
ス ブルー P-GR 、バシレン タークォイス M-2G 、バ
シレン タークォイス E-Gおよびバシレン グリーン E
-6B ；住友化学社から入手し得るスミフィックス(Sumif
ix) タークォイス ブルー G、スミフィックス ターク
ォイス ブルー H-GF 、スミフィックス ブラック B、
スミフィックス ブラック H-BG 、スミフィックス イ
エロー 2GC、スミフィックス スプラ スカーレット 2
GF、およびスミフィックス ブリリアント レッド 5B
F；クロンプトン アンド ノールズ社の染料および化
成品部門から入手し得るイントラクトン(Intracton) イ
エロー C-8G 、イントラクトン レッド C-8B 、イント
ラクトン タークォイス ブルー GE 、イントラクトン
タークォイス HA およびイントラクトン ブラック R
L 。

【００１１】特に好ましいのは、下記の化学構造を有す
るICI 社から入手し得る各染料である：

【化２】

【化３】

【００１２】また、特に好ましいのは、BASF X-34 ブラ
ック染料（BASF社から入手し得る)およびドウシン(Daus
yn) ブリリアント レッド F3B SF VP 218（高純度固
形物、ロードアイランド州コベントリーのヘキスト社か
ら入手し得る）である。裸眼には見えないが可視波長範
囲外の照射線（紫外線または赤外線）に露光させたとき
に検知し得る下記のような染料も適している：ダンシル
−リシン、N-(2- アミノエチル）-4- アミノ-3,6- ジス
ルホ-1,8- ジナフタルイミド二カリウム塩、N-(2- アミ
ノペンチル）-4- アミノ-3,6- ジスルホ-1,8- ジナフタ
ルイミド二カリウム塩、カスケード ブルー(Cascade B
rue)エチレンジアミン三ナトリウム塩（モレキュラー
プロエス社から入手し得る) 、カスケード ブルー カ
ダベリン三ナトリウム塩（モレキュラー プロエス社か
ら入手し得る) 、4,4'- ジアミノスチルベン-2,2'-ジス
ルホン酸のビスジアジニル誘導体、4,4'- ジアミノスチ
ルベン-2,2'-ジスルホン酸のアミド誘導体、4,4'- ジ置
換スチルベン-2,2'-ジスルホン酸のフェニル尿素誘導
体、4,4'- ジ置換スチルベン- ジスルホン酸のモノ- ま
たはジ- ナフチルトリアゾール誘導体、ベンズイチアゾ
ールの誘導体、ベンズオキサゾールの誘導体、ベンズイ
ミナゾールの誘導体、コウマリンの誘導体、スルホン酸
基を含有するピラゾリンの誘導体、4,4'- ビス（トリア
ジン-2- イルアミノ) スチルベン-2,2'-ジスルホン酸
類、2-（スチルベン-4- イル) ナフトトリアゾール類、
2-(4- フェニルスチルベン-4- イル) ベンズオキサゾー
ル類、4,4'- ビス（トリアゾ-2- イル) スチルベン-2,
2'-スルホン酸、1,4-ビス（スチリル）ビフェニル類、
1,3-ジフェニル-2- ピラゾリン類、ビス（ベンザゾール
-2- イル) 誘導体、3-フェニル-7-(トリアジン-2- イ
ル) コウマリン類、カルボスチリル類、ナフタルイミド
類、3,7-ジアミノジベンゾチオフェン-2,8- ジスルホン
酸-5,5- ジオキサイド。

【００１３】さらに、C.I.フルオレセント ブライテナ
ー No. 28(C.I. 40622) ；蛍光剤シリーズのロイコフォ
アー(Leucophor) B-302 、BMB(C.I. 290) 、BCR 、BS等
（ロイコフォアー社から入手し得る）等のような他の商
業的に入手し得る物質も適している。染料は、本発明の
インク組成物中に、任意の有効量、典型的には約１〜約
２０重量％好ましくは約２〜約１０重量％の量（この量
は、インク中に存在する染料分子の量である）で存在
が、その量は、これらの範囲外であってもよい。特別な
陰影を得たい割合での染料混合物も使用し得る。

【００１４】さらに、本発明のインク組成物用の着色剤
は、顔料、１種以上の染料および／または１種以上の顔
料の混合物であり得る。顔料は、ブラック、シアン、マ
ゼンタ、イエロー、レッド、ブルー、グリーン、ブラウ
ン、これらの混合物であり得る。適当なブラック顔料の
例には、チャンネルブラック、ファーナスブラックおよ
びランプブラック等のようなカーボンブラックがある。
カラー顔料には、レッド、グリーン、ブルー、ブラウ
ン、マゼンタ、、シアンおよびイエローの各粒子並びに
これらの混合物がある。マゼンタ顔料の具体的例には、
2,9-ジメチル置換キナクリドン；カラーインデックスに
CI 60710、CIディスパースド レッド 15として掲載さ
れているアントラキノン染料；カラーインデックスにCI
26050、CIソルベント レッド 19 として掲載されてい
るジアゾ顔料等がある。適当なシアン顔料の具体的な例
には、銅テトラ-4-(オクタデシルスルホンアミド) フタ
ロシアニン；カラーインデックスにCI 74160、CIピグメ
ント ブルーとして掲載されているX-銅フタロシアニン
顔料およびカラーインデックスにCI 69810、スペシャル
ブルー X-2137 として掲載されているアンスラダンス
レン ブルー等がある。使用し得るイエロー顔料の具体
的例には、ジアリライド イエロー 3,3- ジクロロベン
ジデンアセトアセトアニリド；カラーインデックスにCI
12700、CIソルベント イエロー 16 として掲載されて
いるモノアゾ顔料；カラーインデックスにフロン イエ
ロー SE/GLN 、CIディスパースド イエロー 33 として
掲載されているニトロフェニルアミンスルホンアミド；
2,5-ジメトキシ-4- スルホンアニリドフェニルアゾ-4'-
クロロ-2,5- ジメトキシアセトアセトアニリド；パーマ
ネント イエロー FGL等がある。

【００１５】顔料のさらなる例には、ノルマンディ(Nor
mandy) マゼンタ RD-2400（パールユーリッヒ社）; パ
リオゲン(Paliogen) バイオレット 5100 （BASF社) ;
パリオゲン バイオレット 5890 (BASF社) ; パーマネ
ント バイオレット VT2645 （パール ユーリッヒ
社）; ヘリオゲン(Heliogen) グリーン L8730 (BASF
社) ; アーギル(Argyle) グリーン XP-111-S （パール
ユーリッヒ社）; ブリリアント グリーン トナー G
R 0991（パール ユーリッヒ社）; ヘリオゲン ブルー
L6900、L7020 （BASF社) ; ヘリオゲン ブルー D684
0、D7080 （BASF社);スダン ブルー OS （BASF社) ; P
V ファースト ブルー B2G01（アメリカンヘキスト
社）; イルガライト(Irgalite) ブルー BCA（チバ−ガ
イギー社）; パリオゲン ブルー 6470 （BASF社) ; ス
ダン III（マセソン社、コレマン社、ベル社）; スダン
II （マセソン社、コレマン社、ベル社）; スダン IV
（マセソン社、コレマン社、ベル社）; スダン オレン
ジ G（アルドリッチ社）; スダンオレンジ 220（BASF
社) ; パリオゲン オレンジ 3040 （BASF社) ; オルソ
オレンジ OR 2673（パール ユーリッヒ社）; パリオゲ
ン イエロー 152、1560（BASF社) ; リトール(Lithol)
ファースト イエロー 0991K（BASF社) ; パリオトー
ル(Paliotol) イエロー 1840 （BASF社) ; ノボパーム
(Novoperm) イエロー YE 0305（パール ユーリッヒ
社）; ルモゲン(Lumogen) イエロー D0790（BASF社) ;
スコ−ゲルベ(Suco-Gelb) L1250 （BASF社) 。

【００１６】スコ−イエロー D1355 (BASF社) ; ホスタ
パーム(Hostaperm) ピンク E (アメリカン ヘキスト
社) ; ファーナル(Fanal) ピンク D4830（BASF社) ; シ
ンカシア マゼンタ（デュポン社）; リトール スカー
レット D3700（BASF社) ; トリジン(Tolidine) レッド
（アルドリッチ社）; サーモプラスト(Thermoplast)NSD
PS PA 用のスカーレット（カナダのユージン クール
マン社）; E. D. トルイジン レッド（アルドリッチ
社）; リトール ルビン トナー（パール ユーリッヒ
社）; リトール スカーレット 4440 （BASF社) ; ボン
(Bon) レッド C（ドミニオン カラー社）; ロイヤル
ブリリアント レッド RD-8192（パールユーリッヒ
社）; オラセット(Oracet) ピンク RF （チバ−ガイギ
ー社）; パリオゲン レッド 3871K（BASF社) ; パリオ
ゲン レッド 3340 （BASF社) ; およびリトール スカ
ーレット L4300（BASF社) 。他の顔料もまた使用し得
る。好ましいのは、液体ベヒクル中で安定なコロイド状
懸濁液を与えるようにまたインクを熱インクジェットプ
リンターで用いるときのインクチャンネルの閉塞を防止
するように、顔料の粒度が出来るだけ小さいことであ
る。好ましい平均粒度は、一般に約０．００１〜約０．
１ミクロンである。顔料は、インク組成物中に、任意の
有効量で、一般に約１〜約７重量％好ましくは約２〜約
５重量％の量で存在するが、その量は、これらの範囲外
であってもよい。

【００１７】本発明のインク組成物は、ポリリン酸およ
び塩基の添加により所望のｐＨに緩衝させる。ポリリン
酸は、下記の式を有する：

【化４】 （式中、ｎは、少なくとも約１、好ましくは約１〜約２
０、より好ましくは約１〜約４の整数であるが、その値
は、これらの範囲外であってもよい。） また、用いるポリリン酸は、ｎが０を含む変動値を有す
る物質の混合物を含有し得る。例えば、ポリリン酸は、
モノリン酸、ジリン酸、トリリン酸およびテトラリン酸
の混合物を含み得る。さらに、ポリリン酸は、環状形で
あり得、ポリリン酸の環状形は、非環式モノおよびポリ
リン酸との混合物中に含まれ得る。ポリリン酸は、ウィ
シコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ社のような
多くの供給業者から商業的に入手し得る。ポリリン酸
は、本発明のインク組成物に、少なくともインクの約
０．１重量％、好ましくは約０．１〜約１０重量％、よ
り好ましくは約０．５〜約５重量％の量で存在するが、
その量は、これの範囲外であってもよい。

【００１８】塩基は、ポリリン酸と一緒にインク中で有
効な緩衝系を生成する任意の適当な塩基であり得る。好
ましいのは、塩基は、インクが乾燥するときに液体ベヒ
クルから逸散するように十分に揮発性であることであ
る。適当な塩基の例には、アンモニア、水酸化アンモニ
ウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ
ン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミ
ン、エチレンジアミン等、およびこれらの混合物があ
る。塩基は、本発明のインク組成物中に、任意の有効量
で添加する。例えば、塩基が水酸化アンモニウム水（６
１％ＮＨ₄ ＯＨ）である場合、典型的な量は、少なくと
もインクの約０．１重量％、好ましくは約０．１〜約
５．０重量％、より好ましくは約０．３〜約１．０重量
％であるが、その量は、これらの範囲外であってもよ
い。高分子量の塩基においては、比例的多量を使用し得
る。存在する塩基の量は、インク中の染料のモル当量当
たりの塩基のモル当量数でも表し得る。典型的には、塩
基の量は、染料１モル当たり約０．５〜約２５モル当
量、好ましくは染料１モル当量当たり約２〜約１０モル
当量であるが、その量は、これらの範囲外であってもよ
い。

【００１９】各インク成分を、任意の所望の順序で相互
に混合し得る。例えば、塩基を水と混合し、次いで、ポ
リリン酸を加え、その後、着色剤を加え得る。あるい
は、塩基と着色剤を水と混合し、次いで、ポリリン酸を
添加してもよい。あるいは、ポリリン酸を水と混合し、
次いで、塩基を加え、その後、着色剤を加えてもよい。
あるいは、ポリリン酸と着色剤を水と混合し、次いで塩
基を加えてもよい。溶媒、湿潤剤、殺生剤等の任意の追
加成分も、インク調製工程の任意の所望段階で添加でき
る。ポリリン酸と塩基を含む緩衝系は、インク組成物を
安定な所望のｐＨ、一般には約６．５〜約１０．０、好
ましくは約７．５〜約９．０の範囲内に調整せしめ得る
（ｐＨ値は、上記範囲外であってもよい）。ｐＨを上記
の範囲内に緩衝させることは、一般に、約６．５よりも
低いｐＨ値おいてのインクからの染料の潜在的な沈降を
防止するために、また約１０．０よりも高いｐＨ値おい
ての水堅牢性および鋭敏なプリント画質の潜在的な喪失
を防止するために好ましい。

【００２０】ポリリン酸と塩基の組合せにより緩衝させ
た本発明のインク組成物は、他の酸で緩衝させたインク
に比し改良された休止期間を示す。休止期間とは、イン
クジェットプリンターがインクを収容しながらプリンテ
ィングを停止し、その後、ノズルの閉塞なしに再始動す
る間の期間である。一般に、休止期間は、長時間の休止
後にインクジェットプリンターの再始動が可能であるよ
うに出来るだけ長くあるべきである。殆どの熱インクジ
ェットインクにおいては、グリコールまたは他の成分の
ような水と着色剤以外のインク成分の選択がインクの休
止期間を決定する。しかしながら、本発明のインクにお
いては、上記の緩衝系が改良された休止期間を与える；
即ち、他のインク成分を、水堅牢性、粘度、表面張力等
の他の重要なインク特性（そのいずれも、プリント画質
に影響を及ぼす）を最適にするように選定し得る。何ら
特定の理論に拘束する積もりはないが、幾つかの休止期
間上の困難性は、インク緩衝系からの塩類がインクジェ
ットプリントヘッドのノズル内またはノズル上で結晶化
するときに生じ得ることが考えられる。結晶化は、これ
らの結晶を溶液内に維持するインク成分を選定すること
によって低減または排除し得るが、これらのインク成分
は、実際には蒸発して結晶を残存させてノズルを閉塞し
得る。しかしながら、本発明におけるポリリン酸と塩基
の組合せは、最小の乾固または結晶化傾向を示し、長時
間休止していたインクを収容したままのインクジェット
プリンターを再始動させて最初のパルスにより許容し得
る噴射ができるようにする。さらに、本発明のポリリン
酸と塩基の組合せは、インクの水堅牢性も向上させる。
さらに、何ら特定の理論に拘束する積もりはないが、本
発明のインク中のポリリン酸成分は、結晶格子詰込みの
ための適切な幾何学を得るのが難しい故に、結晶化を阻
止するものと考えられる。

【００２１】他の添加剤も本発明のインクにおいて存在
し得る。例えば、１種以上の界面活性剤または湿潤剤を
本発明のインクに添加し得る。これらの添加剤は、カチ
オン性、アニオン性またはノニオン性のタイプであり得
る。適当な界面活性剤および湿潤剤には、ラウリル硫酸
ナトリウム、タモール(Tamol、登録商標) SN、タモール
LG 、ローム アンド ハース社から入手し得るトリト
ン(Triton 、登録商標) シリーズのもの、マラスパース
(Marasperse 、登録商標) シリーズのもの、GAF 社から
入手し得るアイゲパール(Igepal 、登録商標) シリーズ
のもの、ターギトール(Tergitol 、登録商標) シリーズ
のもの、および他の商業的に入手し得る界面活性剤があ
る。これらの界面活性剤および湿潤剤は、一般に０〜約
１５重量％好ましくは約０．０１〜約８重量％の有効量
で存在する。高分子添加剤も、インクの粘度と顔料粒子
の安定性を高めかつ顔料粒子の凝集および沈降速度を低
めるために、本発明のインクに添加し得る。アラビアゴ
ム、ポリアクリレート塩、ポリメタクリレート塩、ポリ
ビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポ
リビニルエーテル、澱粉、多糖類等の水溶性ポリマー
は、水または水と水混和性有機液体の混合物のような水
性液体ベヒクル中で顔料粒子を安定化させるのに特に適
する。高分子安定剤は、本発明のインク中に、０〜約１
０重量％好ましくは約０．０１〜約５重量％の量で存在
するが、その量は、この範囲外であってもよい。

【００２２】本発明のインクへの１つの好ましい添加剤
は、中心ビスフェノール−Ａ成分に結合した２本のポリ
アルキレンオキサイド鎖からなる高分子添加剤である。
この添加剤は、下記の式を有する：

【化５】 （式中、Ｒ¹ およびＲ² は、個々に、水素、１〜約８個
の炭素原子を有するメチル、エチル、プロピル等のアル
キル基および１〜約８個の炭素原子を有するメトキシ、
エトキシ、ブトキシ等のアルコキシ基からなる群から選
ばれ；Ｒ³ およびＲ⁴ は、個々に、１〜約４個の炭素原
子を有するアルキル基からなる群から選ばれ；ｘおよび
ｙは、各々個々に、約１００〜約４００好ましくは約１
００〜約２００の数である。）

【００２３】一般に、上記ポリアルキレンオキサイド／
ビスフェノール−Ａポリマーの分子量は、約１４，００
０〜約２２，０００好ましくは約１５，０００〜約２
０，０００であるが、その分子量は、この範囲外であっ
てもよい。上記式の物質は、商業的に入手可能であり；
例えば、コネチカット州ダンバリーのユニオン カーバ
イド社から入手し得るカルボワックス(Carbowax 、登録
商標) M20 （分子量約１８，０００を有する上記式のポ
リエチレンオキサイド／ビスフェノール−Ａポリマー）
は、本発明のインクにおいて適する高分子添加剤であ
る。さらに、上記式の化合物は、Polyethers, N. G. Ga
ylord, John Wiley & Sons, New York (1963) 、および
“Laboratory Synthesis of Polyethylene Glycol Deri
vatives", J.M. Harris, J. Molecular Science - Rev.
Macromol. Chem. Phys.,C25(3), 325-373 (1985) に開
示されている方法によって調製し得る。上記ポリアルキ
レンオキサイド／ビスフェノール−Ａ添加剤は、本発明
のインク中に、少なくとも約１ppm の量で存在する。典
型的には、上記ポリアルキレンオキサイド／ビスフェノ
ール−Ａ添加剤は、本発明のインクの１重量％までの量
好ましくは０．５重量％までの量で存在する；それより
多量の添加剤は、所望値を越えてインクの粘度を増大さ
せるが、増大したインク粘度が問題でない用途において
は使用できる。

【００２４】本発明のインク組成物は、任意成分添加剤
として、ポリアミン化合物も含有し得る。適当なポリア
ミン添加剤の例には、N,N'- ビス(3- アミノプロピル）
-1,2- エチレンジアミン、1,4-ビス(3- アミノプロピ
ル) ピペラジン、N,N'- ビス(3- アミノプロピル）-1,3
- プロパンジアミン、N,N'- ビス(3- アミノエチル）-
1,3- プロパンジアミン、N,N'- ビス(3- アミノプロピ
ル）-1,4- ブタンジアミン、エチレンジアミン、ジエチ
レンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレ
ンペンタミン、ニトリロトリスエチルアミン、N,N'-(ジ
アミノエチル) ピペラジン、ピペラジニルエチルエチレ
ンジアミン、アミノエチルトエイエチレンテトラミン、
アミノエチルピペラジニルエチルエチレンジアミン、ピ
ペラジニルエチルジエチレントリアミン、ペンタエチレ
ンヘキサミン等、およびこれらの混合物がある。これら
の物質は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリ
ッチケミカル社、テキサス州ヒューストンのテキサコ
社、およびケベック州ポイントクライレのバイエル（カ
ナダ）社のような種々の供給元から商業的に入手可能で
ある。ポリアミンまたはポリアミン混合物は、任意の有
効量または所望量、典型的にはインク組成物の約０．０
０１〜約５重量％、好ましくは約０．０１〜約３重量
％、より好ましくは約０．４〜約２．０重量％の量で存
在するが、その量は、これらの範囲外であってもよい。

【００２５】本発明のインクに対しての他の任意成分添
加剤には、約０．０００１〜約４重量％好ましくは約
０．０１〜約２．０重量％の量で存在するダウィシル(D
owcil)150、200 および 75 、安息香酸塩、ソルビン酸
塩等の殺生剤；０〜約１重量％好ましくは約０．０１〜
約１重量％の量で存在する酸または塩基、リン酸塩、カ
ルボン酸塩、亜硫酸塩、アミン塩等のさらなるｐＨ調節
剤等がある。本発明のインク組成物は、熱インクジェッ
トプリンテイング法での使用に適する粘度を一般に有す
る。典型的には、本発明のインク粘度は、約５センチポ
イズよりも高くなく、好ましくは約１〜約２．５センチ
ポイズである。本発明のインク組成物は、任意の適当な
方法で調製し得る。典型的には、本発明のインクは、各
成分の単純混合によって調製する。１つの方法は、すべ
てのインク成分を一緒に混合し得られた混合物を濾過し
てインクを得ることを含む。本発明のインクは、各成分
を混合し、必要に応じて加熱し、次いで混合物に本発明
の前記酸および塩基ｐＨ調節成分を加え、室温で均質な
混合物が得られるまで、典型的には約５〜約１０分間緩
やかに混合することによるような任意の所望の方法に従
って調製し得る。また、本発明のインクは、すべての成
分を混合し必要に応じて加熱し濾過することによるよう
な任意の所望の手順に従う調製工程中に他のインク成分
と混合し得る。

【００２６】また、本発明は、本発明のインク組成物を
インクジェットプリンテイング装置に装填し、該インク
組成物の液滴を基体上に像形成パターンで発出させるこ
とを含む方法にも関する。特に好ましい実施態様におい
ては、上記のプリンティング装置は、ノズル中のインク
を像形成パターンで選択的に加熱し、それによってイン
ク液滴を像形成パターンで発出させる熱インクジェット
法を用いる。ゼロックス 4024 紙、規格ノートブック
紙、ボンド紙、シャープ社シリカコーテッド紙のような
シリカコーテッド紙、ジュウジョウ(Jujo)紙等の平坦
紙；透明体材料；織布；繊維製品；プラスチック；ポリ
マーフィルム；金属のような無機材料；木材等の任意の
適当な基体を使用し得る。好ましい実施態様において
は、本発明の方法は、平坦紙のような多孔質またはイン
ク吸収性基体上にプリンティングすることを含む。

【００２７】

【実施例】

【実施例１】インク組成物を次のようにして調製した：
５５０ｇの水に、１０ｇのN,N'- ビス(3- アミノプロピ
ル）-1,2- エチレンジアミン（BASF社から入手) と９．
５ｇの水酸化アンモニウム（６１％の水酸化アンモニウ
ムを含有する水溶液）を加えた。得られた溶液を５分間
攪拌した後、ｐＨは１１．７９であった。その後、５０
重量％ポリリン酸水溶液（ウィシコンシン州ミルウォー
キーのアルドリッチ社から入手）を十分量（１９．７
ｇ）加えてｐＨを９．４０に下げた。その後、１００ｇ
の尿素を加え、溶液をさらに５分間攪拌した。続いて、
１１０ｇのN-メチルピロリジノン（BASF社から入手）と
８２．４ｇのスルホラン（BASF社から入手）を加え、溶
液をさらに５分間攪拌した。次いで、２．３７ｇ量のド
ウシン ブリリアント レッド F3B SF VP 218染料（ヘ
キスト社から入手）を加え、溶液を５分間ロールミリン
グした。その後、８３．７ｇのバサシッド X-34 ブラッ
ク染料（BASF社から入手）を加え、溶液を１５分間攪拌
した後、ｐＨは９．１１であった。次いで、この溶液
に、５０重量％ポリリン酸水溶液をｐＨを８．２０に下
げるのに十分な量（８．３５ｇ）加えた。また、この
時、１．０ｇのドウィシル150殺生剤（ダウ ケミカル
社から入手）、０．２５ｇの下記の式：

【化６】 の分子量１８，０００を有するポリエチレンオキサイド
／ビスフェノール−Ａポリマー（ポリサイエンセス社か
ら入手）および追加の水（６．５４ｇ）も加えた。得ら
れた混合物を３０分間攪拌し、次いで、１４２ｍｍ，２
０ミクロンのマイラフロー(mylaflow)フィルターで濾過
し、濾過を促進するために２０ポンド／平方インチ
（１．４１ｋｇ／ｃｍ² ）の正圧を加えた。得られたイ
ンクは、２．１８センチポイズの粘度、４７．０ダイン
／ｃｍ² の表面張力、７．９０ミリモウ／ｃｍ、および
ｐＨ＝８．３０を有していた。

【００２８】

【実施例２】インク組成物を次のようにして調製した：
６００ｇの水に、２．５ｇのN,N'-ビス(3- アミノプロ
ピル）-1,2- エチレンジアミン（BASF社から入手) と
３．５ｇの水酸化アンモニウム（６１％の水酸化アンモ
ニウムを含有する水溶液）を加えた。得られた溶液を５
分間攪拌した後、ｐＨは１１．３４であった。その後、
５０重量％ポリリン酸水溶液（ウィシコンシン州ミルウ
ォーキーのアルドリッチ社から入手）を十分量（６．２
ｇ）加えてｐＨを９．０１に下げた。その後、５０ｇの
尿素を加え、溶液をさらに５分間攪拌した。続いて、３
０ｇのN-メチルピロリジノン（BASF社から入手）と４
１．３ｇのスルホラン（BASF社から入手）を加え、溶液
をさらに５分間攪拌した。次いで、３ｇ量のドウシン
ブリリアントレッド F3B SF VP 218染料（ヘキスト社か
ら入手）を加え、溶液を５分間ロールミリングした。そ
の後、１０５．６ｇのバサシッド X-34 ブラック染料
（BASF社から入手）を加え、溶液を１５分間攪拌した
後、ｐＨは８．２５であった。次いで、この溶液に、５
０重量％ポリリン酸水溶液をｐＨを７．８０に下げるの
に十分な量（１．７２ｇ）加えた。また、この時、１．
０ｇのドウィシル 150殺生剤（ダウ ケミカル社から入
手）、０．２５ｇの分子量１８，０００を有するポリエ
チレンオキサイド／ビスフェノール−Ａポリマー（ポリ
サイエンセス社から入手）および追加の水（１１８．５
ｇ）も加えた。得られた混合物を３０分間攪拌し、次い
で、１４２ｍｍ，２０ミクロンのマイラフロー(mylaflo
w)フィルターで濾過し、濾過を促進するために２０ポン
ド／平方インチ（１．４１ｋｇ／ｃｍ ² ）の正圧を加え
た。得られたインクは、５２．８ダイン／ｃｍ² の表面
張力、９．０４ミリモウ／ｃｍ、およびｐＨ＝７．８０
を有していた。

【００２９】

【実施例３】インク組成物を次のようにして調製した：
７００ｇの水に、２．５ｇのN,N'-ビス(3- アミノプロ
ピル）-1,2- エチレンジアミン（BASF社から入手) と
３．５ｇの水酸化アンモニウム（６１％の水酸化アンモ
ニウムを含有する水溶液）を加えた。得られた溶液を５
分間攪拌した後、ｐＨは１１．６０であった。その後、
５０重量％ポリリン酸水溶液（ウィシコンシン州ミルウ
ォーキーのアルドリッチ社から入手）を十分量（６．８
ｇ）加えてｐＨを９．００に下げた。続いて、３０ｇの
N-メチルピロリジノン（BASF社から入手）と４１．３ｇ
のスルホラン（BASF社から入手）を加え、溶液をさらに
５分間攪拌した。次いで、３．６ｇ量のドウシン ブリ
リアント レッド F3B SF VP 218染料（ヘキスト社から
入手）を加え、溶液を５分間ロールミリングした。その
後、１２８．３ｇのバサシッド X-34 ブラック染料（BA
SF社から入手）を加え、溶液を１５分間攪拌した後、ｐ
Ｈは７．８９であった。次いで、この溶液に、５０重量
％ポリリン酸水溶液をｐＨを７．８０に下げるのに十分
な量（０．３４ｇ）加えた。また、この時、１．０ｇの
ドウィシル 150殺生剤（ダウ ケミカル社から入手）、
０．２５ｇの分子量１８，０００を有するポリエチレン
オキサイド／ビスフェノール−Ａポリマー（ポリサイエ
ンセス社から入手）および追加の水（５２．６ｇ）も加
えた。得られた混合物を３０分間攪拌し、次いで、濾過
した。得られたインクは、１．３４センチポイズの粘
度、５３．８ダイン／ｃｍ² の表面張力、９．８０ミリ
モウ／ｃｍ、およびｐＨ＝７．９０を有していた。

【００３０】

【実施例４】インク組成物を次のようにして調製した：
７００ｇの水に、２．５ｇのN,N'-ビス(3- アミノプロ
ピル）-1,2- エチレンジアミン（BASF社から入手) と
３．５ｇの水酸化アンモニウム（６１％の水酸化アンモ
ニウムを含有する水溶液）を加えた。得られた溶液を５
分間攪拌した後、ｐＨは１１．４０であった。その後、
５０重量％ポリリン酸水溶液（ウィシコンシン州ミルウ
ォーキーのアルドリッチ社から入手）を十分量（６．８
ｇ）加えてｐＨを８．９８に下げた。続いて、３０ｇの
N-メチルピロリジノン（BASF社から入手）と４１．２ｇ
のスルホラン（BASF社から入手）を加え、溶液をさらに
５分間攪拌した。次いで、２．３７ｇ量のドウシン ブ
リリアント レッド F3B SF VP 218染料（ヘキスト社か
ら入手）を加え、溶液を５分間ロールミリングした。そ
の後、８３．７ｇのバサシッド X-34 ブラック染料（BA
SF社から入手）を加え、溶液を１５分間攪拌した後、ｐ
Ｈは８．０３であった。次いで、この溶液に、５０重量
％ポリリン酸水溶液をｐＨを７．８０に下げるのに十分
な量（０．９７ｇ）加えた。また、この時、１．０ｇの
ドウィシル 150殺生剤（ダウ ケミカル社から入手）、
０．２５ｇの分子量１８，０００を有するポリエチレン
オキサイド／ビスフェノール−Ａポリマー（ポリサイエ
ンセス社から入手）および追加の水（５０ｇ）も加え
た。得られた混合物を３０分間攪拌し、次いで、１４２
ｍｍ、２０ミクロンマイラフローフィルターで２０ポン
ド／平方インチ（１．４１ｋｇ／ｃｍ² ）の正圧下に濾
過した。得られたインクは、１．２６センチポイズの粘
度、５３．７ダイン／ｃｍ² の表面張力、８．３３ミリ
モウ／ｃｍ、およびｐＨ＝７．９０を有していた。

【００３１】

【実施例５】インク組成物を次のようにして調製した：
４５０ｇの水に、５．０ｇのN,N'-ビス(3- アミノプロ
ピル）-1,2- エチレンジアミン（BASF社から入手) と
９．５ｇの水酸化アンモニウム（６１％の水酸化アンモ
ニウムを含有する水溶液）を加えた。得られた溶液を５
分間攪拌した。その後、５０重量％ポリリン酸水溶液
（ウィシコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ社か
ら入手）を十分量（１６．０ｇ）加えてｐＨを９．５に
下げた。その後、１００ｇ尿素を加え、溶液をさらに５
分間攪拌した。続いて、１１０ｇのN-メチルピロリジノ
ン（BASF社から入手）と１３．６ｇのスルホラン（BASF
社から入手）を加え、溶液をさらに５分間攪拌した。次
いで、３．６３ｇ量のドウシン ブリリアント レッド
F3B SF VP 218染料（ヘキスト社から入手）を加え、溶
液を５分間ロールミリングした。その後、１２８．３ｇ
のバサシッド X-34 ブラック染料（BASF社から入手）を
加え、溶液を１５分間攪拌した。次いで、この溶液に、
５０重量％ポリリン酸水溶液をｐＨを８．７に下げるの
に十分な量（１．０６ｇ）加えた。また、この時、１．
０ｇのドウィシル 150殺生剤（ダウ ケミカル社から入
手）、０．５ｇの分子量１８，０００を有するポリエチ
レンオキサイド／ビスフェノール−Ａポリマー（ポリサ
イエンセス社から入手）および追加の水（４９．６ｇ）
も加えた。得られた混合物を３０分間攪拌し、次いで、
１４２ｍｍ、２０ミクロンマイラフローフィルターで、
濾過を促進するための２０ポンド／平方インチ（１．４
１ｋｇ／ｃｍ² ）の正圧下に濾過した。得られたインク
は、２．３７センチポイズの粘度、５１．０ダイン／ｃ
ｍ² の表面張力、６．２ミリモウ／ｃｍ、およびｐＨ＝
８．７２を有していた。

【００３２】

【実施例６】さらなるインクを、下記の表１の内容で実
施例１〜５で述べたのと同様な手順で調製した（各量は
重量％であり、残りは水である）： 表 １ インク NH₄OH 尿素 NMP スルホラン N-BAPED PEO 染料 ｐＨ １ 0.35 --- 3 4 0.25 0.025 3.0 7.8 ２ 0.65 --- 7 8 0.50 0.025 3.8 8.2 ３ 0.95 --- 11 12 1.0 0.025 4.6 8.7 ４ 0.65 5.0 3 4 0.50 0.025 4.6 8.7 ５ 0.95 5.0 7 8 1.0 0.025 3.0 7.8 ６ 0.35 5.0 11 12 0.25 0.025 3.8 8.2 ７ 0.95 10.0 3 8 0.25 0.025 4.6 8.2 ８ 0.35 10.0 7 12 0.50 0.025 3.0 8.7 ９ 0.65 10.0 11 4 1.0 0.025 3.8 7.8 １０ 0.65 --- 3 12 1.0 0.05 3.0 8.2 １１ 0.95 --- 7 4 0.25 0.05 3.8 8.7 １２ 0.35 --- 11 8 0.50 0.05 4.6 7.8 １３ 0.35 5.0 3 8 1.0 0.05 3.8 8.7 １４ 0.65 5.0 7 12 0.25 0.05 4.6 7.8 １５ 0.95 5.0 11 4 0.50 0.05 3.0 8.2 １６ 0.95 10.0 3 12 0.50 0.05 3.8 7.8 １７ 0.35 10.0 7 4 1.0 0.05 4.6 8.2 １８ 0.65 10.0 11 8 0.25 0.05 3.0 8.7

【００３３】各インクをヒューレット−パッカード デ
スクジェットプリンターに装填し噴射した。各インク
を、１５％および９０％相対湿度(RH)での休止期間につ
いて、上記プリンターがノズル中にインクを有したまま
休止し、次いで、プリンターをノズルの閉塞なしで始動
させ得る時間量を測定することによって試験した： 表 ２ インク 休止期間（秒） １５％ＲＨ ９０％ＲＨ １ ８０ ７７ ２ ５５ ７５ ３ ３０ ３０ ４ ４０ ４０ ５ ４０ ７５ ６ １２０ １３０ ７ ９５ １００ ８ ２０５ ２５０ ９ ８０ ９５ １０ ４０ ２０ １１ ７５ ７０ １２ ５０ １００ １３ ７５ ８０ １４ １００ １２０ １５ １１０ ９５ １６ １９５ ２００ １７ １０ ２０ １８ ２２０ ９５

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 (a) 水と塩基を混合することにより混合
   物を調製し；(b) 該混合物に着色剤を加え；(c) 該混合
   物のｐＨをポリリン酸を加えることによって調整するこ
   とを特徴とするインク組成物の調製方法。
2. 【請求項２】 (a) 水とポリリン酸を混合することによ
   り混合物を調製し；(b) 該混合物に着色剤を加え；(c)
   該混合物のｐＨを塩基を加えることによって調整するこ
   とを特徴とするインク組成物の調製方法。
3. 【請求項３】 水、着色剤、塩基およびポリリン酸を混
   合することを含み；得られるインクのｐＨを、(a) 塩基
   を含有する水溶液にポリリン酸を加えること、および
   (b) ポリリン酸を含有する水溶液に塩基を加えることか
   らなる群から選ばれた方法によって調整することを特徴
   とするインク組成物の調製方法。