JP2001081368A - カートリッジインク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保管中のインク安定性に優れたカートリッジ
インクを提供する。 【解決手段】 化学構造中の少なくとも一部が塩素原子
で置換された部材を用いたインク容器に、トリエタノー
ルアミンまたはその誘導体を含有し、かつインクｐＨが
７以上１１．５未満に調整された水性インク組成物を充
填することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカートリッジインク
に関し，更に詳しくいえば，インクの保存安定性に優れ
たインクジェット記録用に適したカートリッジインクに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットプリンター用イン
クは有機溶剤に油溶性染料を溶解したいわゆる油性イン
クと，水に水溶性染料を溶解したいわゆる水性インクに
分けられる。油性インクは耐水性に優れている反面，安
全性，臭気，普通紙に対する印字の滲み等の問題がある
為に一般のインクジェット記録には水性インクが多く用
いられる。

【０００３】水性インクに用いられる着色剤としては，
水に分散もしくは溶解し得る顔料，染料が一般に提案さ
れているが，実際に用いられている着色剤としては，染
料インクでは水溶性染料として，アニオン性の直接染料
及び酸性染料が，顔料インクや顔料を樹脂で被覆したい
わゆるマイクロカプセルインクでは，アニオン性基を有
する樹脂が分散剤やカプセル樹脂として用いられてい
る。

【０００４】これらのアニオン性基を有するインク材料
の溶解・分散安定性を確保するために，一般にアルカリ
金属の水酸化物等の無機塩基やアルコールアミン等の有
機塩基が併用されている。

【０００５】一方，インクジェット記録，特にピエゾ方
式でインクを吐出する場合には，インクをインク容器に
充填したカートリッジインクに，空気が容器壁を通して
容器内に流入するのを防止したり，逆にインク中の水分
や溶剤成分が流出するのを防止したりするために，ガス
バリア性の優れたインク容器材料が提案されている。特
に塩素原子で置換されたポリオレフィン，具体的には塩
化ビニル樹脂，塩化ビニリデン樹脂またはそれらの共重
合体等はガスバリア性に優れたインク容器材料として提
案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等の検討によ
れば，化学構造中の少なくとも一部が塩素原子で置換さ
れた部材を用いたインク容器と，ｐＨが７以上に調整さ
れたインクとを組み合わせたカートリッジインクは，し
ばしば保管中にインクが変質してインクの吐出に影響を
与えることが判明した。以上の点に鑑み，本発明の目的
は，保管中のインク安定性に優れたカートリッジインク
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は，上記の課
題を解決するために鋭意研究を重ねた結果，本発明に到
達した。すなわち本発明は，化学構造中の少なくとも一
部が塩素原子で置換された部材を用いたインク容器に，
トリエタノールアミンまたはその誘導体を含有し，かつ
インクｐＨが７以上１１．５未満に調整された水性イン
ク組成物を充填したカートリッジインクを提供する。

【０００８】化学構造中の少なくとも一部が塩素原子で
置換された部材としては，塩化ビニルや塩化ビニリデン
等の塩素化モノマーから重合される，塩素原子で置換さ
れたポリオレフィン，具体的には塩化ビニル樹脂，塩化
ビニリデン樹脂またはそれらの共重合樹脂，塩化ビニル
・酢酸ビニル共重合体，塩化ビニリデン・酢酸ビニル共
重合体，塩化ビニル・エチレン共重合体，塩化ビニリデ
ン・エチレン共重合体，クロロプレンなどの塩素系ゴム
がある。また，樹脂の一部を塩素化した，塩素化ポリエ
チレン，塩素化塩化ビニル等がある。

【０００９】これらの部材のうち，フレキシブルな袋容
器として，少なくとも塩化ビニリデンあるいは塩化ビニ
ルから得られる重合樹脂，特に塩化ビニリデン・塩化ビ
ニル共重合樹脂がガスバリア性と袋加工のための熱シー
ル性が優れていることから本発明に好適である。これら
は，単独でも使用可能であるが，容器（袋）の内側に熱
シール性の良い樹脂を用いた多層フィルムとすることに
より，密封性に優れたインク容器（袋）の加工が可能と
なる。

【００１０】一般に，インクのｐＨを７以上に安定的に
保つためにアルカリ剤を加えるが，少量のアルカリ剤の
添加ではｐＨ緩衝効果が小さく、保管時のインクの安定
性が低下する場合がある。

【００１１】本発明者等の検討により、ｐＨ低下を防止
するためには、アルカリ剤の添加量を多くしてｐＨ緩衝
効果を高めればよいが、水酸化ナトリウムや水酸化カリ
ウムなどのアルカリ金属の水酸化物やアンモニア等の無
機塩基，ピリジンやモルホリンやピペラジンやトリメチ
ルアミン，アルカノールアミンのうちエタノールアミ
ン，ジエタノールアミン，Ｎ−メチルジエタノールアミ
ン等の有機アミン類は，毒性の問題や，化学構造中の少
なくとも一部が塩素原子で置換された部材に対して脱塩
酸反応を起こし易く，部材から溶出した塩酸により，イ
ンク中のアニオン成分（アニオン染料，アニオン性分散
剤及び分散処理された顔料等）の溶解・分散安定性が悪
くなり，インクの吐出が不安定になるという問題を有し
ていることが判明した。この脱塩酸反応は，アニオン成
分の溶解・分散安定性を維持しようと，よりｐＨを上げ
ることにより更に促進されるという悪循環を生じる。

【００１２】本発明によると，前記化学構造中の少なく
とも一部が塩素原子で置換された部材と組み合わせて，
脱塩酸反応が少なくインクの吐出に影響を与えないアル
カリ剤として，トリエタノールアミンまたはその誘導体
が効果を有する。

【００１３】トリエタノールアミンの誘導体としては，
トリエタノールアミンにエチレンオキシド及び／または
プロピレンオキシドを付加させた化合物が，インクの溶
解・分散安定性の点で好ましい。これらの付加モル数は
必要に応じて適宜変化させることが可能である。

【００１４】本発明のトリエタノールアミンまたはその
誘導体をインク中に含有させたときの好ましいｐＨ範囲
は７以上１１．５未満であり、より好ましくはｐＨ７．
５以上１０．５未満である。この時のトリエタノールア
ミンまたはその誘導体のインク中の含有量は、他のイン
ク構成成分との組み合わせにより適宜決定すればよい
が、０．０５質量％から１０質量％の範囲が好ましい。

【００１５】本発明では水溶性有機溶剤を併用しても良
く，水溶性有機溶剤の例としては，エチレングリコール
又はプロピレングリコールのメチルエーテル，エチルエ
ーテル，イソプロピルエーテル，ｎ−プロピルエーテ
ル，イソブチルエーテル，ｎ−ブチルエーテル，置換又
は未置換のフェニルエーテル，ジメチルエーテル，ジエ
チルエーテル等のグリコールエーテル類；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，ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコー
ル，グリセリン等の多価アルコール類；エタノール，イ
ソプロピルアルコール等の低級アルコール；Ｎ−メチル
−２−ピロリドン等のピロリドン類，ジメチルスルホキ
シド等が挙げられ，これらの水溶性有機溶剤は，単独若
しくは複数を組み合わせて使用することができる。但
し，本発明に使用し得る水溶性有機溶剤はこれらに限定
されるものではない。

【００１６】なかでも，ジメチルスルホキシドを含有す
るインクは，吸湿性に富み優れた乾燥防止効果を示し，
かつインクの粘度を低粘度にすることから有効な乾燥防
止剤であるが，ｐＨが酸性側では不安定で分解しやす
く，本発明のアルカリ剤であるトリエタノールアミンま
たはその誘導体と組み合わせると，極めて安定して使用
できるようになる。

【００１７】着色剤としては，一般的な染・顔料を用い
る事ができ，染料としては酸性染料，直接染料，反応性
染料，分散染料，食品用色素，蛍光増白剤等の中から適
宜選択できるが，特にアニオン性の水溶性染料が好まし
い。

【００１８】具体的には，酸性染料としては，例えば，
Ｃ．Ｉ．アシッド ブラック１，２，７，１６，１７，
２４，２６，２８，３１，４１，４８，５２，５８，６
０，６３，９４，１０７，１０９，１１２，１１８，１
１９，１２１，１２２，１３１，１５５，１５６；Ｃ．
Ｉ．アシッド イエロー１，３，４，７，１１，１２，
１３，１４，１７，１８，１９，２３，２５，２９，３
４，３６，３８，４０，４１，４２，４４，４９，５
３，５５，５９，６１，７１，７２，７６，７８，７
９，９９，１１１，１１４，１１６，１２２，１３５，
１４２，１６１，１７２；Ｃ．Ｉ．アシッド オレンジ
７，８，１０，１９，２０，２４，２８，３３，４１，
４５，５１，５６，６４；Ｃ．Ｉ．アシッド レッド
１，４，６，８，１３，１４，１５，１８，１９，２
１，２６，２７，３０，３２，３４，３５，３７，４
０，４２，５１，５２，５４，５７，８０，８２，８
３，８５，８７，８８，８９，９２，９４，９７，１０
６，１０８，１１０，１１１，１１４，１１５，１１
９，１２９，１３１，１３３，１３４，１３５，１４
３，１４４，１５２，１５４，１５５，１７２，１７
６，１８０，１８４，１８６，１８７，２４９，２５
４，２５６，２８９，３１７，３１８；Ｃ．Ｉ．アシッ
ド バイオレット７，１１，１５，３４，３５，４１，
４３，４９，５１，７５；Ｃ．Ｉ．アシッド ブルー
１，７，９，１５，２２，２３，２５，２７，２９，４
０，４１，４３，４５，４９，５１，５３，５５，５
６，５９，６２，７８，８０，８１，８３，９０，９
２，９３，１０２，１０４，１１１，１１３，１１７，
１２０，１２４，１２６，１３８，１４５，１６７，１
７１，１７５，１８３，２２９，２３４，２３６，２４
９；Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３，９，１２，１６，１
９，２０，２５，２７，４１，４４；Ｃ．Ｉ．アシッド
ブラウン４，１４等が挙げられる。

【００１９】直接染料としては，例えば，Ｃ．Ｉ．ダイ
レクト ブラック２，４，９，１１，１４，１７，１
９，２２，２７，３２，３６，３８，４１，４８，４
９，５１，５６，６２，７１，７４，７５，７７，７
８，８０，１０５，１０６，１０７，１０８，１１２，
１１３，１１７，１３２，１４６，１５４，１６８，１
７１，１９４；Ｃ．Ｉ．ダイレクト イエロー１，２，
４，８，１１，１２，２４，２６，２７，２８，３３，
３４，３９，４１，４２，４４，４８，５０２，５１，
５８，７２，８５，８６，８７，８８，９８，１００，
１１０，１２７，１３５，１４１，１４２，１４４；
Ｃ．Ｉ．ダイレクト オレンジ６，８，１０，２６，２
９，４１，４９，５１，１０２；Ｃ．Ｉ．ダイレクト
レッド１，２，４，８，９，１１，１３，１５２，１
７，２０，２３，２４，２８，３１，３３，３７，３
９，４４，４６，４７，４８，５１，５９，６２，６
３，７３，７５，７７，８０，８１，８３，８４，８
５，８７，８９，９０，９４，９５，９９，１０１，１
０８，１１０，１４５，１８９，１９７，２２０，２２
４，２２５，２２６，２２７，２３０，２５０，２５
４，２５６，２５７；Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット
１，７，９，１２，３５，４８，５１，９０，９４；
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１，２，６，８，１５，２
２，２５，３４，６９，７０，７１，７２，７５，７
６，７８，８０，８１，８２，８３，８６，９０，９
８，１０６，１０８，１１０，１２０，１２３，１５
８，１６３，１６５，１９２，１９３，１９４，１９
５，１９６，１９９，２００，２０１，２０２，２０
３，２０７，２１８，２３６，２３７，２３９，２４
６，２５８，２８７；Ｃ．Ｉ．ダイレクト グリーン
１，６，８，２８，３３，３７，６３，６４；Ｃ．Ｉ．
ダイレクト ブラウン１Ａ，２，６，２５，２７，４
４，５８，９５，１００，１０１，１０６，１１２，１
７３，１９４，１９５，２０９，２１０，２１１等が挙
げられる。

【００２０】反応性染料としては，例えば，Ｃ．Ｉ．リ
アクティブ ブラック１，３，５，６，８，１２，１
４；Ｃ．Ｉ．リアクティブ イエロー１，２，３，１
３，１４，１５，１７；Ｃ．Ｉ．リアクティブ オレン
ジ２，５，７，１６，２０，２４；Ｃ．Ｉ．リアクティ
ブ レッド６，７，１１，１２，１５，１７，２１，２
３，２４，３５，３６，４２，６３，６６，８４，１８
４；Ｃ．Ｉ．リアクティブバイオレット２，４，５，
８，９；Ｃ．Ｉ．リアクティブ ブルー２，５，７，１
２，１３，１４，１５，１７，１８，１９，２０，２
１，２５，２７，２８，３７，３８，４０，４１；Ｃ．
Ｉ．リアクティブ グリーン５，７；Ｃ．Ｉ．リアクテ
ィブ ブラウン１，７，１６等が挙げられる。

【００２１】食用色素としては，例えば，Ｃ．Ｉ．フー
ド ブラック１，２；Ｃ．Ｉ．フード イエロー２，
４，５；Ｃ．Ｉ．フード レッド２，３，７，９，１
４，５２，８７，９２，９４，１０２，１０４，１０
５，１０６；Ｃ．Ｉ．フード バイオレット２：Ｃ．
Ｉ．フード ブルー１，２；Ｃ．Ｉ．フード グリーン
２，３等が挙げられる。

【００２２】本発明での顔料は，カーボンブラック，チ
タンブラック，チタンホワイト，硫化亜鉛，ベンガラ等
の無機顔料やフタロシアニン顔料，モノアゾ系，ジスア
ゾ系等のアゾ顔料，フタロシアニン顔料，キナクリドン
顔料等の有機顔料等一般の顔料が使用可能である。

【００２３】この場合，分散樹脂やマイクロカプセル樹
脂としてアニオン性のものが本発明で有効である。具体
的には，樹脂の酸基としては，例えばカルボン酸基，ス
ルホン酸基，スルフィン酸基等であって特に限定される
ものではないが，このうちカルボキシル基は一般的であ
り，スチレンあるいはα−メチルスチレンのような置換
スチレン，アクリル酸メチルエステル，アクリル酸エチ
ルエステル，アクリル酸ブチルエステル，アクリル酸２
−エチルヘキシルエステル等のアクリル酸エステル，メ
タクリル酸メチルエステル，メタクリル酸エチルエステ
ル，メタクリル酸ブチルエステル，メタクリル酸２−エ
チルヘキシル等のメタクリル酸エステルから選ばれる少
なくとも一つ以上のモノマー単位と，アクリル酸，メタ
クリル酸から選ばれる少なくとも一つ以上のモノマー単
位を含む共重合体が好ましい。

【００２４】これら着色剤は単独若しくは複数を組合せ
て使用でき，インク組成物中の使用量は０．１から１０
重量％の範囲が望ましい。

【００２５】水は，染料の溶解安定性，重金属イオンに
よるノズル目詰まりを防止するために，イオン交換水以
上の純度のものが好ましい。

【００２６】水，水溶性染料，水溶性有機溶剤の添加量
は，インクへの要求特性や，要求物性を考慮しながら適
宜決定することができる。

【００２７】また，本発明のカートリッジインクのイン
クには，防腐・防黴剤，重金属封鎖剤等の添加剤が使用
できる。

【００２８】本発明において，前述の化学構造中の少な
くとも一部が塩素原子で置換された部材を用いたインク
容器にインクを充填する方法は，既知の方法を利用する
ことが可能で，具体的には，一部が塩素原子で置換され
た部材を用いたインク容器のガスバリアー性を最大限に
発揮するには，インク容器（袋）にインクを充填，密封
した後，インク容器（袋）を立てながらインク袋の上部
から下の部分を気泡を挟み込むようにシールすることに
より，カートリッジインクが作製できる。その後，必要
に応じて外装ケース等に入れることも可能である。

【００２９】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。尚，文中の部は質量基準である。

【００３０】（実施例１） Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ２．１ 部 ジエチレングリコール ２０．５ 部 ジメチルスルホキシド ５９．１ 部 トリエタノールアミン ０．１ 部 １０％ＥＤＴＡ４Ｎａ塩水溶液 ０．１ 部 防腐剤 ０．１ 部 イオン交換水 １８．０ 部 上記各成分を混合溶解した後に，孔径０．５μｍのメン
ブランフィルターで濾過を行い，ｐＨ１０．２の本発明
の水性インクを得た。得られた水性インクを塩化ビニリ
デン・塩化ビニル樹脂（呉羽化学・クレハロンフィル
ム）からなるインク容器（袋）に，６６ｈＰａに減圧を
行いながら充填し，ヒートシール機でシールを行いカー
トリッジインクとした。４０℃の環境下で６カ月間の放
置後も極端なインク容器（袋）の変色や，析出物の発生
はなかった。また，ピエゾ方式のインクジェットプリン
ターで印字を行ったが，インクの吐出安定性は良好であ
った。

【００３１】（実施例２） Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ２．６ 部 ジエチレングリコール １９．０ 部 ジメチルスルホキシド ５０．２ 部 トリエタノールアミン １０．０ 部 防腐剤 ０．１ 部 イオン交換水 １８．１ 部 上記各成分を混合溶解した後に，孔径０．５μｍのメン
ブランフィルターで濾過を行い，ｐＨ１１．３の本発明
の水性インクを得た。得られた水性インクを実施例１と
同様にしてカートリッジインクとした。６０℃の環境下
で１０日間の加速試験を行った後も極端なインク容器
（袋）の変色や，析出物の発生はなかった。また，ピエ
ゾ方式のインクジェットプリンターで印字を行ったが，
インクの吐出安定性は良好であった。

【００３２】（比較例１）実施例１のトリエタノールア
ミンに替えてＮ−メチル−ジエタノールアミンをアルカ
リ剤として，同様にｐＨ１０．４の水性インクを得た。
得られた水性インクを実施例１と同様にしてカートリッ
ジインクとした。４０℃の環境下で６カ月間の放置後，
インク容器（袋）が褐色に変色し，青色の不溶物がイン
ク容器（袋）内壁に付着し，また，ピエゾ方式のインク
ジェットプリンターで印字を行ったが，目詰まりを起こ
してインクが吐出しなかった。

【００３３】（比較例２）実施例２のトリエタノールア
ミンに替えてＮ−メチル−ジエタノールアミンをアルカ
リ剤として、同様にｐＨ１１．９の水性インクを得た。
得られた水性インクを実施例１と同様にしてカートリッ
ジインクとした。６０゜Ｃの環境下で１０日間の加速試
験を行った後、インク容器（袋）が褐色に変色し、青色
の不溶物がインク容器（袋）内壁に付着し，また，ピエ
ゾ方式のインクジェットプリンターで印字を行ったが、
目詰まりを起こしてインクが吐出しなかった。

【００３４】

【発明の効果】化学構造中の少なくとも一部が塩素原子
で置換された部材を用いたインク容器に，トリエタノー
ルアミンまたはその誘導体を含有し，かつインクｐＨが
７以上１１．５未満に調整された水性インク組成物を充
填するカートリッジインクは，保管中のインク安定性に
優れ，安定したインクの吐出が可能になる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化学構造中の少なくとも一部が塩素原子
   で置換された部材を用いたインク容器に，トリエタノー
   ルアミンまたはその誘導体を含有し，かつインクｐＨが
   ７以上１１．５未満に調整された水性インク組成物を充
   填することを特徴とするカートリッジインク。
2. 【請求項２】 化学構造中の少なくとも一部が塩素原子
   で置換された部材が，少なくとも塩化ビニリデンまたは
   塩化ビニルからなる重合樹脂であることを特徴とする請
   求項１記載のカートリッジインク。
3. 【請求項３】 水性インク組成物が，ジメチルスルホキ
   シドを含有することを特徴とする請求項１又は２記載の
   カートリッジインク。