JP5201452B2

JP5201452B2 - 蛍光水性インク組成物

Info

Publication number: JP5201452B2
Application number: JP2008110277A
Authority: JP
Inventors: 利周平毛
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-04-21
Also published as: JP2009256547A; US7789954B2; US20090260540A1

Description

発明の背景

発明の分野
本発明は、蛍光染料を含んでなるインク組成物およびそれを用いたインクジェット記録方法に関する。

背景技術
郵便料金または料金別納郵便物の証印の押印のための料金別納印刷機において、赤色蛍光インクが使用されている。とりわけ、北米においては、料金別納郵便物の証印に使用されるインクとして、米国郵政公社で使用される自動読取装置によって読み取りができる赤色蛍光インクが指定されている。

自動読取装置では、バーコードの読み取りだけでなく、郵便物の表裏の検出も同時に行われる。そのため、赤色蛍光インクは、バーコード読み取り精度向上のために高い光学濃度だけでなく、検出郵便物の表裏検知ミス低減のために高い蛍光強度も必要とされる。

料金別納郵便物用の蛍光インクとして、特開平９−２９１２４６号公報（特許文献１）は、補助溶剤浸透剤としてグリコールエーテルが添加された、耐水性に優れる赤色蛍光インクを開示している。

また、特開２００６−１３１６６７号公報（特許文献２）は、蛍光染料として、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２および９２を用いた水溶解蛍光色材と、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２等からなる顔料分散体溶液とを併用した、蛍光発色性が良好な水性蛍光インクを開示している。

特開平９―２９１２４６号公報特開２００６−１３１６６７号公報

発明の概要

本発明者らは、今般、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２および９２を用いた赤色蛍光インク組成物において、特定の黄色染料Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８７を併用し、かつテトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルとを含むことにより、蛍光強度と、発色性（光学濃度）とに優れた赤色蛍光インク組成物が得られるとの知見を得た。本発明はこれらの知見に基づくものである。

従って、本発明は、蛍光強度、例えば郵便物の裏表検知のための蛍光強度と、発色性、例えばバーコード情報の読み取りのための発色性とに優れた記録物を得ることができる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、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、およびＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー８７と、水と、水溶性有機溶媒とを少なくとも含み、テトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルとを含んでなるものである。

また、本発明によるインクジェット記録方法は、インク組成物の液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うインクジェット記録方法であって、上記インク組成物を用いるものである。

本発明によれば、蛍光強度、例えば郵便物の裏表検知のための蛍光強度と、発色性、例えばバーコード情報の読み取りのための発色性とに優れた記録物を得ることができるインク組成物を提供することができる。

発明の具体的説明

蛍光染料
本発明によるインク組成物は、蛍光染料として、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、およびＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー８７とを含んでなる。

本発明において、蛍光染料の濃度は特に限定されないが、好ましくは、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８７の濃度が３．２〜４．８重量％、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２の濃度が０．０５〜０．２０重量％、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２の濃度が０．５〜１．２重量％である。さらに好ましくは、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８７の濃度が３．７〜４．３重量％、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２の濃度が０．０８〜０．１７重量％、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２の濃度が０．７〜１．２重量％である。また、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２とＣ．Ｉ．アシッドレッド９２との重量比は、特に限定されないが、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２とＣ．Ｉ．アシッドレッド９２との重量比が、１：４〜１：１２であることが好ましく、さらに好ましくは、１：８〜１：１１である。前記重量比を１：４〜１：１２とすることにより、より良好な蛍光強度と発色性とを両立して有する蛍光インク組成物を得ることができる。

本発明によるインク組成物に含有される水は主溶媒であり、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水を用いることが好ましい。特に、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌処理した水を用いることが、カビやバクテリアの発生を防止してインク組成物の長期保存を可能にする点で好ましい。

本発明によるインク組成物は、水溶性有機化合物を含んでなる。水溶性有機溶媒は、好ましくは低沸点有機溶剤であり、その例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｎ−ペンタノールなどが挙げられる。特に一価アルコールが好ましい。低沸点有機溶剤は、インクの乾燥時間を短くする効果がある。低沸点有機溶剤の添加量はインクの０．１〜３０重量％が好ましく、より好ましくは５〜１０重量％の範囲である。

また、本発明の好ましい態様によれば、本発明によるインク組成物は、さらに高沸点有機溶媒の一種または二種以上からなる湿潤剤を含んでなる。高沸点有機溶媒剤の好ましい例としては、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、ポリプロピレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどの多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、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メチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ヘキサエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテル（日本乳化剤社製：ニューコール１００６）、テトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテル日本乳化剤社製：ニューコール１００４）などの多価アルコールのアルキルエーテル類、尿素、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられる。好ましくは、多価アルコールのアルキルエーテル類である。

本発明において多価アルコールのアルキルエーテル類の好ましい態様として、トリ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、トリエチエ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イソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ヘキサエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルを一種または二種以上を組み合わせることもできる。さらに好ましくは、ヘキサエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルとトリエチレングリコールモノブチルエーテル、またはテトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルとトリエチレングリコールモノブチルエーテルとの組み合わせが挙げられる。これらの多価アルコールのアルキルエーテル類を組み合わせて添加することにより、浸透性および高温環境下におけるインクの安定性等の面で優れたインク組成物を得ることができる。これらの二種の多価アルコールのアルキルエーテル類は、さまざまな割合で添加することもできるが、１：１〜１：３の割合で添加することが好ましい。

これらの高沸点有機溶媒の添加量は、０．５〜１５重量％が好ましく、より好ましくは１〜１０重量％の範囲である。高沸点有機溶媒の添加量を前記範囲に置くことにより、より良好な蛍光強度と発色性とを両立して有する蛍光インク組成物を得ることができる。さらに、テトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルとの合計含量が、インク組成物中に、１〜６重量％、ヘキサエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルとの合計含量が、インク組成物中に、１〜１０重量％含んでなることが好ましい。

更に本発明の好ましい態様によれば、本発明によるインク組成物は、糖、三級アミン、水酸化アルカリ、またはアンモニアを含有してなるのが好ましい。これらの添加によって、長期間の保管においても色材の凝集や粘度の上昇がなく保存安定性に優れ、また開放状態（室温で空気に触れている状態）で放置しても流動性と再分散性を長時間維持し、さらに、印字中もしくは印字中断後の再起動時にノズルの目詰まりが生じることもなく吐出安定性が高いインク組成物が得られる。

本発明によるインク組成物に添加することができる糖は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類および四糖類を含む）、および多糖類が挙げられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール、（ソルビット）、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどが挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、アルギン酸、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式ＨＯＣＨ₂（ＣＨＯＨ）_ｎＣＨ₂ＯＨ（ここで、ｎ＝２〜５の整数を表す）で表される）、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ糖などが挙げられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。

これら糖類の含有量は、インク組成物中に０．１〜４０重量％、より好ましくは１〜３０重量％の範囲である。

本発明によるインク組成物に添加することができる三級アミンは、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリイソプロペノールアミン、ブチルジエタノールアミン等が挙げられる。これらは、単独で使用しても併用しても構わない。これら三級アミンの本発明のインク組成物への添加量は、０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％である。

本発明によるインク組成物に添加することができる水酸化アルカリは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムであり、本発明のインク組成物への添加量は、０．０１〜５重量％であり、好ましくは０．０５〜３重量％である。

本発明のインク組成物は、さらに界面活性剤を含有することができる。界面活性剤の例としては、アニオン性界面活性剤（例えばドデシルベンゼルスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩など）、非イオン性界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなど）および、アセチレングリコール（オレフィンＹ、並びにサーフィノール８２、１０４、４４０、４６５、および４８５（いずれもAir Products and Chemicals Inc. 製）、並びにオルフィンＰＤ００２Ｗ（日信化学工業社製））が挙げられる。これらは単独使用または二種以上を併用することができる。好ましくは、オルフィンＰＤ００２Ｗが挙げられる。

本発明によるインク組成物は、必要に応じて、ｐＨ調整剤、防腐剤、防かび剤、りん系酸化防止剤等が添加されていても良い。好ましい防腐剤としては、例えば、プロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＩＢ、またはプロキセルＴＮなどを挙げることができる。

インクジェット記録方法
本発明によるインク組成物を用いるインクジェット記録方法は、インク組成物の液滴を吐出し、該液滴を加熱された記録媒体に付着させて印字を行うものである。インク組成物の液滴を吐出する方法の例としては、例えば電歪素子を用いて電気信号を機械信号に変換して、ノズルヘッド部分に貯えたインクを断続的に吐出して記録媒体表面に文字や記号を記録する方法、ノズルヘッド部分に貯えたインクを吐出部分に極めて近い箇所で急速に加熱し泡を発生させ、その泡による体積膨張で断続的に吐出することで記録媒体表面に文字や記号を記録する方法が挙げられる。本発明の好ましい態様によれば、本発明によるインク組成物を含むインクセットは、電歪素子を用いたインクジェット記録方法に好ましく用いられる。インク組成物の液滴を吐出は、圧電素子の力学的作用を利用してインク滴を吐出させる記録ヘッドにより行われることが好ましい。

本発明によるインク組成物を用いて記録媒体上に記録が行われた記録物は、良好な蛍光強度および発色性に優れた画像を示す。

記録媒体としては、種々のものを使用することができ、例えば、封筒、インクジェット専用紙（マット紙、光沢紙など）、普通紙、印刷本紙、フィルム等を挙げることができる。特に、封筒が好ましい。

本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

インク組成物の調製
下記表１〜５の組成に従い各成分を混合し、１０μｍのメンブランフィルターでろ過することにより、各インクを調製した。なお、表中の数値はインク中の含有量（重量基準％）を表す。なお、表中、TEG-mBEはトリエチレングリコールモノ-ブチルエーテルを表し、DEG-mBEはジエチレングリコールモノ-ブチルエーテルを表し、TEG-mMEはトリエチレングリコールモノ-メチルエーテルを表し、DEG-miBEはジエチレングリコールモノ-イソブチルエーテルを表し、DEG-mHeEはジエチレングリコールモノ-ヘキシルエーテルを表し、N1006はヘキサエチレングリコールモノ-エチルヘキシルエーテルを表し、N1004はテトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルを表し、そして10%PD002W/90%TEG-mBE混合液はオルフィンＰＤ００２Ｗ（日信化学工業社製）を１０重量％と、ジエチレングリコールモノ-ブチルエーテルを９０重量％とを含む混合液を表す。

評価方法
評価１：蛍光強度の測定
記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することにより各インク組成物を吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置ＭＪ−８０００Ｃを用いて、Ｓｃｒｉｐｔ製ＤＬ封筒に１００％Ｄｕｔｙのベタパターンを印字し、日立（株）社製の蛍光光度計（Ｆ−４５００）を用いて下記条件下で蛍光強度を測定した。測定の際の条件は、励起波長を３６５ｎｍとし、最大蛍光波長での蛍光強度を測定した。各インク組成物の蛍光強度を下記表６に表す。

評価２：ＯＤ値の測定
各インク組成物をインクジェットプリンターＭＪ−８０００Ｃ（セイコーエプソン社製）を用い、３６０ｄｐｉの解像度でベタ印刷を行った。印刷した記録物を２４℃の環境下で２４時間放置した後、グレタグ濃度計（グレタグマクベス社製）を用いてベタ部分のＯＤ値を測定した。測定した各インク組成物のＯＤ値を下記表６に表す。

評価３：インク組成物の安定性
各インク組成物（５０mＬ）をサンプル瓶に入れ、高温環境下（６０℃）において１２時間放置し、その後インク組成物の層分離の有無を目視にて観察し、下記基準に基づき判定した。結果を下記表７に表す。
○：層分離は見られない
△：上部に若干の屈折率変化が見られる
×：層分離が見られる

Claims

Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、およびＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー８７と、水と、水溶性有機溶媒とを少なくとも含み、かつテトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルとを含んでなる、インク組成物。
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、およびＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー８７と、水と、水溶性有機溶媒とを少なくとも含み、かつヘキサエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルとを含んでなる、インク組成物。
前記テトラエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルとの合計含量が、インク組成物中に、１〜６重量％含んでなる、請求項１に記載のインク組成物。
前記ヘキサエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテルと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルとの合計含量が、インク組成物中に、１〜１０重量％含んでなる、請求項２に記載のインク組成物。
前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８７の濃度が３．２〜４．８重量％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインク組成物。
前記Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２の濃度が０．０５〜０．２０重量％であり、前記Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２の濃度が０．５〜１．２重量％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。
前記Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２と前記Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２との比が、１：４〜１：１２である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のインク組成物。
インク組成物の液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うインクジェット記録方法であって、請求項１〜７のいずれか一項に記載のインク組成物を用いる、インクジェット記録方法。