JPH06172690A - インクジェット記録用インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エチレン尿素のＮアルキル置換誘導体の優れ
た性質を保持させつつ、高い印字品質、保存安定性を有
するインクジェット記録用インクを提供すること。 【構成】 水と、水溶性染料および／または顔料と、多
価アルコール（以下、成分（ａ）という）と、エチレン
尿素のＮアルキル置換誘導体（以下、成分（ｂ）とい
う）とを含んでなるインクジェット記録用インクであっ
て、成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量組成比が１／
２以上であり、かつ、成分（ａ）および成分（ｂ）の合
計重量が前記インクに対して２５重量％以下であること
を特徴とする、インク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の背景］

【産業上の利用分野】本発明は溶剤としてエチレン尿素
のＮアルキル置換誘導体を含有したインクジェット記録
用インクに関し、とりわけ１，３−ジメチル−２−イミ
ダゾリジノンを含有したインクジェット記録用インクに
関する。

【０００２】

【従来の技術】エチレン尿素のＮアルキル置換誘導体と
りわけ１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンは有機
溶剤として優れた性質を有しており、これをインクジェ
ット記録用インクの溶剤として用いた場合、記録濃度、
耐乾燥性、保存安定性などの向上を図ることができると
されている（例えば、特公昭５７−３１７５９号）。

【０００３】しかしながら、近時、インクジェット記録
インクに求められる性能が向上しており、かかる観点か
らはこれらの化合物を有機溶剤として用いた従来のイン
クにあっても印字品質、保存安定性についてはさらに改
良の余地を残すものであった。

【０００４】［発明の概要］

【発明が解決しようとする課題】本発明者らはエチレン
尿素のＮアルキル置換誘導体を用いたインクジェット記
録用インクについての研究をさらに進めた結果、エチレ
ン尿素のＮアルキル置換誘導体と多価アルコールとを特
定組成で組み合わせることで高い印字品質、保存安定性
を有したインクが実現できることを見出だした。

【０００５】従って本発明は、かかる知見に基づきなさ
れたもので、エチレン尿素のＮアルキル置換誘導体の優
れた性質を保持させつつ、高い印字品質、保存安定性を
有するインクジェット記録用インクを提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるインクジェ
ット記録用インクは、水と、水溶性染料および／または
顔料と、多価アルコール（以下、成分（ａ）という）
と、エチレン尿素のＮアルキル置換誘導体（以下、成分
（ｂ）という）とを含んでなるインクジェット記録用イ
ンクであって、成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量組
成比が１／２以上であり、かつ、成分（ａ）および成分
（ｂ）の合計重量が前記インクに対して２５重量％以下
であることを特徴とするもの、である。

【０００７】［発明の具体的説明］本発明によるインク
ジェット記録用インクは、水と水溶性染料および／また
は顔料とを含んでなる水性インクであって、さらに多価
アルコール（以下、成分（ａ）という場合がある）とエ
チレン尿素のＮアルキル置換誘導体（以下、成分（ｂ）
という場合がある）を含有してなるものである。

【０００８】本発明によるインクにあっては、成分
（ｂ）に対する成分（ａ）の重量組成比が１／２以上、
好ましくは１／２〜４、より好ましくは１〜５／２、最
も好ましくは１〜４／２であり、かつ、成分（ａ）およ
び成分（ｂ）の合計重量がインクに対して２５重量％以
下、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１５重
量％とされる。成分（ａ）／成分（ｂ）が１／２を下回
ると、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンのアタ
ック性を抑制することができず、好ましくない。また、
成分（ａ）および成分（ｂ）の合計重量がインクに対し
て２５重量％を越えると印字品質が低下してしまうので
好ましくない。

【０００９】本発明によるインクによれば、エチレン尿
素のＮアルキル置換誘導体のアタック性が抑制され、各
種の高分子材料、例えばポリサルフォン、ポリエーテル
サルフォン、アモルファスポリオレフィン、ポリ−エー
テルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリエチレン、
ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ
スチレン、ポリアセタール、ブチルゴム、ポリウレタン
などによって構成されたインクジェット記録装置のヘッ
ドおよびインク流路をインクが侵すことがなく、かつ同
時に高印字品質を実現できるので好ましい。特に、イン
クジェット記録ヘッドの心臓部ともいえる圧力室を形成
する少なくとも一部の壁部材が高分子材料で形成された
インクジェット記録ヘッドにおいて、顕著な効果が得ら
れる。また、本発明によるインクによれば、インクと接
触する材料と選択の幅が広がり、それらを比較的安価な
材料で製造することも可能となる。更に、ポリウレタン
フォームを充填し、これにインクを含浸させ保持させる
ように構成したインクカートリッジを利用することが可
能となる。

【００１０】成分（ａ）としての多価アルコールは、例
えばグリセリン、トリエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコ
ール、プロピレングリコールなどが挙げられる。特に好
ましい例としては、グリセリン、トリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコールが
挙げられる。これらは、単独でも二種以上の混合物とし
て用いられてもよい。また、成分（ａ）のインクへの添
加量は１〜２０重量％が好ましく、より好ましくは２〜
５重量％の範囲である。成分（ａ）の添加量が１重量％
未満であると、目詰まりが発生したり、エチレン尿素の
Ｎアルキル置換誘導体のアタック性を抑制することがで
きず好ましくない。また、２０重量％を越えると印字の
速乾性が悪化してしまうので好ましくない。

【００１１】成分（ｂ）としてのエチレン尿素のＮアル
キル置換誘導体の具体例は、次の一般式（Ｉ）で表され
る化合物である。

【００１２】

【化１】 （式中、Ｒ^１およびＲ^２は独立して水素原子またはＣ１
〜４アルキル基を表し、好ましくはメチル、エチルであ
る） 最も好ましい化合物はＲ^１およびＲ^２がともにメチル基
である、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンであ
る。

【００１３】エチレン尿素のＮアルキル置換誘導体の添
加量は０．５〜２０重量％が好ましく、より好ましくは
１〜１５重量％の範囲である。とりわけ、１，３−ジメ
チル−２−イミダゾリジノンの場合の添加量は０．５〜
１５重量％が好ましく、より好ましくは１〜５重量％の
範囲である。このエチレン尿素のＮアルキル置換誘導体
は染料溶解性が高く、染料濃度を大きくして記録濃度を
高くできる効果がある。また、エチレン尿素のＮアルキ
ル置換誘導体は低粘度であるため急激な粘度上昇を抑制
することができ、印字品質と連続及び間欠印字安定性を
高めることができる。さらに、エチレン尿素のＮアルキ
ル置換誘導体は印字の耐水性を向上させる効果も有して
いる。

【００１４】本発明によるインクの基本的な溶剤は水で
あり、カルシウムイオン、マグネシウムイオンが５ｐｐ
ｍ以下のイオン交換水を用いるものがより好ましい。そ
の添加量は７０〜９５重量％、好ましくは７５〜９０重
量％である。７０重量％未満であると好ましい印字品質
を確保することが難しく、また９５重量％を越えると目
詰まりが発生しやすくなったり、印字乾燥性が悪化した
りするので好ましくない。

【００１５】本発明によるインクに含まれる染料として
は、従来のインクジェット記録用インクに使用されてい
る水溶性染料を用いることができる。染料の具体例とし
ては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、８、１
１、１２、２４、２６、２７、２８、３３、３９、４
４、５０、５８、８５、８６、８７、８８、８９、９
８、１５７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、２、４、
９、１１、１３、１７、２０、２３、２４、２８、３
１、３３、３７、３９、４４、４６、６２、６３、７
５、７９、８０、８１、８３、８４、８９、９５、９
９、１１３、１９７、２０１、２１８、２２０、２２
４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３
０、２３１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、２、６、１
５、２２、２５、４１、７１、７６、７８、８６、８
７、９０、９８、１６３、１６５、１９９、２０２、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック２、７、１９、２２、２
４、３２、３８、５１、５６、６３、７１、７４、７
５、７７、１０８、１５４、１６８、１７１、Ｃ．Ｉ．
アシッドイエロー１、３、７、１１、１７、１９、２
３、２５、２９、３８、４４、７９、１２７、１４４、
２４５、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、８、９、１
３、１４、１８、２６、２７、３５、３７、４２、５
２、８２、８５、８７、８９、９２、９７、１０６、１
１１、１１４、１１５、１１８、１３４、１５８、１８
６、２４９、２５４、２８９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー
１、７、９、２２、２３、２５、２９、４０、４１、４
３、４５、７８、８０、８２、９２、９３、１２７、２
４９、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、２、７、２４、２
６、２９、３１、４４、４８、５０、５２、９４、Ｃ．
Ｉ．ベイシックイエロー１、２、１１、３４、Ｃ．Ｉ．
ベイシックレッド１、２、９、１２、１４、１７、１
８、３７、Ｃ．Ｉ．ベイシックブルー１、３、５、７、
９、２２、２４、２５、２６、２８、２９、Ｃ．Ｉ．ベ
イシックブラック２、８、Ｃ．Ｉ．フードブラック１、
２、Ｃ．Ｉ．フードブルー２、Ｃ．Ｉ．フードバイオレ
ット２、フードレッド１４、Ｃ．Ｉ．フードイエロー
４、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー３７、Ｃ．Ｉ．リア
クティブレッド２３、１８０、Ｃ．Ｉ．リアクティブブ
ラック３１等が挙げられる。

【００１６】また、好ましい顔料の例としては、無機顔
料（カーボンブラック）、有機顔料（不溶性アゾ顔料、
溶性アゾ顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノ
ン系顔料、キナクリドン顔料、ペリノン系顔料、ペリレ
ン系顔料）等が挙げられる。そのほか顔料表面を樹脂等
で処理した加工顔料（グラフトカーボン等）も使用でき
る。

【００１７】特に、無機顔料としては、酸性カーボンブ
ラック（三菱化成製ＭＡ−１００、＃１０００、７、
８、１１、コロンビアン・カーボン製Ｒａｖｅｎ−１２
５５、１２５０、１０６０、１０３５、１０４０、１０
２０、１０００、７６０、菱有工業製グラフトカーボン
ｇｐｔ−５０５Ｐ等が好適である。

【００１８】有機顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイ
エロー１、２、３、５、１２、１３、１４、１５、１
７、８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、
５、７、９、１２、２２、２３、３７、３８、８１、１
４６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５、１６、
１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１等が好適である。

【００１９】染料および顔料の添加量は印字記録ができ
る限り特に限定されないが、一般に０．０１〜１０重量
％の範囲にあるのが好ましく、より好ましくは０．５〜
５．０重量％の範囲である。

【００２０】さらに本発明の好ましい態様によれば、記
録材へのインクの浸透を促進する浸透剤を添加するのが
好ましい。浸透剤の好ましい例としてはアルコールが挙
げられる。特に、炭素数４以下の一価アルコール、例え
ばメタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロ
パノール、ブタノールなどが挙げられる。とりわけ、エ
タノールが安全性、臭気、記録材に対する浸透性の観点
から特に好ましい。

【００２１】炭素数４以下の一価アルコールの添加量は
１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは２〜７重量
％の範囲である。アルコールの添加量が１重量％未満で
あると、インクに十分な浸透性、蒸発力を与えることが
できず、印字の乾燥性が悪化してしまうおそれがある。
また、１０重量％を越えると、良好な印字品質を確保す
ることが難しくなり、またインクの引火点を低下させる
ので安全性の観点からも好ましくない。さらにまた、エ
チレン尿素のＮアルキル置換誘導体と炭素数４以下のア
ルコールとの組み合わせは、インクの粘度を増加させ
る。その結果、本発明によるインクにあっては増粘剤の
添加を特に必要としない点でも有利である。

【００２２】さらに、このエチレン尿素のＮアルキル置
換誘導体を用いたインクは一般にｐＨ安定性に欠け、異
物が発生するという問題点を有していたが、前記した特
定量の炭素数４以下の一価アルコールと共存させること
によって、そのような問題点も克服することができる。
また、エチレン尿素のＮアルキル置換誘導体は記録材へ
の浸透力が高いことから、前記したようにアルコールを
浸透剤として添加する場合、そのアルコールの添加量を
比較的少なくすることができ、その結果、引火点の高
い、安全なインクを構成することができる点でも有利で
ある。

【００２３】本発明によるインクは、その性質を更に改
善するための第三成分を含有していてもよい。添加可能
な第三成分の具体例としては、界面活性剤、粘度調整
剤、表面張力調整剤、比抵抗調整剤、ｐＨ調整剤（例え
ば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムなど）、防カビ剤、キレート剤などが挙げられる。

【００２４】本発明によるインクの諸物性はインクジェ
ット記録に適するよう適宜設定されてよいが、例えばイ
ンク粘度は０〜５０℃の作動時温度において３０ｍＰａ
・ｓ以下であるのが好ましく、高速応答性（例えば、Ａ
４サイズ２ページ／分）実現のためには、１．２〜２０
ｍＰａ・ｓ程度であるのが好ましい。またインクの表面
張力は０〜５０℃の作動時温度において３５〜６０ｄｙ
ｎｅ／ｃｍ程度にあるのが好ましく、ｐＨは７〜１０程
度にあるのが好ましい。

【００２５】本発明によるインクは記録材に印字された
後、適当な熱定着手段（例えば、熱風、加熱ロール、赤
外線など）によって乾燥、定着されてもよい。

【００２６】本発明によるインクジェット記録用インク
は、上記した構成成分を混合し、室温〜加熱下で十分攪
拌した後、場合によって瀘過によって固形成分を除くこ
とによって製造することができる。また、インク成分と
してアルコールを添加する場合は、比較的低温で、好ま
しくは４０℃以下の温度で、アルコールを添加し攪拌す
るのが好ましい。

【００２７】

【実施例】以下の実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例１〜１０および比較例１〜１４ 第１表に示されるような組成のインクを次のようにして
得た。ここで、全てのインクの染料は全てＣ．Ｉ．ダイ
レクトブラック１９であり、その含量は３重量％とし、
また、成分（ｂ）として１，３−ジメチル−２−イミダ
ゾリジノン（ＤＭＩ）を用いた。さらに、全てのインク
はエタノールを５重量％含有する。表中で、トリエチレ
ングリコールはＴＥＧ、ポリエチレングリコールはＰＥ
Ｇ、そしてジエチレングリコールはＤＥＧと略した。

【００２８】まず、エタノール以外の成分を８０℃で１
時間加熱攪拌した。その後、約１時間冷却水を循環させ
て冷却し、インクの温度を４０℃としてからエタノール
を添加し、その後約３０分間攪拌した。混合物を０．４
μｍのメンブランフィルターを用いて減圧瀘過し、イン
クとした。

【００２９】評価試験 実施例および比較例のインクを用い、インクジェットプ
リンタＢＪ−３３０（キャノン株式会社製）を用い（Ｂ
Ｊ３３０は感光性エポキシアクリレート系ドライフィル
ムのヘッド）、（１）印字品質、（２）印字復帰性につ
いて次のように評価した。なお、印字品質についてはヨ
ーロッパ、アメリカ、日本の各々１０種類計３０種類の
紙について調査した。

【００３０】また、インクジェットプリンタＢＪ−１０
Ｖのインクカートリッジ（インクを含浸・保持するため
のエーテル系ポリウレタンフォーム）に実施例６、比較
例４のインクを真空置換充填し、（３）インクの物性変
化および異物発生の有無について評価した。

【００３１】評価結果は第１表に示される通りである。 （１）印字品質評価 顕微鏡による１００倍、４００倍での観察と目視によっ
て印字を観察した。その結果、繊維に沿ったにじみもな
くエッジがシャープである紙が ◎：８０％以上 ○：６０〜７９％ △：４０〜５９％ ×：繊維に沿ったにじみもなくエッジがシャープである
紙が３９％以下、とした。

【００３２】（２）印字復帰性 プリンタを７０℃の恒温槽に１カ月放置し、完全に印字
が回復するまでのクリーニング回数を測定した。その結
果 ◎：クリーニング回数３回未満で完全に復帰 ○：クリーニング回数３回以上５回未満で完全に復帰 △：クリーニング回数５回以上１０回未満で完全に復帰 ×：クリーニング回数１０回以上で完全に復帰あるいは
復帰しない、とした。

【００３３】（３）インク物性変化 ７０℃の恒温槽に１週間放置したカートリッジのインク
粘度・表面張力・ｐＨの測定及び異物の発生を調べた。
その結果、 ◎：インク物性、異物発生共に変化無し △：インク物性に変化有り ×：インク物性に変化が有りかつ異物が発生、とした。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹 澤 直 己 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水と、水溶性染料および／または顔料と、
   多価アルコール（以下、成分（ａ）という）と、エチレ
   ン尿素のＮアルキル置換誘導体（以下、成分（ｂ）とい
   う）とを含んでなるインクジェット記録用インクであっ
   て、成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量組成比が１／
   ２以上であり、かつ、成分（ａ）および成分（ｂ）の合
   計重量が前記インクに対して２５重量％以下であること
   を特徴とする、インク。
2. 【請求項２】成分（ａ）がグリセリン、トリエチレング
   リコール、ポリエチレングリコールおよびジエチレング
   リコールからなる群から選択される、請求項１記載のイ
   ンク。
3. 【請求項３】成分（ｂ）が１，３−ジメチル−２−イミ
   ダゾリジノンである、請求項１記載のインク。