JP4125432B2 - インキ組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インキ組成物と、その調製法及び使用法に関する。更に詳しくは、本発明はインクジェットプリンティングプロセスでの使用に適したインキ組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
米国特許第5,019,166号に、染料と、液状媒体と、ポリオキシアルキル化エーテル類、両末端に陰イオン基を持つフルオロチオアルキル類、アルキルアリールスルホネート類、アルキルアミン第四塩類、及びそれらの混合物からなる群から選ばれた界面活性剤とを含むサーマルインクジェットプリンティング用インキ組成物が開示されている。更に、前記インキ組成物をサーマルインクジェットプリンタから基板上に画像どおりに吐出させることを含む画像形成法についても開示されている。
【0003】
米国特許第5,401,303号に、エッジ鮮鋭度のシャープな第一のインキと、表面エネルギーの小さい第二のインキとの界面で見られるハロ効果(halo effect)が、ある種のフルオロカーボン化合物類を第一のインキに添加することにより誘起される方法が開示されている。第一のインキのエッジ鮮鋭度は保たれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
公知の組成物とプロセスは、それぞれの意図した目的にはふさわしいものであるが、改良特性を有するインキ組成物に対するニーズは依然としてある。また、異なる色のインキを隣接させて印刷する際の、色間のにじみを削減、または除去したインキ組成物も求められている。また、保存安定性の良好なインキ組成物も求められている。また、混色の改良されたインキ組成物も求められている。また、色間のにじみが削減され、同時に、保存安定性、混色の改良されたインキ組成物も求められている。更に、耐光性の良好なインキ組成物も求められている。更に、耐水性の良好なインキ組成物も求められている。更に、光学濃度の優れたプリントを生成できるインキ組成物も求められている。また更に、顔料着色剤を含むインキ組成物との間で、前記顔料インキ組成物がフッ素化物質を含む含まないにかかわらず、色間のにじみの削減された染料着色剤を含むインキ組成物も求められている。また、色域の改良されたインキ組成物も求められている。また、紙の基板にプリントした際の透き通しが削減されたインキ組成物も求められている。また、各種基板上へのプリンティングに適したインキ組成物も求められている。また、通常のサーマルインクジェット用プリントヘッド材料に劣化をもたらす傾向が比較的弱いインキ組成物も求められている。更に、各種用紙に印刷した場合に、用紙のカールを削減または除去したプリントの生成が可能なインキ組成物も求められている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の目的は、上記利点を有するインキ組成物を提供することにある。
【0006】
本発明(または、本発明の特定の実施の形態)のこのような目的は、水と、ダイレクトブルー(Direct Blue)199、ダイレクトイエロー(Direct Yellow)132、アシッドイエロー(Acid Yellow)17、リアクティブレッド(Reactive Red)180、アシッドレッド(Acid Red)52、及びそれらの混合物からなる群から選ばれた染料と、[(F3C(F2C)nCH=CHCH2OCH(OH)CH2)2NCH2COO-][X+]の式で表される物質において、Xはカチオン、nは3から20の整数である物質と、を含むインキ組成物において、前記インキはイミダゾールを含まないことを特徴とするインキ組成物を提供することによって達成される。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明のインキは、水性の液体ビヒクルを含む。当該液体ビヒクルは、水のみからなるか、または、水と、水溶性または水混和性有機成分との混合物を含む。前記水溶性または水混和性有機成分の例は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール類、グリセリン、ジプロピレングリコール類、ポリエチレングリコール類、ポリプロピレングリコール類、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、アミド類、エーテル類、尿素、置換尿素類、カルボン酸類とその塩類、エステル類、アルコール類、有機スルフィド類、有機スルホキシド類、スルホン類(スルホランなど)、アルコール誘導体類、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ、エーテル誘導体類、アミノアルコール類、ケトン類、N−メチルピロリジノン(N−メチルピロリドン)、2−ピロリジノン(2−ピロリドン)、シクロヘキシルピロリドン、ヒドロキシエーテル類、スルホキシド類、ラクトン類、高分子電解質類、メチルスルホニルエタノール、及びその他の水溶性または水混和性物質、並びにそれらの混合物である。液体ビヒクルに、水と水溶性または水混和性有機液体との混合物を使用する場合、水と有機化合物の比率は、通常、約100:0から約30:70、好ましくは約97:3から約40:60である。液体ビヒクルの非水成分は、一般的に、水(100℃)より高い沸点を有する湿潤剤として作用する。本発明のインキ組成物において、液体ビヒクルは、通常、インキの約60から約95重量%、好ましくはインキの約70から90重量%存在するが、この範囲外でもよい。
【0008】
また、インキには次式で表される物質も含まれる。
【0009】
【化1】
ここで、X+はカチオン、nは約3から約20、好ましくは約4から約15、更に好ましくは約5から約11の整数である。適切なカチオンの例は、(HO−CH2CH2)2NH2 +、(HO−CH2CH2)3NH+ 、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン=ヒドロクロリド、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン=ヒドロシトラート、プロトン化1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどである。この式で表される物質は、例えば、ニューヨーク州Ardsley(ノースカロライナ州グリーンズボロ)のCiba−Geigy社からLODYNE P−502として入手できる。当該製品は、nの値が様々で、平均値が約9の化合物の混合物を含有している。この式で表される物質は、本インキに有効または所望の量含まれる。通常は、インキの約0.1から約10重量%、好ましくはインキの約0.25から約6重量%、更に好ましくはインキの約0.5から約5重量%、また更に好ましくはインキの約1から約4重量%含まれるが、この範囲外でもよい。
【0010】
また、本発明のインキ組成物には染料も含まれる。染料は、ダイレクトブルー(Direct Blue)199(例えば、マサチューセッツ州DightonのZeneca Colors社から市販されているPROJET CYAN1)、ダイレクトイエロー(Direct Yellow)132(例えば、マサチューセッツ州DightonのZeneca Colors社から市販されているPROJET YELLOW 1G)、アシッドイエロー(Acid Yellow)17(例えば、ニュージャージー州Elmwood ParkのTricon Colors社から市販)、リアクティブレッド(Reactive Red)180(例えば、マサチューセッツ州DightonのZeneca Colors社から市販されているPROJET MAGENTA 1T)、アシッドレッド(Acid Red)52(例えば、ニュージャージー州Elmwood ParkのTricon Colors社から市販)、及びそれらの混合物からなる群から選ばれる。染料は、インキ組成物中に有効量含まれる。通常、インキの約0.5から約15重量%、好ましくはインキの約0.5から約8重量%、更に好ましくはインキの約1から約10重量%、また更に好ましくはインキの約1から約6重量%であるが、この範囲外でもよい。
【0011】
フッ素化物質と、上記染料組成物を1つ以上含有する本発明のインキは、これらの染料がフッ素化物質と相溶性があるために、優れた保存安定性を有する。更に、本インキは、プリントヘッドのハードウェアとの良好な共存性、改良された耐水性と耐光性、優れた光学濃度、良好な色質を有する。
【0012】
本発明のインキ組成物は、実質的にイミダゾールを含まない。イミダゾールは、インキの保存安定性を向上させるために本発明のインキに含まれているようなフッ素化物質を含有するインキ組成物に使用される。しかしながら、イミダゾールは、サーマルインクジェット用プリントヘッドの製作に通常使用される多くの物質を劣化させるので、イミダゾールを含まない本発明のインキは、インクジェット用のプリントヘッド材料によって好都合である。
【0013】
インキ組成物は、一般的に、サーマルインクジェットプリンティングプロセスに使用するのに適した粘度を有する。室温(すなわち約25℃)で、インキの粘度は、通常、わずか約5センチポイズ、好ましくは約1から約3.5センチポイズであるが、この範囲外でもよい。
【0014】
本発明のインキ組成物は、適切または所望のpHを有する。サーマルインクジェットプリンティングプロセスのようないくつかの実施の形態では、pH値は、通常、約8から約9.5、好ましくは約8.0から約9.0、更に好ましくは約8.5から約9.0であるが、この範囲外でもよい。
【0015】
本発明は、本発明のインキ組成物をインクジェットプリンティング装置に組み入れ、当該インキ組成物の液滴を発生させて、基板上に画像どおりのパターンに吐出するプロセスにも関する。特に好ましい実施の形態においては、プリンティング装置は、サーマルインクジェットプロセスを採用する。当該プロセスでは、ノズル内のインキが画像どおりのパターンに選択的に加熱されることによってインキ滴が発生し、画像どおりのパターンに吐出される。適切な基板であればいずれでも使用できるが、例えば、Xerox 4024紙(登録商標)などの普通紙、罫線ノート紙、ボンド紙、Sharp Company社のシリカコート紙などのシリカコート紙、JuJo紙など、透明材料、織物、繊維製品、プラスチック、高分子フィルム、金属や木材のような無機材料の基板などである。好ましい実施の形態において、当該プロセスは、普通紙などの多孔性またはインキ吸収性基板へのプリンティングを含む。
【0016】
【実施例】
実施例1.
59.4gの蒸留水に、19.8gの1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(ウィスコンシン州ミルウォーキーのAldrich Chemical Co.社製、D2,780−2)と、7.8gのクエン酸(AldrichChemical Co.社製、C8,315−5)と、13.2gの臭化ヘキサメトニウム水和物(Aldrich Chemical Co.社製、21,967−3)と、199.8gのLODYNE P−502(14.9重量%のフッ素化物質を含有。ニューヨーク州Ardsley(ノースカロライナ州グリーンズボロ)のCiba−Geigy社製)とを加えた。この混合物を15分間攪拌した後の粘度は25℃で6.10センチポイズであった。次に、この混合物25gを30gのガラス容器に入れた。このガラス容器を、20キロヘルツに調整した550 SONIC DISMEMBRATOR(Fisher Scientific Co.社製)に入れ、LODYNE P−502を、30秒ごとに電力をオンオフしながら振幅設定5で60分間超音波にかけた。得られた無色の混合物は、25℃における粘度3.57センチポイズ、25℃におけるpH9.16、導電率7.62ミリモー(millimhos)、表面張力28.9ダイン/cmであった。
【0017】
実施例2.
インキ組成物を以下のように調製した。46.4gの脱イオン水に、0.167gのDOWICIL 150/200殺生物剤(ミシガン州ミッドランドのDow Chemical Co.社製)と、0.0833gのポリエチレンオキシド(下記式で表されるビスフェノール−A誘導体。分子量18,500、Polysciences Corp.社製)と、20.00gのトリプロピレングリコールモノメチルエーテル(DOWANOL TPM、Dow Chemical Co.社製)と、41.67gのPROJET MAGENTA 1T染料溶液(10重量%の染料固形物を含有する染料溶液。マサチューセッツ州DightonのZeneca Colors社製)と、8.33gのアシッドレッド(Acid Red)52染料溶液(10重量%の染料固形物を含有する染料溶液。ニュージャージー州Elmwood ParkのTricon Colors社製)とを加え、更に脱イオン水9.90gを追加した。
【0018】
【化2】
こうして調製された混合物は、実施例1に記載の方法で超音波にかけた。この混合物に、3.30gの1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(ウィスコンシン州ミルウォーキーのAldrich Chemical Co.社製、D2,780−2)と、1.3gのクエン酸(Aldrich Chemical Co.社製)と、2.2gの臭化ヘキサメトニウム水和物(Aldrich Chemical Co.社製、21,967−3)と、33.3gのLODYNE P−502(14.9重量%のフルオロカーボン材料含有溶液。ニューヨーク州Ardsley(ノースカロライナ州グリーンズボロ)のCiba−Geigy社製)とを加えた。得られたマゼンタのインキ組成物は、1.2μm47mmのGelmanフィルタに55秒間かけて10ポンド/平方インチ(703.70g/cm2)の圧力でろ過した。こうして調製したインキ組成物は、25℃における粘度4.34センチポイズ、25℃におけるpH8.56、導電率8.46ミリモー、表面張力24.6ダイン/cmであった。
【0019】
こうして調製したインキ組成物を、Hewlett−Packard 1600Cサーマルインクジェットプリンタに組み入れ、Xerox 4024DP紙(登録商標)およびXerox Image Series Elite紙(登録商標)にプリントした。こうして形成されたプリントは色間のにじみが少なく、MFLEN値は5であった。
【0020】
実施例3.
脱イオン水の初期量が(46.4gではなく)38.1gであること、58.33gのPROJET CYAN 1染料溶液(10重量%の染料固形物を含有する染料溶液。マサチューセッツ州DightonのZeneca Colors社製)をPROJET MAGENTA 1Tとアシッドレッド(Acid Red)52染料の代わりに用いたこと以外は実施例2に記載の方法でインキ組成物を調製した。得られたシアンのインキ組成物は、1.2μm47mmのGelmanフィルタに65秒間かけて10ポンド/平方インチ(703.70g/cm2)の圧力でろ過した。こうして調製したインキ組成物は、25℃における粘度3.72センチポイズ、25℃におけるpH8.79、導電率7.07ミリモー、表面張力18.8ダイン/cmであった。
【0021】
こうして調製したインキ組成物を、Hewlett−Packard 1600Cサーマルインクジェットプリンタに組み入れ、Xerox 4024DP紙(登録商標)およびXerox Image Series Elite紙(登録商標)にプリントした。こうして形成されたプリントは色間のにじみが少なく、MFLEN値は5であった。
【0022】
実施例4.
脱イオン水の初期量が(46.4gではなく)38.1gであること、33.3gのPROJET YELLOW 1G染料溶液(7.5重量%の染料固形物を含有する染料溶液。マサチューセッツ州DightonのZeneca Colors社製)と、25.0gのアシッドイエロー(Acid Yellow)17(10重量%の染料固形物を含有する染料溶液。ニュージャージー州Elmwood ParkのTricon Colors社製)をPROJET MAGENTA 1Tとアシッドレッド(Acid Red)52染料の代わりに用いたこと以外は実施例2に記載の方法でインキ組成物を調製した。得られた黄色のインキ組成物は、1.2μm47mmのGelmanフィルタに50秒間かけて10ポンド/平方インチ(703.70g/cm2)の圧力でろ過した。こうして調製したインキ組成物は、25℃における粘度4.46センチポイズ、25℃におけるpH8.62、導電率7.81ミリモー、表面張力20ダイン/cmであった。
【0023】
こうして調製したインキ組成物を、Hewlett−Packard 1600Cサーマルインクジェットプリンタに組み入れ、Xerox 4024DP紙(登録商標)およびXerox Image Series Elite紙(登録商標)にプリントした。こうして形成されたプリントは色間のにじみが少なく、MFLEN値は5であった。
【0024】
実施例5.
以下の原料を混合してインキ組成物を調製した。
【0025】
【表1】
【化3】
こうして調製したインキ組成物は、25℃における粘度2.97センチポイズ、25.2℃におけるpH8.99、表面張力23.8ダイン/cm、導電率2.82ミリモーであった。
【0026】
こうして調製したインキ組成物を、Hewlett−Packard 1600Cサーマルインクジェットプリンタに組み入れ、Xerox 4024DP紙(登録商標)およびXerox Image Series Elite紙(登録商標)にプリントした。こうして形成されたプリントは色間のにじみが少なく、MFLEN値は5であった。
【0027】
実施例6.
以下の原料を混合してインキ組成物を調製した。
【0028】
【表2】
次に、得られたインキ組成物は、1.2μm47mmのGelmanフィルタに10ポンド/平方インチ(703.70g/cm2)の圧力でろ過した。こうして調製したインキ組成物は、25℃における粘度2.49センチポイズ、25℃におけるpH9.02、表面張力27.1ダイン/cmであった。
【0029】
こうして調製したインキ組成物を、Hewlett−Packard 1600Cサーマルインクジェットプリンタに組み入れ、Xerox 4024DP紙(登録商標)およびXerox Image Series Elite紙(登録商標)にプリントした。こうして形成されたプリントは色間のにじみが少なく、MFLEN値は5であった。
【0030】
実施例7.
以下の原料を混合してインキ組成物を調製した。
【0031】
【表3】
【化4】
次に、得られたインキ組成物は、1.2μm47mmのGelmanフィルタに10ポンド/平方インチ(703.70g/cm2)の圧力でろ過した。こうして調製したインキ組成物は、25℃における粘度2.15センチポイズ、25℃におけるpH8.80、表面張力26.8ダイン/cmであった。
【0032】
こうして調製したインキ組成物を、Hewlett−Packard 1600Cサーマルインクジェットプリンタに組み入れ、Xerox 4024DP紙(登録商標)およびXerox Image Series Elite紙(登録商標)にプリントした。こうして形成されたプリントは色間のにじみが少なく、MFLEN値は5であった。
Claims (1)
- 水と、
ダイレクトブルー 199、ダイレクトイエロー 132、アシッドイエロー 17、リアクティブレッド 180、アシッドレッド 52、及びそれらの混合物からなる群から選ばれた染料と、
[(F3C(F2C)nCH=CHCH2OCH(OH)CH2)2NCH2COO-][X+]の式で表される物質において、Xはカチオン、nは3から20の整数である物質と、
を含むインキ組成物において、前記インキはイミダゾールを含まないことを特徴とするインキ組成物。
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