JP3792264B2 - 熱インクジェットインクおよびブリードの減少方法 - Google Patents
熱インクジェットインクおよびブリードの減少方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット印刷、特に熱インクジェットインク印刷に使用されるインクに関し、より詳しくはカラーブリードが実質的に減少するか、あるいは解消するカラーインク組成物に関する。
【０００２】
【技術背景】
熱インクジェットプリンターは、通常、コンピュータとともに使用される他の種類のプリンターに対して低コスト、高品質で比較的騒音がないオプションを提供する。このようなプリンターは、プレナム（ｐｌｅｎｕｍ）から入ってくるインクのための出口を備えたチャンバー内に抵抗体素子が使用されている。プレナムは、インクを貯蔵するための貯蔵槽に接続されている。複数のこのような抵抗体素子は、プリントヘッド内でプリミティブ（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、ノズルプレート内でインクが印刷媒体に向って噴射されるノズルに接続されている。プリントヘッドと貯蔵槽よりなる全体の集成体が、インクジェットペンを構成する。
【０００３】
操作に際しては、それぞれの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ーに接続されており、このような構成において電流を搬送する信号が少なくとも一つの選択された素子を加熱する。加熱は、チャンバー内にインクのバブルを造り出し、このバブルは、印刷媒体に向ってノズルから噴射される。このようにして、所定のプリミティブにおける特定の順序にて、複数のこのような抵抗体素子を瞬間加熱することにより、文字・数字の活字を形成し、領域充填を行い、そして媒体上に他の印刷能力を付与する。
【０００４】
熱インクジェット印刷における最近の技術革新は、カラー印刷の能力を付与することに向けられてきた。大抵は、イエロー、マゼンタおよびシアンのインクが使用される。これらの三つの原色を様々に組合わせて混合すると、完全な色のパレット（ｐａｌｅｔｔｅ―色調）が提供される。ブラックの印刷は、個別のブラックインクによるか、あるいはイエロー、マゼンタおよびシアンのインクの複合印刷によって提供される。
【０００５】
印刷中は、カラーは、同じ色（明度を制御するために）であるか、異なる色（特定のカラーを提供するために）であるかによって、特定のピクセル位置に、一滴以上のインクを必要とする。一つの位置におけるこのような複数滴のインクは、印刷媒体、すなわち紙に重い染料負荷を供給することとなる。
【０００６】
紙の上への様々のカラーインクの重い染料負荷は、ブリード（ｂｌｅｅｄ）と耐水堅牢性の低下とをもたらす可能性がある。ここで使用されるブリードとは、紙の上での一つのカラーの他の一つのカラーへの侵入であり、これは表面現象である。これは、紙の繊維に随伴する単一のカラーのインクという分脈で“ブリード”を定義する傾向のある従来技術における用語の使用とは矛盾するものであり、従来の用語は内面現象を示すものである。
【０００７】
ブリードの制御は、少なくとも一つの界面活性剤を添加することによって実現されてきたが、例えばＪｏｈｎ Ｍｏｆｆａｔｔによる１９９２年５月２６日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第５，１１６，４０９号を参照されたい。あるいは、耐ブリード性を改善するために急速浸透溶媒が使用されてきたが、例えばＫｅｓｈａｖａ Ｐｒａｓａｄによって１９９３年３月２３日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第５，１９６，０５６号を参照されたい。
【０００８】
ここに定義されているブリードを示さず、しかもこれらのインクの比較的長い貯蔵寿命、その他の望ましいインク特性を有する、インクジェット印刷、特に熱インクジェット印刷に使用されるインク組成物に対する要求が残されている。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、上記の要求に応えるべく、熱インクジェット印刷に適し、ブリードのない、かつ貯蔵安定性を有するインクを提供することを目的とする。
【００１０】
【発明の概要】
本発明によれば、インクジェットによって印刷された紙媒体上でのカラーブリードは、染料の耐ブリード性が向上するように染料を変性することによって、軽減される。この目的のために、界面活性剤特性を有する有機化合物が、染料の対イオンとして置換される。具体的には、少なくとも一つのスルホナート基またはカルボキシラート基を有する染料が、対イオン、すなわち化３の式を有するアミンを備えて供給される。
【００１１】
【化３】
＋Ｎ−（ＣＨ３）ｍＨ３−ｍ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ
（式中、ｍは１〜３の範囲にあり、ｎは３〜６の範囲にあり、Ｒは親水性置換基あるいは親水性置換基を有する環式脂肪族基または芳香族基である）
【００１２】
本発明の染料を使用するインクは、（ａ）少なくとも一つの低蒸気圧溶媒を約０．５〜４０重量％、（ｂ）対イオンの少なくとも一つが前述のアミンによって置換された少なくとも一つの水溶性染料を約０．５〜５重量％、および（ｃ）残余の水を含有している。
【００１３】
ここで使用される“低蒸気圧溶媒”という用語は、水の蒸気圧よりも低い蒸気圧を有する溶媒を示し、“水溶性染料”という用語は、水中でのその溶解度が２重量％を超える染料を示す。
【００１４】
本発明の置換染料を使用したインクの耐ブリード性は、未置換染料を含むインクよりも良好であり、紙に対する依存性が低い。
【００１５】
本発明の実施に際して、熱インクジェットプリンターにおけるインクジェットインクの使用によって起るカラーブリードは、染料がより耐ブリード性になるように染料を変性することによって、軽減される。この目的のために、界面活性剤特性を有する有機化合物は、１９８８年１１月２２日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，７８６，３２７号に開示されたイオン交換カラムの使用などの通常のカチオン交換技術のいずれかを利用して、染料の対イオンとして置換される。
【００１６】
界面活性剤特性を有する有機化合物の種類は、他端部に可溶化基を有する短いアルキル鎖を有するアミンとして定義されている。好適な可溶化基は、アミンおよびアルコールを含んでいる。もし可溶化基が存在しなければ、染料は、水溶性にならず、したがって水性インク中で沈澱する。
【００１７】
アルキル鎖の長さは、３〜６個の炭素原子の範囲である。３個未満の炭素原子を有するアミンは、置換染料に対してブリードを防止するのに十分な疎水性を付与しないのに対し、６個より多い炭素原子を有するアミンは、可溶化基が存在していても、染料と水不溶性化合物を生成する。
【００１８】
前述の定義に当てはまるどのようなアミンも、そのアミンがカチオンとして機能することができる限り、本発明の実施に使用される。アミンの式は、化４の式で示される。
【００１９】
【化４】
＋Ｎ−（ＣＨ３）ｍＨ３−ｍ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ
（式中、ｍは１〜３の範囲にあり、ｎは３〜６の範囲にあり、そしてＲは親水性置換基あるいは親水性置換基を有する環式脂肪族基または芳香族基である）
【００２０】
具体的には、Ｒは、−ＯＨ、または−ＮＨ２、あるいは親水性置換基が結合されているか、プロトン化されて親水性置換基を生成する官能基を含む５員または６員の複素環式脂肪族環あるいは芳香族環であればよい。例えば、Ｒは、環中にＮ原子を、そして環に結合したエステル酸素を有する複素環式脂肪族基であるラクタムであってもよい。窒素かまたは酸素がプロトン化されて、親水性置換基である−ＯＨまたは−ＮＨ２を生成する。
【００２１】
本発明の実施において使用されるアミンの実例は、ジメチルアミノプロピルアミン（ＤＭＡＰ）およびジメチルアミノプロピル−２−ピロリドン（ＤＭＡＰＰ）を含んでいる。ＤＭＡＰの場合には、ｍ＝２、ｎ＝３であり、Ｒは−ＮＨ２である。式は、化５によって示される。
【００２２】
【化５】
【００２３】
ＤＭＡＰＰの場合には、ｍ＝２、ｎ＝３であり、Ｒは２−ピロリドン、すなわち結合がＮによる５員複素環式環（Ｃ４Ｈ３Ｏ−Ｎ−）である。式は、化６によって示される。
【００２４】
【化６】
【００２５】
前述の化合物は、両者とも、塩基であり、酸と反応して塩になる。
【００２６】
ここに示されている全ての濃度は、特別に指示しない場合には、重量％である。全ての成分の純度は、熱インクジェットインクの通常の工業的実施において使用される純度である。
【００２７】
前述のアミンを置換基として有する染料の調製は、前述のイオン交換プロセスを利用して容易に実施される。熱インクジェット印刷に使用される代表的な染料は、１〜６個のスルホナート基を有する。購入されたときには、これらの染料は、スルホナート基またはカルボキシラート基と結合されたナトリウム対イオンを有する。
【００２８】
イオン交換プロセスは、これらのナトリウム対イオンの少なくとも一つを置換する。染料分子と結合したナトリウム（その他の）イオンの全てが、前述のアミンカチオンによって置換されることが好ましい。本発明のアミンカチオンによって対イオンの全て（または実質的に全て）を置換するには、イオン交換カラムを何回か通過させることが必要であることは理解されるだろう。例えば、“十分に”置換された染料分子は、実際には完全に置換されたものではなくて、本発明の目的のためにはそうであると考えられる。“十分に”置換された染料は、熱インクジェットインクのコゲーション（ｋｏｇａｔｉｏｎ）とブリード特性を制御するためにナトリウム対イオンを含む未置換染料と混合される。ナトリウム対イオンは、外皮の問題を造り出す傾向があるが、しばしばインクのビヒクルに応じて、コゲーション（熱抵抗体上への残渣）を減少させるための最良の対イオンである。もちろんナトリウムを含む染料の総量は、ブリードおよび外皮生成（ナトリウムを含む染料のより少ない量を指令する）とコゲーション（ナトリウムを含む染料のより多い量を指令する）とに対する傾向をバランスさせることによって決定されるだろう。
【００２９】
イオン交換によってナトリウム対イオンをアミン対イオンで置換することは、インクにアミンカチオンを添加するだけとはかなり異なる挙動をするインクをもたらすことが理解されるだろう。
【００３０】
本発明により置換された染料は、水溶性アニオン型、例えばＣ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ ９（＃４２０９０）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ １８（＃１８）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ２７（＃１６１８５）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ５２（＃４５１００）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９（＃４５１１０）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３（＃１９１４０）、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ １９９（＃７４１９０）、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ ８６（＃２９３２５）およびＲｅａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄ １８０があげられるが、これらに限定されるものではない。また、Ｓｕｒａｊ Ｈｉｎｄａｇｏｌｌａにより１９９０年１０月１６日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，９６３，１８９号に開示されているようなカルボキシル化染料も、本発明の実施に際して使用される。
【００３１】
インクは、アミンで置換された少なくとも一つの染料を含んでおり、官能基に結合されたナトリウムカチオンを有する少なくとも一つの染料と随意に混合されていてもよい。染料は、インクの約０．１〜８重量％の範囲で含まれる。
【００３２】
インクは、少なくとも一つの低蒸気圧溶媒と水も含んでいる。低蒸気圧溶媒の全濃度は、インクの約０．５〜４０重量％の範囲、好ましくは約５〜２．５重量％の範囲である。殺微生物剤（ｂｉｏｃｉｄｅ）、コゲーション防止剤および界面活性剤を含む熱インクジェットインクと通常組合わされる他の成分も含まれる。
【００３３】
低蒸気圧溶媒としては、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、チオジグリコールなどのグリコールおよびこれらの誘導体；ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよび同族（ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ）ジオールなどのジオール；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を含むセロソルブなどのモノおよびジグリコールエーテル、カルビトールなどの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，モノブチル，モノヘキシルエーテル、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；ブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族アルコールなどの長鎖アルコール；および他の溶媒、例えば、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、２−ピロリドン、Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドン、およびソルビトール、マンニトール、グリセロールおよびミオイノシトールなどの多価アルコール、およびこれらの誘導体をあげることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
低蒸気圧溶媒は、１，５−ペンタンジオール、メチルプロパンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコールおよびソルビトールよりなる群から選ばれた少なくとも一つの溶媒であることが好ましい。
【００３５】
インクは、アミン置換染料とナトリウムを含む染料（使用されるならば）を少なくとも一つの低蒸気圧溶媒および水と混合することによって配合される。
【００３６】
本発明の好ましいインクの一つの実例においては、組成物は、実質的に、（ａ）約２０重量％の１，５−ペンタンジオール、（ｂ）約１．５重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド（ＮＤＡＯ）、（ｃ）実質的にジメチルアミノプロピルアミンよりなるカチオンを結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９よりなる群から選ばれた染料、および（ｄ）残余の水よりなっている。
【００３７】
本発明の好ましいインクのもう一つの実例は、実質的に、（ａ）１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれた少なくとも二つの低蒸気圧溶媒を含む約１５〜２５重量％の溶媒混合物、（ｂ）約２〜６重量％の置換カルボキシル化染料、（ｃ）ＮＤＡＯ、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクダデセニル）−Ｎ−アミンオキシド（００Ａ０）およびＲｏｈｍ ＆Ｈａａｓ社から市販されているノニルフェニルポリエチレンオキシド界面活性剤であるＴＲＩＴＯＮよりなる群から選ばれた界面活性剤、および（ｄ）残余の水よりなっている。そして、ＴＲＩＴＯＮは、一般に、化７の式で示される。
【００３８】
【化７】
Ｒ−Ｐｈ−Ｏ（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｙＲ′
（式中、Ｒ、Ｒ′はアルカン基、アルケン基、アリール基またはアルキニル基あるいはＨのいずれかであり、Ｐｈはフェニル基であり、ｙ＝１〜５０であり、Ｒはベンゼン環へのエーテル結合に対してパラの位置にある）
【００３９】
本発明の好ましいインクのさらにもう一つの実例は、実質的に、（ａ）約５〜２０重量％のメチルプロパンジオール、（ｂ）０〜約１．５重量％のＮＤＡＯ、（ｃ）実質的にジメチルアミノピロリドンよりなるカチオンを結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ５２よりなる群から選ばれた染料、および（ｄ）残余の水よりなっている。
【００４０】
【実施例】
実施例１
インクは、染料とビヒクルを含めて調製した。ビヒクルは、２０重量％の１，５−ペンタンジオール、１．５重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド界面活性剤（この化合物の使用は、１９９２年４月２１日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第５，１０６，４１６号に開示され、クレームされている）および残余の水を含む。以下の染料は、ＤＭＡＰで“十分に”置換されたものであり；Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９であった。イエローインクは光学濃度０．１を付与する量の置換染料を含み、シアンインクは光学濃度０．２５を付与する量の置換染料を含み、そしてマゼンタインクは光学濃度０．２を付与する量の置換染料を含み、これらの光学濃度は全て水中で１対１０，０００の希釈率で測定されたものである。光学濃度（吸光度単位：ａｕ）は、染料濃度（重量％）、染料の分子量および分子吸光係数の関数である。これらの染料については、１対１０，０００の希釈率におけるＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３の光学濃度０．１は約０．９〜１．１重量％の濃度に相当し、１対１０，０００の希釈率におけるＡｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９の光学濃度０．２５は約１．８〜２．０重量％の濃度に相当し、そして１対１０，０００の希釈率におけるＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９／Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ５２の光学濃度０．２は約１．３〜１．５重量％の濃度に相当する。
【００４１】
比較例２
比較のために実施例１のビヒクルを使用してインクを調製した。染料のセットは、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９とＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９（これらは、いずれもナトリウム対イオンを有する）、およびＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３よりなり、対イオンは１９８８年８月２日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，７６１，１８０号に開示されクレームされたテトラメチルアンモニウムであった。イエローインクは光学濃度０．１を付与する量の染料を含み、シアンインクは光学濃度０．２５を付与する量の染料を含み、そしてマゼンタインクは光学濃度０．２を付与する量の染料を含むものであった。
【００４２】
実施例３−結果
両方のセットのインクを、フォトコピー用紙（ハンマーミル）とボンド紙（ギルバートボンド）に印刷した。どちらの場合にも、複合ブラックを含む完全色調のカラーを付与するために標準パターンの印刷を行った。
【００４３】
本発明の染料を含むインクは視覚的にカラー間のブリード抑制の改善を示し、このことは実質的に紙の種類とは無関係であった。本発明の染料を含むインクを使用したカラー間のブリードは、従来技術によるインクの比較セットを使用して印刷することによって得られたブリードよりも少なかった。
【００４４】
本発明のインクは、カラーインクを使用した熱インクジェットプリンターに用途を見出すと期待される。
【００４５】
以上のように、カラー染料における耐ブリード性を改善するための可溶化部分を有するアミンで置換された染料を開示してきた。自明な性質の様々な変形および変更態様が実施できるし、このような変形および変更態様は全て本発明の範囲内に入るものであると考えられることは、この技術分野の熟練者にとっては容易に理解されるであろう。
【００４６】
以上詳述したように、本発明は、〔１〕（ａ）低蒸気圧溶媒を約０．５〜４０重量％；（ｂ）化８の式を有するアミンを含む対イオンを有するスルホナート染料またはカルボキシラート染料であって、前記アミンを含む対イオンは前記染料に予め結合されたカチオンを置換したものである染料を約０．１〜８重量％；および（ｃ）残余の水；を含有することを特徴とする熱インクジェットインクに関するものであって、以下のような好ましい実施態様を有する。
【００４７】
【化８】
＋Ｎ−（ＣＨ３）ｍＨ３−ｍ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ
（式中、ｍは１〜３の範囲にあり、ｎは３〜６の範囲にあり、そしてＲは親水性置換基あるいは親水性置換基を有する脂環式基または芳香族基である）
【００４８】
〔２〕上記〔１〕の熱インクジェットインクにおいて、Ｒが、−ＯＨまたは−ＮＨ２であることを特徴とする。
【００４９】
〔３〕上記〔１〕において、Ｒが、−ＯＨ基または−ＮＨ２基が結合されているか、プロトン化されて前記−ＯＨ基または−ＮＨ２基を生成する官能基を含む５員または６員の複素環式脂肪族環あるいは芳香族感であることを特徴とする。
【００５０】
〔４〕上記〔１〕において、前記アミンを含む対イオンが、ジメチルアミノプロピルアミンとジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００５１】
〔５〕上記〔１〕において、前記低蒸気圧溶媒が、約５〜２５重量％の範囲で含まれていることを特徴とする。
【００５２】
〔６〕上記〔１〕において、前記低蒸気圧溶媒が、グリコールとその誘導体；ジオール；グリコールエステル；モノグリコールエーテルとジグリコールエーテル；長鎖アルコール；スルホラン；エステル；ケトン；ラクトン；ラクタム；多価アルコール；およびこれらの誘導体よりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００５３】
〔７〕上記〔６〕において、前記低蒸気圧溶媒が、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、チオジグリコールおよびこれらの誘導体；ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよび同族ジオール；プロピレングリコールラウレート；セロソルブ、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エーテル、ジ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モノヘキシルエーテル、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；ブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族アルコール；γ−ブチロラクトン、２−ピロリドン、Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドン；およびソルビトール、マンニトール、グリセロールおよびミオイノシトールよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００５４】
〔８〕上記〔７〕において、前記低蒸気圧溶媒が、１，５−ペンタンジオール、メチルプロパンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００５５】
〔９〕上記〔１〕において、前記インクが、実質的に、約２０重量％の１，５−ペンタンジオール、約１．５重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド、実質的にジメチルアミノプロピルアミンよりなるカチオンが結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｕ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９よりなる群から選ばれた染料および残余の水よりなることを特徴とする。
【００５６】
〔１０〕上記〔１〕において、実質的に、（ａ）１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれた少なくとも二つの低蒸気圧溶媒を含む溶媒混合物を約１５〜２５重量％、（ｂ）ジメチルアミノプロピルアミンとジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなる群から選ばれたカチオンが結合されたカルボキシル化染料を約２〜６重量％、（ｃ）Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド、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ノニルフエニルポリエチレンオキシドよりなる群から選ばれた界面活性剤、および（ｄ）残余の水よりなることを特徴とする。
【００５７】
〔１１〕上記〔１〕において、前記インクが、実質的に、（ａ）メチルプロパンジオールを約５〜２０重量％、（ｂ）Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシドを０〜約１．５重量％、（ｃ）実質的にジメチルアミノピロリドンよりなるカチオンが結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｕ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ５２よりなる群から選ばれた染料、および（ｄ）残余の水よりなることを特徴とする。
【００５８】
また、本発明は、〔１２〕熱インクジェットインクプリンターにおけるカラーインク間のブリードを減少させる方法において、（ａ）低蒸気圧溶媒を約０．５〜４０重量％；（ｂ）化９の式を有するアミンを含む対イオンを有するスルホナート染料またはカルボキシラート染料であって、前記アミンを含む対イオンは前記染料に予め結合されたカチオンを置換したものである染料を約０．１〜８重量％；および（ｃ）残余の水；を混合することによって前記インクを配合することを含むブリードの減少方法に関するものであって、以下のような好ましい実施態様を有する。
【００５９】
【化９】
＋Ｎ−（ＣＨ３）ｍＨ３−ｍ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ
（式中、ｍは１〜３の範囲にあり、ｎは３〜６の範囲にあり、そしてＲは親水性置換基あるいは親水性置換基を有する脂環式基または芳香族基である）
【００６０】
〔１３〕上記〔１２〕において、Ｒが、−ＯＨまたは−ＮＨ２であることを特徴とする。
【００６１】
〔１４〕上記〔１２〕において、Ｒが、−ＯＨ基または−ＮＨ２基が結合されているか、プロトン化されて前記−ＯＨ基または−ＮＨ２基を生成する官能基を含む５員または６員の複素環式脂肪族環または芳香族環であることを特徴とする。
【００６２】
〔１５〕上記〔１２〕において、前記アミンを含む対イオンが、ジメチルアミノプロピルアミンとジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００６３】
〔１６〕上記〔１２〕において、前記低蒸気圧溶媒が、約５〜２５重量％の範囲で含まれることを特徴とする。
【００６４】
〔１７〕上記〔１２〕において、前記低蒸気圧溶媒が、グリコールとその誘導体；ジオール；グリコールエステル；モノグリコールエーテルとジグリエーテル；長鎖アルコール；スルホラン；エステル；ケトン；ラクトン；ラクタム；多価アルコール；およびこれらの誘導体よりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００６５】
〔１８〕上記〔１７〕において、前記低蒸気圧溶媒が、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；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ジオール；プロピレングリコールラウレート；セロソルブ、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エーテル、ジ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モノヘキシルエーテル、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、ブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族アルコール；γ−ブチロラクトン；Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドン；およびソルビトール、マンニトール、グリセロールおよびミオイノシトールよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００６６】
〔１９〕上記〔１８〕において、前記低蒸気圧溶媒が、１，５−ペンタンジオール、メチルプロパンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、カラーブリードを減少ないしは解消して高品質の印刷結果を提供できるのみならず、比較的長い貯蔵寿命やその他の好ましいインク特性を有し、特に熱インクジェット印刷に好適なインク組成物を提供することができる。
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット印刷、特に熱インクジェットインク印刷に使用されるインクに関し、より詳しくはカラーブリードが実質的に減少するか、あるいは解消するカラーインク組成物に関する。
【０００２】
【技術背景】
熱インクジェットプリンターは、通常、コンピュータとともに使用される他の種類のプリンターに対して低コスト、高品質で比較的騒音がないオプションを提供する。このようなプリンターは、プレナム（ｐｌｅｎｕｍ）から入ってくるインクのための出口を備えたチャンバー内に抵抗体素子が使用されている。プレナムは、インクを貯蔵するための貯蔵槽に接続されている。複数のこのような抵抗体素子は、プリントヘッド内でプリミティブ（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、ノズルプレート内でインクが印刷媒体に向って噴射されるノズルに接続されている。プリントヘッドと貯蔵槽よりなる全体の集成体が、インクジェットペンを構成する。
【０００３】
操作に際しては、それぞれの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ーに接続されており、このような構成において電流を搬送する信号が少なくとも一つの選択された素子を加熱する。加熱は、チャンバー内にインクのバブルを造り出し、このバブルは、印刷媒体に向ってノズルから噴射される。このようにして、所定のプリミティブにおける特定の順序にて、複数のこのような抵抗体素子を瞬間加熱することにより、文字・数字の活字を形成し、領域充填を行い、そして媒体上に他の印刷能力を付与する。
【０００４】
熱インクジェット印刷における最近の技術革新は、カラー印刷の能力を付与することに向けられてきた。大抵は、イエロー、マゼンタおよびシアンのインクが使用される。これらの三つの原色を様々に組合わせて混合すると、完全な色のパレット（ｐａｌｅｔｔｅ―色調）が提供される。ブラックの印刷は、個別のブラックインクによるか、あるいはイエロー、マゼンタおよびシアンのインクの複合印刷によって提供される。
【０００５】
印刷中は、カラーは、同じ色（明度を制御するために）であるか、異なる色（特定のカラーを提供するために）であるかによって、特定のピクセル位置に、一滴以上のインクを必要とする。一つの位置におけるこのような複数滴のインクは、印刷媒体、すなわち紙に重い染料負荷を供給することとなる。
【０００６】
紙の上への様々のカラーインクの重い染料負荷は、ブリード（ｂｌｅｅｄ）と耐水堅牢性の低下とをもたらす可能性がある。ここで使用されるブリードとは、紙の上での一つのカラーの他の一つのカラーへの侵入であり、これは表面現象である。これは、紙の繊維に随伴する単一のカラーのインクという分脈で“ブリード”を定義する傾向のある従来技術における用語の使用とは矛盾するものであり、従来の用語は内面現象を示すものである。
【０００７】
ブリードの制御は、少なくとも一つの界面活性剤を添加することによって実現されてきたが、例えばＪｏｈｎ Ｍｏｆｆａｔｔによる１９９２年５月２６日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第５，１１６，４０９号を参照されたい。あるいは、耐ブリード性を改善するために急速浸透溶媒が使用されてきたが、例えばＫｅｓｈａｖａ Ｐｒａｓａｄによって１９９３年３月２３日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第５，１９６，０５６号を参照されたい。
【０００８】
ここに定義されているブリードを示さず、しかもこれらのインクの比較的長い貯蔵寿命、その他の望ましいインク特性を有する、インクジェット印刷、特に熱インクジェット印刷に使用されるインク組成物に対する要求が残されている。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、上記の要求に応えるべく、熱インクジェット印刷に適し、ブリードのない、かつ貯蔵安定性を有するインクを提供することを目的とする。
【００１０】
【発明の概要】
本発明によれば、インクジェットによって印刷された紙媒体上でのカラーブリードは、染料の耐ブリード性が向上するように染料を変性することによって、軽減される。この目的のために、界面活性剤特性を有する有機化合物が、染料の対イオンとして置換される。具体的には、少なくとも一つのスルホナート基またはカルボキシラート基を有する染料が、対イオン、すなわち化３の式を有するアミンを備えて供給される。
【００１１】
【化３】
＋Ｎ−（ＣＨ３）ｍＨ３−ｍ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ
（式中、ｍは１〜３の範囲にあり、ｎは３〜６の範囲にあり、Ｒは親水性置換基あるいは親水性置換基を有する環式脂肪族基または芳香族基である）
【００１２】
本発明の染料を使用するインクは、（ａ）少なくとも一つの低蒸気圧溶媒を約０．５〜４０重量％、（ｂ）対イオンの少なくとも一つが前述のアミンによって置換された少なくとも一つの水溶性染料を約０．５〜５重量％、および（ｃ）残余の水を含有している。
【００１３】
ここで使用される“低蒸気圧溶媒”という用語は、水の蒸気圧よりも低い蒸気圧を有する溶媒を示し、“水溶性染料”という用語は、水中でのその溶解度が２重量％を超える染料を示す。
【００１４】
本発明の置換染料を使用したインクの耐ブリード性は、未置換染料を含むインクよりも良好であり、紙に対する依存性が低い。
【００１５】
本発明の実施に際して、熱インクジェットプリンターにおけるインクジェットインクの使用によって起るカラーブリードは、染料がより耐ブリード性になるように染料を変性することによって、軽減される。この目的のために、界面活性剤特性を有する有機化合物は、１９８８年１１月２２日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，７８６，３２７号に開示されたイオン交換カラムの使用などの通常のカチオン交換技術のいずれかを利用して、染料の対イオンとして置換される。
【００１６】
界面活性剤特性を有する有機化合物の種類は、他端部に可溶化基を有する短いアルキル鎖を有するアミンとして定義されている。好適な可溶化基は、アミンおよびアルコールを含んでいる。もし可溶化基が存在しなければ、染料は、水溶性にならず、したがって水性インク中で沈澱する。
【００１７】
アルキル鎖の長さは、３〜６個の炭素原子の範囲である。３個未満の炭素原子を有するアミンは、置換染料に対してブリードを防止するのに十分な疎水性を付与しないのに対し、６個より多い炭素原子を有するアミンは、可溶化基が存在していても、染料と水不溶性化合物を生成する。
【００１８】
前述の定義に当てはまるどのようなアミンも、そのアミンがカチオンとして機能することができる限り、本発明の実施に使用される。アミンの式は、化４の式で示される。
【００１９】
【化４】
＋Ｎ−（ＣＨ３）ｍＨ３−ｍ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ
（式中、ｍは１〜３の範囲にあり、ｎは３〜６の範囲にあり、そしてＲは親水性置換基あるいは親水性置換基を有する環式脂肪族基または芳香族基である）
【００２０】
具体的には、Ｒは、−ＯＨ、または−ＮＨ２、あるいは親水性置換基が結合されているか、プロトン化されて親水性置換基を生成する官能基を含む５員または６員の複素環式脂肪族環あるいは芳香族環であればよい。例えば、Ｒは、環中にＮ原子を、そして環に結合したエステル酸素を有する複素環式脂肪族基であるラクタムであってもよい。窒素かまたは酸素がプロトン化されて、親水性置換基である−ＯＨまたは−ＮＨ２を生成する。
【００２１】
本発明の実施において使用されるアミンの実例は、ジメチルアミノプロピルアミン（ＤＭＡＰ）およびジメチルアミノプロピル−２−ピロリドン（ＤＭＡＰＰ）を含んでいる。ＤＭＡＰの場合には、ｍ＝２、ｎ＝３であり、Ｒは−ＮＨ２である。式は、化５によって示される。
【００２２】
【化５】
ＤＭＡＰＰの場合には、ｍ＝２、ｎ＝３であり、Ｒは２−ピロリドン、すなわち結合がＮによる５員複素環式環（Ｃ４Ｈ３Ｏ−Ｎ−）である。式は、化６によって示される。
【００２４】
【化６】
前述の化合物は、両者とも、塩基であり、酸と反応して塩になる。
【００２６】
ここに示されている全ての濃度は、特別に指示しない場合には、重量％である。全ての成分の純度は、熱インクジェットインクの通常の工業的実施において使用される純度である。
【００２７】
前述のアミンを置換基として有する染料の調製は、前述のイオン交換プロセスを利用して容易に実施される。熱インクジェット印刷に使用される代表的な染料は、１〜６個のスルホナート基を有する。購入されたときには、これらの染料は、スルホナート基またはカルボキシラート基と結合されたナトリウム対イオンを有する。
【００２８】
イオン交換プロセスは、これらのナトリウム対イオンの少なくとも一つを置換する。染料分子と結合したナトリウム（その他の）イオンの全てが、前述のアミンカチオンによって置換されることが好ましい。本発明のアミンカチオンによって対イオンの全て（または実質的に全て）を置換するには、イオン交換カラムを何回か通過させることが必要であることは理解されるだろう。例えば、“十分に”置換された染料分子は、実際には完全に置換されたものではなくて、本発明の目的のためにはそうであると考えられる。“十分に”置換された染料は、熱インクジェットインクのコゲーション（ｋｏｇａｔｉｏｎ）とブリード特性を制御するためにナトリウム対イオンを含む未置換染料と混合される。ナトリウム対イオンは、外皮の問題を造り出す傾向があるが、しばしばインクのビヒクルに応じて、コゲーション（熱抵抗体上への残渣）を減少させるための最良の対イオンである。もちろんナトリウムを含む染料の総量は、ブリードおよび外皮生成（ナトリウムを含む染料のより少ない量を指令する）とコゲーション（ナトリウムを含む染料のより多い量を指令する）とに対する傾向をバランスさせることによって決定されるだろう。
【００２９】
イオン交換によってナトリウム対イオンをアミン対イオンで置換することは、インクにアミンカチオンを添加するだけとはかなり異なる挙動をするインクをもたらすことが理解されるだろう。
【００３０】
本発明により置換された染料は、水溶性アニオン型、例えばＣ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ ９（＃４２０９０）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ １８（＃１８）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ２７（＃１６１８５）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ５２（＃４５１００）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９（＃４５１１０）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３（＃１９１４０）、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ １９９（＃７４１９０）、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ ８６（＃２９３２５）およびＲｅａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄ １８０があげられるが、これらに限定されるものではない。また、Ｓｕｒａｊ Ｈｉｎｄａｇｏｌｌａにより１９９０年１０月１６日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，９６３，１８９号に開示されているようなカルボキシル化染料も、本発明の実施に際して使用される。
【００３１】
インクは、アミンで置換された少なくとも一つの染料を含んでおり、官能基に結合されたナトリウムカチオンを有する少なくとも一つの染料と随意に混合されていてもよい。染料は、インクの約０．１〜８重量％の範囲で含まれる。
【００３２】
インクは、少なくとも一つの低蒸気圧溶媒と水も含んでいる。低蒸気圧溶媒の全濃度は、インクの約０．５〜４０重量％の範囲、好ましくは約５〜２．５重量％の範囲である。殺微生物剤（ｂｉｏｃｉｄｅ）、コゲーション防止剤および界面活性剤を含む熱インクジェットインクと通常組合わされる他の成分も含まれる。
【００３３】
低蒸気圧溶媒としては、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、チオジグリコールなどのグリコールおよびこれらの誘導体；ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよび同族（ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ）ジオールなどのジオール；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を含むセロソルブなどのモノおよびジグリコールエーテル、カルビトールなどの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，モノブチル，モノヘキシルエーテル、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；ブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族アルコールなどの長鎖アルコール；および他の溶媒、例えば、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、２−ピロリドン、Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドン、およびソルビトール、マンニトール、グリセロールおよびミオイノシトールなどの多価アルコール、およびこれらの誘導体をあげることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
低蒸気圧溶媒は、１，５−ペンタンジオール、メチルプロパンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコールおよびソルビトールよりなる群から選ばれた少なくとも一つの溶媒であることが好ましい。
【００３５】
インクは、アミン置換染料とナトリウムを含む染料（使用されるならば）を少なくとも一つの低蒸気圧溶媒および水と混合することによって配合される。
【００３６】
本発明の好ましいインクの一つの実例においては、組成物は、実質的に、（ａ）約２０重量％の１，５−ペンタンジオール、（ｂ）約１．５重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド（ＮＤＡＯ）、（ｃ）実質的にジメチルアミノプロピルアミンよりなるカチオンを結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９よりなる群から選ばれた染料、および（ｄ）残余の水よりなっている。
【００３７】
本発明の好ましいインクのもう一つの実例は、実質的に、（ａ）１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれた少なくとも二つの低蒸気圧溶媒を含む約１５〜２５重量％の溶媒混合物、（ｂ）約２〜６重量％の置換カルボキシル化染料、（ｃ）ＮＤＡＯ、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクダデセニル）−Ｎ−アミンオキシド（００Ａ０）およびＲｏｈｍ ＆Ｈａａｓ社から市販されているノニルフェニルポリエチレンオキシド界面活性剤であるＴＲＩＴＯＮよりなる群から選ばれた界面活性剤、および（ｄ）残余の水よりなっている。そして、ＴＲＩＴＯＮは、一般に、化７の式で示される。
【００３８】
【化７】
Ｒ−Ｐｈ−Ｏ（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｙＲ′
（式中、Ｒ、Ｒ′はアルカン基、アルケン基、アリール基またはアルキニル基あるいはＨのいずれかであり、Ｐｈはフェニル基であり、ｙ＝１〜５０であり、Ｒはベンゼン環へのエーテル結合に対してパラの位置にある）
【００３９】
本発明の好ましいインクのさらにもう一つの実例は、実質的に、（ａ）約５〜２０重量％のメチルプロパンジオール、（ｂ）０〜約１．５重量％のＮＤＡＯ、（ｃ）実質的にジメチルアミノピロリドンよりなるカチオンを結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ５２よりなる群から選ばれた染料、および（ｄ）残余の水よりなっている。
【００４０】
【実施例】
実施例１
インクは、染料とビヒクルを含めて調製した。ビヒクルは、２０重量％の１，５−ペンタンジオール、１．５重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド界面活性剤（この化合物の使用は、１９９２年４月２１日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第５，１０６，４１６号に開示され、クレームされている）および残余の水を含む。以下の染料は、ＤＭＡＰで“十分に”置換されたものであり；Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９であった。イエローインクは光学濃度０．１を付与する量の置換染料を含み、シアンインクは光学濃度０．２５を付与する量の置換染料を含み、そしてマゼンタインクは光学濃度０．２を付与する量の置換染料を含み、これらの光学濃度は全て水中で１対１０，０００の希釈率で測定されたものである。光学濃度（吸光度単位：ａｕ）は、染料濃度（重量％）、染料の分子量および分子吸光係数の関数である。これらの染料については、１対１０，０００の希釈率におけるＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３の光学濃度０．１は約０．９〜１．１重量％の濃度に相当し、１対１０，０００の希釈率におけるＡｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９の光学濃度０．２５は約１．８〜２．０重量％の濃度に相当し、そして１対１０，０００の希釈率におけるＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９／Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ５２の光学濃度０．２は約１．３〜１．５重量％の濃度に相当する。
【００４１】
比較例２
比較のために実施例１のビヒクルを使用してインクを調製した。染料のセットは、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９とＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９（これらは、いずれもナトリウム対イオンを有する）、およびＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３よりなり、対イオンは１９８８年８月２日に発行され、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，７６１，１８０号に開示されクレームされたテトラメチルアンモニウムであった。イエローインクは光学濃度０．１を付与する量の染料を含み、シアンインクは光学濃度０．２５を付与する量の染料を含み、そしてマゼンタインクは光学濃度０．２を付与する量の染料を含むものであった。
【００４２】
実施例３−結果
両方のセットのインクを、フォトコピー用紙（ハンマーミル）とボンド紙（ギルバートボンド）に印刷した。どちらの場合にも、複合ブラックを含む完全色調のカラーを付与するために標準パターンの印刷を行った。
【００４３】
本発明の染料を含むインクは視覚的にカラー間のブリード抑制の改善を示し、このことは実質的に紙の種類とは無関係であった。本発明の染料を含むインクを使用したカラー間のブリードは、従来技術によるインクの比較セットを使用して印刷することによって得られたブリードよりも少なかった。
【００４４】
本発明のインクは、カラーインクを使用した熱インクジェットプリンターに用途を見出すと期待される。
【００４５】
以上のように、カラー染料における耐ブリード性を改善するための可溶化部分を有するアミンで置換された染料を開示してきた。自明な性質の様々な変形および変更態様が実施できるし、このような変形および変更態様は全て本発明の範囲内に入るものであると考えられることは、この技術分野の熟練者にとっては容易に理解されるであろう。
【００４６】
以上詳述したように、本発明は、〔１〕（ａ）低蒸気圧溶媒を約０．５〜４０重量％；（ｂ）化８の式を有するアミンを含む対イオンを有するスルホナート染料またはカルボキシラート染料であって、前記アミンを含む対イオンは前記染料に予め結合されたカチオンを置換したものである染料を約０．１〜８重量％；および（ｃ）残余の水；を含有することを特徴とする熱インクジェットインクに関するものであって、以下のような好ましい実施態様を有する。
【００４７】
【化８】
＋Ｎ−（ＣＨ３）ｍＨ３−ｍ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ
（式中、ｍは１〜３の範囲にあり、ｎは３〜６の範囲にあり、そしてＲは親水性置換基あるいは親水性置換基を有する脂環式基または芳香族基である）
【００４８】
〔２〕上記〔１〕の熱インクジェットインクにおいて、Ｒが、−ＯＨまたは−ＮＨ２であることを特徴とする。
【００４９】
〔３〕上記〔１〕において、Ｒが、−ＯＨ基または−ＮＨ２基が結合されているか、プロトン化されて前記−ＯＨ基または−ＮＨ２基を生成する官能基を含む５員または６員の複素環式脂肪族環あるいは芳香族感であることを特徴とする。
【００５０】
〔４〕上記〔１〕において、前記アミンを含む対イオンが、ジメチルアミノプロピルアミンとジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００５１】
〔５〕上記〔１〕において、前記低蒸気圧溶媒が、約５〜２５重量％の範囲で含まれていることを特徴とする。
【００５２】
〔６〕上記〔１〕において、前記低蒸気圧溶媒が、グリコールとその誘導体；ジオール；グリコールエステル；モノグリコールエーテルとジグリコールエーテル；長鎖アルコール；スルホラン；エステル；ケトン；ラクトン；ラクタム；多価アルコール；およびこれらの誘導体よりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００５３】
〔７〕上記〔６〕において、前記低蒸気圧溶媒が、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、チオジグリコールおよびこれらの誘導体；ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよび同族ジオール；プロピレングリコールラウレート；セロソルブ、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エーテル、ジ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モノヘキシルエーテル、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；ブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族アルコール；γ−ブチロラクトン、２−ピロリドン、Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドン；およびソルビトール、マンニトール、グリセロールおよびミオイノシトールよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００５４】
〔８〕上記〔７〕において、前記低蒸気圧溶媒が、１，５−ペンタンジオール、メチルプロパンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００５５】
〔９〕上記〔１〕において、前記インクが、実質的に、約２０重量％の１，５−ペンタンジオール、約１．５重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド、実質的にジメチルアミノプロピルアミンよりなるカチオンが結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｕ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９よりなる群から選ばれた染料および残余の水よりなることを特徴とする。
【００５６】
〔１０〕上記〔１〕において、実質的に、（ａ）１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれた少なくとも二つの低蒸気圧溶媒を含む溶媒混合物を約１５〜２５重量％、（ｂ）ジメチルアミノプロピルアミンとジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなる群から選ばれたカチオンが結合されたカルボキシル化染料を約２〜６重量％、（ｃ）Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド、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ノニルフエニルポリエチレンオキシドよりなる群から選ばれた界面活性剤、および（ｄ）残余の水よりなることを特徴とする。
【００５７】
〔１１〕上記〔１〕において、前記インクが、実質的に、（ａ）メチルプロパンジオールを約５〜２０重量％、（ｂ）Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシドを０〜約１．５重量％、（ｃ）実質的にジメチルアミノピロリドンよりなるカチオンが結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｕ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ５２よりなる群から選ばれた染料、および（ｄ）残余の水よりなることを特徴とする。
【００５８】
また、本発明は、〔１２〕熱インクジェットインクプリンターにおけるカラーインク間のブリードを減少させる方法において、（ａ）低蒸気圧溶媒を約０．５〜４０重量％；（ｂ）化９の式を有するアミンを含む対イオンを有するスルホナート染料またはカルボキシラート染料であって、前記アミンを含む対イオンは前記染料に予め結合されたカチオンを置換したものである染料を約０．１〜８重量％；および（ｃ）残余の水；を混合することによって前記インクを配合することを含むブリードの減少方法に関するものであって、以下のような好ましい実施態様を有する。
【００５９】
【化９】
＋Ｎ−（ＣＨ３）ｍＨ３−ｍ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ
（式中、ｍは１〜３の範囲にあり、ｎは３〜６の範囲にあり、そしてＲは親水性置換基あるいは親水性置換基を有する脂環式基または芳香族基である）
【００６０】
〔１３〕上記〔１２〕において、Ｒが、−ＯＨまたは−ＮＨ２であることを特徴とする。
【００６１】
〔１４〕上記〔１２〕において、Ｒが、−ＯＨ基または−ＮＨ２基が結合されているか、プロトン化されて前記−ＯＨ基または−ＮＨ２基を生成する官能基を含む５員または６員の複素環式脂肪族環または芳香族環であることを特徴とする。
【００６２】
〔１５〕上記〔１２〕において、前記アミンを含む対イオンが、ジメチルアミノプロピルアミンとジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００６３】
〔１６〕上記〔１２〕において、前記低蒸気圧溶媒が、約５〜２５重量％の範囲で含まれることを特徴とする。
【００６４】
〔１７〕上記〔１２〕において、前記低蒸気圧溶媒が、グリコールとその誘導体；ジオール；グリコールエステル；モノグリコールエーテルとジグリエーテル；長鎖アルコール；スルホラン；エステル；ケトン；ラクトン；ラクタム；多価アルコール；およびこれらの誘導体よりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００６５】
〔１８〕上記〔１７〕において、前記低蒸気圧溶媒が、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；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ジオール；プロピレングリコールラウレート；セロソルブ、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エーテル、ジ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モノヘキシルエーテル、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、ブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族アルコール；γ−ブチロラクトン；Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドン；およびソルビトール、マンニトール、グリセロールおよびミオイノシトールよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００６６】
〔１９〕上記〔１８〕において、前記低蒸気圧溶媒が、１，５−ペンタンジオール、メチルプロパンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれることを特徴とする。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、カラーブリードを減少ないしは解消して高品質の印刷結果を提供できるのみならず、比較的長い貯蔵寿命やその他の好ましいインク特性を有し、特に熱インクジェット印刷に好適なインク組成物を提供することができる。
Claims (12)
- （ａ）低蒸気圧溶媒を０．５〜４０重量％；
（ｂ）ジメチルアミノプロピルアミンとジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなる群から選ばれる、アミンを含む対イオンを有する、Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９よりなる群から選ばれた染料であって、前記アミンを含む対イオンは前記染料に予め結合されたカチオンを置換したものである染料を０．１〜８重量％；
（ｃ）水；を含有する熱インクジェットインク。 - 前記低蒸気圧溶媒が、５〜２５重量％の範囲で含まれている請求項１に記載の熱インクジェットインク。
- 前記低蒸気圧溶媒が、グリコールとその誘導体；ジオール；グリコールエステル；モノグリコールエーテルとジグリコールエーテル；長鎖アルコール；スルホラン；エステル；ケトン；ラクトン；ラクタム；多価アルコール；およびこれらの誘導体よりなる群から選ばれる請求項１に記載の熱インクジェットインク。
- 前記低蒸気圧溶媒が、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、チオジグリコールおよびこれらの誘導体；ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよび同族ジオール；プロピレングリコールラウレート；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エーテル、ジ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モノヘキシルエーテル、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；ブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族アルコール；γ−ブチロラクトン、２−ピロリドン、Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドン；およびソルビトール、マンニトール、グリセロールおよびミオイノシトールよりなる群から選ばれる請求項２に記載の熱インクジェットインク。
- 前記低蒸気圧溶媒が、１，５−ペンタンジオール、メチルプロパンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれる請求項４に記載の熱インクジェットインク。
- ２０重量％の１，５−ペンタンジオール、１．５重量％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド、ジメチルアミノプロピルアミンよりなるカチオンが結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９よりなる群から選ばれた染料および残余の水よりなる熱インクジェットインク。
- （ａ）メチルプロパンジオールを５〜２０重量％、（ｂ）Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシドを０〜１．５重量％、（ｃ）ジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなるカチオンが結合されたＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ５２よりなる群から選ばれた染料、および（ｄ）残余の水よりなる熱インクジェットインク。
- 熱インクジェットインクプリンターにおけるカラーインク間のブリードを減少させる方法であって、
（ａ）低蒸気圧溶媒を０．５〜４０重量％；
（ｂ）ジメチルアミノプロピルアミンとジメチルアミノプロピル−２−ピロリドンよりなる群から選ばれる、アミンを含む対イオンを有する、Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９およびＡｃｉｄ Ｒｅｄ ２８９よりなる群から選ばれた染料であって、前記アミンを含む対イオンは前記染料に予め結合されたカチオンを置換したものである染料を０．１〜８重量％；
（ｃ）水；を混合することによって前記インクを配合することを含む方法。 - 前記低蒸気圧溶媒が、５〜２５重量％の範囲で含まれる請求項８に記載の方法。
- 前記低蒸気圧溶媒が、グリコールとその誘導体；ジオール；グリコールエステル；モノグリコールエーテルとジグリコールエーテル；長鎖アルコール；スルホラン；エステル；ケトン；ラクトン；ラクタム；多価アルコール；およびこれらの誘導体よりなる群から選ばれる請求項８に記載の方法。
- 前記低蒸気圧溶媒が、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、チオジグリコールおよびこれらの誘導体；ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジオールおよび同族ジオール；プロピレングリコールラウレート；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エーテル、ジ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モノヘキシルエーテル、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、ブチルアルコール、ペンチルアルコールおよび同族アルコール；γ−ブチロラクトン；Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドン；およびソルビトール、マンニトール、グリセロールおよびミオイノシトールよりなる群から選ばれる請求項１０に記載の方法。
- 前記低蒸気圧溶媒が、１，５−ペンタンジオール、メチルプロパンジオール、２−ピロリドン、チオジグリコール、シクロヘキサンジオールおよびソルビトールよりなる群から選ばれる請求項１１に記載の方法。
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