JP2004059932A

JP2004059932A - インクジェットインクにおける像のプリント品質を改善する界面活性剤／溶媒組合せの使用方法

Info

Publication number: JP2004059932A
Application number: JP2003282465A
Authority: JP
Inventors: Linda C Uhlir-Tsang; リンダ・シー・ウーリア−ツァン; John R Moffatt; ジョン・アール・モファット
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2004-02-26
Also published as: EP1391489A1

Abstract

【課題】斑点、コアレッセンス（凝結）、及び飽和のようなカラー属性に関する特性が改善されたインクジェットインクの提供。
【解決手段】着色剤、８〜１８個の炭素を含む第一界面活性剤、及び６〜１０個の炭素を含む第二界面活性剤を含有し、且つ前記第二界面活性剤は少なくとも３ｗｔ％水に溶解するインクジェットインクとする。そのインクは優れた色及び性能属性を有する優れたインクジェットプリントを提供する。そして当該水性インクの各々は、着色剤（ＣＭＹＫ）、長鎖の第一界面活性剤、及び第二の短鎖の界面活性剤を含有する。
【選択図】なし

Description

　本発明は概してインクジェット印刷に関し、そして詳細にはカラー及び性能属性の為の特定インク調合物に関する。このインク調合物は、またインクジェットプリント品質の改善をもたらす。

　インクジェット印刷は、インク液滴をプリント媒体上に特定の順序で堆積させて、その上に英数字、領域充填、及びその他のパターンを形成するノンインパクト印刷工程である。低コスト並びにハードコピー出力の高品質は比較的雑音のない運転と相まって、インクジェットプリンタをコンピュータと併用される他方式のプリンタに代わるポピュラーなものとした。それらの最近の成功にも関わらず、インクジェット印刷の品質を改善するために、集中的な研究及び開発努力が継続されている。インクジェット印刷、特に写真プリントの分野での関心の急激な高まりは、妥当なコストで高品質のプリントを作り出したいという要望となっている。インクジェットプリントのプリント品質をさらに改善するべく挑戦が続けられている。ディジタル写真用としてのインクジェットプリントの利用の出現は、正確な色を有し、耐久性があり、且つ色の帯状化を示さない高解像度の画像を要求する。

　ヒューレット・パッカード社から入手可能なＤｅｓｉｇｎＪｅｔ（登録商標）プリンタのようなカラーインクジェットプリンタは、典型的に、異なった色調の３種のインク、即ち、マゼンタ、イエロー、及びシアン、並びに任意選択でブラックを使用する。インク作製に用いられる着色剤（例えば染料）の特有のセットは「一次染料セット（primary dye set）」と呼ばれる。一次染料セットの種々の組合せを使って色の、例えば二次色の、スペクトルを作り出すことができる。

　一般に、カラーインクジェット印刷の為の良好なインクセットは、インクジェットペン及び印刷システムと適合しなければならない。インクジェットインクに要求される幾つかの諸特性には、斑点、コアレッセンス（凝結）、及び飽和のようなカラー属性が含まれる。

　「斑点」及び「コアレッセンス」は、印刷上の欠陥、及び媒体と溶媒／インクの相互作用に起因した同一印刷ブロックに関するプリント密度の不一致（又は不調和）と定義される。良好な色飽和は、色の深さと明暗を最大にすることによって達成されるもので、これもインク／媒体の相互作用に影響される。

　前出の性質の１つまたは２つ以上を有するインクは知られている。しかし、１つの特性の改良は、しばしば、別の特性を劣化させることになるので、前記の特性の全てを備えたインクはほとんど知られていない。従って、商用に供される多くのインクは、前記の考慮事項のそれぞれについて少なくとも適切な応答を明らかに示すインクを得ようとする試みの妥協の産物である。それゆえに当分野には、ペンの性能と信頼性を犠牲にすることなく、且つプリンタ及びソフトウェア設計の複雑さを低減して、インクジェットプリントのプリント品質と信頼性をさらに改善する要求が存在する。

　本発明により、インクジェットインクに使用するのに適したインクとその調合方法を提供する。コアレッセンス、斑点、及び飽和の明確な改善に至る相乗効果は、ある種の着色剤、界面活性剤、及び少なくとも３ｗｔ％水に溶ける約６乃至約１０個の炭素を含んでいる化合物と定義される第二又は共界面活性剤の組合せによって引き起こされることが見出されている。この組合せは、良好なカラー及び性能属性をもたらすインク調合物のベースを提供するものである。

　界面活性剤の選択の間での関係を見出すことにより、将来の製品に対してはるかに大きい調合物の広がりを与える。驚いたことに、選択された界面活性剤の間に存在する相乗効果は、調合者に使用に適する界面活性剤と溶媒の選択の著しい拡大を与える極めて安定な調合物に帰着する。さらに理論に制限されることなく、界面活性剤と第二界面活性剤の組合せは、これらの界面活性剤の使用によって形成されたミセル中へのインク成分の溶解度が高められることが考えられる。これは、どちらかの成分だけの場合よりも、深い色飽和並びに斑点及びコアレッセンスのさらなる減少に至らしめる。この調合物は、普通紙媒体、特注媒体のどれに対しても適切に作用する。

　本発明の実施に際して、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの水性インクは、それぞれ、インクの調合物中に約０．１〜約２０ｗｔ％の少なくとも１つの着色剤、約６乃至約１０個の炭素を含み且つ少なくとも３ｗｔ％水に溶ける約５〜約１５ｗｔ％の少なくとも１つの線状、分枝状又は芳香族の短鎖第二又は共界面活性剤、及び約８乃至約１８個の炭素、好ましくは約１１乃至約１８個の炭素を含んでいる約０．２〜約６ｗｔ％の少なくとも１つの線状、分枝状又は枝分かれしていない非イオン、陰イオン、陽イオン、又は双性イオンの第一界面活性剤を含有する。共界面活性剤は、どちらの電荷であってもよい。加えて、緩衝剤、殺生物剤、及び金属キレート化剤から成る群から他とは独立に選択されたものを含むその他の成分、及びバランス量の水を添加してもよい。勿論、インク調合物の分野の当業者は、最終調合物の種々の成分の電荷を配位することによって、インクを最適化するであろう。

　本発明により、インクジェットインクに使用するのに適したインクとその調合方法を提供する。特に本発明は、着色剤、界面活性剤、及び少なくとも３ｗｔ％水に溶ける約６乃至約１０個の炭素を含んでいる化合物と定義される第二又は共界面活性剤の組合せによって、コアレッセンス、斑点、及び飽和の明確な改善に至る相乗効果を生じさせるインクジェットインク、及びこれを用いた印刷方法を提供するもので、これは良好なカラー及び性能属性をもたらすインク調合物のベースを提供する。

　そしてこのインク調合物は、ペンの性能と信頼性を犠牲にすることなく、且つプリンタ及びソフトウェア設計の複雑さを低減して、インクジェットプリントのプリント品質と信頼性をさらに改善する。

　本明細書は、本発明と考えられるものを特に指摘し且つ明確に範囲請求する特許請求の範囲によって結論付けられるとはいえ、本発明の利点は、以下の本発明の記述によってよって更に容易に確認することができる。

　本明細書における全ての濃度は、別途指示しない限り、全インク組成物における重量パーセント（wt％）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ている純度である。
着色剤
　本発明の実施に際して、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの水性インクは、それぞれ約０．１〜約２０ｗｔ％の少なくとも１つの着色剤を含有する。ここで使用される場合、陽イオン染料の好ましい量は約０．１〜約１０ｗｔ％、約０．１〜約１０ｗｔ％の顔料、及びブラックインク調合物における約１〜約２０ｗｔ％の少なくとも１つのブラック着色剤である。ブラックインクは、また３種の一次色、イエロー、シアン、及びマゼンタの合成物であってもよい。
染料−染料は、それが水溶性であろうと水不溶性であろうと、本発明の実施において採用することができる。水溶性染料の例としては、スルホン酸塩及びカルボン酸塩染料、特に、インクジェット印刷に通常用いられているものが含まれる。特定の例としては、全てアルドリッチ　ケミカル社から入手可能な、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ　Ｂ（スルホン酸塩）、Ａｃｉｄ　Ｂｌｕｅ　１１３（スルホン酸塩）、Ａｃｉｄ　Ｂｌｕｅ　２９（スルホン酸塩）、Ａｃｉｄ　Ｒｅｄ　４（スルホン酸塩）、Ｒｏｓｅ　Ｂｅｎｇａｌ（カルボン酸塩）、Ａｃｉｄ　Ｙｅｌｌｏｗ　１７（スルホン酸塩）、Ａｃｉｄ　Ｙｅｌｌｏｗ　２９（スルホン酸塩）、Ａｃｉｄ　Ｙｅｌｌｏｗ　４２（スルホン酸塩）、Ａｃｒｉｄｉｎｅ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｇ（スルホン酸塩）、Ｎｉｔｒｏ　Ｂｌｕｅ　Ｔｅｔｒａｚｏｌｉｕｍ　Ｃｈｌｏｒｉｄｅ　Ｍｏｎｏｈｙｄｒａｔｅ即ちＮｉｔｒｏ　ＢＴ、ローダミン６Ｇ、ローダミン１２３、ローダミンＢ、ローダミンＢイソシアネート、サフラニンＯ、ＡｚｕｒｅＢ、ＡｚｕｒｅＢ　Ｅｏｓｉｎａｔｅ、Ｂａｓｉｃ　Ｂｌｕｅ４７、Ｂａｓｉｃ　Ｂｌｕｅ６６、Ｔｈｉｏｆｌａｃｉｎ　Ｔ（Ｂａｓｉｃ　Ｙｅｌｌｏｗ　１）、及びオーラミンＯ（Ｂａｓｉｃ　Ｙｅｌｌｏｗ　２）が含まれる。水不溶性染料の例は、アゾ、キサンテン、メチン、ポリメチン、及びアントロキノン染料を含む。顔料の特定の例としては、チバガイギー　Ｏｒａｓｏｌ　Ｂｌｕｅ　ＧＮ、チバガイギー　Ｏｒａｓｏｌ　Ｐｉｎｋ、及びチバガイギー　Ｏｒａｓｏｌ　Ｙｅｌｌｏｗが含まれる。本発明のその他の調合成分と使用でき且つ相容性である染料はどれも着色剤として用いてもよい。
ビヒクル
　本発明のインクは、次の成分から成る水性ビヒクルを（全インク組成のｗｔ％で）含有する。約５〜約１５ｗｔ％の、好ましくは約７〜約１１ｗｔ％の少なくとも１つの第二界面活性剤から成る水性ビヒクル。本発明における界面活性剤は、インク調合物の約０．２〜約６ｗｔ％、好ましくは約０．５〜約３ｗｔ％の量で存在する。溶解度の限界のため、より好ましい界面活性剤は、約８〜約１８個の炭素を有する。好ましい界面活性剤は、エチレンオキシド界面活性剤、より好ましくは炭素数約８〜約１８の炭化水素基を有するエチレンオキシド界面活性剤である。さらに、緩衝剤、殺生物剤、及び金属キレート化剤から成る群から独立に選択された他の成分を、それぞれ３ｗｔ％までの範囲（０〜約３ｗｔ％）の量で添加しても良く、バランス量の水を添加してもよい。
緩衝剤：本発明のインクは、任意に０〜約３ｗｔ％の緩衝剤を含む。より好ましくは、当該インクは約０．１〜約０．５ｗｔ％の緩衝剤を含み、約０．１〜約０．３ｗｔ％の濃度が最も好ましい。

　本発明の実施に際してｐＨ調節のために用いられる緩衝剤は、有機系生物緩衝剤又は無機緩衝剤であってよく、好ましくは有機系である。さらに採用される緩衝剤は、本発明の実施において約３〜約９、好ましくは約６．５〜約８．５、そして最も好ましくは約７．２〜８．５の範囲のｐＨを維持しなければならない。好ましく用いられる緩衝剤の例には、アルドリッチ　ケミカル社（ウィスコンシン州ミルウォーキー）のような会社から入手可能なＴｒｉｚｍａ　Ｂａｓｅ、４−モルホリンエタンスルホン酸（ＭＥＳ）、ｂ−ヒドロキシ−４−モルホリンプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳＯ）、及び４−モルホリンプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）が含まれる。最も好ましくは、ＴＲＩＺＭＡが本発明の実施に採用される。
金属キレート化剤：本発明のインクは、任意に、０〜約３ｗｔ％の金属キレート化剤を含む。より好ましくは、当該インクは約０．１〜約０．５ｗｔ％の金属キレート化剤を含み、約０．１〜約０．３ｗｔ％の濃度が最も好ましい。

　本発明の実施に際して使用される金属キレート化剤は、インク中に存在することがある金属陽イオンを結合するのに用いられる。好ましく用いられる金属キレート化剤の例には、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（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（ＥＧＴＡ）、又は金属陽イオンを結合できるその他のキレート化剤が含まれる。より好ましくはＥＤＴＡ及びＤＴＰＡ、そして最も好ましくは、二ナトリウム塩の形のＥＤＴＡが本発明の実施に際して用いられる。
殺生物剤：本発明のインクは、任意に、０〜約３ｗｔ％の殺生物剤を含む。より好ましくは、当該インクは約０．１〜約０．５ｗｔ％の殺生物剤を含み、約０．１〜約０．３ｗｔ％の濃度が最も好ましい。

　インクジェットインクに通常用いられる殺生物剤はどれも本発明の実施に際し用いてもよい。それらには、例えば、ヒュルスアメリカ社（ニュージャージー州ピスカタウェイ）から入手可能なＮｕｏｓｅｐｔ　９５、ゼネカ社（デラウエア州ウィルミントン）から入手可能なＰｒｏｘｅｌ　ＧＸＬ、及び商標Ｕｃａｒｃｉｄｅ　２５０を付してユニオンカーバイド社（ニュージャージー州バウンドブルック）から市販されているグルタルアルデヒドが含まれる。Ｐｒｏｘｅｌ　ＧＸＬは好ましい殺生物剤である。

　ここに開示された特定のインクセットは、インクジェットカラー印刷において商業的用途を見出すことが期待される。

　インクを調合し、そして本発明の実施において達成される利点、即ち、印刷上の不調和、及び媒体との溶媒／インクの相互作用に起因した同一印刷ブロックに関するプリント密度の不一致（又は不調和）である、斑点及びコアレッセンスを評価するべく、調合されたインクの種々の特性を鋭意測定した。良好な色飽和は、色の深さと明暗を最大にすることによって達成されるもので、これもインク／媒体の相互作用によって影響される。

　実施例１−１〜１−１０は、本発明の共界面活性剤を含有するもので、優れた飽和を示す。

　実施例１−１１〜１−１４は、ここに開示した特定の組合せを含有しておらず、比較的劣等な結果を示す。

Claims

インクジェットインクであって、着色剤、８〜１８個の炭素を含む第一界面活性剤、及び６〜１０個の炭素を含む第二界面活性剤を含有し、且つ前記第二界面活性剤は少なくとも３ｗｔ％水に溶解するインクジェットインク。
前記インクは、０．１〜２０ｗｔ％の前記着色剤、０．２〜６ｗｔ％の前記第一界面活性剤、及び５〜１５ｗｔ％の前記第二界面活性剤を含有する請求項１に記載のインクジェットインク。
前記インクは、さらに緩衝剤、殺生物剤、金属キレート化剤及びその他の非界面活性剤溶媒から成る群から選択された０％〜３ｗｔ％の成分を含有する請求項１に記載のインクジェットインク。
前記着色剤は顔料である請求項２に記載のインクジェットインク。
前記着色剤は染料である請求項２に記載のインクジェットインク。
前記第二界面活性剤は、１，２−ヘキサンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、及びそれらの混合物から成る群から選択される請求項１に記載のインクジェットインク。
インクジェットインクであって、陰イオン性着色剤、８〜１８個の炭素を含む０．２〜６ｗｔ％の第一陰イオン界面活性剤、６〜１０個の炭素を含む第二陰イオン界面活性剤を含有し、且つ前記第二界面活性剤は少なくとも３ｗｔ％水に溶解するインクジェットインク。
前記インクは、０．１〜２０ｗｔ％の前記陰イオン性着色剤、５〜１５ｗｔ％の前記第二界面活性剤、並びに緩衝剤、殺生物剤、金属キレート化剤及びその他の非界面活性剤溶媒から成る群から選択された０％〜３ｗｔ％の成分を含有する請求項７に記載のインクジェットインク。
インクジェットインクであって、陽イオン性着色剤、８〜１８個の炭素を含む第一界面活性剤、６〜１０個の炭素を含む第二界面活性剤を含有し、且つ前記第二界面活性剤は少なくとも３ｗｔ％水に溶解するインクジェットインク。
前記インクは、０．１〜１０ｗｔ％の前記陽イオン性着色剤、０．２〜６ｗｔ％の前記第一界面活性剤、５〜１５ｗｔ％の前記第二界面活性剤、並びに緩衝剤、殺生物剤、金属キレート化剤及びその他の非界面活性剤溶媒から成る群から選択された０％〜３ｗｔ％の成分を含有する請求項９に記載のインクジェットインク。
改善されたプリント特性を示すインクジェットインクプリンタでの印刷方法であって、前記インクは、着色剤、８〜１８個の炭素を含む第一界面活性剤、６〜１０個の炭素を含む第二界面活性剤を含有し、且つ前記第二界面活性剤は少なくとも３ｗｔ％水に溶解するものが選択される方法。
前記インクは、０．１〜２０ｗｔ％の前記着色剤、０．２〜６ｗｔ％の前記第一界面活性剤、５〜１５ｗｔ％の前記第二界面活性剤、並びに緩衝剤、殺生物剤、金属キレート化剤及びその他の非界面活性剤溶媒から成る群から選択された０％〜３ｗｔ％の成分を含有する請求項１１に記載の方法。
前記第二界面活性剤は、１，２−ヘキサンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、及びそれらの混合物から成る群から選択される請求項１１に記載の方法。