JPH10279870A - インク組成物及びこれを用いたインクジェット式記録法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定性および記録画質の高いインク組成物を
提供する。 【解決手段】 （ａ）インクビヒクルと、（ｂ）樹脂粒
子を含有する樹脂エマルションと、（ｃ）顔料とを含
み、前記樹脂粒子と顔料は分離または解離して存在する
ことを特徴とするインク組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット用イ
ンクに関し、特にサーマルインクジェット、ピエゾエレ
クトリックまたはアコースティックインクジェット方式
などの記録方式を含むインクジェット式記録法用の改良
された微粒子インクに関する。本発明により、たとえ
ば、ゼログラフィーの乾式トナー現像システムで得られ
る記録品質に匹敵する保存性のある記録品質が提供され
る。本発明のインクには、インクの安定性の向上、優れ
た現像画像やプリント、高い光学濃度など、数々の利点
がある。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録システム、特にサー
マルインクジェット記録システムには、ポリマー樹脂の
乾式トナーを使用するゼログラフィーの現像システムと
比べて、記録品質に、下記のようないくつかの欠点があ
る。

【０００３】（１）ブラックおよびカラーインクには１
００％の耐水性がない。耐水性は最近向上してきたが、
それでも多くのインクジェット用インク組成物は１００
％の耐水性を達成していない。したがって、高湿度の大
気中で、スメア（にじみ）、ラインぼけ、その他の問題
を起こしたり、プリントが水と接触した場合に色の混合
や希釈を起こしやすい。

【０００４】（２）エッジのシャープさを欠く。現像し
た画像のエッジは非常に鮮鋭であること、すなわち、粗
さがなくシャープであることが重要である。この問題に
対処するために、マルチパス方式の記録法や複雑な画素
管理アルゴリズムの導入、および／または記録基板の加
熱を行うプリンタもあるが、このような記録システムで
用いられる染料ベースのカラーインクにはいくらかエッ
ジの粗さがある。

【０００５】（３）色間のにじみがある。水性のインク
ジェット記録法では色間のにじみが生ずることが多い。
すなわち、水性インクが乾く前に、記録直後の領域か
ら、境界線で接する別の領域へ色が滲み出す。これは、
たとえばブラックのテキストをイエローの明るいバック
グラウンドに記録するときなどに人目につく。色間のに
じみは記録後１秒をかなり下回る短い時間で起こるの
で、記録後に基板を乾燥するといったことでは解決でき
ない。この問題に対処するために、記録法を制御して、
“ウェット−オン−ウェット”記録をしない記録システ
ムもあるが、これは記録速度の低下につながる。

【０００６】（４）普通紙に記録した場合の彩度が低
い。インクジェット記録法では、通常、専用のコート紙
に記録することによって最高品質の記録が得られる。し
かしながら、標準的な非コート紙を使用し、記録前また
は記録中に用紙を加熱しない場合、彩度が低くなって記
録結果に満足が得られない。したがって、専用のコート
紙を使えば高品質の記録が得られるとはいえ、その使用
はインクジェット記録法の材料コストを押し上げる。

【０００７】（５）透き通しがある。水性のインクジェ
ット記録法の低画質の一つの理由は、紙などの吸収性の
ある記録基板の表面から着色剤が浸透することである。
用紙表面からの浸透性が高いことの直接的な結果は、
“透き通し”として知られる問題である。すなわち、ゼ
ログラフィーの記録と比べて、用紙の裏側から画像が透
けて見えやすい。一部のユーザにとってはそれ自体も気
になることであるが、そのような用紙には、透き通しの
ために、インクジェット用インクを用いた両面印刷がで
きにくくなる。

【０００８】（６）用紙のラチチュードの問題。水性イ
ンクを使用するインクジェット記録法は、ゼログラフィ
ー記録法と比べて、一般的に用紙のラチチュードが小さ
い。たとえば、常温乾燥しか用いない記録法では用紙の
ラチチュードが小さい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】最近特に重要視されて
いるのはインクの安定性である。たとえば、インクジェ
ット用インクは、一定期間、たとえば２日間は不安定で
あるので、にじみのない画像を得るのには使用できず、
多くのケースで使用に適さない。このような欠点は、本
発明を実施することにより軽減される。また、上述の機
能要件を満足し、あるいは欠点を最小限に抑えながら、
同時に、普通紙、透明体、布などの多様な記録媒体に、
記録品質の高い保存性のある記録を提供できる安定なイ
ンクジェット用インク組成物が求められている。特に有
用なのは、インクジェット用インクに通常付随する問題
がなく、レーザゼログラフィーに匹敵する保存性のある
記録画質を提供できるインクジェット用インク組成物で
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のインク組成物
は、（ａ）インクビヒクルと、（ｂ）樹脂粒子を含有す
る樹脂エマルションと、（ｃ）着色剤を含み、前記樹脂
粒子と着色剤は分離または解離している。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、紙、透明体、布などの
多様な記録媒体に、記録品質が高く保存性のある記録が
可能な安定なインクジェット用インク組成物を提供す
る。本発明のインク組成物は、ここに示されたエンドユ
ーザの多様な要求、すなわち、ゼログラフィー記録プリ
ントに匹敵する広範な色域、優れた耐水性および耐光
性、優れた保存安定性、低臭性および低毒性を必ずや満
足する。さらに重要なことには、本発明は、長期間、た
とえば６カ月以上、さらに詳しくは約６カ月から約１８
カ月間安定なインク組成物を提供する。なぜならば、当
該インク組成物は、インク成分が分離しない。さらに詳
しくは、樹脂と顔料の間に機械的または化学的結合を生
じない。また、インク樹脂は、たとえば、少なくとも１
つのモノマーはイオン性であるモノマーの乳化重合によ
って生成し、好ましくは、水溶性のポリマー相と、水に
不溶のポリマーを含有するイオン粒子相が形成される。

【００１２】本発明の実施の態様では、連続した水性相
に分散した、水に不溶の樹脂粒子を含む樹脂エマルショ
ンが使われる。樹脂エマルションの粒子相の量は、標準
的には、たとえば、約５から約５０重量％、好ましく
は、約２０から約４０重量％、連続水性相の量は、たと
えば、約５０から約９５重量％、好ましくは約６５から
約９５重量％である。樹脂エマルションを乳化重合で生
成させると、連続水性相と、水に不溶のポリマーを含有
する不連続分散イオン粒子相または樹脂エマルション粒
子を含む乳化重合混合物が生じる。前記混合物には、通
常、分散媒体、たとえば水；乳化剤、標準的にはイオン
性および非イオン性界面活性剤；残存開始剤と連鎖移動
剤、およびそのフラグメント；イオン粒子相と、水性相
に溶解した物質との両方を含む樹脂が含まれる。乳化重
合混合物全体では、分散媒体の量は通常約５０から約９
５重量％、好ましくは約６０から約８０％、水の量は通
常約４０から約９３％である。乳化剤の量は通常約０．
０１から約１０％、好ましくは約０．５から約３％、残
存開始剤と連鎖移動剤およびそのフラグメントの量は通
常約０．０１から約５重量％、好ましくは約０．０５か
ら約１％である。イオン粒子相である樹脂粒子の量は、
乳化重合混合物全体の通常約５から約５０％、好ましく
は約２０から約４０％、水性相に溶解した樹脂物質の量
は通常約０．１から約１０％、好ましくは約１から約７
％である。特に挙げてはいないが、実施の態様にはこれ
以外の量を用いてもよい。

【００１３】乳化重合混合物樹脂の水溶性ポリマー画分
(ｆｒａｃｔｉｏｎ）の量は、樹脂総量の約１から約３
０％、イオン粒子相の量は、樹脂総量の約７０から約９
９％で、合計約１００％となる。乳化重合混合物樹脂中
の樹脂総量のうち、水溶性ポリマー画分の好ましい量は
約１から約５％であるので、イオン粒子相すなわちラテ
ックスの好ましい量は約９５から約９９％となる。

【００１４】本発明の実施の態様には、（ａ）インクビ
ヒクルと、（ｂ）樹脂粒子を含有する樹脂エマルション
と、（ｃ）顔料とを含み、樹脂粒子と顔料は分離または
解離しているインク組成物と；（ａ）インクビヒクル
と、（ｂ）樹脂粒子を含有する樹脂エマルションと、
（ｃ）着色剤とを含み、樹脂粒子と着色剤は分離または
解離し、樹脂粒子はその表面にイオン基を含有するイン
ク組成物と；着色剤は顔料であるインク組成物と；イオ
ン基はカルボン酸基であるインク組成物と；樹脂エマル
ションは水を含み、樹脂表面のイオン基はカルボン酸基
であるインク組成物と；カルボン酸基は樹脂粒子表面に
約３０から約９０重量％の存在するインク組成物と；カ
ルボン酸基は連続水性相中に約０．１から約４０重量％
の存在し、樹脂粒子中に約１から約４０重量％存在する
インク組成物と；樹脂エマルションの樹脂粒子のＭ_wは
約５，０００から約３，０００，０００、そのガラス化
温度は約０から約１２０℃、樹脂の顔料に対する重量比
は約１：１５から約１５：１、樹脂エマルションはイン
ク中の固形分の重量％に基づき約０．１から約５０重量
％存在するインク組成物と；体積平均樹脂粒子サイズは
約０．０２５から約２ミクロンであるインク組成物と；
着色剤は顔料で、樹脂粒子と顔料は少なくとも約１０⁴
オングストローム離れており、この離隔は主にイオン性
のカルボン酸基によって可能となるインク組成物と；樹
脂粒子と顔料は少なくとも約１０⁴から約１０⁵オングス
トローム離れているインク組成物と；樹脂粒子と着色剤
の顔料は少なくとも約１０⁴から約１０⁵オングストロー
ム離れており、この離隔はイオン性のカルボン酸基によ
って可能となることにおいて、樹脂粒子と顔料の間に化
学的または機械的手段による結合がないインク組成物
と；ビヒクルは、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、トリエチレングリコー
ル、チオグリコール、グリセリン、ジプロピレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ールからなる群から選ばれるインク組成物と；粘度が約
１．５から約５センチポイズ、表面張力が約３０から約
５５ダイン／ｃｍのインク組成物と；さらにインク添加
剤を含有するインク組成物と；インク添加剤は、殺生物
剤、緩衝剤、防かび剤、ｐＨ調整剤、導電率調整剤、キ
レート剤、防さび剤、しわ防止剤、安定剤からなる群か
ら選ばれ、当該成分が約０．０１から約１０重量％使用
されるインク組成物と；樹脂エマルションは１種類のモ
ノマーまたは数種類のモノマーの乳化重合によって生成
し、前記モノマーの少なくとも１つはカルボン酸基を含
有するイオン性のモノマーであるインク組成物と；モノ
マーは、ビニル、共役ジエン、エチレン性不飽和モノオ
レフィン、ビニルエステル、アルファメチレン脂肪族モ
ノカルボン酸のエステル、アクリロニトリル、アクリル
アミド、ビニルエーテル、ビニルケトン、ハロゲン化ビ
ニリデン、およびそれらの混合物からなる群から選ば
れ、それらから生成するポリマーまたは樹脂は、アクリ
ル酸エマルション、酢酸ビニルエマルション、塩化ビニ
ルエマルション、アクリル−スチレンエマルション、ポ
リブタジエンエマルション、スチレンエマルション、ジ
エンエマルション、アクリル酸エステルエマルション、
ビニルエーテルエマルション、ビニルケトンエマルショ
ン、ハロゲン化ビニリデンエマルションであるインク組
成物と；イオン性のモノマーは、酸または塩基性オレフ
ィンモノマー、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、
アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアルキルまたは
トリアルキルアクリルアミドまたはメタクリルアミドの
ハロゲン化第四アンモニウム、ビニルピリジン、ビニル
ピロリドン、ビニル−Ｎ−メチルピリジニウムクロリ
ド、スルホン化モノマー、ホスホン化モノマーを含むイ
ンク組成物と；モノマーは、アクリル酸および１から３
個のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルで
あるインク組成物と；モノマーは、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、およびアクリル酸で、約６
０重量％のメタクリル酸メチル、約３０重量％のアクリ
ル酸ブチル、約１０％のアクリル酸であるインク組成物
と；樹脂エマルションの水溶性ポリマー相の量が樹脂総
量の約１から約３０％、イオン粒子相の量が樹脂総量の
約７０から約９９％であるインク組成物と；イオン基
は、弱酸、強酸、アニオン塩、強塩基であるインク組成
物と；イオン基は、弱酸のカルボン酸、強酸のスルホン
酸、アニオン塩の硫酸塩、弱塩基のアンモニウム、強塩
基のジアルキルアミン、カチオン塩の第四アンモニウム
であるインク組成物と；粒子表面のイオン基は、カルボ
ン酸、スルホン酸、アンモニウム、アルキルアミン、ピ
リジン、アルキルピリジン、およびそれらの塩からなる
群から選ばれるインク組成物と；粒子表面の弱酸モノマ
ーは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイ
ン酸、フマル酸；粒子表面の強酸モノマーは、ビニルス
ルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸、２−スルホエチルメタ
クリレート；粒子表面の塩基性モノマーは、アクリルア
ミド、メタクリルアミド、ジアルキルまたはトリアルキ
ルアクリルアミドまたはメタクリルアミドのハロゲン化
第四アンモニウム、ビニルピリジン、ビニルピロリド
ン、ビニル−Ｎ−メチルピリジニウムクロリドであるイ
ンク組成物が含まれる。

【００１５】実施の態様では、本発明のインクは、樹脂
エマルション混合物、着色剤特に顔料、Ｓｕｌｆｏｌａ
ｎｅなどのインクビヒクル、任意に開始剤を含み、イン
ク中の固形分は、樹脂、樹脂粒子、着色剤特に顔料を含
む。本発明の実施の態様に関して重要なことは、好まし
くは乳化重合によって製造されたイオン性、特にカルボ
キシル化されたラテックスを使用することであり、それ
によって、樹脂粒子と顔料粒子は解離（ｄｉｓｓｏｃｉ
ａｔｅ）して存在する。たとえば、樹脂粒子と顔料粒子
は接触していない；樹脂粒子と顔料粒子の間には結合が
ない；樹脂粒子と顔料粒子との間には所定の間隔があ
る。カルボキシル化された樹脂エマルションは、少なく
とも樹脂粒子の表面にカルボン酸基群、またはカルボン
酸基の存在を可能とし、これによって、優れたインク安
定性が得られるが、その主要因は樹脂粒子と顔料粒子が
解離または分離しているためである。カルボン酸基は、
ここに記載のように、樹脂中にもインクビヒクル中にも
存在する。好ましくは、カルボン酸基、およびカルボキ
シル化ラテックス由来のカルボン酸基の主要量は、樹脂
粒子の表面に、たとえば、約３５から約９０重量％、好
ましくは約４０から約８０重量％存在する。樹脂粒子中
に存在するカルボン酸基の量は、たとえば、約１から約
４０重量％、好ましくは約２から約４０重量％である。
インクビヒクル中にも存在するカルボン酸基の量は、た
とえば、約０．０１から約４０重量％、好ましくは約
０．０５から約２０重量％である。これ以外の適切な量
でもよい。カルボン酸基によって、樹脂粒子と顔料との
間の間隔と解離が可能となるが、この間隔は、たとえ
ば、約１０⁴から１０⁵オングストロームであり、この間
隔によって顔料と樹脂粒子は解離したままとなる。これ
以外の適切な間隔でもよい。

【００１６】カルボキシル化樹脂エマルションは、通
常、カルボン酸基を有するモノマーから作られた樹脂、
たとえば、アルキルたとえばメチルメタクリレート、ア
ルキルたとえばブチルアクリレート、およびアクリル酸
の、好ましくは重量比６０：３０：１０のコポリマーか
ら作られた樹脂エマルションを含む。樹脂またはポリマ
ーの例は、共役ジエンのモノマー単位を含む。たとえ
ば、１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチ
ル−１，３−ブタジエン、ピペリレン、３−ブチル−
１，３−オクタジエン、２−フェニル−１，３−ブタジ
エンなど、およびそれらの混合物などであるが、これに
限られない。ビニルのモノマー単位の典型的な例は、ス
チレン；ｐ−クロロスチレン；ビニルナフタレン；塩化
ビニル；臭化ビニル；フッ化ビニル；エチレン性不飽和
モノオレフィン、たとえば、エチレン、プロピレン、ブ
チレン、イソブチレンなど；ビニルエステル、たとえ
ば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニ
ル、酪酸ビニルなど；アルファメチレン脂肪族モノカル
ボン酸のエステル、たとえば、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソ
ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ｎ−オクチ
ル、アクリル酸２−クロロエチル、アクリル酸フェニ
ル、アルファクロロアクリル酸メチル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなど；
アクリロニトリル；メタクリロニトリル；アクリルアミ
ド；ビニルエーテル、たとえば、ビニルメチルエーテ
ル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエーテル
など；ビニルケトン、たとえば、ビニルメチルケトン、
ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンな
ど；ハロゲン化ビニリデン、たとえば、塩化ビニリデ
ン、ビニリデンクロロフルオリドなど；Ｎ−ビニルイン
ドール、Ｎ−ビニルピロリドンなど；およびそれらの混
合物を含む。混合物とは、たとえば、最低２から最大１
０、好ましくは５種類の成分を含み、混合物中の各成分
は、それぞれについて適量が使用され、合計で約１００
部または１００％となる。たとえば、２種類の混合物
は、第一の成分が約１から約９９％、第二の成分が約１
から９９％使用され、２つの合計が約１００％となる。

【００１７】本発明に使用される樹脂エマルションは、
好ましくは乳化重合法により製造され、当該製造法で使
用するモノマーは、たとえば、スチレン、メタクリル酸
エステル、ブタジエン、イソプレン、および任意に、酸
や塩基性オレフィンモノマー、たとえば、アクリル酸、
メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジ
アルキルまたはトリアルキルアクリルアミドまたはメタ
クリルアミドのハロゲン化第四アンモニウム、ビニルピ
リジン、ビニルピロリドン、ビニル−Ｎ−メチルピリジ
ニウムクロリドなどからなる群から選ばれる。これらの
酸や塩基の存在量はさまざまで、たとえば、約１から約
４０％、好ましくは約３から約２５重量％である。樹脂
エマルションを乳化重合で製造するときには、公知の連
鎖移動剤、たとえば、ドデカンチオールや四臭化炭素も
有効量、たとえば、約１から１０％使用する。これ以外
の方法でも、得られる樹脂エマルション粒子の体積平均
直径が、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒなどの公知の
手段による測定で、たとえば約０．０１から約３ミクロ
ンであれば、米国特許第３，６７４，７３６号に記載の
ポリマーのマイクロ懸濁法、米国特許第５，２９０，６
５４号に記載のポリマー溶液：マイクロ懸濁法、機械的
粉砕法、その他の公知の方法など、米国特許第５，５６
７，５６６号参照、から採用してもよい。

【００１８】固形粒子のサイズは、本発明のインクジェ
ット用インク組成物に入れる場合、小さいことが好まし
い。その第一の理由は、プリントヘッドのオリフィスの
目詰りを最小限にするか防止するため、および優れたイ
ンクジェット用インクを提供するためである。したがっ
て、本発明の実施の形態では、樹脂エマルション／粒子
は、約０．０１から約２ミクロンの数平均粒子サイズ
（平均直径）を有することが好ましい。さらに好ましく
は、樹脂エマルション粒子の平均粒子サイズは、約０．
０５から約１ミクロン、またさらに好ましくは、約０．
０５から約０．５ミクロンである。

【００１９】インク組成物は、最大約２５重量％程度の
着色剤を含む。本発明のインクジェット用インク組成物
は、好ましくは約２から約２０重量％、さらに好ましく
は約２．５から約１５重量％の着色剤を含むが、これ以
外の適切な量を使用してもよい。好ましい着色剤は顔料
または顔料粒子である。

【００２０】本発明のインクジェット用インクでは、顔
料などの着色剤は、樹脂エマルション粒子と会合せず、
ここに記載のように、樹脂エマルション粒子と解離して
存在する。この解離によって、たとえば、優れたインク
安定性が可能となる。本発明の実施の形態では、インク
ジェット用インク組成物の着色剤は、顔料、染料、また
はその混合物で、好ましくは、カーボンブラックなどの
顔料である。顔料の例は、カーボンブラック、シアン、
マゼンタ、イエロー、レッド、ブルー、グリーン、ブラ
ウン、それらの混合物などである。適切なブラック顔料
の例は、チャネルブラック、ファーネスブラック、ラン
プブラックなどの種々のカーボンブラックで、乾燥粉末
か予備分散体の形態で用いる。好ましいのは、Ｌｅｖａ
ｎｙｌＢｌａｃｋ Ａ−ＳＦ（Ｂａｙｅｒ）、Ｓｕｎｓ
ｐｅｒｓｅ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ＬＨＤ ９３
０３（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、Ｓｕｎ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌｓ社のその他の同様なカーボンブラック製
品、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社のその他の
同様なカーボンブラック製品などである。カラー顔料も
乾燥粉末か予備分散体の形態などで用いる。

【００２１】本発明の実施の形態で顔料を用いるときに
は、好ましくは、顔料粒子はなるべく小さくして、樹脂
エマルションの存在下で粒子が安定して分散するように
する。顔料粒子の好ましい平均直径は、一般的に約０．
００１から約１マイクロメートルである。顔料は、望ま
しい粒子サイズ、たとえば、約０．００１から約１ミク
ロンにするためにさらに処理してもよい。前述の処理
は、ボールミル、サンドミキサ、アトリタ（ａｔｔｒｉ
ｔｏｒ）、攪拌ミル、超音波ホモジェナイザ、マイクロ
フリュイダイザ、遠心分離などを使用して行う。

【００２２】染料は、必ずしも好ましくないが、本発明
のインクジェット用インクに任意に使用することができ
ると考えられる。その例は、市販の適切な染料であれば
いずれでもよい。使用される染料は、酸性、直接、また
は反応染料である。具体例は、Ｂｅｒｎａｃｉｄ Ｒｅ
ｄ ２ＢＭＮ、Ｐｏｎｔａｍｉｎｅ Ｂｒｉｌｌｉａｎ
ｔ Ｂｏｎｄ Ｂｌｕｅ Ａ、ＢＡＳＦ Ｘ−３４、Ｐ
ｏｎｔａｍｉｎｅ、Ｆｏｏｄ Ｂｌａｃｋ ２、Ｃａｒ
ｏｄｉｒｅｃｔ Ｔｕｒｑｕｏｉｓｅ ＦＢＬＳｕｐｒ
ａ Ｃｏｎｃ．（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ １９９、Ｃ
ａｒｏｌｉｎａ Ｃｏｌｏｒ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ社製）、Ｓｐｅｃｉａｌ ＦａｓｔＴｕｒｑｕｏｉｓ
ｅ ８ＧＬ Ｌｉｑｕｉｄ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ
８６、Ｍｏｂａｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）、Ｉｎｔｒ
ａｂｏｎｄ ＬｉｑｕｉｄＴｕｒｑｕｏｉｓｅ ＧＬＬ
（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ８６、Ｃｒｏｍｐｔｏｎ
ａｎｄ Ｋｎｏｗｌｅｓ社製）、Ｃｉｂｒａｃｒｏｎ
ＢｒｉｌｌｉａｎｔＲｅｄ ３８−Ａ（Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅ Ｒｅｄ ４、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社
製）、Ｄｒｉｍａｒｅｎｅ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｒｅ
ｄ Ｘ−２Ｂ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄ ５６、Ｐｙ
ｌａｍ、Ｉｎｃ．製）、Ｌｅｖａｆｉｘ Ｂｒｉｌｌｉ
ａｎｔ Ｒｅｄ Ｅ−４Ｂ（Ｍｏｂａｙ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ社製）、肉眼では見えないが、可視波長外の領域の
光線（紫外線や赤外線など）に暴露すると見える染料、
たとえば、ダンシル−リジン、Ｎ−（２−アミノエチ
ル）−４−アミノ−３，６−ジスルホ−１，８−ジナフ
タルイミド二カリウム塩などである。

【００２３】さらに、本発明の実施の形態では、インク
ジェット用インク組成物を磁気インク文字読取り装置
（ＭＩＣＲ）システムに使用可能にするために、インク
ジェット用インク組成物に磁気粒子を含んでいてもよ
い。適切な磁性体は、針状磁性体、ドープ磁性体、熱処
理磁性体などであるが、これに限られない。たとえば、
特定の磁性体組成物は、熱処理磁鉄鉱、コドープ（ｃｏ
−ｄｏｐｅｄ）磁鉄鉱、針状磁鉄鉱、磁鉄鉱などであ
る。その他の適切な磁性体は、強磁性化合物の硬質磁気
粒子、軟磁性粒子、またはその混合物などであるが、こ
れに限られない。軟磁性粒子は、鉄やその他の高透磁率
低残留磁気材料、たとえば、鉄カルボニル、亜鉛フェラ
イトやマンガンフェライトなどのある種のフェライト、
またはパーマロイなどである。硬質磁気粒子は、酸化
鉄、その他のフェライト、たとえば、バリウムフェライ
ト、ｃｈｉ−ｉｒｏｎカーバイド、二酸化クロム、また
は酸化鉄とニッケルまたはコバルトの合金などである。
このような磁気粒子は、インクジェット用インク組成物
に適当な有効量使用し、インクの吐出特性に悪影響が出
ないような粒子サイズであることが好ましい。

【００２４】本発明のインクは、樹脂エマルション、顔
料などの着色剤、インクビヒクル、および公知のインク
添加剤、たとえば殺生物剤、湿潤剤、緩衝剤、浸透剤な
どを単純混合して製造できる。さらに詳しくは、カール
防止剤などのインク添加剤をたとえば約０．１から１０
重量％と、水と、スルホラン（Ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）な
どの助溶剤のたとえば約１５から約２５重量％とを溶解
し、攪拌して均質な混合物を得る。前記攪拌は有効時
間、たとえば約５から約１０分間行う。得られた混合物
に、たとえば約０．５から約２重量％の樹脂を含有する
樹脂エマルションを加え、約５から約１０分間、あるい
はこれ以外の有効時間攪拌する。こうして得られた混合
物に、攪拌しながら顔料を加えるが、攪拌は、攪拌バー
などの適当な攪拌装置を用いて約５から約１０分間行
う。得られたインクは、１μｍのグラスファイバフィル
タなどの適当なフィルタを用いてろ過するが、これは、
主にインク混合物から混入物や大きな粒子（＞１μｍ）
を除くためである。

【００２５】本発明のインクの液体ビヒクルは、水、ま
たは水と混和性有機成分、または助溶剤を含む。適切な
助溶剤の例は、グリコール類、たとえば、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、トリエチレングリコール、チオグリコール、グリセ
リン、ジ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；アミド類、たとえば尿
素、置換尿素；エーテル類、たとえば、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエ
チルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテ
ル、トリエチレングリコールエーテル、トリプロピレン
グリコールモノメチルエーテル；カルボン酸類およびそ
の塩；エステル類；アルコール類、たとえば、エチルア
ルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコー
ル、ベンジルアルコール；有機スルフィド類；有機スル
ホキシド類；スルホン類、たとえば、Ｓｕｌｆｏｌａｎ
ｅ、アルコール誘導体、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、アミノアルコール
類、ケトン類、Ｎ−メチルピロリジノン、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；アミド類；スルホキシド類、たとえばジメチルスル
ホキシド；ラクトン類；それらの混合物などであるが、
これに限られない。

【００２６】水と、１つ以上の助溶剤または助分散剤の
混合物を液体ビヒクルとして選ぶ場合、水と助溶剤の比
率は適当な有効範囲でよい。通常、水：助溶剤の比率
は、約１００：０から約２０：７０、好ましくは約９
７：３から約５０：５０であるが、これ以外の適切な比
率にしてもよい。液体ビヒクルに非水成分が含まれる場
合、それは一般的に湿潤剤として機能し、通常は水より
沸点が高い。適切な湿潤剤は、たとえば、グリコール
類、Ｎ−メチル−ピロリドン、２−ピロリドン、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン、１，２−ジメチル−２−イミダ
ゾリジノン、Ｓｕｌｆｏｌａｎｅ、それらの混合物など
であるが、これに限られない。湿潤剤をインクに使用す
るのは、水分の蒸発と沈降を防止するためである。更
に、ある種の湿潤剤、たとえば、Ｎ−メチル−ピロリド
ンや２−ピロリドンなどは、インクの吐出性能を改善す
ることがわかっており、したがって、このような湿潤剤
は、湿潤剤と助溶剤の２つの役割を果たす。また、２−
ピロリドンなどの一部の湿潤剤は、長時間の記録中にイ
ンクが吐出面に堆積するのを防止する。これは、カート
リッジの再補給性にとって都合がよい。

【００２７】本発明のインクには、前述のように、その
他の成分も添加される。たとえば、本発明のインクは、
殺生物剤、緩衝剤、かび防止剤、ｐＨ調整剤、導電率調
整剤、キレート剤、さび防止剤、安定剤などの添加剤を
含む。これらの添加剤は、本発明のインクジェット用イ
ンクに、適当な有効量、たとえばインクの約０．０００
１から約４．０重量％、好ましくは約０．０１から約
２．０重量％含まれる。

【００２８】緩衝剤の例は、ホウ酸ナトリウム、リン酸
水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、それらの混
合物などであるが、これに限られない。殺生物剤の例
は、Ｄｏｗｉｃｉｌ（登録商標）、Ｐｒｏｘｅｌ、安息
香酸塩、ソルビン酸塩、それらの混合物などであるが、
これに限られない。

【００２９】ｐＨ調整剤もインクに添加する。そのよう
なｐＨ調整剤の例は、酸；塩基、たとえば、水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカ
リ金属の水酸化物；リン酸塩；炭酸塩；カルボン酸塩；
亜硫酸塩；アミン塩；アミン、たとえば、ジエタノール
アミンやトリエタノールアミン；それらの混合物などで
あるが、これに限られない。ｐＨ調整剤を添加する場
合、使用量は、最大約３重量％、好ましくは、約０．０
１から約１重量％である。

【００３０】その他のインク組成物も使用される。たと
えば、用紙のカールを削減したり、しわ防止剤として、
トリメチロールプロパンなどの成分をインクジェット用
インク組成物に添加する。適切な添加剤の例は、たとえ
ば、米国特許第４，７３７，１９０号に開示されてい
る。当該特許の全開示内容は、本発明の参考文献となっ
ている。

【００３１】本発明の最終インクジェット用インク組成
物には、いくつかの物理的性質が要求される。たとえ
ば、インクジェット式記録法に用いるインク組成物に
は、適切な粘度、表面張力、ｐＨ特性がなければならな
い。本発明では、インクジェット用インク組成物は、２
５℃で約０．５から約２０ｃＰの粘度を有するのが好ま
しいとされる。インクの粘度は、好ましくは約１から約
１５ｃＰ、さらに好ましくは約１から約７ｃＰである。
また、インクジェット用インク組成物は、２５℃で約１
０から約７５ダイン／ｃｍの表面張力を有するのが好ま
しいとされる。インクの表面張力は、さらに好ましくは
約２０から約５５ダイン／ｃｍ、またさらに好ましくは
約２５から約４５ダイン／ｃｍである。また、インクジ
ェット用インク組成物は、約３から約１０のｐＨを有す
るのが好ましいとされる。さらに好ましくは約４から約
８である。

【００３２】本発明のインクは優れたインク安定性を有
する。たとえば、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｆｌｕｉｄ
Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒによる測定で実質的に一定の粘度
と、ｐＨ電極と計器による測定で適切なｐＨと、流体テ
ンシオメータによる測定で効果的な表面張力とを維持す
る。更に、当該インクでは、長期間、たとえば、６カ月
以上、さらに詳しくは約６カ月から約２年間、顔料やエ
マルション粒子の目に見える沈降挙動が見られない。

【００３３】実質的に一定の粘度、ｐＨ、表面張力、お
よび粒子の不沈降は、インクをストレスにさらしても維
持される。たとえば、ボトルに入れたインクを室温、た
とえば約２５℃で放置した後、約６０℃で２４時間、ま
たは５０℃で３０日間加熱する；あるいは、−３０℃で
凍結した後室温で解凍する。このようなストレス条件下
でも、インクの粘度は実質的に約０．５ｃＰ（センチポ
イズ）を越えて増減しない。粘度が実質的にたとえば約
３から約４センチポイズ（ｃＰ）変化すると、インクの
不吐出の原因となるか、および／または、インクが吐出
装置のフィルタを通過できなくなる。インクの粘度に有
害な変化があると、インクを吐出装置に補給できなくな
り、その結果、吐出チャネルの補給が不足して、吐出装
置からインク滴が吐出されなくなる。インクを０℃未
満、たとえば−４０℃の温度に放置した後、インクを解
凍する、といった冬期または寒冷気候における輸送中に
起こり得るような極端な条件下でも、顔料、樹脂エマル
ション粒子、および他のインク成分を有する顔料など、
目に見えるインクの沈降や析出はなかった。インクを２
５℃に放置した後、目に見える沈降や析出が生じると、
インクジェットノズルの目詰りが起き、その結果、ライ
ンエッジの粗さ、光学濃度、画像の色むらに影響する。
また、インクが沈降すると、混合物が均質でなくなり、
毛管作用の芯装置を含むインクタンクでの貯蔵にも問題
が生ずる。さらに、本発明のインクは、長期の保存安定
性や優れた吐出性能を得るために、従来技術にあるよう
なサッカリン／ポリオールなどの特殊な添加剤を加える
必要がない。

【００３４】インクの相互作用がないことを証明するた
めに、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＲＳＦを用いた流体レ
オロジーを使う。センチポイズで表した粘度を、ずり速
度の変化に対して測定し、一般的にはずり速度（ｓｅｃ
^-1）の対数としてプロットする。インクは、０．５から
３の対数ずり速度（ｓｅｃ^-1）の範囲で測定された。本
発明のインクは、ずり速度が増加しても粘度に目立った
減少がないことから、着色剤、特に顔料と樹脂エマルシ
ョン粒子は会合していないこと、および樹脂と顔料の間
には間隔があることが示された。更に、ずり速度が１０
³から１０⁰に減少すると、インクの粘度は、前述のずり
速度増加に関する状況と同じカーブに従った。このこと
からも、インク中の顔料と樹脂エマルション粒子の会合
がないことがわかる。

【００３５】従来技術のインクは、顔料と樹脂エマルシ
ョン粒子との間に会合があることが立証されている。樹
脂エマルション粒子と顔料は、熱および／または反対に
荷電したイオン性界面活性剤によって通常合体する。す
なわち、顔料と樹脂エマルション粒子は緊密に会合し、
たとえば、インク粒子の望まざる沈降の原因となる。比
較例３で、インクは中等度のずり減粘（対数ずり速度
０．５から２に対し、３，７から３．４センチポイズ）
を有していた。このインクは当初約２カ月間は安定であ
った（ほとんど沈降がなかった）が、その後、たとえば
約３カ月後に沈降した。これに対し、本発明のインク
は、１年以上安定しており、事実上ずり減粘がないこと
が明白で、対数ずり速度２から０．５に対して、約０．
１センチポイズのノイズ範囲内のシフトしかないことを
示している。

【００３６】本発明のインクは、用紙上、すなわち、ビ
ヒクルがかなり除去された状況では、インク中では見ら
れなかった相互作用を示す。Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅおよび走査電子顕微鏡像から、
用紙上でのこの相互作用の物理的証拠が得られている。
樹脂エマルション粒子の不在下では、顔料粒子は単一粒
子として支配的に存在する。樹脂エマルション粒子の存
在下では、顔料粒子は、樹脂エマルション粒子を中心と
した大きな凝集体に見える。

【００３７】顔料と樹脂エマルション粒子を含有し、イ
ンク中では顔料／樹脂エマルション粒子の会合がなく、
用紙上では物理的に結合した顔料／樹脂エマルション粒
子の会合のあるサーマルインクジェット用インクは、本
発明のインクおよびプロセスに関して重要である。

【００３８】

【実施例】実施例１ 樹脂エマルションの調製 メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／アクリル酸の
組成が６０：３０：１０のターポリマーを含む樹脂エマ
ルションをバッチ乳化重合法で調製した。２００ｒｐｍ
にセットした攪拌装置を備える５００ミリリットルのジ
ャケット付きガラスフラスコで、１．８ｇの過硫酸アン
モニウムと、１．８ｇのドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）と、１．８ｇのＴｒｉ
ｔｏｎＸ−１００（オクチルフェノールポリエーテルア
ルコールと、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社製）と、２
３２ｇの脱イオン水とを３０分間脱気した。７２ｇのメ
タクリル酸メチル、３６ｇのアクリル酸ｎ−ブチル、１
２ｇのアクリル酸のモノマー混合物をフラスコに入れ
て、終始室温、約２５℃で１０分間乳化した。次に、こ
のエマルションを８０℃で５．５時間、窒素大気中で重
合した。こうして、３４％の固形分を含む樹脂エマルシ
ョンを得た。固形分は、残存乳化剤、イオン性非イオン
性の界面活性剤、残存開始剤も含み、Ｃｏｕｌｔｅｒ
Ｎ４で測定した平均粒子サイズは２３５ナノメートルの
主にイオン性エマルション粒子であった。得られた樹脂
のリスキャン中点値（ｒｅｓｃａｍ ｍｉｄｐｏｉｎ
ｔ）のＴｇは、Ｓｅｉｋｏ ＤＳＣによる測定で５３℃
であった。バルク樹脂の分子量Ｍ_wは、Ｗａｔｅｒｓ
ＧＰＣで５８３，０００と測定された。水性媒体中に、
約４重量％の水溶性オリゴマー／ポリマーが存在し、
（前記オリゴマー／ポリマーは）７３重量％のアクリル
酸を含むことが、遠心分離と酸滴定により測定された。
水性相のオリゴマーとポリマーのＭ_wは、それぞれ、
１，０８０と２８，０００であった。

【００３９】Ｌｅｖａｎｙｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃ
ｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎ製）を含むインクは、調製後、遠心分離にか
けて大きな粒子（＞１μｍ）を除いた。カーボンブラッ
ク分散体は、インク調製の前に１μｍのグラスファイバ
フィルタでろ過した。ここにある全実施例は、特に記載
のない限り、前処理したＬｅｖａｎｙｌカーボンブラッ
クを使用している。

【００４０】実施例１Ａ インクの調製 １６重量％のジエチレングリコール（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製）と、１５重量％の２−ピロリジノン（Ａｌｄｒｉｃ
ｈ社製）と、水（合計１００％になるまでの差分）とを
混合して、黒色のインクジェット用インク組成物を調製
した。約０．５５％の固形分に相当する実施例１の樹脂
エマルションを上述で調製したビヒクル混合物に加え、
約５から１０分攪拌した。得られた混合物を、７重量％
のＬｅｖａｎｙｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓ
ｐｅｒｓｉｏｎ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
製）に加えた。インク混合物は、約５分間攪拌し、１μ
ｍのグラスファイバフィルタでろ過した。得られたイン
クは、５０℃で３０日間および６０℃で２４時間加熱
後、粘度、表面張力、ｐＨ特性ともに安定していた。さ
らに、約２５℃で約１２カ月間沈降や析出物の徴候もな
く、保存安定性があった。

【００４１】実施例１Ｂ インクの調製 ２０重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（Ｂａｙｅｒ社製）
と、４重量％のトリメチロールプロパン（Ｈｏｅｓｃｈ
ｔ社製）と、水（合計１００％になるまでの差分）とを
混合して、黒色のインクジェット用インク組成物を調製
した。約０．５５％の固形分に相当する実施例１の樹脂
エマルションを上述で調製したビヒクル混合物に加え、
約５から１０分攪拌した。得られた混合物を、７重量％
のＬｅｖａｎｙｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓ
ｐｅｒｓｉｏｎ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
製）に加えた。インク混合物は、約５分間攪拌し、１μ
ｍのグラスファイバフィルタでろ過した。得られたイン
クは、５０℃で３０日間および６０℃で２４時間加熱後
も粘度、表面張力、ｐＨ特性が同じまたは同程度である
ことから、安定性を有していることが示された。さら
に、約２５℃で１２カ月間沈降や析出物の徴候もなく、
保存安定性があった。

【００４２】実施例１Ｃ インクの調製 ２０重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
０．５重量％のポリエチレンオキシド／ビスフェノール
Ａポリマー、分子量１８，０００（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎ
ｃｅｓ社製）と、水とを均質な混合物になるよう攪拌し
て混合し、黒色のインクジェット用インク組成物を調製
した。前記攪拌時間は約５から１０分であった。上述で
調製したインクビヒクルに、約１％の固形分に相当する
実施例１の樹脂エマルションを加え、約５から１０分攪
拌した。得られた混合物を、４重量％のＣａｂｏｊｅｔ
２００カーボンブラック着色剤（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ製）に加えた。インク混合物は、５か
ら約１０分間攪拌し、１μｍのグラスファイバフィルタ
でろ過した。得られたインクは、約２５℃で６カ月間沈
降の徴候もなく、保存安定性があった。インクの物理的
性質も、粘度など約２．１５センチポイズで、変化がな
かった。

【００４３】実施例２ 樹脂エマルションの調製 メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／アクリル酸の
組成が６７：３０：３のターポリマーを含む樹脂エマル
ションをバッチ乳化重合法で調製した。２５０ｒｐｍに
セットした攪拌装置を備える２リットルのジャケット付
きガラスフラスコで、３ｇの過硫酸アンモニウムと、
４．５ｇのドデシル硫酸ナトリウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製）と、５８０ｇの脱イオン水とを３０分間脱気した。
２０１ｇのメタクリル酸メチル、９０ｇのアクリル酸ｎ
−ブチル、９ｇのアクリル酸のモノマー混合物をフラス
コに入れて、フラスコ内容物を室温で１０分間乳化し
た。次に、得られたエマルションを８０℃で５．５時
間、窒素大気中で重合した。こうして、Ｃｏｕｌｔｅｒ
Ｎ４で測定した平均粒子サイズが８０ナノメートル
の、３４％の固形分を含む樹脂エマルションを得た。得
られた樹脂のリスキャン中点値のＴｇは、Ｓｅｉｋｏ
ＤＳＣによる測定で５５℃で、バルクの分子量Ｍ_wは、
Ｗａｔｅｒｓ ＧＰＣで１，０９０，０００と測定され
た。

【００４４】実施例２Ａ インクの調製 ２０重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
トリメチロールプロパン（Ｈｏｅｃｈｓｔ社製）と、水
（合計１００％になるまでの差分）とを混合して、黒色
のインクジェット用インク組成物を調製した。約０．５
５％の固形分に相当する実施例２の樹脂エマルションを
上述で調製したビヒクル混合物に加え、約５から１０分
攪拌した。次に、得られた混合物を、７重量％のＬｅｖ
ａｎｙｌＣａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉ
ｏｎ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）に加え
た。インク混合物は、約５分間攪拌し、その後、１μｍ
のグラスファイバフィルタでろ過した。得られたインク
は、約２５℃で１２カ月間沈降の徴候がなかった。

【００４５】実施例３ 樹脂エマルションの調製 メタクリル酸メチル／メタクリル酸ブチル／アクリル酸
の組成が２１：７６：３のターポリマーを含む樹脂エマ
ルションをバッチ乳化重合法で調製した。２５０ｒｐｍ
にセットした攪拌装置を備える２リットルのジャケット
付きガラスフラスコで、１．５ｇの過硫酸アンモニウム
と、１７．８ｇのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）と、５８０ｇの脱イオン水と
を３０分間脱気した。６２ｇのメタクリル酸メチル、２
２９ｇのメタクリル酸ｎ−ブチル、９ｇのアクリル酸の
モノマー混合物をフラスコに入れ、混合物を室温で１０
分間乳化した。次に、得られたエマルションを８０℃で
５．５時間、窒素大気中で重合した。こうして、Ｃｏｕ
ｌｔｅｒ Ｎ４で測定した平均粒子サイズが６３ナノメ
ートルの、３６％の固形分を含む樹脂エマルションを得
た。得られた樹脂のリスキャン中点値のＴｇは、Ｓｅｉ
ｋｏ ＤＳＣによる測定で５４℃で、バルク樹脂の分子
量Ｍ_wは、Ｗａｔｅｒｓ ＧＰＣで２，２８０，０００
と測定された。

【００４６】実施例３Ａ インクの調製 ２０重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
トリメチロールプロパン（Ｈｏｅｃｈｓｔ社製）と、水
（合計１００％になるまでの差分）とを混合して、黒色
のインクジェット用インク組成物を調製した。約０．５
５％の固形分に相当する実施例３の樹脂エマルションを
上述で調製したビヒクル混合物に加え、約５から１０分
攪拌した。得られた混合物を、７重量％のＬｅｖａｎｙ
ｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ
（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）に加えた。
インク混合物は、約５分間攪拌し、１μｍのグラスファ
イバフィルタでろ過した。得られたインクは、約２５℃
で１８カ月間沈降の徴候がなかった。

【００４７】実施例４ 樹脂エマルションの調製 メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／メタクリル酸
の組成が５０：３０：２０のターポリマーを含む樹脂エ
マルションをバッチ乳化重合法で調製した。２００ｒｐ
ｍにセットした攪拌装置を備える５００ミリリットルの
ジャケット付きガラスフラスコで、０．６ｇの過硫酸ア
ンモニウムと、１．８ｇのドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）と、１．８ｇのＴｒ
ｉｔｏｎＸ−１００（オクチルフェノールポリエーテル
アルコール、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社製）と、２
３２ｇの脱イオン水とを３０分間脱気した。６０ｇのメ
タクリル酸メチル、３６ｇのアクリル酸ｎ−ブチル、２
４ｇのメタクリル酸のモノマー混合物をフラスコに入れ
て、室温で１０分間乳化した。次に、このエマルション
を８０℃で５．５時間、窒素大気中で重合した。こうし
て、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｎ４で測定した平均粒子サイズが
９４ナノメートルの、３６％の固形分を含むラテックス
を得た。得られた樹脂のリスキャン中点値のＴｇは、Ｓ
ｅｉｋｏＤＳＣによる測定で９５℃であった。樹脂のバ
ルク分子量Ｍ_wは、ＷａｔｅｒｓＧＰＣで１，１９０，
０００と測定された。

【００４８】実施例４Ａ インクの調製 ２０重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
トリメチロールプロパン（Ｈｏｅｃｈｓｔ社製）と、水
（合計１００％になるまでの差分）とを混合してインク
ビヒクルを作ることにより、黒色のインクジェット用イ
ンク組成物を調製した。約０．５５％の固形分に相当す
る実施例４の乳化重合混合物を得られたビヒクル混合物
に加え、約５から１０分攪拌した。得られた混合物を、
７重量％のＬｅｖａｎｙｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ
Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａ
ｔｉｏｎ製）に加えた。インク混合物は、約５分間攪拌
し、１μｍのグラスファイバフィルタでろ過した。得ら
れたインクは、２５℃で１２カ月間、沈降も析出物も認
められなかった。

【００４９】実施例５ 樹脂エマルションの調製 メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／アクリル酸の
組成が６７：３０：３のターポリマーを含む樹脂エマル
ションをバッチ乳化重合法で調製した。２００ｒｐｍに
セットした攪拌装置を備える５００ミリリットルのジャ
ケット付きガラスフラスコで、０．６ｇの過硫酸アンモ
ニウムと、１．８ｇのドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）と、１．８ｇのＴｒｉｔ
ｏｎ Ｘ−１００（オクチルフェノールポリエーテルア
ルコール、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社製）と、２３
２ｇの脱イオン水とを３０分間脱気した。８０．４ｇの
メタクリル酸メチル、３６ｇのアクリル酸ｎ−ブチル、
３．６ｇのアクリル酸のモノマー混合物をフラスコに入
れて、室温で１０分間乳化した。次に、このエマルショ
ンを８０℃で５．５時間、窒素大気中で重合した。こう
して、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｎ４で測定した平均粒子サイズ
が７５ナノメートルの、３４％の固形分を含む樹脂エマ
ルションを得た。得られた樹脂のリスキャン中点値のＴ
ｇは、Ｓｅｉｋｏ ＤＳＣによる測定で５５℃であっ
た。樹脂のバルク分子量Ｍ_wは、Ｗａｔｅｒｓ ＧＰＣ
で１，６３０，０００と測定された。水性媒体中に、遠
心分離と酸滴定による測定の結果６０重量％のアクリル
酸を含む、約１．３重量％の水溶性オリゴマー／ポリマ
ーが存在した。水性相のオリゴマーとポリマーのＭ
_wは、それぞれ、１，４８０と６０，０００であった。

【００５０】実施例５Ａ インクの調製 ２０重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
トリメチロールプロパン（Ｈｏｅｃｈｓｔ社製）と、水
（合計１００％になるまでの差分）とのビヒクルを混合
して、黒色のインクジェット用インク組成物を調製し
た。約０．５５％の固形分に相当する実施例５の樹脂エ
マルションを得られたビヒクル混合物に加え、約５から
１０分攪拌した。得られた混合物を、７重量％のＬｅｖ
ａｎｙｌＣａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉ
ｏｎ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）に加え
た。インク混合物は、約５分間攪拌し、１μｍのグラス
ファイバフィルタでろ過した。得られたインクは、室温
で約３．５カ月間保存安定性があった。すなわち、約
２．０５センチポイズの粘度を維持し、沈降も析出物も
認められなかった。

【００５１】実施例６ 樹脂エマルションの調製 メタクリル酸ベンジル／メタクリル酸の組成が７６：２
４のコポリマーを含む樹脂エマルションをバッチ乳化重
合法で調製した。２００ｒｐｍにセットした攪拌装置を
備える５００ミリリットルのジャケット付きガラスフラ
スコで、１．８ｇの過硫酸アンモニウムと、１．８ｇの
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（Ａｌｄｒｉｃ
ｈ社製）と、１．８ｇのＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００（オ
クチルフェノールポリエーテルアルコール、Ｕｎｉｏｎ
Ｃａｒｂｉｄｅ社製）と、２３２ｇの脱イオン水とを
３０分間脱気した。９１．２ｇのスチレン、２８．８ｇ
のメタクリル酸、２．４ｇの１−ドデカンチオール、
１．２ｇの四臭化炭素のモノマー混合物をフラスコに入
れて、室温で１０分間乳化した。次に、このエマルショ
ンを８０℃で５．５時間、窒素大気中で重合した。こう
して、ＣｏｕｌｔｅｒＮ４で測定した平均粒子サイズが
１１２ナノメートルの、３４％の固形分を含む樹脂エマ
ルションを得た。得られた樹脂のリスキャン中点値のＴ
ｇは、Ｓｅｉｋｏ ＤＳＣによる測定で１０８℃であっ
た。水性媒体中に存在する約１．４重量％の水溶性オリ
ゴマーのバルク分子量Ｍ_wを遠心分離により測定した。
水性相のオリゴマーのＭ_wは６５０であった。

【００５２】実施例６Ａ インクの調製 ２１重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
４．５重量％のＤｏｗａｎｏｌトリプロピレングリコー
ルモノメチルエーテル（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社
製）、０．５重量％のポリエチレンオキシド／ビスフェ
ノールＡポリマー、分子量１８，０００（Ｐｏｌｙｓｃ
ｉｅｎｃｅｓ社製）、水を均質な混合物になるよう約５
から１０分攪拌して混合し、黒色のインクジェット用イ
ンク組成物を調製した。約０．５５％の固形分に相当す
る実施例６の樹脂エマルションを上述で調製した液体ビ
ヒクル混合物に加え、約５から１０分攪拌した。得られ
た混合物を、４重量％のＣａｂｏｊｅｔ ３００カーボ
ンブラック着色剤（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ製）に加えた。インク混合物は、５から約１０分間攪
拌し、１μｍのグラスファイバフィルタでろ過した。得
られたインクは、約２５℃で４カ月間、粘度に変化がな
く（２．１４センチポイズ）、樹脂や顔料の固形物の沈
降も析出物もなく、保存安定性があった。

【００５３】実施例７ 樹脂エマルションの調製 スチレン／メタクリル酸の組成が７６：２４のコポリマ
ーを含む樹脂エマルションをバッチ乳化重合法で調製し
た。２００ｒｐｍにセットした攪拌装置を備える５００
ミリリットルのジャケット付きガラスフラスコで、１．
８ｇの過硫酸アンモニウムと、１．８ｇのドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）と、
１．８ｇのＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００（オクチルフェノ
ールポリエーテルアルコール、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉ
ｄｅ社製）と、２３２ｇの脱イオン水とを３０分間脱気
した。９１．２ｇのスチレン、２８．８ｇのメタクリル
酸、２．４ｇの１−ドデカンチオール、１．２ｇの四臭
化炭素のモノマー混合物をフラスコに入れて、室温で１
０分間乳化した。次に、このエマルションを８０℃で
５．５時間、窒素大気中で重合した。こうして、Ｃｏｕ
ｌｔｅｒ Ｎ４で測定した平均粒子サイズが１１２ナノ
メートルの、３７％の固形分を含む樹脂エマルションを
得た。得られた樹脂のリスキャン中点値のＴｇは、Ｓｅ
ｉｋｏ ＤＳＣによる測定で１１９℃であった。樹脂の
バルク分子量Ｍ_wはＷａｔｅｒｓ ＧＰＣによる測定で
２９，７００であった。

【００５４】実施例７Ａ インクの調製 ２１重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
７重量％の２−ピロリジノン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）
と、０．５重量％のポリエチレンオキシド／ビスフェノ
ールＡポリマー、分子量１８，０００（Ｐｏｌｙｓｃｉ
ｅｎｃｅｓ社製）と、水とを均質な混合物になるよう約
５から１０分攪拌して混合し、黒色のインクジェット用
インク組成物を調製した。約１％の固形分に相当する実
施例７の樹脂エマルションを上述で調製した液体ビヒク
ル混合物に加え、約５から１０分攪拌した。得られた混
合物を、４重量％のＣａｂｏｊｅｔ ３００カーボンブ
ラック着色剤（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
製）に加えた。インク混合物は、５から約１０分間攪拌
し、１μｍのグラスファイバフィルタでろ過した。得ら
れたインクは、約２５℃で４カ月間、粘度が約２．３０
センチポイズのまま変化がなく、樹脂や顔料の固形物の
沈降も析出物もなく、保存安定性があった。

【００５５】比較例１ インクの調製 ２１重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
０．５重量％のポリエチレンオキシド／ビスフェノール
Ａポリマー、分子量１８，０００（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎ
ｃｅｓ社製）と、水とを混合し、次いで均質な混合物に
なるよう５から１０分攪拌して、黒色のインクジェット
用インク組成物を調製した。得られた混合物を、４重量
％のＣａｂｏｊｅｔ ３００カーボンブラック着色剤
（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）に加えた。
インク混合物は、５から約１０分間攪拌し、１μｍのグ
ラスファイバフィルタでろ過した。

【００５６】比較例２ インクの調製 ２０重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
トリメチロールプロパン（Ｈｏｅｃｈｓｔ社製）と、水
（合計１００％になるまでの差分）とを混合して、黒色
のインクジェット用インク組成物を調製した。得られた
混合物を、７重量％のＬｅｖａｎｙｌ Ｃａｒｂｏｎ
Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏ
ｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）に加えた。インク混合物は、約
５分間攪拌し、１μｍのグラスファイバフィルタでろ過
した。

【００５７】比較例３ 樹脂エマルションの調製 メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／アクリル酸の
組成が６０：３０：１０のターポリマーを含む樹脂エマ
ルションをバッチ乳化重合法で調製した。２００ｒｐｍ
にセットした攪拌装置を備える５００ミリリットルのジ
ャケット付きガラスフラスコで、０．４ｇの過硫酸アン
モニウムと、１．５ｇのドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）と、１．５ｇのＴｒｉ
ｔｏｎＸ−１００（オクチルフェノールポリエーテルア
ルコール、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社製）と、２５
０ｇの脱イオン水とを３０分間脱気した。４８ｇのメタ
クリル酸メチル、２４ｇのアクリル酸ｎ−ブチル、８ｇ
のアクリル酸のモノマー混合物をフラスコに入れて、室
温で１０分間乳化した。次に、このエマルションを８０
℃で５．５時間、窒素大気中で重合した。こうして、Ｃ
ｏｕｌｔｅｒ Ｎ４で測定した平均粒子サイズが７５ナ
ノメートルの、２４％の固形分を含む樹脂エマルション
を得た。得られた樹脂のリスキャン中点値のＴｇは、Ｓ
ｅｉｋｏＤＳＣによる測定で５７℃であった。樹脂のバ
ルク分子量Ｍ_wは、ＷａｔｅｒｓＧＰＣで１，８９０，
０００と測定された。水性媒体中に、遠心分離と酸滴定
による測定の結果５０重量％のアクリル酸を含む、約３
重量％の水溶性オリゴマー／ポリマーが存在した。水性
相のオリゴマーとポリマーのＭ_wは、それぞれ、１２，
２００と６７３，０００であった。

【００５８】比較例３ インクの調製 ２０重量％のＳｕｌｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と、
トリメチロールプロパン（Ｈｏｅｃｈｓｔ社製）と、水
（合計１００％になるまでの差分）とを混合して、黒色
のインクジェット用インク組成物を調製した。約０．５
５％の固形分に相当する比較例３の樹脂エマルションを
上述で調製したビヒクル混合物に加え、約５から１０分
攪拌した。得られた混合物を、７重量％のＬｅｖａｎｙ
ｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ
（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）に加えた。
インク混合物は、約５分間攪拌し、１μｍのグラスファ
イバフィルタでろ過した。

【００５９】比較例４ 樹脂エマルションの調製 メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／アクリル酸の
組成が６０：３０：１０のターポリマーを含む樹脂エマ
ルションをバッチ乳化重合法で調製した。２００ｒｐｍ
にセットした攪拌装置を備える５００ミリリットルの丸
底ガラスフラスコに、１．５ｇのドデシルベンゼンスル
ホン酸ナトリウム（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を入れた。５
０ｇの水を加えて、前記界面活性剤を溶解した。次に、
１．５ｇのＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００（オクチルフェノ
ールポリエーテルアルコール、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉ
ｄｅ社製）と３０ｇの脱イオン水とを加えた。さらに３
０ｇの水を追加した。０．４ｇの過硫酸アンモニウム開
始剤を３０ｇの水に溶かして、得られた混合物を前記フ
ラスコに入れた。４８ｇのメタクリル酸メチルと２４ｇ
のアクリル酸ｎ−ブチルを加えた。反応フラスコを約５
５℃に加熱し、１１０ｇの水を加えた。次に、２０ｇの
水と８ｇのアクリル酸をフラスコに入れた。このエマル
ションを８０℃で３時間、アルゴン大気中で重合した。
こうして、Ｎｉｃｏｍｐで測定した平均粒子サイズが８
２ナノメートルの、２４％の固形分を含むラテックスを
得た。得られた樹脂のリスキャン中点値のＴｇは、Ｓｅ
ｉｋｏＤＳＣによる測定で５５℃であった。

【００６０】比較例４ インクの調製 ５．６重量％のＬｅｖａｎｙｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａ
ｃｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎを、４０ｇの水と０．１７
ｇの塩化ベンザルコニウム界面活性剤と混合した。次
に、混合物を１０，０００ｒｐｍで２分間Ｔｕｒｒａｘ
で攪拌しながら、５．７６重量％の比較例４の樹脂エマ
ルションを加えた。得られた混合物を約３０分間ロール
ミルにかけた。この混合物３５ｇを、５重量％のＳｕｌ
ｆｏｌａｎｅ（ＢＡＳＦ社製）と１重量％のトリメチロ
ールプロパン（Ｈｏｅｃｈｓｔ社製）に混合した。得ら
れたインク混合物を３０分間ロールミルにかけた。

【００６１】評価 上記インク組成物の性質は以下のように評価した。

【００６２】Ａ）物理的性質 インクの粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ
ＤＶ−１１ 粘度計を用いて２５℃で測定した。

【００６３】インクの表面張力は、Ｋｒｕｓｓ Ｍｏｄ
ｅｌ Ｋ１０Ｔ プレートテンシオメータを用いて２５
℃で測定した。

【００６４】ｐＨは、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｍｏｄｅｌ ３
４５ ｐＨメータを用いて２５℃で測定した。

【００６５】Ｂ）スメア抵抗 画像は、インクジェットプリンタＨＰ８５０Ｃ（Ｈｅｗ
ｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製）で記録した。記録後、
室温に２４時間放置してから評価を行った。スメアテス
トの前に、無地（べた一色）部分の光学濃度を濃度計
（Ｘ−Ｒｉｔｅ４２８）で測定した。画像は、数種類の
記録媒体、たとえば、Ｘｅｒｏｘ Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ
４０２４ＤＰ、Ｉｍａｇｅ Ｓｅｒｉｅｓ ＬＸなど
の用紙に記録した。大きさの合うきれいな用紙を無地画
像の上に置いた。こすりテスタ（Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａ
ｃｈｉｎｅｓ Ｉｎｃ．製）を用いて、４ポンドの荷重
をカバー画像にかけた。１分間に８５回のこすり速度
で、２５℃、相対湿度（ＲＨ）５０％で、画像を５０回
こすった。無地画像に隣接する部分を濃度計で測定し
た。

【００６６】Ｃ）安定性 ５０ｇのインクを蓋をしたボトルに入れ、５０℃で３０
日間放置した。インクの物理的性質は熱処理後測定し
た。比較のために、棚に放置したインクの物理的性質も
３０日後に測定した。安定性を見るための第二の試験
は、５０ｇのインクを蓋をしたボトルに入れ、６０℃で
２４時間放置した。インクの物理的性質は熱処理後測定
した。比較のために、棚に放置したインクの物理的性質
も２４時間後に測定した。第三の試験は、インクを０℃
未満、たとえば、−３０から−４０℃の温度に２４時間
放置した後、室温で解凍させた。インクの物理的性質は
処理後測定した。比較のために、棚に放置したインクの
物理的性質も２４時間後に測定した。粘度が０．３セン
チポイズを上回る大きな変化をすると、不安定であるこ
とを意味する。室温、終始約２５℃に置いたインクも、
最大２年間といった長期間観察し、沈降について試験し
た。

【００６７】Ｄ）浸漬耐水性 画像をＩｍａｇｅ Ｓｅｒｉｅｓ ＬＸ紙に、インクジ
ェットプリンタＨＰ８５５Ｃを用いて記録した。これを
室温で２４時間放置した後、１００ミリリットルの攪拌
水に５分間浸漬した。記録画像の浸漬前後の光学濃度値
の変化をＸ−Ｒｉｔｅ ４２８濃度計で測定した。

【００６８】Ｅ）光学濃度 画像をＸｅｒｏｘ Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ ４０２４ＤＰ
紙およびＩｍａｇｅＳｅｒｉｅｓ ＬＸ紙に、インクジ
ェットプリンタＨＰ８５５Ｃを用いて記録した。記録画
像の光学濃度をＸ−Ｒｉｔｅ濃度計で測定した。

【００６９】

【表１】

【表２】 物理的性質に関する表について：比較例１は、Ｃａｂｏ
ｔ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ
を用いたインクであるが、樹脂エマルションは入ってい
ない。

【００７０】比較例２は、Ｌｅｖａｎｙｌ Ｃａｒｂｏ
ｎ Ｂｌａｃｋ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎを用いたインク
であるが、樹脂エマルションは入っていない。

【００７１】比較例３−時間をかけて会合を起こす。イ
ンクは、２５℃で約６カ月後、最終的に沈降する。

【００７２】比較例４−インク調製後２４時間以内に直
ちに会合を起こす。

【００７３】光学濃度などに関する第二の表について： 比較例１−耐水性に劣る；スメア大。

【００７４】比較例２−耐水性に劣る；光学濃度低い；
スメアかなり大。

【００７５】どちらの例とも、樹脂エマルションの入ら
ないカーボンブラックインクは、記録画質が劣ることを
示している。これに対し、対応する発明の実施例、すな
わち樹脂エマルションを使用したインクは、優れた耐水
性、高い光学濃度、著しく少ないスメアなど優れた記録
画質を提供することを示している。

【００７６】比較例３−インクに樹脂エマルションが含
まれるので、光学濃度が高まるが、スメアは、発明の実
施例に比べて著しく大きい。その上、第一の表からわか
るように会合によって沈降が生ずる。

【００７７】比較例４−光学濃度が著しく低い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チィー−ミン チェング アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター カードガン スクエア 26

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）インクビヒクルと、（ｂ）樹脂粒
   子を含有する樹脂エマルションと、（ｃ）着色剤とを含
   み、前記樹脂粒子と着色剤は、分離または解離している
   ことを特徴とするインク組成物。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインク組成物におい
   て、前記樹脂粒子は、その表面にイオン基を含むことを
   特徴とするインク組成物。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のインクを記録信号に従
   ってオリフィスからインク滴の形態で吐出し、記録媒体
   に画像を形成することを特徴とするインクジェット式記
   録法。