JP7259352B2 - マゼンタ染料系インク組成物、インクセット、およびマゼンタ染料系インク組成物の印刷品質を向上させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の表面の彩度を最大化し、高コントラスト、望ましい色むら、および耐光性を提供する改良されたインク組成物に関するものであり、特に、マゼンタインクに関するものである。

インクジェット記録は、多くの市販品において使用される有利な印刷方法である。その利点は、小型、高速、低コスト、および様々な基板への適応性を含む。このようなインクジェット記録方法は、通常、染料系または顔料系のインクから得られるインクセットを使用する。可溶性着色剤を使用する染料系インクは、基板の表面にインクを浸透させることが要求される様々な印刷用途に適している。しかしながら、１つ、またはそれ以上の色が適切な色相角（hue angle）または色調、高コントラスト、および耐光性を提供することは困難である。インク配合物（ink formulation）中に類似する着色剤を組み合わせて使用することにより、染料系インクのコントラストを上げ、正確な色相角を提供しようと試みたが、望ましい結果は得られていない。

インクジェットシステムにおける着色剤の選択は、画像品質にとって重要である。シアン、マゼンタ、イエロー、グリーン、オレンジ等の色は、ピーク波長（λ－ｍａｘ）、吸収曲線の幅、および二次吸収の存在が重要である。着色剤は、インク受け基板（ink-receiving substrate）に印刷した後も高度の耐光性を有していなければならない。水性の染料系インクについては、受け基板上に十分な密度を生成することができ、且つ長期の保存期間において沈殿せずに安定した溶液を作製できるよう、染料は、十分に水に溶けるものでなければならない。染料系のインクを用いた高品質の写実的（photorealistic）インクジェット印刷は、鮮やかな色相と優れた光安定性の両方を提供する染料を必要とする。これらの要件全てを満たす染料、特に、マゼンタ染料を見つけるのは、困難である。

色測定の分野において、色相および明度（brightness）が色の基本的な知覚属性であることは周知である。色相は、知覚色レッド、イエロー、グリーン、およびブルーのうち、どの区域がその中の１つに類似して見えるか、またはその中の２つの比率に基づいて、視覚の属性として定義される。

ＣＩＥＬＡＢ色空間の観点から見ると、色相は、ｈ°＝ｔａｎ^－１（ｂ＊／ａ＊）に基づいて、色相角ｈ°によって数学的に定義され、ａ＊は、その色がどのくらい緑色または赤色であるかを測定したものであり、ｂ＊その色がどのくらい青色または黄色であるかを測定したものである。

明度は、どの区域が比較的多い、または少ない光を表しているように見えるかに基づいて、視覚の属性として定義される。ＣＩＥＬＡＢ色空間の観点から見ると、明度は、Ｃ＊＝（ａ＊^２＋ｂ＊^２）^１／２に基づいて、彩度（chroma）Ｃ＊によって数学的に定義される。

インクジェット印刷により高品質な写実的画像を製作するため、インクセットは、優れた色特徴を有する印刷画像を提供できるものでなければならない。具体的に説明すると、色相角は、ブルーレコードが約２７０、マゼンタレコードが約３４０から約３４２であるのが望ましい。また、特にレッドレコードの彩度（鮮明性（vividness）とも称す）を最大化することも望ましい。特に、マゼンタインクは、７５よりも大きいＣ＊が望ましい。

色差（color difference）は、サンプルの色と基準の数値比較として定義することができる。絶対色座標における差をデルタ（delta）（Δ）と称す。式は、２色間の差を計算して不一致を識別するために使用され、ユーザーが製品の色をより効果的に制御できるようにする。

国際照明委員会（Commission Internationale de l'Eclairage, CIE）によって赤色と緑色の２色、または黄色と青色の２色は同時に知覚することができないという反対色説（color-opponent theory）が定義された後、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間がモデル化された。下記に示すように、Ｌ＊は、明るさ（lightness）を示し、ａ＊は、赤色／緑色座標であり、ｂ＊は、黄色／青色座標である。Ｌ＊、ａ＊、およびｂ＊のデルタ（ΔＬ＊、Δａ＊、およびΔｂ＊）は、正（＋）であっても、負（－）であってもよい。しかしながら、差の合計、つまり、デルタＥ（ΔＥ＊）は、常に正である。マゼンタインクは、特に、Ｌ＊が５０より小さいのが望ましい。

ここで使用するΔＬ＊は、基準と比較したサンプルの明るさおよび暗さにおける差（サンプルのＬ＊引く基準のＬ＊）を意味し、正のΔＬ＊は比較的明るく、負のΔＬ＊は比較的暗い。

ここで使用するΔａ＊は、基準と比較したサンプルの赤色と緑色の間の差（ａ＊サンプル引くａ＊基準）を意味し、正のΔａ＊は、より赤味がかった色で、負のΔａ＊は、より緑味がかった色である。

ここで使用するΔｂ＊は、基準と比較したサンプルの黄色と青色の間の差（ｂ＊サンプル引くｂ＊基準）を意味し、正のΔｂ＊は、より黄色味がかった色で、負のΔｂ＊は、より青味がかった色である。

ここで使用するΔＥ＊は、サンプルが時間とともに色褪せた時のサンプルの色差の合計である。したがって、ここで使用するΔＥ＊は、インクの耐光性を示す。マゼンタインクは、特に、ΔＥ＊が５より小さいのが望ましい。

これら全ての座標間の色差合計を決定するためには、下記の式を使用する。

耐色性のマゼンタ染料系インクは、基板に印刷する時、特に２つの厄介な品質を有する：つまり、（１）印刷されたマゼンタインクの色相角（ｈ）は、赤い色調の方に向く、（２）印刷されたインクは、高いＬ＊を有するため、不必要に低コントラストの画像を提供する。したがって、インクの耐光性を犠牲にせずに望ましい色相角と高コントラストの画像を提供することのできるインクセット、特に、マゼンタ染料系インクが必要である。

上述した点から、本発明の実施形態は、マゼンタ染料系インク組成物、インクセット、およびマゼンタ染料系インク組成物の印刷品質を向上させることのできる方法を提供する。マゼンタ染料系インク組成物は、１つまたはそれ以上のレッド染料、および少量であるが有効量のブラック染料を含む。マゼンタ染料系インク組成物中のレッド染料とブラック染料の重量比は、約２０：１～約１００：１である。

本発明の別の実施形態は、マゼンタ染料系インク組成物の印刷品質を向上させる方法を提供する。この方法は、１つまたはそれ以上のレッド染料を提供することと、１つまたはそれ以上のレッド染料と少量のブラック染料をレッド染料対ブラック染料が約２０：１～約５０：１の重量比で混合して、マゼンタ染料系インク組成物を提供することを含む。

いくつかの実施形態において、ブラック染料の量は、マゼンタ染料系インク組成物の合計重量に対し、約０．０５～約０．２５重量％の範囲である。

別の実施形態において、ブラック染料は、青味を帯びた耐光性ブラック染料である。いくつかの実施形態において、ブラック染料は、アゾ直接染料ブラックである。

別の実施形態において、レッド染料は、アシッドレッド染料、アントラピリドンジスルホン酸（anthrapyridone disulfonic acid）染料、ピリジンアゾ（pyridine azo）染料、およびその混合物からなる群より選択される。

いくつかの実施形態において、マゼンタ染料系インク組成物は、さらに、潤滑剤（humectant）、溶媒、浸透剤（penetrant）、界面活性剤、および水を含む。

いくつかの実施形態において、潤滑剤の量は約１０～約３０重量％の範囲であり、溶媒の量は約０～約１０重量％の範囲であり、浸透剤の量は約０～約５重量％の範囲であり、界面活性剤の量は約０～約２重量％の範囲であり、水の量は約６０～約９０重量％の範囲である。

本発明の他の実施形態は、シアンインク組成物、イエローインク組成物、およびマゼンタ染料系インク組成物を含有するインクセットを含み、マゼンタインク染料系組成物は、マゼンタインク染料系組成物の印刷品質を向上させるのに十分な１つまたはそれ以上のレッド染料および少量の有効量のブラック染料を含む。

本発明の実施形態の利点は、インクセットが、ブラック染料を含まないマゼンタインク組成物と比較して、実質的に向上した画像コントラストおよび望ましい色むらを表すことである。

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。

添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

基板上のマゼンタ印刷画像の画像強度のグラフ表示である。 基板上のマゼンタ印刷画像の赤味および青味のグラフ表示である。 様々なブラック染料の耐光性を比較したグラフ表示である。

本発明の実施形態において使用することのできる染料は、例えば、酸性（Acid）、直接（Direct）、食用（Food）、および反応（Reactive）染料等のインクジェットインクに通常使用される染料であり、いずれも本発明の着色剤として使用するのに適している。本質的に、記録媒体にカラー可視画像を形成することのできる任意の染料を使用することができる。

このような染料の例は、ニトロ（nitro）染料、ニトロソ（nitroso）染料、モノアゾ（mono-azo）、ジアゾ（di-azo）、ポリアゾ（poly-azo）等のアゾ（azo）染料、媒染（mordant）染料、ホルマザン銅錯体（formazan copper complex）、ピラゾロン（pyrazolone）、およびスチルベン（stilbene）等の予備形成された金属錯体、チアゾール（thiazole）、ジフェニルメタン（diphenylmethane）、トリフェニルメタン（triphenylmethane）、キサンテン（xanthene）、クリジン（cridine）、アジン（azine）、オキサジン（oxazine）、チアジン（thiazine）、キニーネ（quinine）、およびインジゴイド（indigoid）を含むが、本発明はこれに限定されない。特に、染料は、水溶性であることが好ましい。

ブラック染料の例は、Ｃ．Ｉ．（カラーインデックス（color index））ダイレクトブラック２、４、９、１１、１４、１７、１９、２２、２７、３２、３６、４１、４８、５１、５６、６２、７１、７４、７５、７７、７８、８０、１０５、１０６、１０７、１０８、１１２、１１３、１１７、１３２、１４６、１５４、１６８、１７１、および１９４等の直接染料を含むが、本発明はこれに限定されない。使用可能な他のブラック染料は、ダイレクトブラック１５４およびダイレクトブラック１６８を含む。Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、２、７、１６、１７、２４、２６、２８、３１、４１、４８、５２、５８、６０、６３、９４、１０７、１０９、１１２、１１８、１１９、１２１、１２２、１３１、１５５、および１５６等の酸性染料を使用してもよい。また、ブラック染料は、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２および８等の塩基性染料、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック１、３、５、６、８、１２、および１４等の反応染料、およびＣ．Ｉ．フードブラック１および２等の食用色素から選択することができる。したがって、他のブラック染料は、アメリカ合衆国ニュージャージー州パラマス（Paramus）にあるイルフォード・イメージング（Ilford Imaging USA, Inc.）社から入手可能なイルフォード（ILFORD）Ｋ－１３３４、イルフォードＫ－１３３２、ファストブラック（Fast Black）、バスアシッドブラック（Basacid Black）Ｘ３８、ベイスクリプトスペシャルブラック（Bayscript Special Black）ＳＰ、ＪＰＤ ＬＭＢＫ－００１（東京にある日本化薬株式会社のアゾダイレクトブラック）、および富士フイルムイメージングカラーラント（Fujifilm Imaging Colorants, Ltd.）社のＰＲＯ－ＪＥＴ ＣＢＡブラック等のアゾブラック染料を含む。

マゼンタ染料の例は、ＪＰＤ ＬＭ－１リキッド（東京にある日本化薬株式会社のアントラピリドンジスルホン酸（anthrapyridone disulfonic acid）マゼンタ染料）、および米国特許第５，２５４，１６０号に開示されたマゼンタ染料を含むが、本発明はこれに限定されない。他のマゼンタ染料は、アシッドレッド３５、アシッドレッド５２、アシッドレッド８１、アシッドレッド２４９、アシッドレッド２８９、ダイレクトレッド２８９、ダイレクトレッド２２７、ダイレクトバイオレット１０７、プロジェクト（PROJET）マゼンタ２、プロジェクトマゼンタ３ＢＯＡ、デュアシン（DUASYN）マゼンタＮＭ－ＳＦ、イルフォードＭ３７７、１－（２，４－キシリルアゾ）－２－ナフトール－３，６－ジスルホン酸ジナトリウム塩（1-(2,4-xylylazo)-2-naphthol-3,6-disulphonic acid disodium salt）（アシッドレッド２６）；３－ヒドロキシ－４－（４－スルホナト－１－ナフチルアゾ）－２，７－ナフタレンジスルホン酸三ナトリウム（trisodium 3-hydroxy-4-(4-sulfonato-1-naphthylazo)-2,7-naphthalenedisulfonate）（アシッドレッド２７）；７－ナフタレンジスルホン酸（7-naphthalenedisulfonicacid）、４－アミノ－５－ヒドロキシ－６－フェニルアゾ－ジナトリウム塩（4-amino-5-hydroxy-6-phenylazo-disodium salt）（アシッドレッド３３）；スルホローダミンＢモノナトリウム塩（sulforhodamine B monosodium salt）（アシッドレッド５２）；２－（２，４，５，７－テトラブロモ－６－ヒドロキシ－３－オキソ－３ｈ－キサンテン－９－イル）－安息香酸二ナトリウム（2-(2,4,5,7-tetrabromo-6-hydroxy-3-oxo-3h-xanthen-9-yl)-benzoic acid disodium）（アシッドレッド８７）；２’，４’，５’，７’－テトラブロモ－４，５，６，７－テトラクロロ－フルオレセイン二ナトリウム塩（2',4',5',7'-tetrabromo-4,5,6,7-tetrachloro-fluoresceidisodium salt）（アシッドレッド９２）；４，５，６，７－テトラクロロ２’，４’，５’，７’－テトラヨード－フルオレセイン二ナトリウム塩（4,5,6,7-tetrachloro-2',4',5',7'-tetraiodo-fluoresceidisodium salt）（アシッドレッド９４）；およびキサンチリウム，９－（２－カルボキシフェニル）－３－［（２－メチルフェニル）アミノ］－６－［（２－メチル－４－スルホフェニル）アミノ］－ヒドロキシド，分子内塩，モノナトリウム塩（xanthylium, 9-(2-carboxyphenyl)-3-[(2-methylphenyl)amino]-6-[(2-methyl-4-sulfophenyl)amino]-hydroxide, inner salt, monosodium salt）（アシッドバイオレッド９）、ＩＪＩＮＫＭ－００１ ＳＬＫ（日本の富士フイルムイメージングカラーラント社のピリジンアゾ染料）、およびその組み合わせから選択することができる。

イエロー染料の例は、日本イエローＪＰＤ ＬＭ－ＮＬリキッド、ダイレクトイエロー１３２、ダイレクトイエロー８６、アシッドイエロー４２、アシッドイエロー１７、ダイレクトイエロー４４、ダイレクトイエロー５０、ダイレクトイエロー８６、ダイレクトイエロー１７３、プロジェクトファストイエロー２、プロジェクトイエロー７４６、イルフォードＹ１１８９、２，４－ジニトロ－１－ナフトール－７－スルホ二ナトリウム塩（2,4-dinitro-1-naphthol-7-sulfo disodium salt）（アシッドイエロー１）；ベンゼンスルホン酸（benzenesulfonic acid）、４－４，５－ジヒドロ－３－メチル－５－オキソ－４－（フェニルアゾ）－１Ｈ－ピラゾール－１－イル－，ナトリウム塩（4-4,5-dihydro-3-methyl-5-oxo-4-(phenylazo)-1H-pyrazol-1-yl-,sodium salt）（アシッドイエロー１１）：１Ｈ－ピラゾール－３－カルボン酸（1H-Pyrazole-3-carboxylic acid）、４，５－ジヒドロ－５－オキソ－１－（４－スルホフェニル）－４－［４－スルホフェニルアゾ］－，三ナトリウム塩（4,5-dihydro-5-oxo-1-(4-sulfophenyl)-4-[(4-sulfophenyl)azo]-,trisodium salt）（アシッドイエロー２３）；５－クロロ－２－（５－ヒドロキシ－３－メチル－４－（４－（（４－メチルフェニル）スルホニルオキシ）フェニルアゾ）－ピラゾール－１－イル）ベンゼンスルホネートナトリウム（Sodium 5-chloro-2-(5-hydroxy-3-methyl-4-(4-((4-methylphenyl)sulphonyloxy)phenylazo)-pyrazol-1-yl)benzenesulphonate）（アシッドイエロー４０）；および９－（ｏ－カルボキシフェニル）－６－ヒドロキシ－３ｈ－キサンテン－３－オン，二ナトリウム塩（9-(o-carboxyphenyl)-6-hydroxy-3h-xanthen-3-one,disodiumsalt）（アシッドイエロー７３）、およびその混合物を含むが、本発明はこれに限定されない。

シアン染料の例は、フジプロジェクトシアン（Fuji PROJET Cyan）ＧＬＦ、日本シアンＪＰＤＬＭ－１リキッド、ベンゼンメタンアミニウム，Ｎ－エチル－Ｎ－［４－［［４－［エチル［（３－スルホフェニル）メチル］アミノ］フェニル］（４－ヒドロキシ－２－スルホフェニル）メチレン］－２，５－シクロ－ヘキサジエン－１－イリデン］－３－スルホ－，分子内塩，二ナトリウム塩（benzenemethanaminium, N-ethyl-N-[4-[[4-[ethyl[(3-sulfophenyl)methyl]amino]phenyl](4-hydroxy-2-sulfophenyl)methylene]-2,5-cyclo-hexadien-1-ylidene]-3-sulfo-,inner salt, disodium salt）（フードブルー２）；１－アミノ－９，１０－ジオキソ－４－フェニルアミノアントラセン－２－スルホネートナトリウム（sodium 1-amino-9,10-dioxo-4-phenylaminoanthracene-2-sulphonate）（アシッドブルー５）；ベンゼンメタンアミニウム，Ｎ－エチル－Ｎ－［４－［［４－［エチル［（３－スルホフェニル）メチル］－アミノ］フェニル］（２－スルホフェニル）メチレン］－２，５－シクロヘキサジエン－１－イリデン］－３－スルホ－，分子内塩，二アンモニウム塩（benzenemethanaminium, N-ethyl-N-[4-[[4-[ethyl[(3-sulfophenyl)methyl]-amino]phenyl](2-sulfophenyl)methylene]-2,5-cy-clohexadien-1-ylidene]-3-sulfo-,inner salt, diammonium salt）（アシッドブルー９）；およびベンゼンメタンアミニウム，Ｎ－［４－［［４－［（４－エトキシ－フェニル）アミノ］フェニル］［４－［エチル［（３－スルホフェニル）－メチル］アミノ］－２メチルフェニル］メチレン］－３－メチル－２，５－シクロゲキサジエン－１－イリデン］－Ｎ－エチル－３－スルホ－，分子内塩，モノナトリウム塩（benzenemethanaminium,N-[4-[[4-[(4-ethoxy-phenyl)amino]phenyl][4-[ethyl[(3-sulfophenyl)-methyl]amino]-2-methylphenyl]methylene]-3-methyl-2,5-cyclohexadien-1-ylidene]-N-ethyl-3-sulfo-, inner salt, monosodium salt）（ブリリアントブルー）、およびその混合物を含むが、本発明はこれに限定されない。

インクセットにおける各インク組成物は、ジプロピレングリコール（dipropylene glycol）、トリプロピレングリコール（tripropylene glycol）、トリエチレングリコール（triethylene glycol）、テトラエチレングリコール（tetraethylene glycol）、１，（２，－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドン（1,(2,-hydroxyethyl)-2-pyrrolidone）、トリメチロールプロパン（trimethylolpropane）、１，２－プロパンジオール（1,2-propanediol）、１，３－プロパンジオール、１，５－プロパンジオール、２－ピロリドン（2-pyrrolidone）、ポリエチレングリコール（polyethylene glycol）、ジエチレングリコール（diethylene glycol）、トリエチレングリコール（triethylene glycol）、テトラエチレングリコール（tetraethylene glycol）、２，２－チオジエタノール（2,2-thiodiethanol）、およびその混合物からなる群より選ばれた潤滑剤（humectant）；および１，２－ヘキサンジオール（1,2-hexandiol）、ヘキシルカルビトール（hexyl carbitol）、ジエチレングリコールブチルエーテル（diethylene glycol butyl ether）、ジエチレングリコールベンジルエーテル（diethylene glycol benzyl ether）、ｎ－プロピルアルコール（n-propyl alcohol）、第二級アルコールエトキシレート（secondary alcohol ethoxylate）、エトキシル化したアセチレンジオール（ethoxylated acetylenic diol）、ポリアルキレンオキシド変性ヘプタメチルトリシロキサン（polyalkyleneoxide modified heptamethyltrisiloxane）、およびその混合物からなる群より選ばれた潤滑剤を含むことができる。特に好ましい潤滑剤は、数平均分子量が約４００（ＰＥＧ４００）のポリエチレングリコールと２－ピロリドンの混合物である。インク組成物中のＰＥＧ４００の量は、インク組成物の合計重量に対し、好ましくは、約３～約１０重量％の範囲であり、最も好ましくは、約７～約８重量％の範囲である。インク組成物中の２－ピロリドンの量も、インク組成物の合計重量に対し、好ましくは、約３～約１０重量％の範囲であり、最も好ましくは、約７～約８重量％の範囲である。

本発明に係るインク組成物は、インク組成物の主要部分であるインク媒体（ink vehicle）または分散媒（carrier fluid）も含む。インク組成物中のインク媒体の量は、一般的に、インク組成物の合計重量に対し、約６０～約８０重量％の範囲である。特に適切なインク媒体は、脱イオン水であるが、本実施形態は、インク媒体として水を使用することに限定されないため、有機系インク媒体で作られたインク組成物および有機系インク媒体と水の混合物を含んでもよい。

適切な担体混合物の選択は、例えば、所望の表面張力および粘度を含む特定の応用条件、選択した着色剤の組み合わせ、所望のインクの乾燥時間、およびインクを印刷する紙の種類によって決まる。選択できる水溶性有機溶媒の代表例は、（１）メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ－プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ－ブチルアルコール、ｓｅｃ－ブチルアルコール、ｔ－ブチルアルコール、イソ－ブチルアルコール、フルフリル（furfuryl）アルコール、およびテトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール；（２）アセトン、メチルエチルケトン、およびジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコール；（３）テトラヒドロフラン（tetrahydrofuran）およびジオキサン（dioxane）等のエーテル；（４）酢酸エチル、乳酸エチル、炭酸エチレン、および炭酸プロピレン等のエステル；（５）エチレングリコール、ジ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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセロール（glycerol）、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、１，２，６－ヘキサントリオール、およびチオジグリコール等の多価アルコール；（６）エチレングリコールモノメチル（またはモノエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（またはモノエチル）エーテル、プロピレングリコールモノメチル（またはモノエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（またはモノエチル）エーテル、およびジエチレングリコールジメチル（またはジエチル）エーテル等のアルキレングリコールから誘導された低級アルキルモノ－またはジ－エーテル；（７）ピロリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、および１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン等の窒素含有環式化合物；および（８）ジメチルスルホキシドおよびテトラメチレンスルホン等の硫黄含有化合物を含む。他の有用な有機溶媒は、ラクトン（lactone）およびラクタム（lactam）を含む。適切な置換または非置換のラクタムの例は、２－ピロリドン、１－メチル２－ピロリドン、およびＮ－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンを含む。

共溶媒は、一般的に、約５～約３０重量％の量で存在し、より好ましくは、約１０～約３０重量％であり、ここで包含される全ての範囲を含む。上記の内容からわかるように、共溶媒の量は、一部、インクの別の組成物によって決まる。

ここで説明したインク組成物の別の成分は、浸透剤である。浸透剤は、１，２－ヘキサンジオール、ヘキシルカルビトール、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールベンジルエーテル、ｎ－プロピルアルコール、コネチカット州ダンベリーのユニオンカーバイド（Union Carbide）から入手可能なタージトール（TERGITOL）１５－Ｓ－７およびタージトール１５－Ｓ－９等の第二級アルコールエトキシレート、ペンシルベニア州アレンタウンのエアープロダクツ・アンド・ケミカルズ（Air Products and Chemicals, Inc.）社から入手可能なサーフィノール（SURFYNOL）４６５およびサーフィノール４８５等のエトキシル化したアセチレンジオール、コロラド州グリーリーのラブランド・インダストリーズ（Loveland Industries, Inc.）社から入手可能なシルウェット（SILWET）Ｌ等のポリアルキレンオキシド変性ヘプタメチルトリシロキサン、およびその混合物からなる群より選択することができる。特に好ましい浸透剤は、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（ｎ－ヘキシルカルビトール）と１，２－ヘキサンジオールの混合物である。インク組成物中のヘキシルカルビトールの好ましい量は、インク組成物の合計重量に対し、約０．１～約１．０重量％の範囲であり、最も好ましくは、約０．３～約０．５重量％の範囲である。インク組成物中のヘキサンジオールの量は、インク組成物の合計重量に対し、約０．５～約５重量％の範囲であるのが好ましく、最も好ましくは、約１～約３重量％の範囲である。

他の従来の添加剤、例えば、殺生物剤（biocide）、防カビ剤（mildew proofing agent）、ｐＨ調整剤、抗酸化剤、伝導性改良剤（conductivity modifiers）、界面活性剤、キレート剤（chelating agent）、粘度調整剤、および酸素吸収剤をインク組成物に含んでもよい。殺生物剤の具体例は、安息香酸ナトリウム（sodium benzoate）、ペンタクロロフェノールナトリウム（sodium pentacholorphenol）、ナトリウム２－ピリジンチオール－１－オキシド（sodium 2-pyridinethiol-1-oxide）、デヒドロ酢酸ナトリウム（sodium dehydroactate）、および１，２－ベンズイソチアゾリン－３－オン（1,2-benzisothiazolin-3-one）（プロキセル（PROXEL）ＧＸＬ）を含む。

例えば、シルウェット等の界面活性剤を追加して、インクの表面張力を変更し、インクの紙への浸透を制御してもよい。このような界面活性剤は、インク組成物中に含まれるものであって、分散剤の成分ではない。適切な界面活性剤は、非イオン性、両性、イオン性の界面活性剤を含み、好ましい界面活性剤は、アルキル硫酸、ノニルフェニルポリエチレングリコール（nonyl phenyl polyethylene glycol）、シルウェット（ＯＳＩシーラント（OSI Sealants, Inc.））、タージトール（ユニオンカーバイド）、およびサーフィノール（エアープロダクツ・アンド・ケミカルズ）を含む。

例えば、エチレンジアミンテトラアセテート（ethylene diamine tetraacetate, EDTA）等のキレート剤を追加して、金属またはアルカリ金属イオン汚染物質または不純物からの有害作用を防ぐことができる。一般的に、キレート剤は、約０．１～約１．０重量％の量で組成物に追加される。

また、例えば、１，２－ベンズ－イソチアゾリン－３－オンをインクに追加して、微生物の成長を防止または抑制することができる。好ましい殺生物剤は、デラウェア州ウィルミントンのアビシア（Avecia, Inc.）社から入手可能なプロキセルＱ’ＧＸＬである。一般的に、約０．１～約１．９重量％の殺生物剤が有効であり、好ましくは、約０．１～約０．２重量％である。

緩衝材（好ましくは、水酸化カリウム）を追加して、インクに対し所望のｐＨを調整または維持することができる。上記で説明したように、緩衝材の量は、インク中の他の成分によって決まる。しかしながら、少量の緩衝材（例えば、約０．０１～約０．３重量％）をインクに追加することが有用であることがわかっている。

インク組成物を提供するための成分の追加順は、本発明において特に限定されない。しかしながら、配合を行う好ましい順番は、顔料濃縮液として染料および顔料を水に追加し、その後、他の成分、すなわち、潤滑剤、浸透剤、および殺生物剤を染料と顔料の混合物に追加する。上記成分をよく混合して、インク組成物を提供する。

本発明のインクは、本質的に、インクジェットインクを作製するための任意のプロセスによって作製することができる。例示的インクを作製するための好ましい手順は、以下の通りである：潤滑剤、浸透剤、および殺生物剤をＤＩ水に追加して、２０分間混合する。その後、顔料濃縮液（分散剤用）および／または染料をゆっくり追加して、さらに２０分間混合する。混合している間、ｐＨ緩衝材でインクのｐＨを約８．２～約８．５に調整する。そして、インクを一連のフィルタでフィルタリングし、最終フィルタを０．２２ミクロンにする。

一般的に、上記の染料は、各インクジェットインク組成物の約０．２～約１０重量％、好ましくは、約１～約５重量％を構成する。マゼンタインク組成物は、染料混合物が水溶性のマゼンタアントラピリドン染料の約２０～約６０重量％、好ましくは、約３０～約５０重量％、およびブラック染料の約０．０５～約０．２５重量％を構成する。

本発明において使用した一般的なインク組成物は、例えば、以下の成分で構成される：着色剤（０．０５～２０重量％）、水（２０～９５重量％）、潤滑剤（５～７０重量％）、水混和性共溶剤（２～２０重量％）、界面活性剤（０．１～１０重量％）、殺生物剤（０．０５～５重量％）、およびｐＨ調整剤（０．１～１０重量％）。

いくつかの実施形態において、例えば、本発明のマゼンタ染料系インク組成物において、潤滑剤の量は、約１０～約３０重量％の範囲であり、溶媒の量は、約０～約１０重量％の範囲であり、浸透剤の量は、約０～約５重量％の範囲であり、界面活性剤の量は、約０～約２重量％の範囲であり、水の量は、約６０～約９０重量％の範囲である。

代表的な染料インク配合物を下記の表に示す。

本実施形態が提供するインクジェットインク組成物において選択的に存在可能な追加の添加剤は、濃厚剤（thickener）、導電性向上剤（conductivity enhancing agent）、耐コゲーション剤（anti-kogation agents）、乾燥剤（drying agent）、防食剤（anti-corrosion agent）、および消泡剤（defoamer）を含むが、本発明はこれに限定されない。

ここで説明するインクジェットインクセットは、インクジェットプリンタのプリントヘッドの複数のノズルまたは開口部からインク滴を吐出することによって、液体インク滴をインク受け層基板に管理された方法で塗布するインクジェット印刷において使用することができる。

市販のインクジェットプリンタは、いくつかの異なる機構を使用してインク滴の沈殿を制御する。このような機構には、一般的に、連続流れ式（continuous stream）およびドロップオンデマンド式（drop-on-demand）の２つのタイプがある。

ドロップオンデマンド式システムにおいては、インクの液滴は、例えば、デジタルデータ信号に基づいて制御される圧電素子、音響装置、または熱工程によって生じる圧力によって、開口部から直接インク受け層の位置に向かって吐出される。インク液滴は、必要ない限り、プリントヘッドの開口部から生成および吐出されない。インクジェット印刷方法および関連プリンタは市販のものであるため、ここでは詳しい説明を省略する。

本発明において使用するインクジェットインクセットは、熱性または圧電性のドロップオンデマンド式プリンタおよび連続式インクジェットプリンタを含む大衆向けの任意のインクジェット印刷システムにおいて使用することができる。もちろん、特定のインク配合物は、インクジェット印刷システムの種類によって変わる。

インクジェット印刷において有用なインク受け基板は、本分野の技術者にとって周知である。このような基板の代表例は、米国特許第５，６０５，７５０号；第５，７２３，２１１号；および第５，７８９，０７０号、ならびにＥＰ８１３９７８Ａ１において開示されており、その開示をここに参考として組み入れる。本発明の好ましい実施形態において、インク受け層は、Ｂｅｒｍｅｌらの同時係属中の出願第０９７７０，８１４において開示されているように、アルミナを含み、その開示をここに参考として組み入れる。別の好ましい実施形態において、インク受け層は、約７よりも少ない表面ｐＨを有する。

図１を参照すると、基準（Ｓ）とマゼンタインクのコントラストまたは暗さの品質の比較を示したものであり、インクＡは、ブラック染料を含まず、インクＢは、マゼンタインク組成物の合計重量％に対して０．２重量％のブラック染料を含む。理想的には、Ｌ＊の値が低くなれば低くなるほど、画像のコントラストまたは暗さが高くなる。この場合、レッド染料とブラック染料の混合物を含むインクＢは、基準Ｓとほぼ同じ暗さまたは画像コントラストを有する。

図２は、マゼンタインク組成物（インクＢ）とブラック染料を含まないインクＡおよび基準Ｓのａ＊ｂ＊値または青味の比較を示したものである。図のように、インクＢは、マゼンタインクの青味に関して、基準Ｓに近い。

下記の表は、色相角、明度または彩度、コントラスト、および耐光性に関するマゼンタ染料の特製の比較を提供したものである。表において、適切なマゼンタインクの望ましい特性を列記する。

上記の表２に示すように、単独で使用したレッド染料は、どれも望ましい特性の全てを提供しなかった。

下記の表は、マゼンタインク組成物の特性を向上させるためのレッド染料の混合物を示したものである。表３のマゼンタインク組成物は、いずれも３４０～３４２の色相角および７５よりも大きい彩度（Ｃ＊）を有する。

上記の表３に示すように、どのインク組成物も適切な耐光性を有しておらず、いくつかの組成物は、コントラストがぎりぎりの範囲である。

下記の表は、レッド染料とブラック染料の混合物を提供したものである。表４のマゼンタインク組成物は、いずれも３４０～３４２の望ましい色相角、７５よりも大きい彩度（Ｃ＊）、および５０より少ないコントラスト（Ｌ＊）を有する。

上記の表に示したように、ファストブラック２染料は、コントラスト（Ｌ＊）を向上させるが、マゼンタインク組成物の耐光性を向上させていない。

マゼンタインク組成物の耐光性を向上させるため、ＣＩＥ標準光源Ｆ２のシミュレーションを行う白色蛍光ランプ（cool white fluorescent, CWF）ライトを使用して、様々な他のブラック染料を試験した。ブラック染料の耐光性の比較を図３に示す。図３において、ＢＫ１は、ＦＡＳＴＫ１であり、ＢＫ２は、ファストブラック２であり、ＢＫ３は、ダイレクトブラック１６８であり、ＢＫ４は、ＰＲＯ－ＪＥＴ ＣＢＡであり、ＢＫ５は、ＪＰＤ ＬＭＢＫ－００１である。図のように、ＢＫ５は、ＣＷＦライトに８０時間以上露光した後、最も低いΔＥを有するため、試験したブラック染料の中でＢＫ５が最も優れた耐光性を有することを示している。

図５は、ＰＲＯ－ＪＥＴ ＣＢＡおよびＪＰＤ ＬＭＢＫ－００１ブラック染料を含むマゼンタインク組成物の耐光性の比較を示したものである。

上記の表における全てのインク組成物は、３４０～３４２の望ましい色相角、７５よりも大きい彩度（Ｃ＊）、５０より少ないコントラスト（Ｌ＊）、および５よりも小さい望ましい耐光性ΔＥを有する。ＪＰＤ ＬＭＢＫ－００１は、ＰＲＯ－ＪＥＴ ＣＢＡと比較して青っぽい色合いを有する。マゼンタ染料と少量のブラック染料を含むマゼンタインク組成物が耐光性のインク組成物を提供し、且つ全ての他の重要なインク特性を有することは意外であり、全く予想外であった。

上記の結果から見ると、青味がかったブラック染料の使用がマゼンタ染料と組み合わせて使用するには最も望ましいブラック染料である。特に有用なブラック染料は、下記の特性を有することができる：
２５６～２７４の範囲の色相角
９～１４の範囲の彩度（Ｃ＊）
７～３２の範囲のコントラスト（Ｌ＊）
１７～３１の範囲の耐光性（ΔＥ）

したがって、代表的なマゼンタインク組成物は、インク組成物の色、印刷品質、および耐光性の均衡を保つために、下記の染料を含むことができる：
ＩＪＩＮＫＭ－００１ ＳＬＫ
アシッドレッド２４９
アシッドレッド２８９
アシッドレッド５２
ＪＰＤ ＬＭＢＫ－００１

上記の結果は、本発明において使用したインクジェットインクセットがブラック染料を含有するマゼンタ染料混合物を含むことにより、望ましい色相角、コントラスト、および耐光性を有するマゼンタインク組成物を提供することを示している。

本発明の実施形態において修正および／または変更が可能であることは、上記説明から考慮され、当業者にとって明らかである。したがって、上記記載は、限定するものではなく、単に好ましい実施形態の例示であり、本発明の真の精神および範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して決定されることが、明確に意図される。

本発明は、基板の表面の彩度を最大化し、高コントラスト、望ましい色むら、および耐光性を提供する改良されたマゼンタ染料系インク組成物、インクセット、およびマゼンタ染料系インク組成物の印刷品質を向上させる方法に関するものである。

Claims (9)

1. レッド染料およびブラック染料を含み、インク組成物中の前記レッド染料と前記ブラック染料の重量比が、２０：１～１００：１であり、
   前記ブラック染料が、２５６～２７４の範囲の色相角を有する青味を帯び、且つ、１７～３１の範囲の耐光性を有するブラック染料からなる群より選択され、
   前記ブラック染料が、アゾ直接染料ブラックを含み、
   前記レッド染料が、アシッドレッド染料、アントラピリドンジスルホン酸染料、ピリジンアゾ染料、およびその混合物からなる群より選択される
   マゼンタ染料系インク組成物。
2. 前記ブラック染料の量が、前記インク組成物の合計重量に対し、０．０５～０．２５重量％の範囲である
   請求項１に記載のマゼンタ染料系インク組成物。
3. 前記レッド染料の混合物を含む
   請求項１又は請求項２に記載のマゼンタ染料系インク組成物。
4. 潤滑剤、溶媒、浸透剤、界面活性剤、および水をさらに含む
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマゼンタ染料系インク組成物。
5. 前記潤滑剤の量が１０～３０重量％の範囲であり、前記溶媒の量が０～１０重量％の範囲であり、前記浸透剤の量が０～５重量％の範囲であり、前記界面活性剤の量が０～２重量％の範囲であり、および前記水の量が６０～９０重量％の範囲である
   請求項４に記載のマゼンタ染料系インク組成物。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項の前記マゼンタ染料系インク組成物、シアンインク組成物、イエローインク組成物を含む
   インクセット。
7. マゼンタ染料系インク組成物の印刷品質を向上させる方法であって、
   レッド染料を提供することと、
   前記レッド染料とブラック染料を前記レッド染料対前記ブラック染料が２０：１～１００：１の重量比で混合して、前記マゼンタ染料系インク組成物を提供することと、
   を含み、
   前記ブラック染料が、２５６～２７４の範囲の色相角を有する青味を帯び、且つ、１７～３１の範囲の耐光性を有するブラック染料からなる群より選択され、
   前記ブラック染料が、アゾ直接染料ブラックを含み、
   前記レッド染料が、アシッドレッド染料、アントラピリドンジスルホン酸染料、ピリジンアゾ染料、およびその混合物からなる群より選択される
   方法。
8. 前記マゼンタ染料系インク組成物中の前記ブラック染料の量が、インク組成物の合計重量に対し、０．０５～０．２５重量％の範囲である
   請求項７に記載の方法。
9. 潤滑剤、溶媒、浸透剤、界面活性剤、および水を前記マゼンタ染料系インク組成物と混合することをさらに含む
   請求項７又は請求項８に記載の方法。

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