JP3931896B2 - Fluorescent aqueous ink for inkjet recording - Google Patents
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Description
本発明は、高い蛍光強度を有するインクジェット記録用蛍光水性インクに関する。 The present invention relates to a fluorescent aqueous ink for inkjet recording having high fluorescence intensity.
インクジェット記録方式は、ノズル、スリット、多孔質フィルム等からインクを吐出し、紙、布、フィルム等に記録を行なうものである。インクを吐出する方式としては、例えば、静電誘引力を利用して吐出を行なう静電吸引方式、圧電素子を用いてインクに機械的振動又は変位を与えるドロップオンデマンド方式、インクを加熱することにより気泡を発生させ、このときに発生する圧力を利用するサーマルインクジェット方式等がある。種々のインク吐出方式により、インク滴を形成し、これらの一部又は全部を被記録材に付着させて記録が行われる。 In the ink jet recording system, ink is ejected from nozzles, slits, porous films, and the like, and recording is performed on paper, cloth, films, and the like. As a method for ejecting ink, for example, an electrostatic attraction method for ejecting using electrostatic attraction force, a drop-on-demand method for applying mechanical vibration or displacement to ink using a piezoelectric element, and heating the ink There is a thermal ink jet system that generates bubbles by using the pressure generated at this time. Recording is performed by forming ink droplets by various ink ejection methods and attaching some or all of these to a recording material.
このようなインクジェット記録方式を利用し、様々な分野で応用できるインクの開発が進んでいる。なかでも、蛍光インクは、特定の波長の光(励起光)を吸収して、励起光よりも波長の長い光(蛍光)を発する性質を有することから、例えば、セキュリティの必要な情報を記録媒体に記録し、励起光として紫外線を照射することにより蛍光を発せさせて情報を読み取ることができるような用途への応用が試みられている。蛍光インクには、可視領域に吸収をもたない透明なインクだけではなく、可視領域に吸収をもつ有色のインクもある。可視領域に吸収をもつ有色蛍光インクは、目視でも情報の認識が可能であり、情報の内容によって読み取り手段を選択することができるため、インクの汎用性が広がると期待される。 The development of inks that can be applied in various fields using such an ink jet recording system is progressing. Among them, the fluorescent ink has a property of absorbing light (excitation light) having a specific wavelength and emitting light (fluorescence) having a wavelength longer than that of the excitation light. In addition, it has been attempted to apply to applications in which information can be read by emitting fluorescence by irradiating ultraviolet rays as excitation light. Fluorescent inks include not only transparent inks that do not absorb in the visible region, but also colored inks that absorb in the visible region. The colored fluorescent ink having absorption in the visible region can be recognized visually, and the reading means can be selected according to the contents of the information, so that the versatility of the ink is expected to be widened.
しかし、一般に蛍光インクは、インク中の蛍光染料の含有濃度が一定量を超えると、蛍光強度がかえって減少してしまうという、濃度消光現象が起こることが知られている。これは、励起された蛍光染料の相互作用により、蛍光染料が、吸収したエネルギーを光として放射することなく、励起状態からより安定した状態へ遷移することによる(非輻射過程)。したがって、蛍光染料濃度をいくら調整しても、一定以上の蛍光強度を有する蛍光インクが得られないという問題があった。 However, in general, it is known that a fluorescence quenching phenomenon occurs in the fluorescent ink, when the concentration of the fluorescent dye in the ink exceeds a certain amount, the fluorescence intensity decreases. This is because the fluorescent dye transitions from an excited state to a more stable state without emitting absorbed energy as light due to the interaction of the excited fluorescent dye (non-radiation process). Therefore, no matter how much the fluorescent dye concentration is adjusted, there is a problem that a fluorescent ink having a fluorescence intensity above a certain level cannot be obtained.
これに対して、濃度消光現象の起きない濃度の範囲内で、蛍光を高める種々の試みがなされてきた。例えば、特許文献1には、紫外領域に共通の吸収波長領域を有し、かつ、可視領域に共通の蛍光発光波長領域を有する2種類の蛍光染料を併用した蛍光インクが開示されている。このような2種類の蛍光染料を組み合わせることにより、第1蛍光染料の蛍光強度に第2蛍光染料の蛍光強度が加算されて、高い蛍光強度を有するインクが得られる。しかしながら、実際には、この蛍光インクの蛍光強度は、2種類の蛍光染料をそれぞれ単独で用いた場合の蛍光強度の和よりも小さいものであった。これは、第1蛍光染料と第2蛍光染料が紫外領域に共通した吸収波長領域を有していることから、第1蛍光染料と第2蛍光染料とが励起エネルギーを分け合ってしまい、それぞれの蛍光染料が充分に蛍光を発することができないためと考えられる。 On the other hand, various attempts have been made to increase fluorescence within a concentration range where concentration quenching does not occur. For example, Patent Document 1 discloses a fluorescent ink using a combination of two types of fluorescent dyes having a common absorption wavelength region in the ultraviolet region and a common fluorescence emission wavelength region in the visible region. By combining these two types of fluorescent dyes, the fluorescent intensity of the second fluorescent dye is added to the fluorescent intensity of the first fluorescent dye, and an ink having a high fluorescent intensity is obtained. However, in practice, the fluorescence intensity of this fluorescent ink was smaller than the sum of the fluorescence intensity when each of the two types of fluorescent dyes was used alone. This is because the first fluorescent dye and the second fluorescent dye have an absorption wavelength region common to the ultraviolet region, so that the first fluorescent dye and the second fluorescent dye share the excitation energy, and the respective fluorescent dyes. This is probably because the dye cannot emit sufficient fluorescence.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、高い蛍光強度を有するインクジェット記録用蛍光水性インクを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fluorescent aqueous ink for ink jet recording having high fluorescence intensity.
本発明に従えば、少なくとも、水;吸収スペクトルにおける第1紫外吸収波長領域と、蛍光スペクトルにおける第1蛍光発光波長領域を有する第1蛍光染料;吸収スペクトルにおける第1紫外吸収波長領域とは異なる第2紫外吸収波長領域と、蛍光スペクトルにおける第2蛍光発光波長領域を有する第2蛍光染料;を備え、第1蛍光染料が、第2蛍光発光波長領域の少なくとも一部と重複する、第1紫外吸収波長領域とは異なる吸収波長領域をさらに有する(ただし、第1蛍光染料がC.I.アシッドレッド52であり、かつ、第2蛍光染料がC.I.アシッドイエロー73である場合、及び、第1蛍光染料がC.I.アシッドレッド52であり、かつ、第2蛍光染料がC.I.ソルベントグリーン7である場合を除く)インクジェット記録用蛍光水性インクが提供される。 According to the present invention, at least water; a first fluorescent dye having a first ultraviolet absorption wavelength region in the absorption spectrum and a first fluorescence emission wavelength region in the fluorescence spectrum; a first different from the first ultraviolet absorption wavelength region in the absorption spectrum A first ultraviolet absorption, wherein the first fluorescent dye overlaps at least a part of the second fluorescent emission wavelength region, and a second fluorescent dye having a second fluorescent emission wavelength region in the fluorescence spectrum. It further has an absorption wavelength region different from the wavelength region (provided that the first fluorescent dye is CI Acid Red 52 and the second fluorescent dye is CI Acid Yellow 73; and 1 fluorescent dye is C.I. acid Red 52, and, except where the second fluorescent dye is C.I. solvent Green 7) the inkjet recording Fluorescence aqueous ink is provided.
本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクにおいて、第1蛍光染料の第1紫外吸収波長領域と第2蛍光染料の第2紫外吸収波長領域は異なるために、紫外領域における光エネルギーを第1蛍光染料及び第2蛍光染料が分け合うことなく有効に利用することができる。さらに、第1蛍光染料は、第2蛍光染料の第2蛍光発光波長領域の少なくとも一部と重複する吸収波長領域を有するために、第2蛍光染料が発した蛍光を第1蛍光染料が励起エネルギーとして吸収することができる。この結果、第1蛍光染料を励起するトータルの光エネルギーが増すので、第1蛍光染料からの蛍光強度が増幅されることになる。第2蛍光染料が発した蛍光を第1蛍光染料が励起エネルギーとして吸収することは、インクの蛍光スペクトルを測定したときの第2蛍光発光波長領域のピーク強度が、第2蛍光染料単独の蛍光スペクトルを測定したときの第2蛍光発光波長領域のピーク強度よりも低くなることから確認される。 In the fluorescent water-based ink for ink jet recording of the present invention, since the first ultraviolet absorption wavelength region of the first fluorescent dye and the second ultraviolet absorption wavelength region of the second fluorescent dye are different, the light energy in the ultraviolet region is changed to the first fluorescent dye and The second fluorescent dye can be used effectively without sharing. Furthermore, since the first fluorescent dye has an absorption wavelength region that overlaps at least a part of the second fluorescent emission wavelength region of the second fluorescent dye, the first fluorescent dye emits the fluorescence emitted by the second fluorescent dye. Can be absorbed as. As a result, the total light energy for exciting the first fluorescent dye is increased, so that the fluorescence intensity from the first fluorescent dye is amplified. The fact that the first fluorescent dye absorbs the fluorescence emitted by the second fluorescent dye as excitation energy means that the peak intensity in the second fluorescent emission wavelength region when the fluorescence spectrum of the ink is measured is the fluorescence spectrum of the second fluorescent dye alone. This is confirmed from the fact that it is lower than the peak intensity in the second fluorescence emission wavelength region when measuring.
本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクにおいて、第1蛍光染料が有する第2蛍光発光波長領域の少なくとも一部と重複する前記吸収波長領域が、可視領域に存在し得る。また、第1紫外吸収波長領域のピーク波長が、第2紫外吸収波長領域のピーク波長と10nm以上、特に15nm以上離れていてもよい。また、第1蛍光発光波長領域が可視領域に存在し得る。第1蛍光染料として、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドイエロー73又はC.I.ソルベントレッド49を用いることができ、第2蛍光染料が下記化学式(1)で表される化合物を用いることができる。 In the fluorescent aqueous ink for ink-jet recording of the present invention, the absorption wavelength region overlapping at least a part of the second fluorescence emission wavelength region of the first fluorescent dye may be present in the visible region. The peak wavelength in the first ultraviolet absorption wavelength region may be 10 nm or more, particularly 15 nm or more away from the peak wavelength in the second ultraviolet absorption wavelength region. Further, the first fluorescence emission wavelength region may exist in the visible region. As the first fluorescent dye, C.I. I. Acid Red 52, C.I. I. Acid Yellow 73 or C.I. I. Solvent Red 49 can be used, and a compound represented by the following chemical formula (1) can be used as the second fluorescent dye.
本発明によれば、高い蛍光強度を有するインクジェット記録用蛍光水性インクを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluorescent aqueous ink for inkjet recording which has high fluorescence intensity can be provided.
本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクは、少なくとも、水、第1蛍光染料及び第2蛍光染料を含有する。第1蛍光染料は、紫外領域の波長(第1紫外吸収波長領域)の光及び第2蛍光染料から発せられる所定領域(第2蛍光発光波長領域)の波長の蛍光を吸収して、例えば、可視領域の波長の蛍光を発する。このように紫外領域の波長の光ばかりでなく、第2蛍光染料から発せられる蛍光の波長の光をも励起光として利用することにより、極めて蛍光強度の高いインクを得ることができる。なお、本明細書において紫外領域の光とは、200〜380nmの波長の光を意味する。 The fluorescent water-based ink for inkjet recording of the present invention contains at least water, a first fluorescent dye, and a second fluorescent dye. The first fluorescent dye absorbs light having a wavelength in the ultraviolet region (first ultraviolet absorption wavelength region) and fluorescence having a wavelength in a predetermined region (second fluorescent emission wavelength region) emitted from the second fluorescent dye. Fluoresce in the wavelength range. Thus, not only light having a wavelength in the ultraviolet region but also light having a fluorescence wavelength emitted from the second fluorescent dye is used as excitation light, whereby an ink with extremely high fluorescence intensity can be obtained. In the present specification, light in the ultraviolet region means light having a wavelength of 200 to 380 nm.
第1蛍光染料の発する蛍光は、可視領域の波長の蛍光であってもよいし、可視領域外の波長の蛍光であってもよい。第1蛍光染料が可視領域の波長の蛍光を発する場合には、発せられた蛍光を目視により読み取ることが可能になり、この蛍光を利用して視覚可能な種々の画像や文字を記録することができる。一方、第1蛍光染料が可視領域外の波長の蛍光を発する場合には、特殊な読み取り装置を用いた場合にのみ、人の眼で読み取り可能な情報を記録することが可能となり、例えば、セキュリティの必要な情報を記録するのに好適に用いることができる。 The fluorescence emitted by the first fluorescent dye may be fluorescence having a wavelength in the visible region or fluorescence having a wavelength outside the visible region. When the first fluorescent dye emits fluorescence having a wavelength in the visible region, the emitted fluorescence can be read by visual observation, and various images and characters that can be visualized can be recorded using this fluorescence. it can. On the other hand, when the first fluorescent dye emits fluorescence having a wavelength outside the visible region, it is possible to record information that can be read by the human eye only when a special reading device is used. Can be suitably used for recording necessary information.
また、第1蛍光染料は、可視領域に吸収波長領域を有する有色の蛍光染料であってもよく、可視領域に吸収波長領域を有さない無色の蛍光染料であってもよい。第1蛍光染料が可視領域に吸収波長領域を有する有色の蛍光染料である場合には、目視でも情報の認識が可能であり、カラーでの記録に供することができることからインクの汎用性が広がる。一方、第1蛍光染料が可視領域に吸収波長領域を有さない無色の蛍光染料である場合には、目視で情報の認識ができないことから、例えば、セキュリティの必要な情報を記録するのに好適に用いることができる。このように、第1蛍光染料の蛍光発光波長及び吸収波長領域を選択することにより、本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクは広い範囲の用途に好適に用いることができる。 The first fluorescent dye may be a colored fluorescent dye having an absorption wavelength region in the visible region, or a colorless fluorescent dye having no absorption wavelength region in the visible region. In the case where the first fluorescent dye is a colored fluorescent dye having an absorption wavelength region in the visible region, information can be recognized visually and can be used for color recording, so that the versatility of the ink is expanded. On the other hand, when the first fluorescent dye is a colorless fluorescent dye that does not have an absorption wavelength region in the visible region, information cannot be visually recognized, which is suitable for recording information that requires security, for example. Can be used. Thus, by selecting the fluorescent emission wavelength and absorption wavelength region of the first fluorescent dye, the fluorescent aqueous ink for ink jet recording of the present invention can be suitably used for a wide range of applications.
このような第1蛍光染料としては特に限定されず、例えば、C.I.アシッドレッド51、52、87、92及び94;C.I.アシッドイエロー73;C.I.ダイレクトイエロー11、24、26、87、100、132及び147;C.I.ダイレクトオレンジ26、29、29:1及び46;C.I.ダイレクトレッド1、13、17、239、240、242及び254;C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14及び17;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、11:1及び14;C.I.ソルベントイエロー82及び116;C.I.ソルベントレッド43、44、45、48、49、60、72及び73;C.I.フルオレセント86、87、90、113、119、166、219、220、264及び271等を挙げることができる。例えば、C.I.アシッドレッド52は、240〜260nm及び540〜580nmの光を吸収して590〜650nmの蛍光を発し、C.I.ソルベントレッド49は、250〜270nm及び520〜570nmの光を吸収して580〜640nmの蛍光を発し、C.I.アシッドイエロー73は、230〜240nm及び470〜500nmの光を吸収して400〜450nm及び500〜600nmの蛍光を発する。
The first fluorescent dye is not particularly limited, and examples thereof include C.I. I. Acid Red 51, 52, 87, 92 and 94; I. Acid Yellow 73; I. Direct yellow 11, 24, 26, 87, 100, 132 and 147; I. Direct orange 26, 29, 29: 1 and 46; I.
本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクにおける第1蛍光染料の配合量は0.1〜2.0重量%であることが好ましい。0.1重量%未満であると、充分な蛍光強度が得られないことがあり、2.0重量%を超えると、濃度消光現象が起きて、かえって蛍光強度が減少することがある。より好ましくは0.2〜1.0重量%である。 The blending amount of the first fluorescent dye in the fluorescent aqueous ink for ink jet recording of the present invention is preferably 0.1 to 2.0% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, sufficient fluorescence intensity may not be obtained. If the amount exceeds 2.0% by weight, a concentration quenching phenomenon may occur and the fluorescence intensity may decrease. More preferably, it is 0.2 to 1.0% by weight.
第2蛍光染料は、紫外領域において、第1蛍光染料が吸収する光の波長とは異なる紫外領域(第2紫外吸収波長領域)の波長の光を吸収して所定領域(第2蛍光発光波長領域)の波長の蛍光を発する蛍光染料である。第1蛍光染料と第2蛍光染料との紫外領域における吸収波長領域が異なることから、与えられた紫外領域の光をそれぞれの蛍光染料が重複することなく励起エネルギーとして有効に用いることができる。なお、「第1蛍光染料と第2蛍光染料との紫外領域における吸収波長領域が異なる」とは、第1蛍光染料の紫外吸収波長領域のピーク波長と第2蛍光染料の紫外吸収波長領域のピーク波長が、互いに10nm以上離れていることを意味する。 In the ultraviolet region, the second fluorescent dye absorbs light having a wavelength in the ultraviolet region (second ultraviolet absorption wavelength region) different from the wavelength of light absorbed by the first fluorescent dye, thereby predetermining a predetermined region (second fluorescent emission wavelength region). ) Is a fluorescent dye that emits fluorescence having a wavelength of. Since the absorption wavelength region in the ultraviolet region is different between the first fluorescent dye and the second fluorescent dye, the light in the given ultraviolet region can be effectively used as the excitation energy without overlapping each fluorescent dye. Note that “the first fluorescent dye and the second fluorescent dye have different absorption wavelength regions in the ultraviolet region” means that the peak wavelength in the ultraviolet absorption wavelength region of the first fluorescent dye and the peak in the ultraviolet absorption wavelength region of the second fluorescent dye. It means that the wavelengths are separated from each other by 10 nm or more.
第2蛍光染料は、第1蛍光染料の紫外領域及びそれ以外の領域における吸収波長を考慮して、最適の組み合わせを選択する。即ち、例えば、第1蛍光染料としてC.I.アシッドレッド52を用いる場合には、第2蛍光染料の紫外領域における吸収波長が、第1蛍光染料の紫外吸収波長領域である240〜260nmとは異なる領域にあり、かつ、該紫外領域の励起光を吸収して発する蛍光の波長が、第1蛍光染料の吸収波長領域である540〜580nmの範囲にあるものを選択する。このような第2蛍光染料としては、例えば、C.I.アシッドグリーン5、C.I.ソルベントイエロー82及び116、C.I.ソルベントブルー5、下記化学式(1)で表される基本構造を有する蛍光染料等を挙げることができる。 For the second fluorescent dye, an optimum combination is selected in consideration of absorption wavelengths in the ultraviolet region and other regions of the first fluorescent dye. That is, for example, C.I. I. When Acid Red 52 is used, the absorption wavelength in the ultraviolet region of the second fluorescent dye is in a region different from 240 to 260 nm which is the ultraviolet absorption wavelength region of the first fluorescent dye, and excitation light in the ultraviolet region is used. Is selected such that the wavelength of the fluorescence emitted by absorbing the light is in the range of 540 to 580 nm which is the absorption wavelength region of the first fluorescent dye. Examples of such second fluorescent dye include C.I. I. Acid Green 5, C.I. I. Solvent Yellow 82 and 116 , C.I. I. Solvent blue 5, a fluorescent dye having a basic structure represented by the following chemical formula (1), and the like can be mentioned.
他の組み合わせとしては、例えば、C.I.ソルベンレッド49は250〜270nm及び520〜570nmの光を吸収して580〜640nmの蛍光を発する。一方、C.I.アシッドイエロー73は、230〜240nm及び470〜500nmの光を吸収して400〜450nm及び500〜600nmの蛍光を発する。したがって、C.I.ソルベンレッド49を第1蛍光染料、C.I.アシッドイエロー73を第2蛍光染料として組み合わせて用いた場合には、紫外領域においてそれぞれの染料が重複することなく励起光を吸収して蛍光を発する一方で、C.I.アシッドイエロー73から発せられた500〜600nmの蛍光は、さらにC.I.ソルベンレッド49の励起光として利用される。この結果、C.I.ソルベンレッド49に起因する580〜640nmの極めて蛍光強度の高い蛍光が観察される。 Other combinations include, for example, C.I. I. Solven Red 49 absorbs light of 250 to 270 nm and 520 to 570 nm and emits fluorescence of 580 to 640 nm. On the other hand, C.I. I. Acid Yellow 73 absorbs light of 230 to 240 nm and 470 to 500 nm and emits fluorescence of 400 to 450 nm and 500 to 600 nm. Therefore, C.I. I. Solven Red 49 is a first fluorescent dye, C.I. I. When Acid Yellow 73 is used in combination as the second fluorescent dye, each dye absorbs excitation light and emits fluorescence without overlapping in the ultraviolet region. I. The fluorescence of 500 to 600 nm emitted from Acid Yellow 73 is further reduced by C.I. I. Used as excitation light for sorben red 49. As a result, C.I. I. Fluorescence with an extremely high fluorescence intensity of 580 to 640 nm due to sorben red 49 is observed.
本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクにおける第2蛍光染料の配合量は0.1〜5.0重量%であることが好ましい。0.1重量%未満であると、第2蛍光染料による蛍光強度の増幅効果が得られず、充分な蛍光強度が得られないことがあり、5.0重量%を超えると、インク中の固形分が多くなり、インクの安定性に悪影響が出ることがある。より好ましくは、0.2〜3.0重量%である。
また、前述のように第2蛍光染料の蛍光が第1蛍光染料の蛍光を増幅する作用からすれば、第2蛍光染料は、第1蛍光染料に対して、モル比で0.5〜4であることが望ましい。
It is preferable that the compounding quantity of the 2nd fluorescent dye in the fluorescent aqueous ink for inkjet recording of this invention is 0.1 to 5.0 weight%. If the amount is less than 0.1% by weight, the fluorescence intensity amplification effect by the second fluorescent dye cannot be obtained, and sufficient fluorescence intensity may not be obtained. If the amount exceeds 5.0% by weight, solids in the ink may be obtained. This can increase the amount of ink and adversely affect ink stability. More preferably, it is 0.2 to 3.0% by weight.
Further, as described above, if the fluorescence of the second fluorescent dye is a function of amplifying the fluorescence of the first fluorescent dye, the second fluorescent dye has a molar ratio of 0.5 to 4 with respect to the first fluorescent dye. It is desirable to be.
本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクは、水を含有する。上記水は、一般の水ではなく、イオン交換水、蒸留水等の純度の高いものが好適に用いられる。本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクにおける水の含有量は、所望するインクの特性や、第1蛍光染料及び第2蛍光染料の種類、組成等にもよるが、10.0〜95.0重量%であることが好ましい。10.0重量%未満であると、必然的に水以外の成分の割合が増加するため、紙へ印字した場合にインクがにじんだり、粘度が高くなったりするため、ノズルにインクを導入しにくくなることがある。95.0重量%を超えると、揮発成分が蒸発した後のインク粘度が高くなりすぎて不吐出が発生することがある。より好ましくは30.0〜90.0重量%である。 The fluorescent water-based ink for ink-jet recording of the present invention contains water. The said water is not general water, but highly purified things, such as ion-exchange water and distilled water, are used suitably. The water content in the fluorescent water-based ink for ink jet recording of the present invention is 10.0 to 95.0 weights, although it depends on the desired ink characteristics and the types and compositions of the first fluorescent dye and the second fluorescent dye. % Is preferred. If it is less than 10.0% by weight, the ratio of components other than water will inevitably increase, so that ink will bleed or increase in viscosity when printed on paper, making it difficult to introduce ink into the nozzle. May be. If it exceeds 95.0% by weight, the ink viscosity after the volatile component has evaporated may become too high, resulting in non-ejection. More preferably, it is 30.0 to 90.0% by weight.
本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクの基本構成は以上の通りであるが、吐出安定性、ヘッドやインクカートリッジ材料との適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、さらに、従来公知の各種湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、pH調整剤、金属防錆剤、比抵抗調整剤、被膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防腐防カビ剤等を含有していてもよい。
本発明のインクジェット記録用蛍光水性インクを熱エネルギーの作用によって噴射させるインクジェット方式に適用する場合には、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等の熱的な物性値を調整してもよい。
The basic configuration of the fluorescent water-based ink for ink-jet recording of the present invention is as described above. For the purpose of improving ejection stability, compatibility with head and ink cartridge materials, storage stability, image storage stability, and other various performances. In accordance with the above, various conventionally known wetting agents, penetrants, surfactants, viscosity modifiers, surface tension regulators, pH regulators, metal rust inhibitors, specific resistance regulators, film formers, ultraviolet absorbers, You may contain antioxidant, discoloration prevention agent, antiseptic | preservative antifungal agent, etc.
When applied to an inkjet system in which the fluorescent aqueous ink for inkjet recording of the present invention is ejected by the action of thermal energy, thermal properties such as specific heat, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity may be adjusted.
以下に実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
<実施例1〜5>
表1に示した各組成の材料を攪拌した後、0.8μmのメンブランフィルタで濾過を行い、蛍光水性インクを調製した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
<Examples 1-5>
The materials having the respective compositions shown in Table 1 were stirred and then filtered through a 0.8 μm membrane filter to prepare a fluorescent aqueous ink.
<比較例1〜9>
表2に示した各組成の材料を攪拌した後、0.8μmのメンブランフィルタで濾過を行い、蛍光水性インクを調製した。なお、表中の化学式(2)の蛍光染料は、下記化学式(2)のものを示す。
<Comparative Examples 1-9>
The materials having the respective compositions shown in Table 2 were stirred and then filtered through a 0.8 μm membrane filter to prepare a fluorescent aqueous ink. In addition, the fluorescent dye of the chemical formula (2) in the table represents the following chemical formula (2).
<吸収スペクトル測定>
実施例1〜5及び比較例1〜9のインクに加えた各蛍光染料の吸収スペクトルを紫外可視分光光度計((株)島津製作所製、UV−3100PC)を用いて測定した。吸収スペクトルの一例として、図1及び図2に、C.I.ソルベンレッド49の紫外領域及び可視領域の吸収スペクトルを示す。また、図3及び図4に、C.I.アシッドイエロー73の紫外領域及び可視領域の吸収スペクトルを示す。図1のソルベンレッド49の紫外吸収スペクトルからわかるように、紫外領域において吸収が極大となる波長(図中、矢印に示した258nm近傍)がC.I.ソルベンレッド49の紫外吸収ピーク波長である。また、図3のC.I.アシッドイエロー73の紫外吸収スペクトルからわかるように、紫外領域において吸収が極大となる波長(図中、矢印に示した238nm近傍)がC.I.アシッドイエロー73の紫外吸収ピーク波長である。なお、紫外領域には、吸収が極大となる波長が複数存在するが、複数の吸収が極大となる波長のうち、吸光度が最も大きい波長をピーク波長とする。これらのスペクトルより、C.I.ソルベンレッド49とC.I.アシッドイエロー73の紫外吸収ピーク位置は互いに10nm以上、特に15nm以上離れていることがわかる。実施例2〜4及び比較例1〜9で用いた他の蛍光染料についても、吸収スペクトルからピーク位置を求めた。
<蛍光スペクトル測定>
実施例1〜5及び比較例1〜9で調整したインクをインクジェットプリンタ(ブラザー工業(株)製、MFC−5100J)を用いて普通紙(富士ゼロックス(株)製、XEROX4200)上に記録した。被覆率100%部分を記録サンプルとして、記録サンプルの蛍光強度を分光蛍光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製、F−4500)を用いて蛍光スペクトルを観測した。蛍光スペクトルは、励起光源の波長を200〜380nmの間で変化させながら、蛍光強度を蛍光波長400〜650nmの間で測定することによって3次元蛍光スペクトルを得た。
<Absorption spectrum measurement>
The absorption spectrum of each fluorescent dye added to the inks of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 9 was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, UV-3100PC). As an example of the absorption spectrum, FIGS. I. The absorption spectrum of sorben red 49 in the ultraviolet region and visible region is shown. 3 and FIG. I. The absorption spectrum of Acid Yellow 73 in the ultraviolet region and the visible region is shown. As can be seen from the ultraviolet absorption spectrum of Solven Red 49 in FIG. 1, the wavelength at which absorption is maximum in the ultraviolet region (near 258 nm indicated by the arrow in the figure) is C.I. I. It is an ultraviolet absorption peak wavelength of Solven Red 49. Further, in FIG. I. As can be seen from the ultraviolet absorption spectrum of Acid Yellow 73, the wavelength at which absorption is maximum in the ultraviolet region (near 238 nm indicated by the arrow in the figure) is C.I. I. It is the ultraviolet absorption peak wavelength of Acid Yellow 73. In the ultraviolet region, there are a plurality of wavelengths at which the absorption is maximized. Of the wavelengths at which the plurality of absorptions are maximized, the wavelength having the highest absorbance is defined as the peak wavelength. From these spectra, C.I. I. Solven Red 49 and C.I. I. It can be seen that the ultraviolet absorption peak positions of Acid Yellow 73 are separated from each other by 10 nm or more, particularly 15 nm or more. For the other fluorescent dyes used in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 9, the peak positions were determined from the absorption spectra.
<Fluorescence spectrum measurement>
The inks prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 9 were recorded on plain paper (XEROX 4200, manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) using an inkjet printer (manufactured by Brother Industries, Ltd., MFC-5100J). Using the 100% coverage portion as a recording sample, the fluorescence intensity of the recording sample was observed using a spectrofluorometer (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, F-4500). The fluorescence spectrum was obtained by measuring the fluorescence intensity between the fluorescence wavelengths of 400 and 650 nm while changing the wavelength of the excitation light source between 200 and 380 nm.
実施例1のインクの3次元蛍光スペクトルを図5に示す。図5の3次元蛍光スペクトルにおいて、縦軸は励起光の波長(nm)を、横軸は蛍光の波長(nm)を示し、蛍光強度は等高線により表されている。なお、図中、蛍光及び励起光共に長波長側に移動している一列の四角いパターンは励起光及びその二次光に起因するものである。また、実施例1のインクは、C.I.ソルベンレッド49とC.I.アシッドイエロー73をインク中に含むが、それらの蛍光染料の蛍光強度への影響を調べるために、C.I.ソルベンレッド49のみを含むインクとC.I.アシッドイエロー73のみを含むインクを上記と同様にして作製し、上記と同様の条件で記録した後、3次元蛍光スペクトルをそれぞれ測定した。なお、C.I.ソルベンレッド49のみを含むインクにおいて、C.I.ソルベンレッド49、グリセリン、ブチルトリグリコールの重量%は実施例1のインクの各成分の重量%と同じである。また、C.I.アシッドイエロー73のみを含むインクにおいて、C.I.アシッドイエロー73、グリセリン、ブチルトリグリコールの重量%は実施例1のインクの各成分の重量%と同じである。C.I.ソルベンレッド49のみを含むインク及びC.I.アシッドイエロー73のみを含むインクの3次元蛍光スペクトルを図6及び図7にそれぞれ示す。図5〜7を比較すると、図7に示したようにC.I.アシッドイエロー73のみの場合に500〜600nmに現れる蛍光帯が、C.I.ソルベンレッド49及びC.I.アシッドイエロー73の両方を含むことにより(実施例1)、消失していることがわかる。また、図6に示したC.I.ソルベンレッド49のみの場合に580〜640nmに現れる蛍光帯の強度が、C.I.ソルベンレッド49及びC.I.アシッドイエロー73の両方を含むことにより(実施例1)、さらに強く現れていることがわかる。 A three-dimensional fluorescence spectrum of the ink of Example 1 is shown in FIG. In the three-dimensional fluorescence spectrum of FIG. 5, the vertical axis indicates the wavelength (nm) of excitation light, the horizontal axis indicates the wavelength (nm) of fluorescence, and the fluorescence intensity is represented by contour lines. In the figure, a single square pattern in which both fluorescence and excitation light move to the long wavelength side is caused by excitation light and its secondary light. Ink of Example 1 is C.I. I. Solven Red 49 and C.I. I. Acid yellow 73 is included in the ink. In order to investigate the influence of these fluorescent dyes on the fluorescence intensity, C.I. I. An ink containing only Solven Red 49 and C.I. I. An ink containing only Acid Yellow 73 was prepared in the same manner as described above, recorded under the same conditions as described above, and then measured for a three-dimensional fluorescence spectrum. Note that C.I. I. In an ink containing only Solven Red 49, C.I. I. The weight percent of sorben red 49, glycerin, and butyl triglycol is the same as the weight percent of each component of the ink of Example 1. In addition, C.I. I. In ink containing only Acid Yellow 73, C.I. I. The weight percent of Acid Yellow 73, glycerin and butyl triglycol is the same as the weight percent of each component of the ink of Example 1. C. I. An ink containing only Solven Red 49 and C.I. I. The three-dimensional fluorescence spectra of ink containing only Acid Yellow 73 are shown in FIGS. 6 and 7, respectively. 5 to 7 are compared with each other as shown in FIG. I. In the case of Acid Yellow 73 alone, the fluorescent band appearing at 500 to 600 nm is C.I. I. Solven Red 49 and C.I. I. By including both Acid Yellow 73 (Example 1), it turns out that it has disappeared. In addition, C.I. I. In the case of Solben Red 49 alone, the intensity of the fluorescent band appearing at 580 to 640 nm is C.I. I. Solven Red 49 and C.I. I. It can be seen that by including both Acid Yellow 73 (Example 1), it appears stronger.
図5〜7の結果を一層わかりやすするために、励起光源の波長を254nmとして、図5〜7の3次元蛍光スペクトルを横軸に沿ってスライスすることで蛍光波長(横軸)に対する蛍光強度(縦軸)を表したのが図8〜10の2次元蛍光スペクトルである。図10に表れているC.I.アシッドイエロー73の特徴的な500〜600nmの蛍光帯が、C.I.ソルベンレッド49及びC.I.アシッドイエロー73を含むインク(実施例1)の図8の蛍光スペクトルでは完全に消失していることがわかる。また、図8の蛍光スペクトルの580〜640nmに現れる特徴的な蛍光帯の強度は、図9に示すC.I.ソルベンレッド49のみの場合の580〜640nmの蛍光帯の強度に比べて増大している。このことから、C.I.アシッドイエロー73の発光した500〜600nmの蛍光は、図2に示したような吸収特性を有するソルベンレッド49が吸収し、それにより、C.I.ソルベンレッド49は一層強い蛍光を発生することができたと考えられる。
<評価>
実施例1〜5及び比較例1〜9のインクについて上記のように測定した蛍光スペクトルからピーク強度を得、得られたピーク強度から、蛍光強度を下記の基準により判定した。なお、ピーク強度は励起光の波長が254nmにおける蛍光のピーク強度である。ここで、下記基準において、蛍光強度が250以上は目視で認識する場合において充分な蛍光強度であり、300以上では目視で認識する場合において極めて優れた蛍光強度である。
◎:蛍光強度が300以上
○:蛍光強度が250以上、300未満
△:蛍光強度が200以上、250未満
×:蛍光強度が200未満
結果を表1及び表2に示した。表1及び表2からわかるように、本発明に従う蛍光染料の組合わせを用いたインクは蛍光強度に優れることがわかる。特に、前記化学式(1)の蛍光染料を用いた場合には蛍光強度は著しく高くなることがわかる。
In order to make the results of FIGS. 5 to 7 easier to understand, the wavelength of the excitation light source is 254 nm, and the three-dimensional fluorescence spectrum of FIGS. The (vertical axis) represents the two-dimensional fluorescence spectrum of FIGS. C. appearing in FIG. I. The characteristic 500-600 nm fluorescent band of Acid Yellow 73 is C.I. I. Solven Red 49 and C.I. I. It can be seen that the fluorescence spectrum of FIG. 8 of the ink containing Acid Yellow 73 (Example 1) completely disappears. Further, the intensity of the characteristic fluorescent band appearing at 580 to 640 nm in the fluorescence spectrum of FIG. I. It is increased as compared with the intensity of the fluorescent band of 580 to 640 nm in the case of only Solven Red 49. From this, C.I. I. Acid Yellow 73 emits light having a wavelength of 500 to 600 nm, which is absorbed by Solven Red 49 having absorption characteristics as shown in FIG. I. It is considered that Solven Red 49 was able to generate stronger fluorescence.
<Evaluation>
For the inks of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 9, the peak intensity was obtained from the fluorescence spectra measured as described above, and the fluorescence intensity was determined from the obtained peak intensity according to the following criteria. The peak intensity is the peak intensity of fluorescence when the wavelength of the excitation light is 254 nm. Here, in the following criteria, a fluorescence intensity of 250 or higher is sufficient when visually recognized, and a fluorescent intensity of 300 or higher is extremely excellent when visually recognized.
A: Fluorescence intensity is 300 or more ◯: Fluorescence intensity is 250 or more and less than 300 Δ: Fluorescence intensity is 200 or more and less than 250 ×: Fluorescence intensity is less than 200 The results are shown in Tables 1 and 2. As can be seen from Tables 1 and 2, the ink using the fluorescent dye combination according to the present invention is excellent in fluorescence intensity. In particular, it can be seen that when the fluorescent dye of the chemical formula (1) is used, the fluorescence intensity is remarkably increased.
Claims (10)
水;
吸収スペクトルにおける第1紫外吸収波長領域と、蛍光スペクトルにおける第1蛍光発光波長領域を有する第1蛍光染料;
吸収スペクトルにおける第1紫外吸収波長領域とは異なる第2紫外吸収波長領域と、蛍光スペクトルにおける第2蛍光発光波長領域を有する第2蛍光染料;を備え、前記第1蛍光染料が、第2蛍光発光波長領域の少なくとも一部と重複する、第1紫外吸収波長領域とは異なる吸収波長領域をさらに有する(ただし、第1蛍光染料がC.I.アシッドレッド52であり、かつ、第2蛍光染料がC.I.アシッドイエロー73である場合、及び、第1蛍光染料がC.I.アシッドレッド52であり、かつ、第2蛍光染料がC.I.ソルベントグリーン7である場合を除く)ことを特徴とするインクジェット記録用蛍光水性インク。 at least,
water;
A first fluorescent dye having a first ultraviolet absorption wavelength region in the absorption spectrum and a first fluorescence emission wavelength region in the fluorescence spectrum;
A second fluorescent dye having a second ultraviolet absorption wavelength region different from the first ultraviolet absorption wavelength region in the absorption spectrum and a second fluorescence emission wavelength region in the fluorescence spectrum, wherein the first fluorescent dye has a second fluorescence emission. It further has an absorption wavelength region that overlaps at least a part of the wavelength region and is different from the first ultraviolet absorption wavelength region (provided that the first fluorescent dye is CI Acid Red 52 and the second fluorescent dye is CI Acid Yellow 73, and the case where the first fluorescent dye is CI Acid Red 52 and the second fluorescent dye is CI Solvent Green 7) . A fluorescent aqueous ink for ink-jet recording.
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