JP3443432B2

JP3443432B2 - サーマルインクジェットインクおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3443432B2
Application number: JP08257993A
Authority: JP
Inventors: ウィックラマナヤケパリサ; アールモハットジョン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 2003-09-02
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: US5226957A; EP0562732B1; HK29497A; JPH069911A; DE69302854T2; EP0562732A1; DE69302854D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク組成物、および
インクジェットプリンタに使用するための該インク組成
物を製造する方法に関し、より詳しくは、サーマルイン
クジェットプリンタ用の水性インク配合物に水不溶性染
料を使用することに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルインクジェットプリンタは、コ
ンピュータとともに通常使用される他の種類のプリンタ
に対して、低コスト、高品質で比較的騒音のないオプシ
ョンを提供する。このようなプリンタは、インクがプレ
ナム（ｐｌｅｎｕｍ）から出て行く出口を備えたチャン
バー中に、抵抗体素子を使用している。プレナムは、イ
ンクを貯蔵するためのインク溜めに接続されている。複
数のこのような抵抗体素子が、プリントヘッド中で、プ
リミティブ（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ）と呼ばれる特定のパ
ターンに配列されている。それぞれの抵抗体素子は、ノ
ズルプレートの一つのノズルと組合わされていて、この
ノズルからインクが印刷媒体に噴射される。プリントヘ
ッドとインク溜めよりなる集成体が、全体として、イン
クジェットペンを構成する。

【０００３】操作に際しては、各抵抗体素子は、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てお
り、マイクロプロセッサにおいて電流を運ぶ信号が少な
くとも一つの選択された素子を加熱する。この加熱は、
チャンバー中に泡を発生させ、泡はノズルから印刷媒体
に向かってインクを噴射する。このようにして、所定の
プリミティブに特定の順序で配列された複数の抵抗体素
子の瞬間加熱が、印刷媒体上に、文字数字の活字を形成
し、特定の部分を充填し、他の印刷能力を付与する。

【０００４】インクジェット印刷用と記載された多くの
インクは、通常は、非サーマルインクジェット印刷と組
合わされている。このような非サーマルインクジェット
印刷の一つの実例は、インクの小滴を印刷媒体に噴射す
るために圧電素子を使用する圧電インクジェット印刷で
ある。このような非サーマル用途に好適に使用されるイ
ンクは、インク組成物に対する熱の影響のために、サー
マルインクジェット印刷に使用できないことが少なくな
い。

【０００５】染料使用量の多いカラーインクは、ボンド
紙に印刷されると、ブリード（ｂｌｅｅｄ）を起こし
て、耐水堅牢性を低下させる傾向がある。ここで使用さ
れるブリードとは、紙の表面で一つの色が他の一つの色
に侵入することであり、これは表面現象である。このこ
とは、紙の繊維に付随する単色インクに関連して“ブリ
ード”を定義する傾向がある従来技術における用語とは
対照的であって、これは表面下の現象であり、ここでは
“フェザリング（ｆｅａｔｈｅｒｉｎｇ）”あるいは
“スレッディング（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）”と呼ばれ
る。ここで使用される耐水堅牢性とは、紙に印刷した後
の水による洗い出しに対する抵抗性のことである。

【０００６】インクジェット記録インクに使用するため
に、特開昭６３−１６５，４６５号では、界面活性剤が
目詰まり防止剤として使用されている。この出願に使用
される界面活性剤は、２０〜５０ダイン／ｃｍの範囲の
表面張力を有するものに限定される。界面活性剤の量
は、約０．５〜２５重量％の範囲である。開示された特
定の実例は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、
ラウリン酸ナトリウムおよびポリエチレングリコールモ
ノオレイルエーテルを含む。

【０００７】特開平１−２０３，４８３号は、インクジ
ェット記録組成物に関する。このインクを使用した印刷
に関して、ブリードの減少が記述されている。この組成
物も、おそらく増粘剤として使用されるペクチン（０．
０１〜２重量％）を必要とする。しかしながら、ペクチ
ンは、その熱に対する不安定性（比較的高い温度でゲル
化する）のために、サーマルインクジェットプリンタに
使用されるインクには役に立たない。

【０００８】特開平１−２１５，８７５は、ブリードを
起こさないで、速く乾燥して、良好な記録を示すインク
ジェット印刷に好適なインクに関する。組成物は、すべ
てトリグリセリドを必要とする。しかしながら、このよ
うな化合物は、商業的なインクジェット印刷に必要な長
い保存寿命が得られる程には安定でない。

【０００９】特開平１−２３０，６８５は、汚れやしみ
を付けないで、通常の事務用紙の表面に迅速な吸収を示
す、インクジェット印刷に好適なインクに関する。組成
物は、着色剤と液状溶媒および／または分散剤を含んで
おり、ＨＯ（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_a−Ｃ₃Ｈ₆Ｏ（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_bＨな
る式を有する酸化エチレンと酸化プロピレンの共重合体
が存在し、この式において、ａとｂの和は５０を超え
ず、ｂは０であってもよいことを特徴とする。これらの
共重合体は、“ＰＬＵＲＯＮＩＣＳ”と呼ばれる。大抵
の場合は、これらの共重合体は、ブリードがなかった
り、良好な印刷品質を提供したりすることはない。

【００１０】１９９１年７月２９日に出願された本出願
人による米国特許出願０７／７３７，１０１号に開示さ
れているように、ブリードを抑制するために、アルギン
酸ナトリウムなどの高分子量（１０，０００以上）コロ
イドが使用されている。水溶性染料に関連して使用され
る高分子量コロイドは、少なくとも一つの両性イオン界
面活性剤および／または非イオン性両親媒性物質の存在
を必要とする。

【００１１】サーマルインクジェットインク（シアン、
マゼンタ、イエロー）用の表１に示す配合物を使用する
ときに、良好な線解像度（鮮鋭度）が付与される。

【００１２】

【表１】８重量％の１，５−ペンタンジオール２重量％のＳＵＲＦＹＮＯＬ４６５（ＡｉｒＰｒｏ
ｄｕｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社の商標）０．２５重量％のアルギン酸ナトリウム（高分子量）１．０重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オク
タデセニル）−Ｎ−アミンオキシド（ＯＯＡＯ）０．７５重量％のナトリウム型ＡｃｉｄＢｌｕｅ
９、または１．２重量％のナトリウム型ＡｃｉｄＲｅ
ｄ５２、または０．２５重量％のＤｉｒｅｃｔＹｅｌ
ｌｏｗ８６と０．２５重量％のＡｃｉｄＹｅｌｌｏ
ｗ２３との混合物などの染料、および残余の水

【００１３】これらのインクは、互いに隣接して印刷さ
れた色の間のスレッディングおよびブリードが軽減され
ることを示している。しかしながら、これらのインク
は、耐水堅牢性ではなかった。

【００１４】耐水堅牢性を得るためには、例えば水不溶
性染料がシクロデキストリンとともに使用されてきてお
り、１９９１年５月１６日に出願され本出願人による米
国特許出願０７／７０２，４３７号は、水不溶性染料と
シクロデキストリンを含むインクを開示している。現在
のところ、最高度の耐水堅牢性は、水不溶性染料の使用
によって得られると考えられている。

【００１５】水、油、界面活性剤および共界面活性剤よ
りなる熱力学的に安定な等方性（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）
“溶液”として定義されるマイクロエマルジョンが、従
来のインクジェット印刷用の水不溶性染料を可溶化する
ために使用された。水の機能は、マイクロエマルジョン
の小滴に連続的な相を提供することであり、水は、エン
トロピー的手段によってマイクロエマルジョンの小滴の
生成を容易にする。油は、マイクロエマルジョン小滴−
不連続相中に主として存在する水不溶性物質である。界
面活性剤は、両親媒性、界面活性、および自己凝集性を
有する種類のもので、マイクロエマルジョン小滴の生成
の主要な原因である。共界面活性剤は、マイクロエマル
ジョン小滴中で著しく濃縮される両親媒性物質であっ
て、小滴に安定性を付与する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】マイクロエマルジョン
型インクの成功は、得られた印刷サンプルのスレッディ
ングまたはフェザリングの程度によって制約されてき
た。これらのインクに使用される有機溶媒および界面活
性剤の濃度を両方とも高くすると、紙の繊維およびフィ
ラー（ｆｉｌｌｅｒ）が広範囲に湿潤されてフェザリン
グが起こる結果になり、結局エッジの鮮鋭度が悪くな
る。

【００１７】このような印刷品質の欠点を、周囲温度に
おいては固体であるが、高い温度（例えば７０℃）にお
いては液体であるマイクロエマルジョン型インクを使用
することによって克服するための努力が行われてきてお
り、例えば米国特許第５，０４７，０８４号を参照され
たい。しかしながら、これらのインクは、噴射の前にイ
ンクを液状に保持するための予熱器、印刷媒体上に生成
された固体インク小滴（レンズレット《ｌｅｎｓｌｅ
ｔ》）を平坦にするためのローラなど、プリントヘッド
およびプリンタに付加的な要求を課するため、製品は、
より複雑になり、コスト高になる。

【００１８】したがって、印刷媒体に印刷されるときに
完全に耐水堅牢性である液状インクにおける完全に水不
溶性の染料の利用は、魅力的なアプローチになる。そし
て、スレッディングおよびブリードが軽減されるが、や
はり耐水堅牢性であり、印刷品質の優れた印刷を提供す
るカラーインクに対する要求は、依然として存在してい
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、サーマルイン
クジェットプリンタに使用される液状のインクであっ
て、耐水堅牢性で、しかもブリードがなく、スレッディ
ングがなく、高品質の印刷が可能なマイクロエマルジョ
ンによる水不溶性染料を含むインクと、その製造方法と
を提供する。

【００２０】本発明によれば、完全に耐水堅牢性であ
り、スレッディングがなく、ブリードが軽減されるマイ
クロエマルジョン型インク中に、水不溶性染料を配合す
ることができる。このインクジェットインクは、表２の
配合を有する。

【００２１】

【表２】（ａ）０．０５〜０．７５重量％の高分子量コロイド（ｂ）０．１〜４０重量％の、少なくとも１つの界面活
性剤と少なくとも１つの共界面活性剤を含む、少なくと
も２つの界面活性剤（ｃ）０．５〜２０重量％の少なくとも１つの共溶媒（ｄ）０．１〜５重量％の少なくとも１つの水不溶性染
料（ｅ）０．１から２０重量％の、水不溶性有機溶媒並び
に水不溶性モノグリコールエーテル及びジグリコールエ
ーテルから選ばれる油、および（ｆ）残余の水

【００２２】室温において液体である本発明のインク
は、安定なマイクロエマルジョンを生成し、高分子量コ
ロイドとマイクロエマルジョンの組合わせに起因して、
スレッディングなしに、ブリードが軽減され、線の解像
度が優れ、印刷品質が優れた結果が得られる。

【００２３】

【発明の好適な実施の形態】本発明によれば、耐水堅牢
性であり、ブリードがなく、スレッディングがなくて、
高度の印刷品質を示すインク組成物が提供される。この
インク組成物は、表３の組成を有する。

【００２４】

【表３】（ａ）０．０５〜０．７５重量％の高分子量コロイド（ｂ）少なくとも１つの界面活性剤と少なくとも１つの
共界面活性剤よりなる０．１〜４０重量％の少なくとも
２つの界面活性剤（ｃ）０．５〜２０重量％の少なくとも１つの共溶媒（ｄ）０．１〜５重量％の少なくとも１つの水不溶性染
料（ｅ）０．１から２０重量％の、水不溶性有機溶媒並び
に水不溶性モノグリコールエーテル及びジグリコールエ
ーテルから選ばれる油、および（ｆ）残余の水

【００２５】このインクは、この技術分野で通常実施さ
れているように、１つまたはより多くの殺生物剤（ｂｉ
ｏｃｉｄｅ）、殺菌剤（ｆｕｎｇｉｃｉｄｅ）および／
またはスライミサイド（ｓｌｉｍｉｃｉｄｅ（微生物剤
《ｍｉｃｒｏｂｉａｌａｇｅｎｔ》）もまた含んでよ
い。微生物剤としては、ＮＵＯＳＥＰＴ（Ｎｕｄｅｘ，
Ｉｎｃ．，ＨｕｌｓＡｍｅｒｉｃａ社の一部門の商品
名）、ＵＣＡＲＣＩＤＥ（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ
社の商品名）、ＶＡＮＣＩＤＥ（ＲＴＶａｎｄｅｒｂ
ｉｌｔＣｏ．の商品名）およびＰＲＯＸＥＬ（ＩＣＩ
Ａｍｅｒｉｃａｓ社の商品名）があるが、これらに限
定されるものではない。

【００２６】ここに示されているすべての濃度は、特別
に指示しない限り重量％である。すべての成分の純度
は、サーマルインクジェットインクに通常の商業的実施
において使用されるものである。

【００２７】ここで使用される“高分子量コロイド”と
いう用語は、少なくとも約１０，０００の分子量を有す
るコロイドを示すものである。

【００２８】ここに開示されているサーマルインクジェ
ット印刷に使用される大きな多糖類（コロイド）は、
０．０５〜０．７５重量％において、ブリードの軽減お
よび優れたエッジ鮮鋭度の付与に効果的である。これよ
り遥かに高いレベルにおいては、インクの粘度が高過ぎ
て、ペンから噴射することができない。

【００２９】これらの多糖類は、凝集して大きな分子ク
ラスター（ｃｌｕｓｔｅｒ）を生成するため、通常は、
界面活性剤としても分類されることは明らかである。し
かしながら、ここで使用されているように、これらの多
糖類は、やはりインク組成物に含まれている前述の他の
界面活性剤とは区別して考えられている。

【００３０】本発明の実施に使用されるコロイドは、ア
ルギン酸、マンノムロン酸、カラギーナン（例えば、海
藻類ＣｈｏｎｄｒｕｓｃｒｉｓｐｕｓまたはＲｈｏｄ
ｏｐｈｙｃｅａｅの熱水抽出物）、グアーガムおよびキ
サンタンガム、デキストラン、キチン、およびキトサン
などの天然資源から得られるコロイドを含んでいる。こ
の他に、カルボキシメチルセルロースなどの合成コロイ
ドを本発明の実施に使用してもよい。

【００３１】本発明は、約１２，０００〜８０，０００
の分子量、そして約６０〜４００の範囲の代表的な重合
度範囲を有するアルギン酸ナトリウムを使用することが
好ましい。この範囲は、インクの望ましいブリード抑制
を提供する。アルギン酸ナトリウムは、大抵は、主要な
対イオンとして、５．５重量％のナトリウム、２重量％
のカルシウム、および９．５重量％のカリウムを、極微
量の他の一価および二価の陽イオンとともに含んでい
る。

【００３２】本発明の実施に最も好ましく使用されるア
ルギン酸塩は、比較的粘度が低いという特徴を有する。
すなわち、１％水溶液は６０ｃｐの粘度を生ずるが、２
％水溶液は５００ｃｐの粘度を生ずる。このような物質
は、ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌ社（ウィスコン
シン州、ミルウォーキー）から市販されている。

【００３３】ここで使用される“共溶媒”という用語
は、インクジェット技術において通常使用されている
が、水よりも低い蒸気圧を有する、水と混和性のある溶
媒を示す。共溶媒は、通常、インクのノズル目詰まり防
止および長時間の貯蔵における助剤として添加される。
共溶媒のあるものは、また、マイクロエマルジョンの小
滴を安定化させる。

【００３４】共溶媒は、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、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、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、およびこれらの
誘導体などのグリコール、ブタンジオール、ペンタンジ
オール、ヘキサンジオール、および同族のジオールなど
のジオール、およびスルホラン、エステル、ケトン、γ
−ブチロラクトンなどのラクトン、Ｎ−ピロリドン、２
−ピロリドン、およびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピ
ロリドンなどのラクタム、およびグリセロールとそれら
の誘導体などの他の溶媒を含むが、これらに限定される
ものではない。

【００３５】共溶媒は、ペンタンジオールよりなること
が好ましく、１，５−ペンタンジオールであることが最
も好ましい。ジエチレングリコールなどのサーマルイン
クジェット印刷に通常使用される他の有機共溶媒は、ペ
ンタンジオールのようには効果的でないことが明らかに
なってきた。

【００３６】ペンタンジオールの濃度は、約４〜１５重
量％の範囲である。この濃度が約４重量％より下である
と、プリントヘッドのノズルにおけるインクの長時間外
皮生成が起こるが、約１５重量％より上であると、イン
クの粘度が高過ぎて、噴射できない結果になる。ペンタ
ンジオールの濃度は、約５〜９重量％の範囲であること
が好ましく、約８重量％であることが最も好ましい。

【００３７】界面活性剤系は、少なくとも二つの界面活
性剤、すなわち界面活性剤と共界面活性剤を含んでい
る。界面活性剤および共界面活性剤は、前記のように定
義されている。

【００３８】好ましい界面活性剤は、化１に示すＮ，Ｎ
−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド（ＮＤＡＯ）
などのアミンオキシドである。

【００３９】

【化１】

【００４０】化１のＣ₁₂Ｈ₂₅−基の代わりに、任意のＲ
が使用され得る。表４に本発明の実施において有用な基
（Ｒ）の名称および略称を示す。

【００４１】

【表４】Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−テトラデシルアミンオキシド
（ＮＴＡＯ）Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサデシルアミンオキシド
（ＮＨＡＯ）Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシルアミンオキシド
（ＮＯＡＯ）Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデセニル）−
Ｎ−アミンオキシド（ＯＯＡＯ）。

【００４２】マイクロエマルジョンの小滴に染料を含ま
せることは、界面活性剤を含むインクがブリードを抑制
する有望な方法である。移動ビヒクルが蒸発あるいは紙
中に吸着する速度は、マイクロエマルジョン小滴からの
染料分子の脱着速度、あるいは染料分子がマイクロエマ
ルジョン小滴中で拡散する速度、よりもずっと速いた
め、インクジェットペンから噴射される一つの色の染料
を有するマイクロエマルジョン小滴は、印刷媒体上の隣
接するマイクロエマルジョン小滴中の他の一つの色の染
料と交換しない。その結果として、ブリードが軽減され
る。

【００４３】共界面活性剤は、プロピレングリコールラ
ウレートなどのグリコールエステル；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およびトリエチレングリコール
エーテルを含むモノ−及びジ−グリコールエーテル；お
よびブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族
のアルコールなどの長鎖アルコールを含むが、これらに
限定されるものではない。

【００４４】本発明の実施に好適に使用される共界面活
性剤のその他の実例は、ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ＆
Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から市販されているアセチレン
系ポリエチレンオキシド界面活性剤であるＳＵＲＦＹＮ
ＯＬＳを含む。ＳＵＲＦＹＮＯＬＳは化２の式で示され
る。

【００４５】

【化２】式中、ｎとｍの和は０〜５０の範囲である。

【００４６】アルギン酸塩（および同様に列記された他
の多糖類）は、ブリードの抑制に大いに効果がある。Ｏ
ＯＡＯおよびＳＵＲＦＹＮＯＬ４６５などの界面活性
剤の使用は、有機共溶媒のみ（１，５−ペンタンジオー
ルおよびジエチレングリコール）のものに対してブリー
ドを軽減するが、アルギン酸ナトリウムを添加した場合
にはもっと改良される。高分子量多糖類は、その疎水性
ポケットに、染料分子を含んでいなければならない。こ
れらの高分子量錯体は、拡散係数が小さく、印刷媒体中
（または上）で、ゆっくり移動しなければならない。例
えば、凝集する多糖類は、ＯＯＡＯおよびＮＯＡＯなど
のような、より小さい凝集生成界面活性剤によって付与
されるブリード抑制を向上させる。

【００４７】水不溶性染料とは、室温で水中に染料の感
知される溶解を示さない染料のことである。ここで使用
される水不溶性染料とは、水性溶媒へのその溶解度（よ
り小さい＜２０％有機共溶媒と想定）が非常に小さく、
様々の紙の上でのその光学濃度が０．８０より小さい染
料である。（この定義は、紙の銘柄と種類によって僅か
に変化するが、±０．２を超えて相異してはならな
い。）水不溶性染料は、一旦、紙に印刷されると、水の
存在下で汚れないので、これらの染料は、耐水堅牢性が
重要なインクにおいて最も有用である。このような水不
溶性インクの実例は、溶媒染料、建染染料、およびある
種の媒染染料を含む。これらの染料は、多様なブラック
インク、およびカラーインクにおいて利用し得る。

【００４８】溶媒染料の実例としては、Ｓｏｌｖｅｎｔ
Ｂｌａｃｋ（ＳＢ）３、ＳＢ５、ＳＢ４６、Ｓｏｌｖ
ｅｎｔＢｌｕｅ３６、ＳｏｌｖｅｎｔＢｌｕｅ
５９、ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ（ＳＲ）１、ＳＲ２４、
ＳＲ６８、ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ（ＳＹ）１３、
ＳＹ１４、ＳＹ３３、およびＳＹ９３がある。建染染料
の実例としては、ＶａｔＢｌａｃｋ９、ＶａｔＢ
ｌａｃｋ２５、ＶａｔＢｌｕｅ１、ＶａｔＢｌ
ｕｅ６、ＶａｔＲｅｄ１０、およびＶａｔＹｅ
ｌｌｏｗ４がある。建染染料の他の実例としては、Ｗ
ＡＸＯＬＩＮＥ染料として知られる商標の下で市販され
ている一群の染料があり、これらの染料は、ＷＡＸＯＬ
ＩＮＥＯｒａｎｇｅＥＰＦＷ３５１１７、ＷＡＸ
ＯＬＩＮＥＲｅｄＯ３１８３３、ＷＡＸＯＬＩＮ
ＥＢｌａｃｋ５ＢＰ３５１１５、およびＷＡＸＯ
ＬＩＮＥＢｌａｃｋＯＢＰ３５１０９を含む。
（ＷＡＸＯＬＩＮＥは、ＩＣＩＡｍｅｒｉｃａｓ社の
商標である）。水不溶性媒染染料の実例としては、Ｍｏ
ｒｄａｎｔＢｌａｃｋ１、ＭｏｒｄａｎｔＢｌａ
ｃｋ９、ＢＡＳＦ社化学部門（オランダ、ＭＩ）から
市販されているＮｅａｚｏｐｏｎＢｌａｃｋＸ５
２、ＭｏｒｄａｎｔＢｌｕｅ１、Ｍｏｒｄａｎｔ
Ｒｅｄ７、ＭｏｒｄａｎｔＲｅｄ９、およびＭｏ
ｒｄａｎｔＹｅｌｌｏｗ２６がある。

【００４９】インクにこのような水不溶性染料を含ませ
ることは、多くの難問を提起する。染料が有機溶媒に可
溶である場合には、その溶媒は毒性を有するか、あるい
はプリンタのプリントヘッドと反応して腐蝕生成物など
を生成する傾向がある。一方で、このような水不溶性染
料は、もちろん、定義されたように、直接に水ベースイ
ンクに含ませることはできない。

【００５０】本発明によれば、水不溶性染料、特にＷＡ
ＸＯＬＩＮＥ染料として知られる種類の水不溶性建染染
料は、高分子量コロイドとともに、マイクロエマルジョ
ンを使用して、水性ベースインクに配合される。

【００５１】マイクロエマルジョンは、前述の界面活性
剤と共界面活性剤との混合体、油、および水の組合わせ
によって生成させる。マイクロエマルジョンは、水不溶
性染料を“溶液”中に保持する。一旦、インクが印刷媒
体上に印刷されると、水不溶性である染料は、画像を耐
水堅牢性にする。このインクは、カラー間のブリード、
および印刷媒体の繊維に沿ったスレッディングを全く示
さない。

【００５２】界面活性剤と組み合わせてコロイドを使用
すると、テキストの印刷品質が向上し、互いに隣接する
カラー印刷間の線の解像度がより鮮鋭になる。

【００５３】油は、水不溶性有機溶媒、並びに水不溶性
モノグリコールエーテル及びジグリコールエーテルから
選ばれる。水不溶性有機溶媒（油）の実例としては、無
毒性の芳香族化合物および炭化水素を含む。無毒性の芳
香族化合物の実例としては、トルエン、キシレン、ナフ
タレン、ナフタレンスルホナート、置換ナフタレンスル
ホナート、フェナンスレン、およびアントラセンがあ
る。

【００５４】炭化水素の実例としては、オクタンからイ
ソカンまでを包含する８〜２２個の炭素原子を有する直
鎖および分枝炭化水素がある。約８個より少ない炭素原
子を有する炭化水素は、揮発性が強過ぎて、インクから
蒸発し易い。約２２個より多い炭素原子を有する炭化水
素は、一般的には、マイクロエマルジョン小滴中で不溶
性である。

【００５５】本発明の実施においては、直鎖分子および
第１級アルカンなどの単純な分枝を有する分子が使用さ
れることが好ましい。

【００５６】３個までの炭素−炭素二重結合を有するア
ルケンも使用され得る。

【００５７】本発明による好ましいインクは、必須成分
として、表５に示すものより構成されている。

【００５８】

【表５】４〜１５重量％の１，５−ペンタンジオール；０．０５〜０．７５重量％のアルギン酸ナトリウム；０．１〜１０重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９
−オクタデセニル）−Ｎ−アミンオキシドおよびアセチ
レン系ポリエチレンオキシド；０．１〜５重量％の少なくとも一つの前述の水不溶性染
料；０．５〜１０重量％のトルエン；および残余の水

【００５９】特に好ましい組成物は、必須成分として、
表６に示すものより構成されている。

【００６０】

【表６】８重量％の１，５−ペンタンジオール０．２５重量％のアルギン酸ナトリウム１重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデ
セニル）−Ｎ−アミンオキシド２重量％のアセチレン系ポリエチレンオキシド１重量％のトルエン０．２重量％の水不溶性建染染料、および残余の水

【００６１】表５の組成物によって配合されるインク
は、サーマルインクジェットプリンタから紙に印刷され
ると、全体として、耐水堅牢性および高度の印刷品質を
示した。

【００６２】本発明のインクは、まず、水混和性成分
（水、共溶媒、界面活性剤、および高分子量コロイド）
を組合わせて、安定な溶液を生成させることによって配
合される。次に、水不溶性の染料と油が添加されて混合
物が生成される。それから、この混合物は、撹拌、振
盪、その他のかきまぜ手段などによって均一にされて、
マイクロエマルジョンベースのインクが生成される。油
が存在すると高分子量コロイドの可溶化を遅らせるの
で、すべての成分を添加するだけでインクを配合しよう
とする試みは、マイクロエマルジョンを生成させるには
余りに多くの時間を必要とする。高分子量コロイドを除
外するとインクのスレッディングを起こさせ、その結果
として印刷品質が劣悪になる。

【００６３】共界面活性剤に対する界面活性剤（以下、
「界面活性剤／共界面活性剤」と記す）の或る既知の濃
度比に対して、マイクロエマルジョン化可能な油の含有
量は、滴定によって容易に測定することができる。すな
わち、添加される油の量がマイクロエマルジョン化可能
である限り、均一な相が自然発生的に生成する。限界を
超えると、油の相は分離してしまう。界面活性剤／共界
面活性剤の濃度比を変化させることによって、エマルジ
ョン化される油の最大量を許容する比率を容易に決定す
ることができる。油の含有量を最大量以下に保持する
と、安定なマイクロエマルジョンが生成する。

【００６４】本発明のインクは、ブリードも、スレッデ
ィングもなく、高度の印刷品質を示す次世代の耐水堅牢
性インクとして、サーマルインクジェットプリンタにお
ける用途を見出すことが期待される。

【００６５】以上のように、本発明では、耐水堅牢性の
サーマルインクジェットインクと、このようなインクを
配合する方法とを開示する。自明な性質の様々の変形と
変更態様が本発明の精神から外れることなく実施でき、
このような変形および変更態様は、すべて特許請求の範
囲によって規定される本発明の範囲内に入ると考えられ
る。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のインク組
成物によれば、液体であって、サーマルインクジェット
プリンターに好ましく適用でき、しかも印刷媒体に、耐
水堅牢性で、かつブリードやスレッディングのない、高
品質の印刷を施すことができる。

【００６７】また、本発明のインク組成物の製造方法に
よれば、上記のような優れた性質を有する水不溶性染料
を含む水ベースの液体インク組成物を、安定なマイクロ
エマルジョンの技術により良好に提供することできる。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−250076（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−162773（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−4665（ＪＰ，Ａ) 特開平５−239390（ＪＰ，Ａ) 特開平５−64954（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 C09D 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a) ０．０５から０．７５重量％の高
分子量コロイド； (b) ０．１〜４０重量％の、少なくとも１つの界面活性
剤及び少なくとも１つの共界面活性剤を含む、少なくと
も２つの界面活性剤； (c) ０．５から２０重量％の少なくとも１つの共溶媒； (d) ０．１から５重量％の少なくとも１つの水不溶性染
料； (e) ０．１から２０重量％の、水不溶性有機溶媒並びに
水不溶性モノグリコールエーテル及びジグリコールエー
テルから選ばれる油；及び (f) 残余の水を含む水不溶性染料含有のマイクロエマルジョン型サー
マルインクジェットインク。
【請求項２】前記高分子量コロイドがアルギン酸塩、
マンヌムロン酸、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、キトサン及びカルボキ
シメチルセルロースからなる群より選ばれる、請求項１
に記載のサーマルインクジェットインク。
【請求項３】前記少なくとも１つの界面活性剤がアミ
ンオキシドである、請求項１に記載のサーマルインクジ
ェットインク。
【請求項４】前記少なくとも１つの共界面活性剤がグ
リコールエステル、モノグリコールエーテル、ジグリコ
ールエーテル、ジエチレングリコールエーテル、長鎖ア
ルコール及びアセチレン系ポリエチレンオキシドからな
る群より選ばれる、請求項１に記載のサーマルジェット
インク。
【請求項５】前記少なくとも１つの共溶媒がグリコー
ル、ジオール、スルホラン、エステル、ケトン、ラクト
ン、ラクタム、グリセリン及びそれらの誘導体からなる
群より選ばれる、請求項１に記載のサーマルインクジェ
ットインク。
【請求項６】前記水不溶性染料が水不溶性の溶剤染
料、建染め染料及び媒染染料からなる群より選ばれる、
請求項１に記載のサーマルインクジェットインク。
【請求項７】前記油が無毒性の芳香族化合物、８から
２２の炭素原子を有する直鎖及び単一分岐の炭化水素、
３つまでの炭素−炭素二重結合を有するアルケン、モノ
グリコールエーテル及びジグリコールエーテルからなる
群より選ばれる、請求項１に記載のサーマルインクジェ
ットインク。
【請求項８】本質的に４から１５重量％の１，５−ペ
ンタンジオール、０．０５から０．７５重量％のアルギ
ン酸ナトリウム、０．１から１０重量％のＮ，Ｎ−ジメ
チル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデセニル）−Ｎ−アミンオ
キシド、アセチレン系ポリエチレンオキシド、前記水不
溶性染料、０．５から１０重量％のトルエン及び残余の
水からなる、請求項１に記載のサーマルインクジェット
インク。
【請求項９】本質的に、８重量％の１，５−ペンタンジオール；０．２５重量％のアルギン酸ナトリウム；１重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデ
セニル）−Ｎ−アミンオキシド；２重量％のアセチレン系ポリエチレンオキシド；１重量％のトルエン；０．２重量％の水不溶性建染め染料；及び残余の水からなる、請求項８に記載のサーマルインクジェットイ
ンク。
【請求項１０】請求項１に記載の耐水堅牢性マイクロ
エマルジョン型サーマルインクジェットインクを調製す
る方法であって、 (a) 前記高分子量コロイド、前記少なくとも２つの界
面活性剤、前記少なくとも１つの共溶媒、及び水を組み
合わせることにより安定な水性相を調製すること； (b) 前記安定な水性相に前記少なくとも１つの水不溶
性染料及び前記油を加えることにより混合物を生成する
こと；及び (c) 前記混合物を均質化することによりマイクロエマ
ルジョンを生成すること、を含む方法。