JP2006045538A - インクジェット用ブラックインク、インクセット、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも、色材及び水溶性有機溶剤を含有するインクジェット用ブラックインクにおいて、前記色材が、下記一般式(I)で表される化合物又はその塩であり、20℃における比誘電率が30.0以上70.0未満であり、且つ、25℃において下記一般式(I)で表される化合物又はその塩を1.0質量%以上溶解することができる水溶性有機溶剤の含有量が、インクジェット用ブラックインクに含有される全ての水溶性有機溶剤の含有量の合計に対して50.0質量%以上であることを特徴とするインクジェット用ブラックインク。
一般式(I)
【化1】
【選択図】 なし
Description
一般式(I)
(1)色材のモル吸光係数が高いこと
(2)光の透過性を向上させるため、記録媒体の受容層を形成する材料が、可視光に対して限りなく透明であること
(3)記録媒体の受容層中における色材密度を上げること
つまり、インクが記録媒体に着弾した後、色材をできる限り記録媒体の表層部近傍に固定することができれば、受容層を形成する材料の曇りによる影響を避けつつ、色材密度を上げることができ、従って、高い光学濃度を発現できるようになる。
本発明のインクに用いられる色材は、下記一般式(I)で表される化合物又はその塩である。前記色材は、耐候性に優れている。特に、本発明の構成のインクに前記色材を用いることで、本発明の目的である、高い耐候性及び高い光学濃度を達成することができる。
一般式(I)
本発明において用いられる色材の検証には、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いた下記(1)〜(3)の検証方法が適用できる。
(1)ピークの保持時間
(2)(1)のピークにおける最大吸収波長
(3)(1)のピークにおけるマススペクトルのM/Z(posi、nega)
・カラム:Symmetry C18 2.1mm×150mm
・カラム温度:40℃
・流速:0.2ml/min
・PDA:210nm〜700nm
・移動相及びグラジエント条件:表1
・イオン化法
・ESI キャピラリ電圧 3.5kV
脱溶媒ガス 300℃
イオン源温度 120℃
・検出器 posi 40V 200−1500amu/0.9sec
nega 40V 200−1500amu/0.9sec
例示化合物1に対しての保持時間、最大吸収波長、M/Z(posi)、M/Z(nega)の値を表2に示す。表2に示された値に該当する場合、本発明において用いる化合物に該当すると判断できる。
本発明においては、上記化合物の他に、調色用の色材として上記以外の色材を用いても構わない。
C.I.ダイレクトレッド:2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229、230等
C.I.アシッドレッド:6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、42、51、52、80、83、87、89、92、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265、289等
C.I.フードレッド:87、92、94等
C.I.ダイレクトバイオレット:107等
[シアン色材]
C.I.ダイレクトブルー:1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226、307、等
C.I.アシッドブルー:1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、112、117、127、138、158、161、203、204、221、244等
[イエロー色材]
C.I.ダイレクトイエロー:8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132、173等
C.I.アシッドイエロー:1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99等
[ブラック色材]
C.I.ダイレクトブラック:17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168、195等
C.I.アシッドブラック:2、48、51、52、110、115、156等
C.I.フードブラック:1、2等
下記一般式(II)で示される染料又はその塩
一般式(II)
一般式(III)
一般式(IV)
〔20℃における比誘電率が30.0以上70.0未満であり、且つ、25℃において一般式(I)で表される化合物又はその塩を1.0質量%以上溶解することができる水溶性有機溶剤〕
本発明で使用される、20℃における比誘電率が30.0以上70.0未満であり、且つ、25℃において一般式(I)で表される化合物又はその塩を1.0質量%以上溶解することができる水溶性有機溶剤は、上記範囲の比誘電率、及び、前記化合物又はその塩の溶解性を示すものであれば特に限定されない。20℃における比誘電率が30.0以上70.0未満であり、且つ、25℃において下記一般式(I)で表される化合物又はその塩を1.0質量%以上溶解することができる水溶性有機溶剤の具体例は、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールが挙げられる。中でも特に、グリセリン、エチレングリコールが好ましい。これらの水溶性有機溶剤は、一般式(I)で表される化合物又はその塩と組み合わせてインクジェット用インクとして用いた場合にインクの吐出性に優れるためである。
本発明のインクにおいては、上記した20℃における比誘電率が30.0以上70.0未満であり、且つ、25℃において一般式(I)で表される化合物又はその塩を1.0質量%以上溶解することができる水溶性有機溶剤の他に、これらを添加することによる効果が得られ、且つ本発明の目的効果を損なわない範囲で、水、或いは水と各種の水溶性有機溶剤との混合溶媒を使用することができる。
更に、本発明においては必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、水溶性ポリマー等、種々の添加剤を含有させてもよい。
本発明のインクを用いて画像を形成する際に用いる記録媒体は、インクを付与して記録を行う記録媒体であれば何れのものでも使用することができる。中でも、インク受容層が、カチオン性の電荷を有する多孔質の微粒子で形成された記録媒体が好ましい。更には、平均粒子径が1μm以下である微粒子を主体として、インク受容層を形成した記録媒体が好ましい。
Al2O3−n(OH)2n・mH2O
(上記式中、nは1、2又は3の整数の何れかを表し、mは0〜10、好ましくは0〜5の値を表す。但し、mとnは同時には0にはならない。mH2Oは、多くの場合mH2O結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相をも表すものである為、mは整数又は整数でない値を取ることもできる。又この種の材料を加熱するとmは0の値に達することがありうる。)
本発明のインクは、他のインクと組み合わせてインクセットとした場合においても好ましく使用することができる。本発明におけるインクセットは、本発明のインクを、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク等の他のインクと共に用いる状態ことである。尚、インクセットとして組み合わせることのできる他のインクについての限定は特にない。又、本発明におけるインクセットとは、インクタンクが複数一体になっているインクタンク自体は無論のこと、単独のインクタンクを複数組み合わせて使用する場合も含み、更に、前記インクタンク及び記録ヘッドを一体としたものも含まれる。
本発明にかかるインクは、インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法に用いることが特に好適である。インクジェット記録方法は、インクに力学的エネルギーを作用させてインクを吐出させる記録方法、及びインクに熱エネルギーを作用させてインクを吐出させる記録方法等がある。特に、本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を好ましく用いることができる。
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジは、これらのインクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジが挙げられる。
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適な記録ユニットは、これらのインクを収容するインク収容部と、記録ヘッドとを備えた記録ユニットが挙げられる。特に、前記記録ヘッドが、記録信号に対応した熱エネルギーをインクに作用させ、前記エネルギーによりインク液滴を発生させる記録ユニットが挙げられる。
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適な記録装置は、これらのインクが収容されるインク収容部を有する記録ヘッドの室内のインクに、記録信号に対応した熱エネルギーを与え、前記エネルギーによりインク液滴を発生させる装置が挙げられる。
ヘッドカートリッジH1000の構成について説明する。ヘッドカートリッジH1000は、記録ヘッドH1001と、インクタンクH1900を搭載する手段、及びインクタンクH1900から記録ヘッドにインクを供給するための手段を有しており、キャリッジM4000に対して着脱可能に搭載される。
(化合物(α)の調製)
水に下記式(A)の化合物を、炭酸ナトリウムを添加した水に加えて溶解し、更に塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加し、ジアゾ化を行った。このジアゾ混濁液に、6−フェニルアミノ−1−ヒドロキシナフタレン−3−スルホン酸水溶液を添加し、炭酸ナトリウムの存在下で溶解し、反応液(A)を得た。次に、2−アミノスルホン酸を、水酸化ナトリウムの存在下で溶解し、塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加して、ジアゾ化を行った。次に、6−アミノ−1−ヒドロキシナフタレン−3−スルホン酸を、水酸化ナトリウムの存在下で溶解し、無水酢酸を添加し、アセチル化を行った。ここに上記ジアゾ化混濁液を、炭酸ナトリウムの存在下で滴下して、カップリング反応を行い、反応液(B)を得た。この反応液(B)に、水酸化ナトリウム、次いで塩化ナトリウムを添加して塩析を行い、化合物を得た。この化合物を水酸化ナトリウムの存在下で、水に溶解させ、塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加し、ジアゾ化を行った。このジアゾ混濁液に、炭酸ナトリウムの存在下で、溶液(A)を滴下し、カップリング反応を完結させ、反応液を得た。この反応液を塩化ナトリウムで塩析した後、濾過を行うことにより、化合物(C)を得た。N,N−ジメチルホルムアミドに、2−ニトロ−4−クレゾール、トルエン、水酸化カリウムを添加し、トルエンとの共沸により水を留去し、プロパンスルトンを滴下した後、水酸化ナトリウムを添加し、これを濃縮後、オートクレーブにて、パラジウムカーボンを添加し、水素ガスを封入し溶液を得た。これを、塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加することでジアゾ化を行い、上記反応液(A)を滴下し、水酸化ナトリウムの存在下でカップリング反応を完結させ、反応液を得た。この反応液を塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加することでジアゾ化を行い、このジアゾ混濁液を上記化合物(C)を溶解した水溶液に添加し、カップリング反応を完結させた。これを塩化ナトリウムにより塩析、濾過し、洗浄を行うことにより、化合物(α)を得た。
下記表3及び表4に示した各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ0.2μmのフィルターにて加圧濾過を行い、実施例1〜7及び比較例1〜9のインクを調製した。
濾水度が、450mlCSF(Canadian Standarad Freeness)の、広葉樹晒しクラフトパルプ(LBPK)80質量部、濾水度が、480mlCSFの、針葉樹晒しクラフトパルプ(NBPK)20質量部を含有するパルプスラリーに、カチオン化澱粉0.60質量部、重質炭酸カルシウム10質量部、軽質炭酸カルシウム15質量部、アルキルケテンダイマー0.10質量部、カチオン性ポリアクリルアミド0.03質量部、硫酸バンド0.40質量部を添加して、紙料を調製した。その後、前記紙料を長網抄紙機で抄造し、3段のウエットプレスを行って、多筒式ドライヤーで乾燥した。その後、サイズプレス装置で、酸化澱粉水溶液を、固形分で1.0g/m2となるように含浸し、乾燥した後、マシンカレンダー仕上げを行い、坪量155g/m2、ステキヒトサイズ度100秒、透気度50秒、ベック平滑度30秒、ガーレー剛度11.0mNの基材を得た。
各種の水溶性有機溶剤の比誘電率を、LCRメータ 4284A(日本ヒューレットパッカード製)を用いて、室温20℃、測定周波数1MHzの条件で測定を行った。結果を表5に示す。
100mlのビーカー(JIS R3503)に、色材が溶解した水溶液50グラムを入れ、温度60℃、湿度20%の恒温槽に放置し、3時間当たりの質量変化が0.01グラム以下になるまで蒸発乾固した。そして、得られた物質を乳鉢ですりつぶし、粉体を得た。この粉体を、25℃において、各種の水溶性有機溶剤に対して飽和状態になるまで溶解させた。飽和状態にするために要した色材の質量を、水溶性有機溶剤及び色材の質量の合計で割って求めた値を溶解率(溶解度)とした。結果を表6に示す。
以下の項目について以下の評価基準で評価を行った。
上記で得られた実施例1〜7及び比較例1〜9のインクを、キヤノン製インクジェットプリンタ(商品名:BJ F900)にそれぞれ搭載し、温度25℃、湿度60%の環境において、上記で得られた記録媒体に対して、インク付与量100%のベタパッチを印字した。得られた記録物を、温度25℃、湿度60%の環境で24時間乾燥させて、その後の画像について光学濃度(画像濃度)の測定を行った。尚、測定には分光光度計(Spectorolino;Gretag Macbeth製)を用いた。光学濃度の基準は以下の通りである。評価結果を表7に示す。
AA:光学濃度が2.50以上
A:光学濃度が2.45以上2.50未満
B:光学濃度が2.40以上2.45未満
C:光学濃度が2.40未満
上記で得られた実施例1〜7及び比較例1〜9のインクを、キヤノン製インクジェットプリンタ(商品名:BJ F900)用記録ヘッド部に充填した後、記録ヘッド部を取り外し、吐出口を環境雰囲気下に曝し、温度35℃、湿度15%の環境で2週間放置を行った。その後、再度記録ヘッド部をプリンタ本体に装着し、インク吸引回復操作及び印字を行い、固着回復性についての評価を行った。固着回復性の基準は以下の通りである。評価結果を表7に示す。
A:記録ヘッド装着後、吸引2回以内で全ノズルが問題なく吐出可能に回復する
B:記録ヘッド装着後、吸引3回以上、4回以内で全ノズルが問題なく吐出可能に回復する
C:記録ヘッド装着後、吸引5回以上行っても吐出できないノズルが一部存在する
M2060 給紙トレイ
M2080 給紙ローラ
M3000 ピンチローラホルダ
M3030 ペーパーガイドフラッパー
M3040 プラテン
M3060 搬送ローラ
M3070 ピンチローラ
M3110 排紙ローラ
M3120 拍車
M3160 排紙トレイ
M4000 キャリッジ
M5000 ポンプ
M5010 キャップ
E0002 LFモータ
E0014 電気基板
H1000 ヘッドカートリッジ
H1001 記録ヘッド
H1100 第1の記録素子基板
H1101 第2の記録素子基板
H1200 第1のプレート
H1201 インク供給口
H1300 電気配線基板
H1301 外部信号入力端子
H1400 第2のプレート
H1500 タンクホルダー
H1501 インク流路
H1600 流路形成部材
H1700 フィルター
H1800 シールゴム
H1900 インクタンク
H2000 イエローノズル列
H2100 マゼンタノズル列
H2200 シアンノズル列
H2300 淡シアンノズル列
H2400 ブラックノズル列
H2500 グリーンノズル列
H2600 淡マゼンタノズル列
Claims (7)
- 少なくとも、色材及び水溶性有機溶剤を含有するインクジェット用ブラックインクにおいて、
前記色材が、下記一般式(I)で表される化合物又はその塩であり、
20℃における比誘電率が30.0以上70.0未満であり、且つ、25℃において下記一般式(I)で表される化合物又はその塩を1.0質量%以上溶解することができる水溶性有機溶剤の含有量が、インクジェット用ブラックインクに含有される全ての水溶性有機溶剤の含有量の合計に対して50.0質量%以上であることを特徴とするインクジェット用ブラックインク。
一般式(I)
- 前記20℃における比誘電率が30.0以上70.0未満であり、且つ、25℃において下記一般式(I)で表される化合物又はその塩を1.0質量%以上溶解することができる水溶性有機溶剤が、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールかなる群から選ばれるものである請求項1に記載のインクジェット用ブラックインク。
- 複数のインクからなるインクセットにおいて、ブラックインクとして請求項1又は2に記載のインクを含むことを特徴とするインクセット。
- インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法において、前記インクが、請求項1又は2に記載のインクジェット用ブラック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。
- インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前記インクが、請求項1又は2に記載のインクジェット用ブラックインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
- インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えた記録ユニットにおいて、前記インクが、請求項1又は2に記載のインクジェット用ブラックインクであることを特徴とする記録ユニット。
- インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置において、前記インクが、請求項1又は2に記載のインクジェット用ブラックインクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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