JPH05132643A

JPH05132643A - インクジエツト用インクのカラーブリードの軽減方法

Info

Publication number: JPH05132643A
Application number: JP4122680A
Authority: JP
Inventors: John R Moffat; アールモフアツトジヨン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-05-28
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: EP0509688A1; DE69211412D1; HK18497A; US5116409A; CA2060598A1; EP0509688B1; CA2060598C; JP3197057B2; DE69211412T2

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット印刷、特に熱インクジェット
印刷用インクのカラーブリードの軽減方法を提供する。【構成】（ａ）ビヒクルと（ｂ）０．１〜１０ｗｔ％
の少なくとも１つの水溶性染料とからなり、ビヒクルが
ミセルの臨界的濃度と少なくとも等量の、両イオン性
界面活性剤及び非イオン性界面活性剤からなる群、又は
Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキサイド、
Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサデシルアミンオキサイ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシルアミンオキサ
イド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデセニ
ル）−Ｎ−アミンオキサイドからなる群から選ばれる少
なくとも１つ、０〜２０ｗｔ％の、少なくとも１つの
ミセルの生成をサポートする少なくとも１つの有機溶媒
（例えば、ペンタンジオール、ペンタノール、ブタノー
ルの少なくとも１つ）、及び残部が水からなる組成の
（熱）インクジェット用インクで印刷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット印刷、
特に熱インクジェット印刷に採用されるインクのカラー
ブリードの軽減方法に関し、更に詳細には、色のブリー
ドが実質的に軽減されているかまたは全く無い着色イン
クの組成物を使用する上記方法に関する。

【０００２】

【技術背景】各種着色インクの染料がボンド紙（ｂｏｎ
ｄｐａｐｅｒ）に及ぼす重い負荷のため、ブリードを
生じ、耐水性が減少する可能性がある。ブリードとは、
ここで使用する限り、一つの色が紙の上の他の色の中に
浸入することであり、これは表面現象である。これは従
来技術における用語の使用法とは対照的であり、従来技
術では、「ブリード」を紙の繊維に沿って単一色のイン
クが進むという文脈で規定する傾向があるが、これは表
面下の現象である。

【０００３】日本の特開昭６３−１６５４６５では、イ
ンクジェット記録用インクに使用するのに、耐凝集剤と
して界面活性剤を使用している。この公開公報に使用さ
れている界面活性剤は、表面張力が２０〜５０ダイン／
ｃｍの範囲内にあるものに限られている。界面活性剤の
量の範囲は、約０．５〜２５重量％である。開示されて
いる特定の例としては、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がある。

【０００４】日本の特開平１−２０３４８３では、イン
クジェット記録用組成物を開示している。ブリードの低
減については、インクを使用する印刷に関連して述べら
れている。しかし、この組成物には、ペクチン（０．０
１〜２重量％）が必要であるが、これはおそらくは増粘
剤として使用されているものであろう。しかし、ペクチ
ンは、その熱不安定性（温度が高くなると膠化する）の
ため、熱インクジェットプリンタに使用するインクには
役に立たない。

【０００５】日本の特開平１−２１５８７５は、インク
ジェット印刷に適するインクを目的としており、ブリー
ドの無い乾きの速い良好な記録を立証している。これら
の組成物には、すべてトリグリセリドが必要である。こ
のような化合物は、しかし、市販インクに必要な長い保
存期間まで安定ではない。

【０００６】日本の特開平１−２３０６８５は、インク
ジェット印刷に適するインクを目指しており、従来の事
務用紙に汚れやシミを発生せずに、急速に吸収されるこ
とを立証している。この組成物は、着色剤および液体溶
媒および／または分散剤から構成されており、ＨＯ（Ｃ
_２Ｈ_４Ｏ）_ａ−Ｃ_３Ｈ_６Ｏ（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｂＨで表され
るエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重
合体が存在していることが特徴である。ここで、ａ＋ｂ
は最大５０であり、ｂは０としてもよい。これら共重合
体を「ＰＬＵＲＯＮＩＣＳ」と言う。ほとんど、これら
がブリードを止めることはわかっていない。

【０００７】熱インクジェットプリンタは、廉価、高品
質、かつコンピュータに普通使用されている他の形式の
プリンタに比較して雑音の無いオプションを提供してい
る。このようなプリンタは、インクがプリナム（ｐｌｅ
ｎｕｍ）から入るための出口（ｅｇｒｅｓｓ）が設けら
れているチャンバに抵抗体素子を備えている。プリナム
は、インクを貯溜する溜めに接続されている。このよう
な複数の抵抗体素子を、プリントヘッド内に、プリミテ
ィブと呼ぶ特定のパターン状に配置している。各抵抗体
素子はノズル板にあるノズルと関連しており、このノズ
ルを通してインクは印刷媒体に向かって放出される。プ
リントヘッドおよびインク溜めのアセンブリ全体がイン
クジェットペンを構成している。

【０００８】動作にあたり、各抵抗体素子は導電線路に
よりマイクロプロセッサに接続され、そこで電流搬送信
号が一つ以上の所定の素子を加熱させる。加熱によりチ
ャンバ内にインクの泡が発生し、これがノズルを通して
印刷媒体に向かって放出される。このようにして、所定
のプリミティブで特定の順序で行われる複数のこのよう
な抵抗体素子の発射により、媒体上に英数文字が形成さ
れ、区域充填が行われ、その他の印刷能力が提供され
る。

【０００９】インクジェット印刷の用途について述べら
れている多数のインクは、通常、非熱インクジェット印
刷に関連しているものである。このような非熱インクジ
ェット印刷の一例は、圧電インクジェット印刷であっ
て、これはインクの小滴を媒体に放出するのに圧電素子
を使用している。このような非熱用途に適切に使用され
ているインクは、インクの組成物に及ぼされる加熱の影
響により、熱インクジェット印刷に使用できないことが
しばしばある。

【００１０】ここで規定するようなブリードを示さず、
しかもこのようなインクの比較的長い保存期間および他
の望ましい性質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するインク組成物の必要性が依
然存在する。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、特定の組成物からなるインク
を使用して、インクジェット印刷、特に熱インクジェッ
ト印刷における上記のようなカラーブリードを軽減させ
る方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【発明の概要】本発明によれば、インクジェットで印刷
される紙媒体の色ブリードは、非イオン性の、ｐＨに敏
感なまたは敏感でない両イオン性〔ｚｗｉｔｔｅｒｉｏ
ｎｏｃ（ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ）〕界面活性剤、または
イオン性界面活性剤〔両親媒剤（ａｍｐｈｉｐｈｉｌ
ｅ）または洗浄剤（ｄｅｔｅｒｇｅｎｔ）〕を用いるこ
とにより軽減される。このインクは、（ａ）０〜約２０
重量％の一つ以上の低蒸気圧溶媒、（ｂ）一つ以上の水
溶性染料、（ｃ）一つ以上の自己凝集性または予備生成
ミセル状細胞様成分（以下に詳述する特定の例および濃
度）、および（ｄ）水および微生物毒（ｂｉｏｃｉｄ
ｅ）、カビ毒（ｆｕｎｇｉｃｉｄｅ）、および／または
粘液菌毒（ｓｌｉｍｉｃｉｄｅ）のような充填剤から構
成されている。ここで使用するかぎり、用語「低蒸気圧
溶媒」とは水の蒸気圧より低い蒸気圧を有する溶媒を指
し、用語「水溶性染料」とはその水への溶解度が２重量
％より大きい染料を指す。

【００１３】低蒸気溶媒には、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、およびそ
れらの誘導体のようなグリコールと、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
オールのようなジオールと、ラウリン酸プロピレングリ
コールのようなグリコールエステルと、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル、カルビトールのようなジエチ
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，ヘキシルの各エーテル、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、セロソル
ブのようなモノグリコールエーテルおよびジグリコール
エーテルと、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のような長鎖アルコールと、ス
ルホラン、エステル、ケトン、γ−ブチロラクトンのよ
うなラクトン、Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロ
キシエチル）ピロリドンのようなラクタム、およびグリ
セリンおよびその誘導体のような他の溶媒とを挙げるこ
とができるが、これらに限られない。

【００１４】微生物試薬には、ＮＵＯＳＥＰＴ（Ｈｕｌ
ｓＡｍｅｒｉｃａｌの一部分であるＮｕｄｅｘ，Ｉｎ
ｃ．）、ＵＣＡＲＣＩＤＥ（ユニオン・カーバイド）、
ＶＡＮＣＩＤＥ（ＲＴＶａｎｄｅｒｂｉｌｔＣ
ｏ．）、およびＰＲＯＸＥＬ（ＩＣＩＡｍｅｒｉｃａ
ｓ）があるが、これらに限られない。

【００１５】染料には、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ９
（＃４２０９０）、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ１８（＃
１８）、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ２７（＃１６１８
５）、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ５２（＃４５１０
０）、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２３（＃１９１４
０）、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９（＃７４
１９０）、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ（＃２
９３２５）、およびＮａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｃｓ^＋、ＮＨ_４ ^＋
のようなそれらの一価アルカリ土類イオン、および置換
アンモニウム塩のようなアニオン水溶性型があるが、こ
れに限られるものではない。染料はインクの約０．１〜
１０重量％存在する。

【００１６】或る成分には二つの機能を持つものがある
ことに注目することは重要である。例えば、ｎ−ブチル
カルビトールは、低蒸気圧溶媒として、および自己凝集
成分として働くことができる。ブリードを軽減する際の
界面活性剤の凝集および濃縮という重要な役割に関し
て、更に以下に説明する。ここでは、界面活性剤の臨界
濃度は、それによって印刷試料を作製するのに使用され
る二重ドットモード印刷において、ブリードを効率的
に、かつ完全に防止するのに必要であることを述べれば
充分である。

【００１７】

【実施例】本発明の実施においては、熱インクジェット
プリンタにインクジェットインクを使用することから生
ずる色ブリードが、両イオン性界面活性剤または非イオ
ン性両親媒剤を使用することにより軽減される。本発明
の実施にあたり利用される両イオン性界面活性剤は、Ｐ
Ｈに敏感であっても敏感でなくてもよい。

【００１８】ここでは、濃度はすべて、他に指示しない
かぎり、重量％で表している。すべての成分の純度は、
熱インクジェットインクについて通常の市場慣例で採用
されているものである。

【００１９】便宜上、ブリード軽減界面活性剤の例を、
（１）非イオンで両性の界面活性剤および（２）イオン
性界面活性剤、の二つの範疇に分類する。前者は、更に
三つのクラスに細分される。すなわち、（ａ）ＳＴＡＲ
ＢＵＲＳＴデンドリマー（ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ）のよう
な水溶性両親媒ミメティック（ｍｉｍｅｔｉｃｓ）であ
って、これはＰｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．など
から入手できる枝分かれポリエチレンアミンであり、
（ｂ）エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジエ
チレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレング
リコール−ｎ−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコ
ール−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコール−ｉ
−ブチルエーテル、Ｒｏｈｍ＆ＨａａｓＣｏ．から入手
できるノニルフェニルポリエチレンオキサイド界面活性
剤であるＴＲＩＴＯＮ、ＢＡＳＦから入手できるポリエ
チレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドとのブロ
ック共重合体であるＰＬＵＲＯＮＩＣＳおよびＰＬＵＲ
ＡＦＡＣＳ、およびＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ＆Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手できるアセチレニックポ
リエチレンオキサイド界面活性剤であるＳＵＲＦＹＮＯ
ＬＳのようなポリエーテル、および（ｃ）ＮＤＡＯ、Ｎ
ＴＡＯ、ＮＨＡＯ、ＯＯＡＯ、ＮＯＡＯ、およびＳＢ３
−１６のような両性分子である。これら化合物に関する
その他の情報については以下に示す。カチオン界面活性
剤およびアニオン界面活性剤の両者からなるイオンのク
ラスは、胆汁酸塩（ナトリウム、リチウム、アンモニウ
ム、または置換アンモニウムコラート）および水溶性染
料によっても表される。

【００２０】ｐＨに敏感な両イオン性界面活性剤の例
は、化１に示すＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミン
オキサイド（ＮＤＡＯ）であって、これは水中で約２．
３のｐｋａを有する。この化合物の分子量は２２９であ
り、臨界ミセル濃度（ｃｍｃ、以下により詳細に説明す
ることにする）は１３ｍＭである。

【００２１】

【化１】

【００２２】また、Ｃ_１２Ｈ_２５−の部分の代わりに、
どんなＲ部分をも使用することができる。化２に示す部
分、その名称、略号、分子量（ｍｗ）およびｃｍｃは、
本発明の実施に有用である。

【００２３】

【化２】

【００２４】他の例は、化３に示すＮ−ドデシル−Ｎ，
Ｎ−ジメチルグリシンで、この水中のｐｋａは約５であ
る。

【００２５】

【化３】

【００２６】更に他の例には、リン酸塩、重リン酸塩、
ホスホン酸塩、レシチン類など、および水中で約２〜３
のｐｋａを有する化４に示すｐｈｏｓｇｏｍｙｅｌｉｎ
のようなリン酸エステルがある。

【００２７】

【化４】

【００２８】他の同様な化合物には、ホスファチジルエ
タノールアミン、ホスファチジルコリン、ホスファチジ
ルセリン、ホスファチジルイノシトール、およびＢ′−
Ｏ−リシルホスファチジルグリセリロールのようなホス
フォグリセライドがある。

【００２９】本発明の実施に有用な化合物の別の例に
は、化５のスルホベタインがあり、これは両イオン性で
あるが、ｐＨ不感性である。

【００３０】

【化５】

【００３１】本発明の実施に適切に採用されるイオン性
界面活性剤の例には、化６に示すセチルトリメチルアン
モニウムブロマイド（ＣＴＡＢｒ）のようなカチオン化
合物、および化７に示すようなアニオン界面活性剤があ
る。

【００３２】

【化６】

【００３３】

【化７】

【００３４】本発明の実施に有用な非イオン、非両性界
面活性剤には、ユニオン・カーバイドから入手できるア
ルキルポリエチレンオキサイドである商標名ＴＥＲＧＩ
ＴＯＬで入手可能な化合物、およびＩＣＩＡｍｅｒｉ
ｃａｓから入手可能な化８に示すアルキルポリエチレン
オキサイドであるＢＲＩＪがある。

【００３５】

【化８】

【００３６】またこの範疇には化９の一般式を有するＰ
ＬＵＲＯＮＩＣＳおよびＰＵＬＲＡＦＡＣＳ（ＢＡＳ
Ｆ）がある。

【００３７】

【化９】

【００３８】ＴＲＩＴＯＮＳ（Ｒｏｈｍ＆ＨａａｓＣ
ｏ．）は、一般に、化１０で表される。

【００３９】

【化１０】

【００４０】ＳＵＲＦＹＮＯＬＳ（ＡｉｒＰｒｏｄｕ
ｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）は、化１１で
表される。

【００４１】

【化１１】

【００４２】〔ブリード軽減両親媒物質の例〕ＮＤＡ
Ｏ、ＮＴＡＯ、ＯＯＡＯ、およびＮＯＡＯのような両イ
オン性界面活性剤を最初に試用した。これら界面活性剤
（ＮＯＡＯを除く）は、ジエチレングリコール、グリセ
ロール、およびエチレンおよびプロピレングリコールの
水溶液（約０．１〜２０重量％）に完全に混合可能であ
る。ＮＯＡＯも、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、
ｎ−ペンタノールのような直鎖第一アルコールを最大約
１０重量％まで添加すれば混合可能である。

【００４３】表１には四つの例を示してある。水中の界
面活性剤の濃度が０、０．５％、１．０％、および５％
のＮＤＡＯは、ビヒクルであった。ドットオンドット
（二重パス）アルゴリズムを使用して、色を同時に並べ
て印刷した。使用した染料は、１．３３％のＣ．Ｉ．Ａ
ｃｉｄＲｅｄ２７（＃１６１８５）、１．６５％の
Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ９（＃４２０９０）、１．
３３％のＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８６（＃
２９３２５）であった。表１は、ＮＤＡＯが無ければ、
色の大量拡散が生ずる（ブリード）ことを示している。
ＮＤＡＯが０．５％において、ブリードの程度が根本的
に変わるが、ブリードは無くなってはいない。表１は、
ブリードが実質上無くなる濃度である１％および５％に
ＮＤＡＯの濃度を増した場合の効果を示している。ジエ
チレングリコール、プロピレングリコール、またはグリ
セロールを０〜２０％、または１，５−ペンタンジオー
ルを０〜１５％含んでいるビヒクルは、ほぼ同じ濃度の
ＮＤＡＯで同様の結果を示している（表３のインク＃１
を参照）。ＮＯＡＯおよびＯＯＡＯでは、０〜約１０％
の１ープロパノール、１ーブタノール、または１ーペン
タノールのような共溶媒が溶解の目的に必要であった
（表３のインク＃６〜１１、１３〜１６、２５〜２７、
２９、３０、３１、３３を参照）。

【００４４】表１に挙げた色ブリードの指標値は、黄色
インクのバックに赤（マゼンダ）インクの線を印刷した
図１に示されるスケールから得られる。高い品質のテキ
ストを出力するには、≦２．５の値が受容可能であると
考えられる。箱の上の印刷、描線などのような幾分質の
低い要求の場合には、約３〜４の値が受容可能であると
考えられる。現在のところ、商業的に普通に使用されて
いるインクの色ブリード指標値は、典型的には、約６以
上である。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１にはまた、２％のｎ−ペンタノールお
よび６％の１，５−ペンタンジオール、または７％のｎ
−ブタノールから成るビヒクルの例をも示してある。イ
ンクにこのような紙をぬらし浸透する溶媒を使用するだ
けでは、ブリードが軽減されない。

【００４７】表１は、ブリードを止めるに際し、２％の
ｎ−ペンタノールおよび６％の１，５−ペンタンジオー
ルのビヒクルとともに、（ベタイン）両イオン性界面活
性剤（ＮＤＥＣ）を使用する効果を示している。ＮＤＥ
Ｃ界面活性剤を添加すると、界面活性剤無しのビヒクル
と比較して、ブリードの程度が著しく下がる。

【００４８】すべての両イオン性界面活性剤がブリード
軽減に有効であるとは限らない。例えば、２％のｎ−ブ
タノール、５％の１，４−ブタンジオール、および８％
のＳＢ３−１６からなる系は、ブリードの軽減に関し
て、他の例のように有効ではない。他方、ブリードはな
お存在するが、ビヒクルが５．５％のＤＥＧであって、
界面活性剤が存在しない場合と比較して、ブリードは減
少している。

【００４９】インク中に少量のカチオン界面活性剤があ
ってもブリードは軽減する。或る程度のブリード制御
（３．５）は、２％のセチルトリメチルアンモニウムブ
ロマイド（ＣＴＡＢｒ）を使用して達成される。ビヒク
ルに共溶媒を添加すれば、特に６％のジエチレングリコ
ールとＣＴＡＢｒの２％とが存在すれば、ＣＴＡＢｒだ
けで行われるよりも、良好なブリード制御（２．５）が
得られる。

【００５０】インク中のカチオン界面活性剤は、同様
に、良好にブリードを制御することができる。例えば、
水中にビヒクルとして存在する２％のドデシル硫酸ナト
リウム（ＳＤＳ）は、ブリードを制御する。色ブリード
指標は３．５であるが、このようなインクは、例えば、
プロッタに受け入れることができる。

【００５１】ＰＬＵＲＯＮＩＣクラスの唯一の非イオン
性界面活性剤であるＬ−６３は、インク中に存在すると
き、ブリードを防止することがわかっている（表１を参
照）。

【００５２】表１は、ＳＵＲＦＹＮＯＬ４６５の濃度の
増大がブリードの軽減に及ぼす影響を示している。２％
のＳＵＲＦＹＮＯＬ４６５は効果的でないが、４％のＳ
ＵＲＦＹＮＯＬ４６５は、１０％の１，５−ペンタンジ
オール溶媒を含むインクビヒクル中で良くブリードを制
御する。

【００５３】ＴＲＩＴＯＮＣＦ−２１洗浄剤の濃度を
増大させても、同様な効果を示す（表１を参照）。

【００５４】これらの結果から、異なるクラスの界面活
性剤は、有効なブリード軽減に関し濃度依存性を示すこ
とがわかる。濃度の影響は、ｎ−ブチルカルビトール、
ｎ−ブチルプロパゾール、およびｎ−ヘキシルカルビト
ール（示してない）のような非イオン性界面活性剤の場
合に観察された。

【００５５】これらブリード軽減界面活性剤間の共通の
構造的特徴に注目することは興味あることである。これ
らはすべて界面活性剤の間に共通の特徴を備えている。
すなわち、極性（親水性）先頭基のある長い炭化水素
（疎水性）の尾である。同様な構造の他のこのような洗
浄剤は、これらに共通の構造的特徴を備えていれば、ブ
リードを解決するようにインク中で処方することができ
る。このことは、ブリード軽減挙動がすべての洗浄剤に
固有のものであるということを意味しない。

【００５６】インク中のミセル化のｃｍｃまたは開始の
検出は、多数の方法で行うことができる。典型的には、
表面張力に対する（インク中の）界面活性剤濃度、また
は浸透圧に対する（インク中の）界面活性剤濃度のプロ
ット中に鋭い変化が見られる。これらの鋭い変化はｃｍ
ｃに起因する。伝導度、濁り度、等価コンダクタンスの
決定のような他の方法は、水溶性インクに関しては不可
能である。

【００５７】〔ブリード軽減−考えられる機構〕図２を
参照すると、表面活性剤の仮定濃度に対するブリードお
よびテキスト印刷品質のスケールプロフィールが示され
ている。基本的には、この図は、調査中のすべての界面
活性剤について観察されるブリードおよびテキスト品質
の応答のプロフィールを描いたものである。図２は、イ
ンクビヒクルの他の成分および染料濃度は一定であり、
界面活性剤濃度は従属変数であると仮定している。図２
から、少量の界面活性剤を添加すると、ブリード制御お
よびテキスト印刷品質は少ししか変化しない。更に界面
活性剤を添加すると、ブリードがほとんどまたは全く改
善されずにテキスト印刷品質が劣化する（恐らくは、或
る場合には、ブリード軽減が少なからず劣化さえするで
あろう）。界面活性剤の濃度は、最終的には、テキスト
の品質が向上し始め、ブリードが減少する場合に達成さ
れる。それ以上のブリードの減少およびテキスト品質の
向上は、インク中の界面活性剤の濃度増大と共に生ず
る。

【００５８】ブリードの軽減およびテキスト印刷品質の
向上が目立って有効になる界面活性剤の最低濃度は、ほ
とんどの界面活性剤の臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）または
臨界単量体濃度の近くにあることがわかっている。（ｃ
ｍｃは、単純な電解質または非電解質の化学の重要性が
コロイド化学の重要性より低くなる界面活性剤の濃度で
ある。前述の単純な界面活性剤については、ｃｍｃはミ
セル、すなわち凝集した界面活性剤の分子が現れ始める
界面活性剤の濃度である。）ミセル化は、エントロピー
の制約−炭化水素の鎖は、親水性、水溶性の基が外部に
押し出される状態で、ミセルの内部に押し込まれる−に
より押し進められる。得られる領域流体は、オレフィン
に富み、かつ水に富む場所を提供し、これにより、その
疎水性に応じて、染料、共界面活性剤、および共溶媒分
子のような有機溶質を区分けすることができる。加え
て、ミセルは、相互作用して溶液内にその位置（ポテン
シャル）エネルギーが最小である領域を見つける。帯電
染料分子を含む分子は、同じように挙動することが確信
されている。

【００５９】表２を精査すると、ここに挙げたｃｍｃ
は、表１のブリード軽減の開始と良く一致していること
がわかる。表示したｃｍｃは、純水に対するものであ
る。表に示したｃｍｃは、塩および疎水性物質が添加さ
れるとミセルの構造が乱されるので、インク内のものと
は異なる。

【００６０】

【表２】

【００６１】ミセル中に染料を取り入れることは、それ
によって界面活性剤含有インクがブリードを制御する有
望な方法である。インクジェットペンから発射される一
つの色の染料を有するミセルは、紙媒体上の隣接するミ
セル内の他の色の染料と交換されない。何故なら、移動
媒体が蒸発するかまたは紙に吸収されるかする速さは、
染料分子がミセルから離脱する速さまたは染料分子がミ
セル媒質を通して拡散する速さより、かなり速いからで
ある。したがって、ブリードが軽減される。

【００６２】このブリード軽減の効率は、染料がミセル
内に吸着するレベル、インク内のミセルの濃度数、およ
び紙の表面の染料およびミセルの拡散によって決まる。
図３の（ａ）および（ｂ）は、染料のミセルへの吸着の
程度を、ミセルに強く吸着する染料分子について（図３
（ｂ））および弱く吸着する染料分子について（図３
（ａ））、界面活性剤濃度の関数として仮定的に示して
いる。図３（ａ）の弱く吸着する染料では、同じ量の染
料を結合するのに、図３（ｂ）の強く吸着する染料の場
合より、はるかに高い界面活性剤濃度が必要であること
が注目される。明らかに、染料がミセルに吸着する性質
は、染料分子、界面活性剤、共溶媒、および存在する
（もし存在すれば）共界面活性剤の構造（疎水性）およ
び相互作用の関数である。

【００６３】なお、図３中、〔Ｄ〕_ｍはミセル中の洗浄
剤（界面活性剤）濃度、〔Ｄ〕_ｗは水中の洗浄剤（界面
活性剤）濃度である。

【００６４】このように、界面活性剤の濃度は、ブリー
ド制御に影響する。ミセルの濃度が高くなればなるほ
ど、吸着する染料分子は多くなり、その拡散の速さはの
ろくなる。

【００６５】その他、化１２に示すように、或るｐＨに
敏感な両イオン性界面活性剤は、紙からＨ^＋を拾い上
げ、これを両イオン性界面活性剤からカチオン性のもの
に変える。

【００６６】

【化１２】

【００６７】これは、紙の表面で生ずる。先述のものの
ようなアニオン染料は、紙の表面で、化１３に示すよう
に、このカチオン界面活性剤と複合して染料および界面
活性剤の不溶性錯体を生ずる。

【００６８】

【化１３】

【００６９】これら不溶性錯体は拡散しないので、ブリ
ード軽減が達成される。

【００７０】以上の本発明のインク組成物は、熱インク
ジェットインク、特に、１つの色が他の色の中に流入す
ることが関係するカラーインクに用途を見出すことが期
待される。本発明のインク組成物は、このような色のブ
リードを減らし、または全く無いようにする。

【００７１】具体例表３〜表６に示すようにして種々のインクを調製した
（染料および染料濃度は上述のとおりであり、残部は水
である）。

【００７２】

【表３】

【００７３】

【表４】

【００７４】

【表５】

【００７５】

【表６】

【００７６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の軽減方法
によれば、熱インクジェット印刷において、印刷媒体の
表面に生じる現象であるブリードを効果的に軽減させる
ことができる。

【００７７】さらに、本発明の軽減方法に使用されるイ
ンク組成物は、市販のインクに必要な長い保存期間にお
いて充分な安定性を有し、長期間一定の品質を保持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブリードの参照パターンを示す図で、より高い
ブリードが受容不可能なブリードであることを示してい
る。

【図２】テキスト印刷品質（左の座標）またはブリード
（右の座標）と界面活性剤濃度との関係を示す図であ
り、印刷品質およびブリードにおける効果を界面活性剤
の濃度の要素として示している。

【図３】染料濃度とトータル洗浄剤（界面活性剤）濃度
（〔Ｄ〕_Ｔ）との関係を、染料のミセルへの吸着の程度
としてプロットして示す図で、（ａ）は弱く吸着する染
料について、（ｂ）はミセルに強く吸着する染料につい
ての図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）ビヒクル、および（ｂ）０．１〜
１０ｗｔ％の少なくとも１つの水溶性染料からなり、前記ビヒクルは、（１）ミセルの臨界的濃度と少なくと
も等しい量の、両イオン性界面活性剤および非イオン性
界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも１つ、
（２）０〜２０ｗｔ％の、少なくとも１つのミセルの生
成をサポートするための少なくとも１つの有機溶媒、お
よび（３）残部が水からなる、組成を有するインクで印
刷媒体に印刷することを特徴とする熱インクジェット印
刷に採用されるインクのカラーブリードの軽減方法。
【請求項２】（ａ）ビヒクル、および（ｂ）０．１〜
１０ｗｔ％の少なくとも１つの水溶性染料からなり、前記ビヒクルは、（１）ミセルの臨界的濃度と少なくと
も等しい量の、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミン
オキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサデシルアミ
ンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシルア
ミンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オ
クタデセニル）−Ｎ−アミンオキサイド、からなる群か
ら選ばれる少なくとも１つ、（２）０〜２０ｗｔ％の、
ペンタンジオール、ペンタノール、ブタノールからなる
群から選ばれる少なくとも１つの有機溶媒、および
（３）残部が水からなる、組成を有するインクで印刷媒
体に印刷することを特徴とする熱インクジェット印刷に
採用されるインクのカラーブリードの軽減方法。