JPH101627A

JPH101627A - にじみを軽減した水性顔料分散系ベースのインクジェットインク組成物

Info

Publication number: JPH101627A
Application number: JP4568597A
Authority: JP
Inventors: Palitha Wickramanayake; パリサ・ウィックラマナヤケ
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-01-06
Also published as: KR19980032045A; CA2198287A1; KR100492716B1; CA2198287C

Abstract

(57)【要約】【課題】顔料分散ベースのインクのにじみを低減し、乾
燥時間を短縮するインク組成物。【解決手段】分散系水性顔料と水不溶性有機化合物とハ
イドロトロピック両親媒性物質及び水から成るエマルシ
ョンを含むインク組成物を調合する。ハイドロトロピッ
ク両親媒性物質は、水中の水不溶性有機化合物を可溶化
するのに十分な量が含まれている。本発明において、マ
イクロエマルションベースのベヒクルを用いる。これに
より、インクジェットプリンタのスループットを向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、インクジェット
・プリンティングに用いられるインク組成物に関し、よ
り詳細には、水性顔料分散ベース・インクジェットイン
ク組成物のブリード（にじみ、bleed）の低減及び乾燥
時間の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット・プリンティングは、ノ
ンインパクトプリンティング工程であり、この場合、イ
ンク液滴は、紙、透明フィルム又は織物のようなプリン
ト媒体上に被着させる。低コストで且つ出来上がりの品
質が高いので、比較的雑音のない運転と相俟って、イン
クジェットプリンタは、今や、コンピュータ併用型の他
方式のプリンタに代わる普及型代替装置となっている。
本質的に、インクジェットプリンティングは、マイクロ
プロセッサによって発生させた電気信号に応答してプリ
ント媒体上に微細なインク液滴を噴射するものである。

【０００３】インクジェット・プリンティングにおいて
インク液滴噴射を遂行するのに現在利用できる基本的手
段は、熱的に行うものと圧電式の２通りがある。サーマ
ルインクジェットプリンティングでは、液滴噴射のエネ
ルギは、マイクロプロセッサからの電気信号に応答して
急速に加熱されて気泡を生成する電気加熱抵抗素子によ
って生成され、その結果、その抵抗素子に結合されたノ
ズルを通してインクの噴射が行われる。圧電式インクジ
ェット・プリンティングでは、これも、マイクロプロセ
ッサで発生した電気信号に応答して、圧電素子が振動し
てインク液滴を噴射する。特定の順序でインク液滴を噴
射することにより、プリント媒体上に英数字文字、領域
ぬりつぶし(area fills)及びその他のパターンが形成さ
れる。

【０００４】インクジェットインクは、ほとんどが染料
ベースの組成物が入手できる。しかし、極めて限定され
た数の顔料ベースのインクも用いられる。事実、現時点
では僅かに２つの黒色顔料ベースのインクが市販されて
いる：カラー顔料ベースのインクは市販されていない。
恐らく、顔料が提供する最も好ましい性質は、それらの
優れた光堅牢性(lightfastness)である。しかし、顔料
は、部分的に、水性（親水性）媒質中で集塊する傾向を
元々持っているため、インクジェットインク組成物とし
ては広範囲の用途を見い出していない。顔料粒子は、そ
れらの外表面にある遊離基が粒子間に自然的化学的引力
を生ずるため、集塊する傾向にある。顔料粒子の集塊
は、プリント密度の変化とまだら及び信頼性不足から派
生するような欠陥に起因して、結果的にプリント品質を
低下させることになる。典型的には、水溶性の分散剤を
用いて、水性溶液中の顔料粒子をデアグロメレート化す
る。

【０００５】顔料に関連した集塊問題がこれまで扱われ
てきたが、非加熱粒子のブリード制御における困難さの
ため、水性染料ベースのインクと共用したとしても、水
性顔料分散ベースのインクには他の問題箇所が生ずる。
水性媒体における分散物として配合された顔料ベース・
インクは、染料ベース又は顔料ベースに関わらず、他の
水性インク組成物に接近してプリントされると、ブリー
ドを呈する。ここで用いられるように、用語「ブリー
ド」は、色と色の間のぎざぎざした境界で立証されるよ
うに、ある色が別の色に侵入することと定義される。ブ
リードは、紙サブストレート表面のみならずサブストレ
ート自体の内部において複数の色が混ざり合う時に生ず
る。水性の黄色、シアン及びマゼンタのインク組成物が
様々な比率と組合せで互いに及び黒色インクに接近して
印刷されるものと仮定すると、ブリードは、インクジェ
ットカラープリンティングにおいて特に問題となる。優
れたプリント品質を得るためには、カラー間の境界をブ
リードのない状態に保つ必要がある。

【０００６】カラー対ブラック及びカラー対カラーのブ
リード問題に関する様々な解決方法が提案されている。
いくつかの解決方法には、ブリード低減のためにインク
の環境を変えることが包含される。例えば、ブリード低
減のため、特殊調合の紙と共に、加熱したプラテン及び
他の熱源が用いられた。しかし、加熱プラテンはプリン
タのコスト高となり、又、特殊調合紙は普通紙より価格
が高い。このように、インクジェットカラープリンティ
ングでブリードを低減させるために外部装置を使うこと
は、概して、コスト有効的でない。ブリードを低減させ
るために通常採用される別の方法は、インクジェットプ
リンタにきれいな、ある色から他への侵入のないカラー
間境界を提供するブリード制御アルゴリズムの使用が必
要であるが、アルゴリズムはプリンタの速度を減ずる欠
点がある。

【０００７】ブリード問題に対する他の提案された解決
方法には、インクジェットインクの組成を変更させるこ
とが含まれる。例えば、界面活性剤は、染料ベースのイ
ンク配合においてブリードを低減するのに効果的に用い
られてきた；例えば、全て本願出願と同一の譲受人に譲
渡された、「Bleed Alleviation Using ZwitterionicSu
rfactants and Cationic Dyes」と題する米国特許第5,1
06,416号（John Moffatt 等）；「Bleed Alleviation i
n Ink-Jet Inks」と題する米国特許第5,116,409号（Joh
n Moffatt ）；及び「High Molecular Weight Colloids
Which Control Bleed」と題する米国特許第5,133,803
号（John Moffatt ）参照。しかし、界面活性剤は、紙
中へのインクの浸透速度を高め、これがまたエッジ尖鋭
度を低下させることになる。本譲受人に譲渡された特許
で開示されたもので、染料ベースのインク組成物に固有
の他の解決方法は、両方とも本願出願と同一の譲受人に
譲渡された、「Cationic Dyes with Added Multi-Valen
t Cations to Reduce Bleed in Thermal Ink-Jet Ink
s」と題する米国特許第5,198,023号（John Stoffel）及
び「Bleed Alleviation Using pH-Sensitive Dyes」と
題する米国特許第5,181,045号（James Shields 等）に
見い出される。

【０００８】カラー対ブラック及びカラー対カラーのブ
リード問題が多くの研究の主題となってきたが、上述の
解決方法のどれも一般にコスト有効的でない加熱プラテ
ン及び特殊調合紙の使用を除いては、顔料ベースのイン
ク組成物に適用されない。例えば、界面活性剤は、ブリ
ード制御を達成するのに染料ベースの調合に用いられた
のと同じ濃度で加えられたとしても、水溶性分散剤でな
された顔料の分散を不安定にするであろう。これは、そ
れ自体表面活性化合物である分散剤が、顔料表面に付着
しようと競合する添加された界面活性剤によって競争し
て追い出されるためである。

【０００９】本出願と同じ譲受人に譲渡された関連する
特許第5,565,022号、「Bleed-Alleviated, Waterfast,
Pigment-Based Ink-Jet Ink Compositions」は、溶媒に
分散された顔料ベースのインクジェット・インク組成物
のブリード制御を対象としている。より詳細には、前述
のインクのブリード制御は、マイクロエマルションの形
で溶液中に保持されている水不溶性有機化合物に顔料を
分散させることによって達成される。マイクロエマルシ
ョンは、水、水不溶性有機化合物及び両親媒性物質の等
方性溶液(isotropic solution)であり、水中の水不溶性
化合物を可溶化するに十分な両親媒性物質が存在してい
るものである。顔料は、疎水性分散剤、カプセル化剤の
ような手段によって、又は表面改質によって、マイクロ
エマルションの水不溶性部分に分散させる。従って、水
不溶性有機化合物は、顔料粒子にとって最初の溶液とし
て働き、また、水は、両親媒性物質の添加によって既に
形成されている、有機化合物のマイクロエマルション液
滴に対する連続相として機能する。しかし、再度云え
ば、ブリードに対するこの解決方法は、水性顔料分散ベ
ースのインクジェットインクには向けられておらず、む
しろ、溶媒分散型顔料ベースのインクを特に対象として
いる。

【００１０】それ故、ブリード制御は、染料ベースと溶
媒分散型顔料ベースのインクジェット・インク組成物の
組成を調節することにより達成されたとはいえ、水性顔
料分散ベースのインクジェットインク組成物で経験され
るブリードは、加熱プラテン、特殊調合紙及びブリード
制御アルゴリズムを使う以外、大部分は、抑制されない
ままである。

【００１１】インクジェットインク配合における所望の
ブリード制御に加えて、スループット（処理能力）を増
すためインクジェットプリンティングにおける乾燥時間
を改善したインク配合を開発することも、例外なく望ま
れるところである。インクジェット・プリンタは、大部
分はインクジェットインクの乾燥時間が比較的遅いた
め、プリンタに固有のブリード制御アルゴリズムに由来
するプリンタの低速化のため、レーザプリンタで得られ
るスループットのレベルに現時点では対抗できない。上
述のブリード制御を達成するために用いられる解法はま
た、典型的には、乾燥時間も改善するもので、これら２
つの特質は、互いに密接に関連している。

【００１２】従って、ブリード低減を示し且つプリント
媒体に衝突すると急速に乾燥する性質を持った、インク
ジェット・プリンティング用水性顔料分散ベースのイン
クに対する要求は存在するのである。但し、より速い乾
燥時間を達成するために、インク組成物の印刷品質を犠
牲にしてはいけない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】プリント媒体上に付着
された水性顔料分散ベースのインクのにじみを低減し、
乾燥時間を短縮するインク組成物を得る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に従い、マイクロ
エマルションの水性相に分散した顔料粒子を用いた、水
性顔料分散ベースのインクジェット・インク組成物が提
供される。特に、本願発明の顔料ベースのインクジェッ
ト・インク組成物は： (a)少なくとも１つの水性顔料分散物と； (b)(i)少なくとも１つの水不溶性有機化合物、(ii)少な
くとも１つのハイドロトロピック（hydrotropic）両親
媒性物質、(iii)水からなるマイクロエマルションとか
ら構成され、ハイドロトロピック両親媒性物質はマイク
ロエマルション中に少なくとも１つの水不溶性有機化合
物からなる。

【００１５】インクジェット・プリンティングの使用に
適する水性顔料分散物はどれも、それがインクジェット
インク組成物に残留している成分と相溶できる状態であ
る限り、本発明の実施において利益を得ることができ
る。水不溶性有機化合物、ハイドロトロピック両親媒性
物質及び水を含むマイクロエマルションは、水と水不溶
性有機化合物との間の界面張力を両親媒性物質によって
最小にした熱力学的に安定な等方溶液である。

【００１６】上述の水性顔料分散ベースのインクを与え
且つそれをプリント媒体上にプリントすることを包含す
る、インクジェットプリンティングにおけるブリードの
低減方法も提供される。代表的なカラーインクジェット
・プリンタは、３色インクと単一のブラックを有するイ
ンクセットを用いるので、ブリードを低減した高品質の
プリンティングを達成するためにその４つのインクのど
れか又は全てを本願発明に従って配合してよいと考えら
れる。好ましくは、本発明にしたがって、４色のインク
をひとつのインクジェットインクのセットとして構成
し、よって、プリント品質は、乾燥時間の改善、ブリー
ド制御及び覆う(coverage)や厚みの均一性から最適に利
益を受ける。

【００１７】本願の水性顔料分散ベースのインクジェッ
ト・インク組成物とブリードの低減方法は、連続的、圧
電ドロップ・オンデマンド型プリンタ及びサーマル又は
バブルジェット式ドロップ・オンデマンド型プリンタの
ような様々なインクジェットプリンタと共に用いてよ
い。プリンティングは、例えば、紙、繊維及び透明体を
含む、種々の媒体上に行ってよい。インクジェット・プ
リンタは、本発明の実施で達成される水性顔料分散ベー
スのインクのブリードの低減と乾燥時間の改善により、
コスト有効的方法で高い印刷品質を実現できるのであ
る。

【００１８】

【実施例】本発明の実施において、インク媒質としてマ
イクロエマルションを用いることにより、ブリード軽減
と乾燥時間の短縮が水性顔料分散ベースのインクで立証
される。より詳細には、マイクロエマルションは、(i)
少なくとも１つの水不溶性有機化合物と；(ii)少なくと
も１つのハイドロトロピック両親媒性物質と；さらに(i
ii)水とを含有する。ハイドロトロピック両親媒性物質
は、有機化合物を可溶化するに十分な量で量で存在し、
その結果、澄んだ安定なマイクロエマルションが生ず
る。

【００１９】本明細書における濃度は全て、別途表示さ
れない限り、重量パーセントである。全ての成分の純度
は、通常の業務上の実践においてインクジェットインク
に採用されているものである。

【００２０】任意の顔料又はその組合せは本発明の実施
で利益を受けてよいと考えられるので、広範囲の有機も
しくは無機顔料は、単独であろうと組合せであろうと、
本発明の実施において利益を得ることができる。ここで
用いられるような、用語「顔料」は、水不溶性着色剤を
意味する。実際、顔料粒子は、水性媒質中でデアグロメ
レーション化即ち分散されて、インクのプリント品質上
より優れた均一性を実現する。残留インク成分と相溶で
きる顔料粒子を分散する手段は、何れも、発明の実施に
用いてよい。適切な分散手段の例には、ハイドロトロピ
ックな顔料分散剤及び水性溶液との相溶性を得るための
顔料表面の改質がある。顔料と相溶できるハイドロトロ
ピックな分散剤は、何れも、発明の実施において用いて
よい。水性媒質に顔料粒子を分散するのに通常用いられ
るポリマー系の分散剤の種類としては、例えば、ランダ
ム型、ブロック型及び分岐型の重合体が含まれる。その
重合体は、性質上、陰イオン、陽イオン又は非イオンで
あってよい。

【００２１】市販の濃縮水性顔料分散物は、本発明の実
施に用いられると考えられる。該顔料分散物の例には、
Hoechst社から市販されているHostafine YellowとHosta
fineGreen；及び日本のFuji Pigment社から市販されて
いるFuji BBL RedとFuji BBLMagentaがある。前述の市
販の濃縮水性顔料分散物に存在する水は、マイクロエマ
ルションベースのインクの一部分を形成することに注意
する。

【００２２】顔料粒子は、インクジェップリンティング
装置を通してインクの自由な流れを可能にする程十分小
さくなければならないという理由から、顔料の粒子サイ
ズは、インクジェットプリンティングにおいて考慮すべ
き重要問題である。例えば、サーマルインクジェット式
オフイスプリンタの噴射ノズルは、典型的には、約10乃
至60μmのオーダーの直径を有する。顔料の粒子サイズ
はまた、カラー強度と光沢のみならず、顔料分散の安定
性を得る上でも重要問題である。これらを考慮して、有
用な粒子サイズの範囲は、約0.005乃至15μmである。好
ましくは、顔料の粒子サイズは、約0.005から5μmま
で、より好ましくは、約0.005から1μmまでの範囲内に
あるべきである。最も好ましくは、顔料の粒子サイズ
は、約0.005から0.3μmまでの範囲である。しかし、非
オフイス的用途では、大きめの顔料粒子サイズを用いて
よい。

【００２３】顔料は、インク組成物の約20 wt%未満を占
めてよいが、一般には、約0.1から10 wt%までの範囲に
入るべきである。好ましくは、顔料は、インク組成の約
0.1乃至8 wt%を占める。

【００２４】本発明により、水性顔料分散物は、得られ
るインクジェットインクの配合でブリード制御と急速な
乾燥を達成するためマイクロエマルションベースのベヒ
クルに入れられる。マイクロエマルションは、水、油及
び両親媒性物質の熱力学的に安定な等方性溶液として定
義され、水不溶性化合物を可溶化するのに用いる。発明
の実施において、マイクロエマルションは、水と、少な
くとも１つの水不溶性化合物と、そして少なくとも１つ
のハイドロトロピック両親媒性物質とから成る。マイク
ロエマルションの組成物の中で、両親媒性物質の機能
は、水と水不溶性有機化合物との間の界面張力を低下さ
せて、安定な系を形成することにある。

【００２５】発明の実施に適切に用いてよい水不溶性有
機化合物の例としては、限定されるものではないが、水
不溶性のモノ−又はポリグリコールエーテル；水不溶
性のモノ−又はポリグリコールフェニルエーテル；水
不溶性アルコール；水不溶性のモノ−又はポリグリコー
ルエステル；水不溶性テルペン、水不溶性フェノー
ル、水不溶性アルデヒドおよびケトン；および水不溶性
炭化水素がある。一般に、水不溶性有機化合物又はその
組合せは、それをハイドロトロピック両親媒性物質で可
溶化してよい限り、及びそれがインクジェットインク組
成物における他の成分と相溶できる限り、何れも、発明
の実施に用いてもよい。発明の実施に好ましく用いられ
る水不溶性有機化合物の特定的な例としては、限定する
ものではないが、(1)エチレン、プロピレン、ポリエチ
レン及びポリプロピレングリコールフェニルエーテル；
(2)エチレン、プロピレン、ポリエチレン及びアクリル
酸塩のようなポリプロピレングリコールエステル；及び
(3)ベンジルアルコールがある。さらに、好ましく用い
られる炭化水素の特定的な例には、トルエン、キシレ
ン、ナフタレン、フェナントレン及びアントラセンがあ
る。さらに、水不溶性有機化合物の例として、アルファ
−テルピネオール、シトロネラール、ヒドロキシ・シト
ロネラール、シクロヘキシメタノール、シクロヘキサノ
ンおよびそのアルキル(C₁からC₈)誘導体、シクロヘキサ
ノールおよびそのアルキル(C₁からC₈)誘導体、シクロペ
ンタノンおよびそのアルキル(C₁からC₈)誘導体、シクロ
ペンタノールおよびそのアルキル(C₁からC₈)誘導体、オ
イゲノール、１−ヘプタノール、n−ヘキサノール、２
−ヘキサノール、ｎーペンタノール、ケイ皮アルコール
(cinnamyl alcohol)、ケイ皮アルデヒド、ｍ−クレゾ
ール、３−フェニル−１−プロパノールおよび及びサリ
チルアルデヒドが挙げられる。モノおよびジエチレング
リコールフェニルエーテル、モノ−及びジプロピレング
リコールフェニルエーテル及びベンジルアルコール
は、発明の実施において最も好ましく用いられるもので
ある。

【００２６】水不溶性有機化合物は、インクジェットイ
ンク組成の約1乃至70 wt%の濃度範囲にあってよい。好
ましくは、水不溶性有機化合物は、インクジェットイン
ク組成物の約1乃至20 wt%の濃度範囲にある。

【００２７】オイル成分を有するマイクロエマルション
を与えることに加えて、水不溶性有機化合物は、インク
ジェットプリンティングに通常用いられるような本願の
インクジェット・インク組成物における共溶媒として働
く。より詳細には、インクジェット・プリンタのペンが
使われていない時及び大気に露出されている時、インク
ベヒクル中の水は蒸発する。この共溶媒がインクベヒク
ル中に存在すると、クラストの生成及びノズルの閉塞を
防ぐ。故に、有機化合物の蒸気圧は、それがインクジェ
ット・プリンティングの正常な運転中に蒸発しないよ
う、水のそれと比較して十分低いはずである。現在のイ
ンクジェット・インク組成物において水不溶性有機化合
物の濃度を増やすことについての利点は、インクの水含
量の付随的減少に起因する紙のしわの減少にあることが
注目される。

【００２８】発明の実施に用いられるハイドロトロピッ
ク両親媒性物質は、水不溶性有機化合物と水とでマイク
ロエマルションを生ずるハイドロトロピック両親媒性物
質である。適切なハイドロトロピック両親媒性物質は、
一般に他の界面活性剤と同じように、化合物を極めて小
さい液滴に粉砕し且つこれらの液滴をマイクロエマルシ
ョン状態に維持することによって水中の水不溶性有機化
合物を可溶化する。しかし、他の種類の界面活性剤と異
なり、ハイドロトロピック両親媒性物質は、顔料の表面
に対して親水性分散剤（同じく表面活性化合物）と競合
せず、これが顔料分散を不安定にすることもある。さら
に、ハイドロトロピック両親媒性物質を用いても、他の
界面活性剤の使用に関連して起こるような表面張力の急
勾配の降下は起こらず、結果として、発明の実施におい
てハイドロトロピック両親媒性物質を用いているインク
に関する表面張力の減少が比較的抑制されるようにな
る。これとは対照的に、インクジェットインクに他の界
面活性剤を混ぜることによって表面張力の急な降下が引
き起こされると、プリントヘッドのノズルプレート上に
溜まり(puddles)が生じ、よって、液滴噴射特性にマイ
ナスに影響することが分かっている。さらに、これらの
他の界面活性剤は、エッジ尖鋭度が影響を受けることが
ある位の程度まで紙中へのインクの浸透速度を早める。
このように、ハイドロトロピック両親媒性物質は、(1)
顔料分散の不安定化；(2)ノズルプレートのよごれ(pudd
ling)；又は(3)エッジ尖鋭度の損失という危険を冒さず
に、水不溶性有機化合物を可溶化するのに必要な表面張
力低減を実現する働きがある。

【００２９】マイクロエマルションにおけるハイドロト
ロピック両親媒性物質の適切な量は、水不溶性有機化合
物を可溶化するような量である。顔料の分散を不安定に
するかもしくは本願のインク組成物の利点を否定しうる
過剰の量の両親媒性物質を混入しないように注意しなけ
ればならない。ハイドロトロピック両親媒性物質の混合
物を発明の実施に用いてよいことが注目される。与えら
れたハイドロトロピック両親媒性物質とその濃度の決定
には、本発明の教示からみて過度の実験を設定しなくて
よいと思われる。

【００３０】ハイドロトロピック両親媒性物質は、陰イ
オン性でも、陽イオン性でも又は非イオン性であっても
よい。発明の実施において適切に用いられる陰イオン性
ハイドロトロピック両親媒性物質の例には、限定される
ものではないが、安息香酸、サリチル酸、スルホン酸ベ
ンゼン、ジスルホン酸ベンゼン、スルホン酸トルエン、
スルホン酸キシレン、スルホン酸クメン、スルホン酸シ
メン、ケイ皮酸、スルホン酸オクタン、スルホン酸ヘキ
サン、スルホン酸ブタン、スルホン酸デカン (decane s
ulfonic acid)などの塩があげられる。これら塩が結合
しうるカチオンとして、Na⁺ 、K⁺ 、Li⁺、NH₄ ⁺等があ
る。

【００３１】これら発明の実施において適切に用いられ
る陽イオン性ハイドロトロピック両親媒性物質の例に
は、限定されるものではないが、パラアミノ安息香酸塩
酸塩 (p-amino benzoic acid hydrochloride)、塩酸プ
ロカイン、カフェイン、アルキルピリジウム塩、アルキ
ルトリメチルアンモニウム塩、ベンジルトリアルキル
(C₁からC₄)アンモニウム塩、フェニルトリメチルアンモ
ニウムカチオン塩が挙げられる。これら塩と結合するア
ニオンは、ハロゲン化物、特に塩素イオンCl^-を用いる
ことができる。

【００３２】発明の実施において適切に用いられる非イ
オン性ハイドロトロピック両親媒性物質の例には、限定
されるものではないが、レゾルシノールとピロガロール
がある。

【００３３】随意に、コサーファクタントを本願のイン
クジェットインク組成物に添加してよい。適切に用いら
れるコサーファクタントの例には、限定されるものでは
ないが、2-ピロリドンのようなラクタム；グリコール；
ジオール；エチレングリコールモノブチルエーテル、ジ
エチレングリコールエーテル、ジエチレングリコールモ
ノエチル、ブチル、ヘキシルエーテル、プロピレングリ
コールエーテル、ジプロピレングリコールエーテル及び
トリエチレングリコールエーテルを含む、モノ−及びジ
ーグリコールエーテル；ブチルアルコール、ペンチルア
ルコール、及び相同(homologous)アルコールのような中
鎖(mid-chain)アルコール；及びアセチレンポリエチレ
ンオキサイドがある。好ましくは、コサーファクタント
を用いる場合は、コサーファクタントは、3〜8個の炭素
原子を持っている中鎖アルコール又はジオールを含む。
コサーファクタントは、インク組成物の10 wt%未満を占
めてよく、別成分としてか又はハイドロトロピック両親
媒性物質に対する部分的置換物として働く。

【００３４】特定のマイクロエマルションに適切に用い
られるハイドロトロピック両親媒性物質の量は、少なく
とも２つの方法で、即ち、省略方法又はより体系的方法
により決めてよい。省略方法では、先ず、水不溶性有機
化合物と水とをインクジェット・インク組成物に使える
マイクロエマルションの所望の最終的配合を反映する比
で組み合わせなければならない。その後、得られる２相
の液体は、その結果単相の溶液が得られる有機化合物の
可溶化を示す、透明溶液が得られるまで、選択したハイ
ドロトロピック両親媒性物質を用いて滴定する。約1%の
過剰のハイドロトロピック両親媒性物質を随意に付加し
て安定溶液を確保してよい。このように、上述の滴定処
理によって、水不溶性有機化合物、水及びハイドロトロ
ピック両親媒性物質について適切な関係濃度が決定され
る。

【００３５】より体系的アプローチでハイドロトロピッ
ク両親媒性物質の適量を決める場合、第一段階は、水不
溶性有機化合物と水との組合せを表す状態図を作ること
になる。より詳細には、状態図は、水と水不溶性有機化
合物とを種々の比率で組み合わせ、透明な単相領域がそ
の状態図内で定められるまで各混合物をハイドロトロピ
ック両親媒性物質に対して滴定することにより作図され
る。その透明点を越えてさらに滴定を進めれば、多相又
は半固体組成といった他の領域を定めることができる。
これらの結果は、慣用の三角プロット法でプロットする
と、三元状態図となる。例えば、図１は、プロピレング
リコールフェニルエーテル、スルホン酸ナトリウムキシ
レン、及び水から成るマイクロエマルションに関する前
述の三元状態図を示し、ここで、領域Aは２相を有する
白濁(milky)領域を表し、領域Bは単相の等方領域を表
し、そして領域Cは半固体領域を表す。単相の等方領域
（図１の領域B）は、インクジェット・インク組成物に
使うのに最も適している有機化合物、水及びハイドロト
ロピック両親媒性物質の配合を示す。従って、その配合
が特定のインクジェット・インク組成物に対する他のど
の基準も満足しさえすれば、発明の実施においてこの単
相領域から任意の配合を選択してよい。別例では、図２
は、ベンジルアルコール、スルホン酸ナトリウムキシレ
ン及び水から成るマイクロエマルションについての三元
状態図を示し、ここで、領域Bは、これも単相の等方領
域を表す。

【００３６】同様の結果は、次の三元系で得られる：
(1)水−サリチル酸ナトリウム−エチレングリコールフ
ェニルエーテル；(2)水−サリチル酸ナトリウム−プロ
ピレングリコールフェニルエーテル；(3)水−安息香酸
ナトリウム−エチレングリコールフェニルエーテル；
(4)水−安息香酸ナトリウム−プロピレングリコールフ
ェニルエーテル；(5)水−スルホン酸ナトリウムキシレ
ン−エチレングリコールフェニルエーテル；(6)水−ピ
ロガロール−ベンジルアルコール；及び(7)水−スルホ
ン酸ナトリウムキシレン−ベンジルアルコール。

【００３７】留意すべきは、領域A内の配合は、長い貯
蔵寿命を要しないような用途、例えば、織物のプリンテ
ィングに用いることができることである。同様に、加熱
プリントカートリッジを使えば、領域C内の配合を用い
ることが可能となる。

【００３８】本願発明の要件に一致して、様々な種類の
添加剤をインクに用いて、特定の用途に使うインク組成
物の諸特性を最適化してよい。例えば、当業者に周知の
通り、１つ以上の殺虫剤、殺真菌剤及び／又は殺粘液菌
剤（殺菌剤）を当該分野で通常実施されるようにインク
組成物に用いてよい。適切に用いられる殺菌剤の例に
は、限定するものではないが、NUOSEPT (Nudex,Inc.),
UCARCIDE (Union Carbide), VANCIDE (RT Vanderbilt C
o.)及びPROXEL (ICI America)がある。加えて、重金属
の不純物の有害な影響を排除するために、EDTAのような
金属イオン遮蔽剤(sequestering agents)を包含させて
もよく、また、インクのpH調節に緩衝溶液を使用しても
よい。他の既知の添加剤、例えば、粘度調節剤及び他の
アクリル系又は非アクリル系ポリマーを添加して、イン
ク組成物の種々の特性を望まれるように改善してもよ
い。

【００３９】インクジェット・インク組成物を配合する
ため、水、ハイドロトロピック両親媒性物質、及び水不
溶性有機化合物をまず調合する。次いで、この混合物
を、低流量で顔料分散濃縮物中に降下(let down)させ、
同時にその顔料分散物を攪拌する。任意のコサーファク
タントをその混合物に付加してもよい。次いで、その混
合物を、例えば、かき混ぜるか、振動させるか又は他の
攪拌手段によって、均一にして、マイクロエマルション
ベースのインクを作る。成分全てを単に一緒に加えてマ
イクロエマルションを調合しようとしても、結果的にそ
の顔料分散物を凝集させることになるだけである。

【００４０】本発明に従って調合された水性顔料分散ベ
ースのインク組成物は、ブリードが軽減される上、速い
乾燥時間と優れた印刷品質を示す。以下の例はまさにこ
れを示すものである。

【００４１】実施例図１に示した状態図を作って予めベヒクル成分の濃度を
決めて、着色剤として3 wt%のHostafine Yellow（Hoesc
ht社より市販）；10 wt%のプロピレングリコールフェニ
ルエーテル；13 wt%のスルホン酸ナトリウムキシレン；
バランスする水から成るインクジェット・インク組成物
を調製した。より詳細には、図１に示した状態図は、プ
ロピレングリコールフェニルエーテルと水とを種々の比
で配合し、次いで、各混合物を透明な単相領域が定めら
れるまでスルホン酸ナトリウムキシレンに関して滴定す
ることにより作図した。従って、図１の領域Aは、プロ
ピレングリコールフェニルエーテル、スルホン酸ナトリ
ウムキシレン及び水の様々な組合せを表し、それは白濁
した外観から明らかな２相領域を生じた。図１の領域B
は、プロピレングリコールフェニルエーテル、スルホン
酸ナトリウムキシレン、及び水の様々な組合せを表し、
それは透明な単相領域を生じた。図１の領域Cは、プロ
ピレングリコールフェニルエーテルと水との混合物を、
スルホン酸ナトリウムキシレンを用いて、半固体領域が
定められるまで透明点を越えてさらに滴定することによ
り定めた。図１の単相等方領域は、プロピレングリコー
ルフェニルエーテル、スルホン酸ナトリウムキシレン、
及び水についての、発明の実施において適切に用いてよ
い配合を表すものである。領域AとCで示した配合は、本
発明の範囲外のインクベヒクルを表す。

【００４２】本実施例のインクジェット・インク組成物
は、図１の領域Bの単相等方領域内に入るものである。
より詳細には、このインク組成物のベヒクルは、全イン
クベヒクルのパーセントとして、約10 wt%のプロピレン
グリコールフェニルエーテルと；約13 wt%のスルホン酸
ナトリウムキシレンと；バランスする水とを含有したも
のである。図１の点Dは、この例のインク組成物のベヒ
クルが、実際に、透明な単相領域、即ち三元状態図の領
域B内に入ることを示す。

【００４３】45ピコリットルの滴下容積のペンを使い、
300 dpiの分解能で、本実施例のインクジェット・イン
ク組成物を普通紙上にプリントした。インクは、普通紙
に衝突すると瞬間的に乾いた。比較では、2-ピロリドン
のような、水溶性共溶媒を有するインクジェット・イン
ク組成物は、普通紙上にプリント時、有限の、測定可能
な乾燥時間を示し、ブリード制御が欠けていることが知
られている（例えば、本出願と同じ譲受人に譲渡され
た、米国特許第4,963,189号、表題：「WaterfastInk Fo
rmulations with a Novel Series of Anionic Dyes Con
taining Two orMore Carboxyl Groups」（Suraj Hindag
olla等）参照）。さらに、上記の例のインクを、同一の
ベヒクルで、但し異なった着色剤、即ち、Hostafine Gr
eenを含む別のインクを隣りにプリントした時、ブリー
ド軽減を示した。

【００４４】以上、発明に従って作られたインクジェッ
ト・インク組成物は、インクジェットプリンタによるプ
リンティングでは、ブリードが軽減され且つ速い乾燥時
間を示すことが示された。

【００４５】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様野例を示す。（実施態様１）顔料ベースのインクジェットインク組成
物において、(a)少なくとも１つの水性顔料分散物、(b)
(i)少なくとも１つの水不溶性有機化合物、(ii)少なく
とも１つのハイドロトロピック両親媒性物質、(iii)水
からなるマイクロエマルションとから構成され、前記ハ
イドロトロピック両親媒性物質は前記マイクロエマルシ
ョン中に前記少なくとも１つの水不溶性有機化合物を可
溶化するに十分な量で存在するものである顔料ベース・
インクジェットインク組成物。（実施態様２）前記少なくとも１つの水性顔料分散物は
少なくとも１つの顔料を含み、前記少なくとも１つの顔
料が、約20 wt%未満の量で前記顔料ベース・インクジェ
ットインク組成物に存在する前項１記載の顔料ベース・
インクジェットインク組成物。（実施態様３）前記少なくとも１つの顔料が、約0.005
乃至15μmの範囲の粒子サイズを有することを特徴とす
る前項2記載の顔料ベース・インクジェットインク組成
物。（実施態様４）前記少なくとも１つの水性顔料分散物
が、ランダム、ブロック、分岐ポリマーから成る群から
選択される少なくとも１つの親水性顔料分散物を含む前
項１記載の顔料ベース・インクジェットインク組成物。（実施態様５）前記少なくとも１つの水性顔料分散物
が、少なくとも１つの表面改質顔料を含む前項1記載の
顔料ベース・インクジェットインク組成物。（実施態様６）前記水不溶性有機化合物は、水不溶性モ
ノグリコールエーテル、水不溶性ポリグリコールエーテ
ル、水不溶性モノグリコールフェニルエーテル、水不溶
性ポリグリコールフェニルエーテル、水不溶性アルコー
ル、水不溶性モノグリコールエステル、水不溶性ポリグ
リコールエステル、水不溶性テルペン、水不溶性フェノ
ール、水不溶性アルデヒド、水不溶性ケトン及び水不溶
性炭化水素から成る群から選択される請求項1記載の顔
料ベース・インクジェットインク組成物。（実施態様７）前記の少なくとも１つの水不溶性有機化
合物は、モノエチレングリコールフェニルエーテル、ポ
リエチレングリコールフェニルエーテル、モノプロピレ
ングリコールフェニルエーテル、ポリプロピレングリコ
ールフェニルエーテル、エチレングリコールエステル、
プロピレングリコールエステル、ポリエチレングリコー
ルエステル、ポリプロピレングリコールエステル、トル
エン、キシレン、ナフタレン、フェナントレン、ベンジ
ルアルコール、アルファ−テルピネオール、シトロネラ
ール、ヒドロキシシトロネラール、シクロヘキシメタノ
ール、シクロヘキサンおよびそのアルキル(C₁からC₈)誘
導体、シクロヘキサノールおよびそのアルキル(C₁からC
₈)誘導体、シクロペンタノン及びそのアルキル(C₁からC
₈)誘導体、シクロペンタノールおよびそのアルキル(C₁
からC₈)誘導体、オイゲノール、１−ヘプタノール、n−
ヘキサノール、２−ヘキサノール、ｎーペンタノール、
ケイ皮アルコール、ケイ皮アルデヒド、ｍ−クレゾー
ル、３−フェニル−１−プロパノールおよび及びサリチ
ルアルデヒドから成る群から選択される前項１記載の顔
料ベース・インクジェットインク組成物。（実施多様８）前記少なくとも１つの水不溶性有機化合
物は、約1乃至70 wt%の範囲内の量で前記インクジェッ
トインク組成物に存在する前項１記載の顔料ベース・イ
ンクジェットインク組成物。 (実施態様９）前記少なくとも１つのハイドロトロピッ
ク両親媒性物質は、(a)安息香酸塩、サリチル酸塩、ス
ルホン酸ベンゼン塩、ジスルホン酸ベンゼン塩、スルホ
ン酸トルエン塩、スルホン酸キシレン塩、スルホン酸ク
メン塩、スルホン酸シメン塩、ケイ皮酸塩、スルホン酸
オクタン塩、スルホン酸ヘキサン塩、スルホン酸ブタン
塩、スルホン酸デカン塩、(b)パラアミノ安息香酸塩酸
塩、塩酸プロカイン、カフェイン、アルキルピリジン、
アルキルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリアルキ
ル (C₁からC₄)アンモニウム、フェニルトリメチルアン
モニウムカチオンおよび（Ｃ）レゾルシノール及びピロ
ガロールから成る群から選択される前項１記載の顔料ベ
ース・インクジェットインク組成物。（実施態様１０）前項１の顔料分散ベースのインクジェ
ットインク組成物を提供し、インクジェットペンを使っ
てプリント媒体上に前記顔料分散ベース・インクジェッ
トインク組成物をプリントして、その上で前記インク組
成物が早い乾燥時間とブリード軽減を示す呈することを
含むインクジェットプリンティングにおいてにじみと乾
燥時間を減少させる方法。

【００４６】産業上の利用可能性ここに開示したように、インクジェット・プリンティン
グにおいてブリードを制御し、乾燥時間を短縮する本願
発明のインクジェット・インク組成物と方法は、インク
ジェット・プリンティングにおいて商業上の用途が予測
される。

【００４７】このように、水性顔料分散ベースのインク
ジェット・インク組成物とインクジェット・プリンティ
ングにおいてブリードを制御し、乾燥時間を短縮する方
法が開示された。明らかな特性に基づく種々の変更並び
に修正は、本発明の精神から逸脱することなく実施して
よいこと、且つ前述の変更並びに修正の全ては、本願特
許請求の範囲によって規定された発明の範囲内に帰属す
るものであることを当業者にとっては自明のことであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるインクジェット・イン
ク組成物に関するマイクロエマルションベースのベヒク
ル成分の配合領域を示す三元状態図。

【図２】本発明の他の実施例であるインクジェット・イ
ンク組成物に関するマイクロエマルションベースのベヒ
クル成分の配合領域を示す三元状態図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料ベースのインクジェットインク組成物
において： (a)少なくとも１つの水性顔料分散物； (b)(i)少なくとも１つの水不溶性有機化合物、(ii)少な
くとも１つのハイドロトロピック両親媒性物質、(iii)
水からなるマイクロエマルションとから構成され、前記
ハイドロトロピック両親媒性物質は前記マイクロエマル
ション中に前記少なくとも１つの水不溶性有機化合物を
可溶化するに十分な量で存在するものである顔料ベース
・インクジェットインク組成物。