JP2002275396A - インクジェット記録用インク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分散性や保存安定性に優れたインクジェット
記録用（水系分散）インク及びその製造方法を提供す
る。また、得られる画像の鮮鋭性と耐光性を両立させた
インクジェット記録用（水系分散）インク及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも分散剤、水、水性有機溶媒お
よびキレート構造を有する有機染料の固体微粒子分散物
を含有するインクジェット記録用インクにおいて、分散
剤がノニオン分散剤であることを特徴とするインクジェ
ット記録用インク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
用インク及びその製造方法に関し、詳しくは分散性、保
存安定性、画像の鮮鋭性、耐光性に優れたインクジェッ
ト記録用水性分散インク及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式に用いられるイ
ンクとしては、種々の色材を含有するインクが用いられ
ている。斯かるインクのうち、色材が液媒体中に分散さ
れてなるインク、例えば、油溶性染料の水系分散イン
ク、分散染料の水系分散インクにおいては、色材の分散
性が低く、かつこれに起因して、保存安定性（ここでい
う保存安定性とは、色材の凝集・沈降やインクの増粘が
起こらないことをいう）や、過酷な保存環境下での保存
安定性（ここでいう保存安定性とは、６０℃の高温環境
下や、１０℃−６０℃サイクルの保存環境下において、
色材の凝集・沈降やインクの増粘が起こらないことをい
う）が劣るという問題があった。

【０００３】上記問題の解決を目的として、例えば、特
開平８−３３３５３１号公報においては、分散剤として
２−ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合
生成物を用いることが提案されており、また、特開平８
−２９１２６６号公報においては、分散剤として芳香族
多価アニオン分散剤を用いることが提案されている。し
かし、特開平８−３３３５３１号公報や特開平８−２９
１２６６号公報に記載のインクジェット記録用インクを
用いても、色材の種類によっては、保存安定性の向上は
未だ不十分であった。

【０００４】また、一般に、染料インクは顔料インクに
比較し得られる画像が鮮鋭性等の画質の面で優れるが耐
光性が劣る傾向にあり、耐光性が優れるインクを得よう
とすると顔料インクを選択せざるを得なかった。しか
し、顔料インクは染料インクに比較し鮮鋭性等の画質の
面で劣るという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、その目的は、分散性や保存安定
性に優れたインクジェット記録用（水系分散）インク及
びその製造方法を提供することにある。

【０００６】また、本発明の目的は、得られる画像の鮮
鋭性と耐光性を両立させたインクジェット記録用（水系
分散）インク及びその製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成により達成される。

【０００８】１．少なくとも分散剤、水、水性有機溶媒
およびキレート構造を有する有機染料の固体微粒子分散
物を含有するインクジェット記録用インクにおいて、分
散剤がノニオン分散剤であることを特徴とするインクジ
ェット記録用インク。

【０００９】２．キレート構造を有する有機染料の質量
（Ｓ）に対するノニオン分散剤の質量（Ｂ）の比（（Ｂ
／Ｓ）×１００％）が５〜１００％であることを特徴と
する１記載のインクジェット記録用インク。

【００１０】３．有機染料とキレート構造を形成する金
属原子が、ニッケル、銅、クロム、コバルト、亜鉛また
は鉄であることを特徴とする１または２記載のインクジ
ェット記録用インク。

【００１１】４．少なくとも分散剤、水、水性有機溶媒
およびキレート構造を有する有機染料の混合物を分散処
理して得られた該有機染料の固体微粒子分散物を含有す
るインクジェット記録用インクの製造方法において、分
散剤がノニオン分散剤であることを特徴とするインクジ
ェット記録用インクの製造方法。

【００１２】５．キレート構造を有する有機染料の質量
（Ｓ）に対するノニオン分散剤の質量（Ｂ）の比（（Ｂ
／Ｓ）×１００％）が５〜１００％であることを特徴と
する４記載のインクジェット記録用インクの製造方法。

【００１３】６．有機染料とキレート構造を形成する金
属原子が、ニッケル、銅、クロム、コバルト、亜鉛また
は鉄であることを特徴とする４または５記載のインクジ
ェット記録用インクの製造方法。

【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、キレート構造を有する有機染料（以下単に、キ
レート染料ともいう）としては、下記一般式（１）で表
されるキレート染料が好ましく用いられる。

【００１５】一般式（１） Ｍ（Ｄｙｅ）_l（Ａ）ｍ （式中、Ｍは金属イオンを表し、Ｄｙｅは金属イオンと
配位結合可能な色素を表す。ＡはＤｙｅで表される色素
以外の配位子を表し、ｌは１ないし３の整数を表し、ｍ
は０、１、２または３の整数を表す。ｍが０のときｌは
２または３の整数を表し、その場合Ｄｙｅは同種でも異
なっていてもよい。） 一般式（１）において、Ｍで表される金属イオンとして
は、周期律表の第Ｉ〜VIII族に属する金属原子、例えば
Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓ
ｎ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ及びＺｎ等の金属原子の金
属イオンが挙げられる。色調、耐光性の点からＮｉ、Ｃ
ｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｆｅ等の金属原子の金属イオン
が好ましく、更に好ましくはＮｉイオンである。

【００１６】一般式（１）において、Ｄｙｅで表される
金属イオンと配位結合可能な色素としては種々の色素構
造が挙げられるが、共役メチン色素、アゾメチン色素、
アゾ色素骨格に配位基を有する色素が好ましい。色調、
耐光性の点から下記一般式（２）〜（７）で表される色
素が特に好ましい。

【００１７】

【化１】

【００１８】（一般式（２）〜（７）中、Ｘは共役系を
介して色素を形成する基であり、かつ１座から３座のキ
レート（金属イオンと配位結合）形成可能な基または原
子の集まりを表す。Ｙは５員もしくは６員の芳香族炭素
環又は複素環を形成する原子の集まりを表す。一般式
（２）〜（４）の式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は水素原子、ハ
ロゲン原子又は１価の置換基を表し、ｎは０、１又は２
の整数を表す。） 一般式（２）〜（７）において、Ｘは共役系を介して色
素を形成する基であり、かつ１座から３座のキレート
（金属イオンと配位結合）形成可能な基または原子の集
まりを表すが、例えばＮ、Ｓ、Ｏ元素がＸの芳香環の置
換基の一部を形成し解離、非解離の構造を有する場合、
あるいはＸのヘテロ環を形成する場合等を挙げることが
できる。該置換基（金属イオンと配位結合可能なＮ、
Ｓ、Ｏ元素を含有する置換基）の例としては、例えば１
級、２級、３級のアミノ基（例えばアミノ基、メチルア
ミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等）、メ
ルカプト基、チオエーテル基、ヒドロキシ基、カルボキ
シ基、カルボニル基、スルホ基等を挙げることができ
る。また該ヘテロ環の例としては、ピリジン環、ピリミ
ジン環、フラン環、チオフェン環、チアゾール環、イミ
ダゾール環、３Ｈ−ピロール環、オキサゾール環、３Ｈ
−ピロリジン環、オキサゾリジン環、イミダゾリジン
環、チアゾリジン環、３Ｈ−インドール環、ベンズオキ
サゾール環、ベンズイミダゾール環、ベンズチアゾール
環、キノリン環、イソキノリン環、インドレニン環、バ
ルビツール環、チオバルビツール環、ローダニン環、ヒ
ダントイン環、ピラゾリジンジオン環、ピリジンジオン
環、ピラゾロン環、ピラゾロトリアゾール環等を挙げる
ことができる。

【００１９】一般式（２）〜（７）において、Ｙは５員
もしくは６員の芳香族炭素環又は複素環を形成する原子
の集まりを表すが、該環上には更に置換基を有していて
もよく、縮合環を有していてもよい。該環の具体例とし
ては、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリミ
ジン環、フラン環、チオフェン環、チアゾール環、イミ
ダゾール環、ナフタレン環、３Ｈ−ピロール環、オキサ
ゾール環、３Ｈ−ピロリジン環、オキサゾリジン環、イ
ミダゾリジン環、チアゾリジン環、３Ｈ−インドール
環、ベンズオキサゾール環、ベンズイミダゾール環、ベ
ンズチアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、イン
ドレニン環、バルビツール環、チオバルビツール環、ロ
ーダニン環、ヒダントイン環、ピラゾリジンジオン環、
ピリジンジオン環などが挙げられる。これらの環は更に
他の炭素環（例えばベンゼン環等）や複素環（例えばピ
リジン環等）と縮合環を形成していてもよい。環上の置
換基としてはアルキル基、アリール基、アシル基、アミ
ノ基、ニトロ基、シアノ基、アシルアミノ基、アルコキ
シ基、ヒドロキシ基、アルコキシカルボニル基、ハロゲ
ン原子などが挙げられ、それらの基は更に置換されてい
てもよい。Ｙは配位可能な基を有していてもよい。

【００２０】一般式（２）〜（４）において、Ｒ₁、
Ｒ₂、Ｒ₃は水素原子、ハロゲン原子又は１価の置換基を
表し、ｎは０、１又は２を表すが、該１価の置換基とし
ては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基等）、
アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル
基等）、カルボキシ基、アルキルアミノ基（例えば、メ
チルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基
等）、ジアルキルアミノ基（例えば、メチルアミノ基、
エチルアミノ基等）、フェニル基等が挙げられる。なか
でも水素原子、ハロゲン原子、アルキル基が好ましく、
水素原子がより好ましい。

【００２１】一般式（１）において、ＡはＤｙｅで表さ
れる色素以外の配位子を表すが、該Ｄｙｅで表される色
素以外の配位子としては、アニオンの場合と中性分子の
場合がある。Ａが中性の配位子である時の例としては例
えば、ハライドイオン、ヒドロキソイオン、硝酸イオ
ン、シアノイオン、チオシアナートイオン、ペルオキソ
イオン、アジドイオン、炭酸イオン、硫酸イオン、テト
ラフルオロホウ素イオン等の無機アニオン。酢酸、シュ
ウ酸、マレイン酸、コハク酸、アセチルアセトン、サリ
チルアルデヒド、グリシン、エチレンジアミン２酢酸、
エチレンジアミン４酢酸、安息香酸、ｐ−トルエンスル
ホン酸、フェノール、フタル酸、ピコリン酸、チオフェ
ノール、ジチオールベンゼン等のアニオンおよびそれら
分子の誘導体のアニオンが挙げられる。Ａが中性の配位
子である時の例としては例えば、アンモニア、水、トリ
フェニルホスフィン、１，３−プロパンジアミン、２，
２′−ビピリジン、１，１０−フェナントロリン、グリ
シンアミド、ジエチレントリアミン、２，２′，２″−
ターピリジル、トリエチレンテトラミン、エチレンジア
ミンなどが挙げられる。

【００２２】以下に、一般式（１）のＤｙｅで表される
金属イオンと配位結合可能な色素の具体例を挙げるが、
本発明はこれらに限定されない。

【００２３】

【化２】

【００２４】

【化３】

【００２５】

【化４】

【００２６】

【化５】

【００２７】

【化６】

【００２８】

【化７】

【００２９】

【化８】

【００３０】一般式（１）のＡで表される、Ｄｙｅで表
される色素以外の配位子の具体例を挙げるが、本発明は
これらに限定されない。

【００３１】

【化９】

【００３２】

【化１０】

【００３３】

【化１１】

【００３４】本発明のキレート染料の化合物例を以下に
挙げる。 一般式（１） Ｍ（Ｄｙｅ）_l（Ａ）_m Ｍ：金属イオン、Ｄｙｅ：金属イオンと配位結合可能な
色素の例示化合物番号、ｌ：Ｄｙｅの数、Ａ：色素以外
の配位子の例示化合物番号、ｍ：Ａの数を示す。

【００３５】

【化１２】

【００３６】上記に挙げた染料は、本発明において用い
ることの出来る好ましい一例であり、本発明は上記の例
示染料に限定されるものではない。これらは、単独で、
または２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、こ
れらは、新規に合成されたものであってもよい。本発明
において染料を染料（顔料）、水、分散剤、有機溶剤等
を含む分散液の状態で分散処理して固体微粒子分散物に
する場合に、染料製造の際、ウエットケーキの状態で取
り出された染料を用いることが、良好な微粒子分散を達
成し得る点で好ましい。即ち、この様なウエットケーキ
の状態の染料を分散処理すると、効率よく固体微粒子分
散化を行うことが出来る。しかし、ウエットケーキの状
態で取り出された染料を使用することは、基本的には作
業効率の問題に留まり、到達性能に与える影響は大きく
ないので、本発明においては、必須条件では無い。

【００３７】染料を分散処理して固体微粒子分散物にす
る場合に用いられる分散機としては、サンドミル、ボー
ルミル、ロールミル、アジテーター、アトライター、高
圧ホモジナイザー、ヘンシェルミキサー、コロイドミ
ル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェット
ミル、ペイントシェーカー等各種を単独または適宜組み
合わせて用いることができるが、本発明においては、こ
れらに限定されない。

【００３８】分散機内に入れて分散処理するのに用いら
れるビーズは、粒径が１．５ｍｍ以下のセラミックビー
ズが好ましく、より好ましくは粒径が０．５ｍｍ以下の
ジルコニアビーズが用いられる。分散機内に入れて用い
られるビーズの充填率は任意でかまわない。また、分散
機のディスク周速は１０ｍ／秒以上が好ましく分散時間
は顔料、水、分散剤、有機溶剤を含む分散液の滞留時間
で６０分以上が好ましい。

【００３９】本発明において分散剤とは湿潤剤、界面活
性剤、安定化（または凝集防止）剤としての機能を有す
るものを意味する。

【００４０】本発明のノニオン分散剤としては、例え
ば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルアリールエーテル、ソルビタン脂肪酸
エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、
グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸
エステル及びアルキル（ポリ）グリコシドからなる群か
ら選ばれる分散剤を用いることができる。好ましく用い
られるノニオン分散剤は、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル及びポリオキシエチレンアルキルアリールエー
テルから選ばれる。これらは、単独で、又は二種以上を
組み合わせて用いてもよい。

【００４１】本発明において、キレート構造を有する有
機染料の質量（Ｓ）に対するノニオン分散剤の質量
（Ｂ）の比（（Ｂ／Ｓ）×１００％）が５〜１００％で
あることが好ましく、５〜８０％がより好ましい。５％
未満では、水に対する染料の濡れ性が著しく低下し、分
散性が劣化することがある。また、１００％を越える
と、固体微粒化された染料が溶解しやすくなり、溶解し
た染料が温度や濃度等の変化により析出し、染料分散物
の成長、凝集を促進し、保存安定性が著しく低下するこ
とがある。

【００４２】本発明において、水性有機溶媒としては、
湿潤剤ないし保湿剤としての機能を有するものであれ
ば、その種類に特に制限は無く、例えば、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコ
ール等のグリコール類；グリセリン；ジエチレングリコ
ールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチ
ルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、
エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルカルビ
トール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エ
チルカルビトールアセテート、ジエチルカルビトール、
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、及びプロピレング
リコールモノメチルエーテル等の多価アルコールのエー
テル類；アセテート類；チオジグリコール；Ｎ−メチル
−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノ
ン、ホルミアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素化
合物類；ジメチルスルホキシド等の一種又は二種以上を
用いることができる。

【００４３】更に、本発明のインクジェット記録用イン
クには、シリコーン系化合物等の消泡剤、クロロメチル
フェノール系化合物等の防黴剤、ベンゾトリアゾール
系、ベンゾフェノン系、ヒドロキシベンゾエート系、サ
ルシレート系及びシアノアクリレート系等の紫外線吸収
剤等が含有されていてもよい。

【００４４】本発明のインクジェット記録用インクが係
るインクジェット画像記録方法で使用するインクジェッ
トヘッドは、オンデマンド方式でもコンティニュアス方
式でも構わない。また、吐出方式としては、電気−機械
変換方式（例えば、シングルキャビティー型、ダブルキ
ャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモー
ド型、シェアードウォール型等）、電気−熱変換方式
（例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット
（登録商標）型等）、静電吸引方式（例えば、電界制御
型、スリットジェット型等）及び放電方式（例えば、ス
パークジェット型等）等を具体的な例として挙げること
ができるが、いずれの吐出方式を用いても構わない。

【００４５】

【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて具体的に説
明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されない。

【００４６】分散液の作製 表１に示すキレート染料を２５質量部、エチレングリコ
ールを２０質量部、表１に示す分散剤をキレート染料質
量（Ｓ）に対する分散剤質量（Ｂ）の比（（Ｂ／Ｓ）×
１００％）で加え、最後にイオン交換水を加えて１００
質量部とした。この混合液を、ホモジナイザー（エクセ
ルオート：株式会社日本精機製作所製）に入れ、０．５
ｍｍ径ジルコニアビーズを５０％充填率（体積）で加
え、１０時間分散しキレート染料を固体微粒子分散物と
した後、遠心分離機（１１３０：久保田商事株式会社
製）で粗大粒子を除去し、分散液を作製した。

【００４７】

【表１】

【００４８】なお、表１記載の分散剤については、表２
に説明する。

【００４９】

【表２】

【００５０】インクの調製 上記の様にして得られた各分散液を２０質量部、エチレ
ングリコール１６質量部を混合し、イオン交換水を加え
て１００質量部とし、インク−１〜４（本発明）、イン
ク−５〜８（比較）を調製した。

【００５１】評価 分散性：調製後のインクの平均粒径を、ゼータサイザー
１０００（マルバーン社製）の散乱強度分布測定により
５回測定し、測定値を算術平均し、平均粒径を得た。評
価は、以下の基準で５段階評価した。

【００５２】 ×：平均粒径が６００ｎｍ以上 △×：平均粒径が４００〜６００ｎｍ未満 △：平均粒径が２００〜４００ｎｍ未満 ○：平均粒径が１５０〜２００ｎｍ未満 ◎：平均粒径が１５０ｎｍ未満 保存安定性：インクを６０℃で３日間保存し、平均粒径
の変化率を測定した。評価は、以下の基準で５段階評価
した。

【００５３】×：粒径変化率が１００％以上 △×：粒径変化率が５０〜１００％未満 △：粒径変化率が２０〜５０％未満 ○：粒径変化率が５〜２０％未満 ◎：粒径変化率が５％未満 耐光性：インクをＭＪ−８００Ｃプリンター（セイコー
エプソン社製）を用いて、フォトジェットペーパーＱＰ
（コニカ社製）に単色印字し、この画像を光学濃度計
（Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ９３８）で濃度測定を
行い、濃度約１．０の画像についてキセノンウェザーメ
ーター（アトラス社）にて７００００ｌｕｘ下、１２０
時間照射し、残存率を測定し、以下の基準で４段階評価
した。

【００５４】 ◎：残存率が９０％以上 ○：残存率が８０〜９０％未満 △：残存率が５０〜８０％未満 ×：残存率が５０％未満 鮮鋭性：濃度約１．０の単色印字画像を、光学濃度計
（Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ９３８）を用いて反射
濃度測定を行い、以下の基準で極大吸収の半値巾により
３段階評価した。ここで、極大吸収の半値巾とは、反射
分光吸収の極大波長の前後で、極大波長における吸収強
度の半分である波長２点をとり、その波長巾（ｎｍ）を
いう。

【００５５】 ○：半値巾が１００ｎｍ未満 △：半値巾が１００〜１５０ｎｍ未満 ×：半値巾が１５０ｎｍ以上 以上の経過および結果を表３に示す。

【００５６】

【表３】

【００５７】表３から、本発明により、インクの分散
性、保存安定性及び得られた画像の鮮鋭性、耐光性に優
れたインクジェット記録用インクが得られることがわか
る。

【００５８】

【発明の効果】本発明により、分散性や保存安定性に優
れたインクジェット記録用（水系分散）インク及びその
製造方法を提供できる。また、得られる画像の鮮鋭性と
耐光性を両立させたインクジェット記録用（水系分散）
インク及びその製造方法を提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA04 EA13 FC01 2H086 BA01 BA02 BA53 BA56 BA59 BA62 4J039 AE07 BA31 BA32 BA36 BA37 BA38 BA39 BC07 BC09 BC10 BC11 BC12 BC13 BC14 BC15 BC20 BC29 BC32 BC33 BC36 BC40 BC44 BC50 BC51 BC52 BC53 BC55 BC59 BC65 BC68 BC73 BC77 BE02 BE12 BE22 CA06 EA35 EA44 GA24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも分散剤、水、水性有機溶媒お
   よびキレート構造を有する有機染料の固体微粒子分散物
   を含有するインクジェット記録用インクにおいて、分散
   剤がノニオン分散剤であることを特徴とするインクジェ
   ット記録用インク。
2. 【請求項２】 キレート構造を有する有機染料の質量
   （Ｓ）に対するノニオン分散剤の質量（Ｂ）の比（（Ｂ
   ／Ｓ）×１００％）が５〜１００％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記録用インク。
3. 【請求項３】 有機染料とキレート構造を形成する金属
   原子が、ニッケル、銅、クロム、コバルト、亜鉛または
   鉄であることを特徴とする請求項１または２記載のイン
   クジェット記録用インク。
4. 【請求項４】 少なくとも分散剤、水、水性有機溶媒お
   よびキレート構造を有する有機染料の混合物を分散処理
   して得られた該有機染料の固体微粒子分散物を含有する
   インクジェット記録用インクの製造方法において、分散
   剤がノニオン分散剤であることを特徴とするインクジェ
   ット記録用インクの製造方法。
5. 【請求項５】 キレート構造を有する有機染料の質量
   （Ｓ）に対するノニオン分散剤の質量（Ｂ）の比（（Ｂ
   ／Ｓ）×１００％）が５〜１００％であることを特徴と
   する請求項４記載のインクジェット記録用インクの製造
   方法。
6. 【請求項６】 有機染料とキレート構造を形成する金属
   原子が、ニッケル、銅、クロム、コバルト、亜鉛または
   鉄であることを特徴とする請求項４または５記載のイン
   クジェット記録用インクの製造方法。