(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）水と、（ｂ）着色料と、（ｃ）オクチルフェノキシ＝ポリエトキシエタノール類、アセチレン基を持つジオール類、及びそれらの混合物からなるグループから選ばれる非イオン界面活性剤と、（ｄ）式［［（Ｆ2n+1ＣnＣＨ2ＣＨ2Ｓ）2（ＣＨ3）Ｃ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯ-］［Ｂ+］（ここで、ｎは８〜２０の整数、及びＢはカチオンである）及び式［（Ｆ3Ｃ（Ｆ2Ｃ）nＣＨ＝ＣＨＣＨ2ＯＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2）2ＮＣＨ2ＣＯＯ-］［Ｘ+］（ここで、Ｘはカチオン、及びｎは３〜２０の整数である）で示されるグループより選ばれるフッ化物と、を含むことを特徴とするインキ組成物。
【請求項２】
水と、着色料と、非イオン界面活性剤と、式［（Ｆ3Ｃ（Ｆ2Ｃ）nＣＨ＝ＣＨＣＨ2ＯＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2）2ＮＣＨ2ＣＯＯ-］［Ｘ+］（ここで、Ｘはカチオン、及びｎは３〜２０の整数である）で示されるグループより選ばれるフッ化物と、を含むことを特徴とするインキ組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインキ組成物とその調製方法、及びその使用方法に関するものである。更に詳しく述べるならば、本発明はインキジェット印刷法に適した組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第５，０１９，１６６号では、染料、液状媒体、及び界面活性剤から成る、サーマルインキジェット印刷用組成物を開示している。このとき、界面活性剤は、ポリオキシアルキル化エーテル類、両末端に陰イオン基を持つフルオロチオアルキル類、アルキル＝アリールスルホナート（アリールスルホン酸アルキル）類、アルキルアミン第４級塩類、及びそれらの混合物から成るグループより選ばれるものである。また、開示されたインキ組成物をサーマルインキジェットプリンタより射出し、基材上に画像を印刷する方法も開示している。
【０００３】
米国特許第５，４０１，３０３号では、鮮明な輪郭を描く第１のインキと、界面エネルギーの低い第２のインキとの界面に見られるハロ効果が、第１のインキにある種のフルオロカーボン化合物類を添加することにより誘起されるものであるプロセスを開示している。この添加によっても、第１のインキによる輪郭の鮮明さは保たれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
既知の組成物及びプロセスは、その意図した目的には適しているが、より改良されたインキ組成物が必要とされている。更に、異なった色のインキをすぐに印刷しても混色にじみが少ない又は無いインキ組成物が必要とされている。また、速乾性のインキ組成物が必要とされている。更に、潜在的に優れた特性を持つインキ組成物が必要とされている。速乾性で潜在的に優れた特性を持つ、混色にじみが少ないインキ組成物もまた必要とされている。
【０００５】
本発明の目的は、上記の長所を持つインキ組成物を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明（又はその特有の実施の形態）の目的は、（ａ）水と、（ｂ）着色料と、（ｃ）オクチルフェノキシ＝ポリエトキシエタノール類、アセチレン基を持つジオール類及びそれらの混合物からなるグループから選ばれる非イオン界面活性剤と、及び、（ｄ）式［［（Ｆ2n+1ＣnＣＨ2ＣＨ2Ｓ）2（ＣＨ3）Ｃ−ＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯ-］［Ｂ+］（ここで、ｎは８〜２０の整数、及びＢはカチオンである）及び式［（Ｆ3Ｃ（Ｆ2Ｃ）nＣＨ＝ＣＨＣＨ2ＯＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2）2ＮＣＨ2ＣＯＯ-］［Ｘ+］（ここで、Ｘはカチオン、及びｎは３〜２０の整数である）で示されるグループより選ばれるフッ化物と、を含むことを特徴とする、インキ組成物により達せられよう。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のインキは水性液状ビヒクルを含むものである。液状ビヒクルは、単独の水のみ、又は水と水に可溶な又は水と混和する有機成分との混合物であり、その有機成分は、例えば、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類、グリセリン、ジプロピレングリコール類、ポリエチレングリコール類、ポリプロピレングリコール類、トリプロピレングリコール＝モノメチルエーテル、アミド類、エーテル類、尿素、尿素置換体、カルボン酸類及びその塩類、エステル類、アルコール類、有機スルフィド類、有機スルホキシド類、スルホン類（例えば、スルホラン）、アルコール誘導体類、カルビトール、ブチルカルビトール、セロソルブ、エーテル誘導体類、アミノアルコール類、ケトン類、Ｎ−メチルピロリドン、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、スルホキシド類、ラクトン類、高分子電解質類、メチル＝スルホニルエタノール、イミダゾール、及びその他の水に可溶又は水と混和する物質、及びそれらの混合物である。水と水に可溶又は混和する有機溶媒との混合物を液状ビヒクルとして用いる場合、水と有機溶媒の比率は、通常約１００：０〜約３０：７０、望ましくは約９７：３〜約４０：６０の範囲である。水以外の液状ビヒクル成分は通常、水（１００℃）以上の沸点をもつ湿潤剤として働く。本発明のインキ組成物中において、液状ビヒクルは通常インキの約６０〜約９５重量％、望ましくは約７０〜約９０重量％を占めるが、この範囲を越えても差支えない。
【０００８】
また、本発明のインキ組成物には着色料が含まれている。染料類、顔料類、それらの混合物等、適当であればいかなる着色料も用いることができる。
【０００９】
適当な染料又は染料混合物は、インキの液状ビヒクルに可溶な、アシッド染料、ダイレクト染料、リアクティブ染料等であり、水溶性のアニオン染料も用いることができる。
【００１０】
本発明のインキに用いられる、適当な顔料の例としては、チャネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等の、様々なカーボンブラック類が挙げられる。着色顔料には、レッド、グリーン、ブルー、ブラウン、マゼンタ、シアン、及びイエロー、及びそれらの混合物の微粒子が含まれる。
【００１１】
また、非イオン界面活性剤もインキ中に含まれる。適当又は必要であれば、いかなる非イオン界面活性剤も使用できる。適当な非イオン界面活性剤の例としては、コネチカット州ダンバリー、ユニオン  カーバイド社より入手できる、トリトン(TRITON)  Ｘ−１００などの、オクチルフェノキシ＝ポリエトキシエタノール類、ペンシルバニア州アレンタウン、エアー  プロダクツ  ＆  ケミカルズ社(Air Products & Chemicals Co.)より入手できる、サーフィノール（SURFYNOL) ＧＡ及びサーフィノール  ＣＴ−１３６などの、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール等のアセチレン基を持つジオール類、コネチカット州ダンバリー、ユニオン  カーバイド社より入手できる、タージトール(TERGITOL)  ＴＭＮ−１０（オキシエチレン単位を１０個含む。推定構造式：Ｃ12Ｈ25Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）10Ｈ）などの、トリメチルノニル＝ポリエチレングリコール＝エーテル類、デラウェア州ウィルミントン、Ｅ．Ｉ．デュポン  ド  ネモー社(Du Pont de Nemours & Co.)より入手できる、マーポール(MERPOL)  ＳＨ（推定構造式：ＣＨ3（ＣＨ2）12（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ）などの、エチレンオキシドの非イオン性エステル類、デラウェア州ウィルミントン、Ｅ．Ｉ．デュポン  ド  ネモー社より入手できる、マーポール  ＬＦＨ（推定構造式：ＣＨ3（ＣＨ2）n（ＯＣ2Ｈ4）8（ＯＣ3Ｈ6）8ＯＨ、ｎは約１２〜約１６の整数である）などの、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの非イオン性エステル類等、及びそれらの混合物が挙げられる。非イオン界面活性剤はインキ中に適当な又は必要な量、通常約０．１〜約５重量％、望ましくは約０．５〜約２重量％含まれるが、この範囲を越えても差支えない。
【００１２】
また、インキ中にはフッ化物が含まれる。ある実施の形態においては、フッ化物は次の式で示されるものである。
【００１３】
【化１】
0004173592.tif 000002
ここで、ｎは約８〜約２０の整数、及びＢはカチオンである。特にある実施の形態においては、ｎは１０、Ｂは（ＨＯ−ＣＨ2ＣＨ2）2ＮＨ2+であった。他の適当なカチオンの例としては、アンモニウム、（ＨＯ−ＣＨ2ＣＨ2）3ＮＨ+、（ＨＯ−ＣＨ2ＣＨ2）ＮＨ3+、イミダゾリウム、Ｎ−メチルイミダゾリウム、又はＮ−ブチルイミダゾリウムなどのイミダゾリウムカチオン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン＝ヒドロクロリド、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン＝ヒドロシトラート、プロトン化１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、等が挙げられる。この式で示される物質は、例えば、ニューヨーク州アーズレイ（ノースカロライナ州グリーンスボロ）、チバガイギーより、ロジン(LODYNE)  Ｐ−２０１として入手できる。
【００１４】
また他の実施の形態においては、フッ化物は次の式で示されるものである。
【００１５】
【化２】
0004173592.tif 000003
ここで、Ｘ+はカチオン、及びｎは約３〜約２０、望ましくは約４〜約１５、更に望ましくは約５〜約１１の整数である。適当なカチオンの例としては、アンモニウム、（ＨＯ−ＣＨ2ＣＨ2）2ＮＨ2+、（ＨＯ−ＣＨ2ＣＨ2）3ＮＨ+、（ＨＯ−ＣＨ2ＣＨ2）ＮＨ3+、イミダゾリウム、Ｎ−メチルイミダゾリウム、又はＮ−ブチルイミダゾリウムなどのイミダゾリウムカチオン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン＝ヒドロクロリド、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン＝ヒドロシトラート、プロトン化１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、等が挙げられる。この式で示される物質は、例えば、ニューヨーク州アーズレイ（ノースカロライナ州グリーンスボロ）、チバガイギーより、ロジン  Ｐ−５０２として入手できる。この物質は、ｎに幅をもつ物質の混合物であり、その平均値は約９である。
【００１６】
このフッ化物はインキ中に効果的な又は必要な量含まれる。通常、インキの約０．１〜約１０重量％、望ましくは約０．２５〜約６重量％、より望ましくは約０．５〜約５重量％、更に望ましくは約１〜約４重量％であるが、この範囲を越えても差支えない。
【００１７】
上記の式で示されるフッ化物の混合物を用いることもできる。
【００１８】
フッ化物はインキ中に効果的な又は必要な量含まれる。通常、インキの約０．１〜約１０重量％、望ましくは約０．５〜約５重量％であるが、この範囲を越えても差支えない。
【００１９】
インキ組成物は、一般的にサーマルインキジェット印刷法での使用に適した粘度である。室温（約２５℃）においては通常、インキの粘度は約５センチポアズ以下、望ましくは約１〜約３．５センチポアズであるが、この範囲を越えても差支えない。
【００２０】
本発明のインキ組成物は、適当な又は望ましいｐＨに調整できる。サーマルインキジェット印刷法の、幾つかの実施の形態において、ｐＨ値は通常約８〜約９．５、望ましくは約８．０〜約９．０であるが、この範囲を越えても差支えない。
【００２１】
本発明はまた、本発明のインキ組成物をインキジェット印刷装置に用い、インキの微細液滴を発生させて基材上に画像パターンを射出する方法をその目的としている。特に望ましい実施の形態では、印刷装置において、ノズル中のインキを画像パターンに従って選択的に加熱し、これによりインキの微細液滴を発生させて画像パターンに沿って射出する、サーマルインキジェット法を用いている。ゼロックス（登録商標）４０２４紙等の普通紙、罫線付きノート紙、ボンド紙、シャープ社のシリカコート紙やＪｕＪｏ紙等のシリカコート紙、透明画基材、織物、繊維製品、プラスチック類、高分子フィルム、金属などの無機基材や木材等、基材として適当であれば、いかなるものも使用できる。望ましい実施の形態では、普通紙のような多孔性又はインキを吸収し易い基材に印刷を行っている。
【００２２】
【実施例】
実施例１．
以下のようにして溶液を調製した。脱イオン水５０．０４ｇとベタイン（フィンランド国ヘルシンキ、フィンシュガー  バイオメディカル(Finnsugar Biomedical)より入手）１５ｇ、１−メチルイミダゾール（ウィスコンシン州ミルウォーキー、アルドリッチ  ケミカル社より入手）６ｇを混合した。これを２４．６℃において５分間撹拌したときのｐＨは、１０．８７であった。これに亜リン酸  （ニュージャージー州クランバリー、ローヌ  プーラン(Rhone Poulenc) より入手した、７０重量％の水溶液）０．０９ｇを加え、溶液のｐＨを２５．０℃において８．７２にした。次に、殺生物剤  ダウイシル(DOWICIL)１５０（ミシガン州ミッドランド、ダウ  ケミカル社より入手）を０．１００８ｇ、界面活性剤トリトン  Ｘ−１００（ペンシルバニア州フィラデルフィア、ローム  ＆  ハース(Rhom & Haas) より入手）を０．４９ｇ、ロジン  Ｐ−２０１（チバガイギーより入手し、ロータリーエバポレーターで濃縮した、フッ化物を１４．５重量％含む溶液）を１５．５３ｇ、プロジェット  ファスト  ブラック(PRO-JET FAST BLACK)  ２染料（デラウェア州ウィルミントン、ゼネカ  カラーズ(Zeneca Colors) より、液状のものを入手し、ストリッピングして粉末状にしたもの）を３．９８ｇ、及び、更に脱イオン水８．７７ｇを加え、３０分間ロールミルにかけた。得られたインキを、１．２μｍ孔径のマグナ(Magna) ナイロンフィルターで、２０秒以上の時間をかけてろ過した。ろ過直後のインキは、２５℃における粘度が３．３２センチポアズ、２４℃におけるｐＨが８．７２、表面張力が３０．４ダイン／センチメートル、及び電気伝導率が６．９５ミリモー（ミリジーメンス）であった。
【００２３】
このように調製されたインキを、ヒューレットパッカード(Hewlett-Packard) デスクジェット  ５００Ｃ  サーマルインキジェットプリンタで用いて、コートランド(Courtland)４０２４  ＤＰ紙（フェルトサイド）に印刷を行った。幾つかの例においては、紙送りを加熱するヒートガンによりインキを乾燥した。また他の例においては、加熱装置を用いていない。このようにして得られた印刷画像は、彩度及び混色にじみについては優れた特性を示し（ＭＦＬＥＮ＝５）、透き通しが少なく、また冷めても紙の歪みが少なかった。
【００２４】
実施例２．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００２５】
【表１】
0004173592.tif 000004
得られたインキを、１．２μｍ孔径のマグナナイロンフィルターを用い、２ポンド／平方インチ（１４０．７４ｇ／ｃｍ2）の圧力で３０秒以上の時間をかけてろ過した。ろ過直後のインキは、２５℃における粘度が３．３２センチポアズ、２４℃におけるｐＨが９．０７、表面張力が３７．９ダイン／センチメートル、及び電気伝導率が２．７５ミリモーであった。
【００２６】
このインキを実施例１で述べたと同様にプリンタに用いたところ、実施例１と同様の結果が得られた。
【００２７】
実施例３．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００２８】
【表２】
0004173592.tif 000005
得られたインキを、１．２μｍ孔径のマグナナイロンフィルターを用い、１分以上の時間をかけてろ過した。ろ過直後のインキは、２５℃における粘度が４．５３センチポアズ、２５．４℃におけるｐＨが８．９０、表面張力が３０．６ダイン／センチメートル、及び電気伝導率が５．３１ミリモーであった。
【００２９】
このインキを実施例１で述べたと同様にプリンタに用いたところ、実施例１と同様の結果が得られた。
【００３０】
実施例４．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００３１】
【表３】
0004173592.tif 000006
得られたインキを、１．２μｍ孔径のマグナナイロンフィルターを用い、４５秒以上の時間をかけてろ過した。ろ過直後のインキは、２５℃における粘度が７．９６センチポアズ、２４．４℃におけるｐＨが８．８５、表面張力が３１．３ダイン／センチメートル、及び電気伝導率が４．６７ミリモーであった。
【００３２】
このインキを実施例１で述べたと同様にプリンタに用いたところ、実施例１と同様の結果が得られた。
【００３３】
実施例５．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００３４】
【表４】
0004173592.tif 000007
得られたインキを、１．２μｍ孔径のマグナナイロンフィルターを用い、１分１５秒以上の時間をかけてろ過した。ろ過直後のインキは、２５℃における粘度が５．０３センチポアズ、２４．４℃におけるｐＨが８．８４、表面張力が３１．１ダイン／センチメートル、及び電気伝導率が６．４３ミリモーであった。
【００３５】
このインキを実施例１で述べたと同様にプリンタに用いたところ、実施例１と同様の結果が得られた。
【００３６】
実施例６．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００３７】
【表５】
0004173592.tif 000008
得られたインキを、１．２μｍ孔径のマグナナイロンフィルターを用い、５６秒以上の時間をかけてろ過した。ろ過直後のインキは、２５℃における粘度が６．１１センチポアズ、２４．７℃におけるｐＨが８．７５、表面張力が３０．５ダイン／センチメートル、及び電気伝導率が６．２５ミリモーであった。
【００３８】
このインキを実施例１で述べたと同様にプリンタに用いたところ、実施例１と同様の結果が得られた。
【００３９】
実施例７．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００４０】
【表６】
0004173592.tif 000009
得られたインキを、１．２μｍ孔径のマグナナイロンフィルターを用い、２ポンド／平方インチ（１４０．７４ｇ／ｃｍ2）の圧力で、２０秒以上の時間をかけてろ過した。ろ過直後のインキは、２５℃における粘度が２．９１センチポアズ、２４．２℃におけるｐＨが８．７８、表面張力が３５．４ダイン／センチメートル、及び電気伝導率が３．４０ミリモーであった。
【００４１】
このインキを実施例１で述べたと同様にプリンタに用いたところ、実施例１と同様の結果が得られた。
【００４２】
実施例８．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００４３】
【表７】
0004173592.tif 000010
得られたインキを、１．２μｍ孔径のマグナナイロンフィルターを用い、２ポンド／平方インチ（１４０．７４ｇ／ｃｍ2）の圧力で、５３秒以上の時間をかけてろ過した。ろ過直後のインキは、２５℃における粘度が３．２４センチポアズ、２３．９℃におけるｐＨが８．８２、表面張力が３０．４ダイン／センチメートル、及び電気伝導率が６．６０ミリモーであった。
【００４４】
このインキを実施例１で述べたと同様にプリンタに用いたところ、実施例１と同様の結果が得られた。
【００４５】
比較例Ａ．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００４６】
【表８】
0004173592.tif 000011
このように調製されたインキを、ヒューレットパッカード  デスクジェット  ５００Ｃ  サーマルインキジェットプリンタで用いて、コートランド  ４０２４ＤＰ紙（フェルトサイド）に印刷を行った。幾つかの例においては、紙送りを加熱するヒートガンによりインキを乾燥した。また他の例においては、加熱装置を用いていない。このようにして得られた印刷画像は、実施例１〜８のものに比べ、より長い乾燥時間を必要とした。また、実施例１〜８のものに比べ、混色にじみが大であった（ＭＦＬＥＮ＝２５）。
【００４７】
比較例Ｂ．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００４８】
【表９】
0004173592.tif 000012
このインキを比較例Ａで述べたと同様にプリンタに用いたところ、比較例Ａと同様の結果が得られた。
【００４９】
比較例Ｃ．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００５０】
【表１０】
0004173592.tif 000013
このインキを比較例Ａで述べたと同様にプリンタに用いたところ、比較例Ａと同様の結果が得られた。
【００５１】
比較例Ｄ．
次のインキ成分を用いて、実施例１のプロセスを繰り返した。
【００５２】
【表１１】
0004173592.tif 000014
このインキを比較例Ａで述べたと同様にプリンタに用いたところ、比較例Ａと同様の結果が得られた。