JPH0218472A - 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、プリンター等の種々の記録器具に
使用するインク、特に記録ヘッドのオリフィスから液適
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
なインクに関する。

（従来の技術） インクジェット記録方式は、記録時の騒音の発生が少な
く、又、カラー化対応が容易で高解像度の記録画像が高
速で得られるという利点を有している。

インクジェット記録方式では、使用するインクの特性と
して、粘度、表面張力等の物性値が適当な範囲にあるこ
と、溶解成分の溶解安定性が高く、微細なオリフィスを
目詰りさせないこと、充分に高い濃度の記録画像を与え
ること、保存中に物性値の変化又は固形分の析出が生じ
ないことが要求される。

更に上記の特性に加え、被記録材の種類に制限されずに
記録が行えること、定着速度が大きいこと、記録画像の
耐光性、耐水性、耐溶剤性（特に耐アルコール性）に優
れていること、解像度の優れた記録画像を与えること等
の性質も要求される。

従来、インクジェット記録方式におけるインクの着色剤
としては、液媒体が水性であることから主として水溶性
染料が使用されており、水溶性染料を用いることにより
、インクジェット記録方式の上記の基本的要求の多くが
満足されている。しかしながら、水溶性染料を用いた場
合には、これらの水溶性染料は本来耐光性が劣るため、
記録画像の耐光性が問題となる場合が多い。すなわち、
記録画像が日光、蛍光灯或いはプロジェクタ−の光源光
にさらされた場合、記録画像が消失したり、又は判読し
難くなったり、或いは長期間の保存中に褪色したりする
ことがある。

又、記録画像の耐水性にも問題がある。すなわち、水溶
性染料を用いて得た画像は、その木質上耐水性に劣るた
め、水がかかったりした場合、画像が不鮮明になったり
消失したりすることがある。

そこで、水溶性染料の使用に基くこれらの問題を解決す
るため、染料に代えて顔料を使用したインクが数多く提
案されている。例えば、顔料インクの実用化における分
散安定性向上のための分散剤を研究している代表例とし
て、例えば、特開昭６０−１１８７６９号公報、同６０
−１５５２８０号公報（以上ぺんてる）、同６１−２３
５４７８号公報（大日精化）等が挙げられ、顔料の表面
処理の研究例としては、特開昭５９−１２０６６７号公
報、同６２−２５００８４号公報（以上ぺんてる）等が
挙げられる。又、インクジェット記録方式への応用例と
して特開昭５６−１４７８５９号乃至１４７８６９号公
報、同５６−１４７８７１号乃至１４７８７２号公報、
同５６−１５７４６７号乃至１５７４６８号公報、同５
７−６７９１号公報（以上キャノン）、同６２−２７４
７６号、同６２−７４９７３号乃至７４９７４号公報、
（以上ぺんてる）等が挙げられる。

更に、着色剤として顔料を使用したインクにおける最も
重要な問題の１つであるペン先やオリフィス先端での目
詰り性改善に関しては、特開昭５６−４１２６１号公報
（出隅色素）、同６〇−５１７６３号公報、同６０−７
２９６８号公報、同６２−１０１６７２号公報（以上ぺ
んてる）等のように尿素及びその誘導体やソルビタン及
びソルビトール等の添加が提案されている。

しかしながら、前述のような数多くの研究にも係わらず
、要求されている性能全て満足するインクは未だ提案さ
れていないのが実情であり、特に目詰り性に関しては、
インクジェット記録方式用インクとして使用した場合、
微細なオリフィス先端で長期間に渡って目詰りを発生し
ないインクは未だ開発されておらず、プリンタの信頼性
の面で重大な問題となっている。

又、顔料インクでは保存安定性向上も大きな課題であり
、長期間保存しても物性変化及び固形分の析出しないイ
ンクの開発が望まれている。

更に、近年強く要求されているインクの性能として普通
紙における記録特性があり、インクジェット記録方式用
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、便箋等に
対しても印字品位の良好な記録が行えるインクが要望さ
れている。

しかしながら従来までの顔料インクは、分散安定化及び
／又は消泡化のために多量の界面活性剤を含有している
ことが多く、従って、前記普通紙に記録を行うと印字部
に滲みが発生して品位が著しく低下する場合が見られた
。

従って本発明の目的は、着色剤として顔料を使用したイ
ンクにおいても、ペン先や微細なオリフィス先端で長期
間に渡って目詰りを発生しないインクを提供することに
ある。

又、本発明の他の目的は、長期保存においても析出物を
発生しな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、インクジェット記録方式用
に特別に調整された紙は勿論、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
普通紙に対しても滲みのない良好な印字品位を与えるイ
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、水を主成分とする液媒体中に顔料
を分散させてなるインクにおいて、イノシトールを含有
することを特徴とするインクである。

（作　　用） 本発明者は、ペン先及びオリフィス先端における顔料イ
ンクの目詰り性改善のために様々なインク組成について
鋭意検討の結果、イノシトールの添加が上記の目詰り性
防止に有効であることを見出したものである。

又、そのような化合物の添加は、目詰り性改善だけでは
なく、保存安定性向上に関しても有効であり、更にはオ
フィスで一般に使用されている普。

通紙でのインクの滲゛み発生を抑制して、印字品位向上
に対しても効果的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、イノシトールは吸湿性の高い
固形成分であるため、インク中へ添加することによって
インク中の液媒体の蒸発を抑制し、又、仮にオリフィス
先端で液媒体が蒸発して着色剤等の固形分の析出が発生
した場合でも、本発明の化合物が前記着色剤等と共に固
形分として残存するため、着色剤等の強固な凝集析出を
緩和し、目詰りの回復操作を容易にならしめる。

又、前記化合物がインク中に存在することにより顔料同
士の凝集が抑制され、凝集体の沈降による固形分の析出
も低減される。

更に、コピー用紙、レポート用紙、ノート、便箋等の普
通紙に印字した場合、液媒体の蒸発に伴いイノシトール
が着色剤と共に前記被記録材上に留まり、着色剤の流動
性を低下させて滲みの発生を抑え、印字品位を向上させ
る。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。

本発明で使用し主として本発明を特徴づけるイノシトー
ルとは、イノジット又はシクロヘキサンヘキソール等の
名称で呼ばれ下記構造を有する化合物である。

■ イノシトールのインク中への添加量は、使用する着色剤
や併用する他の液媒体成分等によっても異なるが、イン
ク中で０．５乃至３０重量％程度、好適には１乃至２０
重量％、より好適には２乃至１５重量％を占める割合で
ある。前記添加量が０．５重量％未満の場合はインク液
媒体の蒸発抑制効果が不十分であることは勿論、オリフ
ィス先端における液媒体の蒸発に伴う着色剤の凝集析出
の緩和及び普通紙等の被記録材における滲み防止が不十
分となり本発明の目的は十分には達成されない。逆に、
前記添加量が３０重量％を超えるとインクの粘度が大き
くなり、特にインクジェット記録方式用ヘッド等とのマ
ツチングの面で不備が生じる。更に、普通紙での乾燥性
等に対しても悪影響を与えてしまう。

本発明のインクに用いられる顔料として、カーボンブラ
ックの他、染料便覧及びカラーインデックスに記載され
ている有機顔料の殆ど全てが使用できる。例えば、アゾ
レーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレート
アゾ顔料等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、キノフタロン顔料等の多環式顔料や塩基性
染料型レーキ、酸性染料型レーキ等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
料等の有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系等の無機顔料を
挙げることができる。又、カラーインデックスに記載さ
れていない顔料であっても水相に分散可能なものはいず
れも本発明において使用することができる。

更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勿論使用可能
である。

これらの顔料は本発明のインクに対して一般に約０．５
乃至２０重量％の割合で用いられる。好ましくは３乃至
１５重量％の範囲で用いられる。

本発明のインクを作成するに先立ち、顔料は適当な分散
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するのが好ましい。

分散剤としては、顔料分散に用いられる従来公知の高分
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、カゼイン等の蛋白質、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ルマリ
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脂肪酸塩類、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種又は
２種以上を適宜選択して使用できる。その使用量は分散
剤により異なるが、一般的にインク全量に対して１乃至
２０重量％が望ましい。

一方、顔料の分散に使用する分散機は、一般的ないずれ
の分散機でもよいが、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。その中で高速型のサンド
ミルが好ましく、例えば、スーパーミル、サンドグライ
ンダー、ビーズミル、アジテータ−ミル、グレンミル、
ダイノーミル、パールミル、コボールミル（いづれも商
品名）等が挙げられる。

本発明のインクは上記成分を主要成分とし、これらを水
を主成分とする液媒体中に溶解及び分散させることによ
って得られる。液媒体である水は単独でも使用できるが
、一般的には有機溶剤と併用するのが好ましい。併用さ
れる有機溶剤としては、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
ングリコールモノメチル（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ニトリエ
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。これらの
多くの有機溶剤の中でも、ジエチレングリコール等の多
価アルコール、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
エーテルは好ましいものである。

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。

本発明のインクの必須成分は上記の通りであるが、その
他各種の界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、被
記録材上でのインクの定着性を改善するためのバインダ
ー樹脂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
樹脂等の粘度調整剤又はバインダー：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
面張力調整剤；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、筆記具やインクジェット記録
方式用ヘッドに対するマツチング等の面からインク物性
として２５℃における表面張力が２５乃至６５ｄｙｎｅ
／ｃｍ、好ましくは３０乃至５５　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。

以上の如くして得られる本発明のインクは、従来技術の
問題点が解決されており、特に着色剤として顔料を使用
しているにも係わらず、ペン先や微細なオリフィス先端
で長期間に渡って目詰りを発生せず、又、長期間保存し
ても固形分の析出が殆どみられず、更に、インクジェッ
ト記録方式用に特別に調整された紙は勿論、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滲みのない印字品位の優
れた記録が可能となる。

（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、部又は％とあるのは特に断りのない
限り重量基準である。

実施例１乃至５ 下記の成分をパールミル（アシザワ■製）で分散処理し
、得られた分散液を遠心分離機（日立製作新製）にかけ
粗大粒子を除去して本発明のインク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、目詰り性評価及び印
字品位評価、保存安定性評価を行った。以上の評価を後
記第１表に示す。

インクＡ イノシトール　　　　　　　　　　　　７部カーボンブ
ラック（Ｍ＾−１００、三蔓化成工業■製）　　　　　
　　　　　　　　　１０部スチレン−無水マレイン酸共
重合体（分子量Ｉｎ、０００、酸価１７５）　　　　　
　　　　　７部エチレングリコール　　　　　　　　１
５部エタノールアミン　　　　　　　　　　　１部ニッ
コールＴＳ−３０（日光ケミカルズ社製）　　　　　　
　　　　　　　　　２部水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　５５部インクＢ イノシトール　　　　　　　　　　　　４部キナクリド
ン・レッド（富士色素製）　９部スチレン−アクリル酸
共重合体（分子量１１．０００．酸価１５０）　　　　
　　　　　　　６部アミノメチルプロパツール　　　　
　　１部グリセリン　　　　　　　　　　　１０部ニッ
コールＢＬ−９ＥＸ　（日光ケミカルズ社製）０．５部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　６３．５部工
ｌ之旦 イノシトール　　　　　　　　　　　　４部フタロシア
ニン・ブルー（東洋インキ製）８部 α−メチルスチレン−スチレン−アクリル酸共重合体（
分子量１２，５００、酸価１９７）　　５部エチレング
リコール　　　　　　　　　５部グリセリン　　　　　
　　　　　　１０部ジェタノールアミン　　　　　　　
　　　１部ニッコールＭＹＬ−１０（日光ケミカルズ社
製）０．５部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　６２．５部イ
ユ色と旦 イノシトール　　　　　　　　　　　　５部カーボンブ
ラック（ＭＣＦ−８８、三菱化成工業■製）　　　　　
　　　　　　　　　　９部スチレン−アクリル酸共重合
体（分子量１０．０００、酸価１９５）　　　　　　　
　　　７部Ｎ−メチル−ジェタノールアミン　　　１部
グリセリン　　　　　　　　　　　１３部エタノール　
　　　　　　　　　　　　　５部水　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　５７部イ］２乙旦 イノシトール　　　　　　　　　　　　６部ハンザエロ
ー３Ｇ　　　　　　　　　　　６部ポリオキシエチレン
アルキルエーテルリン酸塩　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２部ソルビット　　　　　　　　　　
　　　５部エチレングリコール　　　　　　　　　７部
ジエチレングリコール　　　　　　　１０部ニッコール
ＮＰ−７．５　（日光ケミカルズ社製）　　　　　　　
　　　　　　　　１部水　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　６２部比較例１乃至５ 実施例１乃至５のインクＡ乃至Ｅ中のイノシトールを除
き、その含有量を水に置換した成分を実施例１と同様に
処理し、比較用インクＦ乃至Ｊを得た。

比較例６ 実施例４のインクＤの成分中、イノシトールを尿素に置
き換えて実施例４と同様に処理し、比較用のインクＫを
得た。

比較例７ 実施例４のインクＤの成分中、イノシトールをソルビト
ールに置き換えて実施例４と同様に処理し、比較用のイ
ンクＬを得た。

次に、得られたインクを用いて実施例と同様に目詰り性
評価、印字品位評価及び保存安定性評価を行い、結果を
下記第１表に示す。

−ユー」１−医一 １　　λ　　ユ　　ま　　互 イ　　ン　　り　　　　　ＡＢＣＤＥ 目詰り性”　　ｏ　　ｏ　　ｏ　　ｏ　　。

印字品位”　　ｏ　　ｏ　　ｏ　　ｏ　　○保存安定性
”　　　ｏ　　　ｏ　　　ｏ　　　ｏ　　　。

−止一藍−勇− １２３４５６フ イ　　ン　　り　　　　　ＦＧＨＩ　　　ＪＫＬ目詰り
性”ｘｘｘｘｘ□　　Δ 印字品位１１２ｘ　　△△　×　×　△△保存安定性”
ｘｘｘｘｘｏ　　Δ ＊！　目詰り性評価 プリンタに所定のインクを充填して１０分間連続して英
数文字を印字した後、プリントを停止し、キャップを施
して３０日間放置（放置条件：　４Ｑ’ｅ、ｌＯ±５Ｘ
Ｒ）ｌ）　シた後、ノズル目詰りの回復操作を行い、再
び英数文字を印字して回復操作回数と文字のカスレ、欠
は等の不良箇所の有無により判定した。

０：０乃至５回の回復操作で初期と同等な印字が可能。

△：６乃至１０回の回復操作で初期と同等な印字が可能
。

×：１０回の回復操作で初期と同等な印字が可能。

＊２　印字品位評価 市販のコピー用紙（ＸＥＲＯＸ　４０２４）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、
エッヂのシャープさを２５℃及び６０％ＲＨの環境条件
にて評価した。

Ｏ：滲みがなく、エッヂはシャープである。

△：滲みが多少みられ、エッチも少しぼやけている。

×：滲みが多く、ドツトもエッヂもぼやけている。

＊３　保存安定性評価 インク８０ｃｃをショットビン（デユラン製）に入れ、
５０℃のオーブンに２力月間保存した。そしてサンプル
を室温に戻した後、ビンを逆さにしてビン壁に付着して
いる沈殿物を評価した。

Ｏ：沈殿物は殆どなし。

Δ：沈殿物が少し発生。

Ｘ：沈殿物が多量に発生。

（効　果） 以上説明したように本発明によれば、着色剤として顔料
を使用したインクにおいても、ペン先や微細なオリフィ
ス先端で長期間に渡って目詰りを発生しない信頼性の高
い記録が可能となる。

又、本発明のインクは長期間の保存においても物性変化
及び固形分の析出がみられず、安定性に優れている。

更に本発明のインクによれば、インクジェット用に特別
に調整された紙は勿論、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
おいても、滲みがなく印字品位の優れた記録を得ること
ができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水を主成分とする液媒体中に顔料を分散させてな
   るインクにおいて、イノシトールを含有することを特徴
   とするインク。