JP2016513740A - インクセット - Google Patents
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Abstract
本発明は、第1のインク組成物と第2のインク組成物とを有するインクセットであって、両インク組成物は、シリコーン表面活性剤を有し、両インク組成物の相互へのブリーディングを制御するため、両インク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計濃度は異なる、インクセットに係る。
Description
本発明は、一般にインクジェット印刷における使用に好適なインクセットに関わり、前記インクセットは、少なくとも2つの色の異なるインクを有する。インクセット内に含まれるインクは、少なくとも最も濃い色及び最も薄い色に関する場合、印刷物内でブリーディングが見えない/見にくくするようなやり方で、相互カラー間のブリーディング(bleeding)が制御され得るように設計される。最も濃い色は最低L*値(CIELAB表色系)を有するものであり、最も薄い色は最高L*値を有する者である。
ブリーディングは、第1のインク及び第2のインクが印刷媒体上に堆積された場合、第1のインクの第1の(部分的)イメージと第2のインクの第2の(部分的)イメージとの間のでこぼこした(ragged)境界に示されるような、第1の色を有する第1のインクの、第2の色を有する第2のインク内への侵入と定義される。
より濃い色を有するインクがより薄めの色を有するインクに侵入する場合、それがなおいっそう目に見えるので、ブリーディングの発生は、特に問題である。インクの表面張力は、ブリーディングの方法に責任があり得るインクのパラメータとみなされる。先行技術において使用されたような表面張力は、通常インクと空気との間の表面張力と解釈されるべきである。US7,988,277B2において、異なる色の2つのインクが印刷媒体上で互いに出会う場合、低表面張力を有するインクは、高表面張力を有するインク内にブリードすることが開示される。インクの表面張力は、通常時間依存性であるから、それは比較的高動的表面張力(バルク表面張力とも称する)から低い静的表面張力まで減少し、且つ異なるインクカラーは同時に噴出されないという事実から、ブリーディングは通常、第1のものから後に噴出されたカラーまでである。なぜならば、US7,988,277B2において開示されているように、先行技術において、ブリーディングについて良い結果をもたらす後者として最も濃い色を有するインクを噴出することが記載されているからだ。
先行技術に記載された別のオプションは、動的表面張力を変更するため表面活性剤を添加することである。それにより、US8,343,268B2に開示されるように、最も濃い色は、最高の動的表面張力を有する。
従って先行技術で知られたインクセットの欠点は、適切にブリーディングを制御するために、異なるカラーインクは、特定の(固定された)純分で印刷されなければいけないことである。
従って本発明の目的は、上述の欠点を予防するもしくは少なくとも軽減するインクセットを提供することである。当該インクセットは、少なくとも2色のインクを有し、且つインクを印刷する順序に関係なく、制御されたブリーディング挙動を有する。
この目的は、第1の色を有する第1のインクと、第1の色とは異なる第2の色を有する第2のインクとを有するインクセットを提供することにより、少なくとも部分的に達成され得る。前記第1のインクは、第1のインクと第2のインクとの間の界面において、及び/又は第1のインクと印刷媒体との間の界面において、活性である第1の界面活性剤を有する。
本実施形態において、インクセットは、もっぱら2つのインクを有し、その2つのインクのうち一方のみが、本発明における知見に従って適合される必要がある。
本発明によるインクセットの第1のインクは、インクセットの第2のインク内にブリードする。従って、一実施形態において第1のインクは、第2のインクよりも薄い(lighter)色である。この実施形態においてより薄い色がより濃い(darker)色内へブリードすることは、全くとまではいかなくとも、見えにくい。
一実施形態においてインクセットは、第3のインクを有する。その場合、第3のインクは、インクセットの中で最も濃い色であり、第2のインクは、第2のインクと第3のインクとの間の界面に置いて、及び/又は第2のインクと印刷媒体との間の界面において活性である第2の界面活性剤を有し、第2の界面活性剤は、第1の界面活性剤と同一もしくは異なり、且つ第1のインク内の第1の表面活性剤の活性は、第2のインク内の第2の表面活性剤の活性よりも大きい、
本発明の文脈における用語「活性」は、何れのインクが何れのインク内にブリードすることを意味する相対的用語と解釈されるべきである。最高活性を有する界面活性剤含有インクは、他の全てのインク内にブリードするかもしれない。最低活性を有する界面活性剤含有インクは、他の全てのインクがその中へのブリードすることを許す。活性は、インク内で使用される界面活性剤のタイプ、及びそのインク内の表面活性剤の濃度に依存し得る。異なるとあいプの界面活性剤が異なるインクにおいて使用されるならば、活性は実験により、例えばブリーディング実験により決定されるべきである。
全インクが同一タイプの界面活性剤を有するならば、異なるインクにおける界面活性剤の濃度が活性を決定する。
一実施形態において第1の界面活性剤及び第2の界面活性剤は、同一であり、且つ第1のインク内の第1の界面活性剤の濃度は、第2のインク内の第2の界面活性剤の濃度よりも高い。第2のインク内の(第1の界面活性剤と同一である)第2の界面活性剤と比べて、第1のインク内の第1の界面活性剤の高い濃度は、第1のインク内の第1の界面活性剤に、第2のインク内の第2の界面活性剤の活性よりも高い活性を与える。
一実施形態において第3のインクは、第3のインクと第1のインクとの間の界面において、及び/又は第2のインクと第3のインクとの間の界面において、及び/又は第3のインクと印刷媒体との間の界面において活性である第3の界面活性剤を有する。この場合、第3の界面活性剤は、第1の界面活性剤及び/又は第2の界面活性剤と同一もしくは異なり、且つ第2のインク内の第2の界面活性剤の活性は、第3のインク内の第3の界面活性剤の活性よりも大きい。
一実施形態において第1の界面活性剤、第2の界面活性剤及び第3の界面活性剤は同一であり、且つ第1のインク内の第1の界面活性剤の濃度は、第2のインク内の第2の界面活性剤の濃度よりも高く、第2のインク内の第2の界面活性剤の濃度は、第3のインク兄の第3の界面活性剤の濃度よりも高い。第3のインク内の(第2及び第1の界面活性剤と同一である)第3の界面活性剤と比べて、第2のインク内の第2の界面活性剤の高い濃度は、第2のインク内の第2の界面活性剤に、第3のインク内の第3の界面活性剤の活性よりも高い活性を与える。
第1の界面活性剤及び/又は第2の界面活性剤及び/又は第3の界面活性剤は同一でないならば、第1のインク内の第1の界面活性剤の活性は、第2のインク内の第2の界面活性剤の活性より大きく、また第2のインク内の第2の界面活性剤の活性は、第3のインク内の第3の界面活性剤の活性よりも大きくなるように、それぞれのインク内のそれぞれの界面活性剤の濃度は適合されるべきである。
一実施形態においてインクセットの異なるインク内の界面活性剤は、互いに同一でも異なっていてもよい。しかしながら、異なるインク内の界面活性剤が同一であるならば、最も色が濃い(即ちCIELAB表色系による最低L*を有する)インク内のこれら表面活性剤の濃度は最低となり、且つ最も色が薄い(即ちCIELAB表色系による最高L*を有する)インク内のこれら表面活性剤の濃度は最高となる。本発明の文脈において、最も色が薄いインクよりも色が濃く且つ最も色が濃いインクよりも色が薄いと解釈されるべきである中間色を有するインクは、最も色が濃いインクの濃度と最も色が薄いインクの濃度との間の濃度において、表面活性剤を有してよい。
一実施形態においてインクセットは、第4のインクを有する。前記第4のインクは、第1のインクと第4のインクとの間の界面において、及び/又は第3のインクと第4のインクとの間の界面において、及び/又は第4のインクと印刷媒体との間の界面において活性である第4の界面活性剤を有し、前記第4の界面活性剤は、第1の界面活性剤及び/又は第2の界面活性剤及び/又は第3の界面活性剤と同一もしくは異なり、そして第4のインク内の第4の界面活性剤の活性は、第3のインク内の第3の界面活性剤の活性よりも大きく、且つ第1のインク内の第1の界面活性剤の活性よりも小さい。
一実施形態において第2のインク内の第2の界面活性剤の活性及び第4のインク内の第4の界面活性剤の活性は、実質的に互いに等しい。インクセットが、上で定義した中間色の2以上のインクを有し、且つ中間色のインクがCIELAB表色系により類似のL*値を有する場合、この実施形態は特に関連する。この実施形態によるインクセット内の第1のインクは、他の全てのインク内にブリードするかもしれない。この実施形態によるインクセット内の第3のインクは、他の全てのインクがその中へのブリードすることを許す。
一実施形態において第1のインクは最も色が薄く(最高L*値を有する)、第3のインクは最も色が濃く(最低L*値を有する)、第2のインク及び第4のインクは、上で定義された中間色である(両インクとも、第1のインクのL*値と第3のインクのL*値との間のL*値を有する)。
一実施形態において第1のインクはイエロー着色インクである。
一実施形態において第2のインクはマゼンタ着色インクである。
一実施形態において第3のインクはブラック着色インクである。
一実施形態において第4のインクはシアン着色インクである。
一実施形態において第1の表面活性剤は、界面活性剤の混合物を有する。
一実施形態において第2の表面活性剤は、界面活性剤の混合物を有する。
一実施形態において第3の表面活性剤は、界面活性剤の混合物を有する。
一実施形態において第4の表面活性剤は、界面活性剤の混合物を有する。
一実施形態において第1のインク内の第1の表面活性剤の濃度と第2のインク内の第2の表面活性剤の濃度との差は(この場合第1の界面活性剤及び第2の界面活性剤は同一である)、少なくとも0.02wt%,好ましくは0.03wt%乃至1.5wt%,より好ましくは0.04wt%乃至1.0wt%,さらにより好ましくは0.05wt%乃至0.5wt%である。
一実施形態において第1のインク内の第1の表面活性剤の濃度と第4のインク内の第4の表面活性剤の濃度との差は(この場合第1の界面活性剤及び第4の界面活性剤は同一である)、少なくとも0.02wt%,好ましくは0.03wt%乃至1.5wt%,より好ましくは0.04wt%乃至1.0wt%,さらにより好ましくは0.05wt%乃至0.5wt%である。
一実施形態において第3のインク内の第3の表面活性剤の濃度と第2のインク内の第2の表面活性剤の濃度との差は(この場合第3の界面活性剤及び第2の界面活性剤は同一である)、少なくとも0.02wt%,好ましくは0.03wt%乃至1.5wt%,より好ましくは0.04wt%乃至1.0wt%,さらにより好ましくは0.05wt%乃至0.5wt%である。
一実施形態において第3のインク内の第3の表面活性剤の濃度と第4のインク内の第4の表面活性剤の濃度との差は(この場合第3の界面活性剤及び第4の界面活性剤は同一である)、少なくとも0.02wt%,好ましくは0.03wt%乃至1.5wt%,より好ましくは0.04wt%乃至1.0wt%,さらにより好ましくは0.05wt%乃至0.5wt%である。
界面活性剤の合計混合物に依存して、本発明によるインクセット内の全インクは、各インクと空気との間の界面において実質的に類似の動的及び静的表面張力を有してよい。例えばバブル張力計で動的及び静的表面張力を測定した結果は、同一あっても(但し必ずしも同一でなくとも)よかった。異なる媒体を有するインクセットからの異なるインクに関する接触角もまた、同一であってよかった。本発明によるインクセット内に含まれるインクのブリーディングの重症度は、従って色配列(即ち、異なる着色インクが印刷媒体上に印刷されるその順序)に依存しない。
本発明によるインクセット内で最も濃い色は変化してよく、それにより他の全てのインクは最も濃い色内にブリードする。そして最も薄い色は変化してよく、それにより他の全てのインク内にブリードしてよい。驚くべきことに本発明者は、本発明が少なくとも全ての水性インクシステムに作用することを発見した。しかしながら本発明は水性インクに限定されない。
驚くべきことに本発明者は、ブリーディング量を決定するのはインクと空気との間の表面張力だけではないことを発見した。インクと空気との間の表面張力を変化させることなく、インク内の表面活性剤の量を変化させることは、ブリーディングのレベルを(も)決定してよい。いずれの理論にも縛られることを望まないが、これら表面活性剤は、排他的にではなく、インク−インク界面において作用し得ると思われる。その他のインクと比べたあるインク内の表面活性剤の濃度差が高いほど、増々インクはその他のインク内へブリードし得る。最も薄い色のための最高濃度及び最も濃い色のための最低濃度、及びそれらの間のその他の色を認識することは、全色が最も濃い色内にブリードし、且つ最も薄い色は他の全色内にブリードする状況をもたらし得る。末端に最も濃い色を置く必要がないほど、この効果は優勢であり得る。同じことが、最も薄い色についても言える。最も薄い色が第1の位置に必ずしもなくてもよい。
従って、本発明は以下のことに関する:
1. 第1のインク組成物と第2のインク組成物とを有するインクセットであって、両インク組成物は、シリコーン表面活性剤を有し、両インク組成物の相互へのブリーディングを制御するため、両インク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計濃度は異なる、インクセット。
2. 第1のインク組成物は明るさL1*を有し、第2のインク組成物は明るさL2*を有し、前記明るさは、前記明るさは、CIELAB表色系に従い定義され、L2*<L1*であり、両インク組成物はシリコーン表面活性剤を有し、第1のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率は、第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率よりも大きい、1項に記載のインクセット。
3. 第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率と第1のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率との比率は、0乃至0.95、好ましくは0.5乃至0.9、より好ましくは0.7乃至0.8の範囲である、2項に記載のインクセット。
4. 当該インクセットは、明るさL3*を有する第3のインク組成物を有し、L3*<L2*<L1*であり、前記第3のインク組成物はシリコーン表面活性剤を有し、第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率は、第3のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率よりも大きい、2乃至3項のいずれか一項に記載のインクセット。
5. 第3のインク組成物は、当該インクセットの最低明度を有する、2乃至4項のいずれか一項に記載のインクセット。
6. 第3のインク組成物はブラックインク組成物である、5項に記載のインクセット。
7. 第1のインク組成物は、当該インクセットの最高明度を有する、4乃至6項のいずれか一項に記載のインクセット。
8. 第1のインク組成物はイエローインク組成物である、7項に記載のインクセット。
9. 第2のインク組成物は、シアン及び/もしくはマゼンタインク組成物である、2乃至8項のいずれか一項に記載のインクセット。
10. シリコーン表面活性剤は、シロキサン表面活性剤、特にエトキシル化表見活性剤からなるグループから選択される、1乃至9項のいずれか一項に記載のインクセット。
11. シリコーン表面活性剤は、式2:
(式中、mは1乃至25、好ましくは1乃至20、より好ましくは2乃至15の範囲の整数であり、nは1乃至10、好ましくは1乃至8、より好ましくは1乃至5の範囲の整数であり、Rgは−H及びアルキル(例えばメチル)から選択され得る末端基である)
の構造を有する、10項に記載のインクセット。
12. 各インク組成物内のシリコーン表面活性剤は、合計インク組成物に対して0乃至1.5wt%の量で存在する、1乃至11項のいずれか一項に記載のインクセット。
13. 各インク組成物は、アセチレングリコール表面活性剤、好ましくはエトキシル化アセチレン表面活性剤を、合計インク組成物に対して0.5乃至2wt%の量でさらに有する、1乃至12項のいずれか一項に記載のインクセット。
14. 各インク組成物は、等しい量のアセチレングリコール表面活性剤を含有する、13項に記載のインクセット。
15. ブラック、シアン、マゼンタ及びイエロー顔料水性インク組成物を有する、1乃至14項のいずれか一項に記載のインクセットであって、
各組成物は、エトキシル化アセチレン表面活性剤を、合計インク組成物に対して0.5乃至2wt%の等しい量で有し、且つ前記インク組成物は、エトキシル化シロキサン表面活性剤を0乃至1wt%の量でさらに有し、
イエローインク組成物内のシロキサン表面活性剤の量は、その他のインク組成物と比べて最高であり、且つブラックインク内のシロキサン表面活性剤の量は、その他のインク組成物と比べて最低である、インクセット。
1. 第1のインク組成物と第2のインク組成物とを有するインクセットであって、両インク組成物は、シリコーン表面活性剤を有し、両インク組成物の相互へのブリーディングを制御するため、両インク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計濃度は異なる、インクセット。
2. 第1のインク組成物は明るさL1*を有し、第2のインク組成物は明るさL2*を有し、前記明るさは、前記明るさは、CIELAB表色系に従い定義され、L2*<L1*であり、両インク組成物はシリコーン表面活性剤を有し、第1のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率は、第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率よりも大きい、1項に記載のインクセット。
3. 第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率と第1のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率との比率は、0乃至0.95、好ましくは0.5乃至0.9、より好ましくは0.7乃至0.8の範囲である、2項に記載のインクセット。
4. 当該インクセットは、明るさL3*を有する第3のインク組成物を有し、L3*<L2*<L1*であり、前記第3のインク組成物はシリコーン表面活性剤を有し、第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率は、第3のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率よりも大きい、2乃至3項のいずれか一項に記載のインクセット。
5. 第3のインク組成物は、当該インクセットの最低明度を有する、2乃至4項のいずれか一項に記載のインクセット。
6. 第3のインク組成物はブラックインク組成物である、5項に記載のインクセット。
7. 第1のインク組成物は、当該インクセットの最高明度を有する、4乃至6項のいずれか一項に記載のインクセット。
8. 第1のインク組成物はイエローインク組成物である、7項に記載のインクセット。
9. 第2のインク組成物は、シアン及び/もしくはマゼンタインク組成物である、2乃至8項のいずれか一項に記載のインクセット。
10. シリコーン表面活性剤は、シロキサン表面活性剤、特にエトキシル化表見活性剤からなるグループから選択される、1乃至9項のいずれか一項に記載のインクセット。
11. シリコーン表面活性剤は、式2:
の構造を有する、10項に記載のインクセット。
12. 各インク組成物内のシリコーン表面活性剤は、合計インク組成物に対して0乃至1.5wt%の量で存在する、1乃至11項のいずれか一項に記載のインクセット。
13. 各インク組成物は、アセチレングリコール表面活性剤、好ましくはエトキシル化アセチレン表面活性剤を、合計インク組成物に対して0.5乃至2wt%の量でさらに有する、1乃至12項のいずれか一項に記載のインクセット。
14. 各インク組成物は、等しい量のアセチレングリコール表面活性剤を含有する、13項に記載のインクセット。
15. ブラック、シアン、マゼンタ及びイエロー顔料水性インク組成物を有する、1乃至14項のいずれか一項に記載のインクセットであって、
各組成物は、エトキシル化アセチレン表面活性剤を、合計インク組成物に対して0.5乃至2wt%の等しい量で有し、且つ前記インク組成物は、エトキシル化シロキサン表面活性剤を0乃至1wt%の量でさらに有し、
イエローインク組成物内のシロキサン表面活性剤の量は、その他のインク組成物と比べて最高であり、且つブラックインク内のシロキサン表面活性剤の量は、その他のインク組成物と比べて最低である、インクセット。
以下の本書に記載された詳細な説明及びもっぱら説明のためにある、発明について制限的ではない添付される概略図から、本発明はより十分に理解されるであろう。
印刷媒体−インク−空気システムにおける界面の概略図を表す。
印刷媒体−インク−空気システムにおける界面の概略図を表す。
インクセットのブリーディングレベルを決定するのに使用されるテストファイル(の一部)の写真を表す。
先行技術によるインクセットの場合、M0が最初に印刷されるとき、シアン(C0)インクがマゼンタ(M0)インク内にブリードするのを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。
本発明によるインクセットの場合、M+が最初に印刷されるとき、シアン(C0)インクがマゼンタ(M+)インク内にブリードするのを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。M+インクは、C0インクよりも高い表面活性剤濃度を有する。
本発明によるインクセットの場合、M−が最初に印刷されるとき、シアン(C0)インクがマゼンタ(M−)インク内にブリードするのを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。M−インクは、C0インクよりも低い表面活性剤濃度を有する。
図3A,3B及び3Cに示された状況に関するブリーディングの測定レベルのグラフ表現を表す。
先行技術によるインクセットの場合、M0が最初に印刷されるとき、マゼンタ(M0)インクがシアン(C0)インク内にブリードするのを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。
M+が最初に印刷されるとき、マゼンタ(Mプラウ)インクがシアン(C0)インク内にブリードするのを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。M+インクは、C0インクよりも高い表面活性剤濃度を有する。
マゼンタ(M−)インクがシアン(C0)インク内にブリードするのを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。M−インクは、C0インクよりも低い表面活性剤濃度を有する。
図5A,5B及び5Cに示された状況に関するブリーディングの測定レベルのグラフ表現を表す。
C0が最初に印刷されるとき、マゼンタ(M+)インクがシアン(C0)インク内にブリードするのを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。M+インクは、C0インクよりも高い表面活性剤濃度を有する。
C0が最初に印刷され、あるいはM+が最初に印刷される場合、マゼンタ(M+)領域内のシアン(C0)直線;及び C0が最初に印刷され、あるいはM+が最初に印刷される場合、C0領域内のM+直線に関するブリーディングの測定レベルのグラフ表現を表す。この場合、M+インクは、C0インクよりも高い表面活性剤濃度を有する。
先行技術によるフルカラーインクセットの場合のブリーディングレベルを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。
本発明によるフルカラーインクセットの場合のブリーディングレベルを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。
図9及び10に示された状況に関する測定ブリーディングレベルのグラフ表現を表す。
本発明によるMYKインクセットの場合のブリーディングレベルを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。
本発明によるMYKインクセットの場合のブリーディングレベルを表すテストファイル(の一部)の写真を表す。
図9,12及び13に示された状況に関する測定ブリーディングレベルのグラフ表現を表す。
詳細な説明
インク組成物
本発明によるインクセットに含まれるインクは、 着色剤,樹脂,表面活性剤及び任意のその他の添加剤を有してよい。インクの成分は、次のセクションに詳細に記載される。
インク組成物
本発明によるインクセットに含まれるインクは、 着色剤,樹脂,表面活性剤及び任意のその他の添加剤を有してよい。インクの成分は、次のセクションに詳細に記載される。
着色剤
着色剤は、染料,顔料,染料の組合せ,顔料の組合せ又は染料及び顔料の組合せであり得る。着色剤は好適に選択され得る。
着色剤は、染料,顔料,染料の組合せ,顔料の組合せ又は染料及び顔料の組合せであり得る。着色剤は好適に選択され得る。
溶媒
環境に優しく、従って望ましい溶媒として水が挙げられる。本発明において、インク全体に対する水含有量は、好ましくは20重量%乃至80重量%である。より好ましくは、水の含有量は30重量%乃至75重量%、さらにより好ましくは40重量%乃至70重量%である。
環境に優しく、従って望ましい溶媒として水が挙げられる。本発明において、インク全体に対する水含有量は、好ましくは20重量%乃至80重量%である。より好ましくは、水の含有量は30重量%乃至75重量%、さらにより好ましくは40重量%乃至70重量%である。
共溶媒
インクの溶媒として、インクの吐出特性を改善するためもしくはインクの物理特性を調節するため、インクは、水に追加して水溶性有機溶媒を好ましくは含有する。本発明の効果が損なわれない限り、水溶性有機溶媒のタイプに特に制限はない。
インクの溶媒として、インクの吐出特性を改善するためもしくはインクの物理特性を調節するため、インクは、水に追加して水溶性有機溶媒を好ましくは含有する。本発明の効果が損なわれない限り、水溶性有機溶媒のタイプに特に制限はない。
水溶性有機溶媒の例は、多価アルコール,多価アルコールアルキルエーテル,多価アルコールアリールエーテル,窒素含有複素環化合物,アミド,アミン,アンモニウム化合物,硫黄含有化合物,炭酸プロピレン,及び炭酸エチレンを包含する。
溶媒の例は以下のものを包含する: グリセリン(グリセロールとも称する),プロピレングリコール,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,ポリプロピレングリコール,エチレングリコール,ジエチレングリコール,トリエチレングリコール,テトラエチレングリコール,好ましくは分子量200gram/mol乃至1000gram/molを有するポリエチレングリコール(例えばPEG200,PEG400,PEG600,PEG800,PEG1000),グリセロールエトキシラート,ペンタエリスリトールエトキシラート,好ましくは分子量200gram/mol及び1000gram/molを有するポリエチレングリコール(ジ)メチルエーテル,トリ−メチロール−プロパン,ジグリセロール(ジグリセリン),トリメチルグリシン(ベタイン),N−メチルモルホリンN−オキシド,デカグリセロール,1,4−ブタンジオール,1,3−ブタンジオール,1,2,6−ヘキサントリオール,2−ピロリジノン,ジメチルイミダゾリジノン,エチレングリコールモノ−ブチルエーテル,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プロピルエーテル,ジエチ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モノメチルエーテル,トリエチレングリコールモノエチルエーテル,トリエチレングリコールモノプロピルエーテル,トリエチレングリコールモノ−ブチルエーテル,テトラエチレングリコールモノメチルエーテル,テトラエチ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,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モノエチルエーテル,ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル,ジエチレングリコールモノブチルエーテル,トリプロピレングリコールモノメチルエーテル,トリプロピレングリコールモノエチルエーテル,トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル,トリプロピレングリコールモノブチルエーテル,テトラプロピ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ジエチルエーテル,ジエチレングリコールジブチルエーテル,トリエチレングリコールジエチルエーテル,トリエチレングリコールジブチルエーテル,ジプロピレングリコールジブチルエーテル,トリプロピレングリコールジブチルエーテル,3−メチル2,4−ペンタンジオール,ジエチレン−グリコール−モノエチルエーテルアセタート,1,2−ヘキサンジオール,1,2−ペンタンジオール及び1,2−ブタンジオール。
インク組成物内に含有される水溶性有機溶媒の合計量は、特に制限されないが、合計インク組成物に対して好ましくは0重量%乃至75重量%,及びより好ましくは10重量%乃至70重量%,及びさらにより好ましくは15重量%乃至60重量%である。水溶性有機溶媒の量が80重量%以上のとき、インク組成物の乾燥時間は長すぎる。水溶性有機溶媒の量が10重量%のとき、インク組成物内の水は、より迅速に蒸発し、それはインク組成物の安定性を著しく減じるかもしれない。
樹脂
本発明によるインクジェットインクは、記録媒体に対する顔料定着性に鑑み、樹脂、特に水分散性樹脂(即ちラテックス樹脂)を含有し得る。水分散性樹脂として、フィルム形成性(画像形成性)に優れ、且つ撥水性,高度な耐水性及び高度な耐候性を有する水分散性樹脂が、高度な耐水性及び高画像濃度(高発色性)を有する画像を記録する際に有用である。
本発明によるインクジェットインクは、記録媒体に対する顔料定着性に鑑み、樹脂、特に水分散性樹脂(即ちラテックス樹脂)を含有し得る。水分散性樹脂として、フィルム形成性(画像形成性)に優れ、且つ撥水性,高度な耐水性及び高度な耐候性を有する水分散性樹脂が、高度な耐水性及び高画像濃度(高発色性)を有する画像を記録する際に有用である。
水分散性樹脂の例は、合成樹脂及び天然ポリマー化合物を包含する。
合成樹脂の例は、ポリエステル樹脂,ポリウレタン樹脂,ポリエポキシ樹脂,ポリアミド樹脂,ポリエーテル樹脂,ポリ(メタ)アクリル樹脂,アクリルシリコーン樹脂,フッ素系樹脂,ポリオレフィン樹脂,ポリスチレン系樹脂,ポリブタジエン系樹脂,ポリビニルアセタート系樹脂,ポリビニルアルコール系樹脂,ポリビニルエステル系樹脂,ポリ塩化ビニル系樹脂,ポリアクリル酸系樹脂,不飽和カルボン酸系樹脂及びコポリマー、例えばスチレン−アクリラートコポリマー樹脂,スチレン−ブタジエンコポリマー樹脂を包含する。
天然ポリマー化合物の例は、セルロース,ロジン,及び天然ゴムを包含する。
市販の水分散性樹脂エマルションの例は、以下のものを包含する: Joncryl 537及び7640(スチレン−アクリル樹脂エマルション,Johnson Polymer Co., Ltd.製),Microgel E−1002及びE−5002(スチレン−アクリル樹脂エマルション,Nippon Paint Co., Ltd.製),Voncoat 4001(アクリル樹脂エマルション,Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.製),Voncoat 5454(スチレン−アクリル樹脂エマルション,Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.製),SAE−1014 (スチレン−アクリル樹脂エマルション,Zeon Japan Co., Ltd.製), Jurymer ET−410(アクリル樹脂エマルション,Nihon Junyaku Co., Ltd.製),Aron HD−5及びA−104(アクリル樹脂エマルション,Toa Gosei Co., Ltd.製),Saibinol SK−200(アクリル樹脂エマルション,Saiden Chemical Industry Co., Ltd.製),及びZaikthene L(アクリル樹脂エマルション,Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd.製),DSMネオレジンのアクリルコポリマーエマルション,例えばNeoCryl商品ライン,特にアクリルスチレンコポリマーエマルションNeoCryl A−662, NeoCryl A−1131, NeoCryl A−2091, NeoCryl A−550, NeoCryl BT−101, NeoCryl SR−270, NeoCryl XK−52, NeoCryl XK−39, NeoCryl A−1044, NeoCryl A−1049, NeoCryl A−1110, NeoCryl A−1120, NeoCryl A−1127, NeoCryl A−2092, NeoCryl A−2099, NeoCryl A−308, NeoCryl A−45, NeoCryl A−615, NeoCryl BT−24, NeoCryl BT−26, NeoCryl BT−36, NeoCryl XK−15, NeoCryl X−151, NeoCryl XK−232, NeoCryl XK−234, NeoCryl XK−237, NeoCryl XK−238−NeoCryl XK−86, NeoCryl XK−90及びNeoCryl XK−95。但し水分散性樹脂エマルションは、これらの例に限定されない。
本発明のインク内に添加された水分散性樹の含有量は、インクの合計重量に基づき、好ましくは1乃至40重量%,且つより好ましくは1.5乃至30重量%,且つさらにより好ましくは2乃至25重量%である。さらにより好ましくは、固形分としてインクジェットインク内に含有される水分散性樹脂の含有量は、合計インク組成物に対して2.5重量%乃至15重量%,及びより好ましくは3重量%乃至7重量%である。
一実施形態において本発明によるインク組成物は、相互に混合された、上に挙げた合成樹脂,合成コポリマー樹脂及び天然ポリマー化合物2以上の水分散性樹脂を有する。
界面活性剤
インク吐出特性及び/もしくは記録媒体の表面の湿潤性、及び形成された画像の画像密度及び色飽和を改善するため、且つその中のホワイトスポットを減らす、本発明のインクは界面活性剤を含有することが好ましい。記録媒体の表面上のインクの拡がりを改善するため、及び水たまり化(puddling)を減らすため、インク組成物の(10Hzで測定された)動的表面張力を表面活性剤により35mN/m以下,好ましくは34nN/m以下,より好ましくは33mN/m以下,さらにより好ましくは32mN/m以下に調節することが好ましい。インク組成物の性的表面張力は、好ましくは(0.1Hzで測定された)30mN/m未満.である。
インク吐出特性及び/もしくは記録媒体の表面の湿潤性、及び形成された画像の画像密度及び色飽和を改善するため、且つその中のホワイトスポットを減らす、本発明のインクは界面活性剤を含有することが好ましい。記録媒体の表面上のインクの拡がりを改善するため、及び水たまり化(puddling)を減らすため、インク組成物の(10Hzで測定された)動的表面張力を表面活性剤により35mN/m以下,好ましくは34nN/m以下,より好ましくは33mN/m以下,さらにより好ましくは32mN/m以下に調節することが好ましい。インク組成物の性的表面張力は、好ましくは(0.1Hzで測定された)30mN/m未満.である。
界面活性剤の例は、具体的に限定されない。以下のものが挙げられる。
界面活性剤の例は、ノニオン性界面活性剤,カチオン性界面活性剤,アニオン性界面活性剤,両性界面活性剤,特にベタイン界面活性剤,シリコーン界面活性剤,及びフルオロケミカル界面活性剤を包含する。特に、表面張力を30mN/m以下に減らすことが可能な、アセチレン界面活性剤,シリコーン界面活性剤及びフルオロケミカル界面活性剤から選択された少なくとも1つが好ましく使用される。
カチオン性界面活性剤の例は、以下のものを包含する: 脂肪族アミン塩,脂肪族第4アンモニウム塩,ベンザルコニウム塩,塩化ベンゼトニウム,ピリジニウム塩,イミダゾリニウム塩。
アニオン性界面活性剤の例は以下のものを包含する: ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩,ドデシルベンゼンスルホン酸塩,ラウリン酸塩,及びポリオキシエチレンアルキルエーテルスルファートの塩,脂肪族酸石鹸,N−アシル−N−メチルグリシン塩,N−アシル−N−メチル−β−アラニン塩,N−アシルグルタマート,アシル化ペプチド,アルキルスルホン酸塩,アルキルベンゼンスルホン酸塩,アルキルナフタレンスルホン酸塩,ジアルキルスルホスクシナート(例えば、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(DSS);別名:ドキュセートナトリウム,Aerosol OT及びAOT),アルキルスルホアセタート,α−オレフィンスルホナート,N−アシル−メチルタウリン,スルホン化オイル,高級アルコールスルファート塩,第2高級アルコールスルファート塩,アルキルエーテル知りファート,第2高級アルコールエトキシスルファート,ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルファート,モノグリスルファート,脂肪族酸アルキロールアミドスルファート塩,アルキルエーテルホスファート塩及びアルキルホスファート塩。
両性界面活性剤の例は以下のものを包含する: カルボキシベタインタイプ,スルホベタインタイプ,アミノカルボキシラート塩及びイミダゾリウムベタイン。
ノニオン性界面活性剤の例は、以下のものを包含する: ポリオキシエチレンアルキルエーテル,ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンアルキルエーテル,ポリオキシエチレン第2アルコールエーテル,ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル,ポリオキシエチレンステロールエーテル,ポリオキシエチレンラノリン誘導体ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル,ポリオキシエチレンアルキルエステル,ポリオキシエチレングリセリン脂肪族酸エステル,ポリオキシエチレンひまし油,水素化ひまし油,ポリオキシエチレンソルビトール脂肪族酸エステル,ポリエチレングリコール脂肪族酸エステル,脂肪族酸モノグリセリド,ポリグリセリン脂肪族酸エステル,ソルビット脂肪族酸エステル,ポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル,プロピレングリコール脂肪族酸エステル,甘藷糖脂肪族酸エステル,脂肪族酸アルカノールアミド,ポリオキシエチレンアルキルアミド,ポリオキシエチレン脂肪族酸アミド,ポリオキシエチレンアルキルアミン,アルキルアミンオキシド,アセチレングリコール,エトキシル化アセチレングリコール,アセチレンアルコール。
表面張力を減らすという視点から、これら界面活性剤の一部は、 フッ素原子もしくはケイ素原子によりさらに置換されることが好ましい。
フルオロケミカル界面活性剤として2乃至16フッ素置換炭素原子を有する界面活性剤が好ましく、4乃至16フッ素置換炭素原子を有する界面活性剤がより好ましい。フッ素置換炭素原子の数が2未満であると、フルオロケミカル界面活性剤に特有の効果は得られないかもしれない。フッ素置換炭素原子の数が16以上であると、貯蔵安定性における劣化等が起こり得る。
フルオロケミカル界面活性剤の例は、ノニオン性フルオロケミカル界面活性剤,アニオン性フルオロケミカル界面活性剤,及び両性フルオロケミカル界面活性剤を包含する。
ノニオン性 フルオロケミカル 界面活性剤の例は、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物,パーフルオロアルキル エチレンオキシド付加物, 及び 側鎖としてパーフルオロアルキルエーテル基を有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物 を包含する。これらの内、側鎖としてパーフルオロアルキルエーテル基を有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は低発泡性なので、好ましい。
フルオロケミカル界面活性剤として、市販のプロダクトを使用してよい。
市販のプロダクトの例は、SURFLON S−Hl, S−112, S−113. S−121, S−131, S−132, S−141及びS−145(全てAsahi Glass Co., Ltd.製),FLUORAD FC−93, FC−95, FC−98, FC−129, FC−135, FC−170C, FC−430及びFC−431 (全てSumitomo 3M Limited製),MEGAFAC F−470, F−1405及びF−474(全てDainippon Ink Chemical Industries Co., Ltd.製),ZONYL TBS, FSP, FSA, FSN−100, FSN, FSO−100, FSO, FS−300及びUR(全てE. I. du Pont de Nemours and Company製),FT−110, FT−250, FT−251, FT−400S, FT− 150及びFT−400SW(全てNeos Company Limited製),及びPOLYFOX PF−136A, PF−156A, PF−151N, PF−154,及びPF−159(全てOMNOVA Solutions Inc.製)を包含する。これらの内ZONYL FS−300(E. I. du Pont de Nemours and Company製), FT−110, FT−250, FT−251, FT−400S, FT−150, FT−400SW(Neos Company Limited製),及びPOLYFOX PF−151N (OMNOVA Solutions Inc.製)は、これらが印刷品質、特に発色性の及び染色レベリングに優れている点において好ましい。
シリコーン界面活性剤は特に限定されず、意図された用途に応じて適当に選択されてよい。
シリコーン界面活性剤の例は、側鎖変性ポリジメチルシロキサン,両末端変性ポリジメチルシロキサン,片末端変性ポリジメチルシロキサン,及び側鎖/両末端変性ポリジメチルシロキサンを包含する。変性基としてポリオキシエチレン基もしくはポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有する、ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤は特に好ましい。なぜならばこれらは、水系界面活性剤として優れた物理特性を示すからである。
シリコーン界面活性剤を好適に合成してよく、又は市販品を使用してよい。市販品は、BYK Chemie GmbH, Shin−Etsu Chemical Co., Ltd., TORAY Dow Corning シリコーン Co., Ltd., Nihon エマルション Co., Ltd., Kyoeisha Chemical Co., Ltd.,その他から容易に得られる。
ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤は特に限定されず、意図された用途に応じて適当に選択されてよい。その例は、式1:
(式中、X = −R(C2H4O)a(C3H6O)bR’)
で表されるポリアルキレンオキシド構造がジメチルポリシロキサンのSi部分側鎖内で誘発される化合物を包含する。
で表されるポリアルキレンオキシド構造がジメチルポリシロキサンのSi部分側鎖内で誘発される化合物を包含する。
式1において、x,y,a及びbは各々整数であり;Rはアルキル基を表し、且つR’はアルキレン基を表す。
一実施形態においてシリコーン界面活性剤は、式2:
(式中、mは1乃至25、好ましくは1乃至20、より好ましくは2乃至15の範囲の整数であり、nは1乃至10、好ましくは1乃至8、より好ましくは1乃至5の範囲の整数であり、Rgは−H及びアルキル(例えばメチル)から選択され得る末端基である)
で示される一般式を有するエトキシル化シロキサンである。
で示される一般式を有するエトキシル化シロキサンである。
一実施形態において、本発明によるインク組成物内の界面活性剤として使用されるエトキシル化シロキサンの数平均分子量(Mn)は、300g/mol乃至1000gr/mol,好ましくは350gr/mol乃至950gr/mol,より好ましくは450gr/mol乃至850gr/molの範囲内にある。
一実施形態において、本発明によるインク組成物内の界面活性剤として使用されるエトキシル化シロキサンの重量平均分子量(Mw)は、600g/mol乃至1600gr/mol,好ましくは700gr/mol乃至1500gr/mol,より好ましくは800gr/mol乃至1400gr/molの範囲内にある。
一実施形態において、本発明によるインク組成物内の界面活性剤として使用されるエトキシル化シロキサンの多分散要因(D=Mw/Mn)は、1乃至2,好ましくは1乃至1.95,より好ましくは1.3乃至1.9の範囲内にある。
一実施形態において、エトキシル化シロキサン界面活性剤は、BYK 348, BYK 349, Silwet L−77及びTegowet 240からなるグループから選択される。これら界面活性剤の構造的特性は、式2に関する表Aに示される。
1) SEC法で決定(実験部分を参照)
2) NMR法で決定(実験部分を参照)
3) LC−MS法で決定(実験部分を参照)
2) NMR法で決定(実験部分を参照)
3) LC−MS法で決定(実験部分を参照)
ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤として市販品を使用してよい。
市販品の例は、KF−618, KF−642 and KF−643(Shin−Etsu Chemical Co., Ltd.製);EMALEX−SS−5602及びSS−1906EX(Nihon Emulsion Co., Ltd.製);FZ−2105, FZ−2118, FZ−2154, FZ−2161, FZ−2162, FZ−2163及びFZ−2164 (TORAY Dow Corning Silicone Co., Ltd.製);及びBYK−33, BYK 331, BYK 341, BYK 348, BYK 349, BYK 3455, BYK−387(BYK Chemie GmbH製);Tegowet 240, Tegowet 245, Tegowet 250, Tegowet 260(Evonik製);Silwet L−77(Sabic製)を包含する。
一実施形態において、第1の界面活性剤及び/もしくは第2の界面活性剤及び/もしくは第3の界面活性剤,及び/もしくは第4の界面活性剤は、式1で表されるポリエーテル変性シリコーン界面活性剤のグループから互いに独立選択されたものある。
一実施形態において、第1の界面活性剤及び/もしくは第2の界面活性剤及び/もしくは第3の界面活性剤,及び/もしくは第4の界面活性剤は、以下の市販の界面活性剤から互いに独立に選択されたものである: KF−618, KF−642 及び KF−643 (Shin−Etsu Chemical Co., Ltd.製); EMALEX−SS−5602 及び SS− 1906EX (Nihon エマルション Co., Ltd.製); FZ−2105, FZ−2118, FZ−2154, FZ−2161, FZ−2162, FZ−2163 及び FZ−2164 (TORAY Dow Corning シリコーン Co., Ltd.製);及びBYK−33, BYK 331, BYK 341, BYK 348, BYK 349, BYK 3455, BYK−387(BYK Chemie GmbH製); Tegowet 240, Tegowet 245, Tegowet 250, Tegowet 260 (Evonik製);及びSilwet L−77 (Sabic製)。
このセクションにおいて挙げられた全ての界面活性剤は、単独で使用され、又は複数の組合せで使用されてよい。
インクジェットインク内に含有される界面活性剤の合計含有量は、合計インク組成に対して好ましくは0.01重量%乃至3.0重量%,及びより好ましくは0.5重量%乃至2重量%である。界面活性剤の含有量が0.01重量%未満であるとき、界面活性座を添加する効果は、実質的に低下しているか、又はわずかであるかもしれない。界面活性剤の含有量が3.0重量%以上であるとき、記録媒体への透過性は必要以上に高いかもしれず、画像密度の劣化及びインクの裏抜けの発生を起こすかもしれない。
ブリーディングのメカニズム
いずれの理論にも縛られることを望まないが、少なくとも2つのインクを有する本発明によるインクセットの場合、本発明によるインクセットのインクに置いて界面活性剤もしくは界面活性剤の混合物を使用することにより、ブリーディングは制御され得ると思われる。
いずれの理論にも縛られることを望まないが、少なくとも2つのインクを有する本発明によるインクセットの場合、本発明によるインクセットのインクに置いて界面活性剤もしくは界面活性剤の混合物を使用することにより、ブリーディングは制御され得ると思われる。
界面活性剤とは、サーファクタント(surface active agents)である。界面活性剤は、2つの相(例えばインク−空気,インク−インクもしくはインク−印刷媒体)の間の界面において活性であり得る。
図1において、2つのインク25及び25’が、印刷媒体24の表面上で組み合わされる場合、作用すべき界面活性剤について異なる界面が示されている。図1Aは、インク25は印刷媒体24の表面の最上部に印刷され、インク25’はインク25の最上部に印刷される状況を表す。図1Bは、インク25及び25’は両方とも印刷媒体24の表面の最上部に印刷される状況を表す。26は空気を表す。
一般に、インクの表面張力は、それぞれのインク25及び25’についてインク−空気界面21及び21’の表面張力を測定することにより特徴化される。先行技術に置いて、インク25とインク25’との間のブリーディングは、インク−空気の界面21及び界面21’における表面張力に関連する。
本発明において、インク−空気界面21及び/もしくは21’に対しては作用するように設計されていないが、インク−インク界面22及び/もしくはインク−印刷媒体界面23及び23’に対する(主として、但し非排他的な)それらの作用を有する界面活性剤が使用される。このような界面活性剤の添加は、その具体的界面(即ち界面22,及び/もしくは23,及び/もしくは23’)における表面張力を下げ、且つインク−空気界面21’及び場合によりインク−空気界面21における表面張力を全くもしくは殆ど下げないかもしれない。このような表面活性剤の含有量を下げることは、逆のことをするかもしれない。インクセット全体のレシピを仮定するならば、これらの界面活性剤は同一(タイプ)のものである必要がない。高活性(又は、本発明による適合を必要とするインクセット内のインクを適合するのに、同一タイプの界面活性剤が使用されるとき、界面活性剤の濃度)の界面活性剤を有するインクから、低活性(又は上に記載された場合における濃度)の界面活性剤を有するインク内へのブリーディングであり得る。
よって、最も薄い色を有するインクに、最高活性(濃度)の界面活性剤を付与することにより、この色は、他の全ての色内にブリードするかもしれない。最も濃い色を有するインクに、最低活性(濃度)の界面活性剤を付与することにより、他の全ての色は、最も濃い色内にブリードするかもしれない。
ブリーディングは除去されないけれども、プリント内でそれは見えない/見えにくい。色配列に(殆ど)無関係であることもまた、本発明に該当する
実験
測定テクニックの説明
ブリーディング
ブリーディングは、バックグラウンドとして無色の(即ちバックグラウンドは印刷媒体1である)第1の17ピクセル直線2(即ち17ピクセルに対応する幅を有する直線)と、別の色のバックグラウンド3を有する第2の17ピクセル直線2’との間の、線幅における差として測定される(図2参照)。画像は、ImageXpertのソフトウェアで加工される。その場合、線幅が決定される。印刷している間、登録から独立であるために、直線は、バックグラウンドを超えて(over)印刷され、且つバックグラウンド内には(in)印刷されないので、カバー範囲は100%ではなく局所的に200%である。ブリーディングレベルは、 バックグラウンドを有しない直線と、バックグラウンドとして別の色を有する同一の線との間の線幅における差である。
測定テクニックの説明
ブリーディング
ブリーディングは、バックグラウンドとして無色の(即ちバックグラウンドは印刷媒体1である)第1の17ピクセル直線2(即ち17ピクセルに対応する幅を有する直線)と、別の色のバックグラウンド3を有する第2の17ピクセル直線2’との間の、線幅における差として測定される(図2参照)。画像は、ImageXpertのソフトウェアで加工される。その場合、線幅が決定される。印刷している間、登録から独立であるために、直線は、バックグラウンドを超えて(over)印刷され、且つバックグラウンド内には(in)印刷されないので、カバー範囲は100%ではなく局所的に200%である。ブリーディングレベルは、 バックグラウンドを有しない直線と、バックグラウンドとして別の色を有する同一の線との間の線幅における差である。
プリントは、全て、ドットサイズ3(即ち約12pL液滴)を使用して、Kyocera KJ4−Series 600dpiプリントヘッドによりなされる。
表面張力
表面張力は、(最大)泡圧法によるSita泡圧式表面張力計(model SITA online t60)を使用して測定される。被験液体(例えば本発明によるインク)の表面張力は、特に指示がない限り30℃で測定される。特に記載されない限り、静的表面張力は、気泡周波数0.2s−1で決定される(これは、気泡寿命5000msに対応する)。特に記載されない限り、動的表面張力は気泡周波数20s−1で決定される(これは、気泡寿命50msに対応する)。
表面張力は、(最大)泡圧法によるSita泡圧式表面張力計(model SITA online t60)を使用して測定される。被験液体(例えば本発明によるインク)の表面張力は、特に指示がない限り30℃で測定される。特に記載されない限り、静的表面張力は、気泡周波数0.2s−1で決定される(これは、気泡寿命5000msに対応する)。特に記載されない限り、動的表面張力は気泡周波数20s−1で決定される(これは、気泡寿命50msに対応する)。
この方法により測定された表面張力は、 図1A及び1Bに示されたインク−空気界面の表面張力の代表である。
材料
印刷媒体
実験に使用された媒体は、表1に挙げられている。第1のカラム中の文字は、例えば図4,6,8及び11に示されるように実験結果の表示のためのものである。第2のカラムにおいて、サプライヤ及び印刷媒体のタイプが記載される。:
印刷媒体
実験に使用された媒体は、表1に挙げられている。第1のカラム中の文字は、例えば図4,6,8及び11に示されるように実験結果の表示のためのものである。第2のカラムにおいて、サプライヤ及び印刷媒体のタイプが記載される。:
インク:
表2及び表3に示されたインクは、構成成分を混合することにより製造された。その場合、インク内のそれぞれの成分の含有量は表2,3A及び3Bに示される通りであった。表2は、実施例1乃至3で使用されたインク組成物を表す。表3Aは、本発明によるインクセットはインクK2,C,M,Y2の組合せにより表されてよいことを表す。(実施例4)。本発明によるものではないインクセットはインクK1,C,M及びY1の組合せにより表されてよい(比較実施例A)。表3Bは、本発明による2つのインクセットは、インクK3,C,M(表3A)及びY3(実施例5)の組合せにより、及びK3,M’及びY4(実施例6)の組合せにより表されてよいことを表す。
表2及び表3に示されたインクは、構成成分を混合することにより製造された。その場合、インク内のそれぞれの成分の含有量は表2,3A及び3Bに示される通りであった。表2は、実施例1乃至3で使用されたインク組成物を表す。表3Aは、本発明によるインクセットはインクK2,C,M,Y2の組合せにより表されてよいことを表す。(実施例4)。本発明によるものではないインクセットはインクK1,C,M及びY1の組合せにより表されてよい(比較実施例A)。表3Bは、本発明による2つのインクセットは、インクK3,C,M(表3A)及びY3(実施例5)の組合せにより、及びK3,M’及びY4(実施例6)の組合せにより表されてよいことを表す。
表2: 標準シアン及びマゼンタインク(それぞれC0及びM0)の組成物及び余分の界面活性剤(M+)及び少ない界面活性剤(M−)を有するマゼンタインク。全含有量は、合計インク組成に対する重量%(wt%)である。
1) 気泡寿命6000msにおける実施例インクの静的表面張力は、気泡寿命5000msにおける静的表面張力に類似する。
1)気泡寿命6000msにおける実施例インクの静的表面張力は、気泡寿命5000msにおける静的表面張力に類似する。
実施例1
実施例1においてシアン(表2のC0)及びマゼンタ(表2のM0もしくはM+もしくはM−)インク組成物を使用した。なぜならばこれらは、明度(L*)に関して比較可能であり、従ってマゼンタ内のシアンブリーディング及びシアン内のマゼンタブリーディングの両方を見ることができるからだ。シアンインク組成物は変更されないままであり、C0で表される。
実施例1においてシアン(表2のC0)及びマゼンタ(表2のM0もしくはM+もしくはM−)インク組成物を使用した。なぜならばこれらは、明度(L*)に関して比較可能であり、従ってマゼンタ内のシアンブリーディング及びシアン内のマゼンタブリーディングの両方を見ることができるからだ。シアンインク組成物は変更されないままであり、C0で表される。
ブリーディングについての効果を見るため、マゼンタインク組成物は界面活性剤濃度で変化させる(M0,M+及びM−)。この第1の実施例においてマゼンタは最初に印刷される。よって、バックグラウンド3は最初に印刷され、マゼンタ着色される。その後、シアン着色直線2及び2’が印刷される。
気泡寿命50msの場合(気泡周波数20s−1)、インク−空気界面における測定表面張力(図1の21及び21’を参照)は、Cインク、Mインク,余分の界面活性剤を有するMインク及び界面活性剤が少ないMインクについてそれぞれ33.0,33.4,32.9及び35.0mN/mである。
気泡寿命5000msの場合(気泡周波数0.2s−1)、これら表面張力値は、それぞれ26.9,26.8,26.4and28.2mN/mである。
気泡寿命5000msの場合(気泡周波数0.2s−1)、これら表面張力値は、それぞれ26.9,26.8,26.4and28.2mN/mである。
図3A乃至3Cに示される写真において、マゼンタ領域内のシアン直線についてブリーディングが見える。その場合、図3Aは、表2のM0インクであるC0インクと同量の界面活性剤を有するマゼンタインクとの組み合わせを表し;図3Bは、余分の界面活性剤を有するマゼンタインクとの組み合わせを表し(M+);図3Cは、少ない界面活性剤を有するマゼンタインクとの組み合わせを表す(M−)。
図4において、測定されたブリーディングレベルは、これらの状況について表される(即ち、上に記載の図3A乃至3Cに示す通り)。図4のグラフのx軸上の大文字は、表1に挙げた媒体タイプを表す。y軸上で、上に示したように印刷され決定された線幅間の差がマイクロメートルで示される。
同量の界面活性剤を有するシアン及びマゼンタインクの組合せの場合、図4におけるブラックバーにより表されるように、ブリーディングが見え、且つ印刷媒体に依存して50μm乃至200μmと測定される。図3Bから、マゼンタインク内に界面活性剤を添加すること、及び従ってM+インクを得ることは、M+内へのC0ブリーディングレベルを抑制するかもしれないと結論できる。事実、図3A及び3Bを比較することによりそれが見られ、また、線幅が減少することが測定され(図4の陰影のついたバー参照)、従ってC0内へのM+ブリーディングが、その逆の順番ではなく存在する(ブリーディングレベル約−100μm)。図3Cから、マゼンタインクで省略される(leaving out)表面活性剤は、C0からM−内へのブリーディング量を猛烈に増やすかもしれないと結論できる。図3C及び3Aの写真を比較することにより、このことが見られ、また測定され(媒体Aの場合約1500μm、媒体Bの場合約1100μm及び媒体Cの場合約700μm)、且つ図4における白いバーにより表される。
実施例2
図5及び図6において同種のデータが示される。但し、今度はシアン領域内のマゼンタ直線のブリーディングについてである。よってバックグラウンド3は最初に印刷され、シアン着色される。その後、マゼンタ着色直線2及び2’が印刷される。
図5及び図6において同種のデータが示される。但し、今度はシアン領域内のマゼンタ直線のブリーディングについてである。よってバックグラウンド3は最初に印刷され、シアン着色される。その後、マゼンタ着色直線2及び2’が印刷される。
図5Aから、M0直線がC0領域内へブリードすることが明らかである。C0内へのM0ブリーディングレベルは、図6内のブラックバーにより表される。図5Bから、M0インクに余分の界面活性剤を添加すること(及び従って表2に示されるM+インクを得ること)は、ブリーディングのレベルを増やすかもしれないことが見られる。このことは、図6に示される測定からは明らかではなく、それは、この状況の場合、直線の視覚エッジは、ソフトウェアで決定されたエッジよりもさらに離れているという事実のせいかもしれない。M+とC0との間のブリーディングのレベルは、図6の陰影のついたバーにより表される。図5Cから、マゼンタ内の界面活性剤量を減らすこと(及び従って表2に示されるM−インクを得ること)は、シアン内のマゼンタブリーディングを減らすかもしれないことが推論される。事実、M−内へのC0ブリーディングが見える。この実施例におけるM+とC0との間のブリーディングのレベルは、図6の白いバーにより表される。図6のグラフのx軸上の大文字は、表1に挙げた媒体タイプを表す。y軸上で、上に示したように印刷され決定された線幅間の差がマイクロメートルで示される。
従って上の(実施例1及び2)から、表面活性剤添加は、他のインク内へのそのインクのブリーディングを増やすかもしれないことが明らかになる。界面活性剤の量を減らすことは、このインク内への別のインクのブリーディングを増やすかもしれない。
実施例1及び2で使用されたインクセットにおいて、Dynol 607(Air Productsから得られるエトキシル化アセチレン系界面活性剤)を、インク−空気界面において主として活性である界面活性剤として使用した。Tegowet240及びByk348(いずれも、それぞれEvonik及びBykから得られる、いずれもエトキシル化シロキサン系界面活性剤)両方を、インク−インク界面及び/もしくはインク/媒体界面に対して(主として)作用する界面活性剤として使用した。後者2つを変化させることは、界面活性剤がインク−空気界面の表面張力に対して(主として)作用しない限り、ブリーディングが界面活性剤の濃度により操縦され得ることを表す。
実施例3
本実施例において表2に示されるC0及びM+インクを使用した。同一印刷サンプルが作成されたが、今度はシアンがマゼンタの前に印刷される。よってバックグラウンド3は最初に印刷され、シアン着色される。その後、マゼンタ着色直線2及び2’が印刷される。
本実施例において表2に示されるC0及びM+インクを使用した。同一印刷サンプルが作成されたが、今度はシアンがマゼンタの前に印刷される。よってバックグラウンド3は最初に印刷され、シアン着色される。その後、マゼンタ着色直線2及び2’が印刷される。
図7において、C0内におけるM+ブリーディングが見て取れる。事実、それは図5Bの写真と匹敵する。
図8において、インク組み合わせC0及び余分の界面活性剤を有するマゼンタ(M+)について、測定された値が示される。両者は、最初に印刷されたC0(図8における黒く着色されたバー及び白く着色されたバー)を有し、且つ両者は、M+領域内のC0直線のブリーディングの場合(図8における黒く着色されたバー及び水平に陰影のついたバー)及びC0領域内のM+直線のブリーディングの場合(図8における白く着色されたバー及び斜めに陰影のついたバー)である。既述のように、C0領域内のM+直線の場合の測定値は、視覚的解釈よりも小さい。これを考慮すると、M+がC0内にブリードすること、及び色配列はこの状況に影響しないことが見える。
図8のグラフのx軸上の大文字は、表1に挙げた媒体タイプを表す。y軸上で、上に示したように印刷され決定された線幅間の差がマイクロメートルで示される。
比較実施例A: 本発明によるものではないインクセットのブリーディング性能
本発明の基準を満たさないインクセットを形成するため、表3のインクC,M,Y1及びK1を組み合わせた。組み合せた。このインクセットに置いて、全てのインクは、同一界面活性剤の同一量を含有した。インクを印刷するのに使用した色配列はYMCKであった。
本発明の基準を満たさないインクセットを形成するため、表3のインクC,M,Y1及びK1を組み合わせた。組み合せた。このインクセットに置いて、全てのインクは、同一界面活性剤の同一量を含有した。インクを印刷するのに使用した色配列はYMCKであった。
テストプリントの写真を表す図9から、多数の色組み合わせの場合のブリーディングレベルが見られる。表4は、図9に示されるパーツ100乃至107の色組み合わせを説明する。
この比較実施例によるインクセットにおけるインクの大抵の組合せについて、ブリーディングが明らかに目に見える。
実施例4: 本発明によるインクセットのブリーディング性能
比較実施例Aにおいて使用されたK1及びY1インクを、表3Aに示されるように適合させた。その場合、K2インクは、より少なくエトキシル化シロキサン界面活性剤(本実施例においてTegowet 240)を含有し、且つY2インクは、より多くエトキシル化シロキサン界面活性剤を含有する。ブリーディングのレベルは、図10において視覚的に見える。図9に示される状況と比較して、大抵の色組み合わせにおけるブリーディング性能は改善したことが見られる。
比較実施例Aにおいて使用されたK1及びY1インクを、表3Aに示されるように適合させた。その場合、K2インクは、より少なくエトキシル化シロキサン界面活性剤(本実施例においてTegowet 240)を含有し、且つY2インクは、より多くエトキシル化シロキサン界面活性剤を含有する。ブリーディングのレベルは、図10において視覚的に見える。図9に示される状況と比較して、大抵の色組み合わせにおけるブリーディング性能は改善したことが見られる。
比較のため、上に記載された方法に従い、ImageXpertソフトウェアを使用して、比較実施例A及び実施例4両方の場合のブリーディングレベルも測定された。結果は図11に示す。図11のグラフのx軸上の大文字は、表1に挙げた媒体タイプを表す。y軸上で、上に示したように印刷され決定された線幅間の差がマイクロメートルで示される。x軸における数字は、表4に挙げられるカラー組み合わせに対応する。
本実施例によるインクセットのインク組み合わせのブリーディングのレベルは(図11における白いバー)、本発明によるものではないインクセットのインクのインク組み合わせのブリーディングのレベル(図11における黒いバー)と比べて、猛烈に改善したことが明らかに見られる。シアンインクとマゼンタインクのみを有する組み合わせは改善しなかったが、何もそこで変化しなかったからである。それは期待されてもいなかった。
実施例5: 本発明によるインクセットのブリーディング性能
比較実施例Aにおいて使用されたK1及びY1インクを、表3Bに示されるように適合させた。その場合、K3インクは、より少なくエトキシル化シロキサン界面活性剤(本実施例においてTegowet 240)を含有し、且つY3インクは、より多くエトキシル化シロキサン界面活性剤を含有する。ブリーディングのレベルは、図12において視覚的に見られる。図9に示される状況と比較して、大抵の色組み合わせにおけるブリーディング性能は改善したことが見られる。
比較実施例Aにおいて使用されたK1及びY1インクを、表3Bに示されるように適合させた。その場合、K3インクは、より少なくエトキシル化シロキサン界面活性剤(本実施例においてTegowet 240)を含有し、且つY3インクは、より多くエトキシル化シロキサン界面活性剤を含有する。ブリーディングのレベルは、図12において視覚的に見られる。図9に示される状況と比較して、大抵の色組み合わせにおけるブリーディング性能は改善したことが見られる。
比較のため、上に記載された方法に従い、ImageXpertソフトウェアを使用して、比較実施例A及び実施例5両方の場合のブリーディングレベルも測定された。結果は図14に示す。図13のグラフのx軸上の大文字は、表1に挙げた媒体タイプを表す。y軸上で、上に示したように印刷され決定された線幅間の差がマイクロメートルで示される。x軸における数字は、表4に挙げられるカラー組み合わせに対応する。
本実施例によるインクセットのインク組み合わせのブリーディングのレベルは(図14における陰影のついたバー、50と示される)、本発明によるものではないインクセットのインクのインク組み合わせのブリーディングのレベル(図14における黒いバーであって、インク組み合わせK1,M及びY1を表す)と比べて、猛烈に改善したことが明らかに見られる。
本実施例によるインクセットのインク組み合わせは、類似の静的及び動的表面張力を有する(表3A及び表3Bを参照)。
実施例6: 本発明によるインクセットのブリーディング性能
比較実施例Aにおいて使用されたK1,Y1及びMインクを、表3Bに示されるように適合させた。その場合もう1つのエトキシル化シロキサン界面活性剤、即ちTegowet 240ではなくByk348を使用した。M’インクにおいて、Tegowet 240は同量のByk348により置換された。K4インクは、より少なくエトキシル化シロキサン界面活性剤を含有し、且つY4インクは、より多くエトキシル化シロキサン界面活性剤を含有する。ブリーディングのレベルは、図13において視覚的に見られる。図9に示される状況と比較して、大抵の色組み合わせにおけるブリーディング性能は改善したことが見られる。
比較実施例Aにおいて使用されたK1,Y1及びMインクを、表3Bに示されるように適合させた。その場合もう1つのエトキシル化シロキサン界面活性剤、即ちTegowet 240ではなくByk348を使用した。M’インクにおいて、Tegowet 240は同量のByk348により置換された。K4インクは、より少なくエトキシル化シロキサン界面活性剤を含有し、且つY4インクは、より多くエトキシル化シロキサン界面活性剤を含有する。ブリーディングのレベルは、図13において視覚的に見られる。図9に示される状況と比較して、大抵の色組み合わせにおけるブリーディング性能は改善したことが見られる。
比較のため、上に記載された方法に従い、ImageXpertソフトウェアを使用して、比較実施例A及び実施例6両方の場合のブリーディングレベルも測定された。結果は図14に示す。図14のグラフのx軸上の大文字は、表1に挙げた媒体タイプを表す。y軸上で、上に示したように印刷され決定された線幅間の差がマイクロメートルで示される。x軸における数字は、表4に挙げられるカラー組み合わせに対応する。
本実施例によるインクセットのインク組み合わせのブリーディングのレベルは(図14における陰影のついたバー、60と示される)、本発明によるものではないインクセットのインクのインク組み合わせのブリーディングのレベル(図14における黒いバーであって、インク組み合わせK1,M及びY1を表す)と比べて、猛烈に改善したことが明らかに見られる。
この実施例において、全てのインクは界面活性剤としてByk 348を異なる濃度で含有した。Byk 348は、Tegowet 240と同様エトキシル化シロキサン界面活性剤である。従って、ブリーディング結果は、参照インク組み合わせK1,M及びY1と匹敵する。
本実施例によるインクセットにおけるインク組成物は、類似の静的及び動的表面張力を有する(表3A及び表3Bを参照)。
比較実施例A及び実施例4,5及び6を考慮し、且つ水性インクの精確なレシピとは無関係に、ブリーディングレベルは、界面インク−インク及び/もしくはインク−媒体において(主として)作用する界面活性剤の量により制御され得る。
Claims (15)
- 第1のインク組成物と第2のインク組成物とを有するインクセットであって、両インク組成物は、シリコーン表面活性剤を有し、両インク組成物の相互へのブリーディングを制御するため、両インク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計濃度は異なる、インクセット。
- 第1のインク組成物は明るさL1*を有し、第2のインク組成物は明るさL2*を有し、前記明るさは、前記明るさは、CIELAB表色系に従い定義され、L2*<L1*であり、両インク組成物はシリコーン表面活性剤を有し、第1のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率は、第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率よりも大きい、請求項1に記載のインクセット。
- 第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率と第1のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率との比率は、0乃至0.95、好ましくは0.5乃至0.9、より好ましくは0.7乃至0.8の範囲である、請求項2に記載のインクセット。
- 当該インクセットは、明るさL3*を有する第3のインク組成物を有し、L3*<L2*<L1*であり、前記第3のインク組成物はシリコーン表面活性剤を有し、第2のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率は、第3のインク組成物内のシリコーン表面活性剤の合計重量分率よりも大きい、請求項2乃至3のいずれか一項に記載のインクセット。
- 第3のインク組成物は、当該インクセットの最低明度を有する、請求項2乃至4のいずれか一項に記載のインクセット。
- 第3のインク組成物はブラックインク組成物である、請求項5に記載のインクセット。
- 第1のインク組成物は、当該インクセットの最高明度を有する、請求項4乃至6のいずれか一項に記載のインクセット。
- 第1のインク組成物はイエローインク組成物である、請求項7に記載のインクセット。
- 第2のインク組成物は、シアン及び/もしくはマゼンタインク組成物である、請求項2乃至8のいずれか一項に記載のインクセット。
- シリコーン表面活性剤は、シロキサン表面活性剤、特にエトキシル化表見活性剤からなるグループから選択される、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のインクセット。
- 各インク組成物内のシリコーン表面活性剤は、合計インク組成物に対して0乃至1.5wt%の量で存在する、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のインクセット。
- 各インク組成物は、アセチレングリコール表面活性剤、好ましくはエトキシル化アセチレン表面活性剤を、合計インク組成物に対して0.5乃至2wt%の量でさらに有する、請求項1乃至12のいずれか一項に記載のインクセット。
- 各インク組成物は、等しい量のアセチレングリコール表面活性剤を含有する、請求項13に記載のインクセット。
- ブラック、シアン、マゼンタ及びイエロー顔料水性インク組成物を有する、請求項1乃至14のいずれか一項に記載のインクセットであって、
各組成物は、エトキシル化アセチレン表面活性剤を、合計インク組成物に対して0.5乃至2wt%の等しい量で有し、且つ前記インク組成物は、エトキシル化シロキサン表面活性剤を0乃至1wt%の量でさらに有し、
イエローインク組成物内のシロキサン表面活性剤の量は、その他のインク組成物と比べて最高であり、且つブラックインク内のシロキサン表面活性剤の量は、その他のインク組成物と比べて最低である、インクセット。
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