JPH01230685A - インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、筆記用具等のインクに関し、特に記録ヘッド
のオリフィスから液滴を飛翔させて記録を行うインクジ
ェット記録方式に好適なインクに関し、更に詳しくはイ
ンクジェット用に特別に調整された紙は勿論、一般にオ
フィスで使用されているコピー用紙、レポート用紙、ノ
ート、便箋等の普通紙に対しても良好な記録が行えるイ
ンクに関する。

（従来の技術） 従来から筆記具（万年筆、サインベン、水性ボールペン
等）用インク及びインクジェット用インクについて実に
様々な組成のものが報告されている。中でも近年はコピ
ー用紙、レポート用紙、ノート、便箋等のオフィスで一
般に使用されている普通紙に対しても良好な記録を行う
ためのインク、特にインクジェット用インクについて、
組成及び物性等の多様な面から詳細な研究開発が為され
ている。

例えば、一般にインク中には乾燥防止、目詰り防止等の
目的でグリコール等の高沸点有機溶剤が含有されている
が、このようなインクでサイズ度の高い普通紙に記録を
行った場合には、インクが紙内部へ浸透しにくく記録部
の乾燥性が悪いため、記録物を手で触れるとインクが手
についたリ、文字がこすれて汚れたりする等の問題があ
った。

そこで、紙内部へのインクの浸透性を高めるために、特
開昭５５−２９５４６号公報にはインク中に３ｊ量の界
面活性剤を添加する方法が提案されている。この場合に
は紙によっては滲みが非常に多く発生したり、筆記具に
充填した場合には、ペン先からインクがボタ落ちしたり
、又、インクジェット用ヘッドに充填した場合には、ヘ
ッドの構造条件によってはインクがオリフィス面より後
退してしまい吐出が行われなかったり、逆にオリフィス
面全体が濡れてしまいインクが吐出しない等のトラブル
が見られた。

又、特開昭５６−５７８６２号公報にはインクのｐＨを
強アルカリ性にする方法も提案されているが、この場合
はインクを手で触れた場合に危険であり、又、ある種の
サイズ剤を用いた紙、例えば中性紙等に対しては滲み、
乾燥性とも良好でない場合がある等の欠点がある。

更に、特開昭６２−８９７７６号公報にはインク中にエ
チレンオキサイド鎖とプロピレンオキサイド鎖を打する
ブロックコポリマーを含有させる方法が、又、特開昭５
６−１４７８７０号公報には前′記ブロックコポリマー
のアルキルエーテルを含有させる方法が提案されており
、これらの場合には滲み及び浸透性ともにある程度改善
される。

しかしながら、前記ブロックコポリマーを含有させる方
法では、使用しているブロックコポリマー中のプロピレ
ンオキサイド鎖の含有比率が大きいことによるインクの
表面張力低下、又、前記ブロックコポリマーのアルキル
エーテルを含有させる方法ではアルキル化によるインク
の表面張力低下によって、滲みの点に関しては未だ充分
ではない場合がある。更にプロピレンオキサイド鎖の含
有比率が大きい前記ブロックコポリマー及びアルキル化
した前記ブロックコポリマーは、通常の水性インクに使
用される酸性及び直接染料の溶解能が低い場合が多く、
又、蒸発性の点からも筆記具のペン先やインクジェット
用ヘッドのノズルにおける目詰りが発生し易くなるとい
う問題が生じてしまう。

上記の他にも今迄に種々の改良が試みられているが、前
記の滲みと乾燥性更には目詰り性の問題を全て解決する
というインクは今迄のところ知られていないのが現状で
ある。

（発明が解決しようとしている問題点）そこで本発明の
目的は、コピー用紙、レポート用紙、ノート、便箋等の
オフィスで一般に使用されている普通紙に記録した場合
のインクの滲み及び記録物の遅乾性を解決したインクを
提供することにある。

又、本発明の別の目的はオフィスや家庭における使用に
おいても安全性の高いインクを提供することにある。

更に、本発明の他の目的は筆記具のペン先やインクジェ
ット用ヘッドのノズルにおける目詰りを起こしにくい、
信頼性の優れたインクを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、色素及び液媒体から構成されるイ
ンクにおいて、下記一般式（ｒ）で表される化合物を含
有することを特徴とするインクである。

ＨＯ−（Ｃ２Ｈ卸）−Ｃ３■６Ｏ−（Ｃ２Ｈ４０）ｂ−
Ｈ（Ｉ　）但し、式中のａ及びｂの合計は５００以下で
あり、ｂは０であり得る。

（作　　用） 本発明者等は紙上におけるインクの滲みと乾燥性、浸透
性を改善するために様々なインク組成について鋭意検討
の結果、上記一般式（Ｉ）で表される化合物を含むイン
クが滲みと浸透性の点でバランスのとれたものであり、
更に目詰り防止性においても信頼性の高い物質であるこ
とを見出し、本発明に至ったものである。

本発明者の知見によれば、紙上でのインクの滲み及び浸
透性に関しては１通常インクに使用されるエチレンオキ
サイド鎖を有するグリコール類及び界面活性剤の中では
、エチレンオキサイド鎖とプロピレンオキサイド鎖との
ブロックコポリマ−が比較的層れたものである。但し、
その場合にはエチレンオキサイド３ｎとプロピレンオキ
サイド鎖の比率が重要であり、エチレンオキサイド鎖の
含有率が多い場合は滲みは発生しにくいが、浸透性が不
充分となり、逆にプロピレンオキサイド鎖の含有量が多
い場合は浸透性は良好であるが、滲みが多くなり印字品
位が乱れてしまう。

これら滲みと浸透性の他に、インクに要求される重要な
性能として目詰り性が挙げられる。一般に、エチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドを比較すると、同一重
合度の場合にはプロピレンオキサイドの方が蒸発し易い
ことが知られており、従って、Ｍ記ブロックコポリマー
中のプロピレンオキサイド頑の含有量が多くなると蒸発
性の点から目詰り防止性に不利となる。更に、一般に水
性インク中に使用されている酸性及び直接染料はエチレ
ンオキサイド鎖を有するジエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール等には溶解し易いが、プロピレンオキ
サイド鎖を有するプロピレングリコール等には溶解しに
くいものが多い。

従って、１１η記ブロツクコポリマー中のプロピレンオ
キサイド３真の含有量が多くなると染料溶解能の点から
も、目詰り性に対して不利に働く。

以上、紙でのインクの滲み、浸透性及び目詰り性を総合
的に考慮するとそれらが比較的層れているエチレンオキ
サイド鎖とプロピレンオキサイド鎖とのブロックコポリ
マーの中でも、プロピレンオキサイド鎖の含有比率の少
ない前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、特に目詰り
性の点から望ましく、本発明の目的が良好に達成される
のである。尚、プロピレンオキサイド鎖の含有比率が少
ないことによる浸透性が不充分な場合は、その使用量に
よって調整される。更には、他の界面活性剤等との併用
によっても調整することができる。

（好ましい実施態様） 本発明で使用し主として本発明を特徴づける前記一般式
（Ｉ）で表される化合物は、エチレンオキサイドとプロ
ピレンオキサイドのコポリマーであり、いず九も従来公
知の方法で得られるものである。

上記化合物の具体例を前記一般式（Ｉ）におけるａ及び
ｂで表せば以下の通りであるが、本発明はこれらの化合
物例に限定されない。

ａ　　　　　　　　ｂ 化合物例１　　　１　　　０ 化合物例２　　　１　　　１ 化合物例３　　　２　　　０ 化合物例４　　　２　　　１ 化合物例５　　　２　　　２ 化合物例６　　　３　　　０ 化合物例７　　　　３　　　　１ 化合物例８　　　３　　　３ 化合物例９　　　４　　　０ 化合物例１０　　４　　　２ 化合物例１１　　４　　　４ 化合物例１２　　５　　　０ 化合物例１３　　６　　　０ 化合物例１４　　６　　　３ 化合物例１５　　６　　　６ 化合物例１６　　７　　　０ 化合物例１７　　７　　　１ 化合物例１８　　７　　　３ 化合物例１９　　７　　　７ 化合物例２０　　８　　　０ 化合物例２１　　９　　　０ 化合物例２２　　１０　　　　２ 化合物例２３　　１０　　　　８ 化合物例２４　　１２　　　　０ 化合物例２５　　２０　　　　３ 化合物例２６　　２６　　　　ｔ。

化合物例２７　　３０　　　３０ 化合物例２８　　６０　　　４０ 化合物例２９　１００　　　５０ 化合物例３０　　Ｚｏｏ　　　２００ 上記化合物はその分子量の点からａ＋ｂ≦５００に調整
される。ａ＋ｂが５００を越えると分子量が大きくなり
、インク中に含有させた場合のインクの粘度上昇が著し
くなり、インクジェット用ヘッドで吐出を行った場合の
周波数応答性が問題となる。

萌記化合物の中でも本発明の目的を達成するための好ま
しいものとしては、比較的低分子量のものが挙げられ、
具体的にはａ＋ｂ≦１００、より好適にはａ＋ｂ≦４０
の化合物が望ましい。

以上の如き前記一般式（Ｉ）で表される化合物のインク
中への添加量は、使用する色素や併用する他の液媒体成
分等によっても異るが、インク中で占める前記一般式（
Ｉ）で表される化合物の割合はインク中で０．１乃至６
０重量％程度を、好適には２乃至５０重量％、より好適
には３乃至３０重量％を占める割合である。

本発明のインクは色素と共に上記一般式（Ｉ）で表され
る化合物を含有することを特徴とするが、その他従来公
知のインクに使用されている水及び一般的な有機溶剤も
併用でき、例えば、有機溶剤としては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソ
プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、５ｅｃ−
ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素数１乃至
５のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセト
ンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類：ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアル
キレンゲリコール類：エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブチレンゲリコール、トリエチレングリコ
ール、１，２．６−ヘキサンドリオール、チオジグリコ
ール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等
のアルキレン基が２乃至６個の炭素原子を含むアルキレ
ングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノ
メチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコール
千ツメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリ
コールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アル
コールの低級アルキルエーテル類；トリエチレングリコ
ールジメチル（又はエチル）エーテル、テトラエチレン
グリコールジメチル（又はエチル）エーテル等の多価ア
ルコールの低級ジアルキルエーテル類；スルホラン、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イ
ミダゾリジノン等が挙げられる。

上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはインクの全重
量に対して重量％で２乃至４０％、好ましくは５乃至２
０％の範囲である。

本発明のインクを構成する色素としては、直接染料、酸
性染料、食用染料、塩基性染料、反応染料、分散染料、
建染染料、可溶性建築染料、反応分散染料、油性染料、
各種顔料が挙げられるが、中でも水溶性の染料はインク
の性能上特に好ましいものである。

これら色素の含有量は液媒体成分の種類、インクに要求
される特性等に依存して決定されるが、一般的にはイン
ク全量中で重量％で約０．２乃至２０％、好ましくは０
．５乃至１０％、より好ましくは１乃至５％を占める割
合である。

本発明のインクの必須成分は上記の通りであるが、その
他各種の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調
整剤、蛍光増白剤等を必要に応じて添加することができ
る。

例えば、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性
樹脂等の粘度：Ｊ４整剤；カチオン、アニオン或いはノ
ニオン系の各種界面活性剤、第２アルコール及び／又は
そのエチレンオキサイド付加体等の界面活性剤、ジェタ
ノールアミン、トリエタノールアミン等の表面張力ｓ４
整剤：緩衝液によるｐＨ調整剤、防カビ剤等を挙げるこ
とができる。

又、インクを帯電す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為には、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。

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記録方法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、熱伝導率等）
が調整されることもある。

更に、本発明のインクは晶通紙等に記録した場合のイン
クの滲み及び記録物の乾燥性、浸透性を解決し、且つ筆
記具等やインクジェット用ヘッドに対するマツチングの
面から、インク物性として２５℃における表面張力が３
５乃至６８　ｄｙｎｅ／ｃｍ、粘度が１５ｃｐｓ以下、
好ましくは１０ｃｐｓ以下、より好ましくは５　ｃｐｓ
以下に調整されることが望ましい。

上記物性にインクを調整し、符通紙における問題を解決
するために、本発明のインク中に含有される水分量とし
ては５０重量％以上、好ましくは６０＠量％以上、更に
好ましくは７５重量％以上とされるのが好適である。

（実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。尚、文中、部及び％とあるのは特に断りのない
限り重量基準である。

尖五拠上乃至１ 下記の成分を混合して５時間攪拌後、水酸化ナトリウム
の０．１％水溶液にてｐＨを７．５に調節し、更にポア
サイズが１ミクロンのメンブランフィルタ−（商品名　
フロロボアフィルター、住人電工■製）にて加圧濾通し
、本発明のインクＡ乃至Ｅを得た。

次に得られたインクＡ乃至Ｅを用いて、インクジェット
記録装置として、発熱素子をインクの吐出エネルギー源
として利用したインクジェットプリンターＢＪ−８０（
商品名：キヤノン■製）を使用し、市販のコピー用紙及
びボンド紙に記録を行い、得られた記録物の印字品位、
浸透性及び目詰り性を評価した。

次に４０℃にて印字ヘッドにキャッピング操作を施して
２０日間放置し、再び前記インクジェットプリンターに
て印字操作を行い、３行印字を行ったところでプリンタ
ーの電源を切り、２４本のノズルの目詰り状況を調べた
。

以上の評価結果及びインク物性値（２５℃）を第１表に
示す。

インクＡ Ｃ，１，ダイレクトイエロー８６　　　　　１．５部化
合物例３　　　　　　　　　　　　１８部水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　８２部イユ化と
旦 Ｃ，１，フードブラック２　　　　　　　２．７部化合
物例１３　　　　　　　　　　　１５部１．３−ジメチ
ル−２−イミダゾリジノン５部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８０
部イ」仁とｑ ｃ、ｒ、ダイレクトブルー８６　　　　　　　２部化合
物例７　　　　　　　　　　　　２０部ノニオン系界面
活性剤（商品名　エマルゲンＰＰ−１５０、花王■製）
　　　　　　　０．２部水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　８０部インクＤ に、１．アシッドレッド３５　　　　　　　　２部化合
物例１６　　　　　　　　　　　１２部グリセリン　　
　　　　　　　　　　５部フェニルセロソルブ　　　　
　　　　１．５部水　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　８１．５部乙２玄ヱ Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４　　　２．５部化合
物例８　　　　　　　　　　　　１３部ジエチレングリ
コール　　　　　　　　　２部エタノール　　　　　　
　　　　　　　　　５部水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　８０部比較例１乃至４ 実施例１乃至５と同様な方法にて、下記全成分を処理し
て比較例１乃至４のインクＦ乃至■を得て、実施例と同
様に印字品位、浸透性及び目詰り性を評価した。インク
物性（２５℃）及び評価結果を第１表に示す。

ｍ久上 Ｃ，１，ダイレクトイエロー８６　　　　　１．５部ジ
エチレングリコール　　　　　　　　１８部水　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８２部インク
Ｇ （：、１．フードブラック２　　　　　　　　　３部ジ
エチレングリコール　　　　　　　　１０部トリエチレ
ングリコール　　　　　　　１０部ノニオン系界面活性
剤（商品名　ニラサンノニオンＰ２２３、日本油脂■製
）　　　０．５部水　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　８０部イ企２と旦 Ｃ，１，フードブラック２　　　　　　　２．７部下記
構造式の化合物（ａ）　　　　　　　　１５部１．３−
ジメチル−２−イミダゾリジノン５部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８０
部ｔｌＯ−（Ｃｚｌ１４）ａ−（Ｃ３１１ｇＯ）ｂ−（
Ｃ２Ｈ４０）ｃ−１ｔ　　　（ａ）（ａ＋ｃ＝１４（平
均値）、ｂ＝７（平均値）、平均分子量＝１．０００） イ］−礼１ Ｃ，１，フードブラック２　　　　　　　２．７部モノ
オキシエチレントリオキシプロピレンモノエチルエーテ
ル　　　　　　　　　　　１５部１．３−ジメチル−２
−イミダゾリジノン５部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８部
部グ　　　　１　　？− 子−ヱー７　　　　　ＡＢＣＤＥ 物−一一二性 粘度（Ｃｐ）”　　　２．０　２．１　２．１　２．１
　２．１ｔ面許力″　　　５６　　５０　　４４　　４
７　　５２ｄｙｎ　　ｃｍ） 品−一一一市−３ コピー用紙　　　◎　　◎　　Ｏｏ　　Ｏボンド紙　　
◎　◎　◎　◎　◎ 丈」Ｌ工１４ コピー用紙　　　◎　　◎　　◎　　◎　　◎ボンド紙
　　Ｏ◎　◎　◎　◎ ｕ”　　　０００　００ 一且一」し二医− イ　　ン　　り　　　　　　　　ＦＧＨＩ粘度（ｃｐ）
”　　　２．０　２．２　３．１　２．５顛＝弘″；”
　　　６１　４１　　：１９　３４品−ｍ−」立°３ コピー用紙　　　○　　×　　◎　　◎ポンド紙　　◎
　△　◎　◎ 史ムＬ１°４ コピー用紙　　　△　　◎　　◎　　◎ボンド紙　　Ｘ
　◎　◎　◎ 止五ユ上１１５０　０　×　× ネ１　粘度測定（２５℃） 東京計器製ビスコニック（ＶＩＳＣＯＮＩ（：）ＬＤ 峠　表面張力測定（２５℃） 協和科学製キョーワＣＢＶＰサーフイステンジオメータ
ー（ＳＵＲＦＡＣＥ　ＴＥＮＳｒＯＭＥＴＥＲ）＊３　
品位評価 前述のコピー用紙及びボンド紙に印字した後、１時間以
上放置し、その後ドツトレベルでの滲み、エッチのシャ
ープさを評価した。（２５℃、６０％Ｒ１１の環境条件
にて評価）◎・・・滲みがなく、エッヂは極めてシャー
プである。

Ｏ・・・滲みは多少みられるが、ドツトのエッヂはシャ
ープである。

△・・・はぼ全ドツトに滲みがみられ、ドツトのエッヂ
も少しぼやけている。

×・−全ドツトに滲みがみられ、ドツトのエッヂもはっ
きりしない。

＊４　定着性評価 市販のコピー紙及びポンド紙に印字して１０秒後、３０
秒後に印字部を濾紙（商品名：　Ｎｏ、５Ｇ　、東洋科
学産業ｎ製）にて擦った。（２５℃、６０％Ｒ＋＋の環
境条件にて評価）◎−１０秒でカスレ　なし ０・・・１０秒てカスレ　小 △・・・３０秒でカスレ　小 ×・・・３０秒でカスレ　大 峠　１１詰り＋＋１評価 ２４本のノズル中、目詰りによる不吐出となったノズル
本数の有無にて評価 ○・・・［１詰りによる不吐出なし ×・・・［１詰りによる不吐出あり 実施例６ 実施例２で１ｉｔられたインクＢを、軸方向の毛細管イ
ンク流路を４丁する合成樹脂成形体から成るペン先を備
えたマーキングベンに充填して、面記コピー用紙及びボ
ンド紙に直線及び文字を筆記した。いずれも品位は良好
であり、又、濾紙にて擦った場合でも汚れかなく浸透性
も良好であった。

比較例５ 比較例２で得られたインクＧを、実施例６と同様にマー
キングベンに充填して筆記を行ったところ、滲みか発生
して品位が不良であった。

（効　　果） 以上説明したように本発明のインクによれば、コピー用
紙、レポート用紙、ノート、便箋等のオフィスで一般に
使用されている一般の普通紙に対しても滲みがなく品位
の優れた且つ浸透性の良好な記録が可能となる。

又、本発明によれば、オフィスや家庭における使用にお
いても安全性の高いインクを得ることができる。

更に本発明のインクによれば、筆記具のペン先やインク
ジェット用ヘットのノズルにおける目詰りの発生しない
信頼性の高い記録を行うことができる。

特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　　弁理士　吉　１）勝　広

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）色素及び液媒体から構成されるインクにおいて、
   下記一般式（ I ）で表される化合物を含有することを
   特徴とするインク。 ＨＯ−（Ｃ＿２Ｈ＿４Ｏ）＿ａ−Ｃ＿３Ｈ＿６Ｏ−（Ｃ
   ＿２Ｈ＿４Ｏ）＿ｂ−Ｈ（ I ）（但し、式中のａ及び
   ｂの合計は５００以下であり、ｂは０であり得る。）
2. （２）一般式で表される化合物が、インク中で０．１乃
   至６０重量％を占める請求項１に記載のインク。