JP2015059139A - 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】 発色性、及び耐光性に優れた画像を記録可能なインクの提供。【解決手段】 第１の色材及び第２の色材を含有するインクであって、前記第１の色材が、下記一般式（１）で表される化合物であり、前記第２の色材が、アゾ結合を有する化合物（但し、アゾ結合と複素環とが直接結合している場合を除く）、及び、キサンテン骨格を有する化合物の少なくとも一方であることを特徴とするインク。（一般式（１）中、Ｒは、アルキル基、又は、アリール基を表す。Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す。ｎは１又は２である。）【選択図】 なし

Description

本発明は、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。

インクジェット記録方法は、インク小滴を普通紙などの記録媒体に付与して画像を形成する記録方法であり、その低価格化、記録速度の向上により、急速に普及が進んでいる。一般に、インクジェット記録方法で得られた記録物は、銀塩写真と比較してその画像の堅牢性が低い。特に、記録物が、光、湿度、熱、空気中に存在するオゾンガスなどの環境ガスに長時間さらされた際に、記録物の色材が劣化し、画像の色調変化や褪色が発生しやすいといった問題がある。

光による画像の色調変化や褪色は、シアン、イエロー、及びマゼンタの各インクの中でも、特に耐光性が低いマゼンタインクが主たる要因となって起こるので、マゼンタインクの耐光性を向上するための数多くの提案がある。例えば、特定構造のアントラピリドン染料を含有するインクや、特定構造のアゾ染料を含有するインクについての開示がある（特許文献１及び２参照）。

特開平１０−３０６２２１号公報 特開平０８−０７３７９１号公報

本発明者らは、発色性と耐光性がいずれも向上した画像を記録可能な、マゼンタインクを提供することを目的として、上記の特許文献１や２に記載された技術を中心に検討した。しかし、特許文献１に記載のアントラピリドン染料を含有するインクを用いた場合、記録される画像の発色性が不十分であった。また、特許文献２に記載のアゾ染料を含有するインクを用いた場合、記録される画像の耐光性が不十分であった。

したがって、本発明の目的は、発色性、及び耐光性に優れた画像を記録可能なマゼンタのインクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記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は、第１の色材及び第２の色材を含有するマゼンタのインクであって、前記第１の色材が、下記一般式（１）で表される化合物であり、前記第２の色材が、アゾ結合を有する化合物（但し、アゾ結合と複素環とが直接結合している場合を除く）、及び、キサンテン骨格を有する化合物の少なくとも一方であることを特徴とする。

（一般式（１）中、Ｒは、アルキル基、又は、アリール基を表す。Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す。ｎは１又は２である。）

本発明によれば、発色性、及び耐光性に優れた画像を記録可能なマゼンタのインクを提供することができる。また、本発明によれば、この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。

以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに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、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。

上述の通り、特許文献１や２に記載されているものをはじめとした、従来のマゼンタインクに用いられてきた色材を用いても、発色性と耐光性とがバランス良く両立された画像を記録することはできていなかった。

本発明者らの検討の結果、特定の構造を有する化合物を色材として複数組み合わせて含有させることによって、発色性と耐光性を高いレベルで両立した画像を記録可能なマゼンタのインクが得られることを見出した。すなわち、本発明のインクは、特定の構造を有する化合物（染料）である第１の色材及び第２の色材を含有する。第１の色材は耐光性が良好であり、第２の色材は発色性が良好であるという特性をそれぞれ有するが、これらの色材を併用することで、両者の特性が損なわれることなく、発色性と耐光性を高いレベルで両立することができる。

＜インク＞
（第１の色材）
本発明のインクは、下記一般式（１）で表される化合物を第１の色材として含有する。第１の色材は耐光性が良好であるという特性を有する。

（一般式（１）中、Ｒは、アルキル基、フェニル基、又はナフチル基を表す。Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す。ｎは１又は２である。）

一般式（１）におけるＲは、アルキル基、又は、アリール基を表す。アルキル基としては、炭素数１乃至３の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基などが挙げられる。アルキル基の炭素数が大きすぎると色材の疎水性が高くなり、インクへの溶解度が低くなりやすいため、炭素数は３以下であることが好ましい。また、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などを挙げることができる。

Ｒのアルキル基やアリール基は置換基を有してもよく、置換基の具体例としては、炭素数１乃至３のアルキル基、炭素数１乃至３のアルコキシ基、スルホン酸基やカルボン酸基などのアニオン性基が挙げられる。なお、置換基としてアニオン性基が存在する場合、塩を形成していてもよく、塩を形成するためのカチオンとしては後述するＭと同様のものから選択することができる。Ｒがアリール基である場合には、インクへの溶解度を高めるために、アニオン性基を置換基として有することが好ましい。

一般式（１）におけるｎは１又は２である。インクへの溶解度の観点から、ｎは２であることが好ましい。また、一般式（１）におけるＭはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す。アルカリ金属の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどを挙げることができる。有機アンモニウムの具体例としては、メチルアミン、エチルアミンなどの炭素数１以上３以下のアルキルアミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどの炭素数１以上４以下のモノ、ジ又はトリアルカノールアミン類などを挙げることができる。

一般式（１）で表される化合物の好適な具体例を遊離酸型として下記に示す。勿論、本発明のインクに第１の色材として用いられる一般式（１）で表される化合物は、一般式（１）の構造及びその定義に包含されるものであれば、下記に示す例示化合物に限定されない。本発明においては、以下に示す例示化合物のなかでも、例示化合物２が好ましい。

（第２の色材）
第１の色材として用いられる一般式（１）で表される上記の化合物と組み合わせる第２の色材は、アゾ結合を有する化合物（但し、アゾ結合と複素環とが直接結合している場合を除く）、及び、キサンテン骨格を有する化合物の少なくとも一方である。第２の色材は発色性が良好であるという特性を有する。なお、アゾ結合と複素環とが直接結合しているアゾ化合物は、そうでないものと比較すると発色性がかなり低いため、本発明では使用しない。好ましくは、第２の色材のうちアゾ結合を有する化合物としては、アゾ結合とヘテロ原子を有さない芳香族基（すなわちアリール基やアリーレン基）とが結合したものを用いる。

第２の色材として用いることができるアゾ結合を有する化合物としては、マゼンタ染料であることが好ましく、例えば、以下のようなものが挙げられる。Ｃ．Ｉ．アシッドレッド：９７、２４９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド：２２７、２３９、２５４；Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド：１、２４：１、３１、１２０、１４１、１８０、１９５；などが挙げられる。また、Ｍ−３７７、Ｍ−１１１４（以上、商品名、イルフォード製）や、遊離酸型として下記の構造で表される例示化合物６などが挙げられる。これらのマゼンタ染料はいずれも、アゾ結合に直接結合している構造が複素環ではない化合物である。

また、第２の色材として用いることができるキサンテン骨格を有する化合物としては、マゼンタ染料であることが好ましく、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド：５０、５１、５２、２８９などを挙げることができる。

（色材の含有量）
インク中の第１の色材の含有量（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１の色材及び第２の色材の合計の含有量（質量％）は、２．０質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。合計の含有量が２．０質量％未満であると、画像の発色性が十分に得られない場合があり、合計の含有量が１０．０質量％超であると、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。

インク全質量を基準とした、第１の色材の含有量（質量％）が、第２の色材の含有量（質量％）に対する質量比率で、０．２５倍以上４．００倍以下であることが好ましい。すなわち、「第１の色材の含有量（質量％）」／「第２の色材の含有量（質量％）」＝０．２５倍以上４．００倍以下であることが好ましい。上記の質量比率の範囲内にあると、画像の発色性及び耐光性を特にバランスよく向上することができる。一方、質量比率が０．２５倍未満であると、画像の耐光性がやや低くなる場合があり、質量比率が４．００倍超であると、画像の発色性がやや低くなる場合がある。

（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用いることができる。水は、脱イオン水（イオン交換水）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。

水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、アルコール、多価アルコール、（ポリ）アルキレングリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶剤、含硫黄極性溶剤などの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る。水溶性有機溶剤は、１種又は２種以上をインクに含有させることができる。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。

（その他の添加剤）
本発明のインクは、上記した成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、尿素、エチレン尿素などの尿素誘導体などの、常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。さらに、本発明のインクは、必要に応じて、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び水溶性樹脂など、種々の添加剤を含有してもよい。

＜インクカートリッジ＞
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、インク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明のインクである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、負圧によりインクを含浸した状態で保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室と、負圧発生部材に含浸されない状態でインクを収容するインク収容室とで構成されるものが挙げられる。又は、このようなインク収容室を持たず、インクの全量を負圧発生部材に含浸させた状態で保持する構成や、負圧発生部材を持たず、インクの全量を負圧発生部材に含浸されない状態で収容する構成のインク収容部としてもよい。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。

＜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、上記で説明した本発明のインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられ、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採用することが特に好ましい。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。

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＞
表１〜３の上段に示す各成分（単位：％）を混合して十分に撹拌した後、ポアサイズ０．２０μｍのフィルターで加圧ろ過して各インクを調製した。なお、表１〜３中の「アセチレノールＥ１００」はノニオン性界面活性剤（川研ファインケミカル製）の商品名である。また、表１〜３の下段には、第１の色材の含有量Ａ（％）、第２の色材の含有量Ｂ（％）、及び、第１の色材の含有量Ａ（％）／第２の色材の含有量Ｂ（％）の値を「Ａ／Ｂの質量比率（倍）」として示した。

インクの調製に用いた例示化合物２及び３は特許文献１の記載に準じて合成した、ナトリウム塩型の化合物を用いた。また、例示化合物６は特許文献２の記載に準じて合成した、リチウム塩型の化合物を用いた。また、Ｍ−３７７Ｌ（商品名、イルフォード製）は遊離酸型で下記の構造で表される化合物であり、ナトリウム塩型として用いた。

＜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、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置（商品名「ＰＩＸＵＳ Ｐｒｏ９０００ＭａｒｋＩＩ」、キヤノン製）に搭載した。記録条件は温度２３℃、相対湿度５５％とした。本実施例においては、１／６００インチ×１／６００インチの単位領域に２２ｎｇのインクを付与して記録したベタ画像を「記録デューティが１００％である」と定義する。本発明においては、下記の各項目の評価基準で、Ｃを許容できないレベル、Ａ及びＢを許容できるレベルとした。評価結果を表４に示す。

（発色性）
上記の記録装置を用いて、記録媒体（普通紙、商品名「ＰＢ ＰＡＰＥＲ」、キヤノン製）に、記録デューティが１００％であるベタ画像を記録して記録物を得た。得られた記録物を温度２３℃、相対湿度５５％の環境で２４時間乾燥させた。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、得られた記録物におけるベタ画像のマゼンタ成分の光学濃度を測定し、以下に示す評価基準にしたがって発色性を評価した。
Ａ：光学濃度が１．２５以上であった
Ｂ：光学濃度が１．２０以上１．２５未満であった
Ｃ：光学濃度が１．２０未満であった。

（耐光性）
上記の記録装置を用いて、記録媒体（光沢紙、商品名「キヤノン写真用紙・光沢 ゴールド ＧＬ−１０１」）に、記録デューティが５０％であるベタ画像を記録して記録物を得た。得られた記録物を温度２３℃、相対湿度５５％の環境で２４時間乾燥させた。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、得られた記録物におけるベタ画像のマゼンタ成分の光学濃度を測定した。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）中に載置し、槽内温度２４℃、相対湿度６０％、照射強度１００キロルクスの条件で３０時間、キセノン光の照射を行った。その後、ベタ画像のマゼンタ成分の光学濃度を再び測定した。そして、光学濃度の残存率（％）＝（曝露後の光学濃度／曝露前の光学濃度）×１００を算出し、以下に示す評価基準にしたがって耐光性を評価した。
Ａ：光学濃度の残存率が８５％以上であった
Ｂ：光学濃度の残存率が８０％以上８５％未満であった
Ｃ：光学濃度の残存率が８０％未満であった。

Claims (4)

1. 第１の色材及び第２の色材を含有するマゼンタのインクであって、
   前記第１の色材が、下記一般式（１）で表される化合物であり、前記第２の色材が、アゾ結合を有する化合物（但し、アゾ結合と複素環とが直接結合している場合を除く）、及び、キサンテン骨格を有する化合物の少なくとも一方であることを特徴とするインク。
   
   （一般式（１）中、Ｒは、アルキル基、又は、アリール基を表す。Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す。ｎは１又は２である。）
2. インク全質量を基準とした、前記第１の色材の含有量（質量％）が、前記第２の色材の含有量（質量％）に対する質量比率で、０．２５倍以上４．００倍以下である請求項１に記載のインク。
3. インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えたインクカートリッジであって、
   前記インクが、請求項１又は２に記載の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の記録ヘッドから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に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。