JPH02132168A - インクジェット記録用インク組成物 - 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】

〔技術分野〕 本発明インクジェット記録用インク組成物に関し、詳し
くは，温度によって可逆的に固体一液体の相転移する特
定組成からなるインクジェット記録用インクに関する。 〔従来技術〕 インクジェット記録方法は（イ）高速記録が可能である
，（口）被記録体に非接触であるため被記録体として普
通紙をはじめ種々のものが使用可能である、（ハ）カラ
ー記録が可能である、等を利点を有していることから、
コンピューターワードプロセッサー、各種測定器からの
出力を記録するものとして近時大いに活用されている。 ところで、このインクジェット記録方法で使用されるイ
ンクの多くは、溶媒（水、有機溶剤）に着色剤（染顔料
）を溶解又は分敗させたものであり、これで普通紙に記
録を行なうとすると大抵の場合、多くの量のインクが紙
内部まで浸透してしまい、それ故、画像濃度が低下して
おり画像にニジミが生じたりして良質の記録物が得られ
ないといった欠点がある。 こうした点を配慮して、（１）天然ワックスを添加した
非水溶性インク組成物（特開昭５８−　１０８７１号公
報）、（２）特定の極性基（高級アルキル基を有するケ
トン、高級アルキル基又はアルケニル基を有するアルコ
ール等の極性基）をもった合成ワソクスを添加したプリ
ンター用インク（特開昭６２−２９５９７３号公報）、
（３）溶媒として（ａ）常温では固体であり高温に加熱
されると液化する第１の溶媒と（ｂ）この第１の溶媒と
相溶する室温では液体であって揮発性の高い第２の溶媒
との混合物（混合溶媒）を用いたインクジェット記録用
インク（特開昭６２−１１．２６７２号公報）などが提
案さ汎ている。 前記（１）及び（２）のインクは、常温で固体であって
加温することにより液体となるものであるが、従来のイ
ンクジェノト記録用インクとして用いられている水性イ
ンクに比較しで、表面がサイジング加工された梓通紙に
おいても印字後速やかに乾燥（固化）しかつ画像の滲み
を生じないという特長がある。更に、これらのインクは
インクが紙の内部まで浸透

【５４ないために紙とインク
中の色材との相互作用が小さく色再現性に優れている等
の利点を有し゜Ｃいる。その−・方で、ｎ１記（］　）
のインクはそこに添ｊｌされている天然ワックス等常温
で固体の化合物に対する着色剤の溶解性は一般に良好と
はいえないため，高い画像癩度を与えるインクを但給す
るのに難があった。また．印字後インクが紙の内部にま
で浸透しないことからインクが紙の表面で点字のように
盛上っており、このために摩擦や折曲げによる画像の耐
久性が水性インクで印字した画像に比較して劣るという
欠点がある。前記（２）のインクはそこに添加されてい
る合成ワックスが主として高分子重合体であることから
、加温して液体の状態にした後も比較的粘度が高く、こ
のインクを高速で吐出させるには比較的大きなエネルギ
ーが必要であった。このため、ＰＺＴなどの圧電素子を
使用してインクを吐出するオンディマンド型のインクジ
ェット記録用プリンターでは、インクに大きな吐出エネ
ルギーを与えるために、ヘッドを回転して遠心力という
補助的な力をインクヘ印加して吐出する等の方法がとら
れていた４だが、このような機構を設けると記録装置の
構】告が複雑となる欠点があった。 そして、圧電素子に高い電圧を印加して大きなエネルギ
ーを印加しようとすると駆動のためのドライバー回路が
高価になるという欠点がある。 前記（３）のインクは本質的に常温で液体のものでちり
、揮発性の低い溶媒を用いるとその粘度が高いために紙
中にインクが浸透せず乾燥速度が遅くなるか、常温で固
体の成分比を少なくしてインクの粘，度を小さくすると
画像が薯し，く滲んでしまう。また、揮発性の高い溶媒
を用いると、インクをプリンターの内外で保管しでいる
間に溶媒が蒸発してしまいインク成分が変化し、粘度」
−昇により正常な印字が゛ｒきなくなる等の問題がある
。加えて、現実的に第２の溶媒の揮発性をバランスさせ
ろことは困難である。 ｒ目　　的〕 本発明は上記のような常温で固体であるインクの利点を
有しながら従来技術の欠点を解消するものであー）で、
印字後の乾燥が速く、滲みがなく，色再現が良く，酎摩
擦性、耐水性、耐屈曲性などにすぐれ、かつ、１′Ｇ光
学１度の画像を与え、加温時には容易にノズルより吐出
ごきるレベルの粘度を与えるインクジェッ１一記録用イ
ンク組成物を提供するものである。 〔構　　成〕 本発明のインクジェット記録用インク組成物は，νｉｔ
　ｉｌｉＡで液体の有機溶媒２０〜９８重量％、着色剤
０．５〜２０重量％及びゲル化剤０．旧〜７５重景％ヲ
１：．成分とし、かつ、常温で固体であるが５０℃以１
−．で液体となる可逆的に温度によって相転移するもの
であることを特徴としている。 ちなみに、本発明４７らは，溶媒とし，て常温で液体の
有機溶媒を用い、着色剤とともに更にゲル化剤を添加し
たインク組成物であって、そのインク組成物自体が全体
として常温で固体であるが５０゜Ｃ以−１ユに加温され
ると液体となり、これを常温に戻せば再び固体となるよ
うな可逆的相転移現象を有するものが、前記目的を充分
達成しうろことを確めた。本発明はそれに基づいてなさ
れたものである。 本発明でいう「常温で液体の有機溶媒」とは融点が５　
”Ｃ以下であり、沸点が３５゜Ｃ以上である化合物であ
って下記の化合物がその例として挙げられる。 ｎ−ヘキサン、ｎ〜オクタン、デカン、ドデカン、ヘキ
サデカン、２，２．３−トリメチルペンタン，２．２−
ジメチル−４−エチルヘキサン等の直鎖又は分岐のある
脂肪族炭化水素類；ヘキセン、オクテン、デセン等の不
飽和脂肪族炭化水素類；トルエン，キシレン，エチルベ
ンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類；シクロヘキサン
，メチルシクロヘキサン、シクロヘキシルベンゼン，デ
カリン、ビシクロヘキシル等の脂環式炭化水素類；ナフ
サ，リグロイン、ケロシン，テレビン油等の炭化水素類
の混合物；クロロホルム、トリクロロエチレン、テトラ
ク口口エチレン、ｌ，１．２−トリクロロー１，２．２
−トリフルオロエタン、クロロベンゼン，クロロナフタ
レン，プロモナフタレン等のハロゲン化炭化水素類；エ
タノール、プロパノール，ブタノール，ベンジルアルコ
ール，エチレングリコール、ジエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、グリセリン等の１価又は多価のア
ルコール類；エチレングリコールジメチルエーテル、エ
チレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコー
ルジブチルエーテル，ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル、フェネトール、アニソール等のエーテル類；テ
トラヒド口フラン，ジオキサン，テトラヒドロピラン等
の環状エーテル類；アセトン、メチルエチルケトン，メ
チルイソブチルケトン、イソホロン等のケトン類；オレ
イン酸、無水酢酸、酢酸エチル，食用浦、エチレングリ
コールモノアセテート、モノアセチン、ジアセチン、ト
リアセチン．フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フ
タル酸ジブチル等の酸およびエステル類；２−ピロリド
ン、Ｎ−メチル−２−ピロリトン、トリエタノールアミ
ン等の含窒素化物；変性および無変性のシリコーンオイ
ル類など。 これらの化学物は単独でも使用できるが、沸点や融点の
調整、着色剤の溶解性の調整などの目的で二種以上を混
合して用いることもできる。 本発明で使用される着色剤としては顔料と染料とがある
が、吐出口の目詰り等の点から染料を用いることが望ま
しい。染料としては前記の溶媒に溶解するものであるこ
とが好ましく、特に高い溶解性を示すことが好ましい。 そうした染料の例としてはカラーインデックスにおいて
油溶性染料、分散染料に分類されるものが挙げられ、よ
り具体的な染料の例として下記の染料が挙げられる。 Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー： １，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，ＩＩ，１
２，１４，１６，＋７．２６，２７，２９，３０，３５
，３９，４０，４６．４９，５０，５１，５６，６１，
８０，８６，８７，８９．９６ Ｃ．Ｉ．ソルベント・オレンジ： １２，２３，３］，４３，５１．５６ Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド： １，２，３，１６，１７，１８，１９，２０，２２，２
４，２５，２６．３ｇ，４０，５２，５９，６０，６３
，６７，６８，１２１ Ｃ．Ｉ．ソルベント・バイオレット： ７，１６．１７ Ｃ．Ｉ，ソルベント・ブル一二 ２，６，１１，１５，２０，３０，３１，３２，３５，
３６，５５．５８，７１．７２ Ｃ．Ｉ．ソルベント・ブラウン： ２，１０，１５，２１．２２ Ｃ．Ｉ．ソルベント・ブラック： ３，１０，１１，１２．１３ これらの染料以外にもカーボンブラック、酸化鉄、ロー
ダミンレーキ、銅フタ口シアニン、酸化亜鉛，酸化チタ
ン等の着色又は白色の顔料をビークル中に微分散して用
いることもできる。 また、本発明でいう「ゲル化剤」とは，１）″ｌｊ記の
有機溶媒（常温で液体の有機ｌ８媒）と少なくとも混合
物の融解温度以上で相溶し、常温においては何らかの三
次元構造をつくることにより、見かけ上有機溶媒の流動
性をなくするか、固化せしめる化合物である。熱可逆的
なゲルを形成せしめる化合物の具体例としては次のもの
が挙げられる。 ナフテン酸アルミニウム等のナフテン酸多価金属塩；ス
テアリン酸アルミニウム、ラウリン酸コバル１・、オレ
イン酸アルミニウム等の高級アルキル又はアルケン脂肪
酸の多価金属塩；アルミニウムージーｎ−ブ１・キシド
ーモノーエチルアセトアセテート、アルミニウムージー
ｉｓｏ−プロボキシドーモノーエチルアセトアセテート
等のアルミニウムアルコキシトの誘導体；Ｎ−ラウロイ
ルーｒ，−グルタミン酸一α，γ−ジーｎ−プチルアミ
ド，ジカプロイルリジンラウリルアミト、ラウロイルフ
ェニルアラニンラウリルアミト、ラウロイノレグノレタ
ミン酸ステアリノレアミド、ジカブロイルリジンラウリ
ノレエステノレ、ジカゾロイノレリジンアミン塩、ラウ
ロイルバリンブチルアミド，ラウロイルフェニルアラニ
ンラウリルアミド等のアシルアミノ酸誘導体類；１２−
ヒドロキシステアリン酸，ジベンジリデンソルビトルな
乙 これらのゲル化剤のうちでも１２−ヒドロキシステアリ
ン酸、２−エチルヘキソン酸金属塩、Ｎアシルアミノ酸
のアミド又はエステル、ジベンジリデンソルビ１〜−ル
が硬いゲルを形成すること，有機溶媒との相溶性にすぐ
れていること、毒性が低いこと等の理由から好ましい。 なお、これらのゲル化剤は使用する有機溶媒により適宜
選択される。すなわち、ゲル化剤は相溶性が有機溶媒に
よって異なり、また、固化した時のゲルの硬度は有機溶
媒との組合せにより変化する。従って、ゲル化剤と有機
溶媒とは、相溶性といった相関関係を有しているものの
組合せにおいて使用される。所望のインク物性を得るた
めに上記のようなゲル化剤を２種以上混合しても良い。 インク組成物に占める有機溶媒の量は２０〜９８重量％
であり、より好ましいのは４０〜９５重量％である。有
機溶剤の量が２０重量％より少ないと融解時の粘度が高
過ぎてインクの吐出安定性が悪くなったり、融点が高過
ぎてインクをウオームアップする予熱に相当のエネルギ
ーを要し、また、予熱に必要な時間が長くなるという不
都合を生じる。逆に、有機溶剤の量が９８重量％より多
過ぎると固化時のインクの硬度が不十分となる傾向があ
り、画像に圧力が加えられると液が滲み出して画像周辺
を汚すようになる。 インク組成物に占めるゲル化剤の量は０．０１〜７５重
量％であり、より好ましくのは１〜６０重量％である。 添加量が０．０１重承％より少ないと固化時のインクの
硬度が不十分であり、逆に、７５重量％より多過ぎると
有機溶剤の量が少な過ぎる場合と同様な問題を生しる， インク組成物に占める着色剤の量は０．５〜２０重敏％
くらいが適当である。０．５重量％より少ないと得られ
る画像の濃度が十分ではない。逆に、２０重敗％以上よ
り多いとカラー画像においては色の純度が悪くなるとい
う問題を生じ、また着色剤がゲルの形成をさまたげるこ
とがある。 本発明のインクジェット記録用インク組成物には、本発
明の目的を損なわない範囲で必要に応じて、他の成分が
添加されるでもかまわない。 例えば融解時の粘度や融点の調整、定着性の向上などの
ために、カルナウバワノクス、キャンデリラワックス、
木ろう、みつろう、米ぬかワックス、ホホバワックス、
白ろう等の天然ワックス；パラフィンワックス、ステア
ロン、ラウロン、デカンジオール，ε一カブ口ラクタム
等の合成ワｙクス；ポリエステル樹脂、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等の熱可
塑性樹脂など常温で固体の化合物を添加することができ
、また、電気伝導率の調整のためにトデシルベンゼンス
ルホン酸塩、ドデシルスルホン酸塩，オクチルトリメチ
ルアンモニウムクロライト等の有機溶媒に可溶性のイオ
ン性化合物を添加することができる。 本発明のインクを用いるためのインクジェノ１・記録方
法は特に限定されるものではない。本発明のインクを使
用するための記録方法は前田淳次、テレビジョン学会誌
３７（７）５４０（１９８３）等に記載されている。た
だし、通常用いられる常温で液体のインクと異なり，吐
出前の一定範囲の温度に加熱されて液体状態とすること
が必要であり、そのための装置が必要となる。従って、
連続噴射式の荷電制御型のインクジェット方式に用いる
には、インクの回収路も加熱する必要があり好ましくな
い。このため、圧電素子を加圧パルスとして用いる方式
、熱による泡の発生による圧力を利用する方式、静電界
によりインクを吸収する方式等のオンデイマンド方式の
インクジェット記録方式で印字する方が好ましい。 次に、実施例及び比較例を示す。ここでの％、部はとも
に重量基準である。 実施例１ トルエン　　　　　　　　　　　　　８２％１２−ヒド
ロキシステアリン酸　　　　　１５％ソルベント・レッ
ド３８　　　　　　　　３％を９０℃に加熱攪拌し，溶
解した後、加熱したまは孔径約２μｍのテフロンフィル
ターを用いて炉過を行い．常温で固体のインク組成物を
調製した。 実施例２ エチレングリコール　　　　　　　　９０％ジベンジリ
デンソルビトール　　　　５％ソルベント・イエロー６
１　　　　　　　５％を１２０℃に加熱攪拌を行ない溶
解した後，実施例１と同様にＪ過を行い、常温で固体の
インク組成物を調製した。 以下の実施例３〜７、比較例１〜４においても、組成を
かえただけで実施例１及び実施例２と同様に加熱攪拌、
溶解、炉過することにより常温で固体のインク組成物を
調製した。 実施例３ トルエン　　　　　　　　　　　　　５０％ソルベント
・ブルー５５ 実施例４ エタノール ジベンジリデンソルビトール ソルベント・ブルー５５ 実施例５ ＩｓｏｐａｒＧ（エッソ社製，商品名）２−エチルヘキ
ソン酸アルミニウム ソルベント・イエロー５０ 実施例６ ３％ ９４％ ２％ ４％ ９４．５％ ５％ ０．５％ キシレン １２−ヒドロキシステアリン酸 ソルベント・イエロー８０ 実施例７ 食用浦 ４０％ ５６％ ４％ ７０％ ソルベント・レソド１２１ 実施例８ アイソパーＧ カーボン・ブラック ２％ ６０％ ３部 をボールミルに入れ，２４時間分敗操作をしだ後２−エ
チルヘキソン酸アルミニウム３１部を加え加熱攪拌しイ
ンク組成物を調製した。 比較例１ トルエン　　　　　　　　　　　　　９７％ソルベント
・レッド３８　　　　　　　　３％比較例２ エタノール　　　　　　　　　　　　　９６％ソルベン
ト・ブルー５５ 比較例３ 水 ジエチレングリコール アシッド・レッド３５ 比較例４ カノレナウバワックス パラフィンワックス ソルベント・レッド３８ ４％ ７７％ ２０％ ３％ ８２％ １５％ ３％ セ記のようにした得た１２種のインクジェット記録用イ
ンクについて印字試験を行なった。この試験には，ラス
ヘットを有する圧電素子型のオンディマン１く・インク
ジェットプリンターを用いた。実施例１〜８および比較
例４のインクではヘット液室内のインクを６０−１４０
゜Ｃに加熱して印字を行なった。記録は電子写真複写機
用の普通紙上に行なった。 実施例１〜８のインクを用いたときには、印字時に液体
となっているインクが記録用紙に付着した時にほぼ瞬間
的に冷却されるため固化し、画像にじみのない鮮明な画
像が得られた。印字直後に画像に指で触れても画像が乱
れることばなかった。また、これらの印字サンプンを１
週間放贋した後、記録用紙の印字部の折り曲げ試験をし
たところ、画像の脱落は観察されなかった。 比較例１〜３のインクは液室内インクを常温のまま同様
の印字試験を行なった。比較例１及び２のインクを用い
るとインクは見かけヒ、印字直後に乾燥するが、インク
は紙の内側μこまで浸透するため、画像濃度は低く、著
しく滲みのある画像しか得られなかった。 比較例３のインクは、比較的滲みの小さな画像を与えた
が，印字後２０秒以前に画像に指を触れると画像の回り
に汚れが生してしまった。また、得られた画像を水に浸
漬すると画像はほとんど消失してしまった（実施例１〜
８のインクでは画像は全く変化しなかった）。 比較例４のインクでは実施例１〜８と同様に滲みのない
鮮明な画像が得られた。しかし、このインクを吐出する
ためにはピエゾに印加する電圧を１８０Ｖとせねばなら
なかった（実施例１〜８のインクでは６０〜１２０Ｖ）
。また、得られた画像の折り曲げ試験をしたところ、画
像の脱落が見られた。 〔効　　果〕 実施例の記述から明らかなように、本発明に係るインク
ジェット記録用インクの使用によれば良質の画像が得ら
れる。また、本発明のインクは布地に絵柄を付けたり、
ガラス瓶や金属缶への装飾・ロツ１一番号印字などにも
応用しうるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、常温で液体の有機溶媒２０〜９８重量％、着色剤０
   ．５〜２０重量％及びゲル化剤０．０１〜７５重量％を
   主成分とし、かつ、常温で固体であるが５０℃以上で液
   体となり可逆的に温度によって相転移するものであるこ
   とを特徴とするインクジェット記録用インク組成物。