JP2002194253A - インクおよびインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐光性および耐水性に優れ、鮮明性が高く、
良好な画像品質を有するインクおよびインクジェット記
録方法を提供することであり、特にカラー画像を形成す
るのに適したインクおよびインクジェット記録方法を提
供することである。 【解決手段】 少なくとも、染料、水、グリコールエー
テル類およびポリマー微粒子が含有されるインクであっ
て、該ポリマー微粒子が皮膜形成能を有し、最低成膜温
度が３０℃以下であるインク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形成された画像の
保存性に優れたインクおよびインクジェット記録方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方法は、記録時の静
粛性や、高密度ヘッドの採用で高解像度の画像を高速で
得ることができ、またランニングコストが低いという数
々の利点を有している。そのため、パーソナルコンピュ
ーター用プリンタ、ビデオプリンタ、グラフィック用プ
リンタ等、様々な記録分野で利用されている。

【０００３】インクジェット記録において、カラー画像
を形成する場合、少なくともマゼンタインク、イエロー
インク、およびシアンインクの３原色を用いるのが一般
的で、さらにブラックインクを加えた４原色を用いて、
各々のインクの吐出を電気信号によって制御すること
で、混色の割合を調整して、多色カラー表現を行ってい
る。例えば、レッドはマゼンタインクとイエローインク
を用いて形成されるが、各々のインクの吐出される割合
によって混色割合が変化し、微妙なレッド色の階調を表
現できる。同様にブルーはシアンインクとマゼンタイン
ク、グリーンはイエローインクとマゼンタインクの混色
によって表現される。さらに、それら３原色、あるいは
４原色の濃淡インクを用いることで階調性を向上させ、
より表現性を高める方法も提案され、写真様の画像を得
ることも可能となっている。

【０００４】インクジェット記録方法に用いられるイン
クには、粘度、表面張力等の物性値が適当であること、
光学濃度が高く、鮮明な色調および画像を与えること、
耐水性、耐光性等の堅牢性に優れた画像を与えること、
保存安定性に優れること、ノズルの目詰まりを生じにく
いこと、さらに臭気および消防上の危険性における安全
性などの性能が要求されるが、水溶性染料を水または水
と水溶性有機溶剤との混合液に溶解して得られる水性イ
ンクを使用することにより、これらの性能の大部分が満
足できるものであり、種々の色相のインクが種々の色相
の染料から調整される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、染料は光によ
って劣化し、変退色を起こすことが知られており、従来
より、耐光性を向上されるため、特に紫外光での劣化を
改良するべく、様々な染料や添加剤等が検討されてき
た。

【０００６】また、インクジェット記録の場合、吐出さ
れたインクは記録メディアに浸透し、染料は単にメディ
アに付着した状態にあり、銀塩写真や熱融着方式のよう
にバインダーやカバーフィルム等で保護されていない。
そのため、記録画像（染料）は光（太陽光、蛍光灯等）
に直接晒されるだけでなく、常に空気中の酸素、水分、
ガス等に晒されているのが普通である。

【０００７】そこで、従来より、耐光性に優れる特定構
造の染料を用いる方法、インクに紫外線吸収剤や光安定
剤を添加し、染料の変退色を防止する方法、特開昭６２
−１０６９７１号公報にはインクに紫外線吸収剤と酸化
防止剤を添加し、耐光性を改良する方法等が提案されて
いる。

【０００８】ところが、環境試験装置等で試験したとき
紫外光での耐光性に優れる染料であっても、可視光を含
む実際の環境下では変退色が発生するものや、可視光域
を含む環境下で単独で用いたときには耐光性に優れる染
料であっても、他の染料との混色によって変退色が発生
するものもあり、十分な耐光性を有する染料は未だ見出
されていない。また、これらの添加剤に関しても、紫外
光による染料の変退色を防ぐ効果はあるが、可視光を含
む実際の環境下では、これらの添加剤は殆ど効果がな
い。

【０００９】この原因は可視光による染料の変退色にあ
るが、このような現象は光酸化や光還元によって、染料
が劣化、分解するために起こると考えられている。特に
酸素が存在しているときには、この酸素分子が染料分子
との相互作用によって一重項酸素（^１Ｏ_２）となり、こ
れが染料分子を攻撃して劣化、分解させてしまう場合が
ある。

【００１０】すなわち、ある染料は光と酸素の存在下
で、染料自身が一重項酸素の増感剤として働いて一重項
酸を発生させ、その一重項酸素によってその染料自身が
酸化されてしまうという、自己増感型光酸化反応によっ
て染料が劣化してしまうという現象と、インクジェット
記録方式のように異なる色相のインクを吐出し、吐出の
割合（混色の割合）によって多色カラー表現を行う場合
は、ある染料が一重項酸素の増感剤として働き、発生さ
せた一重項酸素が隣接あるいは混ざり合った他の染料に
反応し、その染料の変退色（劣化、分解）を促進させる
という触媒作用を持つことが考えられる。

【００１１】前者の場合は、自己増感型光酸化反応を発
生しない染料を選択することで解決される。後者の場合
も一重項酸素の増感剤となる染料を用いなければ解決さ
れる課題ではあるが、一般的にシアンインクには耐光
性、鮮明性等の面から銅フタロシアニン染料が用いられ
ており、これが一重項酸素の増感剤として働き、一部の
マゼンタ染料の光劣化を促進するために、シアンインク
とマゼンタインクの隣接あるいは混色する部分における
変退色が加速する傾向があることがわかった。

【００１２】特に一重項酸素の攻撃によって変退色を起
こし易いマゼンタ染料はアゾ系の染料で、そのマゼンタ
染料自身は鮮明性も耐光性も優れているものが多い。つ
まり、単色での耐光性は非常に優れるが、シアン（銅フ
タロシアニン染料）との混色部では変退色が著しく、例
えば写真様のカラー画像として見た場合には耐光性が劣
るという結果となる。

【００１３】そこで、マゼンタ染料の光劣化を促進させ
ないシアン染料、また、銅フタロシアニン染料との混色
部で光劣化を発生しないマゼンタ染料の検討もなされて
いるが、どちらも鮮明性と耐光性を両立できる染料は見
出されていない。

【００１４】そこで、大気中または水蒸気中の酸素を遮
断することで一重項酸素の発生を抑制し、耐光性を向上
させることが考えられる。特公平６−５３４３６号公報
には紫外線吸収剤等を含んだＰＥＴ（ポリエチレンテレ
フタレート）フィルムを用いて、記録画像をラミネート
することにより、染料を保護する方法が提案されてい
る。しかし、ラミネートによって画像の鮮明性が損なわ
れてしまう、印刷の後にラミネートするという過程が増
えるため簡便さに欠ける、専用の機器およびラミネート
フィルムも必要となりコストがかかる等の数々の問題点
があり、一般の家庭やオフィスでは有効な手段ではな
い。

【００１５】特公昭６０−３２６６３号公報では、ラテ
ックスを含有する記録媒体液が提案されており、ラテッ
クス成分が記録剤の結着剤として作用する結果、耐水
性、耐光性あるいは耐摩耗性を向上させ、広汎な記録部
材上に記録が行えると述べられているが、混色での耐光
性に関しては言及されていない。

【００１６】したがって、本発明の目的は、これらの課
題を解決するものである。すなわち、耐光性があり、鮮
明で、かつ他の色相のインクとの混色部でも、耐光性に
優れ、鮮明なカラー画像が得られるインクを提供するこ
とにある。さらに、紙、樹脂フィルム等の各種の被記録
媒体に画像形成を行った場合に、耐光性に優れかつ鮮明
なカラー画像が得られるインクおよびインクジェット記
録方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は下記の本発
明によって達成される。すなわち、少なくとも、染料、
水、グリコールエーテル類およびポリマー微粒子が含有
されるインクであって、該ポリマー微粒子が皮膜形成能
を有し、最低成膜温度が３０℃以下であることを特徴と
するインクである。

【００１８】また、前記グリコールエーテル類が、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
ールモノブチルエーテルおよびトリエチレングリコール
モノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチル
エーテルから選択される少なくとも１種類であり、イン
クがアセチレングリコール系の界面活性剤を含むことを
特徴とするインクである。

【００１９】また、少なくとも、イエローインク、マゼ
ンタインク、シアンインクを用いてカラー画像を形成す
る記録方法において、少なくとも、マゼンタインク、シ
アンインクがこれらのインクであることを特徴とするイ
ンクジェット記録方法である。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明のインクに使用する水溶性
有機溶剤としては、鮮明でにじみのない画像を得るため
に、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノブチルエーテル、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ブチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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等のグリコールエーテル類が
用いられ、特に好ましいものとしては、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ブ
チルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエー
テルから選択される少なくとも１種類である。グリコー
ルエーテル類とアセチレングリコール系のノニオン性界
面活性剤を併用することで非常に鮮明で、にじみのない
画像を得ることができる。

【００２１】また、さらにノズル目詰まり防止の目的か
ら低揮発性溶剤を併用することができる。例えば、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、プロピレングリ
コール、１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキ
サントリオール、グリセリン等の多価アルコール類；ホ
ルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、１，３−ジメチル−２−イ
ミダゾリジノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン等の含窒素溶剤；チオジグリコール、ジメチル
スルホキシド等の含硫黄溶剤等があげられる。

【００２２】これらの含有量はインク全体量に対して３
〜４０重量％、好ましくは３〜３０重量％の範囲であ
る。含有量が少ない場合はノズル先端での目詰まりを防
止するのに十分でなく、多すぎる場合は画像の乾燥性の
低下や、にじみが生じて画像の品質を損なうこととなっ
たり、印刷後も揮発せずに残ったこれらの溶剤が空気中
の水分を吸収して、保存中の印刷物の画像ににじみが生
じる原因となることがあるからである。

【００２３】さらに、ノズル目詰まりを防止する目的
で、尿素、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン等の吸湿性を有する常温下で固体の湿潤剤も有効で
あり、その添加量はインク全重量に対して、２〜２０重
量％が好ましく、より好ましくは５〜１０重量％であ
る。

【００２４】さらに、画像形成後のインクの乾燥性を促
進するために本発明のインク組成物には、エタノール、
１−プロパノール、２−プロパノール等の低級アルコー
ル類や、脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類等のア
ニオン系界面活性剤や、アセチレングリコール類、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレ
ン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤を含むこ
とが好ましい。低級アルコール類の含有量はインク全重
量に対して２〜１０重量％、好ましくは２〜６重量％の
範囲である。含有量がこれより少ないと乾燥性を促進す
る効果が十分でなく、これより多いとにじみを生じた
り、インクジェット記録方式においてはインクの吐出
（あるいは飛翔）状態に悪影響を及ぼし、画像品位が低
下する。界面活性剤の含有量はインク全量に対して、
０．０１〜３重量％の範囲にあることが好ましい。含有
量が少ないと記録媒体への浸透性が適正でないため、に
じみを発生するなど画像品位が低下し、多すぎると溶解
性が不十分で油状分離を起こす場合があり、好ましくな
い。

【００２５】前述の通り、グリコールエーテル類とアセ
チレングリコール系のノニオン性界面活性剤を併用する
ことで鮮明でにじみのない画像を得ることが可能である
が、本発明で使用可能なアセチレングリコール系のノニ
オン性界面活性剤の具体例としては、例えば、オルフィ
ンＥ１０４、オルフィンＥ１０１０、オルフィンＳＴＧ
（以上、日信化学（株）製品）等があげられる。

【００２６】さらに本発明のインクには、必要に応じて
消泡剤、ｐH調整剤、防カビ剤、キレート剤等が含まれ
ていても良い。

【００２７】また、本発明のインクは、染料が大気中お
よび水蒸気中の酸素に触れて劣化するのを抑制する目的
で皮膜形成能を有するポリマー微粒子を含有する。ポリ
マー微粒子は常温下で皮膜形成が可能なものであれば使
用が可能であるが、そのためには最低成膜温度が３０℃
以下であることが好ましい。ポリマー微粒子は市販のも
のを使用することが可能であり、例えばジョンソンポリ
マー（株）のジョンクリルエマルジョン J-390、J-511
等があげられる。また、これらのポリマー微粒子は単独
でインクに添加しても良いし、または２種類以上を併用
しても良い。インク全量に対するこれらのポリマー微粒
子の添加量は３〜１０重量％であることが好ましい。少
なすぎると記録画像表面に十分な皮膜を形成することが
できず、耐光性において効果が得られないし、多すぎる
とノズル目詰まりを生じたり、インクの吐出（あるいは
飛翔）状態に悪影響を及ぼし、画像品位が低下する。

【００２８】本発明のインクに用いる染料としては、水
溶性のものならばいかなる染料も使用できる。例えば、
直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等であ
る。染料のインク全量に対する含有量は０．１〜１０重
量％の範囲であることが好ましい。少なすぎると十分な
色濃度が得られず、多すぎると色濃度が適正でなかった
り、ノズルの目詰まりを発生する原因となる場合があ
る。

【００２９】本発明のインクは常法に従って製造するこ
とができる。例えば、各成分を混合溶解し、孔径０．８
μmのメンブレンフィルターを用いて加圧または減圧ろ
過した後、真空ポンプ等を用いてインク中に溶存する気
体を脱気処理してインクとする方法などがある。

【００３０】本発明のインクを用いて、従来公知のイン
クジェット記録方法によって印刷を行うことができる。
印刷においては、少なくともイエローインク、マゼンタ
インク、シアンインクを用いて画像形成を行うもので、
場合によっては、それぞれ濃インク、淡インクを用いて
も良い。また、すべてのインクが本発明のインクである
ことが最も好ましいが、少なくともシアンインクおよび
マゼンタインクが本発明のインクであれば良好な耐光性
および耐水性を得ることが可能である。

【００３１】以下に本発明のインクについて実施例およ
び比較例を用いて具体的に説明する。

【００３２】実施例および比較例のインクは、下記の表
１組成で、前述のインク製造方法によって製造した。な
お、表中に示す各成分量は、インクの全重量に対する重
量％であり、残量はイオン交換水である。

【００３３】

【表１】

【００３４】次に得られた実施例１〜４および比較例１
〜４のインクについて、以下に示す記録媒体に印刷して
試験片を作成し、試験１〜５を行って評価した。１）は
いわゆる普通紙であり、２）〜４）はインクジェットプ
リンタ専用記録媒体である。

【００３５】（記録媒体） １）Xerox ４０２４ （米国Xerox Co.） ２）EPSON スーパーファイン専用紙 （エプソン販売
（株）） ３）EPSON 専用光沢紙 （エプソン販売（株）） ４）EPSON 専用光沢フィルム （エプソン販売
（株）） また、試験の際の印刷サンプル作成に用いたプリンタ
は、実施例１〜２、比較例１および比較例３〜４におい
てはＭＪ−９３０Ｃ（商品名：セイコーエプソン株式会
社製）、実施例３〜４および比較例２においてはＰＭ−
７００Ｃ（商品名：セイコーエプソン（株）製）であ
り、印刷に用いた画像は、単色（イエロー、マゼンタ、
シアン）および混色（レッド、ブルー、グリーン）で、
ａ）１ｃｍ^２大の塗りつぶし、ｂ）９ポイント大の文
字、ｃ）塗りつぶしの中に９ポイント大の文字を白抜き
したもの、である。

【００３６】＜試験−１：耐光性−１＞実施例および比
較例のインクを用いて印刷したａ）の試験片をキセノン
ウェザオメーターＣｉ３５Ｗ（ＡＴＬＡＳ ＥＬＥＣＴ
ＲＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯ．）で３０ＫＪ／ｍ^２の暴
露を行って、暴露前後の色差ΔＥａｂ^＊を下式（ｉ）に
よって求め、次の基準に従って判定した。 ΔＥａｂ^＊=［（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２］^１／２ …（ｉ ） （判定基準） Ａ；色差ΔＥａｂ^＊が、１０未満である場合。 Ｂ；色差ΔＥａｂ^＊が、１０を超え２０未満である場
合。 ＮＧ；色差ΔＥａｂ^＊が、２０を超える場合。

【００３７】＜試験−２：耐光性−２＞試験−１の試験
片の暴露前後の反射濃度を測定し、初期濃度に対する暴
露後濃度の割合を求め、その値を濃度残存率として、次
の基準に従って判定した。 （判定基準） Ａ；濃度残存率が、９０％を超える場合。 Ｂ；濃度残存率が、８０％超え９０未満である場合。 ＮＧ；濃度残存率が、８０％未満である場合。

【００３８】＜試験−３：耐水性−１＞ｂ）の試験片の
上に水道水を滴下し、にじみの発生状況を観察して、次
の基準に従って判定した。 （判定基準） Ａ；にじみが発生しない。 Ｂ；にじみが発生するが、文字の判読が出来、実用上問
題がない。 ＮＧ；にじみがひどく、実用上問題がある。

【００３９】＜試験−４：耐水性−２＞ｃ）の試験片を
４０℃８５％ＲＨの環境に５０時間放置し、白抜き文字
へのにじみ出しの発生状況を観察して、次の基準に従っ
て判定した。 （判定基準） Ａ；にじみ出しが発生しない。 Ｂ；わずかににじみ出しが発生するが、白抜き文字がは
っきり見える。 ＮＧ；にじみ出しがひどく、白抜き文字が見にくい。実
用上問題がある。

【００４０】＜試験−５：印刷品質＞ｂ）の初期試験片
のにじみ発生状況を観察し、次の基準に従って判定し
た。 （判定基準） Ａ；にじみなし。 Ｂ；にじみはわずかにあるが、実用上問題なし。 Ｃ；にじみがあり、実用上若干の問題がある。 ＮＧ；にじみがひどく、実用上問題がある。

【００４１】上記の試験１〜５の結果を表２に示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、耐光性、耐水性に優
れ、鮮明で良好な印刷品質のカラー画像が容易に得られ
るインクおよびインクジェット記録方法を提供すること
が可能である。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FC02 2H086 BA04 BA52 BA53 BA56 BA59 BA60 4J039 AE07 BC02 BC09 BC10 BC11 BC13 BC14 BC15 BC35 BC36 BC50 BC54 BE02 BE03 BE04 BE05 BE12 BE22 CA03 EA15 EA16 EA17 EA35 EA41 EA47 GA24

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、染料、水、グリコールエー
   テル類およびポリマー微粒子が含有されるインクであっ
   て、該ポリマー微粒子が皮膜形成能を有し、最低成膜温
   度が３０℃以下であることを特徴とするインク。
2. 【請求項２】 前記グリコールエーテル類が、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
   モノブチルエーテルおよびトリエチレングリコールモノ
   ブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエー
   テルから選択される少なくとも１種類であることを特徴
   とする請求項１記載のインク。
3. 【請求項３】 インクがアセチレングリコール系の界面
   活性剤を含むことを特徴とする請求項１または請求項２
   記載のインク。
4. 【請求項４】 少なくとも、イエローインク、マゼンタ
   インク、シアンインクを用いてカラー画像を形成する記
   録方法において、少なくとも、マゼンタインク、シアン
   インクが請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクで
   あることを特徴とするインクジェット記録方法。