JPH06228484A - インクジェット用インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 顔料分散液、水性キャリヤー媒質、及びポリ
オール／アルキレンオキシド縮合物及び環状アミド誘導
体からなる補助溶剤混合物から構成される水性インクジ
ェット用組成物。 【効果】 異なる性質を持つ広範囲の市販の紙に対して
高い光学濃度及び最小のフェザリングによるすぐれた印
刷品質を示し、画像の鮮明さを過度に失うことなく媒体
浸透により速やかに乾燥し、そしてインクが接触に対し
て乾燥状態になると直ちに１００％耐水性になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明はインクジェットプリンター用水
性インク組成物に関し、より詳しくは極めて高品質で速
やかに乾燥し、そして印刷後短時間で１００％耐水性と
なる水性顔料添加インクジェット用インクに関する。

【０００２】

【発明の背景】インクジェット印刷はインクの液滴を作
り、これを電子ディジタルシグナルに反応させて紙また
は透明フィルムのような基体上に付着させるノンインパ
クト印刷法である。低い価格と高性能の出力は、比較的
ノイズのない操作と相まってインクジェットプリンター
をコンピューターを用いて使用される他の型のプリンタ
ーより人気のある選択にしている。熱インクジェット印
刷においては、チェインバー内の抵抗要素はプレナムか
ら入るインク用出口を備えている。プレナムはインクだ
めに接続している。多数のそのような抵抗要素がプリン
トヘッドに特定のパターンで配置されている。各抵抗要
素はノズル板中でノズルと結合し、それを通ってインク
は印刷媒体上に噴出される。プリントヘッド及びインク
だめの全体の集成体が熱インクジェットペンを構成す
る。

【０００３】作動の場合、各抵抗要素をマイクロプロセ
ッサーに接続し、そのシグナルが１つ以上の要素を速や
かに加熱させる。この熱は室内に蒸気バブルを作り、こ
れによりインクがノズルを通って印刷媒体上に噴出され
る。特定の順序で多数のそのような抵抗要素を点火する
ことにより印刷媒体上に英数字、エリアフィルス（area
fills）、または他の指標が形作られる。染料と顔料の
両方がインクジェットプリンター用インク着色剤として
使用されている。しかしながら、染料を基剤とするイン
クは一般に耐水性及び耐光堅牢度が乏しい欠点がある。
顔料は染料の好ましい代替物であり、顔料分散液（disp
ersions）とすることにより凝集及び沈降に対しても安
定化することができる。水を基剤とする顔料分散液はこ
の技術分野でよく知られており、種々の基体上にペイン
トのような塗膜を適用するために工業的に使用されてい
る。それらは一般にイオン性または非イオン性分散剤に
より安定化される。顔料は本来染料よりいっそう耐光性
であるが、分散剤の選択は耐光堅牢度及び耐にじみ性の
ようなインク特性に対して直接影響を与える。

【０００４】もっとも重要なインクジェット用インクの
３つの属性は１）それらが作る印刷の質、２）基体上に
置かれた場合の乾燥速度、及び３）信頼性である。印刷
の質は大部分プリントの光学密度、縁の鮮鋭度、点の
形、及びもし実施する場合噴霧のような要因によって決
定される。より少ない程度で、印刷の質はプリンターの
機能的構造例えば分解度、液滴容積、液滴速度及び印刷
モードを制御するソフトウエアによっても決定される。
しかし、印刷の質に支配的な影響を与えるのはインク／
紙の相互作用である。紙の品質は製造方法によって異な
る。従って一つのインクでも異なる市販の紙に対しては
異なる相互作用をするであろう。従って印刷媒体とは無
関係に高質の印刷を生ずるインクが極めて望ましいので
ある。

【０００５】その他の要因の中で、とりわけ乾燥速度が
プリンター処理量を決定する。インクジェットプリンタ
ー処理量はコンピューター技術を使用するプリンターに
比べて比較的おそい。これは主としてインクジェット用
インクの「おそい」乾燥速度による。インクは通常２つ
のメカニズム、すなわち蒸発及び浸透によって乾燥す
る。蒸発はビヒクルの蒸気圧によって決定されるが、こ
れに対して浸透はインクと紙との間の界面エネルギー及
び紙の多孔度によって決定される。蒸発を速めるため加
熱装置を使用することもできる。しかしながら、これは
ノズルからの溶剤蒸発も速め、ノズルの目詰まりを起こ
す。ヒーターはプリンター費用にも加算される。乾燥時
間を改良する手段として浸透性補助溶剤及び界面活性剤
の使用はこの技術分野でよく知られている。しかしなが
ら、多くの既知の浸透剤、例えばブチルカルビトールは
顔料分散液を不安定にする傾向があり、界面活性剤もフ
ェザリングを不安定化し及び／又は増し、印刷の質を低
下させる結果となる。

【０００６】インクに関連する信頼性の問題点は１）プ
リントヘッドがそれを超えて休止状態に留まりそして大
気に露出しても印刷に失敗しない時間期間と定義される
デキャップまたはクラスト形成時間、２）ペン寿命を超
える液滴容積のコンシステンシー、３）プリントヘッド
部品との適合性、４）長期貯蔵安定性、及び５）可変の
印刷パラメーター例えば発火頻度及びパルス幅に対する
強靱さ（robustness）を含む。

【０００７】上で議論した３つの主要な属性は互いに矛
盾する。例えば、乾燥速度を増すことが知られている方
法例えば揮発性補助溶剤の使用はフェザリングの増加を
引き起こすことにより印刷品質に、又はクラスト形成性
能に不利に影響することにより信頼性に対して有害に作
用する。米国特許４,９８６,８５０はインクに多価アル
コールのアルキレンオキシド付加物の４.５重量％まで
の量を使用すると基体に印刷した場合溶剤蒸発によりイ
ンクの粘性が増し、改良されたプリントの光学濃度及び
縁の鮮鋭さが得られると教示している。しかしながら、
この方法はより長い乾燥時間及び休止期間におけるノズ
ルのインク粘度の増加も生じ、これはプリントの信頼性
の問題を引き起こす。

【０００８】従って、広い範囲の紙に対して高い光学濃
度、高質の印刷及び永久プリントを作り出すインクが求
められている。又、速く乾燥し、信頼される印刷をし、
そして長期間の貯蔵にも安定なインクが求められてい
る。本発明は安定な顔料分散液及びインクを有効に浸透
させ、乾燥時間と画線太り（spreading）との必要な均
衡を達成する補助溶剤系を使用することによりこれらの
要求を満たす。

【０００９】

【発明の概要】本発明により（ａ）顔料分散体、（ｂ）
水性キャリヤー媒質、及び（ｃ）補助溶剤組合せからな
る水性インクジェットインク組成物が提供される。この
場合前記補助溶剤組合せは（i）インク組成物の全重量
に基づいて重量で少なくとも４.５％の、２５℃で少な
くとも４.５％の水中の溶解度を持ちそして式

【化３】 （式中、Ｘは−Ｈ又は−ＣＨ₃であり、Ｒ＝−Ｈ、−Ｃ
Ｈ₃、−Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ₃Ｈ₇、−Ｃ₄Ｈ₉、又は−ＣＨ₂Ｏ
（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_eＨ、ｂ＝０又は１、ａ＋ｄ＋ｆ（ｃ
＋ｅ）＝２〜１００、ｆ＝１〜６である）で表されるポ
リオール／アルキレンオキシド縮合物、そして（ii）イ
ンク組成物の全重量に基づいて重量で少なくとも２％
の、２５℃で少なくとも４.５％の水中の溶解度を持ち
そして式

【化４】 （式中、ｎ＝３〜７、Ｒ＝Ｈ、又は炭素原子数１〜４の
アルキル基、そして場合により１つ又はそれより多いヒ
ドロキシ又はエーテル基を含み、ｍ＝０〜３、Ｘ＝炭素
原子数１〜４のアルキル基、そして場合により１つ又は
それより多いヒドロキシ又はエーテル基を含み、そして
ｍ＝１〜３の場合Ｘは環の上Ｈに置き換わる）で表され
る環状アミド誘導体からなり、この場合補助溶剤（i）
の補助溶剤（ii）に対する比率は重量で１０：１から
１：１０の範囲である。

【００１０】本発明のインクは異なる性質を持つ広範囲
の市販の紙に対して高い光学濃度及び最小のフェザリン
グによりすぐれた印刷品質を与える能力を持つ。このイ
ンクは画像の鮮明さを過度に失うことなく媒体浸透によ
り速やかに乾燥し、そしてインクが接触に対して乾燥状
態になると直ちに１００％耐水性になる。このインクに
使用する補助溶剤組合せはそれらが顔料凝集又は沈降を
起こさない点で顔料分散液と相溶性であり、そしてプリ
ントヘッドで使用する部品と適合している。このインク
はポリオール／アルキレンオキシド縮合物を単独で使用
する場合よく起こるクラスト形成の問題例えばノズル目
詰まり及び閉塞に対して極度に抵抗性である。補助溶剤
の組合せはいずれかの補助溶剤を単独で使用したインク
に比べて向上した光学濃度及び印刷の質を持つインクを
作る。このインクは種々のインクジェットプリンター例
えば連続式、圧電式ドロップオンデマンド及び熱又は泡
ジェット式ドロップオンデマンドに使用することがで
き、特に熱インクジェットプリンターにおける使用に適
合している。

【００１１】

【発明の詳述】本発明のインクは水性キャリヤー媒質中
における顔料分散液及び新規な補助溶剤組合せからな
る。本明細書で使用する用語「顔料分散液」は分散剤通
常はポリマー分散剤で安定化させた顔料粒子の水性分散
液を意味する。これらのインクは貯蔵中及びプリンター
中の両方で長期にわたって安定であり、そして特定のイ
ンクジェットプリンターの要件に適合させて粘度、表面
張力、ノズル目詰まり抵抗性、良質の印刷、耐水及び耐
にじみ性、及び光安定性の均衡をもたらすことができ
る。

【００１２】顔料分散液 顔料 広範囲のさまざまの有機及び無機顔料を単独又は組み合
わせて本発明のインクに使用することができる。本明細
書で使用する用語「顔料」は水不溶性着色剤を意味す
る。インクジェット用インクにおいては、顔料粒子はイ
ンクジェット印刷装置、特に噴出用ノズルをインクが容
易に流れることができるように十分に小さいことが必要
であり、前記ノズルは通常１０ミクロン〜５０ミクロン
の直径を持つ。又、粒度は顔料分散液の安定性及び色の
濃さ及び光沢に対しても影響を与える。有用な粒度の範
囲はほぼ０.００５ミクロン〜１５ミクロンである。好
ましくは、この顔料の粒度は０.００５〜５ミクロン、
いっそう好ましくは０.００５〜１ミクロン、そしても
っとも好ましくは０.００５〜０.３ミクロンでなければ
ならない。

【００１３】選ばれた顔料は乾燥又は湿潤形態で使用す
ることができる。本発明の実施に使用することができる
代表的な市販の乾燥及びプレスケーキ顔料は米国特許
５,０８５,６９８に開示されている。有機顔料の場合、
インクは大部分の熱インクジェット印刷に適用するため
の全インク組成物の重量で約３０％までの顔料を含むこ
とができるが、一般には重量で約１〜１５％、好ましく
は約１〜８％の範囲内にある。無機顔料が選ばれる場
合、インクは有機顔料を使用する同等のインクより高い
重量百分率の顔料を含む傾向があり、そして約５０％に
もなることがあり、これは無機顔料が一般に有機顔料よ
り高い比重を持つからである。

【００１４】分散剤 分散剤はポリマー分散剤が好ましい。非ポリマー並びに
若干のポリマー分散剤の詳細な表が「マカッチョンの機
能性材料（McCutcheon's Functional Materials）１９
９０年、北アメリカ版」（Manufacturing Confection P
ublishing Co.,Glen Rock, NJ）、１１０〜１２９ペー
ジの分散剤の節に記載されており、その開示は参照によ
り本明細書に組み入れる。本発明の実施に適するポリマ
ー分散剤はランダム、ブロック、及び枝分かれ型ポリマ
ーを含む。このポリマーは性質がアニオン、カチオン、
又は非イオン性であることができる。ランダムポリマー
は顔料分散液を安定化させる点でブロックコポリマー程
有効ではなく、従って好ましくない。しかしながら、水
溶性のための親水性セグメント及び顔料との相互作用の
ための疎水性セグメントの両方及び分散液安定性に寄与
する平均分子量を持つランダムポリマーは本発明の実施
に有効に使用することができる。そのようなポリマー分
散剤は米国特許４,５９７,７９４に開示されており、そ
の開示は参照により本明細書に組み入れる。

【００１５】本発明の実施に適するブロックポリマーは
ＡＢ、ＢＡＢ、及びＡＢＣ型構造を含む。疎水性及び親
水性ブロック及び分散液安定性に寄与する均衡したブロ
ックの大きさを持つブロックポリマーは本発明の実施に
有利に使用することができる。改良された分散液安定性
を与える顔料とポリマー分散剤との間の特異的な相互作
用をより強力なものにするために官能基を疎水性（顔料
結合用）ブロックに組み込むことができる。これらのポ
リマーの詳細な記述は１９９２年２月２０日に一緒に出
願した前述の米国特許５,０８５,６９０及び同時係属出
願の米国出願番号０７／８３９,５３３及び米国出願番
号０７／８３８,１８１に見られる。これらの参照例の
開示は、その全部を本明細書に組み入れる。これらの参
照例に述べられているように、このポリマーを水性キャ
リヤー媒質中で可溶性にするためポリマーに含まれる官
能基の塩を作る必要のあることがある。

【００１６】ポリマーの量は構造、分子量、及びポリマ
ーのその他の性質、及びインク組成物のその他の成分の
如何による。本発明の実施において選ばれるブロックポ
リマーは２０,０００より低く、好ましくは１０,０００
より低く、そして典型的には１,５００〜６,０００の範
囲の数平均分子量を持つ。好ましくはポリマーである分
散剤はインク組成物の全重量に基づいて重量で約０.１
〜２５％、好ましくは０.１〜約８％存在させる。ポリ
マーの量が多過ぎると所望のインクの粘度を維持するこ
とが困難になる。ポリマーの存在が不十分であると分散
剤安定性に悪い影響を及ぼす。

【００１７】水性キャリヤー媒質 水性キャリヤー媒質は水（好ましくは脱イオン水）又は
水と選ばれたポリオール／アルキレンオキシド縮合物及
び選ばれた環状アミド誘導体以外の少なくとも１つの水
溶性有機溶剤の混合物からなる。水溶性有機溶剤の代表
的な例は前述の米国特許５,０８５,６９８に開示されて
いる。適当な水と水溶性有機溶剤の混合物の選択は特定
の適用のため要件、例えば所望の表面張力と粘度、選ば
れた顔料、インクの乾燥時間、及びインクが印刷される
基体の種類の如何による。しかしながら、選ばれた水溶
性有機溶剤が本発明の補助溶剤の組合せを使用して得ら
れるすぐれた印刷品質に有害な影響を与えないことが極
めて重要である。水性キャリヤー媒質はインク組成物中
にインクの全重量に基づいて約６５〜９３.５％、好ま
しくは８５〜９０％範囲で存在させる。

【００１８】補助溶剤組合せ 本発明のインクはポリオール／アルキレンオキシド縮合
物及び環状アミド誘導体からなる新規な補助溶剤組合せ
を含む。 ポリオール／アルキレンオキシド縮合物 ポリオール／アルキレンオキシド縮合物化合物はポリオ
ールとアルキレンオキシドとの反応生成物である。それ
らは２５℃で少なくとも４.５％の水中の溶解度（すな
わち、１００部の水中で４.５部）を持たなければなら
ない。そして式

【００１９】

【化５】 （式中、Ｘ＝−Ｈ又は−ＣＨ₃、Ｒ＝−Ｈ、−ＣＨ₃、−
Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ₃Ｈ₇、−Ｃ₄Ｈ₉、又は−ＣＨ₂Ｏ(ＣＨ₂Ｃ
Ｈ₂Ｏ)_eＨ、ｂ＝０又は１、ｆ＝１〜６、そしてａ＋ｄ
＋ｆ（ｃ＋ｅ）＝２〜１００である）で表される。

【００２０】アルキレンオキシドはエチレン又はプロピ
レンオキシドのいずれか、又は両オキシドの組合せであ
る。単一のアルキレンオキシドとの反応は種々の程度に
オキシアルキル化された化合物の混合物を生成し得るの
で、上に示す構造はある範囲のアルキレンオキシドユニ
ットを含むことがあり得る平均的な組成物に基づく。プ
ロピレン及びエチレンオキシドのランダム及びブロック
コポリマー鎖を使用することもできる。

【００２１】ポリオールは３つ又はそれ以上のヒドロキ
シル基を含むことができる。使用される有用なトリオー
ルはグリセロール、トリメチロールプロパン、及びトリ
メチロールエタンである。その他の例えば１,２,４−ブ
タントリオール及び１,２,６−ヘキサントリオールも有
用と思われる。ペンタエリトリトール、ジ−（トリメチ
ロールプロパン）、及びメチルグルコシドは有用なテト
ロールである。グルコースは有用なペントールである。
ソルビトールは有用なヘキソールである。有用と思われ
るその他のヘキソールはジペンタエリトリトール及びイ
ノシトールである。ジオールは本発明に特に適してはお
らず、なぜならそれらのアルキレンオキシド縮合物は一
般に顔料分散液と相溶性でない。ネオペンチルグリコー
ルのアルキレンオキシド縮合物は１つの例外と思われ
る。ポリオール／アルキレンオキシド縮合物のいくつか
の例を下表に示す。

【００２２】

【表１】 註¹ Paterson, NJに所在のLipo Chemicals Co. 註² Ambler，PAに所在のHenkel Corp. 註³ Midland，MIに所在のDow Chemical Co. 註⁴ New York，NYに所在のWitco Corp.

【００２３】好ましいポリオール／アルキレンオキシド
縮合物は２〜１００アルキレンオキシドユニットの範囲
のオキシアルキル化度を持つ。トリオールの場合、オキ
シアルキル化度が２というのはヒドロキシル基の２つの
みがアルキレンオキシドユニットと反応していることを
意味する。いっそう好ましい範囲は１０〜４０のアルキ
レンオキシドユニットである。最適量はポリオール中に
存在するヒドロキシル基の数に依存する。存在するヒド
ロキシル基の数が多い程、アルキレンオキシドユニット
の最適量は高い。これら化合物の形成の化学に関する議
論は「ポリマー科学及び技術の辞典（Encyclopedia of
Polymer Science and Engineering）、第６巻」（John
Wiley，New York、１９８６年刊）、２２５〜３２２ペ
ージに記載されているR.H. Body及びV.L. Killingsta
d、「１,２−エポキシドポリマー」に見出される。

【００２４】ポリオール／アルキレンオキシド縮合物は
インクの全重量に基づいて少なくとも約４.５％の量存
在する。この補助溶剤量の上限は補助溶剤の粘性特性及
びプリントヘッドの構造に高度に依存する。ポリオール
／アルキレンオキシド縮合物補助溶剤はオキシアルキル
化の程度及び枝分かれの程度により広範囲の粘度を持ち
得るから、この補助溶剤がインク中で存在し得る最大量
を断定的に述べることは困難である。しかしながら、大
部分の適用においてはこの補助溶剤はインク組成物の全
重量に基づいて５〜２５％、いっそう好ましくは５〜１
５％、なおいっそう好ましくは５〜１０％の量を使用す
ることができる。種々のポリオール／アルキレンオキシ
ド縮合物の混合物は表面張力及び粘度のようなインク特
性を均衡させるために使用することができる。

【００２５】環状アミド誘導体 環状アミドはポリマーの強力な溶剤であり、工業材料と
して一般に使用される。それらは非腐蝕性であり、水と
混和し、そして良好な化学的安定性を持っている。本発
明にとって有用であるためには、それらは２５℃で少な
くとも４.５％の水中の溶解度を持つべきであり、そし
て式

【化６】 （式中、ｎ＝３〜７、好ましくは３〜５、Ｒ＝Ｈ、又は
炭素原子数１〜４のアルキル基、そして場合により１つ
又はそれより多いヒドロキシ又はエーテル基を含み、ｍ
＝０〜３、Ｘ＝炭素原子数１〜４のアルキル基、そして
場合により１つ又はそれより多いヒドロキシ又はエーテ
ル基を含み、そしてｍ＝１〜３の場合Ｘは環上のＨに置
き換わる）で表される。

【００２６】好ましい環状アミドは５〜９員の範囲の環
の大きさを持つ。環の大きさのいっそう好ましい範囲は
５〜７員である。有利に使用することができる環状アミ
ド誘導体の例は２−ピロリドン、１−メチル−２−ピロ
リドン、１,５−ジメチル−２−ピロリドン、１−エチ
ル−２−ピロリドン、１−プロピル−２−ピロリドン、
１−イソプロピル−２−ピロリドン、１−ブチル−２−
ピロリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロ
リドン、１−メチル−２−ピペリドン、バレロラクタ
ム、１−エチルバレロラクタム、カプロラクタム、１−
メチルカプロラクタム及びエナントラクタムを含む。こ
れらの材料の多くは市販されている。環状アミド誘導体
はインク組成物の全重量に基づいて少なくとも２％、好
ましくは２〜２５％、そしていっそう好ましくは２〜１
５％の量で存在する。種々の環状アミドの混合物を表面
張力、乾燥時間及び粘度のようなインク特性を均衡させ
るために使用することができる。

【００２７】本発明において、ポリオール／アルキレン
オキシド縮合物補助溶剤の環状アミド補助溶剤に対する
比率は、最適の包括的インク性能のために、重量で１：
１０から１０：１、好ましくは１：４から４：１の範囲
内にする必要がある。ポリオール／アルキレンオキシド
縮合物補助溶剤の水準がこの比率を超えて増加するとク
ラスト形成及びノズル閉塞を生じ、一方環状アミドの水
準がこの比率を超えて増加すると光学濃度及び縁の鮮鋭
さの低下を生ずる。

【００２８】その他の成分 本発明の要件と矛盾しないで、さまざまな種類の添加剤
を特定の適用を目的としてインク組成物の特性を最適化
するために使用することができる。界面活性剤は表面張
力を変えるため、並びにインクの浸透を最大にするため
に使用することができる。しかしながら、界面活性剤の
種類及び使用量は顔料分散液の不安定化又は本発明イン
クの利点を無にすることを回避するため注意深く選択す
る必要がある。当業者によく知られているように、イン
ク組成物において微生物の増殖を抑制するため殺生物剤
を使用することができ、重金属不純物の有害な影響を除
くためＥＤＴＡのような金属封鎖剤を使用することもで
き、そしてインクのpHを調節するため緩衝液を使用する
ことができる。その他の既知の添加剤例えば粘度調整剤
及び他のアクリル又は非アクリルポリマーは、所望によ
りインク組成物の種々の特性を改良するために添加する
ことができる。

【００２９】インク特性及び製造 本発明のインク組成物は他のインクジェット用インクと
同様の方法で製造される。顔料分散液は最初に水中で選
択した顔料（１つ又は複数）及び選択したポリマーを予
備混合し、これを水平ミル、ボールミル、アトリッター
により、又は液体ジェット相互作用チェンバー中で約１
０,０００psiの液圧で多数のノズルを通過させて水性キ
ャリヤー媒質中における顔料粒子の均質な分散液を作る
ことにより達成することができる。インクジェット用イ
ンクは一般に濃縮した形態に作り、これをその後適当な
液体を用いて特定の適用のために望ましい粘度、色、色
相、濃度、及び印刷被覆面積にするように適当な濃度に
希釈するのが望ましい。インクの液滴速度、液滴容積及
び流れ安定性はインクの表面張力及び粘度により大きく
影響を受ける。インクジェットプリンターによる使用に
適する顔料添加インクジェット用インクは２０℃で約２
０ダイン／cm〜約８０ダイン／cm、好ましくは２５ダイ
ン／cm〜７５ダイン／cmの表面張力を持つべきである。
許容される粘度は２０℃で２０cPより大きくなく、好ま
しくは約１.０cP〜約１０.０cPである。

【００３０】

【実施例】次の実施例はさらに本発明を例証するもので
ある。 ポリ（メタクリル酸〔１３〕−β−ベンジルメタクリレ
ート−ｃｏ−メチルメタクリレート〔１２〕−β−エト
キシトリエチレングリコールメタクリレート〔４〕）、
ＭＡＡ//ＢｚＭＡ//ＥＴＥＧＭＡ ８００mLのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中４６.５ｇ
（２６６.５ミリモル）の１−メトキシ−１−トリメチ
ルシロキシ−２−メチル−１−プロペン及び８．０mLの
テトラブチルアンモニウム・ｍ−クロロベンゾエート
（アセトニトニル中１.０Ｍ溶液）の溶液に５４８.４ｇ
（６１９.４mL、３.４６５モル）のトリメチルシリルメ
タクリレートを窒素雰囲気のもとで４５分かけてゆっく
り添加した。温度は添加の過程で２６℃から５２.３℃
に上昇した。約２０分後温度は３８.２℃に下がり、そ
の時０.５mLのテトラブチルアンモニウム・ｍ−クロロ
ベンゾエート溶液を添加した。発熱は認められなかっ
た。次にこの反応混合物に６０８.４ｇ（６０２.４mL、
３.１９８モル）の２−フェニルエチルメタクリレート
（分子ふるいで乾燥）を３０分かけてゆっくり添加し
た。添加の過程で温度は５０.３℃に上昇した。約３０
分後温度は３６℃に下がり、そして０.５mLのテトラブ
チルアンモニウム・ｍ−クロロベンゾエートを添加し
た。発熱は認められなかった。次にこの反応混合物に２
６５.７ｇ（２６５.７mL、１.０６６モル）のエトキシ
トリエチレングリコールメタクリレート（分子ふるいで
乾燥）を２０分かけて添加した。温度は４２.２℃に上
がった。反応混合物を４時間攪拌し、４００mLのメタノ
ールで急冷し、一晩攪拌した。揮発物をロータリーエバ
ポレーターで真空下でとばして１,１８０ｇの白色固体
を得た。得られたブロックポリマーを、３５０ｇのポリ
マーを１０８.５ｇの水酸化カリウム溶液（脱イオン水
中４５.６％）及び３,０４１.５ｇの脱イオン水と均一
な１０％ポリマー溶液が得られるまで混合して中和し
た。

【００３１】顔料分散液の製造 下表に示す成分をプラスチックビーカー中で塊り又は乾
燥凝塊が認められなくなるまで機械的に攪拌した。この
混合物をマイクロフルーダイザー（Watham，MAに所在の
Microfluidics Corp.）を使用して約８,０００psiの液
圧で相互作用チェンバーを５回通過させた。得られる顔
料分散液はBrookhaven ＢＩ−９０粒度分析装置で測定
した所、１１１nmの平均粒度を持つ１０％顔料濃度であ
った。この分散液を１ミクロンの高速フィルターバッグ
（St．Paul，MNに所在の３Ｍ Filtration Products）で
ろ過した。最終pHは７.８であった。

【００３２】

【表２】

【００３３】実施例１ 上述の顔料分散液濃縮物を表１に示す補助溶剤と一緒に
４重量％の顔料添加量で配合した。このインクを熱イン
クジェットペンのインクだめに入れ、べた黒色エリアを
Gilbertボンド紙（綿２５％、Dayton，OHに所在のMead
Co.）に印刷した。光学濃度をMacbeth濃度計で測定し
た。耐水堅牢度はGilbertボンド紙に一組の１／８イン
チ（０.３２cm）のべたのバーを３／８インチ（０.９６
cm）の間隔を置いて印刷して測定した。プリント試料を
４５度に保ち、０.２５mLの水をプリント試料のバーに
したたらせた。白色地へのインクの移動を耐水性として
測定した。

【００３４】

【表３】

【００３５】補助溶剤組合せを使用する本発明のすべて
の試料インク（試料６〜９）は補助溶剤単用（試料１〜
４）又は他の種類の補助溶剤との組合せ（試料５）のい
ずれかを使用するすべての対照インクよりはるかに高い
光学濃度のプリントを作った。本発明のインクは中性黒
色の色相及び鮮明な縁の鮮鋭さを示し、速やかに乾燥
し、そしてインクが接触に対して乾燥状態になると直ち
に１００％耐水性になった。すべての試料インクの安定
性はそれを各々の循環が−２０℃で４時間及び７０℃で
４時間からなる温度循環に４回かけた後Brookhaven^RＢ
Ｉ−９０粒度分析装置を使用して粒度変化をデルタnmで
測定することにより確認した。すべての試験用のインク
はペンの寿命の期間を通じて長期間にわたりデキャップ
又はクラスト形成性能及び円滑な印刷の点で極めて好都
合であり且つ信頼性が高かった。

【００３６】実施例２ ポリ（ブチルメタクリレート〔１０〕−ｃｏ−メチルメ
タクリレート〔５〕−β−メチルメタクリレート〔１
０〕）及びジエチレングリコール、５％及びLiponic^RＥ
Ｇ−１、５％の補助溶剤組合せを使用して、１９９１年
１１月５日に出願したＵＳＳＮ ０７／７８８,１４１の
記述によりインク（試料１０）を配合した。このインク
及び上記試料９を使用して広範囲の市販の紙に種々のフ
ォント及び文字サイズを含む典型的なテキスト試料を印
刷し、そして印刷品質を８を最高とする１〜８の尺度
で、経験者７人のパネルにより評価した。結果を表２に
示す。

【００３７】

【表４】 註^ａ Roswell，GAに所在のNeenah Papar 註^ｂ Menasha，WIに所在のMead Corp. 註^ｃ Lock Haven，PAに所在のInternational Paper Co 註^ｄ Nakoosa，WIに所在のGeorgia-Pacific Corp 註^e Stamford，CTに所在のChampion International Co
rp 註^ｆ イングランドのWiggines Teape Papar 註^ｇ フィンランドのKymi Papar Mills，Ltd 註^ｈ ドイツのPapierwerke Waldhof Aschaffenberg 註ⁱ スウェーデンのPapyrus AB 註^j スウェーデンのMo Och Domsjo AB 註^k フランスのPapeteries de Clairefontaine 本発明のインク（試料９）は市販紙のすべてについて、
対照インク（試料１０）よりかなり高い評価を獲得し
た。

【００３８】実施例３ ４重量％の顔料濃度を持つインクを、上述の顔料分散液
及び表３に示す補助溶剤組合せを使用して作った。この
インクを熱インクジェットペンに入れ、印刷し、そして
光学濃度を実施例１におけるように測定した。結果を表
３に示す。

【００３９】

【表５】 本発明の要件に適合するすべての試料インクは対照より
かなり高い光学濃度を示した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シエアウ−フワー・マー アメリカ合衆国ペンシルベニア州19317. チヤツズフオード．コンステイテユーシヨ ンドライブ29

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）顔料分散液、（ｂ）水性キャリヤ
   ー媒質、及び（ｃ）補助溶剤組合せ、からなる水性イン
   クジェット用インク組成物であって、前記補助溶剤組合
   せは （i）インク組成物の全重量に基づいて重量で少なくと
   も４.５％の、２５℃で少なくとも４.５％の水中の溶解
   度を持ちそして式 【化１】 （式中、Ｘは独立して−Ｈ又はＣＨ₃であり、 Ｒ＝−Ｈ、−ＣＨ₃、−Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ₃Ｈ₇、−Ｃ₄Ｈ₉、
   又は−ＣＨ₂Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_eＨ、 ｂ＝０又は１、 ａ＋ｄ＋ｆ（ｃ＋ｅ）＝２〜１００、 ｆ＝１〜６である）で表されるポリオール／アルキレン
   オキシド縮合物、そして （ii）インク組成物の全重量に基づいて重量で少なくと
   も２％の、２５℃で少なくとも４.５％の水中の溶解度
   を持ちそして式 【化２】 （式中、ｎ＝３−７、 Ｒ＝Ｈ、又は炭素原子数１〜４のアルキル基、そして場
   合により１つ又はそれより多いヒドロキシ又はエーテル
   基を含み、 ｍ＝０〜３、 Ｘ＝炭素原子数１〜４のアルキル基、そして場合により
   １つ又はそれより多いヒドロキシ又はエーテル基を含
   み、そしてｍ＝１〜３の場合Ｘは環上のＨに置き換わ
   る）で表される環状アミド誘導体からなり、この場合補
   助溶剤（i）の補助溶剤（ii）に対する比率は重量で１
   ０：１から１：１０の範囲である、水性インクジェット
   用インク組成物。
2. 【請求項２】 顔料分散液が顔料及びポリマー分散剤か
   らなる請求項１記載のインク組成物。
3. 【請求項３】 顔料がインク組成物の全重量に基づいて
   約３０％までの量で存在する有機顔料である請求項２記
   載のインク組成物。
4. 【請求項４】 分散剤がインク組成物の全重量に基づい
   て約０.１〜２５％の量で存在する請求項２記載のイン
   ク組成物。
5. 【請求項５】 ポリマー分散剤がランダム、ブロック及
   び枝分かれ型ポリマーから選ばれる請求項３記載のイン
   ク組成物。
6. 【請求項６】 補助溶剤（i）対補助溶剤（ii）が重量
   で４：１から１：４の範囲である請求項１記載のインク
   組成物。
7. 【請求項７】 環状アミド誘導体がインク組成物の全重
   量に基づいて約２〜２５％の量で存在する請求項１又は
   ６記載のインク組成物。
8. 【請求項８】 ポリオール／アルキレンオキシド縮合物
   がインク組成物の全重量に基づいて約４.５〜２５％の
   量で存在する請求項１又は６記載のインク組成物。
9. 【請求項９】 ａ＋ｄ＋ｆ（ｃ＋ｅ）＝１０〜４０であ
   る請求項１記載のインク組成物。
10. 【請求項１０】 補助溶剤（i）において、Ｘ＝−Ｈ、
    Ｒ＝−Ｈ、ｆ＝１及びｂ＝０である請求項１記載のイン
    ク組成物。
11. 【請求項１１】 補助溶剤（i）において、Ｘ＝−Ｈ、
    Ｒ＝−ＣＨ₃又は−Ｃ ₂Ｈ₅、ｆ＝１及びｂ＝１である請
    求項１記載のインク組成物。
12. 【請求項１２】 補助溶剤（i）において、Ｘ＝−Ｈ、
    Ｒ＝−Ｈ、ｆ＝４及びｂ＝０である請求項１記載のイン
    ク組成物。
13. 【請求項１３】 補助溶剤（i）がグリセロールと２６
    モルのエチレンオキシドとの反応生成物である請求項１
    記載のインク組成物。
14. 【請求項１４】 補助溶剤（i）がソルビトールと２０
    モルのエチレンオキシドとの反応生成物である請求項１
    記載のインク組成物。
15. 【請求項１５】 ｎ＝３〜５である請求項１記載のイン
    ク組成物。
16. 【請求項１６】 補助溶剤（ii）が２−ピロリドン、１
    −メチル−２−ピロリドン、１,５−ジメチル−２−ピ
    ロリドン、１−エチル−２−ピロリドン、１−プロピル
    −２−ピロリドン、１−イソプロピル−２−ピロリド
    ン、１−ブチル−２−ピロリドン、１−（２−ヒドロキ
    シエチル）−２−ピロリドン、１−メチル−２−ピペリ
    ドン、バレロラクタム、１−エチルバレロラクタム、カ
    プロラクタム、１−メチルカプロラクタム及びエナント
    ラクタムからなる群より選ばれる請求項１記載のインク
    組成物。
17. 【請求項１７】 水性キャリヤー媒質が水又は補助溶剤
    （i）又は補助溶剤（ii）以外の少なくとも１つの水溶
    性有機溶剤の混合物からなる請求項１記載のインク組成
    物。
18. 【請求項１８】 水性キャリヤー媒質がインク組成物の
    全重量に基づいて約６５〜９３.５％の量で存在する請
    求項１記載のインク組成物。