(57)【要約】【課題】高い像強度、例えば、高い永続性（例えば、汚れ堅牢性）を有するプリント領域とする、インクジェット印刷用のインクセットの提供。【解決手段】インクジェット印刷用のインクセットであって、Ｉ）　着色剤と有機溶媒を含むインク、及びＩＩ）　前記着色剤と接触時に反応する陽イオンラテックス反応剤を含む反応性液体を含有するインクジェット印刷用のインクセットとする。かかる本発明は概して着色剤に関し、より詳細には、その着色剤を含有する耐水性のインクジェットインク組成物に関する。そして本発明における着色剤は、第二の反応性液体と相互作用する時、高い光学濃度高い光学濃度と、酸性及びアルカリ性マーカーペン並びに濡れ汚れに対する優れた耐久性の利益をもたらす。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット印刷用のインクセットであって、
Ｉ）　着色剤と有機溶媒を含むインク、及び
ＩＩ）　前記着色剤と接触時に反応する陽イオンラテックス反応剤を含む反応性液体
を含有するインクジェット印刷用のインクセット。
【請求項２】
前記インク中の前記着色剤は、インクの０．５〜２０ｗｔ％の量で存在し、前記インク中の前記有機溶媒は、インクの１〜４０ｗｔ％の量で存在し、且つ前記インクは、さらに固定化剤、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選択された０〜２０ｗｔ％の添加物を含有する請求項１に記載のインクジェット印刷用のインクセット。
【請求項３】
前記インク中の前記着色剤は、共有結合した高分子によって分散された顔料、及び緩く結合された高分子分散剤によって分散された顔料から成る群から選択される請求項１に記載のインクジェット印刷用のインクセット。
【請求項４】
前記分散剤は、前記顔料粒子の周りに電荷二重層を形成するカルボン酸塩を含む請求項３に記載のインクジェット印刷用インクセット。
【請求項５】
前記分散剤は、芳香族性を有する請求項３に記載のインクジェット印刷用のインクセット。
【請求項６】
前記インク中の前記着色剤は、スルホン化染料である請求項１に記載のインクジェット印刷用のインクセット。
【請求項７】
前記反応性液体中の前記陽イオンラテックス反応剤は、反応性液体の１２％〜５０ｗｔ％の量で存在し、そして好ましくは、分散スチレンブタジエン粒子である請求項１に記載のインクジェット印刷用のインクセット。
【請求項８】
前記反応性液体は、さらに６〜５０ｗｔ％の有機酸を含み、前記有機酸はグリコール酸、コハク酸、及びそれらの混合物から成る群から選択される請求項１に記載のインクジェット印刷用のインクセット。
【請求項９】
前記反応性液体は、さらに０〜５０ｗｔ％のグリセロールを含む請求項１に記載のインクジェット印刷用のインクセット。
【請求項１０】
耐久性改善のために設計されたインクセットによるインクジェット印刷の方法であって、前記インクセットは、
Ｉ）　着色剤と有機溶媒を含むインク、及び
ＩＩ）　前記着色剤と接触時に反応する陽イオンラテックス反応剤を含む反応性液体
を含有する方法。
【請求項１１】
前記インク中の前記着色剤は、インクの約０．５〜２０ｗｔ％の量で存在し、且つ前記インク中の前記有機溶媒は、インクの１〜４０ｗｔ％の量で存在する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記インク中の前記着色剤は、共有結合した高分子によって分散された顔料、及び緩く結合された高分子分散剤によって分散された顔料から成る群から選択される請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記分散剤は、前記顔料粒子の周りに電荷二重層を形成するカルボン酸塩を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記分散剤は、芳香族性を有する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記インク中の前記着色剤は、スルホン化染料である請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記反応性液体中の前記陽イオンラテックス反応剤は、反応性液体の１２％〜５０ｗｔ％の量で存在し、そして好ましくは、分散スチレンブタジエン粒子である請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記反応性液体は、さらに６〜５０ｗｔ％の有機酸を含み、前記有機酸は、グリコール酸、コハク酸、及びそれらの混合物から成る群から選択される請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記反応性液体は、さらに０〜５０ｗｔ％のグリセロールを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記反応性液体は、インクジェットペンによって基板に適用される請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
前記反応性液体は、ローラー塗布機によって基板に適用される請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、概して着色剤、より詳細にはそれと同じ剤を含有する耐水性のインクジェットインク組成物に関する。本発明の着色剤は、第二の反応性液体と相互作用する時に、高い光学濃度と、酸性及びアルカリ性マーカーペン並びに濡れ汚れに対する優れた耐久性の利益をもたらす。
【背景技術】
【０００２】
　インクジェット印刷システムの利用は、近年劇的に進展した。この進展は、かなりのコスト低減と相まって、プリントの分解能及び総合的プリント品質の実質的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、多くの産業、商業、業務、及び家庭用の用途で、ほんの数年前に使用できた相当製品より完全に一桁低い費用で満足のいくプリント品質を提供している。これらの最近の成功にも関わらず、特にプリント媒体が湿気に曝された時に、インクジェット画像の耐久性並びに永続性の問題を改善するために、集中的な研究開発努力が続けられている。
【発明の開示】
【発明の効果】
【０００３】
　１つの液体が別の液体と接触して相互作用し、その結果１つ以上の成分の溶解度又は相状態が変えられて、少なくとも１つの着色剤の動きがプリント媒体上で固定化される。
【０００４】
　反応性液体とインクが、プリント媒体上の予め定められた同一領域上に又はプリント媒体上の互いに隣接する予め定められた領域上に、少なくとも部分的にプリントされる場合に、インク中の１つの成分（分子又は錯体、もしくは分子又は錯体中の官能基）と反応性液体の１つの成分（分子又は錯体、もしくは分子又は錯体中の官能基）が反応し、インクによって作り出されたプリント領域の高い像強度、例えば、高い永続性（例えば、汚れ堅牢性）をもたらす。
【０００５】
　本発明の着色剤は、第二の反応性液体と相互作用する時に、高い光学濃度と、酸性及びアルカリ性マーカーペンに対する優れた耐久性と、そして濡れ汚れに対する利益とをもたらす。
【発明の実施するための最良の形態】
【０００６】
定義
　液体−反応性液体とインク組成物の何れか又は両方を含む。
【０００７】
　反応−１つの液体が別の液体と接触して相互作用した結果、少なくとも１つの着色剤の動きをプリント媒体上で固定化できるように１つ以上の成分の溶解度又は相状態が変えられることを意味する。
【０００８】
　反応性液体−第５ペン液又は定着剤液としても知られている。典型的には実質上色を含んでいない（即ち、反応性液体は着色剤（例えば、染料又は顔料）を含んでいないか、又は可視光は吸収しないがＩＲ又はＵＶスペクトルのどちらか又はその両方を吸収できる着色剤を含むことができる）液体である。反応性液体は、その反応性液体とインクが、プリント媒体上の予め定められた同一領域上に又はプリント媒体上の互いに隣接する予め定められた領域上に、少なくとも部分的にプリントされる場合に、インク中の着色剤を含む１つの成分（分子又は錯体、もしくは分子又は錯体中の官能基）と反応する１つの成分（分子又は錯体、もしくは分子又は錯体中の官能基）を含み、インクによって作り出されたプリント領域の高い像強度、例えば、高い永続性（例えば、汚れ堅牢性）を付与する。当該反応性液体は、本発明に従って調合された少なくとも１つのインクと反応するものである。
【０００９】
　インク−少なくとも１つの着色剤を含んでいる液体、当該インクは１つ以上の領域（例えば、可視、ＩＲ、ＵＶ、等）において吸収する。インクジェットプリンタは、典型的に、４−ペンインクセットとして通常知られている、ブラック、マゼンタ、シアン、及びイエローから成るインクセットを具備する。追加のカラーインクの追加ペンも存在してよい。
【００１０】
　本発明は、特に着色の用途に使用され、そしてより詳細にはインクジェット印刷に使用される液体セットを対象とする。本液体セットは、高い像強度をもたらす染料を利用する一方で、相互作用性液体の利点をインクジェット調合物に組合せる。当該液体セットは、水性印刷インクの多くの用途、特に、デアウエア所在のヒューレット・パッカード社製のＤＥＳＫＪＥＴ（登録商標）のような市販のインクジェットプリンタ、及び他の市販のホーム又はオフイス用インクジェットプリンタに使用されるインクジェットインクに使用することができる。
【００１１】
　本発明の水性インクは、約０．５〜約２０ｗｔ％の着色剤、好ましくは約１〜約１０ｗｔ％、より好ましくは約１〜約６ｗｔ％の着色剤、約１〜約４０ｗｔ％の１つ又は２つ以上の有機溶媒、及び任意に、固定化剤、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た約２０ｗｔ％までの添加物とを含有する。
着色剤
　本液体セットのインクのうち少なくとも１つは、本発明による少なくとも１つの着色剤を含有する。理論に制約されることなく、この発明の着色剤は、反応性液体、即ち第５の液体と相互反応して媒体上で結合し（又は固まり：bind）、そのことが上に言及した諸利点をもたらすものと考えられる。
【００１２】
　着色剤は、染料型及び／又は顔料型であってよい。ここで使用するとき、「顔料」という用語は、水性ビヒクルに不溶性である着色剤を指し、そして共有結合した高分子によって分散されているか又は小分子である顔料、もしくは緩く結合された高分子分散剤によって分散されている顔料を包含する。本書における一実施態様において、分散剤は、顔料粒子の周りに電荷二重層（二つの電荷を有する層）を形成するカルボン酸塩を含む。この電荷は、後述する反応性液体中の酸性成分によって破壊され、従って顔料はもはや水分散されない。別の好ましい実施態様において、分散剤はまた、後述の反応性液体のスチレン成分と都合良く相互作用できるスチレン単量体に由来する芳香族性を有する。理論に制約されることなく、ラテックス反応性液体中の芳香族成分と、インク中の結合剤及び分散高分子のπ−π相互作用によって、本発明の機械的耐久性と湿り堅牢性がもたらされるものと考えられる。顔料の他に、染料もここでの使用に適している。好ましい染料はスルホン酸塩染料とＰｒｏｊｅｔ定着性染料である。
【００１３】
　ここでの使用に供される自己分散型顔料の例は、商品名Ｃａｂｏｊｅｔ（商標）を付してＣａｂｏｔ社から提供されるものである。特にスチレンを含む共有結合高分子を利用する自己分散型顔料が最も好ましい。
反応及び反応性成分又は反応剤
　本発明の反応性液体は、好ましくは、第５ペンの適用についての当分野で周知の方法を使うか又は印刷する前に媒体上へのローラーでの適用（塗布）によって、印刷工程においてインク層の下に適用される。
【００１４】
　ここにおける反応性液体は、約６〜５０ｗｔ％、好ましくは約１０〜２０ｗｔ％のグリコール酸、約１２〜約５０ｗｔ％、好ましくは１５〜４０ｗｔ％の陽イオンラテックス、及び０〜約５０ｗｔ％のグリセロールを含有する。コハク酸、又はその他の有機酸をグリコール酸と置き換えてもよい。一実施態様において、陽イオンラテックスは分散スチレンブタジエン粒子である。適当な疎水性ラテックスの他の例としては、ポリウレタン又はポリアクリル酸塩の骨格のものが含まれる。
【００１５】
　水及び上述の反応剤に加えて、反応性液体は、インクに通常調合されるものと同じ成分の１つ以上を、且つ同じパーセント量で含んでいてもよい。例えば、溶媒、界面活性剤、両親媒性物、殺生物剤、緩衝剤が本発明の反応性液体に存在していてもよい。
【００１６】
　本発明の液体は、約１〜約４０ｗｔ％の少なくとも１つの有機溶媒を含んでよい。より好ましくは、当該液体は約１〜約２５ｗｔ％の少なくとも１つの有機溶媒を含み、約５〜約１５ｗｔ％がさらに好ましい。任意に、１つ又は２つ以上の水溶性界面活性剤／両親媒性物が（０から約４０ｗｔ％、好ましくは約０．１から約５ｗｔ％）存在してもよい。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ｐＨを有する。本発明の反応性液体は約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を有する。
水性ビヒクル
　本書における全ての濃度は、別途指定されない限り重量パーセントで示される。全ての成分の純度は、インクジェットインクの通常の商慣習に採用される純度である。引用した文書並びに特許は全て参考することによってここに組み込まれる。
【００１７】
　本発明のインクに添加される他の成分は、本発明に用いられる上記の着色剤と相溶性でなければならない。同様に、本発明の反応性液体に添加される他の成分は、本発明に用いられる上記の反応剤と相溶性でなければならない。これらの他の成分は、一般的に存在したとしても組成物の０％〜約２０％の含量である。
【００１８】
　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の混合物である。適当な混合物の選択は、所望の表面張力と粘度、選択された着色剤又は反応剤、インクジェット液の乾燥時間、及び当該液体がその上にプリントされるプリント媒体の種類のような、特定用途の要求に依存する。インク及びそれらの特性についての検討に関しては、Ｔｈｅ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｍａｎｕａｌ，５ｔｈ　Ｅｄ．，Ｌｅａｃｈ他（Ｃｈａｐｍａｎ　ａｎｄ　Ｈａｌｌ，１９９３）を参照のこと。さらに米国特許第２，８３３，７３６号、米国特許第３，６０７，８１３号、米国特許第４，１０４，０６１号、米国特許第４，７７０，７０６号及び米国特許第５，０２６，７５５号も参照のこと。
【００１９】
　本発明のインクジェットインク組成物に適切に用いられる水溶性有機溶媒には、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチルイミダゾリド−２−オン、及びオクチル−ピロリドンのような窒素含有ケトン、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）、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）のようなジオール、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）のようなトリオール、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、テトラプロピレングリコール）、高分子グリコール（例えば、ＰＥＧ　２００、ＰＥＧ　３００、ＰＥＧ　４００、ＰＰＧ　４００）のようなポリアルキレングリコール、並びにチオジグリコールのような、インクジェットインクに通常用いられるグリコールエーテル及びチオグリコールエーテルが含まれる。本発明の実施において、好ましくは２−ピロリドン、ＮＭＰ、ＤＥＧ、ＥＨＰＤ及び１，５−ペンタンジオールが用いられ、２−ピロリドン、ＤＥＧ及び１，５−ペンタンジオールは最も好ましい溶媒である。
【００２０】
　適当な界面活性剤は、液体ビヒクルと使用する時、非イオン性又は陰イオン性であってよい。適当な非イオン性界面活性剤の例には、第二級アルコールエトキシレート（例えば、ユニオンカーバイド社から入手できるＴｅｒｇｉｔｏｌシリーズ）、非イオン性フルオロ界面活性剤（例えば、３Ｍ社から入手できるＦＣ１７０Ｃ）、非イオン性脂肪酸エトキシレート界面活性剤（例えば、ローヌプーラン社から入手できるＡｌｋａｍｕｌ　ＰＳＭＯ−２０）、脂肪アミドエトキシレート界面活性剤（例えば、ルーヌプーラン社から入手できるＡｌｄａｍｉｄｅ　Ｌ−２０３）、及びアセチレン系ポリエチレンオキシド界面活性剤（例えば、エアープロダクツ・アンド・ケミカルズ社から入手できるＳｕｒｆｙｎｏｌシリーズ）がある。陰イオン性界面活性剤の例には、（パイロット社から入手可能なＣａｌｆａｘのような）アルキルジフェニルオキシド界面活性剤、及びＤｏｗｆａｘ（例えば、ダウケミカル社から入手できるＤｏｗｆａｘ　８３９０）、及びフッ素化界面活性剤（３Ｍ社から入手できるＦｌｕｏｒａｄシリーズ）が含まれる。インクビヒクル及び／又はインクビヒクル着色剤と相互作用する反応性液体に、陽イオン性界面活性剤を用いてもよい。使用し得る陽イオン性界面活性剤には、ベタイン類（例えば、Ｈａｒｔ　Ｐｒｏｄｕｃｔ社から入手できるＨａｒｔｏｆｏｌ　ＣＢ−４５、ＭｃＩｎｔｙｒｅ　Ｇｒｏｕｐ　Ｌｔｄ．社から入手できるＭａｃｋａｍ　ＯＣＴ−５０、味の素株式会社から入手できるＡｍｉｓｏｆｔ）、第四アンモニウム化合物（例えば、Ａｍｅｒｃｈｏｌ社から入手可能なＧｌｕｃｑｕａｔシリーズ、Ｌｏｎｚａ社から入手できるＢａｒｄａｃ及びＢａｒｑｕａｔシリーズ）、陽イオン性アミンオキシド（例えば、ローヌプーラン社から入手できるＲｈｏｄａｍｏｘシリーズ、Ｌｏｎｚａ社から入手できるＢａｒｌｏｘシリーズ）及びイミダゾリン界面活性剤（例えば、ローヌプーラン社から入手できるＭｉｒａｍｉｎｅシリーズ、Ｌｏｎｚａ社から入手できるＵｎａｍｉｎｅシリーズ）がある。
【００２１】
　ｐＨを変調するのに緩衝剤を使用でき且つそれらは有機系の生物緩衝剤又はリン酸ナトリウムのような無機系の緩衝剤であってもよい。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を付与するべきである。好ましく採用される有機緩衝剤の例は、アルドリッチ　ケミカル社（ウィスコンシン州ミルウォーキー）のような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）を含む。
【００２２】
　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おいて採用してよく、例えば、ヒュルスアメリカ社（ニュージャージー州ピスカタウェイ）から入手可能なＮＵＯＳＥＬＰＴ　９５、アベシア社（デラウエア州ウィルミントン）から入手可能なＰｒｏｘｅｌ　ＧＸＬ、及び商品名ＵＣＡＲＣＩＤＥ　２５０を付してユニオンカーバイド社（ニュージャージー州バウンドブルック）から入手可能なグルタルアルデヒド等がある。Ｐｒｏｘｅｌ　ＧＸＬは、好ましい殺生物剤である。
印刷方法
　本発明は、また着色剤及び上述の反応性液体の第五ペンを使用するインクジェット印刷の方法も包含する。あるいは、ラテックス反応性液体を、ローラー、噴霧塗布、圧電、又は基板上に材料の層を適用する（塗布する）その他の典型的な方法を含む、任意の既知手段によって基板上へ堆積させてもよい。
【実施例】
【００２３】
実施例１
　図１は、アンダーコート／定着液中のラテックスの濃度 対 ブラック顔料インクの耐久性の関係を示す。バーの高さは、種々のテストでどれだけのインクが汚れたか（指の濡れ、マーカーペン等）を示し、高いバーは、それより低いバーより劣悪である。
【００２４】
　ラテックス充填４４％（塗り潰したバー）で優れた耐久性が付与される。２４％ラテックス（縞模様バー）では、その調合物は、特にローラーメカニズムに対する信頼性を考慮したものである。
【００２５】
　１０％又はそれ未満の濃度（帯状バー）では、信頼性がより低くなる。
【００２６】
【表１】
2004058680.tif 000002
【００２７】
　この調合物はキャボット社によって供給された実験的な高分子付着顔料を使用する。
【００２８】
【表２】
2004058680.tif 000003
【００２９】
【表３】
2004058680.tif 000004
【００３０】
【表４】
2004058680.tif 000005
【００３１】
【表５】
2004058680.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】アンダーコート／定着液中のラテックスの濃度 対 ブラック顔料インクの耐久性を示す。
【図１】
2004058680.tif 000007