JP2003165932A - インクジェット用水性インク組成物およびインクセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浸透性に優れ、かつ高速印刷においても高品
位の印字が可能なインクジェット用水性インク組成物を
提供することを目的とする。 【解決手段】 （ａ）電導率が２５０μＳ／ｃｍ以下の
水媒体、（ｂ）染料から選択される色材、および（ｃ）
式（Ｉ）： 【化１】 （式中、ｎは１〜１０の整数、ｍは１〜１０の整数、ｘ
は１〜５０の整数、ｙは１〜２０の整数である）で表さ
れる化合物を含み、さらに水溶性有機溶剤を少なくとも
１種含み、その配合量が１〜５０重量％であることを特
徴とするインクジェット用水性インク組成物により、上
記の課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、力学的エネルギー
および／または熱エネルギーによりインクを吐出、飛翔
させ、被記録材に対して記録を行うインクジェット記録
に好適に用いられる、プリンターヘッドの吐出不良（イ
ンクの目詰まり）が改善されたインクジェット用水性イ
ンク組成物およびインクセットに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録法は、力学的作用お
よび／または熱的作用を用いてインク小滴を形成し、こ
れを紙などの被記録材（媒体）上に付着させ、ドットを
形成して画像を記録する方法である。このインクジェッ
ト記録法は、パーソナルコンピュータなどのデジタル信
号に応答して、媒体上に画像を記録するノンインパクト
記録法の代表的なものである。また、このインクジェッ
ト記録法は、電子写真などの記録法で必要とされる現像
や定着といったプロセスを含まないことから、装置の小
型化が容易であると同時に、高速でかつ低騒音での記録
が可能である。さらに、このようなオンデマンド型と呼
ばれる記録法は、記録装置が比較的安価でかつカラー化
が容易であることから、近年では事務用および家庭用パ
ーソナルコンピューターの出力機器として広く用いられ
るようになってきた。

【０００３】インクジェット記録法に最も望まれる特性
は、電子写真なみの高画質な印刷を高速かつ安定的に行
うことである。このような特性を満足するためには、媒
体上においてインクの乾燥性を早める必要がある。その
方法として、例えば、特公昭６１−３３８７０号公報に
は、アルコールアミンと油性染料を組み合わせたインク
を用いる方法が開示されている。しかしながら、この方
法では、印字品位に問題があった。

【０００４】そこで、高品位に印刷を行う方法として、
例えば、特開平１１−１２９４６０号公報には、印刷と
同時に加熱を行う方法が開示されている。しかしなが
ら、この方法では、熱伝導にムラが生じて、高品位の印
字が保てなくなることがあり、また加熱に伴う消費電力
の増加、すなわちランニングコストの増加が懸念され
る。インクジェット記録において、インクの乾燥性を早
めること（速乾性）と高品位印刷は相反する側面を持
ち、両者を併せもつインクは実現されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、浸透性に優
れ、かつ高速印刷においても高品位の印字が可能なイン
クジェット用水性インク組成物を提供することを目的と
する。また、本発明のインクジェット用水性インク組成
物は、泡立ちにくく、たとえ泡が発生しても泡抜けし易
いといった特長をも有する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を行った結果、電導率が２５０
μＳ／ｃｍ以下の水媒体、特定の染料から選択される色
材、式（Ｉ）で表される化合物および特定量の水溶性有
機溶剤を配合することにより、浸透性に優れ、かつ高速
印刷においても高品位（高画質）印刷が可能なインクジ
ェット用水性インク組成物を提供できることを見出し、
本発明を完成するに到った。特に、式（Ｉ）の化合物を
配合することにより、プリンターヘッドの吐出不良を防
止する、すなわちヘッドに対して遅滞なく、安定にイン
クを供給すると共に、紙媒体への浸透性を改良する、す
なわち最適な浸透速度で滲みの少ない効率的な印字が可
能になる。

【０００７】かくして、本発明によれば、（ａ）電導率
が２５０μＳ／ｃｍ以下の水媒体、（ｂ）染料から選択
される色材、および（ｃ）式（Ｉ）：

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、ｎは１〜１０の整数、ｍは１〜１
０の整数、ｘは１〜５０の整数、ｙは１〜２０の整数で
ある）で表される化合物（以下、「化合物１」という）
を含み、さらに水溶性有機溶剤を少なくとも１種含み、
その配合量が１〜５０重量％であることを特徴とするイ
ンクジェット用水性インク組成物（以下、「インク組成
物」という）が提供される。

【００１０】また、本発明によれば、色材としてシアン
染料、マゼンタ染料およびイエロー染料をそれぞれ別々
に含む上記のインク組成物を組み合わせたインクセッ
ト、さらにブラック染料を含む上記のインク組成物を組
み合わせたインクセットが提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる水媒体として
は、電導率が２５０μＳ／ｃｍ以下の水、すなわち不純
物の含有量が少ない高純度の水が挙げられる。水に含ま
れる不純物は、化合物１の作用を阻害して、本来期待さ
れる本発明の効果を充分に発揮しにくくするので好まし
くない。

【００１２】本発明で用いられる色材としては、基本的
に水溶性染料であれば特に問題はなく、具体的には、酸
性染料、直接染料、反応性染料などが挙げられる。これ
らの中でも、耐水性および耐光性に優れるもの、さらに
安全性に優れるものを好適に用いることができる。

【００１３】本発明で用いられる色材を、各色系ごとに
染料のカラーインデックスナンバー（ＣＩ）で示す。青
系（シアン）としては、例えば、アシッドブルー７，
９，２９，４５，９２，２４９ ダイレクトブルー１，２，６，１５，２２，２５，７
１，７６，７９，８６，９０，９８，１６３，１６５，
１９９，２０２ リアクティブブルー１，２，７，１４，１５，２３，３
２，３８，４１，６３，８０，９５が挙げられ、これら
の中でも、アシッドブルー７、アシッドブルー９および
ダイレクトブルー１９９から選択される少なくとも１種
のシアン染料が特に好ましい。

【００１４】赤系（マゼンタ）としては、例えば、アシ
ッドレッド１，８，１３，１４，１８，２６，２７，３
５，３７，４２，５２，８２，８７，８９，９２，９
７，１０６，１１１，１１４，１１５，１３４，１８
６，２４９，２５４，２８９ ダイレクトレッド１，４，９，１３，１７，２０，２
８，３１，３９，８０，８１，８３，８９，２２５，２
２７ ダイレクトオレンジ２６，２９，６２，１０２ リアクティブレッド１，１４，１７，２５，２６，３
２，３７，４４，４６，５５，５８，６０，６６，７
４，７９，９６，９７，１４１，１４７，１８０，１８
１が挙げられ、これらの中でも、アシッドレッド５２、
アシッドレッド２８９、リアクティブレッド５８、リア
クティブレッド１４１およびリアクティブレッド１８０
から選択される少なくとも１種のマゼンタ染料が特に好
ましい。

【００１５】黄色系（イエロー）としては、例えば、ア
シッドイエロー１，７，１７，２３，４２，４４，７
９，１４２ ダイレクトイエロー１，１２，２４，２６，３３，４
４，５０，８６，１２０，１３２，１４２，１４４ リアクティブイエロー１，５，１１，１３，１４，２
０，２１，２２，２５，４０，４７，５１，５５，６
５，６７が挙げられ、これらの中でも、アシッドイエロ
ー１７、アシッドイエロー２３およびダイレクトイエロ
ー８６から選択される少なくとも１種のイエロー染料が
特に好ましい。

【００１６】黒系（ブラック）としては、例えば、フー
ドブラック２ ダイレクトブラック１９，２２，３２，３８，５１，５
６，７１，７４，７５，７７，１５４，１６８，１７１ リアクティブブラック３，４，７，１１，１２，１７が
挙げられ、これらの中でも、フードブラック２およびダ
イレクトブラック１５４から選択される少なくとも１種
のブラック染料が特に好ましい。

【００１７】色材の配合量は特に限定されないが、一般
に０．０５〜２０重量％の範囲であり、好ましくは０．
１〜１５重量％の範囲である。色材の配合量が０．０５
重量％の未満の場合には、必要とされる色調、コントラ
ストが得られ難くなるので好ましくない。また、色材の
配合量が２０重量％を超える場合には、ノズル内で目詰
まりが起こり易くなるので好ましくない。

【００１８】本発明で用いられる化合物１は、一般式
（Ｉ）で表される。一般式（Ｉ）におけるｎは１〜１０
の整数であり、ｍは１〜１０の整数であり、ｘは１〜５
０の整数、好ましくは１〜３０の整数であり、ｙは１〜
２０の整数、好ましくは１〜１０の整数である。インク
組成物が化合物１を含むことにより、プリンターヘッド
の吐出不良が防止され、かつ紙媒体への浸透性が改良さ
れる。

【００１９】化合物１としては、式（Ｉ）で表される化
合物１の２種以上の混合物として用いるのが好ましく、
次の化合物１の混合物が特に好ましい。 （Ａ）ｎ＝４、ｍ＝１０、ｘ＝５以下の整数、ｙ＝２ （Ｂ）ｎ＝４、ｍ＝１０、ｘ＝７以上の整数、ｙ＝４

【００２０】上記の化合物１の混合物が好ましい理由は
明らかではないが、以下のことが考えられる。 （Ａ）は水に対する溶解性が低いが、インク組成物に添
加しても泡立ちにくく、プリンタノズルの部材に対する
濡れ性が良好であるため、（A）の配合によりインク組
成物を安定的に供給することができる。このような作用
により、高速印刷を行った際にもインク組成物の供給が
スムースに行われ、インク組成物内に泡が発生しにく
く、発生した場合においても比較的泡が抜け易くなる。
一方、（Ｂ）はインク小滴として吐出され、媒体に着弾
した際、特に普通紙に印刷した際に、浸透速度を早める
効果を発揮する。

【００２１】さらに、化学式１は、式（II）、（III）
および（IV）で表される化合物２、化合物３および化合
物４と併用することができる。これらの併用により、さ
らに吐出特性に優れたインク組成物を得ることができ
る。

【００２２】

【化３】

【００２３】化合物１の配合量は、化合物１が有する臨
界ミセル濃度以上が好ましい。通常、０．０５〜５重量
％程度、好ましくは０．１〜３重量％程度である。化合
物１の配合量が上記の範囲であれば、疎水性表面に対す
る濡れ性を改良することができる。すなわち、プリンタ
ー部材に対する濡れ性が良好となり、インクの供給がス
ムースになる。さらに、インクの泡立ちを抑制すること
ができる利点がある。

【００２４】本発明のインク組成物は、有機溶剤を少な
くとも１種含むのが好ましく、有機溶剤は、水溶性有機
溶剤であるのが好ましい。水溶性有機溶剤を含むことに
より、印刷性能が向上するとともに、紙への浸透性をコ
ントロールすることができる。水溶性有機溶剤を２種以
上の混合物として用いる場合には、水よりも低い蒸気圧
を有する水溶性有機溶剤を少なくとも１種類以上含むの
が好ましい。これにより、インク組成物の乾燥固化を防
止することができる。

【００２５】有機溶剤の具体的な例を以下に示すが、こ
れらに限定されるものではない。 アミド類：ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ドなど エーテル類：１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン
など ケトン類：アセトンなど

【００２６】グリコール類：ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、チオ
ジグリコール、プロピレングリコール、トリエチレング
リコール、ジエチレングリコール、１，２，６−ヘキサ
ントリオールなど 多価アルコールの低級アルキルエーテル類：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、カルビトール（ジ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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、テトラ
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリ
コールモノフェニルエーテルなど

【００２７】アルコール類；メタノール、エタノール、
プロパノール、１，５−ペンタンジオール、１，４−ブ
タンジオール、１，３−プロパンジオール、グリセリン
など 硫黄含有物：スルホラン、ジメチルスルホキシドなど 多官能物：ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノ
エタノール、トリエタノールアミン、モルホリンなど 窒素含有物：２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン、
ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトンなど

【００２８】これらの中でも、ポリエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、エチルカルビトール、トリ
エチレングリコールモノブチルエーテル、１，５−ペン
タンジオール、グリセリン、２−ピロリドンおよびＮ−
メチルピロリドンから選択される少なくとも１種の水溶
性有機溶剤が好ましく、ジエチレングリコール、トリエ
チレングリコールモノブチルエーテル、グリセリンおよ
び２−ピロリドンから選択される少なくとも１種の水溶
性有機溶剤が特に好ましい。

【００２９】有機溶剤の配合量は、１〜５０重量％の範
囲であり、好ましくは１〜４０重量％の範囲、より好ま
しくは１０〜４０重量％の範囲である。有機溶剤の配合
量が１重量％の未満の場合には、添加した有機溶剤の機
能を発揮できないので好ましくない。また、有機溶剤の
配合量が５０重量％を超える場合には、水の配合割合が
低くなり、印刷した場合に媒体上で滲みが生じたり、乾
燥性が著しく低下する現象が見られるので好ましくな
い。

【００３０】本発明のインク組成物は、さらに、尿素、
エチレン尿素、ヘキサグリセロール、トリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタンおよびネオペンチルアル
コールから選択される少なくとも１種を含むのが好まし
く、中でもトリメチロールプロパンを含むのが特に好ま
しい。このような化合物を含むことにより、インク組成
物の吐出性能を向上させることができる。

【００３１】本発明のインク組成物には、所望の物性値
を付与するために、必要に応じて添加剤を配合してもよ
い。そのような添加剤としては、界面活性剤、防カビ
剤、ｐＨ調整剤、キレート化剤、防腐剤、紫外線吸収剤
などが挙げられる。

【００３２】防カビ剤としては、例えば、デヒドロ酢酸
ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビタン酸ナトリ
ウムなどが挙げられる。ｐＨ調整剤としては、トリエタ
ノールアミン、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硝
酸ナトリウム、硝酸カリウムなどが挙げられる

【００３３】本発明のインク組成物は、例えば、水に染
料を添加し、室温で撹拌して染料を完全に溶解させた
後、有機溶剤、その他の添加剤を順次添加し、最後に化
合物１を添加し、室温で１時間撹拌した後、所望の大き
さのフィルターで濾過することにより得られる。

【００３４】本発明のインク組成物の諸物性は、適宜制
御することができるが、本発明の好ましい態様によれ
ば、インク組成物の粘度（２５℃）は、２０ｍＰａ・秒
以下、好ましくは１５ｍＰａ・秒以下である。インク組
成物の粘度が上記の範囲であれば、インクの吐出安定性
を確保することができる。また、インク組成物の表面張
力（２５℃）は、好ましくは２０〜５０ｍＮ／ｍであ
る。

【００３５】本発明によれば、上記のインク組成物から
なるインクセット、具体的には、色材としてシアン染
料、マゼンタ染料およびイエロー染料をそれぞれ含むイ
ンク組成物からなるインクセット、さらに色材としてブ
ラック染料を含むインク組成物を含むインクセットが提
供される。これらのインクセットは、発色性、カラーバ
ランスに優れている。

【００３６】

【実施例】本発明を実施例および比較例に基づいてさら
に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明が
限定されるものではない。

【００３７】表１の処方でインク組成物を調製した。す
なわち、水に染料を添加し、室温で撹拌して染料を完全
に溶解させた後、有機溶剤、その他の添加剤を順次添加
し、最後に化合物１を添加し、室温で１時間撹拌した
後、０．４５μｍのフィルターで濾過してインク組成物
を得た。

【００３８】なお、表１の数値はいずれの場合も重量部
であり、合計量は１００である。用いた化合物１は、次
の２種の混合物である。 （Ａ）ｎ＝４、ｍ＝１０、ｘ＝５以下の整数、ｙ＝２ （Ｂ）ｎ＝４、ｍ＝１０、ｘ＝７以上の整数、ｙ＝４

【００３９】

【表１】

【００４０】（実験１：高速印刷）調製したインク組成
物をそれぞれシャープ株式会社製のインクジェットプリ
ンター（ＡＪ２０００）の改造機を用いて、印刷濃度５
％として７ＰＰＭで連続的に印刷を行い、印字可能枚数
を検討した。インクタンクにインク組成物を充填して空
になるまでの印刷可能枚数は約２００枚である。この実
験では、インクタンクが空になった時点でインク組成物
を再充填し、この作業を印刷ができなくなるまで繰り返
し、そのときまでに印刷できた枚数を印刷可能枚数とし
た。印刷可能枚数が２００枚を超えた場合を「○」、１
５０〜２００枚であった場合を「△」、１５０枚に満た
ない場合を「×」として評価した。得られた結果を表２
に示す。

【００４１】（実験２：乾燥速度）調製したインク組成
物をそれぞれ用いて２．５ｃｍ×１０ｃｍのベタを印刷
し、印刷直後を起点として１５秒後に、印刷に用いたも
のと同質の紙を印刷面に押し当て、転写された場合を
「×」、転写されなかった場合を「○」として評価し
た。得られた結果を表２に示す。

【００４２】（実験３：滲み性評価）調製したインク組
成物をそれぞれ用いて、ＰＰＣ用紙（シャープ株式会社
製、ＳＦ４ＡＭ３）に特定のパターンを印刷し、１日間
放置した。その後、印字物のライン幅を測定し、滲みが
ないと仮定した場合のライン幅を１００としたときの相
対値を求めた。相対値が１５０に満たない場合を
「○」、１５０〜２５０であった場合を「△」、２５０
を超える場合を「×」として評価した。得られた結果を
表２に示す。

【００４３】（実験４：泡立ち）調製したインク組成物
をそれぞれろうそくびん（５０ｍｌ）に入れて、２０秒
間振とうして、５分後の泡高さを測定した。泡高さが１
０ｍｍ以下の場合を「○」、１０ｍｍを超える場合を
「×」として評価した。得られた結果を表２に示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２の結果から、次のことがわかる。 実施例１〜６と比較例１〜５との比較から、化合物１
を含み、かつ導電率が２５０μＳ／ｃｍ以下の水を用い
た本発明のインク組成物は、連続的な高速印刷が可能で
あることがわかる。 実験４の結果から、化合物１（Ｘ＝５以下）を含むこ
とにより泡立ちが改良されることがわかる。 実施例４〜６の結果から、化合物１にその他の界面活
性剤を加えても悪影響がないことがわかる。 実験３の結果から、化合物１を含むことにより滲み性
が改良されることがわかる。 実験３の結果から、有機溶剤が５０％以上含まれると
滲み性が低下することがわかる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、浸透性に優れかつ高速
印刷においても高品位の印字が可能なインクジェット用
水性インク組成物を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 清太 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中弥 浩明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中津 裕美 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 木ノ元 正紀 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA05 FC02 2H086 BA53 BA56 BA59 BA60 4J039 AE07 BC07 BC12 BC13 BC16 BC37 BC50 BE02 BE12 CA03 CA06 EA10 EA41 EA46 GA24

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）電導率が２５０μＳ／ｃｍ以下の
   水媒体、（ｂ）染料から選択される色材、および（ｃ）
   式（Ｉ）： 【化１】 （式中、ｎは１〜１０の整数、ｍは１〜１０の整数、ｘ
   は１〜５０の整数、ｙは１〜２０の整数である）で表さ
   れる化合物を含み、さらに水溶性有機溶剤を少なくとも
   １種含み、その配合量が１〜５０重量％であることを特
   徴とするインクジェット用水性インク組成物。
2. 【請求項２】 水溶性有機溶剤の少なくとも１種が、水
   よりも低い蒸気圧を有する水溶性有機溶剤である請求項
   １に記載のインクジェット用水性インク組成物。
3. 【請求項３】 水溶性有機溶剤が、ポリエチレングリコ
   ール、ジエチレングリコール、エチルカルビトール、ト
   リエチレングリコールモノブチルエーテル、１，５−ペ
   ンタンジオール、グリセリン、２−ピロリドンおよびＮ
   −メチルピロリドンから選択される少なくとも１種であ
   る請求項１または２に記載のインクジェット用水性イン
   ク組成物。
4. 【請求項４】 さらに、尿素、エチレン尿素、ヘキサグ
   リセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロール
   エタンおよびネオペンチルアルコールから選択される少
   なくとも１種を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載
   のインクジェット用水性インク組成物。
5. 【請求項５】 式（Ｉ）で表される化合物の配合量が、
   臨界ミセル濃度以上である請求項１〜４のいずれか１つ
   に記載のインクジェット用水性インク組成物。
6. 【請求項６】 色材が、アシッドブルー７、アシッドブ
   ルー９およびダイレクトブルー１９９から選択される少
   なくとも１種のシアン染料である請求項１〜５のいずれ
   か１つに記載のインクジェット用水性インク組成物。
7. 【請求項７】 色材が、アシッドレッド５２、アシッド
   レッド２８９、リアクティブレッド５８、リアクティブ
   レッド１４１およびリアクティブレッド１８０から選択
   される少なくとも１種のマゼンタ染料である請求項１〜
   ５のいずれか１つに記載のインクジェット用水性インク
   組成物。
8. 【請求項８】 色材が、アシッドイエロー１７、アシッ
   ドイエロー２３およびダイレクトイエロー８６から選択
   される少なくとも１種のイエロー染料である請求項１〜
   ５のいずれか１つに記載のインクジェット用水性インク
   組成物。
9. 【請求項９】 色材が、フードブラック２およびダイレ
   クトブラック１５４から選択される少なくとも１種のブ
   ラック染料である請求項１〜５のいずれか１つに記載の
   インクジェット用水性インク組成物。
10. 【請求項１０】 色材としてシアン染料、マゼンタ染料
    およびイエロー染料をそれぞれ別々に含む請求項１〜８
    のいずれか１つに記載のインクジェット用水性インク組
    成物を組み合わせたインクセット。
11. 【請求項１１】 色材としてシアン染料、マゼンタ染
    料、イエロー染料およびブラック染料をそれぞれ別々に
    含む請求項１〜９のいずれか１つに記載のインクジェッ
    ト用水性インク組成物を組み合わせたインクセット。