(57)【要約】  本発明はインクジェット記録用のインク組成物及び方法を対象とする。当該インクジェットインクは、水と少なくとも２０ｗｔ％の固体を含み得る。当該固体は、インクジェットインクに分散された顔料微粒子とシリカ微粒子、並びにインクジェットインクに実質的に溶解された固体湿潤剤を含み得る。顔料微粒子、シリカ微粒子、及び固体湿潤剤は、本発明のインクジェットインクを使用して印刷される乾燥画像と共に実質的に残存する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットインクであって、
水と、
少なくとも２０ｗｔ％の固体を含有し、前記固体が前記インクジェットインクに分散された顔料微粒子とシリカ微粒子、並びに前記インクジェットインクに実質的に溶解された固体湿潤剤とを含み、前記インクジェットインクは、顔料微粒子、シリカ微粒子、及び固体湿潤剤が前記インクジェットインクを使用して印刷される乾燥画像と共に実質的に残存するよう調合される、インクジェットインク。
【請求項２】
少なくとも３５ｗｔ％の固体を含む、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項３】
少なくとも５０ｗｔ％の固体を含む、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項４】
さらに、液体ビヒクルの一部として水と混合された有機共溶媒を含有し、この場合、前記有機共溶媒は、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、及び２−ピロリドンから成るグループから選択される少なくとも１つの共溶媒を含む、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項５】
前記シリカ微粒子が、６ｎｍ〜８５ｎｍのサイズ範囲にあるナノ微粒子である、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項６】
前記固体湿潤剤が、ポリエチレングリコール、グルコース、及びメトキシポリエチレングリコールから選択されたる少なくとも１つの構成要素を含む、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項７】
前記固体湿潤剤が、約１０００Ｍｗ〜約８０００Ｍｗの重量平均分子量を有するポリエチレングリコールである、請求項９に記載のインクジェットインク。
【請求項８】
前記固体が、さらに、前記インクジェットインクに少なくとも実質的に可溶性である高分子性樹脂を含む、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項９】
前記固体が、さらに、前記インクジェットインクに少なくとも実質的に懸濁されるラテックス微粒子又は分散された高分子を含む、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項１０】
前記インクジェットインクがいかなる有害大気汚染物質（ＨＡＰｓ）も含まない、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項１１】
前記インクジェットインクが、波形ボード上でのインクジェットインクの２４ミクロン厚の層の伸ばし（ドローダウン）時に、１０００ワットＩＲランプの下で１００℃で１０秒以内に乾くよう調合される、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項１２】
前記インクジェットインクが、波形ボード上でのインクジェットインクの２４ミクロン厚の層の伸ばし（ドローダウン）時に、１０００ワットＩＲランプの下で８０℃で５秒以内に乾くよう調合される、請求項１に記載のインクジェットインク。
【請求項１３】
画像の印刷方法において、
ａ）請求項１〜請求項１２の１つに記載のインクジェットインクを基板上へ噴射するステップと、
ｂ）乾燥時、前記固体湿潤剤を含む有機固体内に埋め込まれている顔料微粒子と、シリカ微粒子と、の膜を形成するステップと
を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
インクジェット印刷産業は、種々のタイプの記録流体、例えば、油系インク、溶媒系（非水性）インク、水系インク、及び、固体インク（調合段階で溶解される）を利用する。溶媒系インクは急速乾燥性であり、結果として、工業印刷に広く用いられている。バインダ及び他の構成要素を含有する溶媒系インクが基板上へ噴射される時、その溶媒（群）は、部分的に又は完全に当該インクから蒸発して、バインダ及び顔料粒子のような他の構成要素を、プリントされた基板上に乾燥膜の形で残す。乾燥工程中に、しばしば揮発性有機化合物類（ＶＯＣ）である当該溶媒は蒸気を発生し、且つそれ故に、環境を汚染する恐れがある。その汚染問題は、基板上へ大量のインクが堆積される、より高速の印刷又はワイドフォーマット画像にとってますます厳しくなってきている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
この問題及びその他の懸念の結果として、環境にやさしいインクの調製に関する努力は、いくつかの研究を水系インクの方向へ進めさせた。しかしながら、水系インクに対してしばしば要求される乾燥時間及びエネルギーは、望まれるより長くなり得る。水系インクの乾燥時間は、インクジェットプリンタの印刷速度向上における障害となり得る。従って、より少ない時間及び／又はより低いエネルギー要件で乾燥され得る水系インクの必要性が存在するのである。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
これより例示的な実施形態が説明され、そしてその同一物を記述するために本書において特定の用語が使用される。そうはいっても、それによる発明の範囲の限定は何ら意図されないことを理解されたい。本開示を所持している当業者に思い浮かぶであろうところの、本書に例示されている発明の特徴の代替及び更なる修正、及び、本書に例示されているような本発明の主題についての追加的な応用は、本発明の範囲内であると考えられるべきである。本発明の記載及び請求において、次の技術用語が以下に説明される定義に従って用いられることになる。
【０００４】
単数形は、文脈が明確に指示しない限り、複数形の意味を含む。よって、例えば、「顔料」という語は、文脈が明確に指示しない限り、１つもしくはそれ以上の当該物質を包含する。
【０００５】
ここで用いられるとき、「液体ビヒクル」は、顔料及び他の固体を基板に運ぶために用いられ得る液体組成物を含むと定義される。液体ビヒクルは、一般に、当分野では良く知られており、そして広範囲にわたる様々なインクビヒクルが本発明の実施形態に従って使用され得る。上述のインクビヒクルは、非限定的に、水、界面活性剤、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、粘度調整剤、封鎖剤（ｓｅｑｕｅｓｔｅｒｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、安定化剤、消泡剤、等を含む、様々な各種異なる薬剤の混合物を含み得る。顔料以外に、液体ビヒクルはまた、ラテックス微粒子ならびに他の高分子及び樹脂、固体湿潤剤、シリカ、可塑剤、等のような他の固体を画像へ運ぶことができる。
【０００６】
用語「固体」は、インクジェットインク中に存在する成分で、基板への印刷及び乾燥時に、当該印刷された像と共に固体成分として残存する成分を指す。インクジェットインクにおいて、「固体」はインクに溶解され得るが、印刷及び乾燥時にそれらが容易に蒸発しない故、やはり固体と考えられる。さらに、分散された固体物質、例えば、顔料、シリカ、等、も固体と考えられる。
【０００７】
用語「固体湿潤剤」は、インクジェットインクに少なくともほとんど可溶性であって、且つ一方でその溶解された形状で、湿潤剤として、例えば、構造健全性（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  ｈｅａｌｔｈ）を維持し、溶解時に液体湿潤剤と類似の働きをし、プリントヘッドにおいて水分を保持することを可能にする吸湿的な性質をインクに付与する、等の働きをするインクジェットインクの成分を指す。
【０００８】
用語「有害大気汚染物質」または「ＨＡＰｓ」は、大気の本来の性質を否定的に改変する環境汚染物質を放出する化学的、物理的（例えば微粒子物質）、又は生物的薬剤のどれにも適用される広範な用語である。したがって、非ＨＡＰｓは大気の本来の性質を改変する環境汚染物質を放出しない物質である。米国環境保護局（Ｕ．Ｓ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｇｅｎｃｙ−ＥＰＡ）は、大気浄化法（Ｃｌｅａｎ  Ａｉｒ  Ａｃｔ）１１２（ｂ）（１９９０年修正）に基づく、有害大気汚染物質（ＨＡＰｓ）のリストを公告している。これらの溶媒類は大気汚染物質として知られている。本発明のインクが非ＨＡＰｓでなければならないことはないが、強調されることは、リストに挙げられたこれらの溶媒のどれも、実施態様のインクジェットインクに含まれておらず、これらのインクは、特に、非ＨＡＰｓ又はＨＡＰｓを含まないインク、等と称されるということである。ＨＡＰｓ溶媒は次の通り挙げられている：アセトアルデヒド、アセトアミド、アセトニトリル、アセトフェノン、２−アセチルアミノフルオレン、アクロレイン、アクリルアミド、アクリル酸、アクリロニトリル、アリルクロライド、４−アミノビフェニル、アニリン、ｏ−アニシジン（Ａｎｉｓｉｄｉｎｅ）、アスベスト、ベンゼン（ガソリン由来のベンゼンを含む）、ベンジジン、ベンゾトリクロライド、ベンジルクロライド、ビフェニル、ビス（２−エチルヘキシル）フタラート（ＤＥＨＰ）、ビス（クロロメチル）エーテル、ブロモホルム、１，３−ブタジエン、カルシウムシアナミド、カプロラクタム（修飾物を含む）、カプタン、カルバリル、二硫化炭素、四塩化炭素、硫化カルボニル、カテコール、クロラムベン、クロルダン、塩素、クロロ酢酸、２−クロロアセトフェノン、クロロベンゼン、クロロベンジラート、クロロホルム、クロロメチル・メチルエーテル、クロロプレン、クレゾール類／クレゾール酸（異性体及び混合物）、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、クメン、２，４−Ｄ塩類及びエステル類、ＤＤＥ、ジアゾメタン、ジベンゾフラン、１，２−ジブロモ−３−クロロプロパン、ジブチルフタラート、１，４−ジクロロベンゼン（ｐ）、３，３−ジクロロベンジデン、ジクロロエチルエーテル（ビス（２−クロロエチル）エーテル）、１，３−ジクロロプロペン、ジクロルボス、ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン（Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン）、硫酸ジエチル、３，３−ジメトキシベンジジン、ジメチルアミノアゾベンゼン、３，３’−ジメチルベンジジン、ジメチルカルバモイルクロライド、ジメチルホルムアミド、１，１−ジメチルヒドラジン、ジメチルフタラート、硫酸ジメチル、４，６−ジニトロ−ｏ−クレゾール及び塩類、２，４−ジニトロフェノール、２，４−ジニトロトルエン、１，４−ジオキサン（１，４−ジエチレンオキサイド）、１，２−ジフェニルヒドラジン、エピクロロヒドリン（１−クロロ−２，３−エポキシプロパン）、１，２−エポキシブタン、エチルアクリラート、エチルベンゼン、エチルカルバメート（ウレタン）、エチルクロライド（クロロエタン）、エチレンジブロマイド（ジブロモエタン）、エチレンジクロライド（１，���−ジクロロエタン）、エチレングリコール、エチレンイミン（アジリジン）、エチレンオキシド、エチレンチオ尿素、エチリデンジクロライド（１，１−ジクロロエタン）、ホルムアルデヒド、ヘプタクロル、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサクロロブタジエン、ヘキサクロロシクロペンタジエン、ヘキサクロロエタン、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサン、ヒドラジン、塩酸、フッ化水素（フッ化水素酸）、硫化水素（修飾物を含む）、ヒドロキノン、イソホロン、リンデン（全ての異性体類）、無水マレイン酸、メタノール、メトキシクロル、臭化メチル（ブロモメタン）、メチルクロライド（クロロメタン）、メチルクロロホルム（１，１，１−トリクロロエタン）、メチルエチルケトン（２−ブタノン）（修飾物を含む）、メチルヒドラジン、ヨウ化メチル（ヨードメタン）、メチルイソブチルケトン（ヘキソン）、メチルイソシアナート、メチルメタクリラート、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、４，４−メチレンビス（２−クロロアニリン）、メチレンクロライド（ジクロロメタン）、メチレンジフェニルジイソシアナート（ＭＤＩ）、４，４−メチレンジアニリン、ナフタレン、ニトロベンゼン、４−ニトロビフェニル、４−ニトロフェノール、２−ニトロプロパン、Ｎ−ニトロソ−Ｎ−メチル尿素、Ｎ−ニトロソジメチルアミン、Ｎ−ニトロソモルホリン、パラチオン、ペンタクロロニトロベンゼン（クイントベンゼン）（Ｑｕｉｎｔｏｂｅｎｚｅｎｅ）、ペンタクロロフェノール、フェノール、ｐ−フェニレンジアミン、ホスゲン、ホスフィン、リン、無水フタル酸、ポリ塩化ビフェニル（アロクロール）、１，３−プロパンスルトン、ベータ・プロピオラクトン、プロピオンアルデヒド、プロポキスル（Ｐｒｏｐｏｘｕｒ）（ベイゴン（Ｂａｙｇｏｎ））、プロピレンジクロライド（１，２−ジクロロプロパン）、プロピレンオキシド、１，２−プロピレンイミン（２−メチルアジリジン）、キノリン、キノン、スチレン、スチレンオキシド、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン（ペルクロロエチレン）、四塩化チタン、トルエン、２，４−トルエンジアミン、２，４−トルエンジイソシアナート、ｏ−トルイジン、トキサフェン（塩素化カンフェン）、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、２，４，５−トリクロロフェノール、２，４，６−トリクロロフェノール、トリエチルアミン、トリフルラリン、２，２，４−トリメチルペンタン、酢酸ビニル、臭化ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン（１，１−ジクロロエチレン）、キシレン（異性体及び混合物）、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、アンチモン化合物、ヒ素化合物（アルシンを含む無機物）、ベリリウム化合物、カドミウム化合物、クロム化合物、コバルト化合物、シアン化合物（ＸＣＮを含む。ここで、ＸはＨ又は形式上の分離が起こり得る他の任意の基。例えば、ＫＣＮ又はＣａ（ＣＮ）２）、グリコールエーテル（エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコールのモノ及びジエーテルを含む）、Ｒ−（ＯＣＨ���ＣＨ２）ｎ−ＯＲ’、ここで、ｎ＝１、２、又は３、Ｒ＝アルキル又はアリール基、及びＲ’＝Ｒ、Ｈ、又は分離時にグリコールエーテル類を産出しその構造がＲ−（ＯＣＨ２ＣＨ）ｎ−ＯＨであるような基（高分子類はグリコールのカテゴリから除く）、鉛化合物、マンガン化合物、水銀化合物、微細鉱物繊維（ガラス、鉱石、スラグ繊維（又は他の鉱物から誘導された繊維）を製造又は処理する設備から発生する鉱物繊維で平均直径が１マイクロメートルもしくはそれ以下のものを含む）、ニッケル化合物、多環有機物（有機化合物で１つ以上のベンゼン環を有し、沸点が１００℃と等しいかもしくはそれ以上のものを含む）、放射性核種（自然に放射性崩壊を起こすラドン及び他の物質）、及びセレン化合物。上記リストに挙げられたもので「化合物」の語を含む全てのもの、及びグリコールエーテル類には、以下が適用される：別途明示されない限り、これらのリストに挙げられたものは、その化学薬品の下部構造（ｃｈｅｍｉｃａｌ’ｓ  ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の一部として命名された薬品（例えば、アンチモン、ヒ素、等）を含むユニークな任意の化学物質を含むものと定義される。ＨＡＰｓ化合物は、独立した試験により示され得るか、又は当該リストは一定期間にわたって拡張されるので、上に挙げられたもの以外の化合物も含み得ることに注意する。
【０００９】
ここで用いられるとき、複数のアイテム、構成要素、及び／又は材料が、簡便のため共通リストに提示され得る。しかしながら、これらのリストは、当該リストの各要素が独立且つ固有の要素として個別に認識されるかのように解釈されるべきものである。従って、当該リストのどの個別要素も、それと反対の指示なしでは、専ら共通グループにおけるそれらの提示に基づいて同一リストの他の任意の要素と事実上同等と解釈されるべきではない。
【００１０】
比率、濃度、量、分子サイズ、等のような数値は、本書では範囲形式で示され得る。理解されるべきは、このような範囲形式は単に簡便及び簡潔さのため用いられ且つその範囲の限界として明確に挙げられる数値を含むだけでなく、あたかも各数値及び下位範囲が明確に挙げられるかのように個別の数値又は下位範囲を全て包含するものと柔軟に理解されるべきであるということである。例えば、約１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％という重量範囲は、明確に濃度限界として挙げられている１ｗｔ％から約２０ｗｔ％を含むだけでなく、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％といった個別濃度及び５ｗｔ％〜１５ｗｔ％、１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％等といった下位範囲をも含むものと解釈されるべきである。
【００１１】
本発明の様相はインク組成物及び関連する方法に向けられる。本発明の組成物と方法は、一定の共通性と特徴を共有することが特記される。これらの特徴の幾つかは組成物の文脈の中で議論され、そして他は方法の文脈の中で議論されることになる。留意されるべきは、どこで議論されるかにかかわらず、以下の記載の各々は、概して、本発明の組成物及び方法に適用されるということである。さらに、以下の詳細な説明において、多数の具体的詳細は、当該インクの完全な理解をもたらすために説明される。しかしながら、本願のインクはこれらの具体的詳細が無くても実施され得ることは当業者に理解されるであろう。その他の場合において、よく知られた方法、手順、調合及び組成は、本願のインクの性質を不明瞭にしないために、詳細には記述されていない。
【００１２】
水系インク又は水性インクは、典型的に、水、共溶媒（群）、湿潤剤（群）、安定剤（群）、泡止め剤（群）、界面活性剤、並びに、他の液体のような成分を含んでいる水系液体ビヒクルを含有する。典型的には、これらの液体は、水と可溶又は可混和性であり、そして着色剤、すなわち、染料又は顔料が当該液体ビヒクルに加えられる。水性インクを乾燥するのに要求されるエネルギーと時間は、水及びインク中に在るその他の構成成分のような、液体の量に依存する。
【００１３】
この背景を銘記して、水性インク中の固体成分の割合を顕著に高めることにより、耐久性のある画像が短縮された乾燥／蒸発時間で種々の基板上にインクジェットされ得ることが認識されている。この固体の増加は、プリントされた画像の諸特性に寄与しながらなお、インクジェット機構から効果的に印刷され得るところの、成分を添加することにより達成され得る。これに従い、インクジェットインクは、水と少なくとも２０ｗｔ％の固体を含有し得る。当該固体は、インクジェットインクに分散された顔料微粒子とシリカ微粒子、並びにインクジェットインクに実質的に溶解された固体湿潤剤を含み得る。顔料微粒子、シリカ微粒子及び固体湿潤剤は、このインクジェットインクを用いてプリントされる乾燥画像に実質的に残存し得る。
【００１４】
別の実施形態において、像を印刷する方法は、基板上へインクジェットインクを噴射するステップを含み、ここで当該インクジェットインクは水と少なくとも２０ｗｔ％の固体を含む。当該固体は、顔料微粒子及びインクジェットインクに分散されたシリカ微粒子、並びに実質的にインクジェットインクに溶解された固体湿潤剤を含み得る。一形態又は他の形態、例えば、周囲環境、熱、空気流、光、等の乾燥に起因して、当該方法は、固体湿潤剤を含む有機固体内に埋め込まれた顔料微粒子とシリカ微粒子の膜を形成するステップを含み得る。
【００１５】
幾つかの実施例において、記載のように、固体の量は全体として少なくともインクジェットインクの２０ｗｔ％であり得る。しかしながら、他の実施例において、固体量は、全体としてインクジェットインク調合物の少なくとも３５ｗｔ％又は少なくとも５０ｗｔ％にもなり得る。従って、液体ビヒクルの液体含有量は、液体ビヒクル成分のある部分を固体湿潤剤、顔料類、シリカ、樹脂類／高分子類等のような固体構成成分と置換することにより、減少され得る（その結果、固体成分が増加する）。乾燥時間及びエネルギーは、固体の高含有量、並びにここに記述されたような固体の選択のために、他の同様のインクよりも顕著に減少され得る。例えば、制限なしに、当該インクジェットインクは、１０００ワットＩＲランプの下で１００℃で１０秒以内に乾くよう調合することができ、この場合、インクジェットインクは、伸ばし（ドローダウン）方法を用いて２４ミクロン厚の層として波形ボードに塗布される。別の実施形態において、当該インクジェットインクは、波形ボード上でのインクジェットインクの２４ミクロン厚の層のドローダウンで、１０００ワットＩＲランプの下で８０℃で５秒以内に乾くよう調合することができる。この塗布方法は典型的なインクジェット印刷方法ではないが、本発明のインクジェットインクの速乾性を特徴付けるのに有用であることを特記する。ある実施形態では、本発明のインクジェットインクは、それぞれ２５℃で、３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面張力及び／又は８ｃｐ〜５ｃｐの粘度を有することができる。
【００１６】
ここで、含めることができる具体的固体について考慮すると、固体湿潤剤は使用する上で特に有益である。液体湿潤剤は、典型的に、インクジェットインク調合物に添加され、インクジェット機構に対する湿潤剤として作用しそして当該機構が乾ききるのを防ぐ。プリント画像の乾燥後に元の固体状態へ変化する（溶解時に湿潤剤として作用する水溶性高分子のような）水−可溶性固体を使用することにより、それが乾燥時にプリント画像に含まれて残るよう調合されるので、湿潤剤を蒸発させるのにエネルギーは不要である。これは、画像の永続性に係る利点をもたらす一方、乾燥エネルギーと乾燥時間を低減する。
【００１７】
１つの実施形態において、固体ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は可溶性湿潤剤として使用され得る。使用し得るその他の好ましい可溶性湿潤剤は、グルコース、メトキシポリエチレングリコール（ＭＰＥＧ）、これらの混合物、等を含む。具体的には、ＰＥＧに関しては、この材料は１０００Ｍｗ以上の分子量で、室温で固体として現われ得る。１つの実施形態において、ＰＥＧの平均分子量は１０００Ｍｗ〜８０００Ｍｗの範囲であり得る。任意選択で、液体ＰＥＧも当該固体ＰＥＧに加えて含まれ得る。これらの実施形態において、液体ＰＥＧ、例えば、約２００Ｍｗ〜１０００Ｍｗ未満、又は約２００Ｍｗから約８００Ｍｗ）は、インク中に比較的少量で、例えば０．０１ｗｔ％〜４ｗｔ％又は０．１ｗｔ％〜２ｗｔ％の量で、存在し得る。この実施形態において、注意すべきことは、固体ＰＥＧはインクに溶解された時点では適量の水分をプリントヘッドにおいて維持し得、これによりある期間にわたってプリントヘッドの健全性を保護するが、噴射され且つ液体蒸発で乾燥されると、そのＰＥＧが基板表面上に固体膜を形成する、ということである。当該ＰＥＧはワックスとしても働き得、これは耐摩耗性を達成するため工業印刷には望ましいものである。当該固体湿潤剤は、全体としてインクジェットインクの１ｗｔ％から３５ｗｔ％の量で含まれ得るが、典型的には５ｗｔ％〜２０ｗｔ％含まれる。
【００１８】
固体湿潤剤の存在に加え、許容できる印刷及び像形成特性を維持する一方、インクの固体含有量を全体として増やすためにその他の固体が含まれ得る。例えば、固体湿潤剤に加えて、シリカ微粒子もインク成分として含むことができる。使用し得る好ましいシリカ微粒子は、燻蒸シリカ、シリカチップ、シリカコロイド、等を含む。使用し得る適切なシリカ微粒子の具体例は、Ｌｕｄｏｘ  ＡＭ−３０、Ｌｕｄｏｘ  ＣＬ、Ｌｕｄｏｘ  ＨＳ−３０という名称を付してＤｕＰｏｎｔ社から市販されているもの、及びＮｅｘＳｉｌ  １２、ＮｅｘＳｉｌ  ２０、ＮｅｘＳｉｌ  ８、Ｎｅｘｓｉｌ  ２０、Ｎｅｘｓｉｌ  ８５という名称を付してＮｙａｃｏｌ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から市販されているものを含む。シリカ微粒子は全体としてインクジェットインクの１ｗｔ％から５０ｗｔ％含まれ得るが、しばしば、１ｗｔ％から２０ｗｔ％含まれる。１つの実施形態において、シリカ微粒子は、６ｎｍ〜８５ｎｍのサイズ範囲のナノ微粒子である。
【００１９】
加えて、本書に記載のインクジェットインクが顔料着色剤を利用する場合、顔料微粒子の含量がインクの全固体濃度に加えられる。当該顔料微粒子は、自己分散型顔料、高分子被覆顔料、又はインクジェットインク中で顔料の適当な懸濁を可能にする個別分散剤を利用することができるところの、粉砕された顔料を含む、より標準的な顔料であり得る。本発明の実施形態に従って使用し得る顔料の非限定例は、次のイエロー顔料カラーインデックス、ＰＹ  ８３、ＰＹ  １５１、ＰＹ  １５０、及びＰＹ  １５４を有するイエロー顔料を含む。カラーインデックスＰＲ  ２０２、ＰＲ  ２５４及びＰＲ  １２２を有するレッド顔料とカラーインデックスＰＶ  １９、ＰＶ  ２３及びＰＶ  ２９を有するバイオレット顔料から構成されたマゼンタ顔料も使用することができる。カラーインデックスＰＢ  １５：３、１５：４、１５：２、及び１５：１を有するブルー顔料、並びにＨｏｓｔａｆｉｎｅ  Ｂｌｕｅ  Ｂ２Ｇ及びＭｉｃｒｏｌｉｔｈ  Ｂｌｕｅ  ４Ｇ−ＷＡ、並びにカラーインデックスＰＢＬ  Ｂｌａｃｋ  ７を有する黒色顔料も使用可である。も使用に供される別の顔料である。使用し得る他の顔料の例は、いわゆる「スポットカラー顔料」を含み、それらは、シアン、マゼンタ、イエロー、又は黒色以外の色であって、且つ色混合によって再生が困難な顔料である。使用し得る具体的なスポットカラー顔料は、Ｃｒｏｍｏｐｈｔａｌ  Ｏｒａｎｇｅ  ＧＬ（ＰＯ−６４）又はＭｉｃｒｏｌｉｔｈ  Ｇｒｅｅｎ  Ｇ−Ｋ（ＰＧ  ７）を含み、両方とも、Ｃｉｂａ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｂａｓｅｌ  ＣＨ−４００２  Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄから入手可能である。典型的には、当該顔料固体は、全体としてインクジェットインクの０．０１ｗｔ％〜８ｗｔ％、しばしば、０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％、で存在する。
【００２０】
固体湿潤剤、顔料微粒子、及びシリカ微粒子に加え、他の固体も任意に存在し得、少なくとも実質的にインクジェットインクに可溶なポリマー樹脂、及び／又はインクジェットインクに懸濁されたラテックス微粒子又は他の高分子分散物が含まれる。使用し得る例示的な樹脂、ラテックス、又はその他のポリマーは、スチレン−アクリル共重合体のようなアクリル系ポリマー、コロイド乳剤、溶液中の樹脂、ビニルピロリドン共重合体、ポリビニルピロリドン、ウレタン又はポリウレタン分散物、アクリル−ウレタンハイブリッド分散物、などを含む。使用し得るさらに具体的な例示的樹脂は、Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（ＢＡＳＦ）からの：Ｊｏｎｃｒｙｌ  ６６１、Ｊｏｎｃｒｙｌ  ８００３、Ｊｏｎｃｒｙｌ  ８０７８、Ｊｏｎｃｒｙｌ  ８０８２、Ｊｏｎｃｒｙｌ  ５３７、Ｊｏｎｃｒｙｌ  ５３８、Ｊｏｎｃｒｙｌ  １４２、Ｊｏｎｃｒｙｌ  ６３１、Ｊｏｎｃｒｙｌ  ＨＰＤ  ６７１、又はＪｏｎｃｒｙｌ  ＨＰＤ  ７１Ｅの名称のものを含む。使用し得る樹脂又はポリマーのその他の非限定例は、いくつかの例を挙げると、ＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳ社からＲｈｏｐｌｅｘ  Ｉ−１９５５、Ｒｈｏｐｌｅｘ  Ｉ−２４２６Ｄ、Ｒｈｏｐｌｅｘ  Ｉ−６２、Ｒｈｏｐｌｅｘ  Ｉ−９８、Ｒｈｏｐｌｅｘ  Ｅ−１６９１、Ｌｕｃｉｄｅｎｅ  １９０、Ｌｕｃｉｄｅｎｅ  ４００、又はＬｕｃｉｄｅｎｅ  ２４３の名称で、ＤＳＭ社からＮｅｏＣｒｙｌ  Ａ−１１１０、ＮｅｏＣｒｙｌ  Ａ−２０９２、ＮｅｏＣｒｙｌ  Ａ−６３９、ＮｅｏＲａｄ  Ｒ−４４０、ＮｅｏＲａｄ  Ｒ−４４１、ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−５５１、又はＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９７２の名称で、ＩＳＰ社からＰＶＰ  Ｋ−１５、ＰＶＰ  Ｋ−３０、ＰＶＰ  Ｋ−６０、ＰＶＰ  Ｋ−８５、Ｇａｎｅｘ  Ｐ−９０４ＬＣ、ＰＶＰ／ＶＡ  Ｗ−６３５、又はＰＶＰ／ＶＡ  Ｓ−６３０の名称で、市販されているアクリル樹脂を含む。ポリマー含量は全体としてインクジェットインクの１ｗｔ％〜３５ｗｔ％の範囲にあり得るが、典型的には５ｗｔ％〜２０ｗｔ％である。
【００２１】
インクが印刷及び乾燥されるとき、乾燥固体湿潤剤、乾燥シリカ微粒子、及び乾燥顔料、及び任意選択で画像に残存しているその他の乾燥固体の組合せが存在し、その組合せが耐久性のあるプリント膜を形成する。１つの実施形態において、この膜は、顔料着色剤と、固体湿潤剤、及び任意選択で他の追加固体、例えば、高分子バインダを含む有機固体内に埋め込まれたシリカ微粒子と、を含むことができる。本発明の実施形態によるこれらの高速乾燥インクは、印刷スループットの向上を考慮しており且つ画像の乾燥に要求されるエネルギー消費を減少させるものである。
【００２２】
固体含有物及び水に加えて、他の共溶媒類も、（水を含む）液体ビヒクルの一部として含まれ得る。使用し得る例示的な溶媒はグリコールエーテル溶媒類を含み、これは、トリ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メチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコール  ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール  ｎ−プロピルエーテル、トリプロピレングリコール  ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコール  ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコール  ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコール  ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（Ｐｒｏｇｌｙｍｅ）を含み得る。その他の実施形態において、ケトン及び／又はグリコール共溶媒のような溶媒類を使用し得る。有機共溶媒の使用量に制限はないが、１つの特異な実施形態では、当該有機共溶媒は、全体としてインクジェットインクの１０ｗｔ％未満、又は実に２ｗｔ％未満含まれ得る。
【００２３】
任意選択で、本発明のインクは、それらがＨＡＰｓ（有害大気汚染物質）フリーであり得るということにおいて環境に優しいものであり得る。特記に値することは、上記リストに挙げられた溶媒グループは、米国環境保護局（ＥＰＡ）によって公告された有害大気汚染溶媒類のリストには含まれていないということである。別の実施形態では、当該インクは、極めて低い、例えば５ｗｔ％未満の、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含むように調合され得る。
【００２４】
これらのインクは多様な基板上にプリントされ得るが、これらのインクは、前処理の必要のない（茶色の）（ライナーを有するか又は有しない）波形ボード、紙類、コート紙、吸収性プラスチック、等のような工業用のコート及び非コート表面上の印刷に適している。
【００２５】
液体ビヒクル成分（又は適切とされる固体成分）の一部としても存在し得るその他の添加物の非限定例は、界面活性剤又は湿潤剤、スリップ成分、分散剤、レベリング剤、防腐剤類、かび防止剤、泡止め剤、貯蔵安定性増進剤のような安定剤、等を含む。
【００２６】
分散剤（群）は、加えられる場合、１つもしくはそれ以上の液体ビヒクル又は液体ビヒクル分散性成分（群）を含み得る。分散剤の非限定例は、ブロック共重合体類を含む、顔料親和性基をもつ高分子量の共重合体を含み得る。分散剤の具体例は、ＢＹＫ  ３４８、ＢＹＫ−３４５、ＢＹＫ−３４６、ＢＹＫ−３４７、ＢＹＫ  ３０１、ＢＹＫ  ３０２、ＢＹＫ  ３０８、ＢＹＫ−０２４、ＢＹＫ−０２３、ＢＹＫ−０３６、ＢＹＫ−０８０の名称を付してＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨ、Ｐｏｓｔｆａｃｈ  １００２４５  Ｗｅｓｅｌ  Ｄ−４６４６２  Ｇｅｒｍａｎｙから市販されているものを含む。
【００２７】
当該界面活性剤（群）は、加えられる場合、アニオン性、カチオン性、非イオン、両性、シリコンフリー、フルオロ界面活性剤、ポリシロキサン、等であり得る。１つの実施形態において、当該界面活性剤は、ポリエーテルシロキサン共重合体界面活性剤であり得る。そのような材料のより具体的な例は、基板濡れを改善し得る界面活性剤、例えば、Ｗｅｔ  ５１０、Ｇｌｉｄｅ  １００、Ｇｌｉｄｅ  ４５０及びＧｌｉｄｅ  ４１０の名称でＴｅｇｏ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ＧｍｂＨから市販されているもの又はＦｌｏｗ  ４２５、Ｇｌｉｄｅ  ４０６又はＧｌｉｄｅ  ４４０の名称が付されたレベリング剤と、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社からの、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  １０４ＰＧ５０、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  １０４、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  ＳＥ、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  ＭＤ３０、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  ＣＴ−１２１、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  ＣＴ−１４１、又はＳｕｒｆｙｎｏｌ  ＣＴ−１５１の名称のもの、又はＤｕＰｏｎｔ社からの、Ｚｏｎｙｌ  ＦＳＯ、Ｚｏｎｙｌ  ＦＳＰ、又はＺｏｎｙｌ  ＦＳ−６２の名称のものとを含む。Ｆｏａｍｅｘ  ８００、Ｆｏａｍｅｘ  ８０５、Ｆｏａｍｅｘ  ８４５、Ｆｏａｍｅｘ  ８４２、Ｆｏａｍｅｘ  ８３５、又はＴｗｉｎ  ４０００の名称で販売されている泡止め剤も存在しうる。
【００２８】
添加可能な他の添加物は当分野で知られているものを含む。
【００２９】
以下の実施例は、現在最も良く知られている本発明の実施形態を説明するものである。しかしながら、理解されるべきは、以下のものは単に本発明の原理の応用の典型例又は説明的な例に過ぎない、ということである。多数の変更及び代替組成物、方法、及びシステムは、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって考案され得るものである。別掲の請求範囲はそのような変更及びアレンジメントを包含することを意図している。このように、本発明は詳細にこれまで記述されてきたが、以下の実施例は、本発明の最も実際的で且つ好ましいと現在考えられるものに関連してさらなる詳細を提供するものである。
【実施例】
【００３０】
インクは、下の表１で説明されるように、本発明の実施形態に従って作製される。
【００３１】
【表１】
2010510357.tif 000002
【００３２】
表１に与えられた実施形態に従い、インクは、２５℃で３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面張力及び８ｃｐ〜２５ｃｐの粘度を有するよう作製され得る。インクからの液体成分の蒸発によって、顔料、有機樹脂、無機シリカナノ粒子及びＰＥＧの複合された固体膜がプリント表面に残される。表１に従って作製されたインクを、波形ボード上の２４ミクロン厚の層のドローダウンによってテストし、そして１０００ワットのＩＲランプの下で乾燥させた。比較の目的で、同様の層を工業インク、即ち、ＨＰ  Ｓｃｉｔｅｘ  ＷＢ３００  Ｓｕｐｒｅｍｅインクも引き出した。表１に従って作製されたインクの乾燥時間は、上述の市販されているワイドフォーマット印刷用の水系工業インクジェットインク（即ち、８０〜１００℃で４０〜５０秒）に比較して、非常に短く、即ち、８０〜１００℃で５〜１０秒であった。
【００３３】
上記のインク実施例は単に例示であり、従って、樹脂の選択、シリカの選択、顔料の選択、固体湿潤剤の選択、等、同一物の量、並びにその他の成分及び量は、本発明の実施形態に従って望ましい結果を達成するために変更され得る。以上、当該インクの幾つかの特徴が本書において説明され且つ記述されているが、多くの修正、代替、変更、及び同等物がここで当業者には想起されるだろう。それ故に、別掲の請求の範囲は、インクの真のパラメータ内に帰属するような修正及び変更全てを包含することが意図されていることを理解されたい。
【国際調査報告】
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