JP3197057B2 - インクジェット用インクのカラーブリードの軽減方法 - Google Patents

インクジェット用インクのカラーブリードの軽減方法

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JP3197057B2
JP3197057B2 JP12268092A JP12268092A JP3197057B2 JP 3197057 B2 JP3197057 B2 JP 3197057B2 JP 12268092 A JP12268092 A JP 12268092A JP 12268092 A JP12268092 A JP 12268092A JP 3197057 B2 JP3197057 B2 JP 3197057B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット印刷、
特にサーマルインクジェット印刷に採用されるインクの
カラーブリードの軽減方法に関し、更に詳細には、色の
ブリードが実質的に軽減されているかまたは全く無い着
色インクの組成物を使用する上記方法に関する。
【０００２】
【技術背景】各種着色インクの染料がボンド紙（ｂｏｎ
ｄ ｐａｐｅｒ）に及ぼす重い負荷のため、ブリードを
生じ、耐水性が減少する可能性がある。ブリードとは、
ここで使用する限り、一つの色が紙の上の他の色の中に
浸入することであり、これは表面現象である。これは従
来技術における用語の使用法とは対照的であり、従来技
術では、「ブリード」を紙の繊維に沿って単一色のイン
クが進むという文脈で規定する傾向があるが、これは表
面下の現象である。
【０００３】日本の特開昭６３−１６５４６５では、イ
ンクジェット記録用インクに使用するのに、耐凝集剤と
して界面活性剤を使用している。この公開公報に使用さ
れている界面活性剤は、表面張力が２０〜５０ダイン／
ｃｍの範囲内にあるものに限られている。界面活性剤の
量の範囲は、約０．５〜２５重量％である。開示されて
いる特定の例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム、ラウリン酸ナトリウム、およびポリエチレン
グリコールモノオレイルエーテルがある。
【０００４】日本の特開平１−２０３４８３では、イン
クジェット記録用組成物を開示している。ブリードの低
減については、インクを使用する印刷に関連して述べら
れている。しかし、この組成物には、ペクチン（０．０
１〜２重量％）が必要であるが、これはおそらくは増粘
剤として使用されているものであろう。しかし、ペクチ
ンは、その熱不安定性（温度が高くなると膠化する）の
ため、サーマルインクジェットプリンタに使用するイン
クには役に立たない。
【０００５】日本の特開平１−２１５８７５は、インク
ジェット印刷に適するインクを目的としており、ブリー
ドの無い乾きの速い良好な記録を立証している。これら
の組成物には、すべてトリグリセリドが必要である。こ
のような化合物は、しかし、市販インクに必要な長い保
存期間まで安定ではない。
【０００６】日本の特開平１−２３０６８５は、インク
ジェット印刷に適するインクを目指しており、従来の事
務用紙に汚れやシミを発生せずに、急速に吸収されるこ
とを立証している。この組成物は、着色剤および液体溶
媒および／または分散剤から構成されておりＨＯ（Ｃ2
Ｈ4Ｏ）a−Ｃ3Ｈ6Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）bＨで表されるエチレ
ンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体が存
在していることが特徴である。ここで、ａ＋ｂは最大５
０であり、ｂは０としてもよい。これら共重合体を「Ｐ
ＬＵＲＯＮＩＣＳ」と言う。ほとんど、これらがブリー
ドを止めることはわかっていない。
【０００７】サーマルインクジェットプリンタは、廉
価、高品質、かつコンピュータに普通使用されている他
の形式のプリンタに比較して雑音の無いオプションを提
供している。このようなプリンタは、インクがプリナム
（ｐｌｅｎｕｍ）から入るための出口（ｅｇｒｅｓｓ）
が設けられているチャンバに抵抗体素子を備えている。
プリナムは、インクを貯溜する溜めに接続されている。
このような複数の抵抗体素子を、プリントヘッド内に、
プリミティブと呼ぶ特定のパターン状に配置している。
各抵抗体素子はノズル板にあるノズルと関連しており、
このノズルを通してインクは印刷媒体に向かって放出さ
れる。プリントヘッドおよびインク溜めのアセンブリ全
体がインクジェットペンを構成している。
【０００８】動作にあたり、各抵抗体素子は導電線路に
よりマイクロプロセッサに接続され、そこで電流搬送信
号が一つ以上の所定の素子を加熱させる。加熱によりチ
ャンバ内にインクの泡が発生し、これがノズルを通して
印刷媒体に向かって放出される。このようにして、所定
のプリミティブで特定の順序で行われる複数のこのよう
な抵抗体素子の発射により、媒体上に英数文字が形成さ
れ、区域充填が行われ、その他の印刷能力が提供され
る。
【０００９】インクジェット印刷の用途について述べら
れている多数のインクは、通常、非サーマルインクジェ
ット印刷に関連しているものである。このような非サー
マルインクジェット印刷の一例は、圧電インクジェット
印刷であって、これはインクの小滴を媒体に放出するの
に圧電素子を使用している。このような非熱用途に適切
に使用されているインクは、インクの組成物に及ぼされ
る加熱の影響により、サーマルインクジェット印刷に使
用できないことがしばしばある。
【００１０】ここで規定するようなブリードを示さず、
しかもこのようなインクの比較的長い保存期間および他
の望ましい性質を有するインクジェット印刷、特にサー
マルインクジェット印刷に使用するインク組成物の必要
性が依然存在する。
【００１１】
【発明の目的】本発明は、特定の組成物からなるインク
を使用して、インクジェット印刷、特にサーマルインク
ジェット印刷における上記のようなカラーブリードを軽
減させる方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【発明の概要】本発明によれば、インクジェットで印刷
される紙媒体の色ブリードは、非イオン性の、ｐＨ感応
性または感応性でない両性〔ｚｗｉｔｔｅｒｉｏｎｉｃ
（ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ）〕界面活性剤、またはイオン
性界面活性剤〔両親媒剤（ａｍｐｈｉｐｈｉｌｅ）また
は洗浄剤（ｄｅｔｅｒｇｅｎｔ）〕を用いることにより
軽減される。このインクは、（ａ）０〜約２０重量％の
一つ又はより多くの低蒸気圧溶媒、（ｂ）一つ又はより
多くの水溶性染料、（ｃ）一つ又はより多くの自己凝集
性または前もって形成されたミセル状、小胞状成分（以
下に詳述する特定の例および濃度）、および（ｄ）水お
よび殺生物剤（ｂｉｏｃｉｄｅ）、殺カビ剤（ｆｕｎｇ
ｉｃｉｄｅ）、および／または殺粘液菌剤（ｓｌｉｍｉ
ｃｉｄｅ）のようなフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）から構成
されている。ここで使用するかぎり、用語「低蒸気圧溶
媒」とは水の蒸気圧より低い蒸気圧を有する溶媒を指
し、用語「水溶性染料」とはその水への溶解度が２重量
％より大きい染料を指す。
【００１３】低蒸気圧溶媒には、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、プロピレングリコール、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、および
それらの誘導体のようなグリコールと、ブタンジオー
ル、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、およびこれ
らと同族のジオールのようなジオールと、ラウリン酸プ
ロピレングリコールのようなグリコールエステルと、エ
チレングリコールモノブチルエーテル、カルビトールの
ようなジエチレングリコールエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチル，ブチル，ヘキシルの各エーテル、プ
ロピレングリコールエーテル、ジプロピレングリコール
エーテル、およびトリエチレングリコールエーテルを含
む、セロソルブのようなモノグリコールエーテルおよび
ジグリコールエーテルと、ブチルアルコール、ペンチル
アルコール、およびこれらと同族のアルコールのような
長鎖アルコールと、スルホラン、エステル、ケトン、γ
−ブチロラクトンのようなラクトン；Ｎ−ピロリドンお
よびＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピロリドンのような
ラクタム；グリセリンおよびその誘導体のような他の溶
媒とを挙げることができるが、これらに限られない。
【００１４】微生物試薬には、ＮＵＯＳＥＰＴ（Ｈｕｌ
ｓ Ａｍｅｒｉｃａｌの一部分であるＮｕｄｅｘ，Ｉｎ
ｃ．）、ＵＣＡＲＣＩＤＥ（ユニオン・カーバイド）、
ＶＡＮＣＩＤＥ（ＲＴ Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｃ
ｏ．）、およびＰＲＯＸＥＬ（ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ
ｓ）があるが、これらに限られない。
【００１５】染料には、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ９
（＃４２０９０）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ１８（＃
１８）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ２７（＃１６１８
５）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２（＃４５１０
０）、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ２３（＃１９１
４０）、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ１９９（＃７
４１９０）、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ（＃
２９３２５）のようなアニオン水溶性型、およびＮ
ａ+、Ｌｉ+、Ｃｓ+、ＮＨ４+のようなそれらの一価アル
カリ土類イオン、および置換アンモニウム塩があるが、
これに限られるものではない。染料はインクの約０．１
〜１０重量％存在する。
【００１６】或る成分には二つの機能を持つものがある
ことに注目することは重要である。例えば、ｎ−ブチル
カルビトールは、低蒸気圧溶媒として、および自己凝集
成分として働くことができる。ブリードを軽減する際の
界面活性剤の凝集および濃縮という重要な役割に関し
て、更に以下に説明する。ここでは、界面活性剤の臨界
濃度は、それによって印刷試料を作製するのに使用され
る二重ドットモード印刷において、ブリードを効率的
に、かつ完全に防止するのに必要であることを述べれば
充分である。
【００１７】
【発明の実施の態様】本発明の実施においては、サーマ
ルインクジェットプリンタにインクジェットインクを使
用することから生ずる色ブリードが、両性（ｚｗｉｔｔ
ｅｒｉｏｎｉｃ）界面活性剤または非イオン性両親媒剤
のいずれかを使用することにより軽減される。本発明の
実施にあたり利用される両性界面活性剤は、ＰＨ感応性
であっても感応性でなくてもよい。
【００１８】ここでは、濃度はすべて、他に指示しない
かぎり、重量％で表している。すべての成分の純度は、
サーマルインクジェットインクについて通常の市場慣例
で採用されているものである。
【００１９】便宜上、ブリード軽減界面活性剤の例を、
（１）非イオン性界面活性剤及び両性界面活性剤および
（２）イオン性界面活性剤、の二つの範疇に分類する。
前者は、更に三つのクラスに細分される。すなわち、
（ａ）ＳＴＡＲＢＵＲＳＴデンドリマー（ｄｅｎｄｒｉ
ｍｅｒ）のような水溶性両親媒性様物質（ｍｉｍｅｔｉ
ｃｓ）であって、これはＰｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉ
ｎｃ．などから入手できる枝分かれポリエチレンアミン
であり、（ｂ）エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテ
ル、ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジエ
チレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル、トリエチレ
ングリコール−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコ
ールイソブチルエーテル、Ｒｏｈｍ＆ＨａａｓＣｏ．か
ら入手できるノニルフェニルポリエチレンオキサイド界
面活性剤であるＴＲＩＴＯＮ、ＢＡＳＦから入手できる
ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドと
のブロック共重合体であるＰＬＵＲＯＮＩＣＳおよびＰ
ＬＵＲＡＦＡＣＳ、およびＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ＆
Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手できるアセチレ
ン系ポリエチレンオキサイド界面活性剤であるＳＵＲＦ
ＹＮＯＬＳのようなポリエーテル、および（ｃ）ＮＤＡ
Ｏ、ＮＴＡＯ、ＮＨＡＯ、ＯＯＡＯ、ＮＯＡＯ、および
ＳＢ３−１６のような両性分子である。これら化合物に
関するその他の情報については以下に示す。カチオン界
面活性剤およびアニオン界面活性剤の両者からなるイオ
ンのクラスは、胆汁酸塩（ナトリウム、リチウム、アン
モニウム、または置換アンモニウムコラート）および水
溶性染料によっても代表される。
【００２０】ｐＨ感応性両性界面活性剤の例は、化１に
示すＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキサイド
（ＮＤＡＯ）であって、これは水中で約２．３のｐｋａ
を有する。この化合物の分子量は２２９であり、臨界ミ
セル濃度（ｃｍｃ、以下により詳細に説明することにす
る）は１３ｍＭである。
【００２１】
【化１】
【００２２】また、Ｃ12Ｈ25−の部分の代わりに、どん
なＲ部分をも使用することができる。化２に示す部分、
その名称、略号、分子量（ｍｗ）およびｃｍｃは、本発
明の実施に有用である。
【００２３】
【化２】
【００２４】他の例は、化３に示すＮ−ドデシル−Ｎ，
Ｎ−ジメチルグリシンで、この水中のｐｋａは約５であ
る。
【００２５】
【化３】
【００２６】更に他の例には、リン酸塩、重リン酸塩、
ホスホン酸塩、レシチン類など、および水中で約２〜３
のｐｋａを有する化４に示すｐｈｏｓｇｏｍｙｅｌｉｎ
のようなリン酸エステルがある。
【００２７】
【化４】
【００２８】他の同様な化合物には、ホスファチジルエ
タノールアミン、ホスファチジルコリン、ホスファチジ
ルセリン、ホスファチジルイノシトール、およびＢ′−
Ｏ−リシルホスファチジルグリセリロールのようなホス
フォグリセライドがある。
【００２９】本発明の実施に有用な化合物の別の例に
は、化５のスルホベタインがあり、これは両性である
が、ｐＨ不感応性である。
【００３０】
【化５】
【００３１】本発明の実施に適切に採用されるイオン性
界面活性剤の例には、化６に示すセチルトリメチルアン
モニウムブロマイド（ＣＴＡＢｒ）のようなカチオン化
合物、および化７に示すようなアニオン界面活性剤があ
る。
【００３２】
【化６】
【００３３】
【化７】
【００３４】本発明の実施に有用な非イオン性、非両性
界面活性剤には、ユニオン・カーバイドから入手できる
アルキルポリエチレンオキサイドである商標名ＴＥＲＧ
ＩＴＯＬで入手可能な化合物、およびＩＣＩ Ａｍｅｒ
ｉｃａｓから入手可能な化８に示すアルキルポリエチレ
ンオキサイドであるＢＲＩＪがある。
【００３５】
【化８】
【００３６】またこの範疇には化９の一般式を有するＰ
ＬＵＲＯＮＩＣＳおよびＰＵＬＲＡＦＡＣＳ（ＢＡＳ
Ｆ）がある。
【００３７】
【化９】
【００３８】ＴＲＩＴＯＮＳ（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ Ｃ
ｏ．）は、一般に、化１０で表される。
【００３９】
【化１０】
【００４０】ＳＵＲＦＹＮＯＬＳ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕ
ｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）は、化１１で
表される。
【００４１】
【化１１】
【００４２】〔ブリード軽減両親媒物質の例〕 ＮＤＡＯ、ＮＴＡＯ、ＯＯＡＯ、およびＮＯＡＯのよう
な両イオン性界面活性剤を最初に試用した。これら界面
活性剤（ＮＯＡＯを除く）は、ジエチレングリコール、
グリセロール、およびエチレンおよびプロピレングリコ
ールの水溶液（約０．１〜２０重量％）に完全に混合可
能である。ＮＯＡＯも、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノ
ール、ｎ−ペンタノールのような直鎖第一級アルコール
を最大約１０重量％まで添加すれば混合可能である。
【００４３】表１には四つの例を示してある。水中の界
面活性剤の濃度が０、０．５％、１．０％、および５％
のＮＤＡＯは、ビヒクルであった。ドットオンドット
（二重パス）アルゴリズムを使用して、色を同時に並べ
て印刷した。使用した染料は、１．３３％のＣ．Ｉ．Ａ
ｃｉｄ Ｒｅｄ２７（＃１６１８５）、１．６５％の
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ９（＃４２０９０）、１．
３３％のＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ８６（＃
２９３２５）であった。表１は、ＮＤＡＯが無ければ、
色の大量拡散が生ずる（ブリード）ことを示している。
ＮＤＡＯが０．５％において、ブリードの程度が根本的
に変わるが、ブリードは無くなってはいない。表１は、
ブリードが実質上無くなる濃度である１％および５％に
ＮＤＡＯの濃度を増した場合の効果を示している。ジエ
チレングリコール、プロピレングリコール、またはグリ
セロールを０〜２０％、または１，５−ペンタンジオー
ルを０〜１５％含んでいるビヒクルは、ほぼ同じ濃度の
ＮＤＡＯで同様の結果を示している（表３のインク＃１
を参照）。ＮＯＡＯおよびＯＯＡＯでは、０〜約１０％
の１ープロパノール、１ーブタノール、または１ーペン
タノールのような共溶媒が溶解の目的に必要であった
（表３のインク＃６〜１１、１３〜１６、２５〜２７、
２９、３０、３１、３３を参照）。
【００４４】表１に挙げた色ブリードの指標値は、イエ
ローインクのバックに赤（マゼンダ）インクの線を印刷
した図１に示されるスケールから得られる。高い品質の
テキストを出力するには、≦２．５の値が許容可能であ
ると考えられる。箱の上の印刷、描線などのような幾分
質の低い要求の場合には、約３〜４の値が許容可能であ
ると考えられる。現在のところ、商業的に普通に使用さ
れているインクの色ブリード指標値は、典型的には、約
６以上である。
【００４５】
【表１】
【００４６】表１にはまた、２％のｎ−ペンタノールお
よび６％の１，５−ペンタンジオール、または７％のｎ
−ブタノールから成るビヒクルの例をも示してある。イ
ンクにこのような紙をぬらし浸透する溶媒を使用するだ
けでは、ブリードが軽減されない。
【００４７】表１は、ブリードを止めるに際し、２％の
ｎ−ペンタノールおよび６％の１，５−ペンタンジオー
ルのビヒクルとともに、（ベタイン）両性界面活性剤
（ＮＤＥＣ）を使用する効果を示している。ＮＤＥＣ界
面活性剤を添加すると、界面活性剤無しのビヒクルと比
較して、ブリードの程度が著しく下がる。
【００４８】すべての両性界面活性剤がブリード軽減に
有効であるとは限らない。例えば、２％のｎ−ブタノー
ル、５％の１，４−ブタンジオール、および８％のＳＢ
３−１６からなる系は、ブリードの軽減に関して、他の
例のように有効ではない。他方、ブリードはなお存在す
るが、ビヒクルが５．５％のＤＥＧであって、界面活性
剤が存在しない場合と比較して、ブリードは減少してい
る。
【００４９】インク中に少量のカチオン界面活性剤があ
ってもブリードは軽減する。或る程度のブリード制御
（３．５）は、２％のセチルトリメチルアンモニウムブ
ロマイド（ＣＴＡＢｒ）を使用して達成される。ビヒク
ルに共溶媒を添加すれば、特に６％のジエチレングリコ
ールとＣＴＡＢｒの２％とが存在すれば、ＣＴＡＢｒだ
けで行われるよりも、良好なブリード制御（２．５）が
得られる。
【００５０】インク中のアニオン界面活性剤は、同様
に、良好にブリードを制御することができる。例えば、
ビヒクルとして、水中に２％のドデシル硫酸ナトリウム
（ＳＤＳ）が存在するものは、ブリードを制御する。色
ブリード指標は３．５であるが、このようなインクは、
例えば、プロッタに受け入れることができる。
【００５１】ＰＬＵＲＯＮＩＣクラスの唯一の非イオン
性界面活性剤であるＬ−６３は、インク中に存在すると
き、ブリードを防止することがわかっている（表１を参
照）。
【００５２】表１は、ＳＵＲＦＹＮＯＬ４６５の濃度の
増大がブリードの軽減に及ぼす影響を示している。２％
のＳＵＲＦＹＮＯＬ４６５は効果的でないが、４％のＳ
ＵＲＦＹＮＯＬ４６５は、１０％の１，５−ペンタンジ
オール溶媒を含むインクビヒクル中で良くブリードを制
御する。
【００５３】ＴＲＩＴＯＮ ＣＦ−２１洗浄剤の濃度を
増大させても、同様な効果を示す（表１を参照）。
【００５４】これらの結果から、異なるクラスの界面活
性剤は、有効なブリード軽減に関し濃度依存性を示すこ
とがわかる。濃度の影響は、ｎ−ブチルカルビトール、
ｎ−ブチルプロパゾール、およびｎ−ヘキシルカルビト
ール（示してない）のような非イオン性界面活性剤の場
合に観察された。
【００５５】これらブリード軽減界面活性剤間の共通の
構造的特徴に注目することは興味あることである。これ
らはすべて界面活性剤の間に共通の特徴を備えている。
すなわち、極性（親水性）先頭基のある長い炭化水素
（疎水性）の尾である。同様な構造の他のこのような洗
浄剤は、これらに共通の構造的特徴を備えていれば、ブ
リードを解決するようにインクに調合することができ
る。このことは、ブリード軽減挙動がすべての洗浄剤に
固有のものであるということを意味しない。
【００５６】インク中のｃｍｃの検出またはミセル化の
開始は、多数の方法で行うことができる。典型的には、
表面張力に対する（インク中の）界面活性剤濃度、また
は浸透圧に対する（インク中の）界面活性剤濃度のプロ
ット中に鋭い変化が見られる。これらの鋭い変化はｃｍ
ｃに起因する。伝導度、濁り度、等価コンダクタンスの
決定のような他の方法は、水溶性インクに関しては不可
能である。
【００５７】〔ブリード軽減−考えられる機構〕 図２を参照すると、表面活性剤の仮定濃度に対するブリ
ードおよびテキスト印刷品質のスケールプロフィールが
示されている。基本的には、この図は、調査中のすべて
の界面活性剤について観察されるブリードおよびテキス
ト品質の応答のプロフィールを描いたものである。図２
は、インクビヒクルの他の成分および染料濃度は一定で
あり、界面活性剤濃度は従属変数であると仮定してい
る。図２から、少量の界面活性剤を添加すると、ブリー
ド制御およびテキスト印刷品質は少ししか変化しない。
更に界面活性剤を添加すると、ブリードがほとんどまた
は全く改善されずにテキスト印刷品質が劣化する（恐ら
くは、或る場合には、ブリード軽減が少なからず劣化さ
えするであろう）。テキストの品質が向上し始め、ブリ
ードが減少する界面活性剤の濃度が、最終てきに達成さ
れる。それ以上のブリードの減少およびテキスト品質の
向上は、インク中の界面活性剤の濃度増大と共に生ず
る。
【００５８】ブリードの軽減およびテキスト印刷品質の
向上が目立って有効になる界面活性剤の最低濃度は、ほ
とんどの界面活性剤の臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）または
臨界単量体濃度の近くにあることがわかっている。（ｃ
ｍｃは、単純な電解質または非電解質の化学がコロイド
化学に対し重要性に於てより低くなる界面活性剤の濃度
である。前述の単純な界面活性剤については、ｃｍｃは
ミセル、すなわち凝集した界面活性剤の分子が現れ始め
る界面活性剤の濃度である。）ミセル化は、エントロピ
ーの制約−炭化水素の鎖は、親水性、水溶性の基が外部
に押し出される状態で、ミセルの内部に押し込まれる−
により押し進められる。得られる領域流体は、オレフィ
ンに富み、かつ水に富む場所を提供し、これにより、そ
の疎水性に応じて、染料、共界面活性剤、および共溶媒
分子のような有機溶質を区分けすることができる。加え
て、ミセルは、相互作用して溶液内にその位置（ポテン
シャル）エネルギーが最小である領域を見つける。帯電
染料分子を含むミセルは、同じように挙動することが確
信されている。
【００５９】表２を精査すると、ここに挙げたｃｍｃ
は、表１のブリード軽減の開始と良く一致していること
がわかる。表示したｃｍｃは、純水に対するものであ
る。表に示したｃｍｃは、塩および疎水性物質が添加さ
れるとミセルの構造が乱されるので、インク内のものと
は異なる。
【００６０】
【表２】
【００６１】ミセル中に染料を取り入れることは、それ
によって界面活性剤含有インクがブリードを制御する有
望な方法である。インクジェットペンから発射される一
つの色の染料を有するミセルは、紙媒体上の隣接するミ
セル内の他の色の染料と交換されない。何故なら、移動
媒体が蒸発するかまたは紙に吸収されるかする速さは、
染料分子がミセルから離脱する速さまたは染料分子がミ
セル媒質を通して拡散する速さより、かなり速いからで
ある。したがって、ブリードが軽減される。
【００６２】このブリード軽減の効率は、染料がミセル
内に吸着するレベル、インク内のミセルの数の濃度、お
よび紙の表面の染料およびミセルの拡散によって決ま
る。図３の（ａ）および（ｂ）は、染料のミセルへの吸
着の程度を、ミセルに強く吸着する染料分子について
（図３（ｂ））および弱く吸着する染料分子について
（図３（ａ））、界面活性剤濃度の関数として仮定的に
示している。図３（ａ）の弱く吸着する染料では、同じ
量の染料を結合するのに、図３（ｂ）の強く吸着する染
料の場合より、はるかに高い界面活性剤濃度が必要であ
ることが注目される。明らかに、染料がミセルに吸着す
る性質は、染料分子、界面活性剤、共溶媒、および存在
する（もし存在すれば）共界面活性剤の構造（疎水性）
および相互作用の関数である。
【００６３】なお、図３中、〔Ｄ〕mはミセル中の洗浄
剤（界面活性剤）濃度、〔Ｄ〕wは水中の洗浄剤（界面
活性剤）濃度である。
【００６４】このように、界面活性剤の濃度は、ブリー
ド制御に影響する。ミセルの濃度が高くなればなるほ
ど、吸着する染料分子は多くなり、その拡散の速さはの
ろくなる。
【００６５】その他、化１２に示すように、或るｐＨに
感応な両性（ｚｗｉｔｔｅｒｉｏｎｉｃ）界面活性剤
は、紙からＨ+を拾い上げ、これを両性界面活性剤から
カチオン性のものに変える。
【００６６】
【化１２】
【００６７】これは、紙の表面で生ずる。先述のものの
ようなアニオン染料は、紙の表面で、化１３に示すよう
に、このカチオン界面活性剤と複合して染料および界面
活性剤の不溶性錯体を生ずる。
【００６８】
【化１３】
【００６９】これら不溶性錯体は拡散しないので、ブリ
ード軽減が達成される。
【００７０】以上の本発明のインク組成物は、サーマル
インクジェットインク、特に、１つの色が他の色の中に
流入することが関係するカラーインクに用途を見出すこ
とが期待される。本発明のインク組成物は、このような
色のブリードを減らし、または全く無いようにする。
【００７１】
【実施例】表３〜表６に示すようにして種々のインクを
調製した（染料および染料濃度は上述のとおりであり、
残部は水である）。
【００７２】
【表３】
【００７３】
【表４】
【００７４】
【表５】
【００７５】
【表６】
【００７６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の軽減方法
によれば、サーマルインクジェット印刷において、印刷
媒体の表面に生じる現象であるブリードを効果的に軽減
させることができる。
【００７７】さらに、本発明の軽減方法に使用されるイ
ンク組成物は、市販のインクに必要な長い保存期間にお
いて充分な安定性を有し、長期間一定の品質を保持する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブリードの参照パターンを示す図で、より高い
ブリードインデックスが受容不可能なブリードであるこ
とを示している。
【図２】テキスト印刷品質（左の座標）またはブリード
（右の座標）と界面活性剤濃度との関係を示す図であ
り、印刷品質およびブリードにおける効果を界面活性剤
の濃度の関数として示している。
【図３】染料濃度とトータル洗浄剤（界面活性剤）濃度
（〔Ｄ〕T）との関係を、染料のミセルへの吸着の程度
としてプロットして示す図で、（ａ）は弱く吸着する染
料について、（ｂ）はミセルに強く吸着する染料につい
ての図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−85264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−165466（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−165467（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−25579（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20 B41J 2/01 B41M 5/00

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のインクを印刷媒体上に印刷し、実
    質上同時に第２のインクを該第１のインクに隣接させて
    印刷することを含む、サーマルインクジェット印刷に採
    用されるインクのカラーブリードの軽減方法であって、 各インクが、 （ａ）ビヒクル、および （ｂ）その中に溶解している０．１〜１０ｗｔ％の少な
    くとも１つの水溶性アニオン染料からなり、 前記ビヒクルは、（１）その臨界ミセル濃度と少なくと
    も等しい量で存在する、非極性で長鎖炭化水素鎖部分は
    １つまでしか有しない、両性界面活性剤、非イオン性界
    面活性剤、及びイオン性界面活性剤から選ばれる界面活
    性剤の少なくとも１つ、（２）２０ｗｔ％までの、少な
    くとも１つのミセルの形成を支持する少なくとも１つの
    有機溶媒、および（３）残余の水からなり、 これにより１つの色の他の色による侵入が回避されるこ
    とを特徴とするカラーブリードの軽減方法。
  2. 【請求項２】 両性界面活性剤又は非イオン性界面活性
    剤が、水溶性両親媒性様物質、ポリエーテル、ポリエチ
    レンオキサイド、アセチレン系ポリエチレンオキサイ
    ド、および両性化合物からなる群から選ばれることを特
    徴とする請求項１記載のカラーブリードの軽減方法。
  3. 【請求項３】 ミメティックが、枝分かれポリエチレン
    アミンであることを特徴とする請求項２記載のカラーブ
    リードの軽減方法。
  4. 【請求項４】 ポリエーテルが、エチレングリコール−
    ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ブチ
    ルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエー
    テル、トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、
    およびプロピレングリコールイソブチルエーテルからな
    る群から選ばれることを特徴とする請求項２記載のカラ
    ーブリードの軽減方法。
  5. 【請求項５】 両性界面活性剤が、Ｎ，Ｎ−ジメチル−
    Ｎ−ドデシルアミンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ
    −テトラデシルアミンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−
    Ｎ−ヘキサデシルアミンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
    −Ｎ−オクタデシルアミンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチ
    ル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデセニル）−Ｎ−アミンオキ
    サイド、Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルグリシン、リ
    ン酸塩、重リン酸塩、ホスホン酸塩、レシチン類、ホス
    ホン酸エステル、ホスファチジルエタノールアミン、ホ
    スファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファ
    チジルイノシトール、およびＢ´−Ｏ−リシルホスファ
    チジルグリセリロールからなる群から選ばれるｐＨ感応
    性界面活性剤であることを特徴とする請求項２記載のカ
    ラーブリードの軽減方法。
  6. 【請求項６】 両性界面活性剤が、スルホベタインから
    なるｐＨ感応性界面活性剤であることを特徴とする請求
    項２記載のカラーブリードの軽減方法。
  7. 【請求項７】 イオン性界面活性剤が、セチルトリメチ
    ルアンモニウムブロマイド、ドデシル硫酸ナトリウム、
    スルホン酸ナトリウムからなる群から選ばれることを特
    徴とする請求項１記載のカラーブリードの軽減方法。
  8. 【請求項８】 有機溶媒が、グリコール、ジオール、グ
    リコールエーテル、長鎖アルコール、スルホランエステ
    ル、ケトン、ラクトン、ラクタム、グリセリン、および
    それらの混合物からなる群から選ばれることを特徴とす
    る請求項１記載のカラーブリードの軽減方法。
  9. 【請求項９】 溶媒が、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、プロピレングリコール、ポリエチレング
    リコール、ポリプロピレングリコール；ブタンジオー
    ル、ペンタンジオール、ヘキサンジオール；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
    ノエチルエーテル、ジ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ヘキシルエーテル、
    プロピレングリコールエーテル、ジプロピレングリコー
    ルエーテル、およびトリエチレングリコールエーテル；
    ブチルアルコール、ペンチルアルコール；γ−ブチロラ
    クトン；Ｎ−ピロリドンおよびＮ−（２−ヒドロキシエ
    チル）ピロリドン；グリセリンからなる群から選ばれる
    ことを特徴とする請求項８記載のカラーブリードの軽減
    方法。
  10. 【請求項１０】 染料が、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ
    ９、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ１８、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ
    Ｒｅｄ２７、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２、Ｃ．
    ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ２３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃ
    ｔ Ｂｌｕｅ１９９、およびＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙ
    ｅｌｌｏｗ８６からなる群から選ばれる水溶性アニオン
    染料であることを特徴とする請求項１記載のカラーブリ
    ードの軽減方法。
  11. 【請求項１１】 アニオン染料が、一価アルカリ土類イ
    オン、ＮＨ4 +、および置換アンモニウム塩からなる群か
    ら選ばれるカチオンに結合されている、請求項１０記載
    のカラーブリードの軽減方法。
  12. 【請求項１２】 インクが、本質的に、３ ｗｔ％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデ
    セニル）−Ｎ−アミンオキサイド；０ ．５ｗｔ％のアセチレン系ポリエチレンオキサイド界
    面活性剤；６ ｗｔ％のペンタンジオール；３ ｗｔ％のｎ−ブタノール；１ ．３３ｗｔ％のＡｃｉｄ Ｒｅｄ２７、１．３３ｗｔ
    ％のＤｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ８６、および１．６５
    ｗｔ％のＡｃｉｄ Ｂｌｕｅ９−Ｎａからなる群から選
    ばれる染料；および残余の水； からなることを特徴とする請求項１記載のカラーブリー
    ドの軽減方法。
  13. 【請求項１３】 インクが、本質的に、４ ｗｔ％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシルアミン
    オキサイド；６ ｗｔ％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサデシルアミン
    オキサイド；６ ｗｔ％のペンタンジオール；２ ｗｔ％のｎ−ペンタノール；１ ．３３ｗｔ％のＡｃｉｄ Ｒｅｄ２７、１．３３ｗｔ
    ％のＤｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ８６、および１．６５
    ｗｔ％のＡｃｉｄ Ｂｌｕｅ９−Ｎａからなる群から選
    ばれる染料；および残余の水； からなることを特徴とする請求項１記載のカラーブリー
    ドの軽減方法。
  14. 【請求項１４】 インクが、本質的に、６ ｗｔ％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシルアミン
    オキサイド；２ ｗｔ％のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデ
    セニル）−Ｎ−アミンオキサイド；７ ｗｔ％のペンタンジオール；２ ｗｔ％のｎ−ペンタノール；１ ．３３ｗｔ％のＡｃｉｄ Ｒｅｄ２７、１．３３ｗｔ
    ％のＤｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ８６、および１．６５
    ｗｔ％のＡｃｉｄ Ｂｌｕｅ９−Ｎａからなる群から選
    ばれる染料；および残余の水； からなることを特徴とする請求項１記載のカラーブリー
    ドの軽減方法。
  15. 【請求項１５】 第１のインクを印刷媒体上に印刷し、
    実質上同時に第２のインクを該第１のインクに隣接させ
    て印刷することを含む、サーマルインクジェット印刷に
    採用されるインクのカラーブリードの軽減方法であっ
    て、 各インクが、 （ａ）ビヒクル、および （ｂ）その中に溶解している０．１〜１０ｗｔ％の少な
    くとも１つの水溶性アニオン染料からなり、 前記ビヒクルは、（１）臨界ミセル濃度と少なくとも等
    しい量で存在する、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルア
    ミンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサデシル
    アミンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシ
    ルアミンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９
    −オクタデセニル）−Ｎ−アミンオキサイド、からなる
    群から選ばれる少なくとも１つ、（２）２０ｗｔ％まで
    の、ペンタンジオール、ペンタノール、ブタノールから
    なる群から選ばれる少なくとも１つの有機溶媒、および
    （３）残余の水からなり、 これにより１つの色の他の色による侵入が回避されるこ
    とを特徴とするカラーブリードの軽減方法。
  16. 【請求項１６】 染料が、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ
    ９、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ１８、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ
    Ｒｅｄ２７、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２、Ｃ．
    Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ２３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃ
    ｔ Ｂｌｕｅ１９９、およびＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙ
    ｅｌｌｏｗ８６からなる群から選ばれる水溶性アニオン
    染料であることを特徴とする請求項１５記載のカラーブ
    リードの軽減方法。
  17. 【請求項１７】 アニオン染料が、一価アルカリ土類イ
    オン、ＮＨ4 +、および置換アンモニウム塩からなる群か
    ら選ばれるカチオンに結合されていることを特徴とする
    請求項１５記載のカラーブリードの軽減方法。
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