JP2003049106A - インクジェット印刷用異方性着色剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 彩度、光沢、光沢均一性、耐スミア（こすり
汚れ）性、印字品質、乾燥時間などの向上、及び改善さ
れた耐水性をもたらすことのできる着色剤の提供。 【解決手段】 インクジェットインク組成物は、異方性
着色剤を含有する。異方性着色剤は極めて安定であり、
サーマルインクジェット印刷、圧電式インクジェット印
刷、及び連続式インクジェット印刷などの、インクジェ
ット印刷に有用である。異方性着色剤は、例えば着色剤
粒子表面上に２以上の局所領域を有し、これらの局所領
域の１つは付着された親水性部分を有し、局所領域の他
方は付着された疎水性部分を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、異方性着色剤、及
び異方性着色剤を含有するインクジェットインク組成物
に関する。これらの異方性着色剤は極めて安定であり、
媒体に適用された場合に、彩度、光沢、光沢均一性、耐
スミア（こすり汚れ）性、印字品質、乾燥時間などの向
上、及び改善された耐水性をもたらすよう設計すること
ができる。さらに、これらの新しい着色剤を使って調合
されたインクは、サーマルインクジェット印刷、圧電式
インクジェット印刷、及び連続式インクジェット印刷な
どの、インクジェット印刷に有用である。 【０００２】 【従来の技術】商用に使用されるほとんどの着色剤は、
個々の染料もしくは分散顔料の何れかである。後者の場
合、顔料粒子は通常、ポリマーで分散され（非共有結合
性相互作用を通じて）、或いは可溶化部分で共有結合的
に変性される（「自己分散型」顔料を形成する）。何れ
の場合も、個々の粒子について得られる空間的均質性
（又は不均質性）は考慮事項ではない。 【０００３】このことは必然的に、印刷基体上での着色
剤の整列や構造化を、後で行えないことを意味する。こ
れは重要な点である。なぜならこれは、顔料のある種の
性能特性、特に彩度と光沢（及び光沢均一性）に対して
厳しい制約を課するからである。産業界において、顔料
は染料に比べ、非特殊媒体上での彩度と光沢が劣ってい
ることがよく知られている。このように性能が不十分で
あることの原因の一部は、顔料自体の非晶質性、及びそ
の結果として生ずる基体上の顔料全体の非晶質性に直接
求めることができる。 【０００４】インクジェットプリンタは、コンピュータ
について普通に用いられる他方式のプリンタと比べる
と、低コストであり、高品質であり、また比較的ノイズ
が無いといった選択肢をもたらす。このプリンタは、プ
レナムから入るインクのための出口を備えたチャンバ
に、抵抗素子を用いている。プレナムは、インク貯蔵用
のリザーバに接続されている。複数のこうした抵抗素子
がプリントヘッドに、プリミティブと呼ばれる特定のパ
ターンでもって配置される。各抵抗素子は、ノズルプレ
ートにあるノズルと組み合わされており、それらのノズ
ルを通してインクが印刷媒体に向けて放出される。プリ
ントヘッドとリザーバからなるアセンブリの全体が、イ
ンクジェットペン又はインクカートリッジを構成する。 【０００５】動作時には、各抵抗素子は導電性トレース
を介してマイクロプロセッサに接続され、電流搬送信号
が、１以上の選択された素子を加熱する。この加熱によ
ってチャンバではインク中に気泡が生成され、インクは
ノズルを通して印刷媒体に向けて放出される。このよう
にして、プリミティブにある複数のかかる抵抗素子を特
定の順序で噴射させることにより、媒体上に英数字が形
成され、領域の塗り潰しが行われ、またその他の印刷機
能が実現される。 【０００６】サーマルインクジェット印刷に使用される
インクジェットインクは通常、着色剤とビヒクルを含
み、ビヒクルは多くの場合、水と、比較的表面張力の低
い他の液体とを含んでいる。 【０００７】上述したように、着色剤には２つの一般的
分類、染料を基礎としたものと顔料を基礎としたものが
ある。染料には、水溶性という利点がある。しかしなが
ら、染料に関する幾つかの問題として、不十分な耐水
性、不十分な耐スミア性、カラー相互間でのブリード制
御の不十分さ、及び不十分な耐光性といったことがあ
る。顔料は一般に水不溶性であり、従ってそれを水に溶
かすためには分散剤又はその他の手段を必要とする。非
共有結合的に分散される顔料について制御すべきファク
タは、分散剤の性質、及び分散剤に対する顔料の質量比
である。自己分散型の顔料については、制御されるべき
ファクタは、共有結合された可溶化基の性質、及び顔料
表面上におけるそれらの密度である。着色剤の基準系
（着色剤のこれらのファクタについての座標系）から見
ると、これらのファクタは本来的に、空間的にランダム
である。従って分散によって得られる顔料は、種々の分
散プロセスを統計的に集めたものの何れかということに
なる。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】関連技術においても、
こうした着色剤を用いたインクジェットインク調合物の
多くの例が見られるが、媒体に適用された時に、彩度、
光沢、光沢均一性、耐スミア性、印字品質、乾燥時間な
どの向上、及び改善された耐水性をもたらす、安定な水
溶性着色剤を含有するインク組成物に対するニーズが存
在している。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、着色剤
を含有するインクジェットインク組成物が提供される。
この着色剤は水溶性であると共に、着色剤粒子表面上
に、個々に特定的に付着された置換基を含む。この付着
は、粒子上で均質に、又は不均質に配列して行うことが
できる。しかしながら、これまでに用いられてきた通常
の顔料におけるように、ランダムに行われるものではな
い。 【００１０】本発明において、着色剤は、得られる個別
の粒子が分散剤、ポリマー、又はその他の付随する添加
剤に関して異方性となるような仕方で合成され、分散さ
れ、又は変性される。換言すれば、顕微鏡的又は分子レ
ベルにおいて、着色剤粒子の１以上の「側面」又は「表
面」は、他の側面又は表面と化学的／物理的に意図的に
別個のものとされる。これを言い換えると、本発明にお
ける分散プロセスは、顔料に対して異方性、別個の形
態、及び／又はキラリティを付与することを意味する。
これは、得られる印刷基体に対し、二次元及び三次元構
造を付与する目的で実行される。 【００１１】異方性着色剤を生成し、それにより基体上
で得られる着色剤粒子の配向に影響を与えることによ
り、印刷基体の表面エネルギーを相当程度変化させるこ
とが可能になる。このことは、改善された耐水性、耐ス
ミア性、彩度、及び光沢というように、性質に対する改
善をもたらす。 【００１２】基体、環境、又はその両方と優先的に相互
作用するように、着色剤粒子上の特定の部位又は表面を
設計することができる。界面活性剤様の分子を着色剤の
片側に付着して、それを基体に「係留」させることがで
き、また同時に、疎水性又は非湿潤部分（フルオロポリ
マー、シロキサン等）が、着色剤粒子表面に存在するよ
うに設計することができる。 【００１３】本発明の着色剤が異方性を有するようにし
て分散させ得る方法は幾つかある。これらの方法は、分
子設計及び合成の技術分野で公知のものであり、例とし
ては下記のようなものがある。 ・分散剤上に立体塊（バルク）を存在させ、この付着部
位の周囲の領域が、もはや以後の反応に利用できないよ
うにする。これは、部分的なカプセル化と考えてもよ
い。 ・二相又は不均一反応の利用。この場合、顔料表面の一
部だけが反応物に向けて露出される。 ・大きな粒子の全表面を変性し、その後破壊することに
より、未反応表面を露出させる。 【００１４】これらの異方性着色剤を含んでいるインク
は、スミアを低減させるのに極めて有効であると共に、
高い耐水性、光沢、光沢均一性、及び改善された印字品
質を有する。このインクは、インクジェットプリンタに
おける印字品質と性能の改善をもたらすのを補助するた
めに、さらなる成分を含んでいてもよい。 【００１５】さらに、ここで開示するインクを利用し、
このインクの特性を活用する、インクジェット印刷方法
も提供される。 【００１６】本明細書における全ての濃度は、別途記載
しない限り、重量パーセントである。全ての成分の純度
は、インクジェットインクとして通常の商用に供される
純度である。全ての参考文献の内容は、本明細書で参照
を行うことによって取り入れられる。 【００１７】 【発明の実施の形態】本発明において有用な異方性着色
剤の一例は、キャボット社やオリエント・ケミカル社の
ような着色剤販売業者から得られる変性ブラック顔料が
含まれる。多くの顔料が、本発明の実施について有用で
ある。以下の顔料は、本発明に有用な着色剤のリストの
一部である。 【００１８】Ｐａｌｉｏｇｅｎ（登録商標）Ｏｒａｎｇ
ｅ、Ｈｅｌｉｏｇｅｎ（登録商標）Ｂｌｕｅ Ｌ ６９
０１Ｆ、Ｈｅｌｉｏｇｅｎ（登録商標）Ｂｌｕｅ ＮＢ
Ｄ７０１０、Ｈｅｌｉｏｇｅｎ（登録商標）Ｂｌｕｅ
Ｋ ７０９０、Ｈｅｌｉｏｇｅｎ（登録商標）Ｂｌｕｅ
Ｌ ７１０１Ｆ、Ｐａｌｉｏｇｅｎ（登録商標）Ｂｌ
ｕｅ Ｌ ６４７０、Ｈｅｌｉｏｇｅｎ（登録商標）Ｇ
ｒｅｅｎ Ｋ ８６８３、及びＨｅｌｉｏｇｅｎ（登録
商標）Ｇｒｅｅｎ Ｌ ９１４０。これらは全て、ＢＡ
ＳＦ社から入手可能である。 【００１９】次の顔料がキャボット社から入手可能であ
る。Ｍｏｎａｒｃｈ（登録商標）１４００、Ｍｏｎａｒ
ｃｈ（登録商標）１３００、Ｍｏｎａｒｃｈ（登録商
標）１１００、Ｍｏｎａｒｃｈ（登録商標）１０００、
Ｍｏｎａｒｃｈ（登録商標）９００、Ｍｏｎａｒｃｈ
（登録商標）８８０、Ｍｏｎａｒｃｈ（登録商標）８０
０、及びＭｏｎａｒｃｈ（登録商標）７００。 【００２０】次の顔料がチバ・スペシャリティ・ケミカ
ルズ社から入手可能である。Ｃｈｒｏｍｏｐｈｔａｌ
（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ ３Ｇ、Ｃｈｒｏｍｏｐｈｔ
ａｌ（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ ＧＲ、Ｃｈｒｏｍｏｐ
ｈｔａｌ（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ ８Ｇ、Ｉｇｒａｚ
ｉｎ（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ ５ＧＴ、Ｉｇｒａｌｉ
ｔｅ（登録商標）Ｒｕｂｉｎｅ ４ＢＬ、Ｍｏｎａｓｔ
ｒａｌ（登録商標）Ｍａｇｅｎｔａ、Ｍｏｎａｓｔｒａ
ｌ（登録商標）Ｓｃａｒｌｅｔ、Ｍｏｎａｓｔｒａｌ
（登録商標）Ｖｉｏｌｅｔ Ｒ、Ｍｏｎａｓｔｒａｌ
（登録商標）ＲｅｄＢ、及びＭｏｎａｓｔｒａｌ（登録
商標）Ｖｉｏｌｅｔ Ｍａｒｏｏｎ Ｂ。 【００２１】次の顔料がコロンビアン・ケミカルズ社か
ら入手可能である。Ｒａｖｅｎ ７０００、Ｒａｖｅｎ
５７５０、Ｒａｖｅｎ ５２５０、Ｒａｖｅｎ ５０
００、及びＲａｖｅｎ ３５００。また次の顔料がデグ
ッサ社から入手可能である。Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ
ＦＷ ２００、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ ２、Ｃ
ｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ ２Ｖ、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌ
ａｃｋ ＦＷ １、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ １
８、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１６０、Ｃｏｌｏｒ
Ｂｌａｃｋ ＦＷ Ｓ１７０、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａ
ｃｋ ６、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ５、Ｓｐｅｃ
ｉａｌ Ｂｌａｃｋ ４Ａ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃ
ｋ ４、Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ １４０
Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｖ、及びＰｒｉｎｔｅｘ １４０
Ｖ。またＴｉｐｕｒｅ（登録商標）Ｒ−１０１がデュポ
ン社から入手可能であり、さらに次の顔料がホイバッハ
社から入手可能である。Ｄａｌａｍａｒ（登録商標）Ｙ
ｅｌｌｏｗ ＹＴ−８５８−Ｄ及びＨｅｕｃｏｐｈｔｈ
ａｌ（登録商標）Ｂｌｕｅ Ｇ ＸＢＴ ５８３Ｄ。ヘ
キスト社からは次の顔料が入手可能である。Ｐｅｒｍａ
ｎｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ＧＲ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ
Ｙｅｌｌｏｗ Ｇ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ
ＮＣＧ−７１、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ
ＧＧ、Ｈａｎｓａ Ｙｅｌｌｏｗ ＲＡ、Ｈａｎｓａ
Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ５ＧＸ−０２、Ｈａ
ｎｓａ Ｙｅｌｌｏｗ−Ｘ、Ｎｏｖｏｐｅｒｍ（登録商
標）Ｙｅｌｌｏｗ ＨＲ、Ｎｏｖｏｐｅｒｍ（登録商
標）Ｙｅｌｌｏｗ ＦＧＬ、Ｈａｎｓａ Ｂｒｉｌｌｉ
ａｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １０ＧＸ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ
Ｙｅｌｌｏｗ Ｇ３Ｒ−０１、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ（登
録商標）ＹｅｌｌｏｗＨ４Ｇ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ（登
録商標）Ｙｅｌｌｏｗ Ｈ３Ｇ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ
（登録商標）Ｏｒａｎｇｅ ＧＲ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ
（登録商標）Ｓｃａｒｌｅｔ ＧＯ、及びＰｅｒｍａｎ
ｅｎｔ Ｒｕｂｉｎｅ Ｆ６Ｂ。モバイ社からは次の顔
料、Ｑｕｉｎｄｏ（登録商標）Ｍａｇｅｎｔａ、Ｉｎｄ
ｏｆａｓｔ（登録商標）Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｓｃａｒ
ｌｅｔ、Ｑｕｉｎｄｏ（登録商標）Ｒｅｄ Ｒ６７０
０、Ｑｕｉｎｄｏ（登録商標）Ｒｅｄ Ｒ６７１３、及
びＩｎｄｏｆａｓｔ（登録商標）Ｖｉｏｌｅｔが入手可
能である。さらにサン・ケミカル社からは、Ｌ７４−１
３５７ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｌ７５−１３３１ Ｙｅｌｌｏ
ｗ、及びＬ７５−２５７７ Ｙｅｌｌｏｗが入手可能で
ある。 【００２２】例えば、本発明のインク処方に使用するた
めの異方性着色剤は、着色剤粒子に水溶性を付与する化
学変性を行ったものでよい。典型的な化学処理の下にお
いて、得られる顔料表面は、アニオン顔料に関しては、
カルボン酸塩、リン酸塩、及び／又はスルホン酸塩の官
能基のような、そしてカチオン顔料に関しては、アンモ
ニウム、４級アンモニウム、又はホスホニウムの官能基
のような、ランダムに配置された親水性置換基を含む。
本発明において、水溶性のための置換基は、顔料粒子の
表面上で離散した位置に共有結合されるが、一方、疎水
性置換基は、親水性部位に隣接するか又は対向してい
る、特に選択された部位に配置することができる。かく
して、顔料を水溶性のものとし、インクジェットインク
調合に適したものとしながら、媒体に適用した時に疎水
性側が印刷されたインクに耐水性を与えるようにして、
顔料それ自体を空間的に配置させることができる。 【００２３】変性カーボンブラック顔料、及び官能基を
付着させる方法に関する議論については、米国特許第５
７０７４３２号、第５６３０８６８号、第５５７１３１
１号、及び第５５５４７３９号を参照のこと。 【００２４】インクジェット可能なインク調合において
有用であるためには、本発明の着色剤粒子は好ましく
は、約０．００５から約１２μｍの範囲の有効平均径を
有する。この種の着色剤は、着色剤が水中で溶けるよう
にする可溶化基をもたらすように、溶媒がアクセス可能
な官能基が誘導される化学反応から得られる。 【００２５】本発明のインク組成物は、上記の異方性着
色剤と、ビヒクルとから構成される。インク及びそれら
の性質に関する議論については、リーチ等の「Ｔｈｅ
Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｍａｎｕａｌ」第５版（Ｃｈａｐｍ
ａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，１９９３）を参照のこと。ま
た米国特許第２８３３７３６号、第３６０７８１３号、
第４１０４０６１号、第４７７０７０６号、及び第５０
２６７５５号も参照のこと。インクビヒクル中の成分の
例としては、界面活性剤、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、
コロイド、粘度調節剤、及びそれらの混合物がある。 【００２６】本発明のインクは典型的には、約１から約
２０重量％の水混和性有機共溶媒を含有する。より好ま
しくは、本発明のインクは、約３から１５重量％の有機
共溶媒を含有する。 【００２７】本発明の実施に際して適切に用いられる水
混和性有機共溶媒は、次のような化合物の何れか、又は
その２以上の混合物を含有する。２−ピロリドン、Ｎ−
メチル−ピロリド−２−オン（ＮＭＰ）、１,３−ジメ
チルイミダゾリド−２−オン、及びオクチル−ピロリド
ンのような窒素含有ケトン。エタンジオ−ル（例えば
１,２−エタンジオール）、プロパンジオール（例えば
１,２−プロパンジオール、１,３−プロパンジオール、
２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１,３−プロパン
ジオール、エチルヒドロキシプロパンジオール（ＥＨＰ
Ｄ））、ブタンジオール（例えば１,２−ブタンジオー
ル、１,３−ブタンジオール、１,４−ブタンジオー
ル）、ペンタンジオール（例えば１,２−ペンタンジオ
ール、１,５−ペンタンジオール）、ヘキサンジオール
（例えば１,２−ヘキサンンジオール、１,６−ヘキサン
ジオール、２,５−ヘキサンジオール）、ヘプタンジオ
ール（例えば１,２−ヘプタンジオール、１,７−ヘプタ
ンジオール）、オクタンジオール（例えば１,２−オク
タンジオール、１,８−オクタンジオール）のようなジ
オール。Ｃ_３−Ｃ_６アルコール（例えばプロパノール、
ブタノール、ペンタノール、及びヘキサノール）のよう
なアルコール及びその異性体（例えば１−プロパノール
と２−プロパノール）。ポリエチレングリコール（例え
ばジエチレングリコール（ＤＥＧ）、トリエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール）、プロピレングリ
コール（例えばジプロピレングリコール、トリプロピレ
ングリコール、テトラプロピレングリコール）、高分子
グリコール（例えば、ＰＥＧ２００、ＰＥＧ３００、Ｐ
ＥＧ４００、ＰＰＧ４００）のようなポリアルキレング
リコール、及びチオジグリコールのような、インクジェ
ットインクに通常用いられるグリコールエーテル及びチ
オグリコールエーテル。その他の共溶媒には、ヒダント
イン（グリコール尿素）及びその誘導体、例えばＤａｎ
ｔｏｃｏｌ ＤＨＥとしてロンザ社から市販されてい
る、水酸化エチル及びメチル基を含有するヒダントイ
ン、及びバイエル社から市販されている、約４４０の分
子量を有するポリアルコキシル化トリオールである、Ｍ
ｕｌｔｒａｎｏｌ ４０１２のようなポリアルコキシル
化トリオールなどがある。 【００２８】本発明の実施に当たって採用されるその他
の種類の共溶媒には、限定するものではないが、カプロ
ラクタム、ホルムアミド、アセトアミド、及び長鎖アル
コールが含まれる。 【００２９】好ましくは、本発明において用いられる有
機共溶媒は、２−ピロリドンと１,６−ヘキサンジオー
ルの混合物からなる。 【００３０】本発明の実施においてｐＨ調整のために任
意に用いられる緩衝剤は、有機の生物学的緩衝剤又は無
機緩衝剤であってよく、好ましくは有機緩衝剤である。
緩衝剤の例には、米国ウィスコンシン州ミルウォーキー
のアルドリッチ・ケミカル社などから入手可能なトリス
（ヒドロキシメチル）アミノメタン、４−モルホリンエ
タンスルホン酸（ＭＥＳ）、及び４−モルホリンプロパ
ンスルホン酸（ＭＯＰＳ）などがある。 【００３１】本発明の実施に際し任意に用いられる金属
キレート剤は、インク中に存在することがある遷移金属
カチオンを結合するために用いられる。好ましく用いら
れる金属キレート剤の例には、ＥＤＴＡ、ジエチレンテ
トラアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、トランス−１，２
−ジアミノシクロヘキサン四酢酸（ＣＤＴＡ）、（エチ
レンジオキシ）ジエチレンジニトリロ四酢酸（ＥＧＴ
Ａ）、マロン酸、サリチル酸、又は遷移金属カチオンを
結合できるその他のキレート剤が含まれる。 【００３２】インクジェットインクに通常用いられる次
のような殺生物剤は何れであっても、本発明の実施に際
して任意に用いることができる。例えば、米国ニュージ
ャージー州ピスカタウェイのヒュルス・アメリカ社から
入手可能なＮｕｏｓｅｐｔ９５、米国デラウェア州ウィ
ルミントンのゼネカ社から入手可能なＰｒｏｘｅｌＧＸ
Ｌ、及び商標Ｕｃａｒｃｉｄｅ ２５０の下に米国ニュ
ージャージー州ボンドブルックのユニオン・カーバイド
社から市販されているグルタルアルデヒドなどである。 【００３３】本発明のインクはさらに、１以上の界面活
性剤又はその混合物を含むことができる。界面活性剤の
全濃度は、約０.０５から６ 重量％の範囲にある。界面
活性剤混合物は、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活
性剤、両性界面活性剤、及びフルオロ界面活性剤を含ん
でいてよい。米国特許第５１０６４１６号は、上に挙げ
た界面活性剤のほとんどをより詳細に開示している。 【００３４】適当なノニオン界面活性剤の１例として
は、エア・プロダクツ社から市販のアセチレン系エトキ
シル化ジオールであるＳＵＲＦＹＮＯＬシリーズがあ
る。適当なノニオン界面活性剤の別の例としては、ユニ
オン・カーバイド社から市販のポリエチレン又はポリプ
ロピレンオキシドエーテルであるＴＥＲＧＩＴＯＬシリ
ーズがある。 【００３５】適当なアニオン界面活性剤の１例として
は、ダウ・ケミカル社から市販のジフェニルスルホネー
ト誘導体である、ＤＯＷＦＡＸシリーズがある。適当な
アニオン界面活性剤の別の例としては、サイテック・イ
ンダストリー社から市販のジオクチルスルホコハク酸ナ
トリウムであるＯＴシリーズがある。 【００３６】好ましいフルオロ界面活性剤は、ＺＯＮＹ
Ｌ ＦＳＡ、ＺＯＮＹＬ ＦＳ−６２、及びＦＬＵＯＲ
ＡＤ ＦＣ−１２９を含む。 【００３７】本発明の実施に有用な、典型的なインク調
合は、着色剤（約０．００１重量％から１０重量％）、
１以上の共溶媒、１以上の水溶性界面活性剤／両親媒性
物質、任意に１以上の高分子量コロイド（０から約３重
量％）、及び水（バランス量）が含まれる。 【００３８】天然又は合成源から誘導される高分子量コ
ロイドは、０から約３重量％の間で、インク調合物に対
して任意に添加することができる。高分子量コロイドの
添加は、印字品質を改善する。本発明の実施において採
用される高分子量コロイドの例としては、アルギン酸
塩、マンヌロン酸、カラギーナン、グアーガム、キサン
タンガム、デキストラン、キチン、キトサン、カルボキ
シメチルセルロース、ニトロメチルセルロース、及びそ
れらの全ての誘導体がある。これらのコロイドは、「ブ
リード制御用高分子量コロイド」と題する米国特許第５
１３３８０３号に開示されている。本発明のインクにお
ける高分子量成分であるコロイドの好ましい濃度は、０
から約０．７５重量％である。 【００３９】所望に応じてインク組成物の種々の特性を
改善するために、粘度調節剤のような他の既知の添加剤
及びその他のアクリル系又は非アクリル系ポリマーを添
加してもよい。 【００４０】インクは、ビヒクルの種々の成分を組み合
わせ、それらを本明細書に開示された着色剤と混合する
ことによって調合される。着色剤を使用するインク調合
物は、一般に約３から約１２のｐＨを有する。最終的な
インク組成物の粘度は、約０．８から約８ｃｐｓ、好ま
しくは約０．９から約４ｃｐｓである。 【００４１】本明細書においては、インクジェット印刷
の方法も開示する。本発明のインクは、在来のインクジ
ェット、バブルジェット(R)又は圧電式プリンタの何れ
にも用いることができる。好ましくは、このインクはサ
ーマルインクジェットプリンタに用いられる。本発明の
インクは典型的には、プリンタカートリッジに充填さ
れ、任意の媒体上にプリントされる。適当な印刷用媒体
の例としては、紙、布地、木材、及びプラスチックなど
がある。 【００４２】 【実施例】例１ ７５％の親水性部分と２５％の疎水性フッ素化部分を有
するカーボンブラック顔料の合成 通常の場合、これらの部分を付着させる方法を実行する
と、主として親水性である顔料表面全体にわたってフッ
素化部分がランダムに散在する結果になる。（何れもヒ
ューレット・パッカード社に譲渡された、米国特許第６
２２１１４２号及び第６２１４１００号を参照のこ
と）。これと対照的に、同じ顔料ではあるが親水性部分
とフッ素化部分が７５：２５のバランスを有するもの
を、フッ素化が粒子表面上のある領域に局部化された状
態で合成できる。これは二段階の付着プロセスを伴う。
第一段階は、１以上の親水性部分（例えばポリアクリレ
ート）を顔料の表面に付着させることからなる。使用し
得る可能な反応は、アミド化、アシル化、及びビニルス
ルホンへの付加などである。この反応は、表面上の全て
の反応性部位を飽和させないようにして実行される。そ
の後、第二反応が適用されるが、そこではフルオロポリ
マーが導入され、表面上に残存している少数（１の場合
を含む）部位と反応される。この場合、フルオロポリマ
ーは大きくなければならない。顔料の可溶性と溶媒混合
物（イオン強度を含む）が正確にバランスしていれば、
疎水性部分の単一の付着が行われ、得られた顔料は溶液
から沈殿し、さらなる反応から効果的に遮蔽される。あ
るいは、より多い量の親水性部分を第一段階で付着さ
せ、第二反応に利用できる部位の数をこれに応じて減少
させる。第二反応の化学量論量を制御することで、フル
オロポリマーの単一付着が優先的に導かれる。これら二
つの方法は何れも、異方性粒子の生成をもたらす。顔料
の湿潤特性を操作することにより、基体上の顔料を所望
に応じて優先的に配向することが可能になる。この実施
例では、フッ素化部分が環境に対して露出された状態に
なる。 例２ 最初とその後の付着段階が異なる化学反応、又は異なる
反応性を利用することを除き、例１と同様である。この
実施例では、第一の付段階はアミド化反応を利用し、そ
して第二段階はアシル化を利用する。これらの反応は両
方とも、同じく求核置換を伴うが、付着される基は異な
る求核性をもっている。これらの例は何れも、着色剤粒
子に付着される部分の量と型を制御する手段をもたら
す。 例３ フルオロポリマーが、ラテックス部分、ケイ素含有部
分、又は空気界面の方へ優先的に配向される何らかの他
の疎水性部分で置き換えられることを除き、先の例と同
様である。 【００４３】上記の例による顔料は何れも、高い耐水性
及び耐スミア性、改善されたブリード性及び乾燥時間な
どを示す。置換基のその他の例としては、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルアルコール、多糖、及び金属キレ
ート剤などが含まれる。 例４ この例においては、上記した例における表面変性の第一
段階が、粒子表面全体について行われる。しかしこの場
合、変性された顔料は次いで、破砕されるか破壊され
て、新たに内部表面が露出される。従って、その顔料の
開始粒径は、上記の例において用いられる粒径よりも大
きい。例えばキャボット社に譲渡された、米国特許第６
１６９１２９号を参照のこと。この特許は、ケイ素で処
理したカーボンブラックの合成を記載しており、そこで
はケイ素化合物が、カーボンブラック生成用原料に同時
に導入される。「この場合、カーボンブラックの凝集物
が得られ、そこにはケイ素又はケイ素含有種が、カーボ
ンブラック凝集物の、主として表面に又はその近傍に存
在する。．．．本発明のケイ素処理カーボンブラック凝
集物は、個別のカーボンブラック凝集物と個別のシリカ
凝集物との混合物ではないが、カーボンブラック凝集物
の表面もしくはその内部の何れかに、少なくとも１つの
ケイ素含有領域を含む。」この段階においては、ケイ素
部分の他に、他の化学物質も用いることができる。何れ
にせよ、未変性の顔料表面を露出させるために、凝集物
のさらなる破壊が必要である。これによる新しい表面
を、次いで他の置換基で適宜変性して、官能基を有する
所望の異方性粒子を生成することができる。 【００４４】顔料の実際の合成中に変性が行われる、上
記したカーボンブラックの例の場合とは異なり、この概
念は、カラー顔料を含む大きめの粒子一般に対して適用
することができる。例えば、５００ナノメートルのフタ
ロシアニン顔料試料の全表面を、当事者には公知である
既存の付着技術を用いて、ドデシルアミンで変性するこ
とができる。続いて破砕を行うことによって、これらの
粒子破壊されて個々の粒子の寸法が低減され（即ち、直
径２００ナノメートル）、内部表面が露出されて、さら
に変性を行うことができるようになる。従って得られる
粒子は、その表面上に炭化水素の局所領域又は局在化領
域を有し、また他の別の化学種で変性された表面をも有
することになる。 【００４５】その他、二相液体反応、又は乾燥顔料粒子
に対する化学蒸着を利用する他の手段も存在する。異方
性を付与するさらに別の手段としては、いわゆるコアセ
ルポリマーによる粒子の完全なカプセル化がある。（何
れもヒューレット・パッカード社に譲渡された、米国特
許第５９９０２０２号及び第６０５７３８４号を参照の
こと）。 【００４６】そしてさらに別の方法では、より複雑な解
決策が、結晶化技術の分野で見出されている。そこで
は、顔料粒子は個々の分子の結晶化によって合成され
る。「ボトムアップ」式の手法で粒子を合成する分野
は、まだほんの初期の技術段階にあるが、それでも製薬
産業や、塗料産業向けの新規な顔料の生成において、幾
つかの例を見出すことができる。分子を慎重に選択し、
その結晶化条件を制御することにより、ほぼ単分散性の
粒子の単結晶を得ることが可能である。この場合、粒子
の異方性は固有のものである。ここでは、粒子をそのま
まの状態で用いることができ、また以後の選択的化学変
性のためにその異方性を利用することもできる。例えば
こうした結晶は、カルボン酸末端として終端する単一の
面を有することができる。これをｎ−ヘキシルアミンで
選択的にアミド化して、アミド結合を介して付着された
炭化水素の個別領域を有する粒子を生成することができ
る。この方法の帰結として、分子モデル化技術により、
結晶の特定の面を変性する手段を提供することができ
る。通常この技術は、結晶の特定の面の成長を促進し、
又は遅延させるのに用いられる。ここではその技術を、
特定の結晶面と相互作用する化学的添加物を発見するた
めに用いる。粒子に対して化学的異方性を付与すること
により、その粒子の特定の面又は領域の物理的特性を変
更することができる。 【００４７】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、インクジ
ェット印刷に用いられる異方性着色剤、及びこれを用い
たインクジェット印刷用インクが提供される。すなわち
上述の異方性着色剤は、インクジェット印刷に採用され
るインクにおいてその有用性を見出すことが期待され
る。異方性着色剤は例えば親水性部分と疎水性部分を個
々の粒子表面に有することにより、印刷された場合に媒
体上で配向され、例えば疎水性部分が環境に対して曝露
されるように配列されることにより、優れた耐水性がも
たらされる。同様にして所望の特性を局在化させて個別
の粒子に付与することにより、耐水性の改善に加えて、
彩度、光沢、光沢均一性、耐スミア（こすり汚れ）性、
印字品質、乾燥時間などの向上をもたらすことができ
る。 【００４８】以下に本発明の実施態様を列記する。 １．１以上の異方性着色剤を含むインクジェット印刷用
インク。 ２．前記インクの前記異方性着色剤が、共有結合した２
以上の置換基で変性された顔料を含み、前記置換基が前
記着色剤の粒子表面上に非ランダムに散在されている、
上記１のインク。 ３．前記異方性着色剤が、着色剤表面上に２以上の局所
領域を有し、前記局所領域の１つは付着された親水性部
分を有し、前記局所領域の別のものは付着された疎水性
部分を有する、上記１のインク。 ４．界面活性剤、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、コロイ
ド、粘度調節剤、及びそれらの混合物から成る群より選
択された成分をさらに含む、上記１のインク。 ５．前記着色剤がインクジェット可能であり、約０．０
０５から約１２μｍの範囲の平均径を有する、上記１の
インク。 ６．前記置換基が親水性部分と疎水性部分を含む、上記
２のインク。 ７．前記親水性部分がポリアクリレートから選択され、
前記疎水性部分がフルオロポリマーから選択される、上
記６のインク。 ８．前記疎水性部分が、ラテックス、ケイ素含有部分、
ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、多糖、
金属キレート剤、及びそれらの混合物から成る群より選
択される、上記６のインク。 ９．前記親水性部分が、カルボン酸塩、リン酸塩、スル
ホン酸塩、アンモニウム、４級アンモニウム、ホスホニ
ウム部分、及びそれらの混合物から成る群より選択され
る、上記６のインク。 １０．ノンインパクトプリンタによってインク調合物が
媒体上に適用され、このインクが異方性インク着色剤を
含有する、インクジェット印刷方法。 １１．前記インクの前記異方性着色剤が、共有結合され
た２以上の置換基で変性された顔料を含み、前記置換基
が前記着色剤の粒子表面上に非ランダムに散在されてい
る、上記１０の方法。 １２．前記異方性着色剤が、着色剤表面上に２以上の局
所領域を有し、前記局所領域の１つは付着された親水性
部分を有し、前記局所領域の別のものは付着された疎水
性部分を有する、上記１０の方法。 １３．前記置換基が親水性部分と疎水性部分を含む、上
記１１の方法。 １４．界面活性剤、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、コロイ
ド、粘度調節剤、及びそれらの混合物から成る群より選
択された成分をさらに含む、上記１０の方法。 １５．インクジェット印刷用インクの耐水性を改善する
方法であって、前記インクを媒体上に印刷するステップ
を含み、前記インクが異方性着色剤を含み、前記着色剤
が着色剤表面上に２以上の局所領域を有し、前記局所領
域の１つは付着された親水性部分を有し、前記局所領域
の別のものは付着された疎水性部分を有することからな
る方法。 １６．前記親水性部分がポリアクリレートから選択さ
れ、前記疎水性部分がフルオロポリマーから選択され
る、上記１５の方法。 １７．前記疎水性部分が、ラテックス、ケイ素含有部
分、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、多
糖、金属キレート剤、及びそれらの混合物から成る群よ
り選択される、上記１５の方法。 １８．前記親水性部分が、カルボン酸塩、リン酸塩、ス
ルホン酸塩、アンモニウム、４級アンモニウム、ホスホ
ニウム部分、及びそれらの混合物から成る群より選択さ
れる、上記１５の方法。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FC02 2H086 BA55 4J039 BA04 BC19 BC33 BC54 BC56 BE01 BE02 BE12 BE22 BE32 CA03 EA33 EA36 EA46 GA24

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 １以上の異方性着色剤を含むインクジェ
   ット印刷用インク。