(57)【要約】  本発明は、自己分散性顔料着色剤および（ａ）１，３−ジメチルウレアおよび／または１，１，３，３−テトラメチルウレアと（ｂ）ジエチレングリコールおよび／またはトリエチレングリコールとを含む水性ビヒクルを備えたインクジェットインクに関する。このインクは、良好なプリント信頼性および優れたレイテンシーを示す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性ビヒクルと着色剤とを含むインクジェットインクであって、前記着色剤が、自己分散性顔料を含み、前記ビヒクルが、水、第１の保湿剤および第２の保湿剤を含み、
前記第１の保湿剤が、１，３−ジメチルウレア、１，１，３，３−テトラメチルウレアおよびこれらの組み合わせからなる群から選択され、インクの総重量に基づいて少なくとも２重量パーセントの量で前記インク中に存在し、
前記第２の保湿剤が、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびこれらの組み合わせからなる群から選択されるインク。
【請求項２】
前記インク中に存在する第２の保湿剤対第１の保湿剤の重量比が、０．７以上である請求項１に記載のインク。
【請求項３】
前記第１の保湿剤が、インクの総重量に基づいて３〜１５重量％の量で存在する請求項１に記載のインク。
【請求項４】
前記自己分散性顔料が、アニオン分散性付与基で表面変性されており、アニオン分散性付与基が、カルボキシレート基から本質的になる請求項１に記載のインク。
【請求項５】
前記自己分散性顔料が、表面積１平方メートル当たり、３．５マイクロモル未満のカルボキシレート基を含む請求項４に記載のインク。
【請求項６】
前記自己分散性顔料が、自己分散性カーボンブラック顔料である請求項１、４または５に記載のインク。
【請求項７】
前記第２の保湿剤が、ジエチレングリコールからなる請求項２に記載のインク。
【請求項８】
前記第１の保湿剤が、テトラメチルウレアからなる請求項１〜５のいずれか一項に記載のインク。
【請求項９】
前記第１の保湿剤が、１，３−ジメチルウレアである請求項１〜５のいずれか一項に記載のインク。
【請求項１０】
前記第２の保湿剤が、ジエチレングリコールである請求項８に記載のインク。
【請求項１１】
少なくともシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックインクを含むインクジェットインクセットであって、前記ブラックインクが、請求項６に記載の自己分散性カーボンブラック顔料を含むインクジェットインクセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットインク、特に、長いレイテンシーを提供する自己分散性顔料と特定の水性ビヒクルとを含むインクジェットインクに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷は非衝撃印刷プロセスであり、インク液滴を、紙等の基材に付着して、所望の画像を形成するものである。液滴は、マイクロプロセッサにより生成される電気信号に応答して、プリントヘッドから吐出される。インクジェットプリンタは、低コストで高品質の印刷を行うものであり、他のタイプのプリンタに代わって普及してきている。
【０００３】
インクジェットインクには、特に、色、噴射性、デキャップ時間（レイテンシー）、乾燥時間および貯蔵寿命をはじめとし、必要な特性が数多くある。しかしながら、ある特性を改善すると、他の特性を劣化させるため、これらの特性は両立しないことがよくある。
【０００４】
インクのデキャップ時間とは、プリントヘッドをキャップしないまま使用しないでいても、液滴を適切に、すなわち、方向を誤ったり、色が失われたり、速度が遅くなりすぎたりせずに噴射できる時間である。デキャップは、業界では「レイテンシー」と呼ばれることがあり、これら２つの用語は区別なく用いられる。
【０００５】
プリントヘッドの全てのノズルが常時印刷するわけではないので、印刷の欠陥を排除するために、プリンタ保守ルーチンで、使用していないノズルを定期的に、廃棄容器（「液つぼ」）に向かって吐出（「放出」）させる必要がある。しかしながら、インクが無駄になり、印刷速度が遅くなるので、プリントヘッドをできる限り低い頻度で保守することが望ましい。保守の必要を減じるには、インクは長いデキャップ時間を有しているのが好ましい。
【０００６】
デキャップの問題の一因となるのは、プリントヘッドが小液滴を噴射して、画像解像度を増やす傾向である。より小さい液滴の容積のために表面積を広くすると、ノズル面での揮発性ビヒクル成分の蒸発が早くなって、デキャップ時間が減少する傾向がある。
【０００７】
染料と顔料の両方共、インクジェットインクの着色剤として用いられており、それぞれ特定の利点がある。顔料インクは、染料インクよりも水堅牢性および光堅牢性画像を与え、有利である。黒色インクに関して、カーボンブラック顔料は、染料着色剤よりも高い光学密度を与えることができる。
【０００８】
インクに用いるには、顔料をインクビヒクル分散液に対して安定化させなければならない。顔料の安定化は、ポリマー分散液や界面活性剤等、別個の分散剤を用いることにより行うことができる。あるいは、顔料表面を変性させて、分散性付与基を化学的に付与し、別個の分散剤なしで分散剤に安定ないわゆる「自己分散可能」または「自己分散性」顔料（以降「ＳＤＰ」）を形成することができる。
【０００９】
ＳＤＰは、同じ顔料充填量で、安定性が増大し、粘度が低くなる点で、従来の分散剤安定化顔料より有利なことが多い。これにより、最終インクにおける処方の自由度を広げることができる。
【００１０】
ＳＤＰを含む様々なインクジェットインク処方が、業界において開示されている。例えば、米国特許第６，１５３，００１号明細書には、ジエチレングリコールとウレアとを含む水性ＳＤＰインクおよびプロピレングリコールとエチレンウレアとを含む水性ＳＤＰインクが開示されている。米国特許出願公開第２００５／００９８０６３号明細書には、トリメチレンウレアまたは１，３−ジメチルウレア保湿剤を含む水性ＳＤＰインクが開示されている。米国特許第６，０６９，１９０号明細書には、２−ピロリドン保湿剤と、ＳＤＰおよびアニオン染料着色剤の組み合わせとを含む改善されたレイテンシーを備えた水性インクジェットインクが開示されている。米国特許第６，７８６，９５７号明細書には、染料、顔料または高分子発色団とすることのできる着色剤と、テトラメチルウレアとすることのできる非プロトン極性溶剤とを含む水性インクジェットインクが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
現在のＳＤＰインク組成物は、うまく噴射されているが、その他の有益な印刷特性を保持しつつ、より長いデキャップ時間を備えたインクが業界では尚必要とされており、これを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的に従って、特定のセットの保湿剤と組み合わせたＳＤＰを含む水性インクジェットインクが、意外にも長いレイテンシーを提供し得ることが見出された。
【００１３】
このように、本発明は、水性ビヒクルと自己分散性顔料着色剤とを含むインクジェットインクに関し、ビヒクルは、１，１，３，３−テトラメチルウレア、１，３−ジメチルウレアおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される第１の保湿剤と、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される第２の保湿剤とを含む。
【００１４】
好ましい実施形態において、第１の保湿剤は、インク中に、インクの総重量に基づいて、少なくとも２重量％のレベルで存在している。また、インク中に存在する第２の保湿剤対第１の保湿剤の重量比は、０．７以上であるのが好ましい。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
水性ビヒクル
インクビヒクルは、着色剤および任意の添加剤の液体キャリア（または媒体）である。「水性ビヒクル」という用語は、水と、共溶媒または保湿剤と一般的に呼ばれている１つまたは複数の有機水溶性ビヒクル成分とを含むビヒクルのことを指す。業界では、共溶媒が、印刷基材上のインクの浸透および乾燥を補助できるときは、浸透剤と呼ばれることがある。
【００１６】
本発明によれば、水性ビヒクルは、少なくとも２つの保湿剤を含み、第１の保湿剤は、テトラメチルウレア、１，３−ジメチルウレアおよびこれらの組み合わせからなる群から選択され、第２の保湿剤は、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１７】
式で書くと、テトラメチルウレアは、（ＣＨ3）2ＮＣＯＮ（ＣＨ3）2であり、１，３−ジメチルウレアは、（ＣＨ3）ＮＨＣＯＮＨ（ＣＨ3）である。最低レベルの第１の保湿剤は、インクの総重量に基づいて、２〜３重量パーセント（ｗｔ％）の範囲である。好ましい実施形態において、インク中に存在する第２の保湿剤対第１の保湿剤の重量比は、０．７以上である。第１および第２の保湿剤の累計に、本来、上限はないが、通常、インクの総重量の４０重量％未満、典型的に３５重量％未満である。累計３０重量％の第１および第２の保湿剤を含む一例のインク処方が、有利な結果を与えることが後述してある。
【００１８】
本発明のインクは、水溶性共溶剤／保湿剤、例えば、アルコール、ケトン、ケト−アルコール、エーテル、スルホン、スルホキシド、ラクトンおよびラクタム、グリセロールおよびその誘導体、グリコール、例えば、エチレングリコールおよびテトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ−およびトリ−プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコールおよびチオジグリコール、オキシエチレンまたはオキシプロピレンの付加ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等、モノ−、ジ−およびトリ−エチレングリコールおよびモノ−、ジ−およびトリ−プロピレングリコールのモノ−およびジ−アルキル（Ｃ1〜Ｃ4）エーテル、鎖状または分岐Ｃ4〜Ｃ8ジオールおよびトリオールをさらに含んでいてもよい。
【００１９】
水性ビヒクルは、典型的に、約５０％〜約９６％の水を含有し、残部（すなわち、約５０％〜約４％）は、水溶性溶剤／保湿剤である。
【００２０】
着色剤
顔料着色剤は、定義によると、インクビヒクルに実質的に不溶であり、分散させなければならない。本発明によるインクは、自己分散性顔料（「ＳＤＰ」）を含有する。ＳＤＰは、分散性を付与する基でその表面が変性される顔料で、別の分散剤（ポリマー分散剤等）を用いずに安定した分散がなされる。水性ビヒクルにおける分散のために、ＳＤＰは、１個または複数の親水性基が顔料表面に付加した表面変性済み顔料である。最も典型的に、親水性基はイオン性親水性基である。
【００２１】
ＳＤＰは、官能基または官能基を含有する分子を、顔料表面にグラフトすることにより、物理的処理（例えば、真空プラズマ）により、または化学処理（例えば、オゾン、次亜塩素酸等による酸化）により調製してもよい。親水性官能基の単一種または複数種を、１つの顔料粒子に結合してもよい。
【００２２】
最も一般的には、イオン性親水性基は、アニオン部分、特に、カルボキシレートおよび／またはスルホネート基であり、これらは、水性ビヒクルに分散させたときに、ＳＤＰに負電荷を与える。アニオン基は、通常、アルカリ金属、アルカリ土類またはアミン対イオンに関連している。
【００２３】
自己分散性顔料は、例えば、米国特許第５，５７１，３１１号明細書、同第５，６０９，６７１号明細書、同第５，９６８，２４３号明細書、同第５，９２８，４１９号明細書、同第６，３２３，２５７号明細書、同第５，５５４，７３９号明細書、同第５，６７２，１９８号明細書、同第５，６９８，０１６号明細書、同第５，７１８，７４６号明細書、同第５，７４９，９５０号明細書、同第５，８０３，９５９号明細書、同第５，８３７，０４５号明細書、同第５，８４６，３０７号明細書、同第５，８９５，５２２号明細書、同第５，９２２，１１８号明細書、同第６，１２３，７５９号明細書、同第６，２２１，１４２号明細書、同第６，２２１，１４３号明細書、同第６，２８１，２６７号明細書、同第６，３２９，４４６号明細書、同第６，３３２，９１９号明細書、同第６，３７５，３１７号明細書、同第６，２８７，３７４号明細書、同第６，３９８，８５８号明細書、同第６，４０２，８２５号明細書、同第６，４６８，３４２号明細書、同第６，５０３，３１１号明細書、同第６，５０６，２４５号明細書および同第６，８５２，１５６号明細書に記載されている。
【００２４】
インクジェット用途に用いるのに好適なＳＤＰの商業源としては、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，  ＭＡ  ＵＳＡ）、Ｔｏｙｏ  Ｉｎｋ  ＵＳＡ  ＬＬＣ（Ａｄｄｉｓｏｎ，  ＩＬ  ＵＳＡ）、Ｏｒｉｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ（Ｋｅｎｉｌｗｏｒｔｈ，ＮＪ  ＵＳＡ）および本件特許出願人（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ  ＵＳＡ）が挙げられる。
【００２５】
インクジェットインクに有用な色の特性を備えた顔料としては、（シアン）ピグメントブルー１５：３およびピグメントブルー１５：４、（マゼンタ）ピグメントレッド１２２およびピグメントレッド２０２、（イエロー）ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー９５、ピグメントイエロー１１０、ピグメントイエロー１１４、ピグメントイエロー１２８およびピグメントイエロー１５５、（レッド）ピグメントオレンジ５、ピグメントオレンジ３４、ピグメントオレンジ４３、ピグメントオレンジ６２、ピグメントレッド１７、ピグメントレッド４９：２、ピグメントレッド１１２、ピグメントレッド１４９、ピグメントレッド１７７、ピグメントレッド１７８、ピグメントレッド１８８、ピグメントレッド２５５およびピグメントレッド２６４、（グリーン）ピグメントグリーン１、ピグメントグリーン２、ピグメントグリーン７およびピグメントグリーン３６、（ブルー）ピグメントブルー６０、ピグメントバイオレット３、ピグメントバイオレット１９、ピグメントバイオレット２３、ピグメントバイオレット３２、ピグメントバイオレット３６およびピグメントバイオレット３８ならびに（ブラック）カーボンブラックが例示される。しかしながら、これらの顔料のうちいくつかは、ＳＤＰとして調製するには好適でないものもあり、着色剤の選択は、所定の表面処理方法との適合性により決まる。着色剤は、本明細書においては、Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｄｙｅｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ，  Ｂｒａｄｆｏｒｄ，  Ｙｏｒｋｓｈｉｒｅ，  ＵＫにより「Ｃ．Ｉ．」表示で参照されており、Ｔｈｅ  Ｃｏｌｏｒ  Ｉｎｄｅｘ，Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９７１年に公開されている。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、ＳＤＰ表面にある親水性官能基は、第１級カルボキシル基またはカルボキシルとヒドロキシル基の組み合わせであり、より好ましくは、ＳＤＰの親水性官能基は、直接付加していて、第１級カルボキシル基またはカルボキシルとヒドロキシルの組み合わせである。
【００２７】
親水性官能基が直接付加した好ましい顔料は、例えば、先に参照した米国特許第６，８５２，１５６号明細書に記載されたような酸化方法により製造してよい。この引例に記載された方法により処理されたカーボンブラックは、高表面活性水素含量を有しており、非常に安定した水中分散液を提供するために塩基で中和されている。この方法を着色顔料に適用することも可能である。
【００２８】
表面処理（官能基付与度）の量は変えることができる。カルボキシル表面基で変性された顔料にとって、有利な（高い）光学密度は、官能基付与度の量（単位表面積当たりで、ＳＤＰの表面に存在するカルボン酸基の量）が、顔料表面１平方メートル当たり約３．５マイクロモル未満（３．５マイクロモル／ｍ2）、より好ましくは、約３．０マイクロモル／ｍ2未満であるときに達成される。約１．８マイクロモル／ｍ2未満、さらに、約１．５マイクロモル／ｍ2未満の官能基付与度も好適であり、あるＳＤＰにとって好ましい。米国特許第６，８５２，１５６号明細書に記載されているように、カルボキシル官能基付与度の量は、顔料の単位重量を中和するのに必要なアルカリまたはアミンの量から求めることができる。値は、単位重量当たりの顔料の表面積（ｍ2）から、平方メートル当たりの酸（カルボキシル）に換算される。
【００２９】
処方されたインクに用いるＳＤＰのレベルは、所望の光学密度を印刷画像に付与するのに必要とされるレベルである。典型的に、ＳＤＰレベルは、約０．０１重量％〜約１０重量％、より典型的には約１重量％〜約９重量％の範囲である。
【００３０】
その他の成分（添加剤）
その他の成分、添加剤を、インクジェットインクに処方してもよく、かかるその他の成分が、インクの安定性および噴射性を妨害しない程度とする。これは、所定の実験により容易に求められる。かかるその他の成分は、一般的な意味では、業界に周知である。
【００３１】
一般的に、界面活性剤をインクに添加して、表面張力および湿潤特性を調整する。好適な界面活性剤としては、エトキシル化アセチレンジオール（例えば、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製Ｓｕｒｆｙｎｏｌｓ（登録商標）シリーズ）、エトキシル化第１級（例えば、Ｓｈｅｌｌ製Ｎｅｏｄｏｌ（登録商標）シリーズ）および第２級（例えば、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ製Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（登録商標）シリーズ）アルコール、スルホコハク酸（例えば、Ｃｙｔｅｃ製Ａｅｒｏｓｏｌ（登録商標）シリーズ）、オルガノシリコーン（例えば、Ｗｉｔｃｏ製Ｓｅｌｗｅｔ（登録商標）シリーズ）およびフルオロ界面活性剤（例えば、ＤｕＰｏｎｔ製Ｚｏｎｙｌ（登録商標）シリーズ）が挙げられる。界面活性剤は、典型的に、約５重量％までの量で、より典型的には、２重量％以下の量で用いられる。本発明の好ましい実施形態において、界面活性剤は、約０．０１重量％〜０．５重量％の量で存在する。
【００３２】
ポリマーをインクに添加して、耐久性を改善してもよい。ポリマーは、ビヒクルに可溶または分散でき（例えば、「エマルジョンポリマー」または「ラテックス」）、イオンまたはノニオンとすることができる。ポリマーの有用な部類としては、アクリル、スチレン−アクリルおよびポリウレタンが挙げられる。
【００３３】
殺生物剤を用いて、微生物の成長を抑制してもよい。
【００３４】
エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、エチレンジアミン−ジ（ｏ−ヒドロキシフェニル酢酸）（ＥＤＤＨＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、ジヒドロキシエチルグリシン（ＤＨＥＧ）、トランス−１，２−シクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ）、ジエチレントリアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−五酢酸（ＤＴＰＡ）およびグリコールエーテルジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＧＥＤＴＡ）およびこれらの塩等の金属イオン封鎖剤（またはキレート化剤）を含めると、例えば、重金属不純物の有害な影響を排除するのに有利である。
【００３５】
インク特性
噴射速度、液滴の分離長さ、液滴サイズおよび流れ安定性は、インクの表面張力および粘度に大きく影響される。顔料インクジェットインクの表面張力は、典型的に、２５℃で約２０ｍＮ．ｍ-1〜約７０ｍＮ．ｍ-1である。粘度は、２５℃で３０ｍＰａ．ｓと高くすることができるが、典型的にはこれよりやや低い。インクは、広い範囲の吐出条件、材料構造、ノズルの形状およびサイズと適合する物理特性を有している。インクは、インクジェット装置をかなりの程度詰まらせないよう、長期間にわたって良好な貯蔵安定性を有していなければならない。さらに、インクは、接触するインクジェット印刷装置の部品を腐食してはならず、実質的に無臭かつ無毒でなければならない。
【００３６】
特定の粘土範囲またはプリントヘッドに限定されないが、本発明のインクは、低粘度用途に特に向いている。このように、本発明のインクの粘度（２５℃）は、約７ｍＰａ．ｓ未満、約５ｍＰａ．ｓ未満、さらに有利には約３．５ｍＰａ．ｓ未満とすることができる。サーマルインクジェットアクチュエータは、インク液滴を吐出するのに瞬間的な加熱／発泡に依存しており、液滴形成のこのメカニズムには、通常、低粘度のインクが必要である。このように、本インクは、サーマルプリントヘッドに特に有利である。
【００３７】
インクセット
インクジェットインクは、通常、セットで用いられる。インクセットは、好ましくは少なくとも２つの異なった色のインク、より典型的には少なくとも３つの異なった色のインク、例えば、シアン、マゼンタおよびイエロー（ＣＭＹ）、より一般的には少なくとも４つの異なった色のインク、例えば、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック（ＣＭＹＫ）を含む。インクセットは、上述した１つ以上のインクを用いてよい。インクセットの他のインクは、好ましくは、同じく水性インクで、染料、顔料またはこれらの組み合わせを着色剤として含有していてよい。かかるその他のインクは、一般的な意味で、当業者に周知である。
【００３８】
好ましい実施形態において、インクセットのインクの少なくとも１つは、本発明によるブラックインクであり、自己分散性顔料は、自己分散性カーボンブラック顔料である。
【００３９】
典型的なＣＭＹＫインクに加えて、インクセットは、さらに、１つまたは複数の「ありとあらゆる」インクを含んでいてもよく、オレンジインク、緑インク、赤色インクおよび／または青色インク等の異なった色のインク、そのままの濃度と、明るいシアンや明るいマゼンタ等の薄い濃度の組み合わせが含まれる。
【００４０】
印刷方法
本発明のインクは、好適なインクジェットプリンタにより印刷することができる。基材は、一般的な電子写真感光紙等の普通紙、処理済み用紙、例えば、写真品質インクジェット紙、テキスタイル、およびポリ塩化ビニルやポリエステル等のポリマーフィルムを含む非多孔性基材をはじめとする好適な基材とすることができる。
【００４１】
以下の実施例は本発明を例示するものであるが、それに限定されない。
【実施例】
【００４２】
以下の実施例において、特に断りのない限り、水は脱イオンであった。成分量は、インクの総重量の重量パーセントである。Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４６５は、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ  ＵＳＡ）製界面活性剤である。
【００４３】
記録した光学密度値は、Ｇｒｅｙｔａｇ  Ｍａｃｂｅｔｈ  Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ分光計により測定したものであり、Ｃａｎｏｎ  ｉ５６０プリンタにより、３枚の異なる普通紙（ＨＰ  ｏｆｆｉｃｅ、Ｘｅｒｏｘ  ４０２４およびＨａｍｍｅｒｍｉｌｌ  Ｃｏｐｙ  Ｐｌｕｓ）に行った印刷の平均である。粘度は、ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）粘度計により測定された２５℃での回転粘度測定値である。
【００４４】
分散剤１
カーボンブラック（Ｄｅｇｕｓｓａ製Ｎｉｐｐｅｘ  １８０、表面積２６０ｍ2／ｇ）を、米国特許第６，８５２，１５６号明細書に記載されたプロセスに従ってオゾンで酸化した。回収後、３．５ｍＰａ．ｓ（２５℃）の粘度で、水中１２．８重量パーセントの自己分散性カーボンブラック顔料の分散液が得られた。平均粒子サイズは約９８ｎｍであった。水酸化カリウムを用いて、処理済み顔料をｐＨ７まで中和した。酸（カルボキシル）官能基付与度は１．５μｍｏｌ／ｍ2であった。
【００４５】
中和した混合物を、限外濾過により精製して、遊離酸、塩および汚染物質を除去した。精製プロセスを行って、混合物の導電性がならされ、比較的一定のままとなるまで、顔料を脱イオン水で繰り返し洗浄した。
【００４６】
分散剤２
分散液２は、分散剤がメタクリル酸／／ベンジルメタクリレート／／エチルトリエチレングリコールメタクリレート（１３／／１５／／４）を備えたブロックコポリマーであった以外は米国特許第５，５１９，０８５号明細書の実施例３と同様のやり方で、ポリマー安定化カーボンブラック分散液であった。中和剤は、水酸化カリウムであった。顔料含量を１５重量％となるように調製した。分散剤の数平均分子量は約５，０００、重量平均分子量は約６，０００ｇ／モルであり、示した比率を与えるようにモノマーレベルを調整した以外は、米国特許第５，５１９，０８５号明細書に記載した「調製４」と同様のやり方で調製した。
【００４７】
分散液３
分散液３は、水に、１５重量パーセントの濃度で水に分散させたＣａｂｏｊｅｔ（登録商標）３００（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製自己分散性カーボンブラック顔料）であった。酸官能基付与度は、メーカーにより報告されていなかった。
【００４８】
レイテンシー試験
試験中、インクカートリッジを保守しないよう変更したＨｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  ８５０プリンタを用いて、以下の手順に従ってレイテンシー（デキャップ時間）を求めた。試験を始める直前、ノズルを準備し、ノズルチェックパターンを実施して、全ノズルが許容できる噴射をするようにした。それ以上の保守は行わなかった。
【００４９】
ページを横切る走査中、ペンは、約１／１６インチ間隔の空いた１４９本の垂直線のパターンを印刷する。１滴を噴射する全てのノズルにより各垂直線は形成された。従って、線は、１滴の幅と、プリントヘッドにあるノズル配列の長さに対応する約１／２インチの高さである。各走査における第１の垂直線は、所定のレイテンシー期間後、各ノズルから噴射された第１の液滴であり、第５の線は、その走査での各ノズルからの第５の液滴であり、全１４９の線についても同様であった。
【００５０】
走査間で時間の間隔（デキャップ時間）を長くして、このパターンを繰り返した。走査間で標準の時間の間隔は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００および１０００秒であった。１０００秒を超えるものは試さなかった。
【００５１】
試験終了時に、各走査の第１、第５、第３２の垂直線の一貫性、誤った方向の液滴付着および印刷の明瞭性について調べた。これらの線は、所定のレイテンシー期間後のノズルから吐出されたインク液滴の第１、第５および第３２の液滴に相当する。デキャップ時間は、大きな欠陥なしで、特定の垂直線を印刷できる最長の時間の間隔であった。
【００５２】
ペンは、第１の液滴に適切に噴射するのが好ましい。しかしながら、第１の液滴が適切に吐出されないときは、第５および第３２の液滴についてのデキャップ時間は、詰まりの程度や、ノズルをいかに容易に元の状態に戻せるかに関する情報を与えることができる。
【００５３】
下記の表の結果には、第１の液滴デキャップ時間のみを示してあり、秒の単位で「デキャップ時間」として単純な値で示してある。
【００５４】
ノズル強度試験
この試験は、プリントヘッドからいかに良好にインクが噴射されるか、そして、プリントヘッドノズルがいかに良好に準備されるか評価する単純な方法である。インクを、ＨＰ４５Ａカートリッジに充填し、ＨＰ  ＤｅｓｋＪｅｔ  ８００シリーズプリンタを用いて、ノズルチェックパターンを印刷した。ノズルチェックパターンは、プリントヘッドで個々のノズルにより印刷された短い線からなる。特定のノズルからの噴射についての問題を示す、失われた線や誤った方向の線がないか、パターンを評価した。ノズルチェックパターンを以下の基準により評価した：
良−失われた線や誤った方向のノズルが２以下
可−失われた線や誤った方向のノズルが２〜５
不良−失われた線や誤った方向のノズルが５を超える
【００５５】
ウレアおよびウレア誘導体の水性安定性
ウレアおよびウレア誘導体は、インクジェット処方に有用な保湿剤である。しかしながら、これらの材料の多くは、水性媒体、例えば、水性インクビヒクル中で加水分解して、ｐＨがドリフトし、導電率が長期保存により増大してしまう。かかる変化は、インクの安定性および／または噴射性能にとって問題となり得、通常、実用的な貯蔵寿命が限定される。当然のことながら、処方成分は、加水分解に安定しているのが好ましい。
【００５６】
ウレアおよびウレア誘導体の加水分解安定性を評価するために、水溶液（１０重量％）を、バイアルに密閉し、７０℃のオーブンに１週間入れた。オーブン処理前（初期）後（エージング後）の各試料のｐＨおよび導電率を、以下の表にまとめてある。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
ウレア溶液は、加水分解により、ｐＨの大幅な変化および導電率の増加を示した。試験したウレア誘導体の中で、１，１，３，３−テトラメチルウレアおよびトリメチレンウレアが最も安定していて、試験した条件下で、ｐＨまたは導電率の大幅な変化を示さなかった。次に最も安定した誘導体は、１，３−ジメチルウレアおよび１，３−ジエチルウレアであり、導電率がほんの僅か増大したが、ｐＨに大きな変化は示さなかった。
【００５９】
ウレアおよびウレア誘導体が存在するＳＤＰの安定性
２組の組成物を、分散液１および分散液３（Ｃａｂｏｊｅｔ（登録商標）３００）ＳＤＰをそれぞれ用いて、ウレアおよび異なるウレア誘導体と共に調製した。処方を以下に示す。中央粒径（初期Ｄ50）を測定してから、インクを密閉し、７０℃のオーブンに７日間入れた。その後、粒径を再び測定し（最終Ｄ50）、サイズ増加を、パーセンテージで計算した。
【００６０】
【表２】
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【００６１】
【表３】
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【００６２】
結果によれば、加水分解不安定なウレア誘導体となったことが示されている。分散液１による組成物Ａの粒径は大幅に増大し、試料における導電性の増大につれ、加水分解安定性の低いウレア誘導体となり望ましくない。Ｃａｂｏｊｅｔ（登録商標）３００による組成物Ｂは、導電率の高い環境に耐え、この試験でなされた導電率の差に実質的に影響されていない。しかしながら、Ｃａｂｏｊｅｔ３００で作製されたインクジェットインクは、高耐塩（導電率）性のあるインクの典型である分散液１で作製したインクジェットインクより光学密度が低い（望ましくない）。
【００６３】
例１
本例のインクは、第１の保湿剤として、１，１，３，３−テトラメチルウレアを用いるものである。以下の表にまとめたインク（１Ａ〜１Ｄ）は、第１と第２の保湿剤の組み合わせでない比較例のインクである。
【００６４】
【表４】
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【００６５】
以下の表にまとめたインク１Ｅ〜１Ｈは、低レベルの１，１，３，３−テトラメチルウレアを用いるものである。インク１Ｈのような第１および第２の保湿剤の最も好ましい濃度で、非常に高いデキャップが達成されている。約２％と低い１，１，３，３−テトラメチルウレアレベル（インク１Ｇ）で、有利な効果が見られる。
【００６６】
【表５】
2010506967.tif 000006
【００６７】
以下の表にまとめたインク１Ｉ〜１Ｌは、低レベルのジエチレングリコール第２の保湿剤を用いるものである。インク１Ｌのような第１および第２の保湿剤の好ましい比率で、非常に高いデキャップが達成されている。第２の保湿剤／第１の保湿剤の重量比が約０．７（インク１Ｋから１Ｉ）より低くなると、デキャップが減少する。
【００６８】
【表６】
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【００６９】
以下の表にまとめたインクは、別の保湿剤を用いる比較例のインク１Ｍ〜１Ｏに対し、第２の保湿剤としてトリエチレングリコールを用いるもの（インク１Ｐ）である。トリエチレングリコールは、デキャップに有利であるが、ジエチレングリコールはさらに効率的で、その意味で、第２の保湿剤としてより好ましい。
【００７０】
【表７】
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【００７１】
以下の表にまとめたインク１Ｑ〜１Ｓは、インクジェットインクの一般的な保湿剤である２−ピロリドンで処方してある。２−ピロリドンはそのままで、デキャップに役立たないようであり、請求した第１および第２の保湿剤と組み合わせると、請求した保湿剤の組み合わせの影響を実際に減じるようである（インク１Ｒ対インク１Ｈのデキャップ）。３つの処方において、２−ピロリドンは、インクの総重量の２重量％または３重量％未満まで制限するか、全く存在していない方が有利と思われる。
【００７２】
【表８】
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【００７３】
以下の表にまとめたインク１Ｔおよび１Ｕでは、高レベルの第１および第２の保湿剤を用いている。
【００７４】
【表９】
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【００７５】
例２
本例のインクは、第１の保湿剤として１，３−ジメチルウレアが処方されている。以下の表にまとめたとおり、インク２Ｃは、好ましいレベルのジエチレングリコール第２の保湿剤で、非常に高いデキャップが達成されたことを示している。あまり好ましくないレベルのジエチレングリコール（インク２ｄ）または第２の保湿剤なし（比較例のインク２ａおよび２Ｂ）では、デキャップは低くなっている。ここでも、２−ピロリドンのデキャップに対する悪影響（インク２Ｅ対インク２Ｃ）がみられる。
【００７６】
【表１０】
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【００７７】
以下の表にまとめたインクは、別の保湿剤を用いる比較例のインク２Ｆ〜２Ｉに対して、第２の保湿剤としてトリエチレングリコールを用いるものである（インク２Ｅ）。トリエチレングリコールは、１，３−ジメチルウレア、前の例におけるテトラメチルウレア（インク１Ｐ）よりも効率的でない。ジエチレングリコールは、１，３−ジメチルウレアが第１の保湿剤のとき、好ましい第２の保湿剤である。
【００７８】
【表１１】
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【００７９】
例３（比較例）
この例のインクは、本発明の第１の保湿剤の代わりに、１，３−ジエチルウレアまたはトリメチレンウレア（テトラヒドロ−２−ピリミジノンまたはプロピレンウレア）を用いるものである。前述したとおり、加水分解に対しては比較的安定しているが、これらの比較例のウレアは、本発明の第１の保湿剤のデキャップを大幅に改善するものではない。
【００８０】
【表１２】
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【００８１】
例４（比較例）
ポリマー分散顔料（分散液２）で作製したインクは、自己分散性顔料による本発明のインク１Ｈと同様のレイテンシーの向上を示していない。
【００８２】
【表１３】
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【国際調査報告】
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