JPH0715074B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インクジェット記録方法に関するものであ
り、特に容器の内部体積の急激な減少により、ノズルか
ら特に水性インクを押出すことことによって噴射するイ
ンクジェット記録方法に関する。

従来、この種のインクジェット記録方式に用いられるイ
ンクとしては、他のインクジェット記録方式に用いられ
るインクと同様にノズルにおける目詰りを生じないこ
と、記録に充分なコントラストを有すること、保存によ
り物体の変化或いは、沈殿物等を生じないこと等の諸特
性が必要である。

又、従来インクジェット記録用インクとして使用されて
いるものは、大別して、水系インクと、非水系インクに
分類される。非水系インクについては、水系インクと異
なり、蒸発速度の速いことに起因する噴射ノズル内での
インクの目詰り、及び表面張力の低いことによる印字品
質の低下等により、この種のインクは、低価格品或い
は、特殊用途以外には、用いられにくい。

従って、紙上での高印字品質を要求されるインクジェッ
ト記録用インクとしては、ほとんど水系インクが使用さ
れている。

しかし、水系インクにも幾つかの欠点がある。

その一つに溶媒が水であるために、凝固点が高く凍結し
易いことである。

これは、今日の如く、記録ヘッドがマルチ化され、ガラ
ス材等を印字ヘッド材料として使用されるに至ると、イ
ンクの凝固点が重要な条件となる。即ち、インクの凝固
点が高いと寒冷地等では、インクの凍結による体積膨張
で、ガラスヘッドが割れてしまう等の問題を生ずる。水
系インク中の多価アルコールは、不凍液として知られて
いる如く、この凝固点を降下するのに役立つが添加量を
多くしないとその効果は、ほとんどない。しかもこれら
多価アルコールは、それ自身の粘度が著しく大きいた
め、添加量を増せば、インクの粘度が著しく上昇する。
従って水系インクの多価アルコール添加は凍結防止する
効果をほとんど持たず噴射ノズル内での目詰りを防止す
る湿潤剤としての効果のみである。しかも、紙上にイン
ク滴が印刷された際は、できる限り速く乾燥するとい
う、逆な特性も要求されるため、吸湿性の大きい多価ア
ルコール類は、粘度上昇以外からも、多量添加はむずか
しく、目詰りと、紙上での乾燥速度のバランスから、添
加量は、およそ決定される。

本発明は、上記欠点に着目してなされたもので、良好な
記録が行えるインクジェット記録方法を提供することを
目的としている。

本発明は、印字信号に応じて内部に圧力を発生させノズ
ルより液滴を噴射させて記録を行うインクジェット記録
方法であって、0.5〜７重量％の水溶性染料と、７〜30
重量％の多価アルコール類と、５〜20重量％の脂肪族一
価アルコールとを含んでなり、かつ、多価アルコール類
／一価アルコールの比が20/15〜25/10の範囲にあり、20
℃における表面張力が45dyne・cm^-1以上である水性イン
クをノズルより液滴として噴射させることを特徴とする
もの、である。

即ち、水、水溶性染料、多価アルコールからなる従来の
インク系に、水、多価アルコールに溶解能の大きいしか
も、蒸気圧の比較的大きい、低分子量の、脂肪族一価ア
ルコールを所定量添加したインクによってインクジェッ
ト記録を行うものである。また、インクの20℃での粘度
が5cp以下であるのが好ましい。具体的には、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブチルアルコール、ア
ミルアルコール等のアルキルアルコール、ジアセトンア
ルコール、エチレングリコールモノエチルエーテル等が
あげられる。これらは単独で又は二種以上で添加され
る。又、添加量は、5wt％より少ないと、凝固点降下に
効果が少なく、20wt％をこえると、インクの表面張力低
下により、紙に滲み出すため、５〜20wt％に限定する。

更に本発明における水溶性染料とは、他のインク成分添
加により、色調の変化、沈殿物の生成のないものなどの
ような染料でも使用可能である。具体的には、 C.I.Direct Black 17,32,38,108,146 C.I.Acid Black 2,7,24,31,52,63,112,118,119,121,12
2,155,156 C.I.Basic Black 2 C.I.Direct Blue 6,22,25,71,90 C.I.Acid Blue 9,22,40,93,102,104,113,117,120,167,2
29,234 C.I.Basic Blue 1,3,5,7,9,24,25,26,28,29 C.I.Direct Red 1,4,17,28,83, C.I.Acid Red 6,51,52,80,85,87,92,94,155,180,256,31
7,318 C.I.Basic Red 1,2,912,37, C.I.Direct Yellow 12,24,26,98, C.I.Acid Yellow 11,42,61,71,135,161 C.I.Basic Yellow 1,2,11,14,36 Kayaset Black009A,Direct Deep Black XA,Direct Spec
ial Black AXN（日本化薬社）等を挙げることができ、
これらは単独で又は、二種以上で使用される。

添加量は、0.5wt％未満では、必要とされる色調、コン
トラストが出にくく、7wt％をこえると、噴射ノズル内
で、水分蒸発による目詰りが起こり易くなるので、0.5
〜7wt％に限定する。

次に多価アルコール類は、インクの蒸発を防止する為に
添加し、具体的には、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ポリエチレングリコール、グリセリン等が適す
る。

添加量は、7wt％未満では、噴射ノズル内でのインクの
目詰り防止にほとんど効果がなく、30wt％を越えると、
紙上での印刷インクの蒸発乾燥速度が著しく低下してく
るので、７〜30wt％に限定する。

又、印字ドットの円形度を更に向上させる為に上記多価
アルコールの一部を（ジ、トリ）エチレングリコールア
ルキルエーテル等の多価アルコール誘導体で置換するこ
とができる。

更に必要があれば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ジオキシ
ン等の防カビ剤及び、陽イオン、陰イオン、非イオン、
両性界面活性剤等を添加することができる。

又、一般的には、印字速度等を考慮して、粘度は出来る
だけ小さいこと、表面張力は、印字した時紙に滲まない
程度、一般上質紙の臨界表面張力より高い表面張力を有
する約50dyne・cm^-1前後以上あればよいとされている。
具体的には、当社試作マルチガラスヘッドを用い実験し
た結果、粘度については20℃で5cp以下、表面張力は45d
yne・cm^-1以上であれば良好な印字特性が得られること
が認められた。

以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１ 攪拌機を装備した１のコニカルビーカに、グリセリン
200g、蒸留水359gを仕込み攪拌下に、メタノール100g、
デヒドロ酢酸ナトリウム1gを徐々に加えた。これらが完
全に溶解した後、攪拌下にKayaset Black009A（日本化
薬製）染料40gを徐々に加え、室温にて４時間攪拌を続
けた。これを10μｍのミリポアフィルターでろ過した。
得られたインクは次のとおりである。

（組成） Kayaset Black009A ４（wt％） グリセリン 20 メタノール 15 デヒドロ酢酸ナトリウム 0.1 蒸留水 60.9 （特性） 粘度:2.9cp（20℃） 表面張力:52dyne・cm^-1 凝固点：−19℃ 次に比較のためメタノールを添加しないインクの特性を
示す。

比較例： （組成） Kayaset Black009A ４（wt％） グリセリン 20 デヒドロ酢酸ナトリウム 0.1 蒸留水 75.9 （特性） 粘度:2.3cp（20℃） 表面張力:56dyne・cm^-1 凝固点：−７℃ 比較例からわかる様に粘度、表面張力にほとんど違いが
ないのに、凝固点は著しく低下している。更にメタノー
ルを添加したインクは添加しないインクに比べ、当社試
作のピエゾ素子を使用したインクジェットプリンターで
印字した場合、表１に示すように、紙上でのにじみが少
なく円形度も高くインクの乾燥時間が早いことも発見し
た。

実施例２ 実施例１の操作により次の組成を有するインクを作成し
た。

（組成） C.I.Direct Black−38 ２（wt％） グリセリン 15 エチレングリコール 10 エタノール 10 蒸留水 63 得られたインクの特性は次のとおりである。

（特性） 粘度:3.5cp（20℃） 表面張力:50.1dyne・cm^-1 凝固点：−15.5℃ 実施例３ 実施例１の操作により次の組成を有するインクを作成し
た。

（組成） C.I.Direct Black−32 0.5（wt％） C.I.Acid Black−24 1.0 トリエチレングリコール 28 イソ・プロパノール ５ メタノール 10 デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2 蒸留水 55.3 得られたインクの特性は次のとおりである。

（特性） 粘度:4.1cp（20℃） 表面張力:55dyne・cm^-1 凝固点：−17.5℃ このインクをインクジェット記録装置に充填しジェット
記録を行ったところ、鮮明でコントラストの高い記録が
得られた。又、凝固点降下剤として蒸気圧の比較的大き
い脂肪族一価アルコールを使用しているため、紙上に印
字した際も、インク滴の乾燥速度を遅くすることがほと
んどなかった。更に脂肪族一価アルコールの中でもメタ
ノールを使用した場合、凝固点降下としての効果の他、
印字品質を落とさずに紙上でのインクの乾燥時間を早く
する効果もある。更に、これらアルコール類は液体であ
るため、降下剤が析出するといった現象がないため、細
いノズルで印字するインクジェット用インクに特に適す
ることがわかった。

以上の如く本発明は、他のインク要求特性を害すること
なく、インクの凝固点を改善し、更に印字品質を落とす
ことなく速乾性を向上でき、その効果は大きい。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−12009（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−74406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−137506（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−49004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−59108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−127809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−12010（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−10273（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印字信号に応じて内部に圧力を発生させノ
   ズルより液滴を噴射させて記録を行うインクジェット記
   録方法であって、0.5〜７重量％の水溶性染料と、７〜3
   0重量％の多価アルコール類と、５〜20重量％の脂肪族
   一価アルコールとを含んでなり、かつ、多価アルコール
   類／一価アルコールの比が20/15〜25/10の範囲にあり、
   20℃における表面張力が45dyne・cm^-1以上である水性イ
   ンクをノズルより液滴として噴射させることからなる、
   インクジェット記録方法。