JP2011116852A - インクジェット用インク、インクカートリッジ及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学濃度、色調、耐光性に優れた画像を与えるインクジェット用インク、該インクを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録方法を提供すること。
【解決手段】 少なくとも、第１の色材及び第２の色材、の２つの色材を含有するインクジェット用インクであって、前記第１の色材及び前記第２の色材として、それぞれ特定の構造を有する化合物を用いることを特徴とするインクジェット用インク。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット用インク、インクカートリッジ及びインクジェット記録方法に関する。

色材として染料を含有する染料インクを用いてインクジェット記録方法により形成した画像の堅牢性、特に耐光性の観点で、色材に特有の化学反応に伴う耐光性の低さが課題となっている。この耐光性の問題を解決し、画像の耐光性を向上させるために、従来から数多くの提案がなされている。シアン、マゼンタ、及びイエローの各インクの中でも画像保存性が低い傾向があるマゼンタインクに用いる染料に関して、従来から数多くの提案がなされている。

例えば、Ｈ酸を用いたアゾ系染料に関する提案がある（特許文献１）。しかし、Ｈ酸を用いたアゾ系染料の中には好ましい色調を有するものもあるが、耐光性や耐ガス性が劣る。このタイプの染料について、色調及び耐光性に優れたマゼンタ染料に関する開発が広く行われているが、シアンインクやイエローインクなどの他の色相のインクに含まれる染料と比較すると、依然として耐光性が劣る水準にある。

また、色調及び耐光性に優れたマゼンタ染料としてアントラピリドン系染料に関する提案がある（特許文献２）。しかし、上記のアゾ系染料と同様に、これまでのところ、他の色相を有する染料に匹敵する耐ガス性、耐光性を満足するマゼンタ染料は得られておらず、また、光学濃度に劣るという問題もある。

さらに、アントラピリドン系染料及びアゾ系染料を併用することで、画像の色調が良好であり、耐オゾン性及び耐光性も良好であるマゼンタインクに関する提案がある（特許文献３及び４）。これらの提案においては、耐ガス性が高く、耐光性が低いアントラピリドン系染料と、耐ガス性が低く、耐光性が高いアゾ系染料とを併用して、互いの特性を補い合うことで、耐ガス性及び耐光性が共に高いマゼンタインクが得られるとされている。しかし、このようなインクは、色材としてアゾ系染料のみ又はアントラピリドン系染料のみを含有する各インクと比較して、耐ガス性及び耐光性はある程度向上するが、近年求められる堅牢性の水準には依然として達していない。

特開平８−７３７９１号公報 特開２００５−００８８６８号公報 特開２００５−１０５１３６号公報 特開２００５−３０７０６８号公報

したがって、本発明の目的は、光学濃度、色調、耐光性に優れた画像を与えるインクジェット用インク、該インクを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録方法を提供することにある。

上記の目的は、以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明にかかるインクジェット用インクは、少なくとも、第１の色材及び第２の色材、の２つの色材を含有するインクジェット用インクであって、前記第１の色材が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物であり、前記第２の色材が、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物であることを特徴とする。

（一般式（Ｉ）中、Ｒ_１は水素原子又はアルキル基、Ｒ_２及びＲ_３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム、ｎは０乃至３の整数、をそれぞれ表す。）

（一般式（ＩＩ）中、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウムを表す。）

本発明によれば、光学濃度、色調、耐光性に優れた画像を与えるインクジェット用インク、該インクを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録方法を提供することができる。

以下、好適な実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。なお、本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩の少なくとも一部はイオンに解離して存在しているが、この状態を含め、便宜上、「塩を含有する」と表現する。

＜インク＞
以下、本発明にかかるインクジェット用インク（以下、単にインクと呼ぶこともある）を構成する成分などについて詳細に述べる。なお、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物は、それぞれ「一般式（Ｉ）の化合物」及び「一般式（ＩＩ）の化合物」と省略して記載することがある。

本発明のインクの特徴は、第１の色材としてアントラピリドン系染料である下記一般式（Ｉ）の化合物と、第２の色材としてアゾ系染料である下記一般式（ＩＩ）の化合物とを組み合わせて含有させることにある。本発明者らの検討の結果、特定の構造を有するアントラピリドン系染料とアゾ系染料とを含有するインクという構成により、優れたレベルの光学濃度、色調、耐光性を有する画像を与えるインクとすることができるという知見を得た。

〔第１の色材：一般式（Ｉ）で表される化合物〕
本発明のインクは、下記一般式（Ｉ）の化合物を第１の色材として含有することが必要である。

（一般式（Ｉ）中、Ｒ_１は水素原子又はアルキル基、Ｒ_２及びＲ_３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム、ｎは０乃至３の整数、をそれぞれ表す。）

一般式（Ｉ）におけるＲ_１はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基である。アルキル基としては、炭素数１乃至１０のアルキル基が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基などが挙げられる。

一般式（Ｉ）におけるＲ_２及びＲ_３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基である。Ｒ_２及びＲ_３の結合位置は、イミノ基の結合位置を１位とすると、Ｒ_２が２位又は３位、Ｒ_３が３位又は４位である。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。アルキル基としては、炭素数１乃至４のアルキル基が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、炭素数１乃至６のアルコキシ基が挙げられる。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｉｓｏ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基などが挙げられる。

一般式（Ｉ）におけるＭはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウムである。アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。アンモニウムとしては、例えば、無置換のアンモニウム、アセトアミド、ベンズアミド、メチルアミノ、ブチルアミノ、ジエチルアミノ、フェニルアミノなどの有機アンモニウムが挙げられる。

一般式（Ｉ）におけるｎは０乃至３の整数である。ｎが１乃至３の整数であるとき、スルホン酸基は、イミノ基の結合位置を１位とすると、２位、４位及び６位のいずれかに結合している。

一般式（Ｉ）における、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、ｎの好ましい組合せとしては、以下の化合物が挙げられる。Ｒ_１が水素原子又はメチル基、Ｒ_２が水素原子、Ｒ_３が水素原子、メチル基又は塩素原子、Ｒ_３が水素原子、ｎが１又は２の整数であり、スルホン酸基が４位、又は４位及び６位に結合している化合物が好ましい。中でも、Ｒ_１がメチル基、Ｒ_２が２位に結合している水素原子、Ｒ_３が３位に結合している水素原子、ｎが２であり、スルホン酸基が４位及び６位に結合している化合物が特に好ましい。

〔第２の色材：一般式（ＩＩ）で表される化合物〕
本発明のインクは、下記一般式（ＩＩ）の化合物を第２の色材として含有することが必要である。

（一般式（ＩＩ）中、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウムを表す。）

一般式（ＩＩ）におけるＭはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウムである。アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。アンモニウムとしては、例えば、無置換のアンモニウム、アセトアミド、ベンズアミド、メチルアミノ、ブチルアミノ、ジエチルアミノ、フェニルアミノなどの有機アンモニウムが挙げられる。

〔色材の含有量〕
インク中の第１の色材（一般式（Ｉ）の化合物）の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。また、インク中の第２の色材（一般式（ＩＩ）の化合物）の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。

インク中の第１の色材（一般式（Ｉ）の化合物）と第２の色材（一般式（ＩＩ）の化合物）との含有量の合計（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上２０．０質量％以下であることが好ましい。さらには、前記含有量の合計（質量％）は、０．５質量％以上１０．０質量％以下であることが特に好ましい。含有量の合計が０．１質量％未満であると、光学濃度、色調、耐光性が十分に得られない場合があり、含有量の合計が２０．０質量％を超えると、耐固着性などのインクジェット特性が十分に得られない場合がある。

本発明者らの検討の結果、第１の色材と第２の色材との含有量の質量比率が、画像の光学濃度、色調及び耐光性に影響を及ぼす傾向があり、特定の範囲内である場合に特に優れた画像の光学濃度、好ましい色調及び優れた耐光性が得られることがわかった。インク全質量を基準とした、第１の色材（一般式（Ｉ）の化合物）の含有量（質量％）は、第２の色材（一般式（ＩＩ）の化合物）の含有量（質量％）に対して、質量比率で、（第１の色材／第２の色材）＝０．１倍以上１０．０倍以下であることが好ましい。さらには前記質量比率が、０．５倍以上５．０倍以下であることが特に好ましい。

（水性媒体）
本発明のインクには、水又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては脱イオン水を用いることが好ましい。インク中の水の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、１０．０質量％以上９０．０質量％以下であることが好ましい。また、インク中の水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、５．０質量％以上９０．０質量％以下、さらには１０．０質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、インクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができ、１種又は２種以上をインクに含有させることができる。

（その他の成分）
本発明のインクには、上記成分の他に、尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。また、必要に応じて所望の物性値を有するインクとするために、界面活性剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。特に、界面活性剤は、記録媒体にインクを構成する水性媒体を記録媒体に速やかに浸透させるためには適量をインクに含有させることが好ましい。インク中の界面活性剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．０５質量％以上１０．０質量％以下、さらには０．５質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。

＜インクジェット記録方法＞
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット方式の記録ヘッドにより上記で説明した本発明のインクを吐出して、記録媒体に画像を記録する方法である。本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。

＜インクカートリッジ＞
本発明のインクカートリッジは、インクを収容するインク収容部を備えてなり、前記インク収容部に、上記で説明した本発明のインクが収容されてなるものである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、液体のインクを収容するインク収容室、及び負圧によりその内部にインクを保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室で構成されるものが挙げられる。又は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容量の全量を負圧発生部材により保持する構成のインク収容部であるインクカートリッジであってもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。なお、以下の記載で、「部」及び「％」とあるものは特に断らない限り質量基準である。

＜インクの調製＞
下記表１の上段に示す各成分（単位：％）を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズが０．２０μｍであるフィルターにて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。化合物Ａとしては、特許第０３９６６３９０号公報に記載された化合物３６のナトリウム塩を、また、化合物Ｂとしては、特開２００６−１４３９８９号公報に記載された化合物ｄ−１８のナトリウム塩を用いた。アセチレノールＥ１００はノニオン性の界面活性剤（川研ファインケミカル製）である。なお、表１の下段には、各インクにおける第１の色材の含有量／第２の色材の含有量（単位：倍）の値も示した。

＜評価＞
上記で得られた各インクをそれぞれインクカートリッジに充填し、インクジェット記録装置（商品名：ＰＩＸＵＳ ｉＰ８６００；キヤノン製）に搭載した。記録条件を、温度２３℃、相対湿度５５％、記録密度２，４００ｄｐｉ×１，２００ｄｐｉ、吐出量２．５ｐＬとした。そして、光沢紙（ＰＴ−１０１；キヤノン製）及び普通紙（オフィスプランナー；キヤノン製）に、記録デューティを０％から１００％まで１０％刻みで変化させた画像をそれぞれ形成して、得られた記録物を温度２３℃、相対湿度５５％で２４時間自然乾燥させた。

（普通紙における光学濃度）
上記で得られた記録物（普通紙）における記録デューティが１００％の画像の部分について、分光光度計（商品名：Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ；Ｇｒｅｔａｇ Ｍａｃｂｅｔｈ製）を用いて光学濃度を測定して、普通紙における光学濃度の評価を行った。評価基準は以下の通りである。評価結果を表２に示した。本発明においては、下記の評価基準において、Ｂ以上が光学濃度として許容できるレベル、Ａが優れているレベル、Ｃが光学濃度として許容できないレベルとした。
Ａ：光学濃度が１．２０以上であった
Ｂ：光学濃度が１．１５以上１．２０未満であった
Ｃ：光学濃度が１．１５未満であった。

（普通紙における色調（色相角））
上記で得られた記録物における記録デューティが１００％の画像の部分について、ＣＩＥ（国際照明委員会）により規定されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表示系におけるａ^＊及びｂ^＊を測定した。なお、ａ^＊及びｂ^＊の値は、分光光度計（商品名：Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ；Ｇｒｅｔａｇ Ｍａｃｂｅｔｈ製）を用いて、光源：Ｄ５０、視野：２°の条件で測定した。得られたａ^＊及びｂ^＊の値から、下記式（Ａ）に基づいて色相角（Ｈ°）をそれぞれ算出して、色調（色相角）の評価を行った。評価基準は以下の通りである。評価結果を表２に示した。本発明においては、下記の評価基準において、Ｂ以上が好ましいマゼンタの色調を有するインクであり、Ａが優れているレベル、Ｃがマゼンタの色調として許容できないインクであるとした。
式（Ａ）
ａ^＊≧０、ｂ^＊≧０（第１象現）では、Ｈ°＝ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）
ａ^＊≦０、ｂ^＊≧０（第２象現）では、Ｈ°＝１８０＋ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）
ａ^＊≦０、ｂ^＊≦０（第３象現）では、Ｈ°＝１８０＋ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）
ａ^＊≧０、ｂ^＊≦０（第４象現）では、Ｈ°＝３６０＋ｔａｎ^−１（ｂ^＊／ａ^＊）
Ａ：Ｈ°が３５２以上３６０以下であった
Ｂ：Ｈ°が３５０以上３５２未満、又は、０を超えて以上２以下であった
Ｃ：Ｈ°が２を超えて３５０未満であった。

（画像の堅牢性：耐光性）
上記で得られた記録物における記録デューティが５０％の画像の部分について、ＣＩＥ（国際照明委員会）により規定されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表示系におけるＬ^＊、ａ^＊、及びｂ^＊を測定した（「耐光性試験前のＬａｂ値」とする）。さらに、この記録物を、スーパーキセノン試験機（商品名：ＳＸ−７５；スガ試験機製）を用いて、照射強度１００キロルクス、相対湿度６０％、槽内温度２４℃、相対湿度６０％で１６８時間曝露した。その後、記録物における記録デューティが５０％の画像の部分について、Ｌ^＊、ａ^＊、及びｂ^＊を測定した（「耐光性試験後のＬａｂ値」とする）。なお、Ｌ^＊、ａ^＊、及びｂ^＊は、分光光度計（Ｓｐｅｃｔｏｒｏｌｉｎｏ；Ｇｒｅｔａｇ Ｍａｃｂｅｔｈ製）を用いて、光源：Ｄ５０、視野：２°の条件で測定した。得られた耐光性試験前のＬａｂ値及び耐光性試験後のＬａｂ値から、下記式（Ｂ）に基づいて色差（ΔＥ）を算出して、耐光性の評価を行った。評価基準は以下の通りである。評価結果を表２に示した。本発明においては、下記の評価基準において、Ｂ以上が許容できるレベルであり、Ａが優れているレベル、Ｃが許容できないレベルとした。

Ａ：ΔＥが１０未満であった
Ｂ：ΔＥが１０以上１５未満であった
Ｃ：ΔＥが１５以上であった。

Claims (4)

1. 少なくとも、第１の色材及び第２の色材、の２つの色材を含有するインクジェット用インクであって、
   前記第１の色材が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物であり、前記第２の色材が、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物であることを特徴とするインクジェット用インク。
   
   （一般式（Ｉ）中、Ｒ_１は水素原子又はアルキル基、Ｒ_２及びＲ_３はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム、ｎは０乃至３の整数、をそれぞれ表す。）
   
   （一般式（ＩＩ）中、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウムを表す。）
2. 前記第１の色材のインク中の含有量（質量％）が、前記第２の色材のインク中の含有量（質量％）に対して、質量比率で、０．１倍以上１０．０倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット用インク。
3. インクを収容するインク収容部を有するインクカートリッジであって、前記インク収容部に収容されたインクが、請求項１又は２に記載のインクジェット用インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
4. インクをインクジェット方式で吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、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。