JPH08183921A

JPH08183921A - インク組成物

Info

Publication number: JPH08183921A
Application number: JP7263953A
Authority: JP
Inventors: John F Oliver; エフオリヴァージョン; Marcel P Breton; ピーブレトンマーセル; Stig E Friberg; イーフリバーグスティーグ; Raymond W Wong; ダブリューウォンレイモンド; William M Schwarz; エムシュウォーツウィリアム
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1996-07-16
Also published as: DE69522525T2; US5492559A; DE69522525D1; US5551973A; EP0708156B1; EP0708156A1

Abstract

(57)【要約】【課題】サーマルインクジエット印刷に好適のインク
組成物を提供する。【解決手段】本発明のインク組成物をまず染料と有機
成分を混合し、この混合物を濾過することによって調製
した。つぎに、残りの成分を混合し、安定な微小エマル
ジョンを生成するのに十分な温度に加熱し、加振し、続
いて冷却した。・インク１：２．０パーセントのキーフ
ァスト・ブルー・ダイ（ソルベントブルー３７）、３
３．３パーセントのポリオキシエチレン（１０）ステア
リル・エーテル界面活性剤（Brij 76 ）、４８．０パー
セントの水、１６．７パーセントの５０パーセントのメ
チルエチルケトンと５０パーセントの２、４−ペンタン
ジオンを含有する混合物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、インク組成物に関する。特に、
本発明は、サーマルインクジエット印刷方法への使用に
好適のインク組成物に関する。公知の組成物及び方法は
そのそれぞれの目的に適しているが、サーマルインクジ
エット印刷に好適のインク組成物に対しての要望が以前
として存在している。また、多くの種類の普通紙に対応
できるインク組成物が望まれている。さらに、印刷装置
で特別のインク乾燥機構を必要とすることなく、多くの
種類の普通紙に対応できるインク組成物が望まれてい
る。さらに、普通紙における像が高品質で、水で流れな
いものを生成するインク組成物が望まれている。また、
多くの種類の普通紙上で高品質、迅速乾燥の像を、高品
質のテキスト、高品質のグラフィックス、フェザリング
が最小で、色彩のにじみが最小で、かつ優れた像持続性
を持って生成するサーマルインクジエット用インク組成
物が望まれている。さらに、極めて高温のプリントヘッ
ドを必要としないサーマルインクジエットインク組成物
が望まれている。本発明のあるいは本発明の特定の実施
例についての上記のあるいはその他の目的は水相と、油
相と、油溶性染料と、界面活性剤とからなり、第１温度
で液晶ゲル相を呈し、該第１温度より高い第２温度で液
晶微小エマルジョン相を呈するインク組成物を提供する
ことによって達成される。

【０００２】本発明のインク組成物は、水相と、油相
と、油溶性染料と、界面活性剤とからなる。水分は、任
意の有効量が存在し、これによってエマルジョン、好ま
しくは水中油エマルジョンを形成し、サーマルインクジ
エット印刷方法においてバブルを形成できるようになっ
ている。通常、水分は、約１０ないし約５０重量パーセ
ント（この範囲以外でも可能であるが）の量がインク中
に存在する。また、本発明のインクは、疎水性の油相、
すなわち有機成分を含んでいる。有機成分は、単一の有
機成分あるいは２以上の有機成分の混合物であって該混
合物が水中でハッキリした相を形成するように相互に可
溶性であるものならばよい。この有機成分は、油溶性染
料がその中で溶解あるいは分散できるもの、あるいは水
中でエマルジョン、好ましくは、水中油エマルジョンを
形成できるものである。これらの条件に合致することを
条件として、結果物としてのインクが使用される特定の
プリントヘッド及びインクが噴射される特定の基体の操
作性に対応できる所望の粘性と、表面張力特性を発揮す
るように選択することができる。有機相の好適な材料の
例には、ケトン、アルコール、グリコールエーテル、及
び炭化水素のさまざまな混合物が含まれる。特定の例に
は、メチルエチルケトン、２、４−ペンタジオン、エチ
レン・グリコール・ジメチル・エーテル、エタノール、
ヘキサン等である。約８０℃より低い沸点を有する溶媒
が好適であるがさらに高い沸点を有する溶媒、８０℃を
越える沸点のもの、１００℃を越える沸点のもの、たと
えばスルフォレイン、シクロヘキサノン、２−ペンタノ
ール等が含まれる。この有機成分はインク中に有効量含
まれており、油相中に含まれる染料を含むエマルジョン
を形成することができるようになっている。通常、有機
成分は、約１５から約５０重量パーセント、好ましく
は、約１７から約４４重量パーセントインク中に存在す
るがこの範囲に限られるものではない。

【０００３】また本発明のインクは、油溶性染料を含有
する。この染料は、インクの有機成分に比較的可溶性で
あって水に比較的不溶性であるように選択される。例え
ば、本発明に好適の染料の１つは、ソルベントレッド１
１９、であって、ベンジルアルコール中に約０．３５グ
ラム／ミリリットル、エタノール中に約３ミリグラム／
ミリリットル、及び水中に約０．１ミリグラム／ミリリ
ットル未満の溶解性を有している。他の好適な染料は、
ソルベントブルー３７であって、水中では僅かに良く溶
ける。染料は、インク中に任意の有効量含まれる。通
常、染料は、インク中に約２乃至１０重量パーセント存
在し、好ましくは、約２ないし６重量パーセント、さら
に好ましくは、約３ないし４重量パーセント含まれる
が、この範囲に限られるものではない。また、本発明の
インク組成物は、インクジェット印刷に適した温度にお
いて水相及び油相の混合物に液晶微小エマルジョン構造
を与えることができる１以上の界面活性剤を含んでい
る。界面活性剤あるいは界面活性剤の混合物は、インク
中において、水と有機成分との間に液晶エマルジョンを
形成できる程度の任意に有効量存在している。通常、界
面活性剤または界面活性剤の混合物は、インク中に、約
２５ないし約６５重量パーセント、好ましくは約２７な
いし約６０重量パーセント存在するが、この範囲に限ら
れるものではない。好ましい界面活性剤は、通常は、非
イオン性界面活性剤であって、これは少量の（通常約１
０パーセント未満の）イオン性界面活性剤と結合させて
もよい。ただし、イオン性界面活性剤は非イオン性界面
活性剤を使用しないで用いることができるものである。
好ましい界面活性剤の例には、疎水性単位としてアルキ
ルあるいはアルキルアリル基系のもの、あるいは親水性
単位としてアルキレン酸化物あるいはアルキレングリコ
ール基系のものが含まれる。例として、一般構造式Ｃ_X
Ｈ_(2X+1)（ＯＣＨ₂ＣＨ ₂）_YＡ、ここでｘは約８から
約２２、好ましくは約１２から約１８の整数、ｙは０か
ら約１４まで、好ましくは、約２から約８の整数及びＡ
は熱官能基である。また、好ましい界面活性剤の一般構
造式は、

【０００４】

【化１】ここで、Ｒは水素または、アルキル基（例えばメチル、
エチル、プロピル、ブチル、等）であり、ｘは約８から
約２２、好ましくは約１２から約１８の整数、ｙは０か
ら約１４まで、好ましくは、約２から約８の整数及びＡ
は熱官能基である。また、好ましい界面活性剤の一般構
造式は、

【０００５】

【化２】ここで、ｘは約８から約２２、好ましくは約１２から約
１８の整数、ｙは０から約１４まで、好ましくは、約２
から約８の整数及びＡは熱官能基である。また、好まし
い界面活性剤の一般構造式は、

【０００６】

【化３】ここで、Ｒは水素または、アルキル基（例えばメチル、
エチル、プロピル、ブチル、等）であり、ｘは約８から
約２２、好ましくは約１２から約１８の整数、ｙは０か
ら約１４まで、好ましくは、約２から約８の整数及びＡ
は熱官能基である。また、好ましい界面活性剤の一般構
造式は、

【０００７】

【化４】ここで、ｘは約８から約２２、好ましくは約１２から約
１８の整数、ｙは０から約１４まで、好ましくは、約２
から約８の整数及びＡは熱官能基である。この一般式の
界面活性剤はたとえば、ユニオンカーバイド社（ダンベ
リ、コネティカット州）から入手できる。また、好まし
い界面活性剤の一般構造式は、

【０００８】

【化５】ここで、Ｒは他方のものとは独立に水素または、アルキ
ル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、等）
であり、ｘは約８から約２２、好ましくは約１２から約
１８の整数、ｙは０から約１４まで、好ましくは、約２
から約８の整数である。この一般式の界面活性剤は通
常、たとえば、ステパンケミカルズ社（ノースフィール
ド、イリノイ州）からアモニクスシリーズとして入手で
きる。また、好ましい界面活性剤の一般構造式は、

【０００９】

【化６】ここで、Ｒは他方のものとはそれぞれ独立に水素また
は、アルキル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブ
チル、等）であり、ｘは約８から約２２、好ましくは約
１２から約１８の整数、ｙは０から約１４まで、好まし
くは、約２から約８の整数である。また、好ましい界面
活性剤の一般構造式は、

【００１０】

【化７】ここで、Ｒは他方のものとはそれぞれ独立に水素また
は、アルキル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブ
チル、等）であり、ｘは約８から約２２、好ましくは約
１２から約１８の整数である。また、好ましい界面活性
剤の一般構造式は、

【００１１】

【化８】ここで、Ｒは他方のものとはそれれぞれ独立に水素また
は、アルキル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブ
チル、等）であり、ｘは約８から約２２、好ましくは約
１２から約１８の整数である。また、好ましい界面活性
剤の一般構造式は、

【００１２】

【化９】ここで、Ｒは他方のものとはそれぞれ独立に水素また
は、アルキル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブ
チル、等）であり、ｘは約８から約２２、好ましくは約
１２から約１８の整数である。好ましい端末官能基
“Ａ”の例には、−Ｈ、−ＯＨ、−ＣＨ₃、−Ｃ
₂Ｈ₅、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ（ＣＨ₃）₂、
−ＯＳＯ₃ ^-、−ＯＳＯ₂ＮＲ₂（ここで、各Ｒは他の
もととは独立に、水素または、アルキル基（例えばメチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、等））、−ＣＯＯ^-、
−ＯＰＯ₃ ^-、−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＳＯ₃ ^-、−
ＮＲ₃ ⁺（ここで、Ｒは他方のものとはそれぞれ独立に
水素または、アルキル基（例えばメチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、等）、−Ｎ（Ｒ）ＣＨ₂ＣＯＯ^-（ここ
で、Ｒは水素または、アルキル基（例えばメチル、エチ
ル、プロピル、ブチル、等））、−ＮＲ₂ ⁺ＣＨ₂ＣＯ
Ｏ^-（ここで、各Ｒは他方のものとはそれぞれ独立に水
素または、アルキル基（例えばメチル、エチル、プロピ
ル、ブチル、等））、−Ｎ（Ｒ）ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯ^-
（ここで、Ｒは水素または、アルキル基（例えばメチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、等））、−ＮＲ₂ ⁺Ｃ
Ｈ₂ＣＨ₂ＣＯＯ^-（ここで、各Ｒは他方のものとはそ
れぞれ独立に水素または、アルキル基（例えばメチル、
エチル、プロピル、ブチル、等））、−Ｎ（Ｒ）ＣＨ₂
ＳＯ₃ ^-（ここで、Ｒは水素または、アルキル基（例え
ばメチル、エチル、プロピル、ブチル、等））、−ＮＲ
₂ ⁺ＣＨ₂ＳＯ₃ ^-（ここで、各Ｒは他方のものとはそ
れぞれ独立に水素または、アルキル基（例えばメチル、
エチル、プロピル、ブチル、等））、−Ｎ（Ｒ）ＣＨ₂
ＣＨ₂ＳＯ₃ ^-（ここで、Ｒは水素または、アルキル基
（例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、等））、
−ＮＲ₂ ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂ＳＯ₃ ^-（ここで、各Ｒは他方
のものとはそれぞれ独立に水素または、アルキル基（例
えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、等））、−Ｃ
（Ｏ）Ｎ（Ｒ）ＣＨ₂ＣＯＯ^-（ここで、Ｒは水素また
は、アルキル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブ
チル、等））、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯ
^-（ここで、Ｒは水素または、アルキル基（例えばメチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、等））、−Ｃ（Ｏ）Ｎ
（Ｒ）ＣＨ₂ＳＯ ₃ ^-（ここで、Ｒは水素または、アル
キル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、
等））、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）ＣＨ₂ＣＨ₂ＳＯ₃ ^-（こ
こで、Ｒは水素または、アルキル基（例えばメチル、エ
チル、プロピル、ブチル、等））、または、他の任意の
端末官能基である。

【００１３】

【化１０】適当な界面活性剤の具体例には、ステパンケミカルズ社
（ノースフィールド、イリノイ州）からステオールＣＡ
４６０として市販されているアンモニウム・ローレス・
サルフェイト、ホークスト・セラニーズ・コーポレーシ
ョン（シャーロット、ノースカロライナ州）から市販さ
れている２６−Ｌシリーズ、及び２４−シリーズを含む
ゲナポール（登録商標）シリーズの界面活性剤があり、
この一般式は、ＲＯ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＨ（ここでＲ
は線状の混合物、それもＣ₁₂Ｈ₂₅からＣ₁₆Ｈ₃₃の範囲の
炭素数を有する鎖状炭化水素でｎは反復単位の数を表
し、その数は約１から１２であって、たとえば、２６−
Ｌ−１、２６−Ｌ−１．６、２６−Ｌ−２、２６−Ｌ−
３、２６−Ｌ−５、２６−Ｌ−４５、２６−Ｌ−５０、
２６−Ｌ−６０、２６−Ｌ−６０Ｎ、２６−Ｌ−７５、
２６−Ｌ−９８Ｎ、２４−Ｌ−３（ここでＲはＣ₁₂Ｈ₂₅
とＣ₁₄Ｈ₂₉の混合物であり、ｎは約３の平均値を有す
る）、２４−Ｌ−４５（ここでＲはＣ₁₂Ｈ₂₅とＣ₁₄Ｈ₂₉
の混合物であり、ｎは約６．３の平均値を有する）、２
４−Ｌ−５０（ここでＲはＣ₁₂Ｈ₂₅とＣ₁₄Ｈ₂₉の混合物
であり、ｎは約６．９の平均値を有する）、２４−Ｌ−
６０（ここでＲはＣ₁₂Ｈ₂₅とＣ₁₄Ｈ₂₉の混合物であり、
ｎは約７．２の平均値を有する）、２４−Ｌ−６０Ｎ
（ここでＲはＣ₁₂Ｈ₂₅とＣ₁₄Ｈ₂₉の混合物であり、ｎは
約７．０の平均値を有する）、２４−Ｌ−７５（ここで
ＲはＣ₁₂Ｈ₂₅とＣ₁₄Ｈ₂₉の混合物であり、ｎは約８．３
の平均値を有する）、２４−Ｌ−９２及び２４−Ｌ−９
８Ｎ（ここでＲはＣ₁₂Ｈ₂₅とＣ₁₄Ｈ₂₉の混合物であり、
ｎは約１１．３の平均値を有する）、ポリオキシエチレ
ン（１０）ステアリル・エーテル界面活性剤（Ｂrij ７
６、ＩＣＩアメリカズ（株）、（ウイルミントン、デラ
ウエア州）から入手できる）、Ｂrij ５６ポリオキシ
エチレン（１０）セチル・エーテル界面活性剤（ＩＣＩ
アメリカズ（株）、（ウイルミントン、デラウエア州）
から入手できる）、Ｂrij ７８ポリオキシエチレン
（２０）ステアリル・エーテル界面活性剤（ＩＣＩアメ
リカズ（株）、（ウイルミントン、デラウエア州）から
入手できる）、ナトリウム・ジオクチル・スルホンスク
シネート界面活性剤（アメリカンシアナミド、ウエー
ン、ニュージャージ州からエアロシルＯＴとして入手で
きる）、ナトリウム・ドデシル・スルホネート界面活性
剤（Ｅ．Ｉ．デュポン・デネモア＆カンパニー（ウィル
ミントン、デラウエア州）から入手可能である）、セチ
ル・トリメチル・アンモニウム・ブロマイド界面活性剤
等及びこれらの混合物が含まれる。

【００１４】インクのその他の添加物には、約０．００
０１ないし約４重量パーセント、好ましくは、約０．０
１ないし約２．０重量パーセント存在するたとえばダウ
シル１５０、２００、及び７５のようなバイオサイド、
ベンゾネート塩、ソルベート塩等、０ないし約１重量パ
ーセント、好ましくは、約０．０１ないし約１．０重量
パーセント存在する酸あるいは塩基等のｐＨ制御剤、り
ん酸塩、カルボン酸塩、亜硫酸塩、アミノ酸塩等が含ま
れる。本発明のインクは所定の温度で液晶ゲル構造とそ
の他のより高い温度で液体微小エマルジョンを呈する能
力で特徴づけられる。第一温度においては、インクは液
晶ゲルとして固体の形態で存在する。第１温度より高い
第２温度ではインクは、比較的粘性ある液体ゾルとして
存在する。第２温度より高温の第３温度では、インク
は、純粋な液体微小エマルジョンとして存在する。それ
ぞれの場合において、加熱または冷却による１つの相か
ら他の相への移行は比較的急峻であり、狭い温度範囲で
急速に生じる。このインクはこれらの相変化を可逆的に
生じる。したがって、約２５℃では液晶ゲルの形態で、
約４０℃で液体ゾルの形態で、そして約６０℃では純粋
液体微小エマルジョンで存在するインクについては、ゲ
ル形態のインクを装置内においてホットメルトインクジ
ェット印刷用に適した、たとえば、約６０℃あるいは７
０℃の適当な温度に加熱することができる。インクは、
基体上に噴射されて、冷却し、液体ゾル相からゲル相に
変化する。このように、インクが冷却する間に急速に粘
性を帯びるので、用紙でのインクの毛管現象は遅くな
り、普通紙上においてさえ高画質の像が形成される。本
発明のインクで作成された像エッジについての光学的す
なわち走査電子顕微鏡試験によれば、不動化液晶インク
相のフェザリングが無視できるものであることが判明し
た。他の相変化のインクの考えかたと対照的に、本発明
のインクは瞬間的な噴射直後では十分に液体状態を維持
しており、部分的に用紙に吸収される。この結果、像は
急速に乾燥し、ブライユのような盛り上がった文字とな
ることはなく、耐表面剥離性を有し、良好な接着性を呈
する。室温で液体ゾル相で存在し、室温より高い温度で
純粋な液体微小エマルジョン相で存在するインクは本発
明の方法にも好適である。

【００１５】本発明のインク組成物の挙動は、さらに図
１及び図２の部分相ダイヤグラムに示されている。特
に、後述する実施例Ｉで調製したインク１及び２は図１
及び図２に示す部分相ダイヤグラムによって表すことが
できる。この場合、インク１は、“Ｘ”で表し、インク
２は、“^*”で表す。図１に示されているのは、水、界
面活性剤、及び２５℃におけるケトン混合物との混合物
についての部分相ダイヤグラムである。図２に示されて
いるのは、水、界面活性剤、及び５０℃のケトン混合物
との混合物である。いずれの場合も、三角形の各頂点
は、１００重量パーセントにおける３成分の１つを示
し、３角形の当該頂点とは反対の底辺に対する各頂点か
ら引かれた線は、０重量パーセント濃度におけるその成
分を表す底辺と交差する。（したがって、各成分を３
３．３重量パーセント含む混合物は、３つの線が三角形
の中心で交差する正確な位置にプロットされるだろう。
その組成物は、ダイヤグラムの線“ａ”の下側の領域で
表される液晶ゲル相、ダイヤグラムの線“ｂ”の上方の
領域で示される純粋液体微小エマルジョン相、及びダイ
ヤグラムの線“ａ”及び“ｂ”の間の領域によって表さ
れる遷移液体ゾル相との間をダイヤグラムの温度の３つ
の成分のそれぞれの相対濃度を変えることによって移行
することができる。特定の組成物の相は、図１の２５℃
及び図２の５０℃におけるダイヤグラムの相の線の間の
違いよって分かるように温度を変えることによって移行
することができる。

【００１６】したがって、図示のようにインク１及び２
は２５℃では、液晶ゲル相にあるが５０℃では、液体微
小エマルジョン相に移行する。これらのダイヤグラム
は、すべての可能性のある濃度における全ての可能性の
ある相がマップに表現されているものではないというこ
とにおいて、“部分”として参照しているものである。
図１の線“ｃ”の上方の領域は、水と有機ケトンの２相
混合物であり、ダイヤグラムの他の領域は、通常単相混
合物であると考えられている。これらの相ダイヤグラム
は、公知であり、たとえば Apolar MediaのInterfacia
l Phenomena の"非イオン性界面活性剤による反転ミセ
ルの安定化”Stig E.Firberg（著）、Eicke & Parfitt
（編）、Marcel Dekker 社（ニューヨート及びバーセル
1987年) 。また、本発明は、比較的“希釈”された形態
ににおけるインクジェット印刷方法において調製され、
噴射されるインクにも好適である。この場合、インク
は、比較的高い濃度の水を含有する。しかし、これらの
インクは、インクが基体に噴射され、そこから水が蒸発
したすることによって、さらに濃縮されるとき、液晶ゲ
ルの形成が可能になるように調製されたものである。こ
のようなインクの例が図３に概略的に示されており、図
３は図１及び図２に示されたものと同じ成分の混合物を
表し、２５℃での同じ相に関し、この場合、四角のもの
は、２５℃で噴射する前のインクの組成を示し、丸のも
のは２５℃で基体上のインクを部分的に乾燥させた後の
インクの組成を表す。この“希釈された”インクは、基
体が紙のような透明の材料等の場合であって印刷工程中
に加熱されてインクから水の蒸発及び液晶ゲル成分の濃
縮を促進するような印刷方法に特に適している。好まし
くは、基体は、該基体を損傷することなく最も可能なイ
ンク乾燥を可能にするものとも高温に加熱される。透明
の基体が用いられる場合には、最大約１００℃から１１
０℃が通常限度となる。透明用紙では、ベースシートと
してポリエステルが通常使用され、それより高温では変
質する恐れがあるからである。しかし、特別に調製され
た透明材料及び紙基体ならば、それより高温に耐えるこ
とができ、場合によっては、１５０℃あるいは２００℃
の温度にさらされる場合にも適することがある。通常の
加熱温度は、約９０℃から約１４０℃である。これらの
インクは、しかし、基体が加熱されず、インクが大気温
度で乾燥できるような印刷方法も使用することができ
る。このような場合では、約１０から１５秒の乾燥時間
が普通である。ただし、乾燥時間はこの範囲に限られる
ものではない。

【００１７】本発明のインクは、液晶分子あるいは液晶
成分を含み、単一インク成分、それ蚤では、全く液晶の
挙動を示さないようなインクとは異なる。むしろ、イン
ク成分の組み合わせによって加熱及び冷却に基づいて液
晶の挙動を呈するものである。室温で個体である本発明
のインクは、通常、約１０℃から約４５℃、好ましく
は、２５℃から４０℃の温度（ゲル温度はこの範囲内に
限られない）において個体あるいは液晶ゲル相の特定の
温度範囲内で存在する。本発明のインクは、通常、約１
０℃から約７０℃、好ましくは、２５℃から６５℃の温
度（液体ゾル温度はこの範囲内に限られない）において
個体あるいは液体ゾル相の特定の温度範囲内で存在す
る。本発明のインクは、通常、約６５℃以上、好ましく
は、７５℃以上（ただし、純粋液体微小エマルジョン温
度はこの値より高くあるいは低くすることができる）に
おいて純粋な液体微小エマルジョンで存在する。液晶ゲ
ル形態においては、本発明のインクは、通常、数１００
ミリパスカル−秒あるいはそれ以上の粘性を有する。そ
れより高い温度（通常約６０℃あるいはそれ以上）の高
温での液体ゾルの形態においては、本発明のインクは、
通常、約５乃至１２ミリパスカル−秒の粘性を有してい
る。ただし、液体ゾルの形態での粘性はこの範囲に限ら
れるものではない。純粋液体微小エマルジョンの形態に
おいては、本発明のインクは、通常、液体ゾルの形態に
おけるインクの粘性よりもやや低い粘性を有しており、
通常では、液体ゾルの形態でのインクの粘性よりも少な
くとも約２０％低い。そして、通常では、約２ないし１
０ミリパスカル−秒である。ただし、この微小液体微小
エマルジョンの形態における粘性はこの範囲に限られる
ものではない。

【００１８】通常、本発明のインクは、比較的狭い温度
範囲内で液晶ゲル相から液体ゾル相に変化する；通常、
液晶ゲル相と液体ゾル相との間の移行の温度範囲は約２
℃あるいはそれ未満であり、通常は約１℃あるいはそれ
未満であり、好ましくは、約０．５℃あるいはそれ未満
である。ただし、移行温度範囲はこの範囲より広くとも
よい。通常、本発明のインクは、比較的狭い温度範囲で
液体ゾル相から純粋液体微小エマルジョン相に変化す
る；通常液体ゾル相と純粋液体微小エマルジョン相との
間の移行の温度範囲は、約２℃あるいはそれ未満、ごく
普通では約１℃あるいはそれ未満、さらに、好ましくは
は約０．５℃あるいはそれ未満である。ただし、この移
行温度範囲はこの範囲よりも広くとも良い。本発明のイ
ンクは、任意の適当な方法で調製することができる。た
とえば、水、界面活性剤、及び有機溶媒相のそれぞれの
成分をを適当な容器においてやさしく攪拌あるいは振動
させることによってインクを調製することができる。通
常、染料は、最初に有機成分と混合する（そして、必要
に応じて、この混合物を濾過し、個体不純物を除去す
る）。つづいて、他の全ての材料をこの有機成分／染料
混合物と混合して、安定な微小エマルジョンを形成する
のに適した温度まで加熱しながら攪拌し、その後、イン
クを冷却する。

【００１９】インクをサーマルジェットプリンタに装填
し、用紙あるいは透明材料などの基体上に像パターン上
に溶融インクの粒が噴射されるようにすることによっ
て、本発明のインクを用いて印刷像を生成することかで
きる。本発明のインクを用いることができる好適なプリ
ンタには、たとえば、ヒューレットパッカード社から市
販されているスィンクジェット（登録商標）、プレイン
ジェット（登録商標）、及びデスクジェット（登録商
標）などの市販のインクジェットプリンタが含まれる。
インクが純粋液体微小エマルジョン相以上の温度となる
ようにインクのリザーバを加熱するヒータを装備するこ
とによって、従来のサーマルジェットプリンタを改造し
て、本発明のインクを使用できるようにすることかでき
る。本発明のインクは、また、インクを加熱することが
できるように改造した圧電ドロップ−オン−デマンドイ
ンクジェットプリンティング装置及び連続スチームイン
クジェットプリンティング装置に使用するのにも適して
いる。任意の適当な基体を用いることができ、これに
は、ゼロックス（登録商標）４０２４のような普通紙、
ルールドノートブック紙、ボンド紙、シャープ社のシリ
カコート紙のようなシリカコート紙、十条紙等、透明材
料、ファブリック、タクスタイル製品、プラスチック
ス、ポリメトリックフィルム、金属、木製等の無機基体
が含まれる。好ましい態様では、本発明の方法は、普通
紙のような多孔性すなわちインク吸収性基体上への印刷
にも及んでいる。

【００２０】実施例Ｉ下記の成分（パーセンテージは重量である）を有する本
発明のインク組成物をまず染料と有機成分を混合し、こ
の混合物を濾過することによって調製した。つぎに、残
りの成分を混合し、安定な微小エマルジョンを生成する
のに十分な温度に加熱し、加振し、続いて冷却した。・インク１：２．０パーセントのキーファスト・ブルー
・ダイ（ソルベントブルー３７（キーストンアニリン
（株）シカゴ、イリノイ州から入手できる））、３３．
３パーセントのポリオキシエチレン（１０）ステアリル
・エーテル界面活性剤（Brij 76 （ＩＣＩアメリカズ
社、ウィルミントン、デラウエア州から入手でき
る））、４８．０パーセントの水、１６．７パーセント
の５０パーセントのメチルエチルケトンと５０パーセン
トの２、４−ペンタンジオンを含有する混合物。・インク２：２．０パーセントのキーファスト・ブルー
・ダイ（ソルベントブルー３７）、４０．７パーセント
のBrij 76 界面活性剤、４０．７パーセントの水、１
６．７パーセントの５０パーセントのメチルエチルケト
ンと５０パーセントの２、４−ペンタンジオンを含有す
る混合物。・インク３：２．０パーセントのセレス・ブルー・ダイ
（ソルベントブルー５８（キーストンアニリン（株）シ
カゴ、イリノイ州から入手できる））、５７．８パーセ
ントのナトリウム・ジオクチル・スルホスクシネート
（エアロゾル）界面活性剤（アメリカン・シアナミド
社、ウエーン、ニュージャージー州から入手できる）、
１０．８パーセントの水、２９．４パーセントのメチル
エチルケトン。・インク４：１．５パーセントのリキッド・オイル・ブ
ラック・ダイ（キーストンアニリン（株）シカゴ、イリ
ノイ州から入手できる）、５４．１パーセントのナトリ
ウム・ジオクチル・スルホスクシネート（エアロゾル）
界面活性剤、１４．８パーセントの水、２９．６パーセ
ントのメチルエチルケトン。・インク５：６．０パーセントのセレス・ブルー・ダイ
（ソルベントブルー５８）、２７．８パーセントのBrij
76 界面活性剤、２２．６パーセントの水、１７．３パ
ーセントのメチルエチルケトン、７．５パーセントのエ
タノール、１８．８パーセントのヘキサン。・インク６：１．５パーセントのキーファスト・ブラッ
ク LB・ダイ（ソルベントブラック４７（キーストンア
ニリン（株）シカゴ、イリノイ州から入手できる））、
５．５パーセントのオイルジェットブラックダイ（キー
ストンアニリン（株）シカゴ、イリノイ州から入手でき
る）、２７．５パーセントのBrij 56 ポリオキシエチレ
ン（１０）セチル・エーテル界面活性剤（ＩＣＩアメリ
カズ社、ウィルミントン、デラウエア州から入手でき
る）、２２．４パーセントの水、１６．８パーセントの
メチルエチルケトン、７．７パーセントのエタノール、
１８．６パーセントのヘキサン。これらのインクは、以下の特性を示している。

【００２１】

【表１】 ───────────────────────────────── インクゲル相液体ゾル相液体微小エマル粘性表面張力（℃）（℃）ジョン相 (MPa.s) ＠ (mN/m) （℃） 60℃ １ 25−40 40−65 ＞65 10.2 28 ２ 25−40 40−70 ＞70 12.0 28 ３＜25 ＜25−70 ＞70 6.4 27 ４＜25 ＜25−70 ＞70 5.1 28 ５＜25 ＜25−70 ＞70 測定せず測定せず６＜25 ＜25−70 ＞70 測定せず測定せずこれらのインクを、カートリッジに挿入されたアルミニ
ウムブロックヒータを有する改造されたヒューレットパ
ッカード社製デスクジェット（登録商標）プリントヘッ
ドを備えたサーマルイントジェットプリンティングテス
ト装置にそれぞれ装填した。プリントヘッド・カートリ
ッジを約９０℃から約１１０℃の温度に加熱し、プリン
トヘッドフェースの温度を約６５℃から約８５℃にして
ドロップ噴射を可能にした。ゼロックス（登録商標）ア
チーバルボンド（２５パーセントコットン）普通紙にイ
ンクを噴射して像を生成させた。すべてのインクをこれ
らの温度で噴射することができた。すべてのインクをま
ばらに噴射し、不完全な線、テキスト、及びソリッドの
像与えるが、たとえば、スポーラ等（像形成サイエンス
アンドテクノロジージャーナル、第３６巻、第１７６頁
（１９９２））によって研究された他のホットメルトイ
ンクに対するように、この結果がこの装置においても観
察されるが、これはヒューレットパッカード社プリント
ヘッドの固定のパルス振動数に原因するものである。こ
の振動数はインクの時間依存製再充填特性と同期するも
のではなく、基本的には、インクのレオロジー特性に支
配されるものである。不完全な像形成に関わらず、光学
的顕微鏡及び走査電子顕微鏡によってインク１ないし４
はフェザリングを無視でき、紙と接触することによって
迅速で且つ効果的な“粘性変化”を示す像を生成したこ
とを確認できた。実施例II 以下の成分（パーセントは重量を示す）を有する本発明
のインク組成物を７５℃で以下の成分を攪拌しながら混
合し、他の成分に界面活性剤を溶解し、液体微小エマル
ジョンを形成し、つづいて冷却して室温にして液晶ゲル
を得た。・インク７：３０パーセントのポリオキシエチレン（２
０）ステアリルエーテル界面活性剤（Brij 78 （ＩＣＩ
アメリカズ社、ウィルミントン、デラウエア州から入手
できる））、６０パーセントの水、１０パーセントの９
７パーセントの水と３パーセントのネオザポンブルー
８０７ダイ（BASFから入手できる) を含有する混合物。・インク８：３０パーセントのポリオキシエチレン（２
０）ステアリルエーテル界面活性剤（Brij 78 （ＩＣＩ
アメリカズ社、ウィルミントン、デラウエア州から入手
できる））、５０パーセントの水、２０パーセントの９
７パーセントの水と３パーセントのスーダンレッド４
６０ダイ（BASFから入手できる) を含有する混合物。

【００２２】このように調製したインク組成物は、実施
例Ｉで記述したサーマルイントジェットプリンティング
テスト装置に装填して、普通紙上に像を生成するように
使用することができる。実施例III 下記の成分（パーセンテージは重量である）を有する本
発明のインク組成物をまず染料と有機成分を混合し、こ
の混合物を濾過することによって調製した。つぎに、残
りの成分を混合し、安定な微小エマルジョンを生成する
のに十分な温度に加熱し、加振し、続いて冷却した。・インク９：４．１パーセントのキーファスト・レッド
・ダイ（ソルベントレッド１１９（キーストンアニリン
（株）シカゴ、イリノイ州から入手できる））、６．３
パーセントのナトリウム・ジオクチル・スルホスクシネ
ート界面活性剤（エアロジルＯＴ、アメリカンシアナミ
ド社、ウエーン、ニュージャージー州から入手でき
る）、２９．０パーセントの水、６０．６パーセントの
シクロヘキサノン。・インク１０：４．１パーセントのキーファスト・レッ
ド・ダイ（ソルベントレッド１１９（キーストンアニリ
ン（株）シカゴ、イリノイ州から入手できる））、６．
９パーセントのナトリウム・ジオクチル・スルホネート
界面活性剤（Ｅ．Ｉ．デュポンデネモアス＆カンパニー
（ウィルミントン、デラウエア州）から入手できる）、
３０．０パーセントの水、５９．０パーセントのシクロ
ヘキサノン。・インク１１：３．５パーセントのキーファスト・ブル
ー・ダイ（ソルベントブルー３７（キーストンアニリン
（株）シカゴ、イリノイ州から入手できる））、４．５
パーセントのナトリウム・ジオクチル・スルホスクシネ
ート界面活性剤（エアロジルＯＴ、アメリカンシアナミ
ド社、ウエーン、ニュージャージー州から入手でき
る）、３１．５パーセントの水、５２．６パーセントの
シクロヘキサノン、７．９パーセントのエタノール。・インク１２：３．５パーセントのキーファスト・レッ
ド・ダイ（ソルベントレッド１１９（キーストンアニリ
ン（株）シカゴ、イリノイ州から入手できる））、３．
９パーセントのナトリウム・ジオクチル・スルホネート
界面活性剤（Ｅ．Ｉ．デュポンデネモアス＆カンパニー
（ウィルミントン、デラウエア州）から入手できる）、
３０．６パーセントの水、４５．０パーセントのシクロ
ヘキサノン、１１．６パーセントのメチルセロソルブ。・インク１３：３．４パーセントのキーファスト・ブル
ー・ダイ（ソルベントブルー３７（キーストンアニリン
（株）シカゴ、イリノイ州から入手できる））、５．６
パーセントのナトリウム・ジオクチル・スルホネート界
面活性剤（Ｅ．Ｉ．デュポンデネモアス＆カンパニー
（ウィルミントン、デラウエア州）から入手できる）、
３０．０パーセントの水、５１．５パーセントのシクロ
ヘキサノン、２．１パーセントのエタノール、５．３パ
ーセントのエチレングリコール。・インク１４：３．８パーセントのキーファスト・レッ
ド・ダイ（ソルベントレッド１１９（キーストンアニリ
ン（株）シカゴ、イリノイ州から入手できる））、５．
０パーセントのセチル・トリメチル・アンモニウム・ブ
ロマイド界面活性剤、２９．１パーセントの水、５１．
５パーセントのシクロヘキサノン、６．０パーセントの
エタノール、４．６パーセントのメチルセロソルブ。これらのインクは以下の特性を示す。

【００２３】

【表２】 ──────────────────────────── インク粘性（MPa.s)＠25℃ 表面張力(mN/m) ９ 5.45 29.9 10 4.83 30.9 11 3.39 30.7 12 4.21 31.8 13 4.73 32.7 14 3.39 31.9 したがって、インクは、噴射するまえは液晶相の比較的
小さい濃度を含むように形成された；しかし、この相
は、噴射された後はインクから水分が蒸発することによ
って濃縮される。これらのインクをヒューレットパッカ
ード社のデスクジェット（登録商標）のプリントヘッド
を有するサーマルイントジェットプリンティングテスト
装置に充填した。各種の普通紙にこのインクを噴射する
ことによって像を形成した。すべてのインクは良好なプ
リントヘッドの操作性を与えた。すなわち、ほとんど点
検維持のための中断をすることなく容易に噴射すること
ができた。

【００２４】また、紙シートの下に位置する加熱装置に
よって紙を加熱して約１００℃の温度とし、これによっ
て噴射の後の乾燥時間を増大せしめ、インクの液晶相を
濃縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２５℃における水、ポリオキシエチレン（１
０）ステアリルエーテル、及び５０重量パーセントのメ
チルエチルケトン及び５０重量パーセントの２、４−ペ
ンタンジオンを含むケトン混合物との混合物についての
部分相ダイヤグラムである。

【図２】５０℃における水、ポリオキシエチレン（１
０）ステアリルエーテル、及び５０重量パーセントのメ
チルエチルケトン及び５０重量パーセントの２、４−ペ
ンタンジオンを含むケトン混合物との混合物についての
部分相ダイヤグラムである。

【図３】２５℃における水、ポリオキシエチレン（１
０）ステアリルエーテル、及び５０重量パーセントのメ
チルエチルケトン及び５０重量パーセントの２、４−ペ
ンタンジオンを含むケトン混合物との混合物についての
部分相ダイヤグラムである。

フロントページの続き (72)発明者マーセルピーブレトンカナダオンタリオエル５エル２ジー５ミシソーガフォークウェイドライヴ 94−2676 (72)発明者スティーグイーフリバーグアメリカ合衆国ニューヨーク州 13676 −0505 ポツダムパーリンロードアウターメインストリート（番地なし) (72)発明者レイモンドダブリューウォンカナダオンタリオエル５エム４ジー８ミシソーガクレディットヴァリーロード 2508 (72)発明者ウィリアムエムシュウォーツアメリカ合衆国ニューヨーク州 14580 ウェブスターサウスボロドライヴ 274

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水相と、油相と、油溶性染料と、界面活
性剤とからなり、第１温度で液晶ゲル相を呈し、該第１
温度より高い第２温度で液晶微小エマルジョン相を呈す
るインク組成物。