JP2000136335A5

JP2000136335A5 -

Info

Publication number: JP2000136335A5
Application number: JP1998310379A
Authority: JP
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2018-10-30

Description

【書類名】明細書
【発明の名称】インクジェット用水性インク及びインクジェット記録方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】カルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有する水溶性染料と、酸性アミノ酸と、塩基性物質を含有し、且つ塩基性物質の酸性アミノ酸に対するモル比が０．５〜２の範囲にあることを特徴とするインクジェット用水性インク。
【請求項２】酸性アミノ酸の含有量が、インクの全重量に対して０．０１〜２０重量％であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット用水性インク。
【請求項３】酸性アミノ酸が、グルタミン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸又はアスパラギン酸のアルキル基を置換もしくは非置換のアルキル基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、フェニル基で置換した化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット用水性インク。
【請求項４】酸性アミノ酸が、Ｌ−グルタミン酸及び／又はＬ−アスパラギン酸であることを特徴とする請求項３記載のインクジェット用水性インク。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット用水性インクを使用して記録を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット用水性インク及びインクジェット記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、種々のインク吐出方法、例えば静電吸引方式、圧電素子を用いてインクに機械的振動または変位を与える方式、インクを加熱することにより気泡を発生させ、その時に発生する圧力を利用する方式等によりインク小滴を形成し、それらの一部もしくは全部を紙等の被記録材に付着させて記録を行うものである。
【０００３】
このようなインクジェット記録方式に使用するインク組成物としては、各種の水溶性の染料又は顔料を、水又は水と水溶性有機溶剤からなる液媒体に溶解又は分散させたものが知られ、且つ使用されている。そしてそのようなインク組成物は、その目的のために最適の性能特性を有することが要求される。例えば長期間使用されなくても沈澱や凝集が生じることがなく、インクジェットプリンターのヘッドの先端部及びインク流路内で目詰まりすることがなく、印字品質が良好なこと、耐候性が優れていること等である。
また染料と顔料を比較すると、顔料はインク媒体中に溶解せずに分散しているが、染料はインク媒体中に完全に溶解するため、染料インク組成物は顔料インク組成物と比べてインクジェットプリンターのヘッドの先端部やインク流路内で目詰まりしにくく、液安定性もはるかに優れている。そのためインクジェットプリンター用インクは染料インク組成物が多い。この様な染料インク組成物の中では水に染料を溶解させた水性染料インク組成物が主流を占めている。そのような水性染料インク組成物は、様々な化学構造を有する水溶性染料を水及び／または水溶性有機溶剤の混合溶媒に溶解しており、必要に応じて各種添加物が添加されたものが現在主として用いられている。中でも構造中にカルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有する染料は、特に良好な耐水性を与えることが知られている。（特開平３−９１５７７号公報等参照。）このような染料を含有するインクが紙に印刷されると、上記アンモニウム塩のアンモニウムもしくは置換アンモニウムが蒸発してカルボキシル基となり、水に対する溶解度が低下すること、またそのカルボキシル基が紙の水酸基と作用することにより、耐水性が向上する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような高耐水性染料でも、顔料と比較すると耐水性は十分であるとは言えず、水に濡れた後の滲み等については依然、改良の余地が残されている。またインクジェットヘッドの先端部でも、同様な理由によってインク溶媒である水に対する溶解度が低下するため、析出してくる。つまりインクジェットヘッドの先端部で目詰まりが生じるため、印字不能となり易い。
【０００５】
本発明は、上述した問題点、すなわちカルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有する染料でも顔料と比較すると耐水性は十分であるとは言えず、水に濡れた後の滲み等については依然、改良の余地が残されており、またインクジェットヘッドの先端部で析出し易いという問題点を解決するためになされたものであり、且つインクジェット記録用に適した記録用水性インクを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載のインクジェット用水性インクは、カルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有する水溶性染料と、酸性アミノ酸と、塩基性物質を含有し、且つ塩基性物質の酸性アミノ酸に対するモル比が０．５〜２の範囲にあることを特徴とする。
請求項２記載のインクジェット用水性インクは、請求項１記載のインクジェット用水性インクにおいて、酸性アミノ酸の含有量が、インクの全重量に対して０．０１〜２０重量％であることを特徴とする。
請求項３記載のインクジェット用水性インクは、請求項１又は２記載のインクジェット用水性インクにおいて、酸性アミノ酸が、グルタミン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸又はアスパラギン酸のアルキル基を置換もしくは非置換のアルキル基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、フェニル基で置換した化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする。
請求項４記載のインクジェット用水性インクは、請求項３記載のインクジェット用水性インクにおいて、酸性アミノ酸が、Ｌ−グルタミン酸及び／又はＬ−アスパラギン酸であることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項５記載のインクジェット記録方法は、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット用水性インクを使用して記録を行うことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
本発明において使用される染料としては、カルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有する水溶性染料である。構造中にカルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有すると、紙面上でアンモニウム塩のアンモニウムもしくは置換アンモニウムが蒸発してカルボキシル基となり、水に対する溶解度が低下すること、またそのカルボキシル基が紙の水酸基と作用することにより、耐水性が良好である。含有量としては、一般的にはインクの全重量に対して重量％で０．１〜２０重量％、好ましくは０．３〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％の範囲である。これらの染料は一種のみならず、二種以上を混合して用いても良い。
【００１０】
本発明に於いて使用される酸性アミノ酸としては、グルタミン酸、アスパラギン酸、及びこれらのアルキル基に置換基を導入したものである。このような置換基としては、置換もしくは非置換のアルキル基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、フェニル基等が挙げられる。本発明において特に好ましいものは、入手し易く、生体蛋白質の構成要素であるため安全性も高いＬ−グルタミン酸、Ｌ−アスパラギン酸である。酸性アミノ酸は分子内にカルボキシル基を２個以上含有するため、前記染料及び紙との相互作用により耐水性が向上する。これら酸性アミノ酸の含有量としては、一般的にはインクの全重量に対して重量％で０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲である。２０重量％以上であるとインク中に沈澱が生じたりする可能性があり、また０．０１重量％未満では十分な効果が得られない。これら酸性アミノ酸は一種のみならず、二種以上を混合して用いても良い。
本発明に於いて使用される塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等に代表される無機塩類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等に代表される塩基性窒素化合物等が挙げられる。これらの中でも塩基性窒素化合物は特に好ましいものである。これら塩基性物質の含有量としては、酸性アミノ酸に対するモル比が０．５〜２の範囲である。この範囲であれば、酸性アミノ酸の耐水性向上作用が十分に発揮され、且つ染料と酸性アミノ酸がインク溶媒に対して適度な溶解度を有するようになり、インクジェットヘッドの先端部で目詰まりしにくくなる。酸性アミノ酸に対する塩基性物質のモル比が０．５未満では、凝集、沈澱が生じ易くなる。また２を越えると酸性アミノ酸と染料の水に対する溶解度が高くなり過ぎ、耐水性が悪くなる。
本発明において使用される溶媒は、水と水溶性有機溶剤との混合溶媒である。
水としては、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、脱イオン水を使用することが望ましい。水溶性有機溶剤は主としてインクジェットヘッドの先端部に於けるインクの乾燥防止効果を有するものである。この様な有機溶剤としては一般的には多価アルコール類が使用されることが多いが、水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン類又はケトアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等のアルキレングリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、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ブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、グリセリン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。これらの中でもグリセリン、ジエチレングリコール等のアルキレングリコール類、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類は特に好ましいものである。
インク組成物中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般的にはインクの全重量に対して重量％で０〜９５重量％、好ましくは１０〜８０重量％、より好ましくは１０〜５０重量％の範囲である。
この時の水の含有量は、上記溶剤成分の種類、その組成、あるいは所望されるインクの特性に依存して広い範囲で決定されるが、インクの全重量に対して一般に１０〜９５重量％、好ましくは１０〜７０重量％、より好ましくは２０〜７０重量％の範囲である。
【００１１】
本発明におけるインク組成物の基本組成は以上の通りであるが、その他従来公知の各種添加剤、すなわち、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等を必要に応じて添加することができる。例えばポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性樹脂等の粘度調整剤、各種界面活性剤等である。
次に本発明の実施例及び比較例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
カルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有する水溶性染料として、以下の３つの染料を使用した。
【００１２】
染料１
【００１３】
【化１】

染料２
【００１４】
【化２】

【００１５】
【００１６】
染料３
【００１７】
【化３】

【００１８】
これらの染料を使用し、次の表１に掲げる組成にて３０分間撹拌した後に、孔径０．２μｍメンブランフィルターにて濾過し、インクを作製した。表中の数字は重量部を表す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
作製したインクは以下の評価方法によって評価した。
（１）インクを顕微鏡にて観察し、凝集物の有無を確認する。
（２）インクを特開平２−１５０３５５号公報に開示されているせん断モード型のインクジェットヘッドを使用して、次の２通りの方法で印刷し、吐出性を確認する。どちらの方法に於いても噴射が良好であり、インクジェットヘッドの先端部で目詰まりすることなく印刷できた場合を○とし、それ以外は×とした。
１：吐出安定性確認；５℃、２０℃、４０℃の各雰囲気温度でそれぞれ２４時間の連続吐出を行う。
２：吐出応答性確認；１分間の間欠吐出と２ヶ月間放置後の吐出を行う。
（３）印字物を完全に乾燥させてから、５分間水道水に浸し、引き上げて自然乾燥させて耐水性を確認する。ほとんど滲みが見られず、文字がはっきりと認識でき、色落ちしていない場合を○とし、それ以外は×とした。
【００２１】
以上の評価方法によって評価した結果を、表２に示す。
【００２２】
【表２】

【００２３】
インクで凝集が生じることなく、インクジェット印刷しても噴射が良好であり、印字物の耐水性が良好であった実施例１〜７のインク組成物では、いずれもカルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有する水溶性染料と、酸性アミノ酸と、塩基性物質を含有し、且つ塩基性物質の酸性アミノ酸に対するモル比が０．５〜２の範囲であった。
【００２４】
これに対し、インクで凝集が生じたり、インクジェットヘッドの先端部で目詰まりしたり、印字物の耐水性が悪かった比較例１〜７では、いずれも上記条件を満たしていなかった。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したことから明かなように、請求項１記載のインクジェット用水性インクは、カルボキシル基のアンモニウム塩もしくは置換アンモニウム塩の構造を有する水溶性染料と、酸性アミノ酸と、塩基性物質を含有し、且つ塩基性物質の酸性アミノ酸に対するモル比が０．５〜２の範囲にあるので、印字物の耐水性が良好で、且つインクジェットヘッドの先端部で目詰まりしない。
【００２６】
また請求項５記載のインクジェット記録方法は、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット用水性インクを使用することにより、印字物の耐水性が良好で、且つインクジェットヘッドの先端部で目詰まりしない。