デキャップが改善された非水性インクジェットインク
本発明は、改善されたデキャップのための非イオン界面活性剤を含む非水性インクジェットインクに関する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は非水性インクジェットインク、特に改善されたデキャップのための界面活性剤入りの非水性インクジェットインクに関する。
【０００２】
インクジェット印刷は、インクの小滴を紙などのプリント媒体上に沈着させて、所望の画像を形成する非衝撃印刷プロセスである。小滴はマイクロプロセッサーによって発生した電気信号に応答してプリントヘッドから噴出する。
【０００３】
インクジェットプリンタは低コストで高品質の印刷を提供する。従って、インクジェットプリンタは、より高価なレーザープリンタなどの他方式のプリンタに代わるポピュラーなプリンタとなっている。
【０００４】
インクジェットインクの重要な属性は「デキャップ」時間である。すなわち、ノズルが休止状態のままであることが可能であるととともに、そのあとで速度の損失も方向を誤ることもなしに滴をなお発射させることが可能である時間である。デキャップは、噴出性能に有害である不揮発性原料の沈着物を後に残すインクビヒクルの蒸発によって少なくともかなりの部分で引き起こされる。
【０００５】
インクビヒクルの主成分として水を含む水性インクジェットインクは、インクジェットノズル上で迅速に乾く傾向があり、したがって、短いデキャップ時間を有する。乾燥を遅らせるために保湿剤が水性インク配合物に添加される。これらの原料がデキャップを多少改善することが可能であるが、デキャップはそれでも望ましくないほど短い。保湿剤の非常に高いレベルの添加は、ほとんどのインクジェット用途に対してインクをあまりにも粘性にさせる傾向がある。
【０００６】
非水性インクジェットインクには類似の問題がある。粘度が低いビヒクル溶媒は迅速に蒸発する傾向があり、揮発性が低い溶媒は、あまりにも粘性である傾向がある。
【０００７】
デキャップ時間がより長いインクジェットインクがなお必要とされている。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，９３２，６３１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３４２，０９４号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２５８，１５５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０２６，４２７号明細書
【特許文献５】米国特許第５，０８６，６９８号明細書
【特許文献６】米国特許第５，１４１，５５６号明細書
【特許文献７】米国特許第６，１６０，３７０号明細書
【特許文献８】米国特許第５，１６９，４３６号明細書
【特許文献９】米国特許第６，４７６，０９６号明細書
【特許文献１０】米国公開特許第２００１／００３２６３Ａ１号明細書
【特許文献１１】米国公開特許第２００２／００５６４０３Ａ１号明細書
【非特許文献１】ＵＳ ＳＩＲＨ１９６７
【非特許文献２】シック（Ｍ．Ｓｈｉｃｋ）著「非イオン界面活性剤（Ｎｏｎｉｏｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ）」、ニューヨークのマーセル・デッカー（Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ））出版、１９６６
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はデキャップ時間が改善された非水性インクジェットインクに関し、上で論じられたように、デキャップ時間はノズルが休止状態のままであることが可能であるとともに、そのあとで小滴の速度、重量、方向または全く悪影響なしに再び発射させることが可能である時間の量である。より長いデキャップ時間が好ましい。というのも、プリントヘッドを「修理する」必要性を低減させることにより、より高い生産性を可能にするからである。
【００１０】
デキャップはビヒクル成分の揮発性に少なくともある程度関連付けられる。ビヒクルに溶解または分散した不揮発性インク成分、特に着色剤は、ビヒクルが蒸発するにつれて溶液または懸濁液から出て来るとともにノズルオリフィス上に沈着する。
【００１１】
ひいては、ビヒクルが（より）遅い蒸発速度を有することが有用である。しかし、ビヒクルがある程度蒸発するとインク残留物の性質も重要である。実質的な量のビヒクルが蒸発した後でさえインクが流体粘性を保持することが可能である場合、より長いデキャップ時間を有する傾向にある。
【００１２】
本発明は、着色剤、非水性ビヒクルおよび有効量の非イオン界面活性剤を含む非水性インクジェットインクを提供することによりデキャップ問題に対処する。
【００１３】
界面活性剤の「有効量」は、界面活性剤のない同じインクと比較した時にデキャップ時間の増加を達成するのに十分な量を意味する。デキャップ時間の増加は、好ましくは少なくとも２０秒、より好ましくは少なくとも３０秒である。デキャップを測定する試験は以下の実施例において提供する。界面活性剤の有効量は、インクの全重量を基準にして典型的には約２〜約２０重量％の範囲内、より典型的には約３〜約１０重量％の範囲内である。
【００１４】
好ましくは、界面活性剤はポリエーテル極性基および／またはポリヒドロキシル極性基を含み、約２７未満、好ましくは約２１未満、より好ましくは約１５未満のＨＬＢを有する。
【００１５】
有効な非水性溶媒の範囲はビヒクル蒸発速度に対する制御を可能にし、適切な界面活性剤レベルの存在が乾いた後のインク沈着物の性質に有利に影響を及ぼすことが考えられる。前述した議論は推論のみであり、本発明の範囲を特定のいかなる作用メカニズムにも決して限定しない。
【００１６】
本発明の他の態様によると、インクの少なくとも１種が上述した非水性インクジェットインクである少なくとも３種の異なる着色インクを含むインクセットが提供される。
【００１７】
本発明のさらに他の態様において、基材上にインクジェット印刷する方法であって、
（ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンタを提供する工程、
（ｂ）印刷しようとする基材を前記プリンタに装填する工程、
（ｃ）上述し以下で更に詳しく説明する非水性インクまたは上述し以下で更に詳しく説明するインクジェットインクセットをプリンタに装填する工程および
（ｄ）デジタルデータ信号に応答してインクまたはインクジェットインクセットを用いて基材上に印刷する工程
を含むことを特徴とする方法が提供される。
【００１８】
本発明のこれらの特徴および利点ならびに他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を読むことから当業者によってより容易に理解されるであろう。別個の実施形態の文脈において上および下で分かりやすくするために記載されている本発明の特定の特徴を単一実施形態における組み合わせでも提供してよいことが理解される。逆に、単一実施形態の文脈において簡略のために記載されている本発明の種々の特徴を別個にまたはあらゆる下位組み合わせでも提供してよい。更に、単数で述べたことは、文脈において特に指示がない限り複数も含んでよい（例えば、「ａ」および「ａｎ」は１つあるいは１つまたは複数を指しうる）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（着色剤）
着色剤は非水性インクビヒクルに可溶性（染料）であるか、または分散（顔料）させることが可能であり、この２つのタイプの混合物を含む。
【００２０】
インクジェット用途のために適する染料は一般に周知されている。こうした染料の代表的な選択は、例えば、（特許文献１）、（特許文献２）および（非特許文献１）において見られる。これらの開示は、あたかも完全に記載されたかのようにすべての目的のために本明細書に引用して援用する。染料の厳密な選択は用途の色再現およびプリント品質の要件に応じて異なる。
【００２１】
有用な染料には、例えば、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８０などのイエロー染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ１、Ｃ．Ｉ．オレンジ３７、Ｃ．Ｉ．オレンジ４０などのオレンジ染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８４、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１００、アシッドレッド９２、リアクティブレッド３１などのレッド染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット２１などのバイオレット染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー１１、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン３などのグリーン染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２９、アシッドブラック１２３などのブラック染料が挙げられる。
【００２２】
本発明の本インク中で用いられる染料のレベルは、印刷された画像に所望の光学密度を与えるのに典型的に必要とされるレベルである。染料レベルは、インクの全重量を基準にして典型的には約０．０１〜約２０重量％、より好ましくは約２〜約１２重量％の範囲内である。
【００２３】
インクジェット用途のために適する顔料も一般に周知されている。こうした顔料の代表的な選択は、例えば（特許文献３）、（特許文献４）、（特許文献５）、（特許文献６）、（特許文献７）および（特許文献８）において見られる。これらの開示は、あたかも完全に記載されたかのようにすべての目的のために本明細書に引用して援用する。顔料の厳密な選択は用途の色再現およびプリント品質の要件に応じて異なる。顔料は、カーボンブラックに基づくものなどのブラックであってもよく、シアン（例えばＰＢ１５：３および１５：４）、マゼンタ（例えばＰＲ１２２および１２３）およびイエロー（例えばＰＹ７４、１２０、１２８および１３９）に基づくもののように着色されていてもよい。
【００２４】
顔料は、伝統的には、分散剤、特に高分子分散剤によって分散液へと安定化される。けれども、最近は、いわゆる「自己分散性」顔料または「自己分散」顔料（以後「ＳＤＰ」）が開発されてきた。名称が示唆するように、ＳＤＰは分散剤なしでビヒクルに分散可能である。
【００２５】
分散液に至るまで顔料を安定化させる分散剤は効率のゆえに好ましくは高分子である。非水性顔料分散液のために典型的な分散剤の例には、「ディスパーバイク（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）」（米国のビーワイケー−ケミー（ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉ（ＵＳＡ））、「ソルスパース（Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ）」（アベシア（Ａｖｅｃｉａ））および「エフカ（ＥＦＫＡ）」（エフカ・ケミカルズ（ＥＦＫＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）高分子分散剤という商品名で販売されている分散剤が挙げられが、それらに限定されない。
【００２６】
上で示したように、適する顔料は自己分散顔料も含む。水性インクのためのＳＤＰは周知されている。非水性インクのためのＳＤＰも知られており、例えば、米国特許公報（特許文献９）、米国特許公報（特許文献１０）および米国特許公報（特許文献１１）に記載されたＳＤＰが挙げられる。これらの開示は、あたかも完全に記載されたかのようにすべての目的のために本明細書に引用して援用する。
【００２７】
最大の色の濃さおよび良好な噴出のために小さい顔料粒子を用いることが望ましい。粒子サイズは、一般には約０．００５マイクロメートル〜約１５マイクロメートルの範囲内、典型的には約０．００５マイクロメートル〜約１マイクロメートルの範囲内であり、好ましくは約０．００５マイクロメートル〜約０．５マイクロメートルであり、より好ましくは約０．０１〜約０．３マイクロメートルの範囲内である。
【００２８】
本発明の本インク中で用いられる顔料のレベルは、印刷された画像に所望の光学密度を与えるのに典型的に必要とされるレベルである。顔料レベルは、インクの全重量を基準にして典型的には約０．０１〜約１０重量％、より好ましくは約２〜約８重量％の範囲内である。
【００２９】
分散剤を用いる時、分散剤は、典型的には約２：１〜約１：２の範囲の顔料対分散剤重量比で存在する。
【００３０】
（非水性ビヒクル）
「非水性ビヒクル」は、実質的に溶媒が極性または非極性であることが可能である非水性溶媒または溶媒の混合物からなる液体を意味する。本発明のインク中で用いるために適する溶媒には、アルコール、エステル、ケトン、エーテルならびに脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素が挙げられる。
【００３１】
溶媒の相対的蒸発速度（ＥＲ）は、指定値１．０である標準酢酸ｎ−ブチルと比較して決定される。この標準より遅く蒸発する溶媒は１．０未満のＥＲを受ける。例えば、ジプロピレングリコールブチルエーテル（例えば「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰｎＢ）は０．００４のＥＲを有する。好ましい溶媒は、約０．００４〜約１．０の間のＥＲの値を有する。より高いＥＲ値を有する溶媒は、より低いＥＲの溶媒とビヒクルにおいて組み合わせた時に特に有用である。蒸発速度データおよび試験に関する情報源は、アーコ（Ａｒｃｏ）、ダウ（Ｄｏｗ）、本願特許出願人、イーストマン（Ｅａｓｔｍａｎ）およびエクソン（Ｅｘｘｏｎ）の製品パンフレットならびにＡＳＴＭ試験方法Ｄ３５３９を含む。
【００３２】
好ましい溶媒には、モノプロピレングリコール、ジプロピレングリコールおよびトリプロピレングリコールのモノメチルエーテルなどのグリコールおよびポリグリコールのモノアルキルエーテルおよびジアルキルエーテル、およびエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびトリエチレングリコールのモノ−ｎ−ブチルエーテル、少なくとも６個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素、ならびに精油所の蒸留製品および副生物を含むそれらの混合物、ならびにアルキルアセテートエステルおよびそれらの組み合わせが挙げられが、それらに限定されない。
【００３３】
水を非水性ビヒクルに故意に添加しない時でさえ、偶発的な多少の水が配合物に入り込む場合があるが、これはインクの全重量を基準にして一般には約２〜４重量％以下であろう。定義により、本発明の非水性インクは、インクの全重量を基準にして約５重量％以下の水、好ましくは約３重量％以下の水を有する。
【００３４】
インク中の非水性ビヒクルの量は、インクの全重量を基準にして典型的には約７０〜約９９重量％、好ましくは約８０〜約９９重量％の範囲内である。
【００３５】
（界面活性剤）
「界面活性剤」は、表面および界面で吸収する傾向がある材料である表面−活性剤に関する略語である。界面活性剤分子は、典型的には少なくとも１個の「非極性」部分および少なくとも１個の「極性」部分からなる。非極性炭化水素部分は、通常は油または溶媒可溶性（親液性）であり、直鎖または分岐のアルキル鎖、アリール鎖またはアルキルアリール鎖を含んでもよい。界面活性剤の非極性部分は、好ましくはポリジメチルシロキサン基もフッ素化も実質的に含まない。換言すると、界面活性剤は、「シリコーン」界面活性剤および「フルオロ」界面活性剤と一般に呼ばれるもの以外である。界面活性剤の極性部分は、一般にはイオン性または非イオン性であることが可能であるが、極性非イオン基、好ましくはポリエーテル極性基および／またはポリヒドロキシル極性基、より好ましくは（ポリ）アルキレンオキシド基、特に（ポリ）エチレンオキシド基に本発明の目的のために限定される。極性基および非極性基のサイズおよび相対的割合は界面活性剤の特性を決定する。
【００３６】
界面活性剤の極性部分および非極性部分の相対的割合の１つの目安は、親水親油バランス（ＨＬＢ）と呼ばれる量によって示される。ＨＬＢは非極性含有率の高い界面活性剤が低いＨＬＢ値を有し、非極性含有率の低い界面活性剤が高いＨＬＢ値を有する相対尺度に関する実験値である。ＨＬＢの決定は種々の技術によって計算され、界面活性剤供給業者の製品パンフレットおよび標準界面活性剤テキストを含む多くの情報源から入手できる。本発明の目的において、ＨＬＢは、（非特許文献２）（その関連した開示は、あたかも完全に記載されたかのようにすべての目的のために本明細書に引用して援用する）に記載された（Ｅ＋Ｐ）／５の関係を用いて計算することが可能である。この式において、ＥおよびＰは、それぞれ重量％オキシエチレンおよびポリオールである。
【００３７】
有用な非イオン界面活性剤は以下のクラスの材料によって例示される。ポリオキシエチレンアルキルフェノール、ポリオキシエチレンアルコール、脂肪酸のポリオキシエチレンエステル、ポリオール、ポリアルキレンオキシドブロックコポリマー。ＨＬＢは、好ましくは約２７未満、より好ましくは約２１未満、なおより好ましくは約１５未満である。
【００３８】
本発明のインク中の界面活性剤の量は前に定義されたように有効量であるのがよい。好ましくは、その量は、インクの全重量を基準にして約２〜２０重量％、好ましくは約３〜約１０重量％である。
【００３９】
（他の原料）
他の原料がインクの噴出性、粘度および他の望ましい特性を妨げない範囲で他の原料を本発明のインクに配合してもよい。こうした他の原料は、一般に技術上周知されており、必要に応じてインク組成物の種々の特性または機能を改善するために発泡防止剤、光安定剤および粘度調整剤などの１つまたは複数を含む。
【００４０】
各原料の量は適切に決定されなければならないが、インクの全重量を基準にして典型的には約０．１〜約１５重量％、より典型的には約０．２〜約１０重量％の範囲内である。
【００４１】
結合剤も用いてよく、結合剤は、顔料の粘着力を改善するためにインクに添加された可溶性ポリマーまたは分散したポリマーであることが可能である。用いることが可能であるポリマーの非限定的な例には、ポリエステル、ポリスチレン／アクリレート、スルホネート化ポリエステル、ポリウレタンおよびポリイミドなどが挙げられる。可溶性ポリマーが存在する時、可溶性ポリマーは、インクの最終重量を基準にして少なくとも約０．３％、好ましくは少なくとも０．６％のレベルで有利に用いられる。インク粘度または他の周知された物理的限界が上限を決定する。
【００４２】
（インクの特性）
ジェット速度、滴サイズおよび安定性は、インクの表面張力および粘度によって大幅に影響を受ける。インクジェットインクは、２５℃で典型的には約２０ダイン／ｃｍ〜約６０ダイン／ｃｍの範囲内の表面張力を有する。粘度は２５℃で約３０ｃＰほどに高いことが可能であるが、典型的には幾分低下する。インクは、広範囲の噴出条件、例えば、ピエゾエレメントの駆動周波数、またはサーマルヘッドのための噴出条件あるいはノズルの形状およびサイズと適合する物理的特性を有する。本発明のインクは、インクジェット装置において著しい程度に目詰まりしないように長期間にわたって優れた貯蔵安定性を有するのがよい。更に、本発明のインクは、本発明のインクが接触することになるインクジェット印刷デバイスの構造の材料を変質させるべきでなく、本質的に無臭で無毒であるべきである。
【００４３】
特定のいかなる粘度範囲にもプリントヘッドにも限定されないけれども、本発明インクは、小滴体積、例えば１０ｐＬ未満を噴出するプリントヘッドによって必要とされる用途などのより低い粘度の用途に特に適合する。従って、本発明インクの（２５℃での）粘度は、約７ｃＰ未満、好ましくは約５ｃＰ未満、最も有利には約３．５ｃＰ未満であることが可能である。
【００４４】
（基材）
本発明は、普通電子写真コピー紙などの普通紙上での印刷のために特に有利である。
【実施例】
【００４５】
商品名によるこれらの実施例に関連した原料の幾つかは次の通りである。
【００４６】
【表１】
【００４７】
（顔料分散液の調製）
以下の表の処方により分散液ＡおよびＢのスラリーを調製し、その後、０．６〜０．８ｍｍのジルコニア媒体により媒体ミル内で混練した。ディスパーバイク（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）（登録商標）２０００およびディスパーバイク（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）（登録商標）１６１はビーワイケーケミー（Ｂｙｋ Ｃｈｅｍｉｅ）から入手できる分散剤である。
【００４８】
【表２】
【００４９】
所望の終点まで混練後、媒体を分離し、溶媒を添加して最終顔料濃度を２０．０重量％に調節した。超低粘度アダプター（ＵＬＡ）が装着されたブルックフィールド粘度計を用いて粘度を２５℃で測定した。「ミクロトラック（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ）」ＵＰＡ１５０を用いて粒子サイズを測定した。
【００５０】
（実施例１）
分散液ＡおよびＢから調製されたインク配合物を以下の表に示している。表に示した添加剤を添加し、その後、溶媒で希釈して、全インク重量を基準にして４．９重量％の顔料濃度をもたらすことにより各インクを調製した。
【００５１】
【表３】
【００５２】
試験の前に２．０マイクロメートルのフィルタを通してすべてのインクを濾過した。試験中にサービスステーションで蓋されず、拭われず、発射されない、非修理モードにおいてペンを操作するソフトウェアを備えた「エプソン（Ｅｐｓｏｎ）」８５０プリンタのブラックプリントヘッドを用いてデキャップ時間を測定した。時間（秒）の種々の長さにわたり休止したままであった後、普通紙上に印刷された隣接線の垂直列の存否によってデキャップ時間を評価した。印刷を再開すると所定のインクが垂直線プリントの著しい減少または不在を示した時間をデキャップ時間の目安として採用した。インク１Ａおよび１Ｂは、それぞれ０．０２（「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰＭ）および０．００４（「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰｎＭ）の相対蒸発速度の溶媒を有する対照インクである。インク１１および１２に関するデキャップ時間は、非イオン界面活性剤の添加による、より揮発性の対照インク１Ａのデキャップ時間への改善を示している。
【００５３】
（実施例２）
ポリエチレンイミン（ノズルプレート材料）シート上にインクの小滴（〜１μＬ）を置き、約３５℃で小滴の経時的な粘性を観察することにより、ペン／ノズル−空気界面でのインクの粘性、例えば空気に長く曝されると流体のままであるインクの傾向を試験した。試験したインク組成物および行われた観察を以下の表に示している。以下の尺度を用いて各小滴の粘性を評価した。「Ｄ」−完全に乾燥した、「Ｓ」−半固体、濃いが完全には乾燥していない、「Ｌ」−インクの初期粘性に似た液体および「ｖＬ」−粘性液であるが半固体ではない。
【００５４】
【表４】
【００５５】
対照インク２Ａおよび２Ｂに関する結果は実施例１のデキャップ試験の結果と一致した。インク２Ａが固体沈着物に迅速に乾燥した（ＥＲ＝０．０２、「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰＭ溶媒）一方で、インク２Ｂは、より低い界面活性剤含有率（５％）および最長時間（２１０分）を除き、液体のままであった（ＥＲ＝０．００４、「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰｎＢ溶媒）。
【００５６】
インク２１〜２７は、より長い時間までインクの液体粘性を延ばす、５重量％および１０重量％での界面活性剤の有益な影響を実証している。これは、空気への長い暴露にわたって改善された噴出性を見込んでおり、プラグが生じ始めた場合にノズル開口をきれいにするのをより容易にする。
【００５７】
実施例２の非イオン界面活性剤の更なる試験は、乾燥沈着物から液体様残留物への粘性の変化が界面活性剤に応じて非イオン界面活性剤レベルの範囲（例えば２〜５重量％）にわたって起きることを示した。各場合、必要とされるレベルは当業者によって容易に決定されるであろう。
【００５８】
本発明の添加剤がインクの大部分の蒸発速度に影響を及ぼすか否かを決定するために蒸発速度の測定も選択されたインクで行った。蒸発質量損失をインク空気界面の等面積上で２７℃で経時的に測定した。その結果は、本発明によって考慮された界面活性剤添加剤がビヒクルの大部分の蒸発速度を落とさないことを示している。従って、増加したデキャップは乾燥時間を犠牲にせずに得られる。
【００５９】
（実施例３）
実施例２に記載された方法を用いて、非表面活性（短鎖）アルコール、ジオールおよびグリコールならびにイオン界面活性剤を含む一定範囲の他の原料を評価した。サンプルインクは、２グラムの分散液Ａ、５．５グラムの「ドワノール（Ｄｏｗｎｏｌ）」ＤＰＭおよび試験原料の各々０．７５グラム（特に指示がないかぎり１２重量％）を含んでいた。各インクの小滴（〜１μＬ）をポリエチレンイミンの小さい細片上に置き、粘性を２５℃および３５℃で経時的に評価した。粘性評価を以下の表でまとめている。各インクは試験原料によって特定される。
【００６０】
【表５】
【００６１】
一般に、界面活性剤でない材料であるアルコール、グリコールまたはジオールおよびポリエチレングリコールは乾燥するか、または半固体残留物になる。同様に、「ドウファックス（Ｄｏｗｆａｘ）」（登録商標）８３９０アニオン界面活性剤、「シルウェット（Ｓｉｌｗｅｔ）」（登録商標）シリコーン界面活性剤および「ゾニル（Ｚｏｎｙｌ）」（登録商標）フルオロ界面活性剤も空気に曝されると乾燥残留物を形成した。それに反して、本発明によって考慮されているものなどのエトキシル化非イオン界面活性剤は、空気に曝されると、より流体の残留物をもたらす。
【００６２】
（実施例４）
ＨＬＢの一定範囲を含む非イオン界面活性剤の選択および２種のアニオン界面活性剤対照も実施例３のように試験した。各界面活性剤のレベルは１０重量％であった。試験を２５℃で行った。
【００６３】
【表６】
【００６４】
一般に、ＨＬＢがより高い非イオン界面活性剤は粘性が好ましくない、すなわち半固体または完全に乾いた沈着物を形成する傾向にある。
【００６５】
（実施例５）
この実施例は、可溶性着色剤ソルベントレッド１２２染料による本発明を実証している。インク配合物を以下の表の処方により調製した。前のように、各インクの小滴（〜１μＬ）をポリエチレンイミンの小さい細片上に置き、前に記載された尺度を用いて２５℃粘性を経時的に評価した。
【００６６】
【表７】
【００６７】
結果は分散した着色剤で見出されたものと一致している。すなわち、非イオン界面活性剤の添加は乾燥沈着物または半固体沈着物の形成を遅らせるか、または阻止する。
【背景技術】
【０００１】
本発明は非水性インクジェットインク、特に改善されたデキャップのための界面活性剤入りの非水性インクジェットインクに関する。
【０００２】
インクジェット印刷は、インクの小滴を紙などのプリント媒体上に沈着させて、所望の画像を形成する非衝撃印刷プロセスである。小滴はマイクロプロセッサーによって発生した電気信号に応答してプリントヘッドから噴出する。
【０００３】
インクジェットプリンタは低コストで高品質の印刷を提供する。従って、インクジェットプリンタは、より高価なレーザープリンタなどの他方式のプリンタに代わるポピュラーなプリンタとなっている。
【０００４】
インクジェットインクの重要な属性は「デキャップ」時間である。すなわち、ノズルが休止状態のままであることが可能であるととともに、そのあとで速度の損失も方向を誤ることもなしに滴をなお発射させることが可能である時間である。デキャップは、噴出性能に有害である不揮発性原料の沈着物を後に残すインクビヒクルの蒸発によって少なくともかなりの部分で引き起こされる。
【０００５】
インクビヒクルの主成分として水を含む水性インクジェットインクは、インクジェットノズル上で迅速に乾く傾向があり、したがって、短いデキャップ時間を有する。乾燥を遅らせるために保湿剤が水性インク配合物に添加される。これらの原料がデキャップを多少改善することが可能であるが、デキャップはそれでも望ましくないほど短い。保湿剤の非常に高いレベルの添加は、ほとんどのインクジェット用途に対してインクをあまりにも粘性にさせる傾向がある。
【０００６】
非水性インクジェットインクには類似の問題がある。粘度が低いビヒクル溶媒は迅速に蒸発する傾向があり、揮発性が低い溶媒は、あまりにも粘性である傾向がある。
【０００７】
デキャップ時間がより長いインクジェットインクがなお必要とされている。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，９３２，６３１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３４２，０９４号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２５８，１５５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０２６，４２７号明細書
【特許文献５】米国特許第５，０８６，６９８号明細書
【特許文献６】米国特許第５，１４１，５５６号明細書
【特許文献７】米国特許第６，１６０，３７０号明細書
【特許文献８】米国特許第５，１６９，４３６号明細書
【特許文献９】米国特許第６，４７６，０９６号明細書
【特許文献１０】米国公開特許第２００１／００３２６３Ａ１号明細書
【特許文献１１】米国公開特許第２００２／００５６４０３Ａ１号明細書
【非特許文献１】ＵＳ ＳＩＲＨ１９６７
【非特許文献２】シック（Ｍ．Ｓｈｉｃｋ）著「非イオン界面活性剤（Ｎｏｎｉｏｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ）」、ニューヨークのマーセル・デッカー（Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ））出版、１９６６
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はデキャップ時間が改善された非水性インクジェットインクに関し、上で論じられたように、デキャップ時間はノズルが休止状態のままであることが可能であるとともに、そのあとで小滴の速度、重量、方向または全く悪影響なしに再び発射させることが可能である時間の量である。より長いデキャップ時間が好ましい。というのも、プリントヘッドを「修理する」必要性を低減させることにより、より高い生産性を可能にするからである。
【００１０】
デキャップはビヒクル成分の揮発性に少なくともある程度関連付けられる。ビヒクルに溶解または分散した不揮発性インク成分、特に着色剤は、ビヒクルが蒸発するにつれて溶液または懸濁液から出て来るとともにノズルオリフィス上に沈着する。
【００１１】
ひいては、ビヒクルが（より）遅い蒸発速度を有することが有用である。しかし、ビヒクルがある程度蒸発するとインク残留物の性質も重要である。実質的な量のビヒクルが蒸発した後でさえインクが流体粘性を保持することが可能である場合、より長いデキャップ時間を有する傾向にある。
【００１２】
本発明は、着色剤、非水性ビヒクルおよび有効量の非イオン界面活性剤を含む非水性インクジェットインクを提供することによりデキャップ問題に対処する。
【００１３】
界面活性剤の「有効量」は、界面活性剤のない同じインクと比較した時にデキャップ時間の増加を達成するのに十分な量を意味する。デキャップ時間の増加は、好ましくは少なくとも２０秒、より好ましくは少なくとも３０秒である。デキャップを測定する試験は以下の実施例において提供する。界面活性剤の有効量は、インクの全重量を基準にして典型的には約２〜約２０重量％の範囲内、より典型的には約３〜約１０重量％の範囲内である。
【００１４】
好ましくは、界面活性剤はポリエーテル極性基および／またはポリヒドロキシル極性基を含み、約２７未満、好ましくは約２１未満、より好ましくは約１５未満のＨＬＢを有する。
【００１５】
有効な非水性溶媒の範囲はビヒクル蒸発速度に対する制御を可能にし、適切な界面活性剤レベルの存在が乾いた後のインク沈着物の性質に有利に影響を及ぼすことが考えられる。前述した議論は推論のみであり、本発明の範囲を特定のいかなる作用メカニズムにも決して限定しない。
【００１６】
本発明の他の態様によると、インクの少なくとも１種が上述した非水性インクジェットインクである少なくとも３種の異なる着色インクを含むインクセットが提供される。
【００１７】
本発明のさらに他の態様において、基材上にインクジェット印刷する方法であって、
（ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンタを提供する工程、
（ｂ）印刷しようとする基材を前記プリンタに装填する工程、
（ｃ）上述し以下で更に詳しく説明する非水性インクまたは上述し以下で更に詳しく説明するインクジェットインクセットをプリンタに装填する工程および
（ｄ）デジタルデータ信号に応答してインクまたはインクジェットインクセットを用いて基材上に印刷する工程
を含むことを特徴とする方法が提供される。
【００１８】
本発明のこれらの特徴および利点ならびに他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を読むことから当業者によってより容易に理解されるであろう。別個の実施形態の文脈において上および下で分かりやすくするために記載されている本発明の特定の特徴を単一実施形態における組み合わせでも提供してよいことが理解される。逆に、単一実施形態の文脈において簡略のために記載されている本発明の種々の特徴を別個にまたはあらゆる下位組み合わせでも提供してよい。更に、単数で述べたことは、文脈において特に指示がない限り複数も含んでよい（例えば、「ａ」および「ａｎ」は１つあるいは１つまたは複数を指しうる）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（着色剤）
着色剤は非水性インクビヒクルに可溶性（染料）であるか、または分散（顔料）させることが可能であり、この２つのタイプの混合物を含む。
【００２０】
インクジェット用途のために適する染料は一般に周知されている。こうした染料の代表的な選択は、例えば、（特許文献１）、（特許文献２）および（非特許文献１）において見られる。これらの開示は、あたかも完全に記載されたかのようにすべての目的のために本明細書に引用して援用する。染料の厳密な選択は用途の色再現およびプリント品質の要件に応じて異なる。
【００２１】
有用な染料には、例えば、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８０などのイエロー染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ１、Ｃ．Ｉ．オレンジ３７、Ｃ．Ｉ．オレンジ４０などのオレンジ染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８４、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１００、アシッドレッド９２、リアクティブレッド３１などのレッド染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット２１などのバイオレット染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー１１、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン３などのグリーン染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２９、アシッドブラック１２３などのブラック染料が挙げられる。
【００２２】
本発明の本インク中で用いられる染料のレベルは、印刷された画像に所望の光学密度を与えるのに典型的に必要とされるレベルである。染料レベルは、インクの全重量を基準にして典型的には約０．０１〜約２０重量％、より好ましくは約２〜約１２重量％の範囲内である。
【００２３】
インクジェット用途のために適する顔料も一般に周知されている。こうした顔料の代表的な選択は、例えば（特許文献３）、（特許文献４）、（特許文献５）、（特許文献６）、（特許文献７）および（特許文献８）において見られる。これらの開示は、あたかも完全に記載されたかのようにすべての目的のために本明細書に引用して援用する。顔料の厳密な選択は用途の色再現およびプリント品質の要件に応じて異なる。顔料は、カーボンブラックに基づくものなどのブラックであってもよく、シアン（例えばＰＢ１５：３および１５：４）、マゼンタ（例えばＰＲ１２２および１２３）およびイエロー（例えばＰＹ７４、１２０、１２８および１３９）に基づくもののように着色されていてもよい。
【００２４】
顔料は、伝統的には、分散剤、特に高分子分散剤によって分散液へと安定化される。けれども、最近は、いわゆる「自己分散性」顔料または「自己分散」顔料（以後「ＳＤＰ」）が開発されてきた。名称が示唆するように、ＳＤＰは分散剤なしでビヒクルに分散可能である。
【００２５】
分散液に至るまで顔料を安定化させる分散剤は効率のゆえに好ましくは高分子である。非水性顔料分散液のために典型的な分散剤の例には、「ディスパーバイク（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）」（米国のビーワイケー−ケミー（ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉ（ＵＳＡ））、「ソルスパース（Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ）」（アベシア（Ａｖｅｃｉａ））および「エフカ（ＥＦＫＡ）」（エフカ・ケミカルズ（ＥＦＫＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）高分子分散剤という商品名で販売されている分散剤が挙げられが、それらに限定されない。
【００２６】
上で示したように、適する顔料は自己分散顔料も含む。水性インクのためのＳＤＰは周知されている。非水性インクのためのＳＤＰも知られており、例えば、米国特許公報（特許文献９）、米国特許公報（特許文献１０）および米国特許公報（特許文献１１）に記載されたＳＤＰが挙げられる。これらの開示は、あたかも完全に記載されたかのようにすべての目的のために本明細書に引用して援用する。
【００２７】
最大の色の濃さおよび良好な噴出のために小さい顔料粒子を用いることが望ましい。粒子サイズは、一般には約０．００５マイクロメートル〜約１５マイクロメートルの範囲内、典型的には約０．００５マイクロメートル〜約１マイクロメートルの範囲内であり、好ましくは約０．００５マイクロメートル〜約０．５マイクロメートルであり、より好ましくは約０．０１〜約０．３マイクロメートルの範囲内である。
【００２８】
本発明の本インク中で用いられる顔料のレベルは、印刷された画像に所望の光学密度を与えるのに典型的に必要とされるレベルである。顔料レベルは、インクの全重量を基準にして典型的には約０．０１〜約１０重量％、より好ましくは約２〜約８重量％の範囲内である。
【００２９】
分散剤を用いる時、分散剤は、典型的には約２：１〜約１：２の範囲の顔料対分散剤重量比で存在する。
【００３０】
（非水性ビヒクル）
「非水性ビヒクル」は、実質的に溶媒が極性または非極性であることが可能である非水性溶媒または溶媒の混合物からなる液体を意味する。本発明のインク中で用いるために適する溶媒には、アルコール、エステル、ケトン、エーテルならびに脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素が挙げられる。
【００３１】
溶媒の相対的蒸発速度（ＥＲ）は、指定値１．０である標準酢酸ｎ−ブチルと比較して決定される。この標準より遅く蒸発する溶媒は１．０未満のＥＲを受ける。例えば、ジプロピレングリコールブチルエーテル（例えば「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰｎＢ）は０．００４のＥＲを有する。好ましい溶媒は、約０．００４〜約１．０の間のＥＲの値を有する。より高いＥＲ値を有する溶媒は、より低いＥＲの溶媒とビヒクルにおいて組み合わせた時に特に有用である。蒸発速度データおよび試験に関する情報源は、アーコ（Ａｒｃｏ）、ダウ（Ｄｏｗ）、本願特許出願人、イーストマン（Ｅａｓｔｍａｎ）およびエクソン（Ｅｘｘｏｎ）の製品パンフレットならびにＡＳＴＭ試験方法Ｄ３５３９を含む。
【００３２】
好ましい溶媒には、モノプロピレングリコール、ジプロピレングリコールおよびトリプロピレングリコールのモノメチルエーテルなどのグリコールおよびポリグリコールのモノアルキルエーテルおよびジアルキルエーテル、およびエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびトリエチレングリコールのモノ−ｎ−ブチルエーテル、少なくとも６個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素、ならびに精油所の蒸留製品および副生物を含むそれらの混合物、ならびにアルキルアセテートエステルおよびそれらの組み合わせが挙げられが、それらに限定されない。
【００３３】
水を非水性ビヒクルに故意に添加しない時でさえ、偶発的な多少の水が配合物に入り込む場合があるが、これはインクの全重量を基準にして一般には約２〜４重量％以下であろう。定義により、本発明の非水性インクは、インクの全重量を基準にして約５重量％以下の水、好ましくは約３重量％以下の水を有する。
【００３４】
インク中の非水性ビヒクルの量は、インクの全重量を基準にして典型的には約７０〜約９９重量％、好ましくは約８０〜約９９重量％の範囲内である。
【００３５】
（界面活性剤）
「界面活性剤」は、表面および界面で吸収する傾向がある材料である表面−活性剤に関する略語である。界面活性剤分子は、典型的には少なくとも１個の「非極性」部分および少なくとも１個の「極性」部分からなる。非極性炭化水素部分は、通常は油または溶媒可溶性（親液性）であり、直鎖または分岐のアルキル鎖、アリール鎖またはアルキルアリール鎖を含んでもよい。界面活性剤の非極性部分は、好ましくはポリジメチルシロキサン基もフッ素化も実質的に含まない。換言すると、界面活性剤は、「シリコーン」界面活性剤および「フルオロ」界面活性剤と一般に呼ばれるもの以外である。界面活性剤の極性部分は、一般にはイオン性または非イオン性であることが可能であるが、極性非イオン基、好ましくはポリエーテル極性基および／またはポリヒドロキシル極性基、より好ましくは（ポリ）アルキレンオキシド基、特に（ポリ）エチレンオキシド基に本発明の目的のために限定される。極性基および非極性基のサイズおよび相対的割合は界面活性剤の特性を決定する。
【００３６】
界面活性剤の極性部分および非極性部分の相対的割合の１つの目安は、親水親油バランス（ＨＬＢ）と呼ばれる量によって示される。ＨＬＢは非極性含有率の高い界面活性剤が低いＨＬＢ値を有し、非極性含有率の低い界面活性剤が高いＨＬＢ値を有する相対尺度に関する実験値である。ＨＬＢの決定は種々の技術によって計算され、界面活性剤供給業者の製品パンフレットおよび標準界面活性剤テキストを含む多くの情報源から入手できる。本発明の目的において、ＨＬＢは、（非特許文献２）（その関連した開示は、あたかも完全に記載されたかのようにすべての目的のために本明細書に引用して援用する）に記載された（Ｅ＋Ｐ）／５の関係を用いて計算することが可能である。この式において、ＥおよびＰは、それぞれ重量％オキシエチレンおよびポリオールである。
【００３７】
有用な非イオン界面活性剤は以下のクラスの材料によって例示される。ポリオキシエチレンアルキルフェノール、ポリオキシエチレンアルコール、脂肪酸のポリオキシエチレンエステル、ポリオール、ポリアルキレンオキシドブロックコポリマー。ＨＬＢは、好ましくは約２７未満、より好ましくは約２１未満、なおより好ましくは約１５未満である。
【００３８】
本発明のインク中の界面活性剤の量は前に定義されたように有効量であるのがよい。好ましくは、その量は、インクの全重量を基準にして約２〜２０重量％、好ましくは約３〜約１０重量％である。
【００３９】
（他の原料）
他の原料がインクの噴出性、粘度および他の望ましい特性を妨げない範囲で他の原料を本発明のインクに配合してもよい。こうした他の原料は、一般に技術上周知されており、必要に応じてインク組成物の種々の特性または機能を改善するために発泡防止剤、光安定剤および粘度調整剤などの１つまたは複数を含む。
【００４０】
各原料の量は適切に決定されなければならないが、インクの全重量を基準にして典型的には約０．１〜約１５重量％、より典型的には約０．２〜約１０重量％の範囲内である。
【００４１】
結合剤も用いてよく、結合剤は、顔料の粘着力を改善するためにインクに添加された可溶性ポリマーまたは分散したポリマーであることが可能である。用いることが可能であるポリマーの非限定的な例には、ポリエステル、ポリスチレン／アクリレート、スルホネート化ポリエステル、ポリウレタンおよびポリイミドなどが挙げられる。可溶性ポリマーが存在する時、可溶性ポリマーは、インクの最終重量を基準にして少なくとも約０．３％、好ましくは少なくとも０．６％のレベルで有利に用いられる。インク粘度または他の周知された物理的限界が上限を決定する。
【００４２】
（インクの特性）
ジェット速度、滴サイズおよび安定性は、インクの表面張力および粘度によって大幅に影響を受ける。インクジェットインクは、２５℃で典型的には約２０ダイン／ｃｍ〜約６０ダイン／ｃｍの範囲内の表面張力を有する。粘度は２５℃で約３０ｃＰほどに高いことが可能であるが、典型的には幾分低下する。インクは、広範囲の噴出条件、例えば、ピエゾエレメントの駆動周波数、またはサーマルヘッドのための噴出条件あるいはノズルの形状およびサイズと適合する物理的特性を有する。本発明のインクは、インクジェット装置において著しい程度に目詰まりしないように長期間にわたって優れた貯蔵安定性を有するのがよい。更に、本発明のインクは、本発明のインクが接触することになるインクジェット印刷デバイスの構造の材料を変質させるべきでなく、本質的に無臭で無毒であるべきである。
【００４３】
特定のいかなる粘度範囲にもプリントヘッドにも限定されないけれども、本発明インクは、小滴体積、例えば１０ｐＬ未満を噴出するプリントヘッドによって必要とされる用途などのより低い粘度の用途に特に適合する。従って、本発明インクの（２５℃での）粘度は、約７ｃＰ未満、好ましくは約５ｃＰ未満、最も有利には約３．５ｃＰ未満であることが可能である。
【００４４】
（基材）
本発明は、普通電子写真コピー紙などの普通紙上での印刷のために特に有利である。
【実施例】
【００４５】
商品名によるこれらの実施例に関連した原料の幾つかは次の通りである。
【００４６】
【表１】
【００４７】
（顔料分散液の調製）
以下の表の処方により分散液ＡおよびＢのスラリーを調製し、その後、０．６〜０．８ｍｍのジルコニア媒体により媒体ミル内で混練した。ディスパーバイク（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）（登録商標）２０００およびディスパーバイク（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）（登録商標）１６１はビーワイケーケミー（Ｂｙｋ Ｃｈｅｍｉｅ）から入手できる分散剤である。
【００４８】
【表２】
【００４９】
所望の終点まで混練後、媒体を分離し、溶媒を添加して最終顔料濃度を２０．０重量％に調節した。超低粘度アダプター（ＵＬＡ）が装着されたブルックフィールド粘度計を用いて粘度を２５℃で測定した。「ミクロトラック（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ）」ＵＰＡ１５０を用いて粒子サイズを測定した。
【００５０】
（実施例１）
分散液ＡおよびＢから調製されたインク配合物を以下の表に示している。表に示した添加剤を添加し、その後、溶媒で希釈して、全インク重量を基準にして４．９重量％の顔料濃度をもたらすことにより各インクを調製した。
【００５１】
【表３】
【００５２】
試験の前に２．０マイクロメートルのフィルタを通してすべてのインクを濾過した。試験中にサービスステーションで蓋されず、拭われず、発射されない、非修理モードにおいてペンを操作するソフトウェアを備えた「エプソン（Ｅｐｓｏｎ）」８５０プリンタのブラックプリントヘッドを用いてデキャップ時間を測定した。時間（秒）の種々の長さにわたり休止したままであった後、普通紙上に印刷された隣接線の垂直列の存否によってデキャップ時間を評価した。印刷を再開すると所定のインクが垂直線プリントの著しい減少または不在を示した時間をデキャップ時間の目安として採用した。インク１Ａおよび１Ｂは、それぞれ０．０２（「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰＭ）および０．００４（「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰｎＭ）の相対蒸発速度の溶媒を有する対照インクである。インク１１および１２に関するデキャップ時間は、非イオン界面活性剤の添加による、より揮発性の対照インク１Ａのデキャップ時間への改善を示している。
【００５３】
（実施例２）
ポリエチレンイミン（ノズルプレート材料）シート上にインクの小滴（〜１μＬ）を置き、約３５℃で小滴の経時的な粘性を観察することにより、ペン／ノズル−空気界面でのインクの粘性、例えば空気に長く曝されると流体のままであるインクの傾向を試験した。試験したインク組成物および行われた観察を以下の表に示している。以下の尺度を用いて各小滴の粘性を評価した。「Ｄ」−完全に乾燥した、「Ｓ」−半固体、濃いが完全には乾燥していない、「Ｌ」−インクの初期粘性に似た液体および「ｖＬ」−粘性液であるが半固体ではない。
【００５４】
【表４】
【００５５】
対照インク２Ａおよび２Ｂに関する結果は実施例１のデキャップ試験の結果と一致した。インク２Ａが固体沈着物に迅速に乾燥した（ＥＲ＝０．０２、「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰＭ溶媒）一方で、インク２Ｂは、より低い界面活性剤含有率（５％）および最長時間（２１０分）を除き、液体のままであった（ＥＲ＝０．００４、「ドワノール（Ｄｏｗａｎｏｌ）」ＤＰｎＢ溶媒）。
【００５６】
インク２１〜２７は、より長い時間までインクの液体粘性を延ばす、５重量％および１０重量％での界面活性剤の有益な影響を実証している。これは、空気への長い暴露にわたって改善された噴出性を見込んでおり、プラグが生じ始めた場合にノズル開口をきれいにするのをより容易にする。
【００５７】
実施例２の非イオン界面活性剤の更なる試験は、乾燥沈着物から液体様残留物への粘性の変化が界面活性剤に応じて非イオン界面活性剤レベルの範囲（例えば２〜５重量％）にわたって起きることを示した。各場合、必要とされるレベルは当業者によって容易に決定されるであろう。
【００５８】
本発明の添加剤がインクの大部分の蒸発速度に影響を及ぼすか否かを決定するために蒸発速度の測定も選択されたインクで行った。蒸発質量損失をインク空気界面の等面積上で２７℃で経時的に測定した。その結果は、本発明によって考慮された界面活性剤添加剤がビヒクルの大部分の蒸発速度を落とさないことを示している。従って、増加したデキャップは乾燥時間を犠牲にせずに得られる。
【００５９】
（実施例３）
実施例２に記載された方法を用いて、非表面活性（短鎖）アルコール、ジオールおよびグリコールならびにイオン界面活性剤を含む一定範囲の他の原料を評価した。サンプルインクは、２グラムの分散液Ａ、５．５グラムの「ドワノール（Ｄｏｗｎｏｌ）」ＤＰＭおよび試験原料の各々０．７５グラム（特に指示がないかぎり１２重量％）を含んでいた。各インクの小滴（〜１μＬ）をポリエチレンイミンの小さい細片上に置き、粘性を２５℃および３５℃で経時的に評価した。粘性評価を以下の表でまとめている。各インクは試験原料によって特定される。
【００６０】
【表５】
【００６１】
一般に、界面活性剤でない材料であるアルコール、グリコールまたはジオールおよびポリエチレングリコールは乾燥するか、または半固体残留物になる。同様に、「ドウファックス（Ｄｏｗｆａｘ）」（登録商標）８３９０アニオン界面活性剤、「シルウェット（Ｓｉｌｗｅｔ）」（登録商標）シリコーン界面活性剤および「ゾニル（Ｚｏｎｙｌ）」（登録商標）フルオロ界面活性剤も空気に曝されると乾燥残留物を形成した。それに反して、本発明によって考慮されているものなどのエトキシル化非イオン界面活性剤は、空気に曝されると、より流体の残留物をもたらす。
【００６２】
（実施例４）
ＨＬＢの一定範囲を含む非イオン界面活性剤の選択および２種のアニオン界面活性剤対照も実施例３のように試験した。各界面活性剤のレベルは１０重量％であった。試験を２５℃で行った。
【００６３】
【表６】
【００６４】
一般に、ＨＬＢがより高い非イオン界面活性剤は粘性が好ましくない、すなわち半固体または完全に乾いた沈着物を形成する傾向にある。
【００６５】
（実施例５）
この実施例は、可溶性着色剤ソルベントレッド１２２染料による本発明を実証している。インク配合物を以下の表の処方により調製した。前のように、各インクの小滴（〜１μＬ）をポリエチレンイミンの小さい細片上に置き、前に記載された尺度を用いて２５℃粘性を経時的に評価した。
【００６６】
【表７】
【００６７】
結果は分散した着色剤で見出されたものと一致している。すなわち、非イオン界面活性剤の添加は乾燥沈着物または半固体沈着物の形成を遅らせるか、または阻止する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤、非水性ビヒクルおよび有効量の非イオン界面活性剤を含むことを特徴とする非水性インクジェットインク。
【請求項２】
前記非イオン界面活性剤が非極性部分および非イオン性である極性部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項３】
前記非イオン界面活性剤の極性部分がポリエーテル極性基および／またはポリヒドロキシル極性基を含むことを特徴とする請求項２に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項４】
前記非イオン界面活性剤の極性部分がポリエチレンオキシド極性基を含むことを特徴とする請求項２に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項５】
前記界面活性剤の非極性部分がポリジメチルシロキサン基もフッ素化も実質的に含まないことを特徴とする請求項２に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項６】
前記非イオン界面活性剤は約２７未満のＨＬＢを有することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項７】
前記非イオン界面活性剤が約２１未満のＨＬＢを有することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項８】
前記界面活性剤が少なくとも２０秒だけデキャップを増加させるために有効な量で存在することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項９】
前記界面活性剤がインクの全重量を基準にして約２〜約２０重量％の量で存在することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項１０】
２５℃で約２０ダイン／ｃｍ〜約６０ダイン／ｃｍの範囲内の表面張力および２５℃で約３０ｃＰ未満の粘度を有することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項１１】
前記着色剤が顔料であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項１２】
前記着色剤が染料であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項１３】
インクの少なくとも１種が請求項１〜１０のいずれか一項に記載の非水性インクジェットインクである少なくとも３種の異なる着色インクを含むインクセット。
【請求項１４】
インクの少なくとも１種が請求項１１に記載の非水性インクジェットインクである少なくとも３種の異なる着色インクを含むインクセット。
【請求項１５】
インクの少なくとも１種が請求項１２に記載の非水性インクジェットインクである少なくとも３種の異なる着色インクを含むインクセット。
【請求項１６】
基材上にインクジェット印刷する方法であって、
（ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンタを提供する工程、
（ｂ）印刷しようとする基材を前記プリンタに装填する工程、
（ｃ）請求項１〜１２のいずれか一項に記載のインクまたは請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のインクジェットインクセットをプリンタに装填する工程、および
（ｄ）デジタルデータ信号に応答して前記インクまたは前記インクジェットインクセットを用いて基材上に印刷する工程
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１】
着色剤、非水性ビヒクルおよび有効量の非イオン界面活性剤を含むことを特徴とする非水性インクジェットインク。
【請求項２】
前記非イオン界面活性剤が非極性部分および非イオン性である極性部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項３】
前記非イオン界面活性剤の極性部分がポリエーテル極性基および／またはポリヒドロキシル極性基を含むことを特徴とする請求項２に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項４】
前記非イオン界面活性剤の極性部分がポリエチレンオキシド極性基を含むことを特徴とする請求項２に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項５】
前記界面活性剤の非極性部分がポリジメチルシロキサン基もフッ素化も実質的に含まないことを特徴とする請求項２に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項６】
前記非イオン界面活性剤は約２７未満のＨＬＢを有することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項７】
前記非イオン界面活性剤が約２１未満のＨＬＢを有することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項８】
前記界面活性剤が少なくとも２０秒だけデキャップを増加させるために有効な量で存在することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項９】
前記界面活性剤がインクの全重量を基準にして約２〜約２０重量％の量で存在することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項１０】
２５℃で約２０ダイン／ｃｍ〜約６０ダイン／ｃｍの範囲内の表面張力および２５℃で約３０ｃＰ未満の粘度を有することを特徴とする請求項１に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項１１】
前記着色剤が顔料であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項１２】
前記着色剤が染料であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の非水性インクジェットインク。
【請求項１３】
インクの少なくとも１種が請求項１〜１０のいずれか一項に記載の非水性インクジェットインクである少なくとも３種の異なる着色インクを含むインクセット。
【請求項１４】
インクの少なくとも１種が請求項１１に記載の非水性インクジェットインクである少なくとも３種の異なる着色インクを含むインクセット。
【請求項１５】
インクの少なくとも１種が請求項１２に記載の非水性インクジェットインクである少なくとも３種の異なる着色インクを含むインクセット。
【請求項１６】
基材上にインクジェット印刷する方法であって、
（ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンタを提供する工程、
（ｂ）印刷しようとする基材を前記プリンタに装填する工程、
（ｃ）請求項１〜１２のいずれか一項に記載のインクまたは請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のインクジェットインクセットをプリンタに装填する工程、および
（ｄ）デジタルデータ信号に応答して前記インクまたは前記インクジェットインクセットを用いて基材上に印刷する工程
を含むことを特徴とする方法。
【公表番号】特表２００７−５２８４２９（Ｐ２００７−５２８４２９Ａ）
【公表日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２０２９９（Ｐ２００６−５２０２９９）
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２２５６１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００７７６１
【国際公開日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２２５６１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００７７６１
【国際公開日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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