JP2008208211A

JP2008208211A - インク組成物、記録方法及び記録物

Info

Publication number: JP2008208211A
Application number: JP2007045822A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kato; 真一加藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐ガス性、耐光性に優れたインク組成物を提供すること。
【解決手段】本発明は、カーボンブラックと、下記式（１）で表される化合物からなる染料とを含んでなるインク組成物を提供する。
【化１】

（式（１）中、Ａ₁、Ａ₂及びＡ₃はそれぞれ、特許請求の範囲に示される式（Bｋ-２）又は（Bｋ-３）で表される置換基（Ａ₁）、式（Bｋ-４）又は（Bｋ-５）で表される置換基（Ａ₂）、及び式（Bｋ-６）で表される置換基（Ａ₃）である。）
【選択図】なし

Description

本発明は、高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐ガス性、耐光性に優れたインク組成物、詳しくは、耐ガス性、耐光性、及び印字濃度、特に普通紙及びマット紙上でのＯＤ値が向上したインク組成物に関する。

従来、高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐光性・耐水性の向上を目的として、種々のインク組成物が提案されている。

例えば、特開２００４−１１４６９１号公報では、普通紙上で、高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐光性・耐水性に優れるようなインクジェット記録用インクの提供を目的として、カーボンブラックと黒色染料とを含んでなるインクジェット記録用インク組成物が提案されている（特許文献１）。そして、この文献１には、黒色染料として、特定構造の化合物を用いることが開示されている。

しかし、このような従来のインク組成物では、空気中のオゾン等に対する画像の耐ガス性のレベルが不十分であるという課題がある。
特開平１１−３４９８７６号公報

そこで、本発明は、高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐ガス性、耐光性に優れたインク組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、下記発明を提供することにより、前記目的を達成したものである。
１．カーボンブラックと、下記式（１）で表される化合物からなる染料とを含んでなるインク組成物。

（式（１）中、Ａ₁は下記式（Bｋ-２）又は（Bｋ-３）で表される置換基であり、Ａ₂は下記式（Bｋ-４）又は（Bｋ-５）で表される置換基であり、Ａ₃は下記式（Bｋ-６）で表される置換基である。）

（式（Bｋ-２）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）

（式（Bｋ-３）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）

（式（Bｋ-６）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）

２．前記カーボンブラックと前記式（１）で表される染料との重量比が、２．５：１〜７：１の範囲である、前記１記載のインク組成物。

３．更に、界面活性剤を含む、前記１又は２記載のインク組成物。

４．前記界面活性剤がポリシロキサンである、前記３に記載のインク組成物。

５．前記界面活性剤がアセチレングリコールである、前記３に記載のインク組成物。

６．更に、多価アルコール低級アルキルエーテルを含む、前記１〜５の何れかに記載のインク組成物。

７．更に、炭素数４〜６であり水酸基価が２である脂肪族ジオール化合物を含む、前記１〜６の何れかに記載のインク組成物。

８．表面張力が２０〜４０ｍＮ／ｍである、前記１〜７の何れかに記載のインク組成物。

９．インクジェット用である、前記１〜８の何れかに記載のインク組成物。

１０．前記１〜９の何れかに記載のインク組成物を用いて記録する記録方法。

１１．前記１〜９の何れかに記載のインク組成物を用いて画像が形成されてなる記録物。

本発明によれば、高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐ガス性、耐光性に優れたインク組成物を提供することができる。また、本発明のインク組成物を用いた記録方法により、高品質、高色濃度で、優れた耐ガス性、耐光性を備えた記録物が得られる。

以下に本発明に係るインク組成物について、その好ましい実施態様に基づき説明する。

本発明のインク組成物は、カーボンブラックと、下記式（１）で表される化合物からなる染料とを含んでなる。

（式（Bｋ-２）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）

（式（Bｋ-３）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）

（式（Bｋ-６）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）

本発明のインク組成物は、かかる構成からなるため、高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐ガス性、耐光性に優れた画像を得ることができる。特に、普通紙及びマット紙上でのＯＤ値が向上した画像を形成することができる。

本発明のインク組成物は、主としてインクジェット用インクとして用いられるが、その他、オフセット印刷、商業印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷等の用途にも用いることができる。

本発明のインク組成物の好ましい態様では、カーボンブラック及び前記式（１）で表される染料のほか、界面活性剤、多価アルコール低級アルキルエーテル、１，２−ヘキサンジオールおよび水を含んでなるものである。

本発明においては、カーボンブラックと前記式（１）で表される染料を、特定重量比の範囲で組み合わせることで、良好な印字品質・高い色濃度および耐ガス性・耐光性に優れた印刷物の実現が可能となった。

本発明において用いられるカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックなどがある。

本発明の好ましい態様によれば、これらの顔料は、分散剤で水性媒体中に分散させてえられた顔料分散液としてインクに添加されるのが好ましい。好ましい分散剤としては、顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤、例えば高分子分散剤、界面活性剤を使用することができる。

インク組成物への顔料の添加量は、０．１〜１５重量％程度が好ましく、より好ましくは２〜１０重量％程度である。

また、前記式（１）で表される染料としては、具体的には、式（１）：
Ａ₁−Ｎ＝Ｎ−Ａ₂−Ｎ＝Ｎ−Ａ₃ におけるＡ₁〜Ａ₃を表１のように組み合わせた、以下の式（Bｋ-１-１）、式（Bｋ-１-２）、式（Bｋ-１-３）、式（Bｋ-１-４）に示すような着色剤が挙げられる。これらの着色剤は、１種のみ単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。

表１中、ＭはＬｉ又はＮａを示す。

カーボンブラックと式（１）で表される染料との存在比は、耐ガス性、耐光性、高印字品質が得られる範囲で適宜決定されてよいが、重量比２．５：１〜７：１の範囲で含有してなるのが好ましく、より好ましくは３：１〜５：１の範囲である。

本発明の好ましい態様によれば、インク組成物中に多価アルコール低級アルキルエーテルを含んでなる。

多価アルコール低級アルキルエーテルの好ましい具体例としては、モノ、ジおよびトリエチレングリコールＣ1-6アルキルエーテル、モノ、ジおよびトリプロピレングリコールＣ1-6アルキルエーテル、より好ましくはトリ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、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどが挙げられ、最も好ましくはトリエチレングリコールモノブチルエーテルである。
この添加量は１〜１２重量％であるのが好ましく、より好ましくは２〜１０重量％である。

また、本発明の好ましい態様によるインク組成物は、界面活性剤を含んでなる。界面活性剤としては、ポリシロキサン又はアセチレングリコールが好ましく用いられる。

ポリシロキサンとしては、例えば、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。ポリエーテル変性オルガノシロキサンとしては、下記の式（Ｉ）で表される化合
物等が挙げられる。

（上記式中、Ｒ₁〜Ｒ₉は、独立して、Ｃ１−６アルキル基を表し、ｊおよびｋは、独立して１以上の整数を表し、ＥＯはエチレンオキシ基を表し、ＰＯはプロピレンオキシ基を表し、ｍおよびｎは０以上の整数を表すが、但しｍ＋ｎは１以上の整数を表し、ＥＯおよびＰＯは、［］内においてその順序は問わず、ランダムであってもブロックであってもよい。）

特に、ｊ＋ｋが１１〜３００であることが好ましく、１１〜１００のものがより好ましく、１１〜５０であるものが特に好ましい。

式（Ｉ）の化合物は市販されており、それを利用することが可能である。例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社より、シリコン系添加剤ＢＹＫ−３０６、ＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３３３、ＢＹＫ−３４１、ＢＹＫ−３４５、ＢＹＫ−３４６、ＢＹＫ−３４８等が利用可能である。

ポリシロキサンの添加量は、インク組成物全体に対して、０．１重量％〜１．５重量％である。

一方、アセチレン系界面活性剤としては、下記の式（ｉ）で表される化合物等が挙げられる。

（ここで、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、およびＲ¹⁴はそれぞれ独立して炭素数１〜６のアルキル基を表し、ｎおよびｍはそれらの和が０〜３０となる整数である）

アセチレングリコールの好ましい具体例を挙げれば次の表の通りである。

表中のＮｏ．１のアセチレングリコールが最も好ましい。

これらのアセチレングリコールは市販されているものを利用することが可能であり、例えばサーフィノール４４０、４６５，８２およびＴＧ、オルフィンＥ１０１０（製造元：Air Product and Chemicals, Inc. 、販売元：信越化学工業株式会社）を利用することができる。

アセチレングリコールの添加量は０．１〜１．２重量％であるのが好ましく、より好ましくは０．２〜１重量％である。

多価アルコール低級アルキルエーテルと界面活性剤、特にアセチレングリコールを上記添加量で組み合わせて用いることによって、インク組成物の速乾性を改善し、にじみや混色などによる印字品質の劣化を防止できる。さらに、多価アルコール低級アルキルエーテルはそれを単独で使用すると、記録ヘッドやインク流路を構成している樹脂を侵蝕してしまう現象がしばしば観察されるが、アセチレングリコールと組み合わせることで、このような侵蝕現象も防止することができる。さらに、後記する親水性高沸点低揮発性溶媒を多価アルコール低級アルキルエーテルに対して、その５０重量％以上添加することで、その効果をより改善することができる。

さらにカラー印字の場合、ドットが流れ出し、隣接するドット間で混色などが生じてしまうとカラー画像としての品質の劣化となる。多価アルコール低級アルキルエーテルとアセチレングリコールの組み合わせによれば、このような混色を防止し、高品質のカラー画像を実現することができる。

本発明の好ましい態様によれば、インク組成物は有機溶媒を含んでなるのが好ましい。この有機溶媒は、好ましくは低沸点有機溶剤であり、その好ましい例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、iso−ブタノール、ｎ−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、iso−ブタノール、ｎ−ペンタノール、などがあげられる。特に一価のアルコールが好ましい。低沸点有機溶媒は、インクの乾燥時間を短くする効果がある。

本発明に用いられる親水性高沸点低揮発性溶媒としては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の高沸点低揮発性の多価アルコール類が用いられ、その他、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１、３−ジメチルイミダゾリジノン、モノエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン等の含窒素有機溶剤等の水溶性有機溶剤を印字のにじみが生じない範囲で添加することができる。とりわけグリセリンなどが好ましい。

これら保湿剤の添加量は、インクの０．５〜４０重量%程度が好ましく、より好ましくは２〜２０重量%の範囲である。また、低沸点有機溶媒剤の添加量はインクの0.５〜１０重量%程度が好ましく、より好ましくは１．０〜６重量%の範囲である。

また、本発明のインク組成物には、炭素数４〜６であり水酸基価が２である脂肪族ジオール化合物が好ましく用いられる。炭素数４〜６であり水酸基価が２である脂肪族ジオール化合物としては、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどのアルカンジオールが例示できるが中でも１，２−ヘキサンジオールなどの１，２−アルカンジオールが好ましい。

その他、必要に応じて、ｐＨ調製剤、防腐剤、防かび剤等を添加しても良い。ｐＨ調整剤としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、トリエタノールアミンなどがあげられる。

本発明のインク組成物をインクジェット記録方法に用いる場合、良好な応答性、吐出安定性、適当なドットの広がりおよび良好な真円度などを実現するためには、インク組成物の粘度は０〜５０℃の動作時温度において３０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、より好ましくは１．２〜２０ｍＰａ・ｓ程度であり、またインク組成物の表面張力は０〜５０℃の動作時温度において２０〜４０ｍＮ／ｍ程度であるのが好ましい。

本発明によれば、前述したインク組成物を用いて画像を形成する記録方法、及び前述したインク組成物を用いて画像が形成されてなる記録物が提供される。これにより、高品質、高色濃度で、優れた耐ガス性、耐光性を備えた記録物が得られる。

以下本発明を以下の実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

以下のインク組成物を常法に従い調製した。すなわち、インク組成物はカーボンブラックを分散剤成分とともに分散した後に、染料および他の成分を加え混合し、一定以上の大きさの不溶成分を濾過して、インク組成物とした。

カーボンブラックＭＡ７２．５ｗｔ％
（三菱化学（株）製）
ブラック染料１１．０ｗｔ％
スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩１．５ｗｔ％
（分子量７０００、分散剤）
オルフィンＥ１０１００．５ｗｔ％
グリセリン１５．０ｗｔ％
１，２−ヘキサンジオール５．０ｗｔ％
２−ピロリドン２．０ｗｔ％
ＴＥＡ（トリエタノールアミン）１．０ｗｔ％
ＰｒｏｘｅｌＸＬ２０．３ｗｔ％
（防腐剤：Ｚｅｎｅｃａ社製）
水残量
合計１００．０ｗｔ％

ブラック染料１は、前記式（１）で表される化合物の例であって、下記式（Ｈ）：

で表される化合物であり、かつブラック染料１におけるＡ₁〜Ａ₃は、それぞれ以下に示す基である。

カーボンブラックＭＡ７２．５ｗｔ％
（三菱化学（株）製）
ブラック染料１０．５ｗｔ％
スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩１．０ｗｔ％
（分子量７０００、分散剤）
オルフィンＥ１０１００．５ｗｔ％
グリセリン１３．０ｗｔ％
１，２−ヘキサンジオール５．０ｗｔ％
２−ピロリドン２．０ｗｔ％
ＴＥＡ（トリエタノールアミン）１．０ｗｔ％
ＰｒｏｘｅｌＸＬ２０．３ｗｔ％
（防腐剤：Ｚｅｎｅｃａ社製）
水残量
合計１００．０ｗｔ％

カーボンブラックＲａｖｅｎ１０８０３．５ｗｔ％
（コロンビヤン・カーボン製）
ブラック染料１０．５ｗｔ％
スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩１．０ｗｔ％
（分子量７０００、分散剤）
ＢＹＫ３４８０．４ｗｔ％
（ビックケミー社製）
グリセリン１３．０ｗｔ％
１，２−ヘキサンジオール５．０ｗｔ％
２−ピロリドン２．０ｗｔ％
ＴＥＡ（トリエタノールアミン）１．０ｗｔ％
ＰｒｏｘｅｌＸＬ２０．３ｗｔ％
（防腐剤：Ｚｅｎｅｃａ社製）
水残量
合計１００．０ｗｔ％

〔比較例１〕
カーボンブラックＭＡ７１．５ｗｔ％
（三菱化学（株）製）
ブラック染料１１．５ｗｔ％
スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩１．０ｗｔ％
（分子量７０００、分散剤）
オルフィンＥ１０１００．５ｗｔ％
グリセリン１３．０ｗｔ％
１，２−ヘキサンジオール５．０ｗｔ％
２−ピロリドン２．０ｗｔ％
ＴＥＡ（トリエタノールアミン）１．０ｗｔ％
ＰｒｏｘｅｌＸＬ２０．３ｗｔ％
（防腐剤：Ｚｅｎｅｃａ社製）
水残量
合計１００．０ｗｔ％

〔比較例２〕
カーボンブラックＭＡ７２．５ｗｔ％
（三菱化学（株）製）
Projet Fast Black2（Ｚｅｎｅｃａ社製）１．０ｗｔ％
スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩１．５ｗｔ％
（分子量７０００、分散剤）
オルフィンＥ１０１００．５ｗｔ％
グリセリン１５．０ｗｔ％
１，２−ヘキサンジオール５．０ｗｔ％
２−ピロリドン２．０ｗｔ％
ＴＥＡ（トリエタノールアミン）１．０ｗｔ％
ＰｒｏｘｅｌＸＬ２０．３ｗｔ％
（防腐剤：Ｚｅｎｅｃａ社製）
水残量
合計１００．０ｗｔ％

〔比較例３〕
カーボンブラックＭＡ７３．５ｗｔ％
（三菱化学（株）製）
スチレン−アクリル共重合体・アンモニウム塩１．５ｗｔ％
（分子量７０００、分散剤）
ＢＹＫ３４８０．４ｗｔ％
（ビックケミー社製）
グリセリン１３．０ｗｔ％
１，２−ヘキサンジオール５．０ｗｔ％
２−ピロリドン２．０ｗｔ％
ＴＥＡ（トリエタノールアミン）１．０ｗｔ％
ＰｒｏｘｅｌＸＬ２０．３ｗｔ％
（防腐剤：Ｚｅｎｅｃａ社製）
水残量
合計１００．０ｗｔ％

以上のインク組成物の表面張力（mN/m）は以下の通りであった。
実施例1 31.8
実施例2 32.0
実施例3 25.9.
比較例1 33.1
比較例2 32.2
比較例3 26.7

評価試験（印字評価試験）
印刷は、インクジェットプリンターPX-V630（セイコーエプソン製）を用いて行った。なお、評価紙は以下のものを用いた。また、印刷はドライバーのきれいモードを選択して行った。

（評価紙）
(1)Xerox P（ゼロックス（株）製）
(2)Ricopy 6200（リコー（株）製）
(3)Xerox 4200（ゼロックス（株）製）
(4)Neenah Bond（キンバリークラーク（株）製）
(5)Hammermill CopyPlus（International Paper製）

〔評価１：ＯＤ値〕
上記すべての評価紙に（１００％duty）ベタ部印刷を行い、ベタ部分の光学濃度（OD値）を測定し、5紙のOD値の平均値と次の基準に従い評価した。なお、OD値測定には、GretagMacbeth社製SpectroLinoを用いて、反射濃度を測定した。
Ａ：OD値の平均値が１．３以上
Ｂ：OD値の平均値が１．２以上１．３未満
Ｃ：OD値の平均値が１．１以上１．２未満
ＮＧ：OD値の平均値が１．１以上

〔評価２：耐オゾン性〕
写真用紙（セイコーエプソン製）に色々な印字dutyでベタを印刷し、ＯＤ値が1.0となる部分を作製した。作製した印刷サンプルを、スガ試験機株式会社製オゾンウェザーメーター OMS-Hを用いて５ppmのオゾン量で1００時間曝露し、OD値の減少から耐オゾン性を判断した。なお、オゾンウェザーメーターの槽内は24℃、相対湿度60％の条件で運転を行った。
AA：OD値の減少率が10％未満
Ａ：OD値の減少率が10％以上20％未満
Ｂ：OD値の減少率が20％以上30％未満
Ｃ：OD値の減少率が30％以上

〔評価３：耐光性〕
写真用紙（セイコーエプソン製）に色々な印字dutyでベタを印刷し、ＯＤ値が1.0となる部分を作製した。作製した印刷サンプルを、スガ試験機株式会社製キセノンウェザーメーター XL75を用いて70,000Luxの照射量で６００時間曝露し、OD値の減少から耐光性を判断した。
AA：OD値の減少率が10％未満
Ａ：OD値の減少率が10％以上20％未満
Ｂ：OD値の減少率が20％以上30％未満
Ｃ：OD値の減少率が30％以上

〔評価４：耐水性〕
評価１において使用した評価紙すべてにアルファベット印字を行った。印刷5分後に、印字部に純水を1ml滴下し、自然乾燥させた後のサンプルの状態を目視で観察し、その結果を以下の基準によって評価した。
Ａ：すべての紙において、初期状態とほとんど変化なし
Ｂ：紙によっては文字が読みにくいものがある
Ｃ：ほとんどの紙において、文字が読み取りにくい
NG：ほとんどの紙において文字がにじみ読み取れない

評価結果は、以下の表に示されるようになった。

本発明は、高品質な画像・高い色濃度が得られ、耐ガス性、耐光性に優れたインク組成物、これを用いた記録方法及び記録物として、産業上の利用可能性を有する。

Claims

カーボンブラックと、下記式（１）で表される化合物からなる染料とを含んでなるインク組成物。

（式（１）中、Ａ₁は下記式（Bｋ-２）又は（Bｋ-３）で表される置換基であり、Ａ₂は下記式（Bｋ-４）又は（Bｋ-５）で表される置換基であり、Ａ₃は下記式（Bｋ-６）で表される置換基である。）

（式（Bｋ-２）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）

（式（Bｋ-３）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）

（式（Bｋ-６）中、ＭはＬｉ又はＮａを表す。）
前記カーボンブラックと前記式（１）で表される染料との重量比が、２．５：１〜７：１の範囲である、請求項１記載のインク組成物。
更に、界面活性剤を含む、請求項１又は２記載のインク組成物。
前記界面活性剤がポリシロキサンである、請求項３に記載のインク組成物。
前記界面活性剤がアセチレングリコールである、請求項３に記載のインク組成物。
更に、多価アルコール低級アルキルエーテルを含む、請求項１〜５の何れかに記載のインク組成物。
更に、炭素数４〜６であり水酸基価が２である脂肪族ジオール化合物を含む、請求項１〜６の何れかに記載のインク組成物。
表面張力が２０〜４０ｍＮ／ｍである、請求項１〜７の何れかに記載のインク組成物。
インクジェット用である、請求項１〜８の何れかに記載のインク組成物。
請求項１〜９の何れかに記載のインク組成物を用いて記録する記録方法。
請求項１〜９の何れかに記載のインク組成物を用いて画像が形成されてなる記録物。