JP3520381B2 - インクジェット記録用インク組成物 - Google Patents
インクジェット記録用インク組成物Info
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Description
ンクジェット記録方法に関する。
ような良好な特性が要求される。 (1)種々の記録媒体、とりわけ普通紙、において良好
な印字品質、画像品質を実現できること。 (2)印字物を印字後すぐに擦っても印字が汚れないよ
う、速やかに印字が乾燥すること。 (3)記録ヘッドノズルより、目詰まりや、ドット抜
け、液滴の飛行曲りなどがなく、安定してインク滴が吐
出されること。 (4)印字物が耐水性を有し、水と接触しても印字が消
えたり、水とともに流れたりしないこと。 (5)インク組成物を長期に保存してもその性質を変化
させない保存安定性を有すること。 (6)インクと接触するプリンタ部材を侵さないもので
あること。
ェット記録用インク組成物として、モノカラーおよびフ
ルカラーのいずれにも使用される重要なインク組成物で
あるため、上記特性を満足することが強く要求される。
々の黒色インク組成物が提案されている。
I.フードブラック2(特開昭59−93766号公報
など)や、それと類似の構造を持つ染料(特開平3−9
1577号公報など)が従来広く用いられている。ま
た、特定のインク組成物によって、耐光性などの性質を
改善使用とする試みもなされている(特開平2−362
79号公報)。また、印字の耐水性を向上させるための
提案もいくつかなされている(例えば、特開平3−91
577号、特開平4−226175号、特開平4−23
3975号など)。
および同第5,203,912号には、後記する式
(I)の染料と一部重複する染料が記載されている。こ
の染料は塩基性の水には容易に溶解しながら、一方で中
性の水には溶解しないという性質を有する。これらの公
報に記載のインク組成物によれば、この性質を利用し
て、印字物の耐水性の向上を図ることが出来るとされて
いる。
改善の余地を残すものであり、良好な上記特性(1)〜
(6)を有するインク組成物への希求は依然とし存在し
ているといえる。
と、特定の成分とを組み合わせることで、優れた特性の
インク組成物が得られることを見出した。従って、本発
明は、インク組成物に要求される種々の特性、とりわけ
上記(1)〜(6)の特性、をバランスよく満足するイ
ンク組成物の提供をその目的としている。
詰まり性、耐水性、保存安定性、記録ヘッドなどのイン
ク流路を構成する部材を侵さないなどの特性を満足する
インクジェット記録用インク組成物の提供をその目的と
している。そして、本発明によるインク組成物は、下記
の式(I)で表される染料と、グリセリンと、ピロリド
ンと、一価低級アルコールと、トリ(ヒドロキシアルキ
ル)アミンと、少なくとも一種以上の、元素周期Iaお
よびIIa族からなる群から選択される金属元素の水酸化
物と、水とを含んでなるものである。
このフェニル基およびナフチル基は、ヒドロキシル、−
NH2、−SO3M、および−COOM(ここで、Mは
水素原子、またはアルカリ金属、アンモニア、若しくは
アミン類由来のカチオン種を表す)からなる群から選択
される基で場合により置換されていてもよく、R2は、
カルボキシアルキル基(ここで、カルボキシ基はアルカ
リ金属またはアンモニアと塩を形成していてもよい);
置換されていてもよいアルコキシアルキル基;置換され
ていてもよいフェニル基;またはアルカノイル基を表
し、R3、R4およびR5は、同一または異なっていて
もよく、それぞれ水素原子または−SO3M(ここで、
Mは上で定義したものと同じ意味を表す)を表すが、但
し、R1が−SO3Mで置換されたフェニル基を表し、
かつR3、R4、およびR5のいずれもが−SO3Mを
表す場合は除く)
記の式(I)の染料と、グリセリンと、ピロリドンと、
一価低級アルコールと、トリ(ヒドロキシルアルキル)
アミンと、水とを少なくとも含んでなるものである。
基またはナフチル基は未置換であっても置換されていて
もよい。R1が置換フェニル基を表す場合、モノ置換
(好ましくは、3−位または4−位置換)フェニル基、
およびジ置換(好ましくは2,4−位、または3,5−
位ジ置換)フェニル基である化合物が好ましい。好まし
い置換基としては、ヒドロキシル、−NH2、スルホン
酸基、およびカルボキシ基が挙げられる。このスルホン
酸基およびカルボキシ基は、遊離の酸であっても塩を形
成していてもよい。好ましい塩としては、アルカリ金
属、アンモニア、アミン(好ましくは、トリ(ヒドロキ
シC1−6アルキル)アミン)との塩が挙げられる。
は2−ナフチルいずれであってもよく、また未置換であ
っても置換されていてもよい。R1が置換ナフチルであ
る場合、好ましい置換基としては、前記フェニル基の場
合と同様のものが挙げられる。
ルボキシアルキル基は、好ましくはカルボキシC1−6
アルキル基、より好ましくはカルボキシC1−4アルキ
ル基である。このカルボキシ基はアルカリ金属またはア
ンモニアと塩を形成しているのが好ましい。また、R2
が表すアルコキシアルキル基は、好ましくはC1−6ア
ルコキシC1−6アルキル基、より好ましくはC1−4
アルコキシC1−4アルキル基である。このアルコキシ
アルキル基に存在する一以上の水素原子は置換されてい
てもよく、好ましい置換基の例としてはヒドロキシル、
−NH2などが挙げられる。また、R2が表すフェニル
基は置換されていてもよく、好ましい置換基の例として
はヒドロキシル、−NH2などが挙げられる。またさら
に、R2が表すアルカノイル基は好ましくはC1−6ア
ルカノイル基、より好ましくはC1−4アルカノイル基
である。
R5は、同一または異なっていてもよく、それぞれ水素
原子またはスルホン酸基を表す。このスルホン酸基は遊
離の酸であっても塩を形成していてもよい。好ましい塩
としては、アルカリ金属、アンモニア、アミン(好まし
くは、トリ(ヒドロキシC1−6アルキル)アミン)と
の塩が挙げられる。
で置換されたフェニル基を表し、かつ、R3、R4、お
よびR5のいずれもが−SO3Mを表す化合物は、本発
明によるインク組成物には利用することができない。本
発明者らの実験によれば、このような化合物群を用いた
インク組成物は好ましい諸特性を示さなかったからであ
る。
例を示せば、次の表に示される通りである。
それに類似する方法を用いて製造することができる。例
えば、式(I)の染料は特開平2−140270号公
報、カラーインデックス第3版(Colour Index, Third E
dition, The society of Dyersand Colourists)に記載
の方法によって製造することができる。
可溶であるが、中性下では水に不要となる性質を有す
る。従って、本発明によるインク組成物はそのpHが塩
基性にあることが好ましい。但し、あまりに高い塩基性
は染料を分解してしまうおそれがあるので避けるのが好
ましい。本発明の好ましい態様によれば、インク組成物
のpHは8.5〜11程度の範囲にあるのが好ましく、
より好ましくは8.5〜10程度の範囲である。このイ
ンク組成物のpHは、後記するインクの組成、とりわけ
トリ(ヒドロキシアルキル)アミンの添加量により調製
される。
(I)の染料を、1〜5重量%の範囲で含有するのが好
ましく、より好ましくは1〜3重量%である。
セリンの添加量はインク組成物の良好な諸特性が得られ
る範囲で、とりわけ良好なインク組成物の吐出安定性が
得られる範囲で適宜決定されてよいが、好ましくは1〜
10重量%程度であり、より好ましくは3〜10重量%
程度である。
て、ピロリドンは、好ましくは2−ピロリドン、N−
(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリドンであり、よ
り好ましくは2−ピロリドンである。これらのピロリド
ンは二種以上混合されて用いられてもよい。ピロリドン
の添加量はインク組成物の良好な諸特性が得られる範囲
で、とりわけ良好な印字安定性および色再現性が得られ
る範囲で適宜決定されてよいが、好ましくは0.5〜1
0重量%程度であり、より好ましくは2〜6重量%程度
である。
よるインク組成物は、グリセリンとピロリドンとを重量
基準で3:1〜2:3の比で含んでなり、好ましくは
3:1〜1:1の比で含んでなる。グリセリンとピロリ
ドンを上記比で含むことで、インク組成物と接触する記
録ヘッド、インク流路などを構成する材料への悪影響を
より有効に防止することができる。ピロリドンを含んで
なるインク組成物は、ピロリドンの高い溶解性に起因す
ると思われる、記録ヘッド、インク流路などを構成する
材料の溶解、膨張、割れ、または表面の荒れなどの現象
が見られる。このような現象をインク組成物のアタック
性と呼ぶことがある。グリセリンとピロリドンとが上記
比の範囲にあることで、インク組成物のアタック性を有
効に抑制することができるので有利である。
(ヒドロキシアルキル)アミンは、好ましくはトリ(ヒ
ドロキシC1−6アルキル)アミンであり、より好まし
くはトリ(ヒドロキシC1−4アルキル)アミンであ
る。最も好ましくはトリエタノールアミンである。トリ
(ヒドロキシアルキル)アミンの添加量はインク組成物
の良好な諸特性が得られる範囲で、とりわけインク組成
物のpHが塩基性であるように適宜決定されてよいが、
好ましくは0.1〜2重量%程度、より好ましくは0.
3〜1重量%程度である。
低級アルコールは、好ましくは炭素数1〜6の一価アル
コールであり、より好ましくは炭素数1〜4の一価アル
コールである。最も好ましくはエタノールである。この
アルコールの添加量は、インク組成物の良好な諸特性が
得られる範囲で、とりわけ良好な印字物の乾燥性が得ら
れる範囲で適宜決定されてよいが、1〜10重量%程度
が好ましく、より好ましくは3〜6重量%程度である。
よるインク組成物は、元素周期IaおよびIIa族からな
る群から選択される金属元素の水酸化物を少なくとも一
つ含んでなるのが好ましい。この金属水酸化物の添加に
より、本発明によるインク組成物の諸特性、とりわけ目
詰まり回復性がより改善されるので有利である。金属酸
化物の好ましい具体例としては、LiOH、NaOH、
KOHなどが挙げられる。その添加量は、インク組成物
の諸特性、とりわけ目詰まり回復性が改善される範囲で
適宜決定されてよいが、0.01〜1重量%程度が好ま
しく、より好ましくは0.05〜0.5重量%程度であ
る。
発明によるインク組成物は、C.I.ダイレクトブラッ
ク154および/またはC.I.ダイレクトブラック1
68をさらに含んでなるのが好ましい。このC.I.ダ
イレクトブラック154およびC.I.ダイレクトブラ
ック168は、染料であると同時に、界面活性な性質を
併せ持つものである。よって、その添加は、ガラス、ニ
ッケル、ステンレス、プラスチック、感光性樹脂などか
らなるヘッド構成およびインク流路へのインク組成物の
濡れ性を改善する。その結果、記録ヘッドおよびインク
流路の親水処理を省略でき、またインクの充填が容易と
なるので好ましい。さらに、記録ヘッドまたはインク流
路に入り込んだ気泡が容易に排出される点でも有利であ
る。C.I.ダイレクトブラック154および/または
C.I.ダイレクトブラック168の添加量は合計で
0.01〜1重量%程度が好ましく、より好ましくは
0.1〜0.5重量%程度である。
組成物の諸特性の改善のために必要により種々の添加剤
を添加することができ、例えば粘度調整剤、表面張力調
整剤、比抵抗調整剤、防カビ剤、キレート剤などを添加
することができる。
クジェット記録方法に適するよう適宜設定されてよい
が、例えばインク粘度は0〜50℃の動作時温度におい
て30mPa・s以下であるのが好ましい。さらに高速
応答性(例えば、A4サイズを2頁/分程度で印刷する
速度)を実現するためには、1.2〜20mPa・s程
度が好ましい。また、インク組成物の表面張力は0〜5
0℃の動作時温度において35〜60mN/m程度の範
囲にあるのが好ましい。
印字された後、適当な熱定着手段(例えば、熱風、加熱
ロール、加熱板、赤外線など)によって加熱乾燥され、
定着されてもよい。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
法によって製造した。なお、表中の染料一般式(I)化
合物No.とは、前記した式(I)の化合物の具体例を
記載下表中の化合物番号である。また、%は重量%であ
る。
ぞれ表1に記載の重量比で混合し、80℃で1時間撹拌
した。その後、撹拌を続けながら自然冷却し、温度が4
0℃以下になった段階で一価アルコールを添加した。こ
れを約20分撹拌の後、0.8μmのメンブランフィル
ターで減圧濾過し、所望のインクを得た。なお、表中の
pHはpHメータ(堀場製作所株式会社製)を用いて測
定した。
特性を、次のように評価した。
トプリンターMJ−500(セイコーエプソン株式会社
製)を用いた。インク供給の形態はこのプリンター用の
インクカートリッジに本実施例および比較例のインクを
充填したものを使用した。
して、(a)Xerox P(富士ゼロックス株式会
社)、(b)Xerox 4024(米国Xerox株
式会社)、(c)Riocpy 6200(リコー株式
会社)、(d)Canon Dry(キャノン販売株式
会社)を用いて行った。
の観点から次のように評価した。 ◎:滲みがなく、濃度が高い ○:やや滲みが見られるが画像には影響なく、濃度も高
い △:滲みはないか、または画像には影響ない範囲である
が、濃度が低い ×:滲みがひどく、濃度が低い
ッジで擦って、印字の擦れの有無を評価した。 ◎:10秒後に擦って、擦れが確認されない ○:20秒後に擦って、擦れが確認されない △:30秒後に擦って、擦れが確認されない ×:30秒後に擦って、擦れが確認される
キャップ位置よりずらした状態で40℃20%(湿度)
環境下に1ケ月および2ケ月間放置した。その後、印字
を開始し、正常な印字が可能となるまでのクリーニング
回数を求めた。 ◎:0〜2回 ○:3〜4回 △:5〜6回 ×:6回まで行って回復せず
を用い、連続印字を行った。安定して印字を行うことの
出来た時間を次のように評価した。 ◎:24時間以上 ○:10時間以上24時間未満 ×:10時間未満
行った。安定して印字を行うことの出来た時間を次のよ
うに評価した。 ◎:10時間以上、 ○:1時間以上10時間未満、 ×:1時間未満。
た。乾燥したサンプルの状態を次のように評価した。 ◎:初期と変化なし、 ○:わずかに染料が溶け出しているが、文字ははっきり
読み取れる △:滲みはあるが、文字は読み取れる ×:文字が滲み、読み取れない
および70℃に1ケ月放置した。放置の前後でのインク
物性・色調の変化、異物・析出物の発生を次のように評
価した。 ○:物性・色調ともに変化なく、異物・析出物もなし ×:物性・色調の変化、異物・析出物の発生の何れかま
たは両方がみられた
部材、キャップ部構成部材をインクに浸漬し、70℃で
1ケ月放置した。放置後の、部材に溶解、膨張、割れ、
または表面の荒れなどの現象が見られるかどうか(イン
ク組成物のアタック性が観察されるかどうか)、ならび
にインクの物性変化およびインク組成物中の異物発生の
有無を調べた。その結果を次のように評価した。 ○:アタック性、物性変化、異物発生何れもなし、 ×:アタック性、物性変化、異物発生の少なくとも一つ
以上に異常あり。
であった。
Claims (12)
- 【請求項1】下記の式(I)で表される染料と、グリセ
リンと、ピロリドンと、一価低級アルコールと、トリ
(ヒドロキシアルキル)アミンと、少なくとも一種以上
の元素周期Ia族の金属元素の水酸化物と、水とを含ん
でなる、インクジェット記録用インク組成物: 【化1】 (式中、 R1は、フェニル基またはナフチル基を表し、このフェ
ニル基およびナフチル基は、ヒドロキシル、−NH2、
−SO3M、および−COOM(ここで、Mは水素原
子、またはアルカリ金属、アンモニア、若しくはアミン
類由来のカチオン種を表す)からなる群から選択される
基で場合により置換されていてもよく、 R2は、カルボキシアルキル基(ここで、カルボキシ基
はアルカリ金属またはアンモニアと塩を形成していても
よい);置換されていてもよいアルコキシアルキル基;
置換されていてもよいフェニル基;またはアルカノイル
基を表し、 R3、R4およびR5は、同一または異なっていてもよ
く、それぞれ水素原子または−SO3M(ここで、Mは
上で定義したものと同じ意味を表す)を表すが、 但し、R1が−SO3Mで置換されたフェニル基を表
し、かつR3、R4、およびR5のいずれもが−SO3
Mを表す場合は除く)。 - 【請求項2】そのpHが8.5〜11である、請求項1
記載のインク組成物。 - 【請求項3】式(I)の染料を1〜5重量%、グリセリ
ンを1〜10重量%、ピロリドンを0.5〜10重量
%、一価低級アルコールを1〜10重量%、トリ(ヒド
ロキシアルキル)アミンを0.1〜2重量%、水を75
〜96.5重量%含んでなる、請求項1または2記載の
インク組成物。 - 【請求項4】ピロリドンが2−ピロリドンである、請求
項1〜3のいずれか一項に記載のインク組成物。 - 【請求項5】グリセリンとピロリドンとを重量基準で
3:1〜2:3の比で含んでなる、請求項1〜4のいず
れか一項記載のインク組成物。 - 【請求項6】トリ(ヒドロキシアルキル)アミンがトリ
(ヒドロキシC1−6アルキル)アミンである、請求項
1〜5のいずれか一項に記載のインク組成物。 - 【請求項7】トリ(ヒドロキシアルキル)アミンがトリ
エタノールアミンである、請求項6記載のインク組成
物。 - 【請求項8】一価低級アルコールがエタノールである、
請求項1〜7のいずれか一項記載のインク組成物。 - 【請求項9】前記水酸化物が、LiOH、NaOH、ま
たはKOHである、請求項1〜8のいずれか一項記載の
インク組成物。 - 【請求項10】前記水酸化物を0.01〜1重量%含ん
でなる、請求項9記載のインク組成物。 - 【請求項11】C.I.ダイレクトブラック154およ
び/またはC.I.ダイレクトブラック168をさらに
含んでなる、請求項1〜10のいずれか一項記載のイン
ク組成物。 - 【請求項12】C.I.ダイレクトブラック154およ
び/またはC.I.ダイレクトブラック168を0.0
1〜1重量%含んでなる、請求項11記載のインク組成
物。
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