JP3327343B2 - インクジェット記録用水性インク - Google Patents

インクジェット記録用水性インク

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JP3327343B2 JP14722592A JP14722592A JP3327343B2 JP 3327343 B2 JP3327343 B2 JP 3327343B2 JP 14722592 A JP14722592 A JP 14722592A JP 14722592 A JP14722592 A JP 14722592A JP 3327343 B2 JP3327343 B2 JP 3327343B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録用
水性インクに関し、さらに詳しくは、着色剤、特に染料
の溶解安定性を損うことなくpH調整されたインクに関
する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録用インクには、主溶
剤として水を用いる水性インクと、主溶剤として有機溶
剤を用いる油性インクが一般に用いられている。水性イ
ンクを用いた印刷画像は、全般に耐水性に劣っている
が、主溶剤が水であるため安全性に優れ、かつ優れた品
質の印刷画像を提供することができることから、インク
ジェット記録の主流となっている。
【0003】一方、インクジェット記録方式の欠点は、
ノズルの目詰り、経時に伴うインク物性(例、粘度、表
面張力)の変化、その他各種の要因によってインクの吐
出異常を起こしやすいことであり、インクジェット記録
の普及を妨げている最大の要因となっている。
【0004】インクジェット記録方式として、静電誘引
力を利用してインクを吐出させる、いわゆる電界制御方
式;ピエゾ素子の振動圧力を利用してインクを吐出させ
る、いわゆるドロップ・オン・デマンド方式(圧力パル
ス方式);高熱によって気泡を形成、成長させることに
よって生じる圧力を利用してインクを吐出させる、いわ
ゆるバブルジェット方式;ノズルの後からポンプで圧力
を加え、同時にピエゾ素子で高周波の振動を加えてイン
クを粒子化し、その後インク液滴に帯電電極で電荷を与
え、さらに制御電極で帯電したインク液滴をコントロー
ルする荷電制御方式(コンティニュアス方式);高電圧
印加状態のインク中にスパークを生じさせ、その爆発力
でインクを吐出させる、いわゆるスパークジェット方式
等の各種インクジェット記録方式が提案されており、こ
れらの方式により、極めて高精細の画像を得ることがで
きる。
【0005】水性インクのpHは、着色剤や、防菌防カ
ビ剤、キレート剤、浸透剤等の影響により様々な数値を
示すが、インクと接する部分の材料によってはインクの
pHが限定されることも多く、インクのpHを所望の範
囲内に調整する必要が生じる。
【0006】インクのpHを上げる方法としては、アル
カノールアミンやアルカリ金属の水酸塩等を用いる方法
などが提案されており、インクのpHを下げる方法とし
て、一般には無機酸、有機酸の添加が述べられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】無機酸の添加は着色剤
の溶解安定性を損ない、金属材料を腐食しやすい問題を
有しており、有機酸の中にも同様の問題を有するものが
ある。なお、有機酸には臭気を有する物質があり、選択
には注意が必要となる。
【0008】本発明が解決しようとする課題は、着色剤
の溶解安定性を損なうことなくpH調整可能なインクを
提供することにある。
【0009】
【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重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。
【0010】即ち、本発明は、着色剤、水溶性有機溶剤
及び水酸基を有するカルボン酸を含有することを特徴と
するジェット記録用水性インクを提供する。
【0011】本発明に使用される水酸基を有するカルボ
ン酸は、一般式(1)
【0012】
【化2】 HO−(CHCHO)−CH−COOH
【0013】(式中、nは0〜5の整数を表わす。)で
表わされる化合物及び一般式(2)
【0014】
【化3】 X−CH−C(Y)(Z)C2m−COOH
【0015】(式中、XはH、OH又はCOOHを表わ
し、YはH又はOHを表わし、ZはH又はCOOHを表
わすが、X及びYの内、少なくとも一方はOHを表わ
す。mは0又は1を表わす。)で表わされる化合物から
成る群から選ばれる化合物が好ましい。
【0016】本発明に用いられる水酸基を有するカルボ
ン酸の具体例としては以下の様なものが挙げられる。
【0017】
【表1】
【0018】本発明に用いられる水酸基を有するカルボ
ン酸の添加量は、所望のpHや、組合わせる着色剤、助
剤等により示されるインクのpHが異なるため一概に規
定できないがインク組成物中0.00001から10重
量%の範囲が好ましい。又、これらの物質は単独もしく
は複数を組合わせて使用することができる。
【0019】本発明のインクジェット記録用水性インク
組成物は、主に、着色剤、水溶性有機溶媒及び水を含有
し、必要に応じて助剤を含有する。
【0020】着色剤としては、水溶性染料が好ましく、
水溶性のものであればどれでも使用可能であり、酸性染
料、塩基性染料、直接染料、反応性染料、分散染料、食
品用色素、蛍光増白剤等の中から選択できる。
【0021】酸性染料としては、例えば、C.I.アシ
ッド ブラック1,2,7,16,17,24,26,
28,31,41,48,52,58,60,63,9
4,107,109,112,118,119,12
1,122,131,155,156;C.I.アシッ
ド イエロー1,3,4,7,11,12,13,1
4,17,18,19,23,25,29,34,3
6,38,40,41,42,44,49,53,5
5,59,61,71,72,76,78,79,9
9,111,114,116,122,135,14
2,161,172;C.I.アシッド オレンジ7,
8,10,19,20,24,28,33,41,4
5,51,56,64;C.I.アシッド レッド1,
4,6,8,13,14,15,18,19,21,2
6,27,30,32,34,35,37,40,4
2,51,52,54,57,80,82,83,8
5,87,88,89,92,94,97,106,1
08,110,111,114,115,119,12
9,131,133,134,135,143,14
4,152,154,155,172,176,18
0,184,186,187,249,254,25
6,289,317,318;C.I.アシッド バイ
オレット7,11,15,34,35,41,43,4
9,51,75;C.I.アシッド ブルー1,7,
9,15,22,23,25,27,29,40,4
1,43,45,49,51,53,55,56,5
9,62,78,80,81,83,90,92,9
3,102,104,111,113,117,12
0,124,126,138,145,167,17
1,175,183,229,234,236,24
9;C.I.アシッドグリーン3,9,12,16,1
9,20,25,27,41,44;C.I.アシッド
ブラウン4,14等が挙げられる。
【0022】塩基性染料としては、例えば、C.I.ベ
イシックブラック2,8;C.I.ベイシック イエロ
ー1,2,11,12,14,21,32,36;C.
I.ベイシック オレンジ2,15,21,22;C.
I.ベイシック レッド1,2,9,12,13,3
7;C.I.ベイシック バイオレット1,3,7,1
0,14;C.I.ベイシック ブルー1,3,5,
7,9,24,25,26,28,29;C.I.ベイ
シック グリーン1,4;C.I.ベイシック ブラウ
ン1,12等が挙げられる。
【0023】直接染料としては、例えば、C.I.ダイ
レクト ブラック2,4,9,11,14,17,1
9,22,27,32,36,38,41,48,4
9,51,56,62,71,74,75,77,7
8,80,105,106,107,108,112,
113,117,132,146,154,168,1
71,194;C.I.ダイレクト イエロー1,2,
4,8,11,12,24,26,27,28,33,
34,39,41,42,44,48,502,51,
58,72,85,86,87,88,98,100,
110,127,135,141,142,144;
C.I.ダイレクト オレンジ6,8,10,26,2
9,41,49,51,102;C.I.ダイレクト
レッド1,2,4,8,9,11,13,152,1
7,20,23,24,28,31,33,37,3
9,44,46,47,48,51,59,62,6
3,73,75,77,80,81,83,84,8
5,87,89,90,94,95,99,101,1
08,110,145,189,197,220,22
4,2252,226,227,230,250,25
4,256,257;C.I.ダイレクトバイオレット
1,7,9,12,35,48,51,90,94;
C.I.ダイレクトブルー1,2,6,8,15,2
2,25,34,69,70,71,72,75,7
6,78,80,81,82,83,86,90,9
8,106,108,110,120,123,15
8,163,165,192,193,194,19
5,196,199,200,201,202,20
3,207,218,236,237,239,24
6,258,287;C.I.ダイレクト グリーン
1,6,8,28,33,37,63,64;C.I.
ダイレクト ブラウン1A,2,6,25,27,4
4,58,95,100,101,106,112,1
73,194,195,209,210,211等が挙
げられる。
【0024】反応性染料としては、例えば、C.I.リ
アクティブ ブラック1,3,5,6,8,12,1
4;C.I.リアクティブ イエロー1,2,3,1
3,14,15,17;C.I.リアクティブ オレン
ジ2,5,7,16,20,24;C.I.リアクティ
ブ レッド6,7,11,12,15,17,21,2
3,24,35,36,42,63,66,84,18
4;C.I.リアクティブ
【0025】バイオレット2,4,5,8,9;C.
I.リアクティブ ブルー2,5,7,12,13,1
4,15,17,18,19,20,21,25,2
7,28,37,38,40,41;C.I.リアクテ
ィブ グリーン5,7;C.I.リアクティブ ブラウ
ン1,7,16等が挙げられる。
【0026】食用色素としては、例えば、C.I.フー
ド ブラック1,2;C.I.フード イエロー2,
4,5;C.I.フード レッド2,3,7,9,1
4,52,87,92,94,102,104,10
5,106;C.I.フード バイオレット2:C.
I.フード ブルー1,2;C.I.フード グリーン
2,3等が挙げられる。
【0027】その他の水溶性染料としては、例えば、日
本化薬社製の「カヤセット・ブラック九A」、「ダイレ
クト・ディープ・ブラック XA」、「ダイレクト・ス
ペシャル・ブラックAXN」;バイエル社製の「スペシ
ャル・ブラック・SPリキッド」、「バイスクリプト・
ブラックSPリキッド」、「レバセル・ターコイス・ブ
ルーKS−6GLL」、「ピラニン」;住友化学社製の
「JI.BK−2」、「JI.BK−3」;オリエント
化学社製の「JP−K81L」、「JP−K127
L」、「JPK−139」;C.I.フローレセント・
ブライトニング・エージェント14,22,24,3
2,84,85,86,87,90,134,166,
167,169,175,176,177等が挙げられ
る。
【0028】また、着色剤として、顔料も使用すること
ができ、無機顔料、有機顔料等の中から選択できる。
【0029】これら着色剤は単独若しくは複数を組合せ
て使用できるが、本発明の化合物によって調整されたイ
ンクのpHにおいて、溶解または分散が安定な着色剤を
使用する必要がある。着色剤のインク組成物中の使用量
は0.1から10重量%の範囲が望ましい。
【0030】水溶性有機溶媒は、水分蒸発にともなうイ
ンクの固化を防いだり、固化した場合でも水やインクに
対する再溶解性を確保するためや、普通紙へのインクの
浸透時間短縮のため使用され、具体的には、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、グリセリンのごときグリコール類;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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレ
ングリコールモノフェニルエーテルのごときグリコール
エーテル類;N−メチル−2−ピロリドンのごときピロ
リドン類;トリエタノールアミンのごときアルカノール
アミン類;メタノール、エタノール、イソプロピルアル
コールのごときアルコール類;ジメチルスルホキシド等
が挙げられる。
【0031】これらの水溶性有機溶媒は、溶媒の吸湿
性、保湿性や、染料溶解性、顔料分散性、インクの粘度
や普通紙への浸透時間などを考慮して、適宜単独若しく
は複数を組合せて使用でき、インク組成物中の使用量は
1から90重量%の範囲が望ましい。
【0032】水としては、染料の溶解安定性、重金属イ
オンによるノズルの目詰りを防止するために、イオン交
換水以上の純度のものを用いる必要がある。インク組成
物中の使用量は、5から95重量%の範囲が望ましい。
【0033】助剤としては、防菌・防黴剤、金属封鎖
剤、顔料分散剤、界面活性剤、水溶性高分子、水溶性樹
脂等を使用してもよい。アルカノールアミンやアルカリ
金属の水酸化物等インクのpHをアルカリ側に調整する
助剤と組合わせることによりpH変化の少ないインクを
得ることができる。
【0034】本発明のインク組成物は、その用途がイン
クジェット記録に限られるものでなく、フェルトペン用
や、プロッター用のインクとして広く利用することがで
きる。
【0035】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施
例中、「%」は「重量%」を表わす。
【0036】(実施例1) 具体例1の化合物 0.01% C.I.ダイレクトイエロー44 1.5% ジエチレングリコール 45.0% 「Proxel GXL」 0.1% (防菌・防黴剤 アイ・シー・アイジャパン(株)社製) イオン交換水 53.39%
【0037】上記の各成分を混合し、室温で十分に溶解
させた後、0.45ミクロンのメンブランフィルターで
濾過を行ないインクジェット記録用水性インクとした。
この時のインクのpHは、25℃で7.1であった。
尚、上記組成のうち具体例1の化合物を省いたインクの
pHは10.0であった。
【0038】得られたインクをテフロン容器に充填し6
0℃及び5℃で1年間放置後もインク物性に変化はな
く、析出物も発生しなかった。また、放置後のインクを
市販のジェットプリンター(横河・ヒューレット・パッ
カード(株)社製 デスクジェット500J)を用いて
印字試験を行ったが、ノズル目詰りもなく良好な印字品
質が得られた。
【0039】(実施例2) 具体例3の化合物 0.3% C.I.ダイレクトイエロー44 2.0% ジエチレングリコール 25.0% トリエタノールアミン 0.4% イオン交換水 72.3%
【0040】上記の各成分を混合し、室温で十分に溶解
させた後、0.45ミクロンのメンブランフィルターで
濾過を行ないインクジェット記録用水性インクとした。
この時のインクのpHは、25℃で6.9であった。
尚、上記組成のうち具体例3の化合物を省いたインクの
pHは9.8であった。
【0041】得られたインクをテフロン容器に充填し6
0℃及び5℃で1ヵ月間放置後もインク物性に変化はな
く、析出物も発生しなかった。また、放置後のインクを
市販のジェットプリンター(横河・ヒューレット・パッ
カード(株)社製 デスクジェット500J)を用いて
印字試験を行ったが、ノズル目詰りもなく良好な印字品
質が得られた。
【0042】(実施例3) 具体例4の化合物 0.06% C.I.フードブラック2 2.0% ジエチレングリコール 20.0% イオン交換水 77.94%
【0043】上記の各成分を混合し、室温で十分に溶解
させた後、0.45ミクロンのメンブランフィルターで
濾過を行ないインクジェット記録用水性インクとした。
この時のインクのpHは、25℃で3.4であった。
尚、上記組成のうち具体例4の化合物を省いたインクの
pHは6.2であった。
【0044】得られたインクをテフロン容器に充填し6
0℃及び5℃で1ヵ月間放置後もインク物性に変化はな
く、析出物も発生しなかった。また、放置後のインクを
市販のジェットプリンター(横河・ヒューレット・パッ
カード(株)社製 デスクジェット500J)を用いて
印字試験を行ったが、ノズル目詰りもなく良好な印字品
質が得られた。
【0045】(実施例4) 具体例6の化合物 0.1% C.I.フードブラック2 2.0% ジエチレングリコール 20.0% イオン交換水 77.9%
【0046】上記の各成分を混合し、室温で十分に溶解
させた後、0.45ミクロンのメンブランフィルターで
濾過を行ないインクジェット記録用水性インクとした。
この時のインクのpHは、25℃で3.1であった。
尚、上記組成のうち具体例6の化合物を省いたインクの
pHは6.2であった。
【0047】得られたインクをテフロン容器に充填し6
0℃及び5℃で1ヵ月間放置後もインク物性に変化はな
く、析出物も発生しなかった。また、放置後のインクを
市販のジェットプリンター(横河・ヒューレット・パッ
カード(株)社製 デスクジェット500J)を用いて
印字試験を行ったが、ノズル目詰りもなく良好な印字品
質が得られた。
【0048】(比較例1) 0.1N塩酸 0.5% C.I.ダイレクトイエロー 1.5% ジエチレングリコール 45.0% 「Proxel GXL」 0.1% イオン交換水 52.9%
【0049】上記の各成分を混合し、室温で十分に溶解
させた後、0.45ミクロンのメンブランフィルターで
濾過を行ないインクジェット記録用水性インクとした。
この時のインクのpHは、25℃で7.5であった。
【0050】得られたインクについて、実施例1と同様
の試験を行った結果、析出物が発生し、印字試験ができ
なかった。
【0051】(比較例2) 酢酸 0.1% C.I.フードブラック2 2.0% ジエチレングリコール 20.0% イオン交換水 77.9%
【0052】上記の各成分を混合し、室温で十分に溶解
させた後、0.45ミクロンのメンブランフィルターで
濾過を行ないインクジェット記録用水性インクとした。
この時のインクのpHは、25℃で3.5であった。
【0053】得られたインクは、強い酢酸臭があり、実
用上、問題であった。
【0054】
【発明の効果】本発明のジェット記録用水性インクは、
染料の溶解安定性を損うことなくインクのpH調整が可
能である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−213067(JP,A) 特開 昭51−139408(JP,A) 特開 昭54−131427(JP,A) 特開 昭51−5128(JP,A) 特許3191879(JP,B2) 特許3191881(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 11/00 - 11/20 B41J 2/01 - 2/21 B41M 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 着色剤、水溶性有機溶剤、及びpH調整
    剤としてグリコール酸を含有するインクジェット記録用
    水性インクであって、かつグリコール酸によってpHを
    下げる方向に調整されたことを特徴とするインクジェッ
    ト記録用水性インク。
  2. 【請求項2】 グリコール酸の添加量がインク組成物中
    0.00001〜10重量%の範囲である請求項1記載
    のインクジェット記録用水性インク。
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