JP4158323B2 - 記録用インク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水、着色剤を主成分とする記録用インクで、特にインクジェットプリンターに用いる記録用インクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録方式は、静電吸引方式、圧電素子等を用いてインクに機械的振動または変位を与える方式、インクを加熱させることにより気泡を発生させ、その時の圧力を利用する方法等のインク吐出方式が知られている。これらの吐出方式によりインク小滴を形成し、それらの一部もしくは全部を紙等の被記録材に付着させて記録を行うものである。このようなインクジェット記録方式に使用するインクとしては、各種の水溶性染料または顔料を、水または水と水溶性有機溶剤からなる液媒体に溶解または分散させたものが知られ、使用されている。
【０００３】
このようなインクを用い長時間にわたって良好な記録を行うためには、使用するインクの特性値（粘度、表面張力、導電率、密度等）が適当な値であること、熱等により析出物が生じたり、物性値が変化したりしないこと（記録装置のノズル、オリフィスでの目詰まり防止）、記録画像が耐水性、耐光性等に優れていること、の条件が必要である。これらの条件を満足させるため、数多くの提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年は、コスト、環境への配慮からインクジェット専用紙に記録するよりも普通紙への記録要求が高まってきている。従来の多くのインクでは普通紙に記録した場合、カラーブリード（異なった色同士が隣接する部分での色の混ざり合い）が発生し易いという問題があった。
【０００５】
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、普通紙へ記録してもカラーブリードが低減される記録用インクを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の請求項記載の記録用インクでは、少なくとも、水、着色剤、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルを２種以上を含有した水系インクにおいて、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルのアルキルの炭素数が５以下、オキシアルキレンの炭素数が１２以下であり、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルの少なくとも１種が３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルであることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の記録用インクは、水、着色剤、２種以上のポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテル（以下「ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテル」とは、オキシアルキレンが１以上のものを言う）から構成される。
【０００８】
前記着色剤としては、染料、顔料等が使用される。
【０００９】
前記染料としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等に代表される水溶性染料が用いられ、特にインクジェット記録方式のインクとして好適で、鮮明性、水溶性、安定性、耐光性その他の要求される性能を満たすものとしては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、１９、３２、５１、７１、１０８、１４６、１５４、１６８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー６、２２、２５、７１、８６、９０、１０６、１９９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、１７、２８、８３、２２７；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１２、２４、２６、８６、９８、１３２、１４２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ３４、３９、４４、４６、６０；Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット４７、４８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン１０９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン５９；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、７、２４、２６、３１、５２、６３、１１２、１１８；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２２、４０、５９、９３、１０２、１０４、１１３、１１７、１２０、１６７、２２９、２３４；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、３２、３７、５１、５２、８０、８５、８７、９２、９４、１１５、１８１、２５６、２８９、３１５、３１７；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１１、１７、２３、２５、２９、４２、６１、７１；Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ７、１９；Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４９；Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２；Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、３、５、７、９、２４、２５、２６、２８、２９；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４、３７；Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット７、１４、２７；Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２等が挙げられる。
【００１０】
上記の染料例は、本発明の記録用インクに対して特に好ましいものであるが、本発明は、これらの染料に限定されるものではない。
【００１１】
また前記顔料としては、カーボンブラックの他、多くの無機顔料、有機顔料が使用できる。例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などのアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料などの多環式顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキなどの染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック昼光蛍光顔料などの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系、カーボンブラック系等の無機顔料を挙げることができる。また、その他の顔料であっても水相に分散可能なものであれば使用できる。さらに、上記顔料を界面活性剤や高分子分散剤等で表面処理したもの、例えばグラフトカーボン等も使用可能である。
【００１２】
上記の顔料例は、本発明の記録用インクに対して特に好ましいものであるが、本発明は、これらの顔料に限定されるものではない。
【００１３】
上記顔料を本発明の着色剤として使用する場合、適当な分散剤、溶剤、純水及び必要に応じて他の添加剤とともに、従来知られている方法により分散処理される。
【００１４】
分散剤としては、例えば特開昭６２−１０１６７２号公報に記載されている顔料分散に用いられる高分子分散剤や界面活性剤が使用でき、高分子分散剤としては、ゼラチン、アルブミン等の蛋白質、アラビアゴム、トラガントゴム等の天然ゴム類、サポニン等のグルコシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合物の塩、スチレン−マレイン酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホリマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩等の陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等の非イオン性高分子等の高分子分散剤、界面活性剤としては、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類等の非イオン性界面活性剤があり、これらの１種または２種以上を適宜選択して使用できる。その使用量は、一般的にインク全量に対して０．０１〜２０重量％が望ましい。
【００１５】
一方、上記顔料の分散に用いる分散機は、一般的な分散機ならどんなものでもよいが、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル等が挙げられる。その中でも特に高速型のサンドミルが好ましい。
【００１６】
前記染料及び顔料は、それぞれ単独で用いてもよいし、染料同士、顔料同士、また、染料と顔料を２種以上混合して用いることも可能である。
【００１７】
また、前記染料及び顔料は、本発明の記録用インクに対して一般に０．１〜２０重量％の割合で用いられ、望ましくは０．３〜１５重量％であり、さらに望ましくは０．５〜１０重量％の範囲で用いられる。
【００１８】
前記ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルは、記録紙上での遅乾性に起因するカラーブリードを効果的に低減するものが好適に使用される。これらは分子のアルキルの炭素数は５以下、オキシアルキレンの炭素数は１２以下である。分子の鎖の長いものは粘度の上昇が激しくインクジェット用インクの材料として適さない。
【００１９】
上記ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとしてはエチレングリコール系、プロピレングリコール系のアルキルエーテルに代表されるグリコールエーテルがある。
【００２０】
具体例としては、例えば、エチレングリコール−ｎ−メチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−エチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−イソブチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−メチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−エチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−イソブチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−メチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−エチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−イソブチルエーテル等が挙げられる。
【００２１】
また、プロピレングリコール系は、プロピレングリコール−ｎ−メチルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−エチルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−イソプロピルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−メチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−エチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−イソプロピルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−メチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−エチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−イソプロピルエーテル等が挙げられる。
【００２２】
また本発明の記録用インクに２種以上含まれる前記ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルは、少なくとも１種が３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルでなくてはならない。
【００２３】
この３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルは単独で使用してもカラーブリードは低減することは出来ないが、先に挙げたポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルと組み合わせてインク組成物に添加することにより、普通紙へ記録した場合においてもカラーブリード（異なった色同士が隣接する部分での色の混ざり合い）を極めて効果的に低減できる。ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−モノブチルエーテルを併用することによってカラーブリードを効果的に低減できる理由は定かではないが、以下のように推定することができる。
【００２４】
ポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルはポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルの中でも特にインクと空気との界面に局在化しやすい性質を持ちインク滴が記録紙に着弾する際、前記ポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルを単独で用いた場合よりもインクの浸透速度を更に効果的に速めているものと考えられる。
【００２５】
すなわち、前記ポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルを単独で使用した場合にはポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルはインク中で局在することなく均等に分散して存在するため、インクの浸透性を均一に速める効果を有するのみであるが更にポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルを併用することにより、ポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルの均一な浸透効果に加えて、インク滴の最表面にポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルが局在化することによって、記録紙に着弾した瞬間の極初期の浸透速度を速めているものと考えられる。
【００２６】
また、このような優れたカラーブリード低減効果は、例えばポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルの代わりに一般的な界面活性剤を用いても十分には得られない。このことは、一般的な界面活性剤と比較してポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルの分子が小さく、インク滴最表面への移動速度が十分に速いことに起因するものと考えられる。また、ポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルの構造が類似していることもインク滴の記録紙への浸透がインク滴最表面から内部に渡って連続的、且つ、スムーズに進行するために必要な要素となっているものと推察される。
【００２７】
その具体例としては、トリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ペンタプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル等が挙げられる。
【００２８】
インク中の上記ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルとの総含有量は、インク全量に対して重量％で２〜１５重量％の割合で用いられ、望ましくは３〜１２重量％、さらに望ましくは４〜１０重量％である。もし、２重量％未満であると、インクの記録紙への浸透速度が遅く、乾燥時間が長く、カラーブリードに問題を生じる。また、１５重量％を越えると、インクの記録紙への浸透が激しくなり、記録紙の裏までインクが達してしまったり、フェザリング（紙の繊維に沿ってインクが髭状に滲む現象）にも問題を生じる。また、ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルの配合比はその組成あるいは所望されるインクの特性に依存して広い範囲で決定される。一般にその配合比はポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルとの総含有量に対してポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルが１〜８０重量％、望ましくは３〜６０重量％、さらに望ましくは５〜５０重量％の範囲内である。
【００２９】
また、本発明に使用する水は、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を使用することが好ましい。
【００３０】
この時の水の含有量は、前記着色剤及びポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルの種類、その組成あるいは所望されるインクの特性に依存して広い範囲で決定されるが、インクの全重量に対して一般に１０〜９８重量％、好ましくは３０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％の範囲内である。
【００３１】
本発明の記録用インクの基本構成は以上の通りであるが、その他従来公知の各種分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、防腐防カビ剤等を必要に応じて添加することができる。
【００３２】
例えば、インクの液安定性を向上させる為に以下に挙げる材料も使用してもよい（インクジェットプリンターヘッドのノズルでのインクの乾燥防止（湿潤）効果を有する）。この様なインクの液安定性を向上させる物質としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物等を挙げることができる。またこれらは単独もしくは、複数混合して用いることができる。配合比はインクの組成あるいは所望されるインクの特性に依存して広い範囲で決定される。一般にその配合比は０〜４０重量％、望ましくは５〜３０重量％の範囲内である。
【００３３】
また、記録液を帯電させるタイプのインクジェット記録方法に使用されるインクを調合する場合には、塩化リチウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無機塩類等の比抵抗調整剤が添加される。
【００３４】
尚、熱エネルギーの作用によってインクを吐出させるタイプのインクジェット方式に適用する場合には、熱的な物性値（例えば比熱、熱膨張係数、熱電導率等）が調整されることもある。
【００３５】
以上のようにして得られる本発明の記録用インクは、従来技術の問題点が十分に解決されており、インクジェット方式におけるカラーブリードが低減され、鮮明なカラー記録を与えることができる。
【００３６】
以下、本発明を具体化した実施例を説明する。
【００３７】
以下に本発明に従ったインク組成を実施例として以下に示す。なお、数値は重量％である。
【００３８】
【表１】
実施例１のインク組成
【００３９】
【表２】
実施例２のインク組成
【００４０】
【表３】
実施例３のインク組成
【００４１】
【表４】
実施例４のインク組成
【００４２】
【表５】
実施例５のインク組成
【００４３】
【表６】
実施例６のインク組成
【００４４】
【表７】
実施例７のインク組成
【００４５】
【表８】
実施例８のインク組成
【００４６】
【表９】
実施例９のインク組成
【００４７】
【表１０】
実施例１０のインク組成
【００４８】
【表１１】
実施例１１のインク組成
【００４９】
【表１２】
実施例１２のインク組成
【００５０】
【表１３】
実施例１３のインク組成
【００５１】
【表１４】
実施例１４のインク組成
【００５２】
以下に本発明に従ったインク組成の実施例に対しての比較例として以下に示す。但し、比較例の各番号は実施例の番号に対応している。
【００５３】
【表１５】
比較例１のインク組成
【００５４】
【表１６】
比較例２のインク組成
【００５５】
【表１７】
比較例３のインク組成
【００５６】
【表１８】
比較例４のインク組成
【００５７】
【表１９】
比較例５のインク組成
【００５８】
【表２０】
比較例６のインク組成
【００５９】
【表２１】
比較例７のインク組成
【００６０】
【表２２】
比較例８のインク組成
【００６１】
【表２３】
比較例９のインク組成
【００６２】
【表２４】
比較例１０のインク組成
【００６３】
【表２５】
比較例１１のインク組成
【００６４】
【表２６】
比較例１２のインク組成
【００６５】
【表２７】
比較例１３のインク組成
【００６６】
【表２８】
比較例１４のインク組成
【００６７】
前記実施例１から１４と比較例１から１４のインク組成それぞれについて各材料を十分に混合攪拌した後、０．８μｍのメンブランフィルタで濾過して記録評価に使用した。
【００６８】
これら黒インク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクをＭＦＣ−７１５０Ｃ（ブラザー工業株式会社製）を用いて記録した。記録サンプルは色の異なる２色のインクがそれぞれ文字色と背景色になるように色を組み合わせて記録し、色の混ざり合う境界面の滲みと文字の判別を評価対象とし、各色背景無しで記録した文字を評価の基準となる記録サンプルとした。記録した文字の大きさはＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｏｒｄ９７を用いて文字のサイズを１１に設定し、ＭＦＣ−７１５０Ｃを用いて普通紙（Ｘｅｒｏｘ４２００）を使用して記録した。比較インクも各色同様の記録を行った。
【００６９】
次に記録した記録サンプルの評価方法を以下に示す。評価基準は背景の無しの文字と比較して、背景有りの文字がどの程度滲んでいるのかを目視評価した。評価基準は以下の通りである。
◎・・・カラーブリードがほとんど無く、背景の無しの文字と比較して同程度の鮮明さがある。
○・・・背景の無しの文字と比較して僅かなカラーブリードが発生しているが、文字は十分に判読できる。
△・・・背景の無しの文字と比較して明らかにカラーブリードが発生しているが、文字は判読できる。
×・・・背景の無しの文字と比較して明らかにカラーブリードが発生し、文字の判読も困難である。
【００７０】
以下に本発明により作成したインクを使用した記録サンプルの評価結果を示す。
【００７１】
【表２９】
【００７２】
【表３０】
【００７３】
【表３１】
【００７４】
【表３２】
【００７５】
以上、各実施例において、本発明のインクではカラーブリードによる滲みはほとんど認められなかった。
【００７６】
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、これまでに記述された範囲で、用いられる材料物質、その量比及び作製条件を変更しても実施可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したことから明かなように、少なくとも、水、着色剤を含有した水系インクにおいて、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルを２種以上含み、その１種が３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルを含有したことを特徴とするインクジェット用記録用インクはカラーブリードが低減され、鮮明なカラー記録を行うことができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、水、着色剤を主成分とする記録用インクで、特にインクジェットプリンターに用いる記録用インクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録方式は、静電吸引方式、圧電素子等を用いてインクに機械的振動または変位を与える方式、インクを加熱させることにより気泡を発生させ、その時の圧力を利用する方法等のインク吐出方式が知られている。これらの吐出方式によりインク小滴を形成し、それらの一部もしくは全部を紙等の被記録材に付着させて記録を行うものである。このようなインクジェット記録方式に使用するインクとしては、各種の水溶性染料または顔料を、水または水と水溶性有機溶剤からなる液媒体に溶解または分散させたものが知られ、使用されている。
【０００３】
このようなインクを用い長時間にわたって良好な記録を行うためには、使用するインクの特性値（粘度、表面張力、導電率、密度等）が適当な値であること、熱等により析出物が生じたり、物性値が変化したりしないこと（記録装置のノズル、オリフィスでの目詰まり防止）、記録画像が耐水性、耐光性等に優れていること、の条件が必要である。これらの条件を満足させるため、数多くの提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年は、コスト、環境への配慮からインクジェット専用紙に記録するよりも普通紙への記録要求が高まってきている。従来の多くのインクでは普通紙に記録した場合、カラーブリード（異なった色同士が隣接する部分での色の混ざり合い）が発生し易いという問題があった。
【０００５】
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、普通紙へ記録してもカラーブリードが低減される記録用インクを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の請求項記載の記録用インクでは、少なくとも、水、着色剤、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルを２種以上を含有した水系インクにおいて、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルのアルキルの炭素数が５以下、オキシアルキレンの炭素数が１２以下であり、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルの少なくとも１種が３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルであることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の記録用インクは、水、着色剤、２種以上のポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテル（以下「ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテル」とは、オキシアルキレンが１以上のものを言う）から構成される。
【０００８】
前記着色剤としては、染料、顔料等が使用される。
【０００９】
前記染料としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等に代表される水溶性染料が用いられ、特にインクジェット記録方式のインクとして好適で、鮮明性、水溶性、安定性、耐光性その他の要求される性能を満たすものとしては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、１９、３２、５１、７１、１０８、１４６、１５４、１６８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー６、２２、２５、７１、８６、９０、１０６、１９９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、１７、２８、８３、２２７；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１２、２４、２６、８６、９８、１３２、１４２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ３４、３９、４４、４６、６０；Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット４７、４８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン１０９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン５９；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、７、２４、２６、３１、５２、６３、１１２、１１８；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２２、４０、５９、９３、１０２、１０４、１１３、１１７、１２０、１６７、２２９、２３４；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、３２、３７、５１、５２、８０、８５、８７、９２、９４、１１５、１８１、２５６、２８９、３１５、３１７；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１１、１７、２３、２５、２９、４２、６１、７１；Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ７、１９；Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４９；Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２；Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、３、５、７、９、２４、２５、２６、２８、２９；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４、３７；Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット７、１４、２７；Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２等が挙げられる。
【００１０】
上記の染料例は、本発明の記録用インクに対して特に好ましいものであるが、本発明は、これらの染料に限定されるものではない。
【００１１】
また前記顔料としては、カーボンブラックの他、多くの無機顔料、有機顔料が使用できる。例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などのアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料などの多環式顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキなどの染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック昼光蛍光顔料などの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系、カーボンブラック系等の無機顔料を挙げることができる。また、その他の顔料であっても水相に分散可能なものであれば使用できる。さらに、上記顔料を界面活性剤や高分子分散剤等で表面処理したもの、例えばグラフトカーボン等も使用可能である。
【００１２】
上記の顔料例は、本発明の記録用インクに対して特に好ましいものであるが、本発明は、これらの顔料に限定されるものではない。
【００１３】
上記顔料を本発明の着色剤として使用する場合、適当な分散剤、溶剤、純水及び必要に応じて他の添加剤とともに、従来知られている方法により分散処理される。
【００１４】
分散剤としては、例えば特開昭６２−１０１６７２号公報に記載されている顔料分散に用いられる高分子分散剤や界面活性剤が使用でき、高分子分散剤としては、ゼラチン、アルブミン等の蛋白質、アラビアゴム、トラガントゴム等の天然ゴム類、サポニン等のグルコシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合物の塩、スチレン−マレイン酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホリマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩等の陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等の非イオン性高分子等の高分子分散剤、界面活性剤としては、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類等の非イオン性界面活性剤があり、これらの１種または２種以上を適宜選択して使用できる。その使用量は、一般的にインク全量に対して０．０１〜２０重量％が望ましい。
【００１５】
一方、上記顔料の分散に用いる分散機は、一般的な分散機ならどんなものでもよいが、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル等が挙げられる。その中でも特に高速型のサンドミルが好ましい。
【００１６】
前記染料及び顔料は、それぞれ単独で用いてもよいし、染料同士、顔料同士、また、染料と顔料を２種以上混合して用いることも可能である。
【００１７】
また、前記染料及び顔料は、本発明の記録用インクに対して一般に０．１〜２０重量％の割合で用いられ、望ましくは０．３〜１５重量％であり、さらに望ましくは０．５〜１０重量％の範囲で用いられる。
【００１８】
前記ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルは、記録紙上での遅乾性に起因するカラーブリードを効果的に低減するものが好適に使用される。これらは分子のアルキルの炭素数は５以下、オキシアルキレンの炭素数は１２以下である。分子の鎖の長いものは粘度の上昇が激しくインクジェット用インクの材料として適さない。
【００１９】
上記ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとしてはエチレングリコール系、プロピレングリコール系のアルキルエーテルに代表されるグリコールエーテルがある。
【００２０】
具体例としては、例えば、エチレングリコール−ｎ−メチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−エチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−イソブチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−メチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−エチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−ｎ−イソブチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−メチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−エチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−イソブチルエーテル等が挙げられる。
【００２１】
また、プロピレングリコール系は、プロピレングリコール−ｎ−メチルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−エチルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−イソプロピルエーテル、プロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−メチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−エチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−イソプロピルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−メチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−エチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−イソプロピルエーテル等が挙げられる。
【００２２】
また本発明の記録用インクに２種以上含まれる前記ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルは、少なくとも１種が３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルでなくてはならない。
【００２３】
この３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルは単独で使用してもカラーブリードは低減することは出来ないが、先に挙げたポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルと組み合わせてインク組成物に添加することにより、普通紙へ記録した場合においてもカラーブリード（異なった色同士が隣接する部分での色の混ざり合い）を極めて効果的に低減できる。ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−モノブチルエーテルを併用することによってカラーブリードを効果的に低減できる理由は定かではないが、以下のように推定することができる。
【００２４】
ポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルはポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルの中でも特にインクと空気との界面に局在化しやすい性質を持ちインク滴が記録紙に着弾する際、前記ポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルを単独で用いた場合よりもインクの浸透速度を更に効果的に速めているものと考えられる。
【００２５】
すなわち、前記ポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルを単独で使用した場合にはポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルはインク中で局在することなく均等に分散して存在するため、インクの浸透性を均一に速める効果を有するのみであるが更にポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルを併用することにより、ポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルの均一な浸透効果に加えて、インク滴の最表面にポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルが局在化することによって、記録紙に着弾した瞬間の極初期の浸透速度を速めているものと考えられる。
【００２６】
また、このような優れたカラーブリード低減効果は、例えばポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルの代わりに一般的な界面活性剤を用いても十分には得られない。このことは、一般的な界面活性剤と比較してポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルの分子が小さく、インク滴最表面への移動速度が十分に速いことに起因するものと考えられる。また、ポリアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルの構造が類似していることもインク滴の記録紙への浸透がインク滴最表面から内部に渡って連続的、且つ、スムーズに進行するために必要な要素となっているものと推察される。
【００２７】
その具体例としては、トリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、ペンタプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル等が挙げられる。
【００２８】
インク中の上記ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルとの総含有量は、インク全量に対して重量％で２〜１５重量％の割合で用いられ、望ましくは３〜１２重量％、さらに望ましくは４〜１０重量％である。もし、２重量％未満であると、インクの記録紙への浸透速度が遅く、乾燥時間が長く、カラーブリードに問題を生じる。また、１５重量％を越えると、インクの記録紙への浸透が激しくなり、記録紙の裏までインクが達してしまったり、フェザリング（紙の繊維に沿ってインクが髭状に滲む現象）にも問題を生じる。また、ポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルの配合比はその組成あるいは所望されるインクの特性に依存して広い範囲で決定される。一般にその配合比はポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルとポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルとの総含有量に対してポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルが１〜８０重量％、望ましくは３〜６０重量％、さらに望ましくは５〜５０重量％の範囲内である。
【００２９】
また、本発明に使用する水は、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を使用することが好ましい。
【００３０】
この時の水の含有量は、前記着色剤及びポリオキシアルキレングリコール−ｎ−アルキルエーテルの種類、その組成あるいは所望されるインクの特性に依存して広い範囲で決定されるが、インクの全重量に対して一般に１０〜９８重量％、好ましくは３０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％の範囲内である。
【００３１】
本発明の記録用インクの基本構成は以上の通りであるが、その他従来公知の各種分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、防腐防カビ剤等を必要に応じて添加することができる。
【００３２】
例えば、インクの液安定性を向上させる為に以下に挙げる材料も使用してもよい（インクジェットプリンターヘッドのノズルでのインクの乾燥防止（湿潤）効果を有する）。この様なインクの液安定性を向上させる物質としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物等を挙げることができる。またこれらは単独もしくは、複数混合して用いることができる。配合比はインクの組成あるいは所望されるインクの特性に依存して広い範囲で決定される。一般にその配合比は０〜４０重量％、望ましくは５〜３０重量％の範囲内である。
【００３３】
また、記録液を帯電させるタイプのインクジェット記録方法に使用されるインクを調合する場合には、塩化リチウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無機塩類等の比抵抗調整剤が添加される。
【００３４】
尚、熱エネルギーの作用によってインクを吐出させるタイプのインクジェット方式に適用する場合には、熱的な物性値（例えば比熱、熱膨張係数、熱電導率等）が調整されることもある。
【００３５】
以上のようにして得られる本発明の記録用インクは、従来技術の問題点が十分に解決されており、インクジェット方式におけるカラーブリードが低減され、鮮明なカラー記録を与えることができる。
【００３６】
以下、本発明を具体化した実施例を説明する。
【００３７】
以下に本発明に従ったインク組成を実施例として以下に示す。なお、数値は重量％である。
【００３８】
【表１】
実施例１のインク組成
【表２】
実施例２のインク組成
【表３】
実施例３のインク組成
【表４】
実施例４のインク組成
【表５】
実施例５のインク組成
【表６】
実施例６のインク組成
【表７】
実施例７のインク組成
【表８】
実施例８のインク組成
【表９】
実施例９のインク組成
【表１０】
実施例１０のインク組成
【表１１】
実施例１１のインク組成
【表１２】
実施例１２のインク組成
【表１３】
実施例１３のインク組成
【表１４】
実施例１４のインク組成
以下に本発明に従ったインク組成の実施例に対しての比較例として以下に示す。但し、比較例の各番号は実施例の番号に対応している。
【００５３】
【表１５】
比較例１のインク組成
【表１６】
比較例２のインク組成
【表１７】
比較例３のインク組成
【表１８】
比較例４のインク組成
【表１９】
比較例５のインク組成
【表２０】
比較例６のインク組成
【表２１】
比較例７のインク組成
【表２２】
比較例８のインク組成
【表２３】
比較例９のインク組成
【表２４】
比較例１０のインク組成
【表２５】
比較例１１のインク組成
【表２６】
比較例１２のインク組成
【表２７】
比較例１３のインク組成
【表２８】
比較例１４のインク組成
前記実施例１から１４と比較例１から１４のインク組成それぞれについて各材料を十分に混合攪拌した後、０．８μｍのメンブランフィルタで濾過して記録評価に使用した。
【００６８】
これら黒インク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクをＭＦＣ−７１５０Ｃ（ブラザー工業株式会社製）を用いて記録した。記録サンプルは色の異なる２色のインクがそれぞれ文字色と背景色になるように色を組み合わせて記録し、色の混ざり合う境界面の滲みと文字の判別を評価対象とし、各色背景無しで記録した文字を評価の基準となる記録サンプルとした。記録した文字の大きさはＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｏｒｄ９７を用いて文字のサイズを１１に設定し、ＭＦＣ−７１５０Ｃを用いて普通紙（Ｘｅｒｏｘ４２００）を使用して記録した。比較インクも各色同様の記録を行った。
【００６９】
次に記録した記録サンプルの評価方法を以下に示す。評価基準は背景の無しの文字と比較して、背景有りの文字がどの程度滲んでいるのかを目視評価した。評価基準は以下の通りである。
◎・・・カラーブリードがほとんど無く、背景の無しの文字と比較して同程度の鮮明さがある。
○・・・背景の無しの文字と比較して僅かなカラーブリードが発生しているが、文字は十分に判読できる。
△・・・背景の無しの文字と比較して明らかにカラーブリードが発生しているが、文字は判読できる。
×・・・背景の無しの文字と比較して明らかにカラーブリードが発生し、文字の判読も困難である。
【００７０】
以下に本発明により作成したインクを使用した記録サンプルの評価結果を示す。
【００７１】
【表２９】
【表３０】
【表３１】
【表３２】
以上、各実施例において、本発明のインクではカラーブリードによる滲みはほとんど認められなかった。
【００７６】
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、これまでに記述された範囲で、用いられる材料物質、その量比及び作製条件を変更しても実施可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したことから明かなように、少なくとも、水、着色剤を含有した水系インクにおいて、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルを２種以上含み、その１種が３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルを含有したことを特徴とするインクジェット用記録用インクはカラーブリードが低減され、鮮明なカラー記録を行うことができる。
Claims (4)
- 少なくとも、水、着色剤、ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルを２種以上を含有した水系インクにおいて、
ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルのアルキルの炭素数が５以下、オキシアルキレンの炭素数が１２以下であり、
ポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルの少なくとも１種が３つ以上のプロピレンオキサイドをその分子内に有するポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルであることを特徴とするインクジェット用記録用インク。 - ポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルが、トリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルである請求項１記載のインクジェット用記録用インク。
- ポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルと併用するポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルが、ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル又はプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルである請求項１又は２記載のインクジェット用記録用インク。
- インクジェット記録用インク全量中の、ポリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテルを含む全てのポリオキシアルキレン（オキシアルキレンが１以上とする）グリコール−ｎ−アルキルエーテルの総含有量が２〜１５重量％である請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット用記録用インク。
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