JP5271468B2

JP5271468B2 - インクジェット印刷用インクセット

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Publication number: JP5271468B2
Application number: JP2001116860A
Authority: JP
Inventors: デイビッド・エム・シュット
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2021-04-16
Also published as: DE60126442D1; JP2001354890A; EP1148104B1; EP1148104A1; DE60126442T2

Description

産業上の利用分野

本発明は、概して、第５又は第６のインクペンセットを含むインクジェット印刷システムに有用な添加剤に関する。本発明の流体類は、媒体、インク及び／又は追加のペンに含まれる反応性流体と有益に反応する。前述の添加剤は、媒体基体上にゲル状の保護膜を形成するのに使用され、印刷と、増大された彩度(chroma)、耐スミア堅牢性(smearfastness)、耐スマッジ堅牢性(smudgefastness)及び耐水堅牢性(waterfastness)などの耐久性の諸利点の両者を提供する。

インクジェット印刷システムの使用は、近年劇的に発展した。その発展の要因は、かなりの程度のコスト低減と相まって、印刷解像度及び全体的な印刷品質の相当な改善によるものと考えてよい。今日のインクジェットプリンタは、市販用、企業用及び家庭用など多くの用途に関して、ほんの数年前に入手可能であった相当製品より完全に一桁低い費用で満足のいく印刷品質を提供している。こういった最近の成功にも関わらず、消費者に対するコストをさらに低減する一方、インクジェット印刷品質の改善を計るべく、集中的な研究開発努力が続けられている。

発明が解決しようとする課題

インクジェット印刷は、画像を作り出すのに媒体上へのインク液滴の吐出を伴う。典型的に、これらの画像は、画像劣化因子、例えば、機械的摩耗、光、水、及び蛍光ペン（ハイライタペン(highlighter pen)）に使われているような溶媒類に対して耐性がない。進歩するインクジェット印刷技術及び消費者の要求から、印刷システムは、これらの問題に対処すると同時に、より速い乾燥時間とより高い色彩効率を維持しながら、より強化されることが要求される。

これらの問題の幾つかへの取り組みに、多様なアプローチが用いられてきた。例えば、「第５の」ペン又は「普通紙最適化」戦略が、インクジェット製品に適用され、幾つかは成功を収めている。その他のアプローチには、インク中へのポリマーの調合、その後に続く熱又は融着後処理、エレクトログラフィーによるトナーの堆積、及びラメラ又はべシクル形成界面活性剤のような特殊添加剤が含まれる。このような進展にも関わらず、インクジェット印刷に関して耐久性及び彩度目標を満し且つ消費者に満足を与える、改善されたインクジェット製品に対する必要性は依然として存在する。

課題を解決するための手段

本発明によれば、定着剤流体中へのポリビニルアルコールの包含により、印刷材料の増大された耐久性とより良好な彩度が生み出されることが見出された。さらに、このポリビニルアルコール含有定着剤流体を水性ベースのホウ酸塩含有インク又は第２の定着剤流体と組み合わせることにより、所望の効果がなお一層増大される。理論に限定されることなく、ポリビニルアルコールが印刷材料上に保護膜を形成して、スミア及びスマッジなどの物理的摩耗から防護するものと考えられる。この保護層は、水素結合相互作用によるポリビニルアルコールの媒体との相互反応により、保護の利益が増大されたのであろう。ポリビニルアルコールのインクビヒクル又は第６のペンの何れかに含まれた、（ホウ酸塩などの）架橋剤との反応は、ゼラチン状の膜を生成し、その中に水と着色剤が捕捉され且つ保護される。さらに、この染料／膜の複合体は、水素結合相互作用によるポリビニルアルコール残滓の媒体との反応によってさらに安定化させることができる。最後に、上述のインク（群）及び定着剤（群）の組合せで印刷された媒体は、熱及び／又は融着（熱と圧力の組合せ）によってさらに処理され得る、ということが言及されるべきである。

＜定義＞
流体 − 反応性流体及びインク組成物の何れか一方又は両方を含む。
反応 − １つ又はより多くの成分の溶解度又は相状態が、印刷された媒体上の少なくとも１つの着色剤の運動が不動化される様に変化されることを意味する。反応性流体 − 第５又は第６のペンの流体又は定着剤流体としても知られている。典型的には、実質的に色のない流体（即ち、反応性流体は着色剤（例えば、染料又は顔料）を含んでいないか、又は可視光を吸収しないがＩＲ又はＵＶスペクトルの何れか又は両方に吸収し得る着色剤を含んでいてもよい）である。反応性流体中の成分は、インクジェット印刷に望まれる耐久性及び／又は印刷の有益性を提供するために包含される。例えば、ポリエチレンイミンは、酸性条件下で、多様なアニオン染料及び／又は顔料に、耐水堅牢性を付与する。本発明においては、反応性流体は、増大された耐久性を備える、より高品質の印刷物を提供するため、印刷材料の膜被覆を形成するようポリビニルアルコール又はホウ酸塩の何れかを含有する。
インク − 可視スペクトル中に有効範囲をもつ少なくとも１つの着色剤を含む流体である。インクジェットプリンタは、典型的に、通常、４-ペンインクセットとして知られている、ブラック、マゼンタ、シアン、及びイエローインクを含むインクセットを具備する。追加のカラーインクを含む予備のペンも存在し得る（例えば、写真品質加工用のライトシアン及びライトマゼンタ、又はグラフィックアート用のグリーン及びオレンジ）。又、その他の定着剤流体を有する追加のペンも、本発明の耐久性の特徴あるいは印刷品質属性のいずれかを増強するために存在し得る。

本発明は、特に着色用途に使用され且つより詳しくはインクジェット印刷に使用するための流体セットに関する。本発明の流体セットは、相互反応性流体の諸利点を兼備し、一方増大された画像の一体性をインクジェット配合に提供する顔料又は染料を利用する。当該流体セットは、水性ベースの印刷インク、特に、デラウェア州のヒューレット・パッカード社製のDESKJET（登録商標）プリンタ；及びその他の市販の家庭用又はビジネス用インクジェットプリンタのような市販のインクジェットプリンタに使われるインクジェットインクの多くの用途に使用することができる。

本発明の水性インクは、約0.5〜約20重量％の着色剤、好ましくは、約１〜約10重量％、より好ましくは、約１〜約６重量％の着色剤；約0.1〜約40重量％の１つ又はより多くの有機溶媒及び／又は添加剤（ポリビニルアルコールを含む）；及び任意に、約20重量％までのホウ酸塩添加剤（第５及び／又は第６のペン中にポリビニルアルコールを使用時）を含有する。追加の成分は、界面活性剤、緩衝剤、殺生物剤、及びそれらの混合物から成る群から、独立に選択される。

発明の好ましい実施の形態

＜着色剤＞
本発明で使用される着色剤は、染料ベース及び／又は顔料ベースであってよい。ここで用いられる時、用語「顔料」は、水性ビヒクルに不溶性であり、且つ分散染料並びに分散剤の支援で分散されるか又は自己分散されるものの何れかである顔料を含む着色剤を指す。

ここでの適当な着色剤の例には、少なくとも１つ、好ましくは２つ又はより多くのカルボキシル基及び／又はカルボキシレート基を有する有機染料が包含され、その例は、米国特許第4,963,189号（Hindagollaによって出願され且つ本発明と同じ譲受人に譲渡されたもので、且つ参考として本明細書に引用される）にリストされており、又、少なくとも１つ又はより多くの可溶化スルホネート基を有する有機染料、ヒドロキシル類、アミン類（第１級、第２級、第３級及び第４級の誘導体）などのその他の可溶化極性基含有の有機染料、チオール誘導体類及び（ポリエチレングリコール及び／又はポリプロピレングリコールなどの）エーテル誘導型染料（そのような染料の例は、1999年4月30日付け特許出願番号第09/302,551号及び欧州特許番号第EP899310A号に開示されたものが含まれる）、カルボン酸塩可溶化基含有の分散剤で分散される水不溶性着色剤（例えば、顔料）を有するカルボキシル化顔料分散物（例えば、米国特許第5,085,698号、及び第5,555,008号に記載され、両方とも参考としてここに引用）又はCabot Companyによって商標Cabojet（商標）を付して提供される自己分散型顔料が含まれる。これらの染料及び／又は顔料の対カチオン／対アニオンは、ナトリウム、カリウム、アンモニウム塩、塩化物、フッ化物、臭化物及び／又は硝酸塩であってよい。

ここでの使用に適する染料は、インクジェット印刷市場で通常採用される任意の染料を含み、例えば、Food Black 2、Reactive Black 31、Direct Red 227、Reactive Red 147、Reactive Red 180、Reactive Red 23、Acid Red 52、Direct Blue 199、Acid Blue 9、Direct Yellow 86、Direct Yellow 132、Acid Yellow 23、Acid Yellow 17、Direct Yellow 100、及びDirect Yellow 142である。上述のように、これらの染料の対カチオンは、ナトリウム、カリウム及び／又はアンモニウム、テトラメチルアンモニウムなどのアンモニウム塩又はトリエタノールアミン塩を含んでよい。

ポリビニルアルコールは、分子量（重量平均）で、約1,000〜約250,000、好ましくは、約1,250〜約200,000、より好ましくは、約1,250〜約135,000の範囲であってよい。ホウ酸塩は、もしここで使用される場合、本発明の流体と共に適切に作用する任意のホウ素含有化合物であってよく；例としては、ホウ酸ナトリウム及びホウ酸がある。

＜流体＞
本発明の流体類、即ちインク及び定着剤流体の両者は、約0.1〜約80重量％の少なくとも１つの有機溶媒を含んでいてよい。より好ましくは、流体は、約１〜約50重量％、さらに好ましくは、約５〜約30重量％の少なくとも１つの有機溶媒を含む。任意に、１つ又はより多くの水溶性界面活性剤／両親媒性物質（０〜約40重量％、好ましくは約0.1〜約15重量％）が存在していてよい。本発明のインクは、約７〜約11、好ましくは約８〜約10、より好ましくは、約８〜約９の範囲にあるｐＨを有する。本発明の第５のペンの流体は、ペンの反応性含量に依存するｐＨを有し、且つ、ホウ酸塩を含有しているペンに関しては、約７〜約11、好ましくは約８〜約10、より好ましくは約８〜約９の範囲にあってよく、又、ポリエチレンイミンを含有しているペンに関しては、約2.5〜約７、好ましくは約３〜約６、より好ましくは約４〜約５のｐＨ範囲を有する。

＜水性ビヒクル＞
本明細書に記載の濃度は全て、別途表示されない限り、重量パーセントで表す。全成分の純度は、インクジェット用インクとして通常の商用実施に採用されるものである。全ての引用された文献及び特許は、ここに、参考として引用する。

本発明のインクに添加されるその他の成分は、本発明に採用される上記着色剤と相容性でなければならない。同様に、この発明の反応性流体に添加される他の成分は、本発明に採用される上記反応剤と相容性でなければならない。

水性ビヒクルは、当分野で周知のように、水又は、水と少なくとも１つの水溶性有機溶媒との混合物である。適当な混合物の選択は、所望の表面張力及び粘度、選択された着色剤又は反応剤、インクジェット流体の乾燥時間、及び当該流体がその上に印刷される印刷媒体の種類のような、特定用途の要件によって決まる。インクおよびそれらの性質についての議論に関しては、The Printing Manual、第５版、Leach等（Chapman及びHall、1993年）参照。また、米国特許第2,833,736号、第3,607,813号、第4,104,061号、第4,770,706号及び第5,026,755号も参照。

本発明のインクジェットインク組成物に適切に採用される水溶性有機溶媒には、２-ピロリドン、Ｎ-メチル-２-ピロリジノン(NMP)、1,3-ジメチルイミダゾリド-２-オン、及びオクチル-ピロリジノンなどの、窒素含有ケトン；エタンジオール（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）、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、2,3-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）などのジオール；２-エチル-２-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール及びエチルヒドロキシプロパンジオール(EHPD)などのトリオール；及び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）、ポリプロピレンングリコール（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、テトラエチレングリコール）、高分子グリコール（例えば、PEG 200、PEG 300、PEG 400、PPG 400）及びチオジグリコールなどのポリアルキレングリコールなど、通常インクジェットインクに採用されるグリコールエーテル及びチオグリコールエーテルなどの化合物を、いずれか又は２つ又はより多くのそれらの混合物が包含される。好ましくは、２-ピロリジノン、NMP、DEG、EHPD及び1,5-ペンタンジオールが本発明の実施に採用され、この場合、２-ピロリジノン、DEG及び1,5-ペンタンジオールが最も好ましい溶媒である。

流体ビヒクルに使用される場合、適当な界面活性剤は非イオン性又はアニオン性であってよい。適当な非イオン性界面活性剤の例としては、第二級アルコールエトキシラート（例えば、Union Carbide Co.から市販のTergitolシリーズ）、（3Mから市販のFC-170Cなどの）非イオン性フルオロ界面活性剤、非イオン性脂肪酸エトキシラート界面活性剤（例えば、Rhone-Poulencから市販のAlkamul PSMO-20）、及びアセチレンポリエチレンオキシド界面活性剤（例えば、Air Products & Chemicals, Inc.から市販のSurfynolシリーズ）がある。アニオン界面活性剤の例としては、（Pilotから入手可能なCalfaxなどの）アルキルジフェニルオキシド界面活性剤、及びDowfax（例えば、Dowから入手可能なDowfax 8390）、及びフッ素化界面活性剤（3Mから市販のFluoradシリーズ）がある。インクビヒクル及び／又はインクビヒクルの着色剤と反応する反応性流体にカチオン界面活性剤を用いることができる。使用し得るカチオン界面活性剤には、ベタイン（例えば、Hart Product Corp.から市販のHartofol CB-45、McIntyre Group Ltd.から市販のMackam OCT-50、Ajinomotoから市販のAmisoftシリーズ）、第四級アンモニウム化合物（例えば、Amercholから市販のGlucquatシリーズ、Lonzaから市販のBardac及びBarquatシリーズ）、カチオンアミンオキシド（Rhone-Poulencから市販のRhodamoxシリーズ、Lonzaから市販のBarloxシリーズ）及びイミダゾリン界面活性剤（例えば、Rhone-Poulencから市販のMiramineシリーズ、Lonzaから市販のUnamineシリーズ）がある。

ｐＨを調整するのに緩衝剤を用いてよく、それらは有機ベースの生物緩衝剤又はリン酸ナトリウムなどの無機緩衝剤であってよい。さらに、採用される緩衝剤は、本発明の実施に際して約４〜約９の範囲のｐＨをもたらさなくてはならない。好ましく使用され得る有機緩衝剤の例には、Aldrich Chemical（ウィスコンシン州ミルウォーキー）などの会社から入手可能なTrizma base、４-モルホリノエタンスルホン酸(MES)及び４-モルホリノプロパンスルホン酸(MOPS)が含まれる。緩衝剤の濃度は、外皮形成の配慮から全インク組成物の約0.5重量％を越えてはならない。緩衝剤は、典型的には、外皮形成の可能性を減じるため、全インク組成物の約0.05〜0.1重量％の範囲で用いられる。

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て用いてよく、それらには、例えば、Hals America（ニュージャージー州ピスカタウェィ）から市販のNUOSEPT 95；Avecia（デラウェア州ウィルミントン）から市販のProxel GXL；及びUnion Carbide Company（ニュージャージー州バウンドブルック）から、商標UCARCIDEW 250を付して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。殺生物剤は、典型的には、全インク組成物の約0.01〜0.3重量％の範囲にある。

本発明のインク組成物の残余は水、特に、脱イオン水から成る。

前述に於いてリストした範囲内のインク組成物は、ゼログラフィ又はフォトコピー用紙、ボンド紙、及びレーザジェット用紙などの、多様な普通紙上に印刷される。達成される印刷品質は高く、且つサーマルインクジェットペンを使って文字品質の印刷を実現する。

＜印刷方法＞
本発明は、上述の着色剤と第５及び／又は第６のペン流体によるインクジェット印刷の方法も包含する。

本発明の反応性流体は、好ましくは、第５及び第６のペン用途に関する当分野で知られる方法を用いる印刷工程に於いて下刷り流体、又は上刷り流体の何れかとして、又はその両方の流体として、適用される。

印刷後の基体を当分野で周知の任意の手段によって加熱もしくは融着して、架橋反応の利点を高めることができる。典型的な方法は、加熱ドラム又はフューザーのような熱手段（約40℃から約400℃、好ましくは、約100℃から約250℃までの温度に加熱）；光バーのような光分解手段（約20-100mJ/cm²のパワーで、約200nmから約500nmの光に露光）、又はレーザ（約200-600nm間の、好ましくは、約250-500nmの波長での）；又は適当な有機又は無機酸又は塩基によるような化学処理を包含する。

反応性流体が使用される場合の第５及び第６のペン技術を使用して説明され得る典型的な３つのケースがある。

ケース♯１
第５のペンは、媒体上にインクビヒクルを置く前に適用される反応性流体を含有する。第５のペン中の成分は、（用紙のセルロースファイバーと相互反応するポリビニルアルコールで得られるような−化学的に又は水素結合相互作用の形成によって）媒体と反応するか、もしくはインクビヒクル中の成分と相互反応するかして、所望の諸特性を得る。このケース用の簡単な流体セットの例を次の表に示す。UP-1、UP-2及びUP-3は、インクビヒクル（IV-1、IV-2及びIV-3と標示）を下刷りするのに用いられる第５のペンの反応性流体である。

このケースでは、使用される下刷り流体(UP-X)とインクビヒクル(IV-X)の組合せに依存して−幾つかの相互反応の１つが起こり得る。

＃１） UP-1/IV-1：PVA材料がインクビヒクルを下刷りするのに使用され、得られる薄膜が、（水素結合効果による）媒体との相互反応によるか又は薄膜の形成によって印刷材料を物理的摩耗から防御する。

＃２） UP-1/IV-2：インクビヒクルで印刷する前に、PVA材料が媒体上に配置される。インクビヒクルが媒体上に塗布されると、ホウ酸ナトリウムがそのPVAと相互反応してポリマーが架橋されて、水を吸収し、保護層を形成し、並びにPVAとセルロース媒体間に水素結合相互作用を創り出すという可能性を助長するゼラチン状材料を形成する。

＃３） UP-2/IV-1：PEI材料がインクビヒクルを下刷りし、且つ印刷材料の完全な耐水堅牢性を助長するために使用される。次いで、PVAを使用して、得られる印刷物をスミア及びスマッジの物理的摩耗テストから保護するであろう薄膜層を作る。

＃４） UP-2/IV-2：相互反応は＃３と同じ程度の大きさであろうが、インクビヒクルにホウ酸ナトリウムが添加されると、得られる印刷物は、物理的摩耗効果に対して増大された抵抗性を与える架橋されたPVAポリマーを有するはずである。

＃５） UP-3/IV-3：このケースでは、ホウ酸塩が、ポリビニルアルコールを含有しているインクビヒクルが塗布される前に塗布される。他の点では、相互反応は＃２で示されたものと同じ程度の大きさであるはずである。

ケース＃２
第５のペンは、インクビヒクルが置かれた後に適用される反応性流体を含有する。次いで、第５のペン中の成分は、インクビヒクル中の成分又は媒体と相互反応する（ことにより、ポリビニルアルコールと用紙のセルロースファイバーとの間に水素結合相互作用を形成する）。このケースの流体セットの例を表２に示す。ここでは、インクビヒクルは、IV-1、IV-2及びIV-3と標示され、そして反応性流体を含有している上刷りビヒクルは、OP-1、OP-2及びOP-3と標示される。

このケースでは、使用される上刷り流体(OP-X)とインクビヒクル(IV-X)の組合せに依存して−幾つかの相互反応の１つが起こり得る。

＃１） IV-1/OP-1：上刷りビヒクルに含まれるPVAが、印刷領域上に保護層を形成し−スミア及びスマッジテストなどによる物理的摩耗に対する保護を向上させる。さらに、PVAは、また、セルロースファイバーと水素結合を形成することができ、その相互反応によって印刷の耐久性を増大する。

＃２） IV-1/OP-2：やはり、上刷りビヒクルに含まれるPVAが、印刷領域上に保護層を形成し−物理的摩耗に対する保護を向上させる。さらに、酸性化されたPEIの添加によって得られる印刷物の耐水堅牢性が増強される。

＃３）IV-2/OP-1：インクビヒクルが、PVAの架橋を誘発してゼラチン状材料を作り、且つ得られる印刷の耐久性を高めることになるホウ酸ナトリウムを含むことを除いて相互反応＃１と同じ。

＃４） IV-2/OP-2：インクビヒクルが、PVAの架橋を誘発してゼラチン状材料を作り、且つ得られる印刷の耐久性を高めることになるホウ酸ナトリウムを含むことを除いて相互反応＃２と同じ。

＃５） IV-3/OP-3：この相互反応は、PVAがインクビヒクルに含まれ、ホウ酸ナトリウムが上刷りビヒクルに含まれること以外は、＃３のものと同じ。これは、PVA含有ビヒクルも着色剤を有すること以外は、ケース＃１−相互反応＃５で詳述したメカニズムと正確に同一である。

ケース＃３
このケースでは、第５の及び第６の両ペンが、所望の耐久性目標を達成するのに必要な反応性流体を含む。組成及びそれらの相互反応を以下の表３に詳述する。前述のように、インクビヒクルはIV-Xで、下刷りビヒクルはUP-Xとして及び上刷りビヒクルはOP-Xとして標示。

このケースでは、使用される下刷り流体(UP-X)とインクビヒクル(IV-X)の組合せに依存して−幾つかの相互反応の１つが起こる得る。

＃１）UP-1/IV-3/OP-4：下刷りビヒクルに含まれるPVAが、インクビヒクル中のホウ酸ナトリウムと相互反応して、PVAが架橋する結果となり物理的摩耗耐性の被覆を創る。その後、着色剤が上刷りビヒクル中のPEIと相互反応して耐水堅牢な着色剤／定着剤複合体を作る。

＃２） UP-1/IV-1/OP-2：下刷りビヒクルに含まれるPVAが、インクビヒクル中のホウ酸ナトリウムと相互反応して、PVAが架橋する結果となり、物理的摩耗耐性の被覆を創り出す。

＃３） UP-2/IV-1/OP-2：下刷り流体中のPEIがインクビヒクル中の着色剤と相互反応して耐水堅牢な着色剤／定着剤複合体を作る。その後、下刷り流体に含まれるPVAが、上刷り流体中のホウ酸ナトリウムと相互反応して、架橋された高分子ネットワークを作り、これが物理的摩耗に対する抵抗性を向上させる。

＃４） UP-4/IV-2/OP-2：下刷り流体中のPEIがインクビヒクル中の着色剤と相互反応して耐水堅牢な着色剤／定着剤複合体を作る。その後、インクビヒクル中のPVAが、上刷り流体中のホウ酸ナトリウムと相互反応して、架橋された高分子ネットワークを作り、これが物理的摩耗に対する抵抗性を向上させる。

＃５） UP-4/IV-3/OP-3：下刷り流体中のPEIがインクビヒクル中の着色剤と相互反応して耐水堅牢な着色剤／定着剤複合体を作る。その後、インクビヒクル中のホウ酸塩が、上刷り流体中のPVAと相互反応して架橋された高分子ネットワークを作り、これが物理的摩耗に対する抵抗性を向上させる。

＃６） UP-4/IV-1/OP-3：下刷り流体中のPEIがインクビヒクル中の着色剤と相互反応して耐水堅牢な着色剤／定着剤複合体を作る。その後、上刷り流体液中のPVAが高分子膜を作って、得られる印刷物を物理的摩耗から保護する。

＃７） UP-3/IV-1/OP-3：下刷り流体中のホウ酸塩が上刷り流体中のPVAと相互反応して、架橋された高分子ネットワークを作り、これが物理的摩耗に対する抵抗性を向上させる。

＃８） UP-3/IV-1/OP-1：下刷り流体中のホウ酸塩が上刷り流体中のPVAと相互反応して、架橋された高分子ネットワークを作り、これが物理的摩耗に対する抵抗性を向上させる。さらに、上刷り流体中のPEIが着色剤と相互反応して耐水堅牢な着色剤／定着剤複合体を作る。

＃９） UP-3/IV-2/OP-4：下刷り流体中のホウ酸塩がインクビヒクル中のPVAと相互反応して、架橋された高分子ネットワークを作り、これが物理的摩耗に対する抵抗性を向上させる。さらに、上刷り流体中のPEIが着色剤と相互反応して耐水堅牢な着色剤／定着剤複合体を作る。

各ケースにおいて上に挙げた例は、極端に単純化した調合を示しているが、本発明によって起こり得る相互反応を示すために必要である。理論に限定されることなく、第四級アミン錯体、カチオン界面活性剤、多価カチオン、又は酸さえ含み得る様々な種類の下刷り及び／又は上刷り流体を含むインクに於いて耐水堅牢性をもたらすことが可能である。しかし、結果として生じる印刷は、媒体表面へ向かって層状化されるため、非上刷り又は非下刷り材料と比較してはるかに物理的摩耗の影響を受けやすくなる。インクビヒクル、下刷りビヒクル及び／又は上刷りビヒクルに１つの成分としてPVAを添加することは、印刷された材料に被覆層を供与するか、又は媒体のセルロースファイバーとの水素結合によるより強力な相互反応を作り出して、媒体を横切るファイバーの移動効果を軽減することによって、物理的磨耗の影響を軽減する働きがある。この結果は、PVAがホウ酸塩と架橋した時はなおさら増強され、且つ、上記の諸例は、これらの成分が媒体上への適用への順序という観点で適用され得る様々な方法を示すためにのみ使用される。

次のデータは、耐水堅牢性と耐スミア堅牢性の観点から、本発明のシステムで得られる改善を示す。幾つかの異なった種類のPVAが使用され、様々な種類のポリマーによる改善が観察される。

移動量は、蛍光ペン（ハイライタペン(highlighter pen)）が、プリンタから取り出された後、５分間に渡ってドラッグ(drag)される標準化されたバーテストを使用して移動したｍＯＤとして記録され得る。着色剤の移動量が、その後、バーと記録されたｍＯＤ移動間で測定される。これを、表４及び表５に与えられたデータを有する２つのインクと２つの下刷り流体に関する表６及び図１に於いて示される。

このデータのセットで得られた値は、特定のPVAを含む「固定」剤を使用して得られた幾つかの読みから採られた平均である。下刷り／上刷り反応性流体は、本発明の初めに説明したように作成され、次の成分から成る：湿潤剤（０〜40重量％、好ましくは５〜30重量％、より好ましくは５〜20重量％）、界面活性剤（０〜20重量％、好ましくは0.5〜10重量％、より好ましくは0.5〜５重量％）；０〜20重量％、好ましくは１〜10重量％、より好ましくは１〜５重量％のカチオン界面活性剤；及び／又は０〜40重量％、好ましくは１〜20重量％、より好ましくは１〜10重量％の有機酸；--５重量％、好ましくは0.1〜２重量％、より好ましくは0.1〜0.5重量％の殺生物剤；及びIR又はUVの何れかで追跡でき且つ可視スペクトルで吸収を示さないトレーサー染料（０〜10重量％、好ましくは０〜５重量％、より好ましくは0.01〜１重量％）。

以下に本発明の好ましい実施態様を要約して示す。
１．少なくとも２つ又はより多くの流体を含んでなるインクジェット印刷用インクセットであって、
a) 前記流体の少なくとも１つ（流体Ａ）が、着色剤と水を含有し；且つ
b) 前記流体の少なくとも１つ（流体Ｂ）がポリビニルアルコールを含有する、インクセット。
２．少なくとも５つの流体を含み、前記５つの流体の１つが透明な流体であり、好ましくは、前記透明な流体が前記ポリビニルアルコールとポリエチレンイミンとを含む、上記１に記載のインクセット。
３．前記５つの流体の中の４つが、マゼンタ、イエロー、シアン、及びブラックから成る群から選択される着色剤を含み、且つ前記着色剤を含有する流体の少なくとも１つがホウ酸塩化合物も含む、上記２に記載のインクセット。
４．第６の流体を追加的に含む、上記２に記載のインクセット。
５．前記第６の流体が、ポリビニルアルコール及び好ましくはポリエチレンイミンを含有する、上記４に記載のインクセット。
６．前記第６の流体液が、ホウ酸塩化合物を含む、上記４に記載のインクセット。
７． a) ポリビニルアルコールを含む第１の流体（流体Ａ）を基体上に印刷するステップと；
b) 着色剤から成る第２の流体（流体Ｂ）を、流体Ａと接触するように印刷するステップと；且つ、好ましくは、c) 前記基体を熱に供するステップ、
を含む、インクジェット印刷の方法。
８．前記熱が、フューザーによって適用される、上記７に記載の方法。
９．流体Ｂが、ホウ酸塩含有化合物を含む、上記７に記載の方法。
１０．前記流体Ａが、流体Ｂの上に印刷される、上記７に記載の方法。
１１．前記流体Ａが、流体Ｂの下に印刷される、上記７に記載の方法。
１２．前記流体Ａが、流体Ｂの上と下の両方に印刷される、上記７に記載の方法。
１３．第３の流体、即ち流体Ｃを印刷する追加ステップを包含する、上記７に記載の方法。
１４．流体Ｃが透明である、上記１２に記載の方法。
１５．流体Ｃが、ホウ酸塩含有化合物を含む、上記１４に記載の方法。
１６．流体Ｃが、ポリエチレンイミンを含む、上記１４に記載の方法。
１７．前記流体Ｃが、流体Ａ及び流体Ｂの上に印刷される、上記１４に記載の方法。
１８．前記流体Ｃが、流体Ａ及び流体Ｂの下に印刷される、上記１４に記載の方法。

図１は、実施例におけるハイライタスミアのテストの結果のグラフを示す。

Claims

少なくとも２つ又はより多くの流体を含んでなるインクジェット印刷用インクセットであって、
a) 前記流体の少なくとも１つ（流体Ａ）が、アニオン染料及び顔料から選択される着色剤と水を含有し；且つ
b) 前記流体の少なくとも１つ（流体Ｂ）が透明な流体であり、ポリビニルアルコール及びポリエチレンイミンを含有し、
前記流体Ａがホウ酸塩化合物を含むか、又は別の流体がホウ酸塩化合物を含む、インクセット。
少なくとも５つの流体を含む、請求項１に記載のインクセット。
前記５つの流体の４つが、マゼンタ、イエロー、シアン、及びブラックから成る群から選択される着色剤を含み、且つ前記着色剤を含有する流体の少なくとも１つがホウ酸塩化合物を含む、請求項２に記載のインクセット。
第６の流体をさらに含む、請求項２に記載のインクセット。
前記第６の流体が、ポリビニルアルコール及びポリエチレンイミンを含有する、請求項４に記載のインクセット。
前記第６の流体が、ホウ酸塩化合物を含む、請求項４に記載のインクセット。
a) ポリビニルアルコール及びポリエチレンイミンを含む第１の流体（流体Ｂ）を基体上に印刷し、
b) アニオン染料及び顔料から選択される着色剤並びに水を含む第２の流体（流体Ａ）を、流体Ｂと接触するように印刷し、前記流体Ａがホウ酸塩化合物を含むか、又はホウ酸塩化合物を含む第３の流体が印刷され、
c) 前記基体を熱に供する
ステップを含む、インクジェット印刷方法。
前記熱が、加熱手段によって適用される、請求項７に記載の方法。
前記流体Ａが、ホウ酸塩含有化合物を含む、請求項７に記載の方法。
前記流体Ａが、流体Ｂの上に印刷される、請求項７に記載の方法。
前記流体Ａが、流体Ｂの下に印刷される、請求項７に記載の方法。
前記流体Ｂが、流体Ａの上と下の両方に印刷される、請求項７に記載の方法。
第３の流体（流体Ｃ）を印刷する追加のステップを包含する、請求項７に記載の方法。
前記流体Ｃが透明である、請求項１３に記載の方法。
前記流体Ｃが、流体Ａ及び流体Ｂの上に印刷される、請求項１４に記載の方法。
前記流体Ｃが、流体Ａ及び流体Ｂの下に印刷される、請求項１４に記載の方法。