JPH01247469A - インク組成物 - 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） 本発明はインクジェット印刷のためのインキ組成物に関
し、特に含有する染料の溶解度及び印刷品質を改良する
複数なポリヒドロキンルを有する染料に関する。

（従来技術とその問題点） 水溶性染料は染料、水、グリコールエーテル等の水不混
和有機溶媒（ｖａｔｅｒ−ｉｍｍｉｓｃｉｂｌｅ　　ｏ
ｒｇａ−ｎｉｃ　５ｏｌｖｅｎｔｓ）から成る組成物と
してインクジェット・プリンタに通常使用される。代表
的な組成物は等しい割合の水とエチレングリコール及び
約６％以内の例えば食用黒色２　　（Ｆｏｏｄ　ＢＩａ
ｃｋ２　）等の染料から成る。染料の量は必要とされる
印刷濃度（ｄｅｎｓｉｔｙ）によって決定される。この
ような組成物はインクジェット印刷過程に必要とされる
粘性及び表面張力を有し、また他のものを含めるように
形成される。加えて、このような組成物の重ノズルを閉
塞させるクラストが形成することを避けるため、染料は
良好な水シ容性を有していなければならないことである
。後者の問題はノズル内に含まれるインク組成物中の水
がいくらか蒸発し、染料が溶液から沈殿してノズル内に
クラストを残す場合に生じる。時間が経過すると、この
クラストが蓄積し、ノズルは部分的に目詰まりし、やが
て完全に閉塞することになる。

この問題を解決する従来の方法として、スルホン酸基（
ｓｕｌｆｏｎａｔｅ　ｇｒｏｕｐｓ）　ＳＯ３を例えば
、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、ア
ミン塩陽イオン等の陽イオンを有する染料に混和させる
ことであった。このような染料については、例えば米国
特許第４，５５７．７６１号に記載されている。しかし
、優れた水溶性を有する染料は一般に紙との相互作用に
関して３つの欠点がある。

第１にこのような染料は指の接触や湿度によって簡単に
汚される。第２にこのような染料は紙との相互作用が悪
いことより染料の溶媒と共に紙上に移り、拡散性のある
、極めて劣った印刷品質を与を零ネこのような染料から
形成されたインクはその乾燥時間は長くなってしまう。

従って、インクジェット印刷に用いる適した染料に必要
な条件は良好な水溶性を有することであり、同時に紙と
強く結合可能なことである。

（発明の目的） 本発明の目的は良好な水溶性でかつ紙との相互作用が良
好であるインクジェット印刷のためのインク組成物を得
ることにある。本発明は従来の利点の全てではないにし
てもほとんどを有し、前述した重大な欠点を克服してい
る。

（発明の概要） 本発明の一実施例では、芳香族染料分子のバックボーン
（ｂａｃｋｂｏｎｅ）に以下の式で表わされるポ（ａ）
　　ＣｌＩ２０Ｈ−（ＣＩＩＯＨ）、、ＣＨ，Ｏ−（式
中ｎは２からｌＯまでの数）、 （ｂ）　　０．、−、　Ｃ，Ｈ２，−、−０−（式中ｎ
は５から７までの数）、 （Ｃ）　　（Ｃｓ、ｎ　ｆｌｓｎ＋＋　Ｏｓ、）−０−
（式中ｎは１から約１００までの数）。

このように染料分子に上記の置換基を結合させたインク
組成物は優れた水溶性を備えかつ紙との密着性も向上す
る。

（ａ）　　ＣＨ，ＯＨ１ｃ）ＩＯＨ）、、ＣＨ，０−１
（式中ｎは２から１０までの数）； （ｂ）　　Ｏ，、ＣｎＨ，、、−０−（式中ｎは５から
７までの数）； （ｃ）　　（ｃｓ、　）Ｉｓｎ＋＋　Ｏｓｎ　）　　Ｏ
（式中ｎは１から約１００までの数）； からなる部類から選ばれる式で表わされる１個から４個
のポリヒドロキシル置換基を結合させて本発明による染
料が形成される。

本明細書で使われる「ポリヒドロキシル置換基（ｐｏｌ
ｙｈｙｄｒｏｘｙｌ　−５ｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ　ｇｒ
ｏｕｐ）Ｊまたは「ポリヒドロキシル基（ｐｏｌｙｈｙ
ｄｒｏｘｙｌ　ｇｒｏｕｐ）　Ｊとはポリヒドロキシル
置換分子から１個の水素原子を除去しエーテル架橋結合
を残すように形成される官能基を意味するものであり、
そのエーテル架橋結合によって染料分子を結合する。

化学式（ａ）を有する殉死合物は例えばソルビトール（
ｓｏｒｂｉｔｏｌ）、アドニトール（ａｄｏｎｉｔｏｌ
）、トレイトール（ｔｈｒｅｉｔｏｌ）及びそれらの光
学異性体、すなわち、それぞれマンニトール（ｍａｎｎ
ｉｔｏｌ）、アラビト　−　ル　（ａｒａｂｉｔｏｌ）
　、　エ　リ　ト　リ　ト　−　ル　（ｅｒｙｔｈｒｉ
ｔｏｌ）などのポリヒドロキシル置換アルカン分子から
誘導される。

化学式ら）を有する凶化合物は、イノシトール（ｉｎｏ
ｓｉｔｏｌ）及びｒｉｂｉｔｏｌ（リビトール）等のポ
リヒドロキシル置換環状脂肪族分子あるいはシクロポリ
ヒドロキシ分子から誘導される。これらの環状化合物は
脂肪族化合物より本発明の目的により適している。何故
ならば、環状化合物の再溶解（こすることによって汚れ
ること（ｓｍｅａｒ　ｉｎｇ）　）におけるエントロピ
ー変化は極めて低いからである。

化学式（Ｃ）を有する入化合物は例えばグリコース、フ
ルクトース、グルコン酸、グルカル酸、トレハロース（
ｔｒｅｈａｌｏｓｅ）　、ラフィノース（ｒａｆ　ｆ　
１ｎｏｓｅ）などの糖類及び多糖類から誘導される。

式（ａ）は例えばソルビトール（ｎ＝６）などの閉鎖ポ
リオール（ｃｈａｉｎ　ｐｏｌｙｏｌｓ）を示す。弐ら
）はりビトール（ｎ＝５）及びイテシトール（ｎ　＝　
６　）等の環状ポリオール（ｃｙｃｌｉｃ　ｐｏｌｙｏ
ｌｓ）を示し、適当な価格の市販のものから簡単に得る
ことができる。式（Ｃ）はｎが１から大きい値（約１０
０＞の糖類を示す。これらの糖類は天然のものから得る
ことができる。例えば、ｎが１．２．３は、−船釣な名
称で呼ばれるグルコース、フルクトース（ｎ＝１）、ス
フ９−ス、トレハロース（ｎ＝２）、ラフィノース（ｎ
＝３）である。アミロペクチン（ａＢｌｏｐｅｃｔｉ口
）は多糖類で、ｎはこの水溶性多糖類の原料及び単離方
法によって変わる大きな値であり、部分加水分解により
ｎの値を低くすると（ｎは約５０〜１００）、インクジ
エ”）トのインク組成物に好適である。

本明細書で使われている染料分子の「バックボーン（ｂ
ａｃｋｂｏｎｅ）　Ｊとはその分子に基本的な構造を与
える炭素の骨組みを指し、さらに具体的に言うと、発色
団から成る環構造を意味する。

ポリヒドロキシル基は水との水和化が極めて高いことに
よりさもなければ制限された水溶性を有する染料分子に
結合する時、水溶性官能基として機能する。各ポリヒド
ロキシル基を染料分子に加えるとさらにその水溶性は向
上する。染料分子がそのバックボーンに１個から４個の
ポリヒドロキシル基を結合させると水溶性の優れたもの
になることが判明した。これらの染料の優れた水溶性を
得ることにより、インクジェット・プリンタのノズルに
クラストが形成され、閉塞するという従来の技術の問題
は本発明によって解決される。

さらに、ポリヒドロキシル基は一滴のインクが発射され
たとき接触した点で紙と強力に結合するので、印刷品質
を改善する。加えて、紙とのポリヒドロキシル基の強い
相互作用により本発明に係るインク組成物における密着
性（ｗａｔｅｒ　ｆａｓｔｎｅｓｓ）適切に選ぶことに
より紙に対する染料の結合能カフ　　　　　　　　と同
時に溶媒が素早く紙の中に広がり鋭いエツジと減少した
径を有する良好なドツトを形成することにより乾燥時間
を改善する。

本発明によりポリヒドロキシル基を有する代表的な芳香
族染料分子としては、反応性黒色１　（Ｒｅａ−ｃｔｉ
ｖｅ　Ｂｌａｃｋ　１　）　、反応性黒色３１黒色ＩＪ
　Ｘ　−ＣＩ４＾、溶媒黒色２　（Ｓｏｌｖｅｎｔ　Ｂ
ｌａｃｋ　２　）、ダイレクト黒色１９（Ｄｉｒｅｃｔ
　Ｂｌａｃｋ　１９）　、Ｃ，１，反応性青色１９（Ｃ
，ｌ。

Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｂｌｕｅ　１　）　、反応性青色４
、反応性青色７、反応性青色８１、反応性赤色１、反応
性赤色４、反応性赤色１７、反応性赤色２４、反応性黄
色１、反応性黄色２、反応性黄色３、酸性黄色６６（八
ｃｉｄ　Ｙｅ−１１ｏｗ　６６）が挙げられるが、これ
らによって本発明が限定されるものではない。

染料分子は次のような反応性官能基を含有しなければな
らない。（１）エーテル架橋結合によりポリヒドロキシ
ル基に直接結合できる基；あるいは、（２）ポリヒドロ
キシル化合物またはその誘導体と反応する反応性染料中
間体を形成することができる基；あるいは、（３）染料
分子にポリヒドロキシル添加を行うポリヒドロキシル化
合物の誘導体と反応できる基。

本発明では、例えば塩化シアヌル（ｃｙａｎｕｒｉｃ　
ｃｈ−１ｏｒｉｄｅ）などの結合剤（ｃｏｕｐｌｉｎｇ
　ａｇｅｎｔ）と例えば溶媒黒色２などの溶媒に可溶で
非反応性染料の求核性基と反応させて反応性染料中間体
を形成し、そして、例えばソルビトールなどのポリヒド
ロキシル化合物に結合して形成される。このような反応
は例えばジメチルスルホキシド、アセトン、ピリジン、
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ　−ｍｅｔｈ−ｙｌ　
−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）　、ジメチルホルムア
Ｘド、スルホレン（ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）　、ジメトキ
シプロン、またはプロピレンカーボネートなどの無水極
性溶媒で２０℃から１００℃の間の温度で基本条件下で
行われる。任意に、非反応性染料をシアヌル酸（ｃｙａ
−ｎｕｒｉｃ　ａｃｉｄ）と反応させて塩化トリアジン
基から成る反応性染料を生成し、次にこれをポリヒドロ
キシル化合物に結合する。

代替として、例えばソルビトールなどのポリヒドロキシ
ル化合物を例えばＣ１Ｉ、反応性青色１９、反応性青色
４、反応性青色８１．反応性赤色１、反応性赤色１７、
または酸性黄色６６などの反応染料と直接結合してもよ
い。反応は基本的条件下で２０℃から　１００℃の間の
温度で水中で行われるか、あるいは、前述のような無水
溶媒中で塩基としてピリジンを添加して行われるのが好
ましい。上記の特別な染料は溶解剤として知られている
スルホン酸基を含有している。本発明のポリヒドロキシ
ル基はこのスルホン酸基と相溶性があるので、これら両
方の基は本発明で用いる同じ染料分子に混和することが
できる。得られた染料分子はポリヒドロキシル基とスル
ホネート基の組合せにより水溶性が向上し、ポリヒドロ
キシル基により紙との相互作用が改善されたことが観ら
れたら 本発明は、別の方法でも生成される。この場合、ポリヒ
ドロキシル化合物のヒドロキシル基の１つが例えばＰ−
トルエンスルホネート（Ｐ　−ｔｏｌｕｅｎｅＳυＩｆ
ｏｎａｔｅ）などの脱離基に変換させ、染料分子の求核
性官能基が前記脱離基と置換することによりポリヒドロ
キシル基と直接結合する。この目的に有用なポリヒドロ
キシル誘導体化合物の例としては糖のジアセタール−？
−トルエンスルホネートエステル（ｄｉａｃｅｔａ！　
−１）　−ｔｏｌｕｅｎｅ　−５ｕｌｆａｎａｔｅｅｓ
ｔｅｒ）が挙げられる。この後者の化合物は１９６１年
のｒＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
　５ｏｃｉｅｔｙ　Ｊの第１６４３頁に記載されている
。

ｎｉｃ　５ｏｌｖｅｎｔ）から成る。本発明に係る染料
はインク組成物の約２から１２重量％の量であるのが好
ましい。有機溶媒は例えば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、モノメチルエーテル、１．２−ジメト
キシプロパン、メタノールなどのアルコール類、スルホ
レーン、ホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、
プロピレンカーボネート、オキシジプロピオニトリル（
ｏｘｉｄｉｐｒｏｐｉｏｎｉ−ｔｒｉｌｅ）、またはこ
れらの混合物から成る。水と有機溶媒の好適な量は、そ
れぞれ、約９６〜５０％、約４〜５０％である。

実施例１ ３ｇの水酸化リチウムを含有する　１３０ｍ１の水に１
８．２ｇのソルビトールを溶解した溶液にゆっくりと１
２ｇの反応性黒色１　　（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｂｌａｃ
ｋ　ｌ）を添加しながら迅速に撹拌した。添加完了後、
混合物をさらに９０℃に加熱しながら１時間撹拌した。

次に酢酸を添加してＰＨを約６に保ちながら過剰反応物
を逆浸透により分離した。染料をさらにイオン交換カラ
ムで精製した。

紫外線分光測定により染料分子の発色団は実質的にそこ
なわれていなく、また、薄層クロマトグラフにより生成
物の純度が明らかになった。

この製造過程をプロジオン黒色ＭＸ　−ＣＩＶＡ（Ｐｒ
ｏｃｉｏｎＢｌａｃｋ　！、！Ｘ−ＣＷＡ）を用いて繰
り返し、比較対象の結果を得た。本発明にかかる製造方
法はどんな反応性染料（ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｄｙｅ）に
も使える。非反応性染料（ｎｏｎ　−ｒｅａｃｔｉｖｅ
’ｄｙｅ）に関しては、最初に、該染料と塩化シアヌル
とを反応させ、塩化トリアジン基を染料に結合させる。

そして、上記の方法に従って製造する。

実施例２ ここで、実施例１で得た染料を用いてインク組成物の製
造及び試験についぞ説明する。

実施例Ｉで調製した２、５ｇから５ｇの染料よりインク
組成物を製造する。該染料を３０ｇのホルムアミド及び
７０ｇの水から成る溶媒に溶解させた。

インクの乾燥性（ｗａｔｅｒ　ｆａｓｔｎｅｓｓ）の試
験を次のように行った。

（１）印刷を濡れた「標準的な」番檜二親指の形状をし
た機械でふきとり、汚れを調べる。

（２）　　明るい（ｈｉｇｈ　−ｌｉｇｈｔｅｒ）、メ
端部が多孔性のマーカＸで全体にしるしをつけ、汚れを
調べる。

（３）　　インクジェット・プリンタで紙に完全なフィ
ル・グラフィック（ｆｉｌｌ　ｇｒａｐｈｉｃｓ）を印
字させる。または、１インチ当たり　３６０ドツトで、
１２０〜１４０ピコリツトルのドロップで１００％黒色
にぬりつぶす（１００％ｆｉｌｌ　ｂｌａｃｋ　−ｏｕ
ｔ）。

１インチの正方形に切取った印刷物を４００ｍｇＪの水
が入ったビーカーに入れ、５分間撹拌し、次にその黒さ
または黒さの損失り、”Ａ、”Ｂ、。

座標を測定する標準測定装置で測定する。

これら試験の対象は水とだけ反応した反応性染料であっ
た。

実施例では、３つの試験全てに対して優れた結果を得る
ことができた。

従って、本発明は乾燥性のある、またこすることによっ
て汚れない鮮明で高濃度の印刷品質を得、インクジェッ
ト・プリントヘッドのノズルにクラストが形成しないほ
ど充分に水に溶ける性質を有するインク組成物を得るこ
とができる。

本発明を詳述したが、これらに基づく様々な動ｍ本変形
、付加的事項は以上の開示事項より当業者にとって明ら
かである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では染料分子にポリヒドロ
キシ置換基を結合させ、水に対する溶解ヘッドのノズル
を閉塞させない。また、該置換基によって紙との密着性
が強くなることより、より一層の印字品質を得ることに
なる。

本願発明は反応性あるいは非反応性の染料のどららに対
しても容易に製造することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芳香性染料分子のバックボーンに次の（イ）から
   （ハ）の式より選ばれた１個から４個のポリヒドロキシ
   置換基を有することを特徴とする染料。 （イ）ＣＨ＿２ＯＨ−（ＣＨＯＨ）＿ｎＣＨ＿２Ｏ−、
   ここでｎは２から１０である。 （ロ）Ｏ＿ｎ＿−＿１Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿−＿１−Ｏ−
   、ここでｎは５から７である。 （ハ）（Ｃ＿６＿ｎＨ＿５＿ｎ＿＋＿１Ｏ＿５＿ｎ）−
   Ｏ−、ここでｎは１から約１００である。
2. （２）９６から５０パーセントの水と４から５０％の水
   混和性有機溶媒より成るベヒクルと、芳香性染料分子の
   バックボーンに次の（イ）から（ハ）の式より選ばれた
   １個から４個のポリヒドロキシ置換基を有する染料から
   成ることを特徴とするインク組成物。 （イ）ＣＨ＿２ＯＨ−（ＣＨＯＨ）＿ｎＣＨ＿２Ｏ−、
   ここでｎは２から１０である。 （ロ）Ｏ＿ｎ＿−＿１Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿−＿１−Ｏ−
   、ここでｎは５から７である。 （ハ）（Ｃ＿６＿ｎＨ＿５＿ｎ＿＋＿１Ｏ＿５＿ｎ）−
   Ｏ−、ここでｎは１から約１００である。